科学技术是第一生产力,古代人对此非常关注。三国时期,诸葛亮的木车至今被人津津乐道。魏作为老对手,虽然没有那么著名的著作,但还是有所建树,包括机械、地理、数学等。
机械曹魏科学技术进一步发展,涌现出一批杰出的科学家,他们在各个领域取得了一系列重要成果。在力学方面,马军的创造最为突出。
马军改装的斜纹织布机,效率可以提高四五倍;他创造的龙骨水车可以不断提水;无论车往哪个方向开,车内的木质人像总是指向南方。他还创造了水对百玩、轮对轮石机等等。有人向魏明帝捐赠了数百个木偶。虽然设计还是很精致,但是布偶动不了。魏明帝让马军尝试改革。
马军把大木雕刻成轮子形状的东西,平放在地上,然后打水让轮子转动。当轮子移动时,上面的木偶也一起移动。他们打鼓和吹口哨,唱歌和跳舞,跳药丸和扔剑,或者倒立在一根绳子上。画面生动多样,让观众大饱眼福。马军认为诸葛亮造的弩“有技巧,但不完美”;据说他能使弩的效力提高五倍。除此之外,马军还打算做一个攻城器械的强力送石车。
地理学在地理学方面,裴秀创造了“六个制图体”,即编图应遵循的六个原则:一是“分数”,即比例尺;第二,“准希望”,即定向;第三,“道里”,即距离;第四,“高高低低”;第五,《谢芳》;第六,“迂直”。其中,后三篇阐述了地形起伏、倾斜、山川走向所带来的问题。裴秀认为,以上六条是相互联系、相互制约的。如果地图上没有比例尺标记,就无法确定距离。
如果只有刻度标记而没有方位,那么一个地方的方向从一个方向看是对的,从其他方向看就是错的。如果只确定了方位,却没有标明道路的实际路线和距离,那么在有山有水的地方就不知道怎么过了。如果只有路线和距离的标志,而没有地面的高低起伏和直线路线的形状,那么道路的远近一定与其距离不一致,方向不明。因此,要确定一个地方的位置、距离和地形,必须综合运用六项标准并相互验证。
所以可以说,裴秀已经谈到了现代地图学所需要的主要因素,除了经纬度和投影。从那以后,直到明朝利玛窦的世界地图传到中国,中国绘制地图的方法基本上是以裴秀的“六体”为基础的,可见他的成就和影响是深远而巨大的。其次,裴秀编制了18幅愚公区域地图。裴秀看到汉代保存下来的一些地图,既没有比例代表,也没有方位确定,连名山大川都没有准备。有些地图虽然轮廓形状粗糙,但不够精确,无法作为依据;甚至有些地图更加怪诞,与现实相差甚远。
因此,裴秀仔细研究了古代的地理资料,比较了古代与当时的山川、河流、池塘沼泽、领土边界、行政区域的变化,也研究了古代城乡聚落和水陆交通的变化。他用绘制六个天体的科学方法编制了18幅龚宇区域地图。
数学中的数学,刘徽《九章算术注》是中国数学史上的一份宝贵文献,在世界数学史上也有一定的地位。主要贡献如下:
极限概念和割圆术。关于体积计算的刘辉定理。创建十进制符号。改进了线性方程组的求解。《九章算术》中有一章专门讲线性方程组。重力差技术得到了总结和发展。中国古代用“台”(基准)或“矩”(划线留痕)两次测量的测量方法,称为“重力差法”。