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中国の科学技術史において、漢王朝（紀元前202年 ～ 紀元220年）には多くの重要な発展があった。漢の時代には冶金技術に大きな革新が見られた。周王朝（紀元前1046年～ 256年頃）に銑鉄と鋳鉄をそれぞれ製造するための高炉とキュポラ炉が発明された後、漢の時代には精錬炉とパドル法を用いて鋼鉄と錬鉄が開発された。中国人は地中に深いボーリング孔を掘削し、浚渫棒を使って塩水を地表まで汲み上げて煮沸して塩にするだけでなく、竹製のパイプライン輸送システムを設置して天然ガスを炉の燃料として供給した。
水車動力のふいごなどの発明により製錬技術が向上し、その結果鉄製道具が広く普及したことで農業の発展が促進された。土壌を耕し、作物をまっすぐに植えるために、漢代には鉄製の鋤刃を3枚備えた改良型の大型鋤と頑丈な多管式鉄製種まき機が発明され、生産量が大幅に増加し、人口増加を支えた。灌漑用水路への給水方法は、水車や家畜の回転によって動力を得る機械式チェーンポンプの発明により改善され、高地にも灌漑用水を運ぶことができた。水車はまた、穀物を搗くためのトリップハンマーを駆動したり、地球の周りの天球を表す機械駆動の天球儀の金属リングを回転させたりするためにも使用された。
漢王朝の人々は当初、麻で綴じた竹製の巻物に文字を書いていましたが、西暦2世紀までには製紙 技術を発明し、安価で簡単に作れる筆記媒体を生み出しました。手押し車の発明は、重い荷物の運搬に役立ちました。航海用のジャンク船と船尾に取り付けられた舵のおかげで、中国人は内陸の湖や川の穏やかな水域から外洋へと進出することができました。地図のグリッド座標と立体地図の発明は、航海を改善しました。医学においては、病気を治すために新しい薬草療法を用い、体操で体を鍛え、病気を予防するために規則正しい食事療法を行いました。首都の当局は、振動に敏感な振り子装置によって作動する地震計の発明により、突然の地震の方向を事前に知ることができました。
季節の移り変わりや特別な行事を記念するために、漢王朝は天文学と数学の努力によって確立された2種類の太陰太陽暦を使用しました。漢王朝時代の中国の数学の進歩には、平方根、立方根、ピタゴラスの定理、ガウス消去法、ホーナー法、円周率の計算の改善、負の数の発見が含まれます。輸送、商業、徴税、通信、軍隊の移動を容易にするために、数百もの新しい道路と運河が建設されました。漢王朝時代の中国人はまた、梁橋、アーチ橋、単純な吊り橋、ポンツーン橋など、水路や深い峡谷を渡るためにいくつかの種類の橋を使用しました。レンガや版築土でできた漢王朝時代の防御城壁の遺跡が今も残っています。
香港中文大学の教授である金冠濤氏、中国科学院の研究員である范紅業氏、香港中文大学の教授である劉慶峰氏は、漢王朝後期は前近代中国の科学技術史において特異な時代であったと主張している。 [ 2 ]彼らはそれを宋王朝（960～1279年）の驚異的な科学技術の発展と比較している。しかし、彼らはまた、墨家の古代哲学における原始的な科学的教義の影響がなければ、中国の科学は明確な構造を欠いたままであったと主張している。[ 2 ]
後漢中期から後期にかけて、魏晋初期にかけて、古代中国の科学技術の純成長はピークを迎えた（北宋時代に次ぐ）。長らく科学の社会化を阻害してきた儒教経典の研究は衰退していた。科学思想に富む墨家が急速に成長し強大化していたならば、科学構造の発展に非常に有利な状況になっていたかもしれない。しかし、科学の原始的な構造の種が形成されなかったため、そうはならなかった。後漢時代には、社会変革の過程で再び壊滅的な動乱が起こり、中国史上最大の社会混乱を招いた。この災厄が科学に及ぼした影響は想像に難くない。[ 2 ]
ケンブリッジ大学の教授で、 『中国の科学と文明』シリーズの著者であるジョセフ・ニーダムは、「漢の時代（特に後漢）は、中国の科学史に関して比較的重要な時期の一つであった」と述べている。[ 3 ]彼は、漢の時代に天文学や暦学が進歩したこと、「体系的な植物学や動物学の始まり」、そして哲学者王崇の『論衡』などの漢の著作に体現されている哲学的懐疑主義や合理主義思想を指摘している。[ 3 ]
漢代以前の古代遺跡の発掘調査で発見された最も一般的な筆記媒体は、貝殻や骨、青銅器である。[ 4 ]漢代初期には、主な筆記媒体は竹簡、粘土板、絹布、軟木の細片、[ 5 ]および竹簡を穴（册）に通した麻紐で縫い合わせ、粘土印で固定した巻物であった。[ 6 ]これらの細長い平らな竹簡に書かれた文字は縦の列に並べられていた。[ 7 ]
平らな絹布に墨で描かれた地図は戴侯の墓（紀元前168年に埋葬）で発見されているが、中国で発見された最古の紙の地図は紀元前179～141年のもので、方馬灘で発見されたもので、偶然にも最古の紙である。[ 8 ]西漢時代と東漢初期の中国の麻紙は粗い品質で、主に包装紙として使用されていた。[ 9 ]製紙工程が正式に導入されたのは、東漢の宮廷宦官である蔡倫が105年に桑の木の樹皮、麻、古い麻布、魚網を一緒に煮て紙パルプを作る工程を考案した時まで待たなければならなかった。[ 10 ]文字が書かれた最古の紙片は、内モンゴル自治区アルシャ盟ツァホルテイにある中国の監視塔の遺跡から出土したもので、遊牧民の匈奴の攻撃を受けて漢の駐屯軍がこの地域を放棄した西暦110年のものとされている。[ 11 ] 3世紀までに、紙は中国の主要な筆記媒体の一つとなった。[ 12 ]
漢代の陶磁器産業は、民間企業と地方政府機関によって支えられていた。[ 13 ]陶磁器は、家庭用品や道具だけでなく、屋根瓦やレンガなどの建築材料としても使われていた。[ 14 ]
漢王朝の灰色陶器（その色は使用された粘土に由来する）は、漢人がより大きな窯室、より長い焼成トンネル、改良された煙突設計を使用したため、それ以前の中国の灰色陶器よりも優れていた。[ 15 ]漢王朝の灰色陶器を製造する窯は、 1,000 °C (1,830 °F)を超える焼成温度に達することができた。[ 15 ]しかし、南部にのみ自生する密度の高い粘着性粘土から作られた硬い中国南部の陶器は、漢王朝時代にはさらに高い温度で焼成された。[ 15 ]殷王朝（紀元前1600年頃～紀元前1050年頃）と周王朝（紀元前1050年頃～紀元前256年）の釉薬陶器は高温で焼成されていたが、西漢中期（紀元前206年～紀元9年）には800 ℃（1,470 °F）で焼成された褐色の釉薬陶器が作られ、その後、東漢（紀元25年～220年）には緑色の釉薬陶器が普及した。[ 16 ]
王仲書は、青磁として知られる淡緑色の陶器は三国時代（西暦220～265年）以降にのみ存在すると考えられていたが、浙江省の東漢時代（西暦25～220年）の遺跡で発見された陶片は青磁に分類できると主張している。[ 17 ]しかし、リチャード・デュワーは、中国の窯が最低炉温度1,260 ℃（2,300 °F）に達することができ、青磁の好ましい範囲が1,285～1,305 ℃（2,345～2,381 °F）である宋王朝初期（960～1279年）まで中国では真の青磁は作られなかったと主張している。[ 18 ]
