早期文明社會(huì)的傳統(tǒng)，在中國(guó)比在任何其他地方都更加持久而綿延不斷。經(jīng)常被人們和上古青銅時(shí)代聯(lián)系在一起的象形文字、農(nóng)業(yè)灌溉和官僚士大夫統(tǒng)治，在古代中國(guó)都一直存在到晚近時(shí)期。同巴比倫人和埃及人一樣，古代中國(guó)人沒有能夠發(fā)展出一套理論幾何學(xué)，也沒有把他們關(guān)于宇宙空間結(jié)構(gòu)的理論建立在他們天文觀察的數(shù)據(jù)上。還有，古代中國(guó)人也沒有發(fā)展一種科學(xué)方法，他們的哲學(xué)和技術(shù)直到近代仍然是脫節(jié)的。
有年代可考定的中國(guó)文明最早階段是商朝。在公元前1500年左右，商代曾在黃河邊的安陽建都。安陽的考古發(fā)掘，表明當(dāng)時(shí)中國(guó)人還處在青銅時(shí)代。這個(gè)時(shí)代的特征是以陶輪制造器皿，以馬匹駕駛車輛。與西方不同的是，種水稻而不種大麥，織絲綢而不織麻布。漢族人現(xiàn)在通用的表意文字，當(dāng)時(shí)是以象形文字書寫出來的。當(dāng)時(shí)還有一種六十進(jìn)位的計(jì)數(shù)系統(tǒng)，有人認(rèn)為這是中國(guó)受過巴比倫影響的證明。約在公元前1000年，商朝為它邊界上的周人所滅，后者建立了周朝。周宗室四圍的采邑，后來逐漸發(fā)展為一些獨(dú)立的封建領(lǐng)主國(guó)家，而處在中心的周室的權(quán)力則愈來愈削弱。在公元前475至221年間，那些封建領(lǐng)主國(guó)家相互爭(zhēng)霸，這就是所謂戰(zhàn)國(guó)之世。
大約在公元前六世紀(jì)，中國(guó)人就知道用鐵。關(guān)于鐵的最早文字記載是公元前513年。戰(zhàn)國(guó)后期僻處中國(guó)最西部的、進(jìn)入了鐵器時(shí)代的秦國(guó)，征服了其他國(guó)家，建立了秦朝（公元前221－207）。秦始皇為了統(tǒng)一他的帝國(guó)，大興水利，修筑通往全國(guó)的馳道，擴(kuò)建長(zhǎng)城。為了加強(qiáng)他的統(tǒng)治地位，他還焚燒了所有國(guó)家（秦國(guó)除外）的史書，只有博士官所藏的圖書除外，私人所藏的儒家經(jīng)典等著作也一律送官府銷毀。秦始皇的統(tǒng)治一般地說是獨(dú)裁主義的。他死后，秦國(guó)的一個(gè)小吏劉邦就開創(chuàng)了較有容忍精神和年代悠久的漢朝（公元前206－公元220）。漢代在公元前124年設(shè)立了太學(xué)，并建立了儒生或知識(shí)分子治理國(guó)家的官僚制度。當(dāng)時(shí)讀書人在竹簡(jiǎn)上或木簡(jiǎn)上，后來在絹帛上，最后才在紙上書寫文字。據(jù)說，造紙術(shù)的發(fā)明者是東漢的蔡倫（公元105年），但已發(fā)現(xiàn)的最早的紙是公元150年左右的。
漢代以技術(shù)革新著名，不但發(fā)明了紙，約在公元前100年還發(fā)現(xiàn)了磁針的指南作用，中國(guó)第一次論鑄鐵的文字記載也出現(xiàn)了。公元31年的一部著作中，談到了一種臥式水輪。這是通過一組凸輪和傳動(dòng)帶，推動(dòng)“排橐”（風(fēng)箱）向鑄造農(nóng)具的熔鐵爐吹風(fēng)的機(jī)械裝置［即據(jù)傳為東漢杜詩所制作的水排］？。后來，在公元290年，立式水輪也出現(xiàn)了，隨即有了用水力帶動(dòng)輪錘操作的杵臼［即為三國(guó)時(shí)勞動(dòng)人民所發(fā)明而由魏人張既所推廣的水碓］。
