第一节天文历法
中国古代天文学，在春秋战国时期初步确立了自己的独立体系。在星象坐标体系的建立、阴阳合历的制定、以及关于宇宙的结构和演化理论的形成方面，都取得了巨大的进展。
(1)天文观测
春秋时期，人们为了观测研究各种天象以及日、月、五星在天穹中的运动，对星空的现象（星象），即恒星的分布情况有了相当准确的划分。于是“星官”的知识得到了丰富，并由此发展起了“三垣”、“四象”、“二十八宿”的星象坐标系统。
“星官”也就是现代所说的“星座”或“星宿”。中国古人为了认识星辰和观测天象，把天上相邻的恒星组合在一起，分别给以名称，这就是星官。星官的名称大致来自两个方面：一部分来自古人的生产与生活以及神话传说，如营室、壁、箕、毕、井、斗，它们分别表示房屋、墙壁、扬谷的簸箕、捉兔的小网、水井和盛酒的容器等；牵牛星和织女星等名称则来自神话。另一部分星官名称则是把阶级等级制度的社会结构映射到星空的体现。如北极星附近为“太一常居”的宫阙组织，中央为帝星（小熊座β），周围有太子（小熊座γ）、正妃（勾陈一，小熊座α）等星；其外还有相当于帝车的北斗七星以及由表示上将、次将、贵相、司命、司中和司禄的六星组成的作为天府的文昌宫等。根据古文献统计，中国战国以前记载下来的星官，大约为38个，共包括200余颗恒星；到公元前2世纪司马迁的《史记·天官书》中，则系统地记载了全天92座星官约500余颗恒星。
中国古代常用的星象是三垣、四象和二十八宿，由此发展形成了中国古代的星空区划体系。
三垣即紫微垣、太微垣和天市垣，大约是在战国时代或其以后设立的，它们是环绕北天极和靠近头顶天空区域的星象。三垣的每一垣都有东西两藩的诸星围成墙垣的样子，因而称为三垣。紫微垣是三垣的中垣，位居北天中央位置，故被称为中宫或紫宫、紫垣等，意为皇宫；它大约相当于现今所谓“恒见圈”的拱极星区，包括现代所说的小熊、大熊、天龙、猎犬、牧夫、英仙、仙王、仙后、武仙、鹿豹等星座。太微垣是三垣的上垣，在紫微垣下的东北方向，位于北斗星的南方。北起常陈，南至明堂，西自上台，东至上将，大体相当于室女、后发、狮子等星座的一部分。太微为政府的意思。天市垣为三垣的下垣，在紫微垣下的东南方向，北自七公、南至南海、西起巴蜀、东至吴越，大体相当于现今的蛇夫、巨蛇、武仙、天鹰等星座的一部分。天市为“天子率诸侯幸都市”之意。
所谓“四象”（四兽、四维或四陆），是指四种动物。中国古人以北极为中央，把周围天区分为东、南、西、北四个区域，配以青、红、白、黑四种颜色，按照各个天区星象分布的轮廓与何种动物类似，以此命名而定出天文上的四象。《十三经注疏》说，四象即“前朱雀而后玄武，左青龙而右白虎。”朱雀即凤凰，玄武即乌龟。所以四象分别为东方苍龙，南方朱雀，西方白虎，北方玄武（龟蛇）。古人创设四象是为了观测日月五星的运行以定四季，它是在四时的“仲中星”基础上发展起来的，所以四象的东西南北的方位也是这样确定下来的。在古籍《尧典》中有关于四仲中星的说明：“日中星鸟，以殷仲春；日永星火，以正仲夏；宵中星虚，以殷仲秋；日短星昴，以正仲冬。”这是说昼夜等长而初昏时“星鸟”正好出现在南方中天，就是春分了；若白日长而“火”于初昏时在南方中天，就是夏至；若黑夜白天等长而“虚”出现于初昏时的南方中天，则为秋分；若白日短而“昴”出现于初昏时的南方中天，就是冬至。这说明中国古人测四仲中星以定四时由来已久，由此产生了把周天恒星分为四群以表示四季星象的思想。更有意思的是，“鸟”的形象被用来描绘春天初昏时南中天的星象，因为在自然界中，鸟的出现正是春天来临的信号。人们很容易发现，春分前后初昏时，当朱雀升到南方中天时，苍龙的房宿正处于东方的地平线附近，白虎的昴宿正处在西方的地平线附近，而龟蛇的虚宿正处于地平线下与朱雀的七星相对的北方。这就是确定东西南北四个方位的由来，它是以古代春分前后初昏时的星象分布为依据的。
中国古代对天象的观测以及历法的制定等，都主要是以二十八宿为基础的，所以，二十八宿在中国古代天文学的发展中占有很重要的位置。“宿”也称为“舍”，意为日月五星行经停留的“驿站”，是由若干个恒星联结成的一个参照星区。1978年在湖北随县发掘的战国早期曾侯乙墓中，出土了一个漆箱盖，上面画着象征天象的图案。围绕箱盖中央一个很大的篆文“斗”字，周围书写着古代的二十八宿名称，这就把中国二十八宿体系的可靠记载提前到了战国初期。可以断言，二十八宿的创设当在战国以前。二十八宿是古人为了间接参酌月亮在天空的位置来推定太阳在星宿中的位置而设的，这是中国古代天文学的一大进步。
按照日月视运动的方向，自西向东排列，二十八宿的顺序为：
东方七宿（苍龙）：角、亢、氐、房、心、尾、箕；
北方七宿（玄武）：斗、牛（牵牛）、女（须女和婺女）、虚、危、室（营室）、壁；
西方七宿（白虎）：奎、娄、胃、昴、毕、觜、参；
南方七宿（朱雀）：井（东井）、鬼（舆鬼）、柳、星（七星）、张、翼、轸。
经中外学者考证，中国的二十八宿是沿天球赤道划分的，是一种完善的赤道分区体系。因为中国古代天文学是很重视观测的，汉代以前就建立了明确的赤道坐标体系，这是中国古代天文学的一大突出优点。
中国古人很早就注意到水、金、火、木、土这五颗行星了。到了甘德（战国末期人）、石申（活动于公元前4世纪）的时代，对五星运行现象已有了初步的描述。1974年初在长沙马王堆三号汉墓（葬于公元前168年）出土的帛书中，用6000多字的巨幅，记述了关于五星的运动，它保留了甘、石二氏天文书的一部分内容，并列出了从公元前246年到公元前177年共70年代间木星、土星、金星的位置和五大行星的会合情况。中国古人观测五星是与占星术密切相关的，所以古人对五星的行度和会合十分重视。在甘石星经和上述帛书中，都有五星会合周期的观测结果。甘、石测得水星的会合周期为126日，现代测定值为115.88日；甘、石测定的金星的会合周期分别为620日和732日，帛书中记为584.4日，现今测定值为583.92日。帛书中还提到了金星的五个会合周期恰好等于八年。关于木星的会合周期，甘氏的数值为400天，帛书记为395.44日，现代值为398.88日。土星的会合周期帛书记为377日，现今测定值为378.09日。至于火星的会合周期（约为780日），到《汉书·律历志》中才有记载。
还应指出，在春秋战国时期，中国天文学家已经观测到行星的逆行现象。《史记·天官书》说：“甘、石历五星法，唯独荧惑有返逆行”。《汉书·天文志》说：“古历五星之推，无逆行者，至甘氏石氏经，以荧惑、太白为有逆行”。荧惑指火星，太白为金星，说明甘、石已发现了外行星火星和内行星金星都有逆行现象。唐代成书的《开元占经》引，“甘氏曰：去而复还为勾，再勾为巳”，“石氏曰：东西为勾，南北为巳”。前者将顺行转逆行称为勾，将逆行再转顺行称为巳；后者将东西向的拐弯称为勾，将南北向的拐弯称为巳。他们的说法虽不尽同，但都用了“勾”、“巳”描绘行星逆行，是很形象的。