高炉は原料の酸化鉄を鉄に変換し、それをキュポラ炉で再溶解して鋳鉄を製造する。中国で発見された鋳鉄の最古の標本は、春秋時代後期の紀元前5世紀に遡るが、発見された最古の高炉は紀元前3世紀に遡り、その大部分は、漢の武帝（在位紀元前141～87年）が紀元前117年に鉄産業の政府独占を確立した 後の時代に遡る（この日付以前に建設された発見された製鉄所のほとんどは、他の場所で精錬された鉄を再鋳造する鋳造所に過ぎなかった）。[ 19 ]漢の時代に高炉で精錬された鉄鉱石は、永久鋳型に直接鋳造されることはほとんどなく、代わりに銑鉄のくずをキュポラ炉で再溶解して鋳鉄を作った。[ 20 ]キュポラ炉は、下部から羽口管を通って上部に木炭と銑鉄の装入物が送られる冷風を利用した。 [ 20 ]羽口管を通って流れてきた空気は、炉の底部に到達すると熱い突風となった。 [ 20 ]
当初、中国文明には製鉄所がなかったと考えられていたが、中国南西部などの地域では製鉄所が大量に発見され、中国の一部の地域では製鉄所で生産された鉄が溶鉱炉で生産された鉄よりも優勢であった。[ 21 ]
漢民族は、キュポラ炉に酸素を過剰に注入して脱炭させることで錬鉄を作ることができた。[ 22 ]漢時代の中国人はまた、精錬炉とパドル法を用いて鋳鉄と銑鉄を錬鉄と鋼に変換することができた。このようなものの最古の例は紀元前2世紀に遡る。[ 23 ]これらの炉の半地下の壁は耐火レンガで覆われ、底は耐火粘土でできていた。[ 24 ]王仲書によれば、木炭の他に、漢時代に使用された炉の燃料は石炭粉、粘土、石英の混合物である「石炭ケーキ」であった。[ 25 ]
ドナルド・B・ワグナーは、漢代に生産された国内の鉄製の道具や器具のほとんどは、より安価で脆い鋳鉄で作られていたが、軍隊はより耐久性のある錬鉄や鋼鉄製の武器を好んで使用していたと述べている。[ 26 ]漢王朝では、戦国時代の典型的な長さ0.5m （1.6フィート）の青銅製の剣は、徐々に長さ約1m （3.3フィート）の鉄製の剣に取って代わられた。[ 27 ]青銅製の古代の短剣斧（ge ）は、鉄製の槍や鉄製の戟に徐々に取って代わられたものの、漢の兵士によってまだ使用されていた。 [ 28 ]伝統的に青銅で作られていた矢じりでさえ、徐々に青銅の先端と鉄の柄を持つようになり、漢の末期には矢じり全体が鉄のみで作られるようになった。[ 28 ]農民、大工、職人、石工、版築工は、鋤、つるはし、シャベル、鍬、鎌、斧、手斧、ハンマー、鑿、ナイフ、鋸、錐、釘などの鉄製の道具を自由に使うことができた。[ 29 ]漢王朝の家庭でよく見られた鉄製品には、三脚、かまど、調理鍋、ベルトのバックル、ピンセット、火ばさみ、はさみ、包丁、釣り針、針などがあった。[ 28 ]鏡や油ランプは、青銅か鉄で作られることが多かった。[ 30 ]漢王朝時代に鋳造された貨幣は、銅か、銅と錫を一緒に溶かして青銅合金にしたものであった。[ 31 ]
現代の考古学者は、中国全土、北は内モンゴルから南は雲南まで、漢の鉄製農具を発掘している。 [ 32 ]鍬、シャベル、つるはし、鋤は耕作に、鍬は除草に、熊手は土をほぐすのに、鎌は作物の収穫に使われた。 [ 32 ]漢の鋤は大きさによって1頭から2頭の牛に引かれていた。[ 33 ]牛は、三本足の鉄製種まき機（紀元前2世紀までに漢の中国で発明された）を引くのにも使われ、農民は種を手でばらまく代わりに正確な列に植えることができた。[ 34 ]魏（220～266年）と晋（266～420年）の美術作品には、耕作後に土塊を砕くために熊手が使われている様子が描かれているが、熊手は恐らく後漢（25～220年）の時代に中国に初めて登場したのだろう。[ 35 ]農業用灌漑施設には、井戸、人工池や堤防、ダム、運河、水門の使用が含まれていた。[ 36 ]
武帝（在位：紀元前141～87年）の治世中、穀物長官の趙過（中国語：趙過）は、田田交代制（daitianfachoalga）を考案した。[ 37 ] 1筝（幅1.38メートル、長さ331メートル、面積約457平方メートル）[ 38 ] [ 39 ]の細長い土地ごとに、幅0.23メートルの低い畝（quanske）を3本、直線状に作物の種を蒔いた。[ 37 ]夏に除草作業を行うと、畝の両側の畝（ロング壟）の緩い土が徐々に畝に落ち込み、発芽した作物を覆い、風や干ばつから作物を守ります。 [ 37 ]翌年には畝と畝の位置が逆転するため、このプロセスは交代耕作システムと呼ばれています。[ 37 ]
このシステムにより、作物は種まきから収穫まで一直線に成長し、土壌の水分が保持され、安定した年間収穫量が得られた。[ 40 ]趙国はまず都の長安のすぐ外でこのシステムを実験し、それが成功すると、各郡の行政官に指示を出し、行政官はそれを各郡のすべての県、地区、集落の長に伝える責任を負った。[ 40 ]
牛と大型で重い鋤を所有していた裕福な家庭は、この新しいシステムから大きな恩恵を受けた。[ 41 ]しかし、牛を所有していない貧しい農民は、1台の鋤を動かすために複数の人を使うという、非常に疲れる作業に頼らざるを得なかった。[ 41 ]崔寔（中国語：催寔）（西暦170年没）は、著書『四民月令』（中国語：四民月令）の中で、後漢時代（西暦25～220年）には、操作に1人、牽引に2頭の牛、3つの鋤刃、種まき用の種子箱、土をひっくり返す道具を備え、1日で約45,730平方メートル（11.30エーカー）の土地に種をまくことができる改良された鋤が発明されたと記している。[ 42 ]
漢の成帝（在位紀元前33～37年）の治世中、范勝之は『范勝之書』という書物を著し、窪田耕作法（凹田）について記述した。[ 43 ] [ 44 ]この耕作法では、各筟（ムー）の農地を3,840の区画に分け、各区画には深さ13.8cm（5.4インチ）、幅13.8cm （5.4インチ）の小さな窪みを掘り、良質の肥料を土に混ぜ込んだ。[ 43 ]各窪みには20粒の種を蒔き、1つの窪みあたり0.6L（20オンス）の穀物を収穫し、1筟あたり約2,000L（67,630オンス）の穀物を収穫したとされている。[ 43 ]このシステムは、牛が引く鋤や最も肥沃な土地を必要とせず、水の供給が困難な傾斜地でも使用できた。[ 45 ]この農法は貧しい人々に好まれたが、集中的な労働を必要としたため、大家族だけがこのようなシステムを維持できた。[ 46 ]
中国南部の長江流域の漢族農民は、稲作のために水田を維持することが多かった。毎年、水田の雑草を焼き払い、水をたっぷりとかけ、手で稲を播種し、収穫時期になると生き残った雑草を刈り取り、再び水に浸した。[ 47 ]この方法では、田んぼは一年の大半を休耕状態とするため、肥沃度はあまり高くなかった。 [ 47 ]しかし、淮河周辺の北部の漢族稲作農民は、より高度な移植栽培を行っていた。[ 48 ]この方法では、個々の植物は（おそらく水田と同じ場所で）集中的に手入れされ、より多くの水を節約できるように苗床で冬作物を栽培し、近くの苗床で稲の苗を育てていたため、田んぼにたっぷりと肥料を与えることができた。[ 48 ]
漢時代の機械工学の証拠は、主に時に利害関係のない儒教学者による厳選された観察記録から得られている。専門の職人技師（匠）は、仕事の詳細な記録を残さなかった。[ 49 ]機械工学の専門知識がほとんど、あるいは全くなかった漢の学者たちは、記述した様々な技術について不十分な情報しか提供しなかった。[ 50 ]
しかしながら、漢代の文献資料の中には重要な情報を提供しているものもある。紀元前15年に楊雄が記したように 、ベルト駆動は最初に絹糸を織機の杼のボビンに巻き取る糸巻き装置に使用された。 [ 51 ]ベルト駆動の発明は、宋代におけるチェーン駆動や糸車などの後の技術開発における重要な第一歩となった。[ 51 ]