在戰(zhàn)國(guó)、秦、漢時(shí)期，人們提出了許多科學(xué)和哲學(xué)上的問題并進(jìn)行了討論。戰(zhàn)國(guó)百家爭(zhēng)鳴，百家中重要的有法家、名家和墨家，特別是道家和儒家。在如何解決各封建國(guó)家之間的破壞性很大的不斷發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)這一問題上，每個(gè)學(xué)派都有其不同意見。法家認(rèn)為社會(huì)混亂只能通過“實(shí)在法”的施行而解決，這種“實(shí)在法”也就是《管子》一書內(nèi)所謂的“先定”法［按，《管子？九守篇》所謂的“先定法”不僅是指“實(shí)在法”，即實(shí)際制定、現(xiàn)實(shí)存在的法律，而且是講一經(jīng)訂立，貴賤都應(yīng)遵守的法律，因?yàn)樗蟹遥ㄈ珥n非）都認(rèn)為“法不阿貴，繩不撓曲”（《韓非子？有度篇》）］。在秦代，法家影響極大，但隨著他們的庇護(hù)者的消失，大多數(shù)法家代表人物也就消失了。墨翟（約公元前479－381）學(xué)派主張“兼愛”，但他們并非是和平主義者；因?yàn)橐鋈跤鶑?qiáng)，所以他們就對(duì)軍事技術(shù)進(jìn)行研究。
對(duì)軍事技術(shù)的研究，也促使他們?nèi)ヌ接懳锢韺W(xué)，特別是光學(xué)、力學(xué)和防御工程的問題。他們研究了光在平面鏡、凸面鏡和凹面鏡上的反射，從而提出了一些經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，把事物及其圖象的大小和位置，和所用鏡面的曲率聯(lián)系了起來。在力學(xué)方面，他們的興趣所在，主要是杠桿系統(tǒng)和滑車。在這里，他們也是從經(jīng)驗(yàn)主義的角度去研究問題的。他們沒有提出一套完整的光學(xué)理論，在工作中也沒有運(yùn)用幾何學(xué)的推理方法。他們的結(jié)論是從實(shí)驗(yàn)得來的，并且這些結(jié)論往往是以經(jīng)驗(yàn)規(guī)則的形式表達(dá)出來。墨家和名家有關(guān)系，他們都企圖建立一套科學(xué)思想方法，其目的在于使他們同時(shí)代人的不同意見可以趨向一致。但就在這個(gè)問題上，兩派的見解是相反的。墨家認(rèn)為感覺經(jīng)驗(yàn)是人類知識(shí)最可靠的基礎(chǔ)，但名家則認(rèn)為感覺經(jīng)驗(yàn)容易產(chǎn)生錯(cuò)覺，所以要人們達(dá)到意見一致，唯一方法就是要靠邏輯論證。
到了漢初，法家、墨家和名家已失去了他們?cè)趯W(xué)術(shù)界上的重要性，而為儒家和道家所代替。儒家的祖師是孔子（公元前552－479）。儒家教導(dǎo)人們遵守古代習(xí)俗和傳統(tǒng)，他們認(rèn)為這不但是解決戰(zhàn)國(guó)時(shí)代的問題，也是解決任何時(shí)代的問題的方法。儒家思想是官僚士大夫的正統(tǒng)哲學(xué)，這從漢代官僚士大夫統(tǒng)治時(shí)期起一直到晚近，都是如此。但是直到宋代（公元960－1279）新儒家運(yùn)動(dòng)的崛起，儒家很少甚至于完全沒有談自然哲學(xué)，雖則他們和官方的天文學(xué)家們有聯(lián)系，并且同意后者關(guān)于宇宙性質(zhì)的學(xué)說。至于各種手工業(yè)的問題和有關(guān)化學(xué)的問題，他們則毫不感覺興趣，對(duì)這類問題進(jìn)行研究的人差不多全是道家。