中国最早的日食记载（也是世界上最早的日食记载）见于《书经·胤征》篇。据考证，这个记载是发生在夏代仲康年代的一次日食，约公元前2137年前后。当时的天文官羲和由于酗酒未能准确预报这次日食而被杀头。这个记载似乎说明，《书经》成书时代（公元前8—前5世纪），即春秋时代，中国古人已经能够预报日食了。春秋以后的242年中，有史可考的日食记录就有37次，经考证其中33次是可靠的。春秋以后的日食纪事，都有史可考，基本上都是正确的，所以中国有世界上最早而且最完整的日食记载。
《左传》中有关于公元前687年3月16日所发生的流星雨记载，这也是世界上关于天琴座流星雨的最早记载。据不完全统计，中国史书上关于流星雨的记载至少有180次，是关于流星雨研究的极有价值的资料。春秋战国时期，还记载了流星坠地为陨石的事迹，认识到陨石是天上的星陨落而来的。
春秋战国时期，还有不少关于一些明亮彗星的记载。如《春秋·文公十四年》载：“秋七月，有星孛入于北斗”。据考证，这是世界上关于哈雷彗星的最早记录，是公元前613年哈雷彗星出现的记载。从公元前240年起，到1910年，哈雷彗星共出现29次，中国每次都有详细记载。中国历史上关于各种彗星的记录共约500余次，其中春秋战国时期的约有15次。到战国时代，还积累了不少关于彗星形态的知识。长沙马王堆三号汉墓帛书中，就绘有29幅彗星图，这是迄今世界上所发现的关于彗星形态的最早文献。从图上可以看出，当时人们已经注意到彗星有多种形态，充分说明了中国古代天文学家对彗星观察的精细程度。
(2)历法
春秋后期，产生了一种取回归年长度为36514日，采用19年7闰为闰周的历法——“四分历”。这在当时的世界上是十分先进的。作为阴阳历基础的天文常数，是回归年和朔望月的日数，所以制定历法的第一步，即岁实（回归年）和策朔（朔望月）。中国古代把冬至作为一年之始，因此只要准确地连续测定两个冬至点的时间，就可以定出回归年的长度。据《左传》记载，中国最早的冬至时刻的测定，是在春秋时代鲁僖公五年（公元前655年）正月辛亥和鲁昭公二十年（公元前522年）二月巳丑两次，是用圭表测定的。所谓圭表，即直立于平地上的标竿（或石柱）。每天正午时刻标竿的影子，在正北方向，但每天正午时刻日影的长度是不一样的。夏至时太阳在北回归线，午时的日影最短；冬至时太阳在南回归线，午时的日影最长。这样，根据正午时表影的长度，就可以推定节气，从正午时表影长度的周期性变化，就可以确定出一个回归年的日数。通过连续测量若干个冬至日正午表影长度的方法，取其间隔日数的平均值，就可得出准确的回归年长度。到春秋末年，中国把岁实定为365日。这个数值与现代值365.2422日只长了11分钟，说明当时的观测已达到很精确的程度。月亮运行一周天大约需要29日多，春秋时期定朔望月的日数为29.5306日。由于朔望月的长度不是整日数，而在实际应用中每个月都以整日数计，所以就安排大月为30日，小月为29日，大小月交替排列；每相隔约17个月或15个月，还安排连续两个大月以消除误差。由于既以太阳的周年视运动为回归年，又以月亮的朔望变化周期为月，所以中国古代实行的是一种阴阳合历。实行这种历法，就会遇到如何使两种历法协调整齐的特殊问题，因此必须用置闰月的方法来加以调整。大约在公元前500年左右，鲁国已发现了19年7闰的方法；古希腊到公元前433年才采用这种置闰法。不过，若以365.25日为一年，用19年7闰的方法在日数上仍然带有一个小数（6939.69日），它的4倍（76年）极接近于27759日。所以又采用76年的周期，使大小月的安排以及闰月的插入都以76年为周期。这个方法在公元前360年战国中期的颛顼历中已经实行了。
使用二十四节气，是中国历法的重要组成部分，也是中国历法的一个显著特点。所谓二十四节气，即从冬至日开始，将一回归年等分为24分，大约15天多设置一个节气，以反映太阳在黄道上视运动的24个特定位置，从而反映出气候变化的情况。所以，二十四节气与阴历的朔望月周期毫无关系，而是一种反映太阳的回归年周期变化的纯阳历系统。这种系统始创于殷周时期，经春秋战国时期的发展完善，到公元前139年成书的《淮南子》中，二十四节气的名称和顺序已完全确定。二十四节气系统的制定，是中国古人一个十分杰出的创造。
第二节物理学
春秋战国时期百家争鸣的局面，促使人们提出了诸如时间空间、运动静止等重要问题；以铁器的使用为代表的生产技术的发展，又促进了力、热、声、光等物理知识的积累，使物理学取得了重大的进展。
(1)力学知识
春秋战国时期，中国古代力学已进入形成时期，表现出两种发展趋势。一是以《考工记》为代表的实用力学知识的积累，如物体的滚动，箭矢的飞行，物体的沉浮等现象的知识；一是以《墨经》为代表的理性力学的萌芽，如时空与运动，力与重，重心和平衡，简单机械原理等方面带有理论性的粗略概括等。
《管子·宙合》篇最早明确地提出了时间、空间的概念。“宙”含日月往复、四时循环之意，所以一般指时间；“合”古义为“盒”，上下四方为“六合”，意指空间。文称：“天地，万物之橐，宙合又橐天地。”说万物纳于天地之中，天地又纳于时空之中。《墨经》中用“久”和“宇”分别表示所有不同时刻的总和与所有场所的总和，这是很有概括性的时间和空间的概念。战国时代的学者们还提出了宇宙在时间和空间上的无限性问题。名家惠施所说的“至大无外，谓之大一”的“大一”，正是无限宇宙的朴素概念。《庄子·庚桑楚》称：“有实而无乎处者，宇也；有长而无本剽（标）者，宙也”。认为空间是实际存在的，但又没有穷处；时间有古今之长，但又无始无终。
《墨经》中还讨论了机械运动的问题。文称：“动，或（域）徙也”，指出运动即位置的变化，这是关于机械运动的一个确切定义。《墨经》还准确地描述了转动和平动，提出了静止的定义。特别是墨家已认识到了运动和时空之间不可分割的联系，指出：“宇，或徙，说在长宇久”。是说物体的运动必然经历一定的空间和时间的变化。
“力”是力学中最基本的概念之一，墨家最早给出了“力”的定义。《墨经》中称：“力，刑之所以奋也”。“刑”同“形”，指物体；“奋”泛指各种运动状态的变化。所以上面这段话是说，“力”是使物体运动状态发生变化的原因。墨家对“力”的本质的这一深刻准确的概括，是人类对“力”的最早的理性认识。《墨经》还进一步指出：“力，重之谓；下、举，重奋也”。这里把“重”看作是力的一种表现，认为物体的下落、上举，都是在重力作用下的运动变化。