職人で機械技師の丁緩（中国語：丁緩）の発明は、『西都雑記』に記されている。[ 52 ]官僚で詩人の司馬祥儒は、中国人がジンバル型の香炉を使用していたことを示唆している。ジンバルとは、同心円状のリングで構成された回転支持部で、中央のジンバルが垂直に保たれたまま軸を中心に回転できるようにするものである。[ 53 ]しかし、香炉としてジンバルが使用されたことが明確に言及されたのは、紀元180年頃、職人の丁緩が「座布団用香炉」を製作した時である。この香炉は、中央のジンバル内に置かれた燃える香が、移動しても常に水平に保たれるように設計されていた。[ 54 ]丁は他にも発明をしていた。室内空調のために、直径3メートル（9.8フィート）の回転する車輪を備えた、手動式の大型回転扇風機を設置した。 [ 55 ]彼はまた、丘の斜面の形をしていることから「九階建ての丘香炉」と名付けたランプを発明した。[ 56 ]円筒形のランプに火をつけると、上昇する熱気流の対流によって上部に置かれた羽根が回転し、それによってランプの周りの鳥やその他の動物の絵が描かれた紙の人形が回転した。[ 56 ]
秦王朝の滅亡後、漢の高祖（在位紀元前202年～195年）が秦の始皇帝（在位紀元前221年～210年）の宝物庫に足を踏み入れた時、高さ1メートル（3.3フィート）の人形で構成されたミニチュアの音楽オーケストラを発見した。これらの人形は、紐を引っ張って管に息を吹き込むとハーモニカを演奏した。 [ 57 ]張衡は2世紀に、人々は人工の魚や龍の芝居で楽しむことができると記した。[ 57 ]後に発明家の馬軍（活躍期間紀元前220年～265年）は、隠された水車の回転によって動く機械仕掛けの人形劇の劇場を発明した。[ 57 ]
文献資料によると、折りたたみ傘は王莽の治世中に発明されたことが知られているが、それ以前にも単純な日傘は存在していた。これは、伸縮可能なスライドレバーと曲げられる関節を使用していた。[ 58 ]
現代の考古学は、漢時代の文献には見られない発明品を描いた漢時代の美術品の発見につながった。これにはクランクハンドルも含まれる。農場や製粉所の漢時代の陶器の墓模型には、クランクハンドルが描かれた最初の例があり、これは箕のファンを操作するために使用された。 [ 59 ]この機械は穀物から籾殻を分離するために使用されたが、後の王朝の中国人は、絹糸巻き、麻紡績、小麦粉のふるい分け、巻き上げ機を使った井戸からの水の汲み上げにもクランクハンドルを使用した。 [ 59 ]移動距離を測定するために、漢時代の中国人は走行距離計カートも作った。この発明は西暦2世紀までに漢時代の美術品に描かれているが、詳細な記述は3世紀まで提供されなかった。[ 60 ]この装置の車輪が歯車を回転させ、それによって機械仕掛けの人形が銅鑼や太鼓を叩き、旅行者に移動距離（里で測定）を知らせた。[ 61 ]遺跡から発見された現存する標本から、漢時代の職人が精密な測定を行うためにスライド式の金属製ノギスを使用していたことが分かっている。漢時代のノギスには製造された正確な日付が刻まれているが、漢時代の文献には記載されていない。[ 62 ]
漢王朝までに、中国人は水車をさまざまな用途に発展させた。足で操作する単純なてこと支点傾斜ハンマー装置を改良した、穀物を叩いたり、皮をむいたり、磨いたりするための水力式トリップハンマーは、紀元前40年の漢の辞書『集集辺』に初めて記載されている。[ 63 ]また、紀元前15年に楊雄（紀元前53年- 紀元18年）が著した方言辞典、紀元20年に桓譚（紀元前43年- 紀元28年）が著した哲学書『新論』 、馬容（紀元79年 - 紀元166年）の詩、孔容（紀元153年 - 紀元208年）の著作にも記載されている。[ 63 ]
哲学者王崇は著書『論衡』の中で、水（およびその他の物質）を汲み上げるために使用された四角いパレットのチェーンポンプについて中国で初めて記述した。 [ 64 ]一部のモデルは足踏みペダルで手動で操作されたが、チェーンポンプの中には、大きな歯車と水平軸ビームを回転させる水平水車によって駆動されるものもあった。[ 65 ]主な用途は灌漑用水路への揚水であったが、張譲（189年没）が首都洛陽とその宮殿にきれいな水を供給するパイプに水を汲み上げるために技師に数台のチェーンポンプを作らせたように、公共事業にもチェーンポンプが使用された。[ 66 ]
西暦31年に南陽の行政官を務めていた杜氏は 、製鉄用の高炉やキュポラ炉のふいごを動かすための水力往復動装置を発明した。この発明以前は、ふいごを動かすには大変な手作業が必要だった。[ 67 ]
天球儀（天球を表す）は紀元前1世紀から中国に存在していたが、数学者で宮廷天文学者であった張衡は、流入水時計の一定の水頭を利用して歯車に作用する水車を回転させることで、天球儀に動力を与えた。[ 68 ]張衡はまた、貯水槽と流入容器の間に追加のタンクを設置することで、流入水時計の水頭低下（徐々に時間の計測が遅くなる）の問題に初めて対処した。[ 69 ]
漢王朝は、地震などの自然災害が庶民の生活を破壊した際に、災害救援の主要な取り組みを担当した。[ 70 ]災害への備えをより良くするため、張衡は西暦132年に地震計を発明し、特定の方位または方角 で示された場所で地震が発生したことを首都洛陽の当局に即座に知らせた。[ 71 ]張衡が北西で地震が発生したと朝廷に伝えたとき、首都では揺れは感じられなかったが、その後すぐに、洛陽の北西400～500km （250～310マイル）（現在の甘粛省）で実際に地震が発生したというメッセージが届いた。[ 72 ]張氏は自身の装置を「季節風と地動を測定する装置」（Houfeng didong yi 候風地動仪）と名付けた。これは、彼や他の人々が地震は閉じ込められた空気の巨大な圧縮によって引き起こされる可能性が高いと考えていたためである。[ 73 ]
後漢書に記述されているように、地震計の枠は直径1.8メートル（5.9フィート）のドーム型の青銅製の酒壺の形をしており、山や動物の場面で装飾されていた。 [ 74 ]トリガー機構は倒立振り子（後漢書では「中央柱」と呼ばれている）で、近くまたは遠くの地震の地盤の揺れによって揺らぐと、8つの可動アーム（8つの方向を表す）のいずれかにぶつかり、それぞれにクランクとキャッチ機構が付いていた。[ 75 ]クランクと直角レバーによって外側にある8つの金属製の龍の頭の1つが持ち上がり、その口から金属球が落ち、羅針盤のポイントのように下に配置されている8つの金属製のヒキガエルの口に落ち、地震の方向を示した。[ 75 ]『後漢書』には、球が8つのヒキガエルの口のいずれかに落ちると、大きな音を発し、装置を観察していた人々の注意を引いたと記されている。[ 76 ]王振铎は張の地震計には倒立振り子によって揺らぐクランクとレバーがあったという考えを受け入れたが、同時代の今村明恒は、倒立振り子の上部にピンがあり、地面の振動の力で動くと、8つのスロットのいずれかに入り、スライダーを押して球を排出する仕組みになっていた可能性があると主張した。[ 77 ]『後漢書』には、最初の球が落ちた後、残りの7つの龍の頭は顎に詰まった球を放さないと記されているため、今村は振り子のピンが入ったスロットに固定され、リセットされるまで装置が動かなくなると主張した。[ 75 ]