道家的創(chuàng)始人據(jù)稱是老子，傳說老子的年代是在公元前六世紀(jì)至四世紀(jì)這段時(shí)期中。道家認(rèn)為人們應(yīng)該反樸歸真，拋棄文明社會(huì)而回復(fù)到太古的單純而平等的社會(huì)生活。他們聲稱，太古原始社會(huì)是最有道德觀念的理想社會(huì)［如在神農(nóng)之世，人們就“與麋鹿共處，耕而食，織而衣，無相害之心，此致德之隆也”（《莊子？盜跖篇》）］。出于對(duì)這種“至德之隆”的理想社會(huì)的憧憬，許多早期的道家往往逃奔深山窮谷，成為隱士，象原始社會(huì)的巫覡那樣，行方術(shù)以究自然。道家把“道”看作自然界和人類社會(huì)的規(guī)律；對(duì)他們來說，道本身就是宇宙過程。人人都應(yīng)順從道，要法天則地，或如莊周（公元前369－286）在《莊子？逍遙游》中所說的，要“乘天地之正”。在《莊子？養(yǎng)生主》中，有一個(gè)“庖丁解牛”的故事，說的是一個(gè)屠夫，他對(duì)梁惠王說，他解割了數(shù)千頭牛的尸體的刀，已用了十九年，但仍銳利如新，因?yàn)樗?ldquo;依乎天理”，“所好者道也”，他深知牛的骨骼關(guān)節(jié)的所在，故能游刃有余，“進(jìn)乎技矣”。道家企圖發(fā)現(xiàn)自然界的“道”或秘密，這種關(guān)于“道”的觀念是從他們對(duì)原始部落社會(huì)的基本信念發(fā)展起來的，他們把原始社會(huì)理想化了。宇宙萬物的生成過程，他們認(rèn)為類似兩性生殖過程，是由兩種對(duì)立的本原相互作用所致。
約在四世紀(jì)的時(shí)候，不但道家，還有另外一些人，把這兩種對(duì)立的本原，名之為陰、陽。陰是被動(dòng)的、陰暗的和女性的力量；陽是主動(dòng)的、光明的和男性的力量。這兩者共同來自物質(zhì)和能量的原始混合物，這種混合物以作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液體的形態(tài)出現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使陰暗的和重濁的東西，從光明的精細(xì)的東西中分離出來，前者就成為地和陰這個(gè)本原，后者就成為天和陽這個(gè)本原。兩者相互作用，于是產(chǎn)生五行：水、火、木、金、土。最先出現(xiàn)了屬于陰的水和屬于陽的火，然后出現(xiàn)了其中陰略占優(yōu)勢(shì)的木，和其中陽略多于陰的金，最后出現(xiàn)了陰陽兩種本原達(dá)到一定平衡的土。陰陽兩本原繼續(xù)不斷相互作用就進(jìn)一步產(chǎn)生了自然界形形色色的萬物。
道家研究宇宙之道以謀控制人的壽命，使人得以長(zhǎng)生不老，永葆青春。為此，道家講究“服氣吐納”之術(shù)，模仿在娘胎中胎兒的“呼吸”。他們主張男子應(yīng)作日光浴［這就是所謂“服日芒之法”］，而女子也要作月光浴，以便各自汲收日的陽氣和月的陰氣。他們提倡“導(dǎo)引術(shù)”（柔軟體操）和“房中術(shù)”，以補(bǔ)男子之陽和滋女子之陰。但最主要的是，許多道家都試圖用化學(xué)的方法分離陰陽本原，從而發(fā)展了煉金術(shù)、食物養(yǎng)生和采制藥物之學(xué)。