《墨经》中描述了一个横梁承重实验，对完整的横木和用绳索连接的连木的抗弯能力作了比较。在《考工记·轮人》篇中说明了必须使车轮尽量接近正圆形，以达到与地面的接触面最小，这实际上涉及到了滚动摩擦的问题。
《考工记》是我国最早的手工艺专著，记述了“百工之事”，分木工、金工、皮革工、设色工、刮磨工、抟埴工六类。书中著录的“六齐”，即配制青铜的六种方剂，这是对青铜冶炼技术的总结，也是世界上最早关於金属合金成分的记录。《考工记》有关力学的介绍如下：《考工记·辀人》篇明确地描述了物体运动中普遍存在的惯性现象。文称：“马力既竭，辀犹能一取也”。是说马拉的车当马不再用力拉时，车辕还能继续趋前一段距离。这种认识比古希腊的亚里士多德要深刻得多。
《墨经》中对浮力的作用原理进行了概括。文曰：“荆（形）之大，其沈浅也，说在具”；“荆：沈荆之贝（衡）也，则沈浅非荆浅也，若易五之一”。这是说将一大的浮体放到水里，当浮力与重力平衡时，浮体下沉的深度虽然小于浮体的高度（即浮体上部露出水面），但浮体的重量与下沉部分受到的浮力却是相等的，就像市场上五件商品与一件商品的交换那样，是完全等价的。这段叙述实际上包含了浮力定律的内容。
中国很早就广泛应用了杠杆一类的简单机械。墨家根据桔槔和不等臂秤的运用，深入地探讨了杠杆平衡的问题。墨家把杠杆中的支点到重物间的距离叫作“本”，把支点到秤锤（权）之间的距离叫作“标”，用这些概念论述了著名的杠杆原理。《墨经》中写道：“天（衡）而必正，说在得”；“衡：加重于其一旁，必捶（垂）。权重相若也，相衡，则本短标长。两加焉，重相若，则标必下，标得权也”。这段论述是说，如果秤的二边平衡，则秤杆一定是水平的（“正”）。“得”表契和，说平衡是由于秤锤（“权”）与力臂（“标”）、重物（“重”）与重臂（“本”）相互契和的联合作用造成的。这实际上已经表述了杠杆原理的实质：重×本=权×标。进而又指出，在平衡时若加重于边，这一边一定下垂；只有使权、重成一定比例，才能达成二边平衡，此时必然“本短标长”；假如在二边增加相等的重量，“标”的一边必定下垂，这是“标”与“权”的联合作用较大所致。可以看出，墨家已用确切的术语比较完整地表述了不等臂杠杆的状态。
(2)声学知识
春秋战国时期，中国古人对物体的振动和发声的关系，各种质料与形态的物体所发声音的响度与音色，声音的共鸣现象等，已有较清楚的了解；还创立了古代律学的基础。
《考工记·凫人》篇记载：“凫人为钟，薄厚之所震动，清浊之所由出”，指出声音之清浊（即音调的高低）是由厚薄不同的钟的振动产生的。《磬人》篇也指出：“凡乐器，厚则声清，薄则声浊”。钟与磬都是板乐器，而板振动的频率正比于板的厚度。所以文中指出：“磬人为磬，已上则摩（磨）其旁，已下则摩其耑（端）”。这是说声音太高时就磨磬的两面，使之变薄，声音就降至正常；声音太低时就磨其二端，使磬体相对变厚，声音就会升高。《意林卷一·韩子》中还有“瑟者，小弦大声，大弦小声，大细易位”的记载，说明至迟在公元前四世纪，中国古人已定性地知道了弦的发音与弦线粗细成某种反比关系。
春秋战国的古籍中，对音调的响度、音品和共振，都有记载。《考工记·凫氏》篇称：“钟大而短，则其声疾而短闻；钟小而长，则其声舒而远闻”。这是说大而短的钟，振动的振幅小，响度（声强）小，传播的距离也小；小而长的钟，响度大，能远闻。这一现象的记述是很准确的。《礼记》中对不同的物体的音品已有初步的认识，文称：“钟声铿，石声磬，丝声哀，竹声滥，鼓鼙之声灌，”。《考工记》中还讲：“钟已厚则石，已薄则播”。“石”指声音太闷，不响亮；“播”指声音太散，不集中实在。
《庄子·徐无鬼》中记载了西周初年的鲁遽演示过瑟弦的共振现象：“（鲁遽）为之调瑟，废一于堂，废一于室。鼓宫宫动，鼓角角动，音律同矣。夫或改调一弦，于五音无当也，鼓之，二十五弦皆动”。“废”为放置之意。分别放在堂和室的两具瑟，在其一上奏出宫或角音时，另一具上相应的弦就发生共振，这是基音的共振现象；若改调一弦使之与任何一音皆不合，则当弹奏它时另一瑟上的25根弦皆动，这是基音和泛音的共振现象。文中还用“音律同矣”对这一现象作出解释，这是很确切的。《墨子·备穴》篇还记述了用埋缸听声的方法判断地下声源方向以侦探敌方行动的几种设计，这是对声音的共鸣现象的实际应用。
春秋战国时期，随着音乐活动和乐器制造的发展，中国古代律学也得到了很大的进步。所谓“律”，即指构成音阶的每个音，又指选择音阶中各音的构成规律。人们从实践中发现，可以根据弦和管的长度与所发音调的关系，来确定出音阶中各个音调之间的数学比例，由此产生了乐律计算法。中国古代的乐律是先有五声（宫、商、角、征、羽），后有七声（五音再加上变征和变宫而组成七音）。在七声的基础上由于转调的需要，就产生了十二律。《国语·周语》记载，公元前六世纪时一个叫伶州鸠的乐官已经把十二律的名称列叙出来。这十二律即黄钟、大吕、太簇、夹钟、姑洗、仲吕、蕤宾、林钟、夷则、南吕、无射、应钟，相当于今之c、#c、d、#d、e、f、#f、g、#g、a、#a、b这12个音调。春秋时期产生了一种乐律的计算方法，即“三分损益法”。《管子·地员》篇载：“凡将起五音，凡首，先主一而三之，四开以合九九，以是生黄钟小素之首，以为宫。三分而益之以一，为百有八，为征；不无有三分而去其乘，适足，以是生商；有三分而复于其所，以是成羽；有三分去其乘，适足，以是生角。”即以一个被定为基音的弦（或管）的长度为基础，把它三等分，再加长一份（“益一”）或去掉一份（“损一”），就可以定出另一个律的长度。从数学上讲，即把基音的弦（管）长乘以4/3或2/3，照此依次进行下去，直到获得比基音高出一倍或低一倍的音，就得出一个五声音阶。具体推算方法为：令黄钟宫音的弦（管）长为81，即1×3×3×3×3=81，则征音弦长为81×4/3=108；
商音弦长为108×2/3=72；
羽音弦长为72×4/3=96；
角音弦长为96×2/3=64。由此可知，“三分损益法”就是“五度相生法”。“三分损益法”是中国古代乐律学的一个杰出成就，并且是古代物理学应用数学的最早例证。
用“三分损益法”由五音再加上变宫（b）和变征（#f）两个半音，就可得出七声音阶。《吕氏春秋·音律》篇还记载了用“三分损益法”相生十二律的计算方法(3)关于电和磁的认识
在殷商时代的甲骨片中，已经出现了“雷”字；西周时代青铜器的铭文中，也有了“电”字，这指的是雷电。《淮南子·坠形训》中说：“阴阳相薄为雷，激扬为电”，即认为雷和电是阴阳二气相抗斥和激荡而产生的。