古代中国で現存する最古の数学論文の一つは、湖北省江陵県で発見された張家山漢竹書の一部である『算書書』である。紀元前202年から186年にかけてのものである。[ 78 ]漢代に編纂されたもう一つの数学書は『周筆算経』である。紀元前1世紀以前には存在せず（おそらく複数の著者による）、紀元前15年の楊雄が記述した内容と類似した内容を含んでいるが、周筆学派の数学が明示的に言及されるのは、180年の蔡雍の注釈まで待たなければならない。[ 79 ] 3世紀には趙爽が序文を本文に加えた。[ 80 ]また、『九章算術』という書物もありました。その完全な題名は、西暦179年の青銅製の標準尺度2個に記されており（その内容は、それ以前の書物に別の題名で存在していたという推測もあります）、 263年には劉徽（3世紀に活躍）によって詳細な注釈が付けられました。 [ 81 ]この文脈で注目すべきは、秦漢の遺跡から発掘された多くの文書には、数学論文に記述されているように、行政官が在庫や税金、公共事業に必要な労働力の計算に用いた実用的な数学の証拠が含まれていることです。[ 82 ]
『算書書』は、基本的な数学の問題と解答を提示している。これは、日々の商取引や行政事務のための手引書であった可能性が高い。[ 83 ]面積の現地測定、農作物である粟と米の比例交換レート、比例配分、短幅分割、過剰と不足に関する問題と解答が含まれている。 [ 84 ]『算書書』に見られる問題の一部は、後の文献『九章算書』にも登場し、5つのケースではタイトルが完全に一致している。[ 84 ]しかし、『九章算書』とは異なり、『算書書』は直角三角形、平方根、立方根、行列法に関する問題を扱っておらず、これはこれら2つの文献の執筆の間に中国数学において大きな進歩があったことを示している。[ 85 ]
『周壁算経』は、天文学への数学の応用に関するものである。地球から太陽までの高さと太陽の直径を求める問題において、陳子は栄方に対し、高さ8尺のグノモンの影が6尺（漢代の1尺は33cm）になるまで待つように指示し、底辺が6万里（漢代の1里は415mまたは1362フィートに相当）、太陽に向かう斜辺が10万里、太陽の高さが8万里の3-4-5の直角三角形を作図できるようにした。[ 86 ] 『九章算書』と同様に、『周壁算経』も「勾股定理」（中国語：勾股定理、すなわち、cは斜辺の長さ、aとbは他の 2 辺の長さであり、a 2 + b 2 = c 2 ）の数学的証明を与えている。これは、ギリシャの数学者ピタゴラス（紀元前 6 世紀に活躍）にちなんで、西洋ではピタゴラスの定理として知られている。 [ 87 ]
『九章算書』は、現存する3つの漢代の論文の中で最も画期的なものであったと言えるでしょう。インドのバクシャリ写本（紀元200年頃～600年頃）や、紀元275年頃に書かれたギリシャの数学者ディオファントスの書物と並んで、負の数を扱った最初の書物として知られています。[ 88 ]負の数は黒色の計数棒で、正の数は赤色の計数棒で表されていました。[ 89 ]十進法は殷王朝（紀元前1600年頃～紀元前1050年頃）から中国に存在していましたが、十進分数（つまり分母が10のべき乗）の最古の証拠は、紀元5年の標準的な体積測定容器に刻まれた碑文で、数学者で天文学者の劉信（紀元前46年～紀元23年）が使用していました。[ 90 ]しかし、小数を使った最初の書物は『九章算書』で、方程式を解いたり、測定値を表したりする手段として用いられた。[ 90 ]線形方程式を解くために用いられるアルゴリズムであるガウス消去法は、『九章算書』では配列法として知られていた。[ 91 ]この本では連分数を用いて方程式の根を求めていたが、劉徽は3世紀にこの考えを発展させ、小数を増やして1,860,867の立方根（答えは123）を求めた。これは、ウィリアム・ジョージ・ホーナー（1786-1837）にちなんで名付けられたホーナー方式と同じ方法である。 [ 92 ]
数世紀にわたり、中国人は円周率の値を単純に3と近似していたが、劉欣が西暦1～5年の間に3.154と近似した。ただし、彼がこの値に到達するために用いた方法は不明である。[ 93 ]王莽の治世（西暦9～23年）に遡る標準的な測定容器にも、円周率の近似値として3.1590、3.1497、3.167が示されていた。[ 94 ]張衡は、円周率の近似を行った次の漢の数学者として知られている。漢の数学者は、正方形の面積とそれに内接する円の面積の比が約4:3であることを理解しており、また、立方体の体積とそれに内接する球の体積の比が4 2 :3 2であることを理解していた。[ 94 ]直径をD、体積をVとすると、D 3 :V = 16:9 または V= 9 ⁄ 16 D 3という式になりますが、張はこの式に欠陥があることに気づきました。直径の値が不正確で、その不一致は比率の値に起因していたからです。[ 95 ]これを修正するために、張は式に1 ⁄ 16 D 3を追加し、V = 9 ⁄ 16 D 3 + 1 ⁄ 16 D 3 = 5 ⁄ 8 D 3としました。立方体の体積と内接球の体積の比が 8:5 であることを発見したので、正方形の面積と内接円の面積の比は√ 8 : √ 5です。[ 96 ]この式により、張は円周率を 10 の平方根、つまり 3.162と近似することができました。[ 97 ]漢王朝以降、劉徽は円周率を3.14159と近似したが、数学者の祖崇之（429-500）は円周率を3.141592（または355/113）と近似し、これは古代中国人が達成した最も正確な近似値であった。[ 98 ]
数学は音楽の調律や音楽理論にも用いられた。 紀元前2世紀の『淮南子』は、劉安王（紀元前179～122年）の庇護のもと、 8人の学者によって編纂され、音階における12音の使用について概説した。[ 99 ]数学者であり音楽理論家でもあった景方（紀元前78～37年）は、これを拡張して60音の音階を作成した。[ 99 ]その過程で、景方は53の完全5度が約31オクターブに相当することに気づいた。[ 100 ] 177147 / 176776の差を計算することで、ジンはドイツの数学者ニコラウス・メルカトル (1620–1687) が発見した平均律の同じ値 53 に到達しました(つまり、3 53 / 2 84 3 53 / 2 84 、メルカトル のコンマとして知られています)。[ 100 ]後に、明朝中国の朱在玉(1536–1611)とヨーロッパのフランドル地方のシモン・ステヴィン(1548–1620)が同時に (ただし別々に)平均律の数学的公式を発見しました。[ 101 ]
古代中国人は、宇宙の観測が占星術や予言に用いられていたため、天体や現象を注意深く観測した。[ 102 ]斉国の天文学者甘徳（紀元前4世紀に活躍）は、太陽黒点を真の太陽現象（西暦807年のアインハルトの観測以降、西洋で考えられていたように自然衛星を遮るものではない）として認めた歴史上最初の人物であり、中国で初めて正確な日付が付けられた太陽黒点の観測は、漢の成帝（在位紀元前33～7年）の治世中の紀元前28年5月10日に行われた。[ 103 ]紀元前 168 年以前(湖南省長沙の馬王堆漢陵遺跡の墓に封印された時) に作成された馬王堆絹文書のうち、「天文気象雑占」写本には、雲、蜃気楼、虹、星、星座、彗星など、およそ 300 種類の気候や天文学的特徴が文字と墨絵で描かれている。[ 104 ]同じ遺跡から出土した別の絹文書には、紀元前 246 ～ 177 年の夜空における惑星の出没時刻と場所が記されている。[ 105 ]
