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宋朝的科學成就雖然沒有達到西方文藝復興時期的高度,但宋朝知識分子的群體創造力是世所罕見的 。中國歷史上的四大發明中有兩項(指南針和活字印刷術)誕生于宋代,另兩項則在宋代開始得到廣泛應用:火藥和火器在宋代開始大規模使用(第一次在戰爭中使用火藥的記載是在晚唐);指南針在宋代開始大量裝備遠洋船舶 。
宋朝第一次出現了工匠傳統和哲學傳統合流的跡象,代表作有《夢溪筆談》 , 在西方,這是近代科學大發展的先聲 。

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宋朝擁有人類歷史上最龐大的帆船艦隊和商船隊,頻繁遠航至阿拉伯、東非、印度、東南亞和東亞的日本與朝鮮 。
宋朝有很多先進的土木工程、航海術和冶金學方面的發明,如風磨 。宋朝發明了紙幣 。這些都推動了宋朝經濟的發展和繁榮,對人類文明產生深遠影響 。
南宋數學家秦九韶最晚在1247年就已經發現一元三次方程的求根公式,歐洲人在四百多年后才發現,盡管如今課本上這個公式仍以那個歐洲人卡當的名字來命名 。
中國最早提出計劃生育理論的不是馬寅初,而是明朝萬歷年間(1573—1620年)的內閣首輔申行時,而最早實施計劃生育卻是在更早的宋朝 。
宋朝出現了眾多通才式的科學家,如沈括的學識涉及多個領域 , 包括數學、地理學、地質學、經濟學、工程學、醫學、藝術評論、考古學、軍事戰略、外交等等 。他曾經接受一個邊境調查的任務,用木頭和鋸末制作了一個三維的地圖來表現山脈、河流、道路等 。他計算了棋局所有的可能性,還計算了用限定的人力物力攜帶食物能支撐的最長戰爭時間 。沈括還提高了漏壺計時的準確性,改進了渾天儀、日晷,還擴大了天文望遠鏡的寬度,可以更好觀察北極星和其他星球 。沈括還做了關于照相機暗箱的實驗,只比首位實驗者海什木晚了幾十年 。

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宋朝任用了許多像沈括這樣具備科學知識的官員,這些人的知識對宋朝的管理、軍事和經濟發展極為有利 。
除以上提到的,宋朝的其他科技發明創造不一而足,在當時世界上也處于領先地位 。
英國學者李約瑟在其著作《中國科學技術史》的導論中提到:“每當人們在中國的文獻中查找一種具體的科技史料時,往往會發現它的焦點在宋代,不管在應用科學方面或純粹科學方面都是如此 。”中國現代歷史學家陳寅恪也曾評論:“華夏文明,歷數千載演進,盛極于趙宋之世 。”
同時,宋代的學術開始向精致內省發展,是繼春秋戰國時期的又一個學術高峰期,出現了周敦頤、程頤、程顥、朱熹、張載、邵雍、王安石、陸九淵、葉適等一大批歷史上一流的學者 。明人陳邦瞻在《宋史紀事本末》的序中說:“宇宙風氣,其變之大者為三:鴻荒一變而為唐虞 , 以至于周,七國而為極;再變而為漢 , 以至于唐,五季而為極;宋其三變,而吾未睹其極也 。今國家之制,民俗之俗,官司之所行,儒者之所守,有一不與宋近乎?”他認為宋代的成就在堯舜、漢、唐之上 , 明代的國家體制、民俗、法律、儒家理論,等等,無不承襲于宋代 。

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【宋朝科技高度發展,學術趨向精致內省】
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