春秋时期，人们对磁石已有初步的认识。据记载，周大夫关尹子（关喜）对“慈石无我，可见大力”提出解释说：“金乌搦土，慈石吸铁，二物扭结，而生变化”。公元前4世纪成书的《鬼谷子》中有：“其察言也，若慈石之取针”。《吕氏春秋·精通》篇有“慈石召铁，或引之也”。这些记载表明，当时对磁石吸铁的知识，已很普遍了。当时尚无“磁”字，用“慈”字表示磁石是“慈爱的石头”，字义中就包含了具有吸铁性的意义。
《淮南子·览冥训》中记载：“若以慈石之能连铁也，而求其引瓦，则难矣”；在《淮南子·说山训》中又说：“慈石能引铁，及其于铜则不行也”。这已指出了磁石对铁性物质和非铁性物质的作用是不同的。
早在战国时期，天然磁石已被用于医疗实践。包括磁石在内的“五石”，已被作为内服药物。磁石的指极性，也被用于指南器“司南”的制造。在《鬼谷子·谋》篇中称：“郑子取玉，必载司南，以其不惑也”。这是关于“司南”的最早记载。关于“司南”的形制，在东汉五充的《论衡·是应》篇中记述曰：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。今人王振铎考证认为它是用天然磁石琢磨成杓状的东西，底呈光滑的球形，把它放置于用青铜制成的光滑地盘上，拨动构柄使之轻微转动，静止后其柄即指向南方。
(4)光学成就
中国古人很早就利用凹面镜聚太阳之热取火。《周礼·司寇》有：“司烜氏，掌以夫燧，取明火于日”。《庄子》也有“阳燧见日，则燃而为火”的记载。夫燧、阳燧皆指凹面镜。中国古人还知道了光线穿过透明体的折射现象。《管子·侈靡》中记载：“珠者，阴之阳也，故胜火”。这里所说的“珠”，大约是石英一类透明体经流水冲刷成卵形，类似凸透镜，可向日取火。《淮南万毕术》记载公元前2世纪已有人用冰制成透镜向日取火：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”。
《墨经》中对光的直线传播原理记载了精彩的实验，并提出了精辟的论述。文曰：“景到（倒），在午有端，与景长。说在端”；“景：光之人，煦（照）若射。下者之人也高，高者之人也下。足敝（蔽）下光，故成景于上；首敝上光，故成景于下。在远近，有端与于光，故景库内也。”这是世界上最早的“针孔成像”的实验的论述。“景”为“像”，“午”指“交午”，“端”为“点”，指屏中的小孔。这条经文说明，从人体各个部位射出的光线，直线射过小孔（端）并在此相交，从人体下部射来的光线射到高处，从上部来的则射到低处；如足部射出的光被低部的屏所遮蔽，因而只能成像于高处；首部的光线只能成像于低处。因而屏后的幕上就得到一个倒立的像；像的大小则与交点（小孔）的位置有关。文中的“照若射”，用“射”字形容光线的径直疾进，是十分形象和确切的。墨家还利用光的直线前进的性质，讨论了光源、物体和投影三者之间的关系问题。如一个物体同时受到两个光源的照射时出现的重影现象和半影现象等。
《墨经》中对平面镜和凹凸镜的成像问题，作出了非常深入的论述，反映了当时在这一研究中所取得的辉煌成果。
关于平面镜成像，《墨经》中有如下一个实验及其光学解释的记载：“临鉴而立，景到(倒)。多而若少。说在寡区”；“临：正鉴，景寡。貌能、白黑、远近、杝正，异于光。鉴、景当俱，就、去亦当俱，俱用北。鉴者之臭于鉴无所不鉴。景之臭无数，而必过正。景过正，故招。故（估）同处其体俱然”。对这一条文的解释，目前还有不同的意见。谭戒甫、钱临照先去作平面镜成像解。经文指出，一物（如人）俯视一平放于地的平面镜，在镜中得一倒像。由于镜面较小（“寡区”），观察者从一个方位只能从镜中看到不大范围内的景像。任何物体在镜内只能有一个像；物的形态、明暗、距离、斜正都由光线映于镜。当人（物）走近或远离镜子时，其像也同时走近或远离。人（物）朝向镜子的表面上的一切点（“糗”），在镜中无一不被映出，人（物）体表面之点无数，其像的点也无数。像与人（物）分处于镜面二侧，相对应的点估计与镜面的距离相等。
关于凹凸镜的成像的记载，如：“景迎日，说在转（抟）”（《经上》），“景，日之光反{虫虫}人，则景在日与人之间”（《经说下》），即利用光与镜可以造成人影；“景二，说在重”（《经下》），“正鉴，景寡。貌能（态）、白黑、远近、{禾也}正、异（映）于光”（《经说下》），即利用镜对光的反向，可以造出很多影来，《经典释文》说“两鉴（镜）相鉴，则重影无穷”；“鉴洼，景，一小而易，一大而正。说在中之外、内”（《经下》），“鉴，鉴者近，则所鉴大，景亦大；其远，所鉴小，景亦小，而必正。景过正，故招”（《经说下》），这是利用凹凸镜的原理，可以使现出怪影来。
墨家对凹面镜成像进行了深入的研究，取得了惊人的成就。《墨经》中记载了一个凹面镜成像的实验及其光学解释：“鉴位（洼），景一小而易，一大而正。说在中之外、内”；“鉴：分鉴。中之内：鉴者近中，则所鉴大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小，而必正。起于中缘（燧）正而长其直（置）也。中之外：鉴者近中，则所鉴大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小，而必易。合于中而长其直（置）也”。“鉴洼”即指凹面反射镜。经文说凹面镜所成之像有两种，一种是物在镜面球心之外时形成的比物小的、倒立的像；一种是物在镜面球心之内时形成的比物体放大的、正立的像。在后期墨家所作的更准确的进一步说明中，把这一实验分为“中之内”、“中之外”两种情形（“分鉴”）。“中”指“中燧”（焦点）到“合于中”（镜面球心，物与像重合之处）之间的这一段。如果物体在“中之内”，即焦点之内，就得正立的像，其大小随物离焦点的远近变化；如果物体在“中之外”，即在球心之外，就得倒立的像，其大小随物离球心的远近变化。值得指出的是，在这个实验的记述中，墨家已经明确地区分了“球心”和“焦点”，而且还知道了物体和他的像在球心处重合（“合于中”）。这种准确的描述是与他们所进行的多次周密精确的实验分不开的。
此外，墨家还对凸面镜成像作了实验研究，作出了基本正确的描述。
《墨经》中关于光的直进性以及各种面镜成像现象的叙述，是一部系统完整的关于几何光学问题的实验记录和理论说明；其内容和近代光学理论基本上是一致的。《墨经》的论述比古希腊学者欧几里得的《光学》早约一个世纪，在世界光学史上应占有崇高的地位。
第三节生物学和医学
(1)动植物形态、分类知识