漢の時代の中国人は、紀元前135年にパルティアのミトリダテス2世が生まれた際にペルシアで観測されたのと同じ彗星の通過、紀元前44年にユリウス・カエサルの暗殺の直前にローマ人が観測したのと同じ彗星、紀元前12年のハレー彗星、ローマの歴史家カッシウス・ディオ（紀元155年頃- 紀元229年頃）が紀元13年に観測したのと同じ彗星、そして（現在では超新星であったことが分かっている）西暦185年の超新星について記録している。[ 106 ]漢の歴史書『史記』や『漢書』で論じられている様々な彗星については、空における位置と移動方向、観測可能であった期間、色、大きさなどの詳細が記されている。[ 107 ]
漢代の中国人も星表を作成しており、歴史家の司馬遷（紀元前145～86年）の『天官書』や、張衡（紀元2世紀）の星表には約2,500個の星と124の星座が掲載されている。[ 108 ]こうした観測を三次元的に表現するために、[ 109 ]天文学者の耿寿昌（中国語：耿壽昌）は紀元前52年に天球儀に赤道環を追加した。紀元84年までに天球儀に楕円環が追加され、張衡の125年のモデルには天の地平線環と子午線環が追加された。[ 110 ]
漢民族は主に天文学の研究を用いて暦を作成・改訂した。西洋のユリウス暦（紀元前46年）やグレゴリオ暦（1582年）とは対照的に（ただし、古代ギリシャのヘレニズム暦と同様）、中国暦は太陰太陽暦であり、太陽と月の正確な動きを年間を通して時間の基準として用いる。[ 111 ]紀元前5世紀の春秋には、中国人は四分暦（古四分暦）を制定し、これは回帰年を365 1 / 4日（ローマのユリウス暦と同様）と定めた。[ 112 ]武帝は紀元前104年にこれを新しい太初暦（中国語：太初暦）に置き換え、回帰年を365 385 / 1539日、太陰月を29 43 / 81日とした。[ 112 ]太初暦は2世紀以上にわたって不正確になっていたため、漢の張帝（在位75～88年）は太初暦の使用を中止し、四分暦の使用を復活させた。[ 113 ]千年以上後、天文学者の郭守敬（1233～1316年）は授時暦（中国語：授時曆）のために回帰年を365.2425日と定めた。これはグレゴリオ暦で使用されている値と同じである。[ 114 ]暦は季節を通して農業慣行を規制するために使用されただけでなく、干干と支によって構成される六十干支の重要な日付をマークするためにも使用された。支はそれぞれ中国の十二支の動物と関連付けられている。[ 115 ]
漢の時代の中国人は、天体の光と形について議論しました。天体は平らで円形なのか、それとも丸くて球形なのか。紀元前1世紀の荊房は、漢の天文学者たちは太陽、月、惑星は球体、あるいはクロスボウの弾丸のような球形だと信じていたと記しています。[ 116 ]また、月や惑星は自ら光を発せず、地球上の人々から見えるのは太陽に照らされているからであり、太陽に照らされていない部分は反対側が暗いとも記しています。[ 116 ]
王崇は『論衡論』の中で、一部の漢の思想家が雨は天（つまり星がある場所）から降ってくると信じていたと述べている。[ 117 ]王崇は、雨は上空から降ってくるものの、この一般的な説は誤りであると主張した。[ 117 ]彼は、雲は地上の水の蒸発によって形成され、雲は雨を拡散させるので、雲と雨は実際には同一であるという別の説に同意し、本質的に水循環を正確に説明した。[ 117 ]
2世紀、張衡は荊の説に似たような比較を行い、火は光を発し、水は光を反射するため、太陽は火、月や惑星は水に例えられると述べた。[ 118 ]また、太陽に照らされていない月の面は暗闇に残るという荊の見解も繰り返した。[ 118 ]しかし、張衡は、月食の際には地球が光線を遮るため、太陽光が常に月に届くとは限らないと指摘した。[ 118 ]さらに、月と太陽が交差して太陽光が地球に届かないときに日食が起こるとも指摘した。 [ 118 ]
趙祥の3世紀の注釈書『周壁算経』には2つの天文学理論が記述されている。1つは天が地球を覆う半球状のドームの形をしているとするもので、もう1つは地球を卵の中央の黄身に例え、天が地球の周りの天球の形をしているとするものである。 [ 80 ]後者の天文学理論は楊雄が『法言法言』で言及し、張衡が120年に著した『霊仙霊憲』で詳述した。[ 119 ]
漢代の建築では木材が主要な建築材料でした。[ 120 ]壮大な宮殿、多層の塔、多層の住居、質素な住居にも木材が使われました。[ 120 ]しかし、木材は時間の経過とともに腐朽し、火災に弱いため、中国で発見された最古の木造建築物（例えば五台山のいくつかの寺院）は唐代（618～907年）以前のものではありません。[ 121 ]建築史家のロバート・L・ソープは、漢代の考古学的遺物の少なさ、そして歴史家が存在しない漢代の建築の手がかりとして用いる漢代の文学や美術の資料がしばしば信頼できないことを述べています。[ 122 ]漢王朝の建築物で残っているのは、レンガと版築の壁（地上の城壁と地下の墓壁を含む）、段状の祭壇やホールのための版築の台座、墓石またはレンガの柱門、そしてかつて木造のホールを飾っていた散在する陶器の屋根瓦である。[ 123 ]甘粛省には、漢時代の版築の万里の長城の一部が今も残っており、30基の烽火塔と2つの城郭を備えた漢時代の辺境の遺跡もある。[ 124 ]内モンゴルの辺境の町や砦の漢時代の壁は、通常、版築ではなく型押し粘土レンガで建設された。[ 125 ]
茅葺きや瓦葺きの屋根は木製の柱で支えられていました。これらの建物のレンガ、版築土、泥壁は実際には屋根を支えるものではなかったからです。[ 120 ]石や漆喰も住宅建築に使用されました。[ 120 ]外に突き出た瓦葺きの軒は、雨水が壁から離れるように作られており、時には精巧に装飾された斗栱で支えられていました。[ 120 ]成形されたデザインは通常、建物の芸術的な模型や現存する瓦片に見られるように、屋根瓦の端を飾っていました。[ 126 ]
漢の建築に関する貴重な手がかりは、墓やその他の遺跡で発見された陶器の模型、絵画、彫刻や刻印が施されたレンガなどの漢の美術品に見出すことができる。[ 120 ]漢の墓の配置も地下の家のように作られており、墓のレンガや立体模型に見られる中庭のある家の情景に匹敵する。 [ 120 ]漢の家には中庭（複数の中庭を持つものもあった）があり、その少し上にホールがあり、階段でつながっていた。[ 120 ]多層の建物には、中庭の周りに建てられた柱廊のある主居住ホールや見張り塔が含まれていた。[ 120 ]ホールは交差する梁と垂木で建てられ、通常は装飾が彫刻されていた。階段と壁は通常、滑らかな表面を作るために漆喰が塗られ、その後塗装された。[ 127 ]