據(jù)說秦始皇篤信方士，以為他們可以使他延年益壽，但是關(guān)于煉金術(shù)最早的文字記載是在《前漢書》中。它講到在公元前133年，有一個(gè)煉金士［李少君］曾對(duì)漢武帝說，他能從丹砂中煉出金子，而用這樣煉成的金子制成杯盤，注以水漿，飲之者即可永遠(yuǎn)不老不死。但中國(guó)的煉金術(shù)后來又轉(zhuǎn)變?yōu)闊挼ばg(shù)，后者的目的不在于化賤金屬為貴金屬，而在于煉成使人長(zhǎng)生不死的“金丹”、“神丹”或“仙丹”。煉金士重視真金，因?yàn)樗S得象太陽那樣，表現(xiàn)它充滿著陽的本原。但是在他們看來，丹砂高于真金，因?yàn)樗浅嗌�，并在加熱后即產(chǎn)生活的金屬亦即水銀。公元四世紀(jì)最著名的煉丹士葛洪在其《抱樸子？金丹篇》中就講到：“凡草木燒之即燼，而丹砂燒之成水銀，積變又還成丹砂，其去凡草遠(yuǎn)矣，故能令人長(zhǎng)生。”
當(dāng)時(shí)中國(guó)人也和西方人一樣，以為礦石和金屬都是在地下成長(zhǎng)的。公元前二世紀(jì)的中國(guó)已有了這樣的說法�！耳Q頂新書》（公元五世紀(jì)）中就講到：在地下，“丹砂受青陽之氣，始生礦石。二百年成丹砂而青女孕，三百年而成鉛，又二百年而成銀，又二百年復(fù)得太和之氣而化為金”。死者也可復(fù)生，根據(jù)這種立論，《鶴頂新書》就認(rèn)為“金以丹砂為子，是陰中之陽，陽死陰凝，乃成至寶”。［以上《鶴頂新書》中語，轉(zhuǎn)引自明李時(shí)珍《本草綱目》，卷八，金石部，金石之一，“朱砂銀”一條下。］和歐洲人一樣，中國(guó)人也認(rèn)為自然界中象這樣的過程也可以在實(shí)驗(yàn)室中重現(xiàn)。葛洪把升華和蒸餾看作是這種過程的最重要步驟，因?yàn)樯A和蒸餾把加熱這種陽的作用和冷卻這種陰的作用結(jié)合了起來。陰陽這兩種本原還可以分開為化學(xué)的形式水銀和硫磺。水銀主要是陰性的，硫磺主要是陽性的，二者結(jié)合就產(chǎn)生丹砂。丹砂是自然和人工形成金屬的起點(diǎn)，也是配制長(zhǎng)生不死藥的起點(diǎn)。
在尋求卻病延年的飲食衛(wèi)生種種秘方時(shí)，中國(guó)醫(yī)藥學(xué)業(yè)深深受到了道家的影響。中國(guó)有些地方有一個(gè)風(fēng)俗：舊歷新年初一，人人都要吞食一個(gè)雞蛋，因?yàn)閾?jù)說雞蛋的活力可使人一年內(nèi)消除百病。長(zhǎng)壽的動(dòng)物如龜被看作是食物中的珍品。一些被認(rèn)為陽的成分極高的礦務(wù)如硫磺和硝石等，也被當(dāng)作很好的補(bǔ)藥或強(qiáng)壯劑。人身上所有臟、腑、四肢、五官、經(jīng)絡(luò)等等，以及一切疾病，都被認(rèn)為不是屬于陰的便是屬于陽的。熱性病是陽癥，寒性病是陰癥。中國(guó)醫(yī)學(xué)特別注意病家的脈息。陽病的脈強(qiáng)而浮數(shù)，陰病的脈弱而沉遲。醫(yī)生必先按脈以進(jìn)行診斷，然后對(duì)癥下藥來調(diào)理陰陽。刺激藥物和辛辣藥物是陽性的，清瀉劑和苦味的收斂劑則是陰性的。