随着农业和畜牧业的发展，中国在商周时期已经出现了以下几种对动植物进行分类的方法：
①按照毛色分类。如黄牛、幽牛、白羊、黄羊。植物如粟有穈（赤苗）和芑（白苗）之分。
②按照形体大小分类。如大兕、小騽等。
③按照雌雄性别分类。如牡（公牛）、□（公豕）、牝（母牛）、□（母豕）等。
④按照功能、用途分类。如马有种马、田马、道马等。
⑤按照外形特征分类。如虎与豹有条形斑纹与铜钱斑纹之区分，植物有木本与草本的基本区别。
战国后期，随着动植物分类知识的增长，荀子发展了后期墨家“类”的思想，提出了“大共名”、“大别名”的区分概念级别的方法；在《荀子、王制》篇中，更对自然界的事物作了如下的分类：“水火有气而无生，草木有生而无知，禽兽有知而无义，人有气有生有知亦且有义”。这就将自然事物分为有生命的和无生命的两大类，有生命的（生物）又分为无感知的（植物）和有感知的（动物）两类，动物中又分为有义（理性）的和无义的（禽兽）两类。
在具体的动植物形态、种类的认识上，《诗经》中记载的动植物约有250多种。《周礼·地官·司徒》提出了“以土会之法，辨五地之物生”的分类方法，并首次出现了“动物”和“植物”两个名词。植物被分为皁物（指柞、栗等果实有壳斗之属）、膏物（指生有橐韬的莲芡之属）、覈物（指梅、李等核果类）、荚物（指生有豆荚的植物）、丛物（指“萑苇”之属）五类。关于动物，文中分为毛物（兽类）、鳞物（鱼类）、羽物（鸟类）、介物（龟鳖之属）与臝物（人类）五类。由此可知，中国在春秋时期已经形成了初步的生物分类体系了。
在战国后期成书的训诂之作《尔雅》中，《释草》、《释木》、《释虫》、《释鱼》、《释鸟》、《释兽》诸篇，集中概括了这一时期积累下来的动植物方面的知识，也成为一种分类系统。植物被分为草、木两大类；动物被区分为虫、鱼、鸟、兽四大类。在动物的进一步更详细的分类中，提出了相当于现代所说的“目”、“科”的分类阶元。
(2)植物和动物的生态知识
随着人们有关植物知识的增加，中国古人也越来越多地了解了植物的生活习性、植物与环境的关系以及植物的分布。
庄子首先提出了“种有几”的命题，“几”即环境，是说任何物种都有一定的生长地势、环境和条件。关于水在植物生长中的作用，当时人们不仅知道了旱生与水生之分，而且知道了不同的水情环境生长着不同的植物种类。《管子·地员》专门论述了土壤与植被的关系。它把各地的土壤分为三等、十八类、九十种，分别说明了它们的特性和适宜的作物。文中还举出了一个精彩的例子，列举了十二种植物随地势高下的顺序分布，说明了“草土之道”。文称：“凡草土之道，各有谷造，或高或下，各有草土（物）。叶（荷）下于□（蔆或茭白），□下于苋（莞），苋下于蒲（香蒲属），蒲下于苇（芦苇），苇下于雚（旱生之苇），雚下于蒌（蒌蒿），蒌下于荓（胡枝属，扫帚菜），荓下于萧（蒿属），萧下于薜（薛，莎草类），薜下于萑（蓷，益母草），萑下于茅（白茅）。
凡彼草物，有十二衰，各有所归。”这里从低到高，由“叶”到“茅”，从水生到陆生，从深水到高陵，准确地说明了各种植物在不同地势环境中的分布，从而表明了“草”与“土”之间的密切关系。在春秋战国时期的不少典籍中，还记载了植物生长与阳光、气温以及空气的关系。
在关于动物的生态学知识，即动物与环境的关系的认识上，春秋战国时期也有了较深入的观察与概括。
一般说来，动物受地形的影响比植物为小，不过还是有一些相关性的。《周礼·地官·司徒》中提出了不同地形适宜于不同动物的生活。如“山林，其动物宜毛物”，“川泽，其动物宜鳞物”，“丘陵，其动物宜羽物”，“坟衍，其动物宜介物”，“原隰，其动物宜臝物”。即山林多走兽，江湖多鱼类，丘陵多飞鸟，水边低地适于水居陆生动物，平原地区适于人类居住。这段论述虽还较粗糙，但说明当时人们已从生态学的观点去观察生物界了。《庄子·骈拇》篇称：“凫胫虽短，续之则扰；鹤胫虽长，断之则悲”。说凫（游禽）足短，正适于在水中游泳觅食，足长了反而不利；鹤（涉禽）足长，也适于在浅水中捕鱼，足短了就无此能力了。这里论述了动物的形态构造与生存环境的适应关系。
发现水生生物与月相变化的关系，是中国春秋战国时期关于动物学的一个重要成果。《吕氏春秋·精通》称：“月也者，群阴之本也。月望则蚌蛤实，群阴盈。月晦则蚌蛤虚，群阴亏。夫月形乎天，而群阴化乎渊。”这是说蚌、蛤类水生动物肉质随月望而充实，月晦而空虚的现象，而且推及到所有水生动物（“群阴”），这是符合事实的。《夏小正》、《尚书》、《诗经》等著作中还记载了四季的变更所引起的动物《庄子·至乐》。
活动方式的周期性变化，如候鸟的迁徙，兽类的换毛和冬藏等。
中国的古籍里，还有不少动物之间相互关系的记载。《诗经·小雅》
中载：“螟蛉有子，蜾蠃负之”。这实际上是蜾蠃产卵于螟蛉身上，靠螟蛉身躯长育的一种寄生现象。《尚书·禹贡》中有“鸟鼠同穴”的动物共栖现象的记载。《晏子春秋》外篇中记有“尺蠖食黄则黄，食苍则苍”，这是一种动物体色随环境变化的保护色现象。此外，中国古人早就懂得了保护生物资源，合理开发利用生物资源的重要性。在先秦古籍里，有不少有关这一论述和政策的记载。
中医理论的初步创立一般认为，春秋战国以前是中国“巫医结合”的时期。随着经验医学知识的积累，到战国末期，以生理学说、病理学说和诊断治疗为基本内容的中医理论，大致形成了一个比较完整的系统；特别是出现了以《黄帝内经》为代表的全面总结了秦汉以前中国医学成就的医学著作。
中医的生理学说，与对生命的起源以及生命现象的本质的理解是密切联系着的。中国古人认为，一切有形的东西都是由无形的“气”变化而来的，人也是由“气”生成的。“气”也被称为“精气”；《管子、内业》指出，精气充满人体，人就能维持正常的生理功能。在《黄帝内经》（以下简称《内经》）中，“精”则被看作是由气变成人体时最先形成的东西，还把精看作生殖下一代的物质基础。此外还存在所谓“神”。
《管子、内业》指出“神”也是一种特殊的气或气的属性，是事物发展变化的一种内在的能动作用。《灵枢·平人绝谷》称：“神者五谷之精气也”，说神是由五谷转化成的一种精气，所以是生命不可或缺的东西。
气、精气和神三者结合起来，形成了对生命现象的总理解。
《吕氏春秋·达郁》篇对人体的生理结构作了一个概括的说明。文称：“凡人三百六十节、九窍、五脏、六腑。肌肤欲其比也，血脉欲其通也，筋骨欲其固也，心志欲其和也，精气欲其行也。若此，则病无所居，而恶无由生也。”这段话是中医生理学说的中心内容。它指出人体是由肢节、肌肤、筋骨、官窍、五脏、六腑等固形器官和组织构成基础框架，通过肌肤的联结、血脉和精气的流通运行而成为一个协调的有机整体。