漢の最初の都長安の城壁の遺跡は、現在も高さ12メートル（39フィート） 、基部の幅が12～16メートル（39～52フィート）で残っている。[ 128 ]現代の考古学的調査により、東壁は6,000メートル（20,000フィート）、南壁は7,600メートル（24,900フィート）、西壁は4,900メートル（16,100フィート）、北壁は7,200メートル（23,622フィート）の長さであることが証明されている。[ 128 ]城壁の全長は合計で25,700 m (84,300フィート)で、ほぼ正方形の配置を形成していました (ただし、南壁と北壁は地形上の問題によりジグザグになっている部分がありました。南壁沿いには険しい地形があり、北壁の直線的な経路は渭河の流れによって妨げられていました)。 [ 128 ]城の堀は幅8 m (26フィート) 、深さ3 m (9.8フィート)で、堀沿いには木造の橋の跡が発見されています。[ 129 ]長安には城壁の両側に 3 つずつ、合計12 の城門があり、主要な大通りの終点として機能していました。 [ 130 ]各城門にはそれぞれ幅6 m (20フィート)の門が 3 つありました。漢時代の著述家は、各門には一度に 4 台の馬車が通行できたと主張しています。[ 130 ]排水システムには、これらの門の下に掘られ、アーチ状のレンガで覆われた多くの排水口があり、そこにはかつて主要道路沿いに建設された溝につながっていた陶製の水道管が発見されている。 [ 131 ]かつて豪華だったこの都市の宮殿の壁の一部と基壇の基礎だけが残っている。[ 132 ]同様に、武器庫の石造りの基礎も発見されたが、その木造建築はとうの昔に消え去っていた。[ 132 ]
漢の第二の都、洛陽の城壁跡の一部は、高さ10メートル、基部の幅25メートルで今も残っている。 [ 133 ]東壁は3,900メートル、西壁は3,400メートル、北壁は2,700メートルの長さであったが、南壁は数世紀前に洛河が流路を変えた際に流されてしまった。歴史家は東壁と西壁の終点から南壁の長さを2,460メートルと推定している。[ 134 ]城壁で囲まれた全体は長方形の形をしていたが、地形の障害により一部に曲線が見られる。[ 134 ]長安と同様、洛陽には12の城門があり、城壁の両側に3つずつ配置されていました。各城門には、市内の主要な通りに通じる3つの門がありました。[ 135 ]洛陽の城壁の外側には、神々の崇拝や国家の供犠が行われた場所として、宗教的な祭壇やテラスの版築土台が今も残っています。[ 136 ]それらへは長い傾斜路でアクセスでき、かつては上部に木造のホールが建てられ、下層階にはベランダがありました。[ 136 ]
1980年代までに、中国全土で1万を超えるレンガと石造りの漢の地下墓が発見された。[ 137 ]戦国時代に遡る初期の中国の墓は、しばしば木の壁で囲まれた垂直に掘られた穴であった。[ 138 ]墓を掘る際、漢の労働者はまず垂直の穴を作り、次に横に掘ったため、漢の墓は「水平穴」と呼ばれた。この方法は、山の斜面に掘られた墓にも使用された。[ 137 ]西漢の墓の大半の壁は大きな中空のレンガで造られていたが、東漢の墓建築を支配したより小さな中空でないレンガ（一部は石造り）は西漢後期に現れた。[ 139 ]より小さなレンガは、漢の墓の入口のアーチ、アーチ型の部屋、ドーム型の屋根に適していた。[ 140 ]地下のヴォールトやドームは土の穴で支えられていたため、控え壁は必要なかった。[ 141 ]地上の漢代建築物におけるレンガ造りのヴォールトやドームの使用は知られていない。[ 141 ]
山腹に掘られた墓の配置は、通常、地上のホールの複合体を模倣するように設計された前室、側室、後室から成っていた。[ 138 ]河北省の劉勝王（紀元前113年没）の墓には、窓の垂れ幕と副葬品のある前室、南側の独立した側室には馬車と馬、北側の側室には保管品があるだけでなく、内部には瓦屋根の実際の木造家屋の遺構（後室には石板でできた家屋と2つの石の扉も）もあった。[ 138 ]完全に石でできた扉は、多くの漢の墓だけでなく、後の王朝の墓でも見つかっている。[ 142 ]
漢王朝時代のレンガ造りまたは石造りの柱門（くえ）は合計29基が現存しており、漢の墓や祠の遺跡周辺の地上エリアで見ることができる。 [ 143 ]これらは外壁の一部を形成し、通常は入口の両脇に配置されているが、時には壁で囲まれた区域の角に配置されていることもある。[ 144 ]木製や陶製の部品は欠けているものの、模造の屋根瓦、軒、ポーチ、手すりなどを備えている。[ 145 ]
四川省の漢の墓のレンガのレリーフには、鉱山プロジェクトのための掘削孔の場面が描かれている。[ 146 ]それらには、そびえ立つデリックが竹管を通して液体の塩水を地表まで汲み上げ、その塩水を炉の熱で蒸発皿で蒸留して塩を生産する様子が描かれている。[ 146 ]炉は竹管で運ばれてきた天然ガスで加熱され、ガスは地表下610 m (2,000フィート)から汲み上げられた。 [ 146 ]掘削孔を掘るためのドリルビットは、梁に飛び乗ったり降りたりするチームによって操作され、掘削ツールは通常、牛や水牛などの牽引動物によって回転させられた。[ 147 ]塩水を採取するために掘られた漢の掘削孔は、地表から数百メートル (フィート) の深さに達することもあった。[ 148 ]漢王朝時代の鉱山坑道が発見されており、地下数百メートル（フィート）の深さに達し、木造の骨組みで構成された広々とした地下室や、梯子や鉄製の道具が残されている。[ 149 ]
漢の時代の文学作品には、都に高い塔が建てられていたことが記されている。それらはしばしば見張り台、天文観測所、仙人の恩恵を得るための宗教施設として使われていた。[ 150 ]宮廷の宦官である趙忠と張譲は、気難しい漢の霊帝（在位168～189年）に高い塔の最上階に登ることを思いとどまらせた（それは不吉なことを引き起こすと主張した）。これは、宦官たちが洛陽に自分たちのために建てた巨大な宮殿のような邸宅を霊帝から隠すためだった。 [ 151 ]漢の墓から出土した住居塔や見張り台のミニチュア陶器模型が、そのような木造塔を完全に忠実に再現したものかどうかは定かではないが、失われた木造建築に関する重要な手がかりを与えてくれる。[ 152 ]
There are only a handful of existing ceramic models of multi-story towers from pre-Han and Western Han eras; the bulk of the hundreds of towers found so far were made during the Eastern Han period.[152] Model towers could be fired as one piece in the kiln or assembled from several different ceramic pieces to create the whole.[153] No one tower is a duplicate of the other, yet they share common features.[153] They often had a walled courtyard at the bottom, a balcony with balustrades and windows for every floor, roof tiles capping and concealing the ceiling rafters, human figures peering out the windows or standing on the balconies, door knockers, and pets such as dogs in the bottom courtyard.[154] Perhaps the most direct pieces of evidence to suggest that miniature ceramic tower models are faithful representations of real-life Han timber towers are tile patterns.[155] Artistic patterns found on the circular tiles that cap the eave-ends on the miniature models are exact matches of patterns found on real-life Han roof tiles excavated at sites such as the royal palaces in Chang'an and Luoyang, and even the tiles of the original White Horse Temple.[155]