中國(guó)醫(yī)學(xué)的權(quán)威著作是《內(nèi)經(jīng)》�！秲�(nèi)經(jīng)》成書于漢代。其中的解剖和生理理論，主要建立于人和國(guó)家，以及作為小宇宙的人和大宇宙的比擬上面。“天圓地方，人頭圓、足方以應(yīng)之。……天有四時(shí)，人有四肢。……歲有十二月，人有十二節(jié)。”［以上見《內(nèi)經(jīng)？靈樞？邪客篇》］心是“君主之官”，而肺是“相傅之官”，肝是“將軍之官”，膽是“中正之官”，脾、胃是“倉廩之官”，小腸是“受盛之官”，大腸是“傳導(dǎo)之官”。［以上見《內(nèi)經(jīng)？素問？靈蘭秘典論篇》］《內(nèi)經(jīng)》并斷言，血得氣乃行，“經(jīng)脈流行不止，環(huán)周不休。”［以上見《內(nèi)經(jīng)？素問？舉痛論篇》］但這不能看作是古代中國(guó)已發(fā)現(xiàn)了血液循環(huán)的證據(jù)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)中國(guó)人并未把動(dòng)脈和靜脈區(qū)別開來。當(dāng)時(shí)關(guān)于氣的上下循環(huán)的猜想，只是把血的運(yùn)行和自然界的周期運(yùn)動(dòng)，天體的運(yùn)轉(zhuǎn)，四季的往復(fù)交替進(jìn)行比擬而得出的結(jié)論，古代中國(guó)人并沒有作過什么實(shí)驗(yàn)來證明它確實(shí)如此。
古代中國(guó)的官制有醫(yī)生的職位，但煉金士或煉丹士并不屬于官制。不過，同古埃及和巴比倫的情況一樣，與統(tǒng)治階級(jí)關(guān)系最密切的，還是數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、測(cè)量者和歷法制定者。最早的中國(guó)數(shù)學(xué)專門著作是《九章算術(shù)》，據(jù)說書中記載的許多是周代（約公元前1000年）的數(shù)學(xué)成就，不過現(xiàn)在存世的傳本九卷可能是漢朝天算家張蒼約在公元200年改寫的。這本書首先講到三角形、梯形和圓形的面積的計(jì)算方法［“方田”］。π的值最初定為“徑一周三”，在公元一世紀(jì)始定為 .其次討論的是比例、百分比以及合伙經(jīng)營(yíng)等商業(yè)上的問題［“均輸”、“粟米”、“衰分”、“盈不足”］。然后論到如何從圖形的邊長(zhǎng)求得其體積，或者反過來，從圖形的體積求得其邊長(zhǎng)的方法，在這里他們也就涉及開平方和開立方的問題［“少廣”］。書中還敘述了勾股定理（畢達(dá)哥拉斯定理）和線性齊次方程，并提出了“盈不足術(shù)”。它是假設(shè)、推演、再假設(shè)，直到求得某些疑難問題的正確的解或其近似數(shù)值的方法。
在天文學(xué)方面，據(jù)說中國(guó)在上古時(shí)代就進(jìn)行天象觀察。十七世紀(jì)天主教耶穌會(huì)教士初到北京的時(shí)候，就認(rèn)為中國(guó)天文學(xué)是在當(dāng)時(shí)的四千年前就開始有了的。不過，根據(jù)河南安陽的甲骨文記載，天文學(xué)在中國(guó)興起的最早年代約在公元前1500年，而在公元前400年前可靠的記載是不多的。安陽發(fā)掘出來有文字的龜甲上已有日月食的記錄，從公元七世紀(jì)起中國(guó)史書上經(jīng)常有關(guān)于日月食和彗星的出現(xiàn)的記載，而在那個(gè)時(shí)期西方是很少有這樣的天文記載的。
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