气血运动的结合，可能是产生“经络学说”的基础。经络概念在战国时期可能已经形成，是中医理论的重要组成部分。经络本来就是血脉，主干称为经脉，分支称为络脉；《内经》认为，气血在经络中运行，从而构成“阴阳相贯，如环无端”的循环径路，把人体结成一个表里上下、脏腑器官联系沟通的统一体。因此，经络学说就为诊断和治疗提供了理论根据。
《内经》还以阴阳学说来说明人体构造和生理功能之间的关系。《素问·宝命全形论》把男女、寒热、燥湿、高低、内外、脏腑、气血、动静、功能等，都分为阴阳。《内经》强调人体必须保持阴阳的相对平衡，才不致于生病；一旦阴阳失去平衡，人体就会生病；治病在某种意义上就是要调整阴阳失调的状态，恢复到“阴平阳秘”的健康状态。
春秋战国时期，人们已开始从气候变化、自然环境、饮食起居、情欲哀乐等方面来探讨疾病发生的原因。《左传·昭公元年》记载，秦国良医医和被聘赴晋为晋侯平公治病时曾提出“六气致病说”，文曰：“天有六气，降生五味，发为五色，征为五声。淫生六疾。六气曰阴、阳、风、雨、晦、明也。分为四时，序为五节，过则为菑（灾）。”这里已包含了以四时、五节、六气等气候变化为主要病因的概念，是后世形成的风、寒、暑、湿、燥、火“六淫病源”说的基础。《内经》还特别把“善行而数变”的风看作是“百病之长”，认为风可以引起多种疾病。春秋战国时期，人们还认识到喜、怒、忧、思、悲、惊、恐等情志异常是疾病发生的重要原因。《素问·阴阳应象大论》认为“怒伤肝”，“喜伤心”，“思伤脾”，“忧伤肺”，“恐伤肾”；《灵枢·本神》则认为怵惕思虑伤心，忧愁不解伤脾，悲哀动中伤肝，喜怒无极伤肺，盛怒不止伤肾。虽然这种对应关系并不一致，但关于精神状态异常会引起疾病的认识还是正确的。此外，这一时期关于生活起居、水土环境致病的记载也多有出现。
关于疾病的诊断，《周礼·天官》提出要以“五气、五声、五色”的变化为主要征象，以“九窍”之变为辅助，以“九脏”之动为参考，进行多种因素的综合分析。这是后世中医诊断学的雏形。《史记·扁鹊仓公列传》说到名医扁鹊的诊断方法是“切脉，望色，听声，写形，言病之所在”。《内经》的诊法，主要包括望、闻、问、切，这是后世中医传统诊断法“四诊”的渊源。
关于治则，《内经》首先强调早期治疗的原则，《八正神明论》说：“上工救其萌芽，下工救其已成，救其已败”。其次是注意标本先后的原则，病急先治其标，病缓则治其本。《内经》还强调了“扶正祛邪”、“补虚泻实”的治疗原则；同时还要求根据病机和病变来决定治疗方法，即根据疾病的特点、病人的体质、时令气候、地理环境等具体情况制定相应的治疗方法。
在临证治疗方面，食养、药疗、酒剂和针刺火灸等，都已广泛应用。《内经》中记载的治疗方法有吐、下、内消、蒸浴、毒药、九针、砭石、切开、导引、按摩、热敷等；所载药方有汤、酒、丸、散、膏、丹等。《内经》中关于针刺的记载和论述特别详细，大约记有气穴365穴，气府365穴；同时对针刺的具体手法、针具和“禁刺”情况等都作了叙述。
中国古人十分重视疾病的预防和养生保健。《素问·四气调神大论》说：“是故圣人不治已病治未病，不治已乱治未乱，此之谓也。夫病已成而后药之，乱已成而后治之，譬犹渴而穿井，斗而铸锥，不亦晚乎？”这是说应及早预防疾患的发生和发展。《内经》吸收了诸家之说，特别是道家的养生思想，总结出了“春夏养阳，秋冬养阴”的养生原则，提出了动静结合的养生方法。静养主要是“恬淡虚无，真气从之，精神内守，病安从来”；动养主要是“形劳”，“广步于庭”，“导引按□”，以促进气血流畅，达到“形与神俱”。《内经》特别把保养肾精看作是“尽终其天年，度百岁乃去”的重要条件，要求人们食饮有节，起居有常，不“以酒为浆，以妄为常，醉以入房，以欲竭其精，以耗散其真”。
第四节水利工程
春秋战国时期，各大诸侯国都很注意水利工程的兴修，或修筑堤防，或开凿运河，或兴建灌溉、排涝工程。这些工程的修建促进了农业生产和商业、交通的发展。当时，主要的水利工程有：邗沟：吴王夫差时开凿，南起今扬州，北至今江苏淮安县北，全长150公里，沟通长江和淮河两大水系，对于沿岸农田灌溉和江、淮间的经济、文化交流，都起了积极的作用。邗沟是我国最早的一条人工运河，在水利发展史上有重要意义。现介绍几个人工水利工程：
一、邗沟
邗沟是联系长江和淮河的古运河，是中国最早见于明确记载的运河。又名渠水、韩江、中渎水、山阳渎、淮扬运河、里运河。邗沟南起扬州以南的长江，北至淮安以北的淮河。春秋时期（公元前221年～公元前481年）末年，吴王夫差北上争霸，在公元前486年筑邗城（今扬州市），开通邗沟。最初南端自长江引水北流，向北绕经一系列湖泊，以较短的人工渠道相连接，航道弯曲，到末口入淮河。魏晋南北朝时期（公元220年～公元581年），由于自然条件的变化，江水已不能引入运河，于上游开支河从今仪征引江水通航，并在运河口建堰埭、水门节水，河上也建有多处堰埭。隋代（公元581年～公元618年）两次重开此河，成为南北大运河中的重要一段。
在中国唐代（公元618年～公元907年），长江中的沙洲扩大，并与北岸相连。唐代开元二十二年（公元734年），在扬子镇以南接开伊娄河，经瓜洲入江。从此，瓜洲运口与仪征运口并用。北宋时期（公元960年～公元1127年），在邗沟上建有数十处闸、坝、涵等建筑物，并且出现了世界上最早的船闸——复闸。元代（公元1279年～公元1368年）开通京杭运河，邗沟成为其中的一段，南口在瓜洲和仪征，北口仍在淮安北。
二、芍陂
芍陂（ｑｕèｂēｉ），淮河流域著名的水利工程。位于今安徽寿县南约三十千米，相传为春秋时期楚国令尹孙叔敖兴建。芍陂一带是楚国的农业区，当地地形较低，雨多涝灾，雨少干旱。为解决这个问题，利用洼地引泚水（今淠河），肥水（今东淝河）汇聚成湖，涝时蓄洪，旱时灌溉，成为一个古老的水库，因陂在巨芍亭以东，故名。另一说认为，芍陂约建于战国时期。东汉时，王景曾对芍陂加以疏浚。曹魏又派人“兴治芍陂”“以溉稻田”。宋元以后逐渐堙没。今天的安丰塘就是其残存部分。
三、鸿沟
鸿沟：魏国于公元前339年开始开凿。魏国为了把境内的河流连接起来，形成一个完整的水运交通网，引今郑州市与中牟县之间的圃田泽水东流，把大沟运河（公元前360年开凿，从今河南原阳县北引河水南行，横过济水，注入圃田泽）延伸到大梁城北，又绕过大梁城东，折而南行，至陈（河南淮阳）流入颍水，下流注入淮水。这就是历史上有名的鸿沟。鸿沟是从今河南省荥阳县以北和济水一起分黄河水东流的，其源头是黄河，又有圃田泽进行调节，水量充沛，与它相通的各条自然河流的面貌大为改观，通航能力大大提高。这条运河不仅对当时的航运起了重要作用，也有利于封建国家的统一，而且可以对农田进行灌溉，鸿沟流域成为农业丰产区。西门豹渠：由战国初期魏国邺县令西门豹主持兴建的引漳灌邺工程。开渠12条，引漳河水灌田，使含盐碱成分过高的土地成为良田。