Besides towers, other ceramic models from the Han reveal a variety of building types. This includes multi-story storehouses such as granaries, courtyard houses with multi-story halls, kiosks, walled gate towers, mills, manufactories and workshops, animal pens, outhouses, and water wells.[156] Even models of single-story farmhouses show a great amount of detail, including tiled roofs, courtyards, steps leading to walkways, farmyards with troughs and basins, parapets, and privies.[157] Models of granaries and storehouses had tiled rooftops, dougong brackets, windows, and stilt supports raising them above ground level.[158] Han models of water wells sometimes feature tiny tiled roofs supported by beams that house the rope pulley used for lifting the bucket.[159]
商業や通信を円滑にし、徴税や軍隊の移動を迅速化するために、漢王朝政府は新しい道路、橋、運河の建設を後援した。[ 160 ]これには、以前の秦王朝によって建設された四川省都江堰灌漑システムと陝西省正国運河の修復と改修工事が含まれる。[ 38 ]紀元前111年、倪寛の提案を受け入れた武帝は、爾に正国運河の拡張工事を命じ、本運河より高くなった近隣の土地を灌漑できるようにした。[ 161 ]鄭国運河の底に長年にわたり大量のシルトが堆積し（洪水を引き起こした）、紀元前95年に、さらに上流の荊河から灌漑用水を得るための別のプロジェクトが開始され、鄭国より上流の等高線に沿って全長100km （62マイル）の新しい運河を浚渫する必要が生じた。[ 161 ]漢王朝はまた、農地を季節的な洪水から守るために堤防システムを維持した。[ 162 ]
道路、木造橋、郵便局、中継所は時折修復され、このような新しい施設が多数建設された。[ 163 ]漢の著述家によると、漢の時代に建設された道路は金属製の突き固め棒で固められたが、使用された材料については不明な点がある。ジョセフ・ニーダムは、瓦礫と砂利だったのではないかと推測している。[ 164 ]道路の幅は、一度に馬や牛が1頭しか通れない狭い歩道から、馬車9台が同時に横並びで通れる大きな幹線道路まで様々だった。[ 165 ]要塞化された漢の道路は、西はロプ砂漠近くのシャンシャン（楼蘭）まで建設され、漢軍はタクラマカン砂漠の北を通りカシュガルに向かうルートを利用した。[ 166 ]秦の山々の険しい峡谷を流れる激流に架けられた道路、要塞化された峠、木造橋の広大なネットワークは漢代に整備され、回廊道路として知られるようになった。[ 167 ]武帝の治世には、現在の雲南省の南西端と朝鮮半島の北東端にある新たに征服した領土を結ぶ道路が建設された。[ 168 ]
漢代に建設された最も一般的な橋のタイプの 1 つは、文献資料に記述され、墓のレンガに彫られたレリーフにも見られる木造の架台橋でした。 [ 169 ]アーチ橋の証拠は曖昧です。成都の南門の外にある 1 つは漢代に遡ると主張されていますが、馬賢 (中国語:馬賢) (135 年頃活躍) が建設したものは確かに桁橋でした。[ 170 ]四川省の漢代の墓のレリーフ彫刻には、緩やかな曲線を持つアーチ橋が描かれており、分節橋であることを示唆していますが、そのような橋の使用は完全には確認されていません。[ 171 ]漢代の文献には単純な吊り橋に関する記述はまれにありますが、これらはヒマラヤ、ヒンドゥークシュ、アフガニスタンの外国への旅行に関連してのみ言及されており、その発明の古さを示しています。[ 172 ]鉄鎖で固定された船でできた浮橋は漢代に建設され（中には黄河や揚子江に架けられたものもあった）、組み立てや解体が容易であったため、軍事目的で用いられることが多かった。[ 173 ]
漢時代の医師たちが抱いていた信念の多くは、紀元前3世紀から2世紀にかけて編纂され、『後漢書』にも記載されている『黄帝内経』などの医学書を通して現代の歴史家に知られている。[ 174 ]この書物や他の書物から明らかなように、彼らの五行と陰陽に関する形而上学的な信念が、彼らの医学的判断や仮定を決定づけていた。[ 175 ]漢時代の中国人は、体内の各臓器は五行（金、木、水、火、土）のいずれかと関連付けられており、2つの循環気経（中国語：任督二脈）があると信じていた。[ 174 ]これらの経絡が乱れた場合、漢の医学書では、臓器に割り当てられた五行のいずれかに関連する食物を摂取することで、その臓器に割り当てられた五行に対抗し、健康を回復できると示唆している。[ 174 ]例えば、中国人は、火の相と関連付けられる心臓が人を鈍くさせる場合、木（火を促進する）の相と関連付けられる酸っぱい食べ物を食べるべきだと信じていました。[ 174 ]また、漢民族は、脈診を用いることで、医師は体のどの臓器が「生命エネルギー」（気）を発しているか、そしてその臓器がどのような性質を持っているかを判断し、患者が患っている正確な病気を突き止めることができると信じていました。[ 176 ]形而上学理論が医学に影響を与えているにもかかわらず、漢の文献には、膿瘍を除去するための臨床切開の正しい方法など、実践的なアドバイスも含まれています。[ 177 ]『黄帝内経』は、肝臓、心臓、脾臓、肺、腎臓のさまざまな病気の人の24時間周期の症状を記録しており、これは概日リズムの認識であり、五相の観点から説明されています。[ 178 ]