四、郑国渠
最早在关中建设大型水利工程的，是战国末年秦国穿凿的郑国渠。当时所以要兴建这一工程，除上面所说的自然条件因素外，另一个因素是政治军事的需要。
战国时，我国历史朝着建立统一国家的方向发展，一些强大的诸侯国，都想以自己为中心，统一全国。兼并战争十分剧烈。关中是秦国的基地，它为了增强自己的经济力量，以便在兼并战争中立于不败之地，很需要发展关中的农田水利，以提高秦国的粮食产量。
韩国是秦国的东邻。战国末期，在秦、齐、楚、燕、赵、魏、韩七国中，当秦国国力蒸蒸日上，虎视眈眈，欲有事于东方时，首当其冲的韩国，却孱弱到不堪一击的地步，随时都有可能被秦并吞。公元前246年，韩桓王在走投无路的情况下，采取了一个非常拙劣的所谓“疲秦”的策略。他以著名的水利工程人员郑国为间谍，派其入秦，游说秦国在泾水和洛水（北洛水，渭水支流）间，穿凿一条大型灌溉渠道。表面上说是可以发展秦国农业，真实目的是要耗竭秦国实力。
这一年是秦王嬴政元年。本来就想发展水利的秦国，很快地采纳这一诱人的建议。并立即征集大量的人力和物力，任命郑国主持，兴建这一工程。在施工过程中，韩国“疲秦”的阴谋败露，秦王大怒，要杀郑国。郑国说：“始臣为间，然渠成亦秦之利也。臣为韩延数岁之命，而为秦建万世之功。”《汉书·沟洫志》嬴政是位很有远见卓识的政治家，认为郑国说得很有道理，同时，秦国的水工技术还比较落后，在技术上也需要郑国，所以一如既往，仍然加以重用。经过十多年的努力，全渠完工，人称郑国渠。
郑国渠是以泾水为水源，灌溉渭水北面农田的水利工程。《史记·河渠书》、《汉书·沟洫志》都说，它的渠首工程，东起中山，西到瓠[hù胡]口。中山、瓠口后来分别称为仲山、谷口，都在泾县西北，隔着泾水，东西向望。它是一座有坝引水工程，1985年到1986年，考古工作者秦建明等，对郑国渠渠首工程进行实地调查，经勘测和钻探，发现了当年拦截泾水的大坝残余。它东起距泾水东岸1800米名叫尖嘴的高坡，西迄泾水西岸100多米王里湾村南边的山头，全长2300多米。其中河床上的350米，早被洪水冲毁，已经无迹可寻，而其他残存部分，历历可见。经测定，这些残部，底宽尚有100多米，顶宽1—20米不等，残高六米。可以想见，当年这一工程是非常宏伟的。
关于郑国渠的渠道，《史记》、《汉书》都记得十分简略，《水经注·沮水注》比较详细一些。根据古书记载和今人实地考查，大体说，它位于北山南麓，在泾阳、三原、富平、蒲城、白水等县二级阶地的最高位置上，由西向东，比降为0.64/00，沿线与冶峪、清峪、浊峪、沮漆（今石川河）等水相交。将干渠布置在平原北缘较高的位置上，便于穿凿支渠南下，灌溉南面的大片农田。可见当时的设计是比较合理的，测量的水平也已很高了。不过泾水是著名的多沙河流，古代有“泾水一石，其泥数斗”的说法，当代实测，为171公斤/立方米，郑国渠以多沙的泾水为水源，这样的比降又嫌偏小。比降小，流速慢，泥沙容易沉积，渠道易被堵塞。
渠建成后，经济、政治效益显著，《史记》、《汉书》都说：“渠就，用注填阏（淤）之水，溉舄[xì戏]卤之地四万余顷，收皆亩一钟，于是关中为沃野，无凶年，秦以富强，卒并诸侯，因名曰郑国渠。”一钟为六石四斗，比当时黄河中游一般亩产一石半，要高许多倍。
战国末年，秦国的40000余顷，约合今天的28000余顷。有些学者认为这个数字不实。他们从今天泾水年均流量约50多立方米/秒，而每个流量只能溉田200顷出发，说郑国渠最多只能溉田万顷上下，所谓40O00顷，当是郑国虚报。郑国因为欺骗，已经得罪秦国一次，看来他不会再有胆量进行第二次欺骗。郑渠溉田面积较大，疑与以下两种情况有关。一是历史上的雨量多有起伏，不能以今律古。据著名气象学家竺可桢《中国五千年气候变迁的初步研究》一文载，东周秦汉为我国气候的偏暖期，南方温湿气流北移，北方雨量增多。《史记·货殖列传》有“渭川千亩竹”的记载，竹性喜温湿，也证明了秦汉时关中平原雨量比今为多。二是古今作物不同。古代关中主要作物为耗水量少、耐干旱的粟和黍，而唐以后以耗水量较多的小麦棉花等为主。秦汉时，以较多的水量来灌省水的作物，溉田面积当然会大大超过今天。
五、都江堰
都江堰是一项伟大的古代水利工程，被称为古代水利的灿烂明珠。岷江是长江上游的一条较大的支流，发源于四川省北部高山地区。在都江堰建成以前，每当春夏山洪暴发之时，江水奔腾而下，由于河道狭窄，常常引起洪灾，洪水一退，又是沙石千里。岷江东岸的玉垒山阻碍江水东流，造成东旱西涝。
秦昭襄王五十一年（公元前256年），秦国蜀郡太守李冰和他的儿子，吸取前人的治水经验，率领当地人民，主持修建了著名的都江堰水利工程。都江堰的整体规划是将岷江水流分成两条，其中一条水流引入成都平原，这样既可以分洪减灾，又可以引水灌田、变害为利。主体工程包括鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道和宝瓶口进水口。
首先，李冰父子邀集了有治水经验的农民，对地形和水情作了实地勘察，决心凿穿玉垒山引水。由于当时还未发明火药，李冰便以火烧石，使岩石爆裂，终于在玉垒山凿出了一个宽20公尺，高40公尺，长80公尺的山口。因形状酷似瓶口，故取名“宝瓶口”，把开凿玉垒山分离的石堆叫“离堆”。
宝瓶口引水工程完成后，虽然起到了分流和灌溉的作用，但因江东地势较高，江水难以流入宝瓶口，李冰父子又率领大众在离玉垒山不远的岷江上游和江心筑分水堰，用装满卵石的大竹笼放在江心堆成一个形如鱼嘴的狭长小岛。鱼嘴把汹涌的岷江分隔成外江和内江，外江排洪，内江通过宝瓶口流入成都平原。
为了进一步起到分洪和减灾的作用，在分水堰与离堆之间，又修建了一条长200公尺的溢洪道流入外江，以保证内江无灾害，溢洪道前修有弯道，江水形成环流，江水超过堰顶时洪水中夹带的泥石便流入到外江，这样便不会淤塞内江和宝瓶口水道，故取名“飞沙堰”。
为了观测和控制内江水量，李冰又雕刻了三个石桩人像，放于水中，以“枯水不淹足，洪水不过肩”来确定水位。还凿制石马置于江心，以此作为每年最小水量时淘滩的标准。
都江堰的三大部分，科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流量等问题，消除了水患。成都平原从此沃野千里，成为“水旱从人”的天府之国。这项工程直到今天还在起作用，目前灌溉面积超过1000万亩。