張仲景（紀元150年頃- 紀元219年頃）は、著書『金奎薬録』の中で、特定のビタミンを豊富に含む規則的な食事が様々な種類の病気を予防できると初めて提唱した。この考えは胡思慧（1314年 - 1330年頃活躍）が脚気の治療としてビタミンB1を豊富に含む食事を処方するきっかけとなった。[ 179 ]張仲景の代表作は『傷寒雑病論』である。[ 180 ]華佗（208年没）は『黄帝内経』を研究し、漢方薬に精通した医師であった。[ 181 ]華佗は手術中に患者に麻酔を施し、手術創を1か月以内に完全に治癒させることを目的とした軟膏を作成した。[ 181 ]ある病気の女性の診断において、彼は彼女の子宮内に死産胎児がいることを解読し、それを取り除くことで彼女の病気を治した。[ 181 ]
歴史資料によると、華佗は灸や鍼治療をほとんど行わなかったという。[ 181 ]中国の文献で鍼治療について初めて言及されたのは『黄帝内経』である。[ 182 ]金製の鍼が漢王劉勝（紀元前113年没）の墓から発見された。[ 183 ] 鍼治療を描いた石像は後漢時代（西暦25～220年）にまで遡る。[ 183 ] 華佗は、寿命を延ばすとされる体操についても記述している。 [ 181 ]馬王堆から発掘された紀元前2世紀の医学書には、体操の姿勢を描いた図解に説明的なタイトルとキャプションが添えられている。[ 184 ]ヴィヴィアン・ローは、現代の太極拳と気功の身体運動は漢時代の体操に由来すると述べている。[ 185 ]
中国における地図製作は漢王朝以前から行われていた。紀元前4世紀の秦国の絹の地図2枚（甘粛省で発見され、嘉陵江周辺地域を描いている）には木材採取地間の距離が計測されているため、徐美玲はこれらが既知の最初の経済地図であると主張している（これらは紀元前64年頃～紀元24年のローマの地理学者ストラボンの地図よりも古い ）。[ 186 ]漢時代の地図も現代の考古学者によって発見されており、例えば馬王堆で紀元前2世紀の絹の文書とともに発見された地図などがある。[ 186 ]秦の地図とは対照的に、馬王堆で発見された漢の地図はより多様な地図記号を使用し、より広い範囲をカバーし、地元の人口に関する情報を表示し、軍事キャンプの位置さえ特定している。[ 187 ]馬王堆で発見された地図の一つには、紀元前181年に南越を攻撃する予定だった漢軍の駐屯地の位置が示されている。[ 188 ]
中国文学において、地図に関する最古の記述は 紀元前227年に遡る。[ 189 ]漢代に編纂され、1世紀に劉信によって注釈が加えられた『周礼』では、政府の省や地区、公国、国境、鉱山施設のための鉱石や鉱物の位置を示すために地図が使用されていたことが述べられている。[ 189 ]中国の最初の地誌は西暦52年に書かれ、領土区分、都市の建設、地元の産物や風習に関する情報が含まれていた。[ 190 ]裴秀（西暦224～271年）は、目盛り付きスケールと幾何学的にプロットされた基準グリッドの使用を詳細に記述した最初の人物である。[ 191 ]しかし、歴史家のハワード・ネルソン、ロバート・テンプル、ラフェ・デ・クレスピニーは、張衡の116年の失われた著作が 中国の地図製作における幾何学的基準グリッドを確立したという十分な文献的証拠があると主張している（後漢書の一節「張衡は天地に関する座標のネットワークを描き、それに基づいて計算した」を含む）。[ 192 ]司馬の『史記』の記述によって、秦の始皇帝の墓の中に秦帝国を表す巨大な浮き彫り地図があるという憶測が広がっているが、漢王朝時代には、軍人馬遠（紀元前14年- 紀元49年）が米で作ったものなど、小さな浮き彫り地図が作られていたことが知られている 。[ 193 ]
1975年、広州で発見された古代の造船所は、紀元前3世紀後半、秦王朝（紀元前221～206年）または西漢王朝初期に作られたものと推定されている。[ 29 ]そこには、長さ30メートル、幅8メートル、重量60トンの木造船を建造できる3つの大きなプラットフォームがあった。[ 29 ]現在の安徽省にある別の漢の造船所には、軍艦を組み立てる政府運営の海事工房があった。[ 194 ]漢王朝時代に広く使われていた鉄製の道具は、そのような船を作るのに不可欠だった。[ 29 ]
漢王朝の南方への拡大は、新たな交易路と外国との外交関係をもたらした。 紀元前111年、武帝は現在のベトナム北部と広東省、広西省、雲南省にあった南越王国を征服した。その後、彼は東南アジアとインド洋の両方への海上貿易を開放し、外国の商人がラピスラズリ、真珠、翡翠、ガラス製品を漢帝国にもたらした。[ 195 ]西暦166年にローマ帝国からの旅行者の一団（マルクス・アウレリウスの外交官とされるが、おそらくローマの商人）が漢の宮廷にやって来たとき、彼らはこの南の交易路から来たと言われている。[ 196 ]少なくとも西暦1世紀までには、さまざまな墓から発見された東漢時代の陶製のミニチュア船模型が証明しているように、中国人は船尾に取り付けられた舵という新しい操舵装置で遠洋航海に挑むことができたでしょう。これは、効率の悪い操舵櫂に取って代わるものでした。[ 197 ]古代中国には、湖や川の穏やかな水域を目的とした層状で要塞化された塔船など、さまざまな船の設計がありましたが、1世紀までに作られたジャンク船（jun船）は、中国初の航海に適した帆船でした。[ 198 ]典型的なジャンク船は、船首と船尾が四角形で、平底の船体または竜骨や船尾柱のないカーベル型の船体、西洋の船舶に見られる構造的な肋材の代わりに頑丈な横隔壁を備えています。 [ 199 ]中国のジャンク船には船尾柱がなかったため、舵はソケットアンドジョーまたはブロックアンドタックルを使用して船の後部に取り付けられました（これは、12 世紀のヨーロッパのピントルアンドガジョン設計とは異なります）。[ 200 ] 3 世紀の著者によると、ジャンク船は前後方向のリグとラグセイルを備えていました。 [ 201 ]
馬や牛が引く荷車や車輪付きの戦車は漢王朝よりずっと前から中国に存在していたが、手押し車の発明を示す文献証拠が現れたのは紀元前1世紀になってからで、紀元2世紀の漢の墓の壁画には、手押し車が荷物の運搬に使われている様子が描かれている。[ 202 ]古代世界の多くの地域では依然として「喉と胴回り」のハーネスが使われていたが（馬の首に過度の圧力がかかる）、中国では紀元前4世紀には楚の国で馬の胸に木製のくびきをかけて戦車の車軸に繋げていた（楚の漆器に見られるように）。[ 203 ]漢の時代には、中国人はこの重いくびきをより柔らかい胸帯に置き換えた。[ 204 ]進化の最終段階では、現代の馬具は5世紀、北魏時代に中国で発明された。[ 205 ]
旋回式投石機（トラクション・トレビュシェットとも呼ばれる）は、戦国時代から中国に存在していた（墨子にもその記述がある）。[ 206 ]これは漢王朝時代には、攻城側と被攻者側の両方によって日常的に使用されていた。[ 206 ]漢王朝時代に最も一般的に使用された投射兵器は、小型の手持ち式で引き金で作動するクロスボウ（そして程度は低いものの連発式クロスボウ）で、紀元前6世紀または5世紀に中国で発明された。[ 207 ]
漢民族は化学兵器も使用した。西暦178年に貴陽近郊で起きた農民反乱を鎮圧する際 、漢の軍勢は馬車にふいごを取り付け、反乱軍に石灰（酸化カルシウム）の粉末を噴射した。[ 208 ]また、馬の尻尾に燃える布切れを結びつけて火をつけ、驚いた馬が敵陣に突進して陣形を崩すようにした。[ 208 ]
行軍する歩兵や騎兵の追撃を阻止するために、漢民族は地面に撒いて、気づかない者の足や蹄を突き刺すことができる鉄球（あらゆる方向に鋭い棘が突き出た有刺鉄線）を作った。 [ 28 ]
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