六、引漳十二渠
引漳十二渠是中国战国（公元前403年～公元前221年）初期以漳水为源的大型引水灌溉渠系。灌区在漳河以南（今中国中部河南省安阳市北）。
第一渠首在邺西18里，相延12里内有拦河低溢流堰12道，各堰都在上游右岸开引水口，设引水闸，共成12条渠道。灌区不到10万亩。漳水浑浊有很多泥沙，可以灌溉肥田，提高产量，邺地因而富庶起来。东汉（公元25年～公元220年）末年曹操以邺为根据地，按原形式整修，十二堰从此改名天井堰。
东魏天平二年（公元535年）天井堰改建为天平渠，并成单一渠首，灌区扩大，后也称万金渠。渠首在现在安阳市北40余里，漳河南岸。隋代（公元581～公元618年）、唐代（公元618年～公元907年）以后这一带形成以漳水、洹水（今安阳河）为源的灌区。唐代重修天平渠，并开分支，灌田十万亩以上。清代（公元1644年～公元1911年）、民国还有时修复利用。1959年动工在漳河上修建岳城水库，两岸分引库水，灌田数百万亩，代替了古灌渠。
第五节建筑
春秋战国是中国早期大规模建城的时期，春秋时期的曲阜鲁城（见曲阜鲁国故城）、洛阳东周王城、秦雍城等的城墙厚度为10米左右。战国时期的齐临淄、燕下都、楚纪南城的城墙加厚到20米，夯层密实，有瓦质排水道。这些城的城门道深度约20余米，最深的达80米，纪南城还有水门。这个时期的文献《墨子》中记述了城门、雉堞、城楼、角楼、敌楼的设置原则和建造方法。《考工记匠人营国》记载了各级城道的规模和对城高的限制规定，但从上述各城遗址的情况看，当时各国竞筑高城，这些规定并未得到遵守。
春秋时代末期，中国奴隶社会开始向封建社会转变，到公元前475年进入战国时代，中国封建制度逐步确立，因而从春秋到战国是古代中国社会发生巨大变动的时期。
春秋时代一百四十余个诸侯国互相兼并的结果，到战国时代只剩下秦、楚、齐、燕、韩、赵、魏七个大国。由于铁工具的开始普遍，商业与城市经济都逐步繁荣起来。这时期，士阶层的知识分子在学术上的百家争鸣，引起了文化上的空前活跃和发展。
中国大致在战国时代进入封建社会。铁器的广泛使用大大推进了生产力的发展，新兴的地主经济逐渐取代了领主经济。这种新的生产方式促进了当时的工农业、商业和文化的发展，从而使战国时代的城市规模比以前扩大，高台建筑更为发达，并出现了砖和彩画。在中国最早的一部工程技术专著《考工记》中，还反映出春秋战国之际的许多建筑制度，如王城规划思想以及版筑、道路、门墙和主要宫室内部的标准尺度，记录了一些工程测量的技术。战国时期留下许多城市遗址，现今还可以在地面上看到的城墙遗迹，反映了当时城市建设的发达。许多城内留下了巨大的夯土台，证实了文献中“高台榭，美宫室”的记载，足见在“百家争鸣”的学术繁荣时代，建筑也未曾落后。现存一些战国时代的铜器上，保存着线刻的建筑形象，乃是现知最古老的建筑立面图（也许是断面图），从中也大致可以看出画的是台榭建筑，有踏步或坡道、屋顶、柱、梁。
中国古代在总结建筑实践经验的基础上，留下不少典籍，起了进一步指导实践的作用。
春秋战国时齐国人编撰的《考工记》，可认为是最早的“则例”。《考工记》是春秋末期齐国的工艺官书。书中记载了六门工艺的三十个工种（缺二种）的技术规则，是中国古代科学技术重要文献。书中的《匠人》篇指出，匠人职司城市规划和宫室、宗庙、道路、沟洫等工程，并且记载了有关制度，也有各种尺度比例的规定。这使后人能粗略得知周代末叶以来的部分建筑技术制度。
《考工记》指出匠人职责有三：一是“建国”，即给都城选择位置，测量方位，确定高程；二是“营国”，即规划都城，设计王宫、明堂、宗庙、道路；三是“为沟洫”即规划井田，设计水利工程、仓库及有关附属建筑。从书中关于王城的规划思想和各种等级制度，以及井田规划制度来看，是井田制盛行时期的状况，反映了当时社会的技术水平。
书中较有名的一段文字“方九里，旁三门。国中九经九纬，经涂(涂，道路)九轨。左祖右社，面朝后市。市朝一夫。”意思是王城每面边长九里，有三个城门。城内纵横各有九条道路，每条道路宽度为“九轨”（一轨为八尺）。王宫居中，左侧是宗庙，右侧是社坛（或社庙），前面是朝会处，后面是市场。朝会处和市场的面积各为一夫（据考证一夫为100步×100步）。
第六节冶铁技术的改进
春秋战国时期铁冶炼技术的一个重大改进就是炼炉上使用了较多的橐（就是牛皮做的鼓风气囊，读tuo）.《吴越春秋》中记载，吴王阖闾铸造“干将”和“莫邪”时曾经使用了“童男童女三百人鼓橐装炭”，这样送进去的氧气比较充分，提高了炼铁炉的温度，也就提高了冶铁的质量。而在此之前，炼铁炉很小，使用的橐又不多，炭火的温度就不够高，炉中的矿石不可能充分熔化，被还原的铁从炉中出来时是海绵状的铁块，还需要长时间的锻打，才有可能得到较纯的铁块，这种方法也叫“块炼法”。从考古发掘出来的春秋战国之际的铁起来看，有用“块炼法”制造的，也有用铸铁铸造的，更有把铸铁件经过加热退火柔化处理而成为展性铸铁的。不过当时的炼铁炉和熔铁炉都是以木炭为燃料的。“块炼法”对铁矿质量的要求非常高，据当时的记载，铁矿主要分布于今陕西省、山西省、河南省和湖北省，在韩、楚、秦三国统治地区比较多，楚国的冶铁中心是今日的河南南阳，韩国则有最多的冶铁手工业地点，如墨阳、邓师、太阿等。各国对这种战略物资的管理也是非常的周密，司马迁的第四代祖司马昌还曾做过秦的“主铁官”。铸铁柔化技术的发明是非常重要的一件事，主要有两种方法：一种方法是铸铁件的可锻化热处理，经过氧化脱碳并析出部分石墨，是成为白心可锻铸铁。战国晚期还出现了黑心可锻铸铁，是经过长时间加热退火而成，韧性比白心可锻铸铁高。另一种方法是经过加热氧化，对铸铁进行脱碳处理。在脱碳不完全时，逐渐外层已经成为钢，内层还是铸铁，成为一种钢和铁的复合组织。还有一种办法，就是利用控制退火的方法，创造了表面为低碳纯铁，中心为硬度高的复合铸件。使用中把表面层磨损，露出中间层作为刃口，这样就解决了坚硬锋利耐磨的刃口同时又必须有一定韧性的矛盾，这种办法在战国后期广泛使用。渗碳制钢的技术主要用于兵器的制造，春秋晚期就已经发明。当时楚韩两国的铁兵器最为有名。主要的方法是：把“块炼铁”放在炙热的木炭中长时间加热，使表面渗碳，经过锻打，成为渗碳钢片，再把渗碳钢片对折，多层折叠起来锻打，最后用淬火和正火等热处理方法改进钢材的性能。有些剑使用大约四、五片经过对着的渗碳钢片叠打而成，但是不进行高温均匀化处理或是反复锻打，这样就造成了钢片表面为高碳层，中间为低碳层，各部分含碳不均匀，淬火后就形成了不同的组织。固体渗碳技术则直接导致了“宝剑”的诞生。