“九州”部分首先依據河流、山脈、海洋作為天然界線，將全國分為9個區域，即冀、兗、青、徐、揚、荊、豫、梁、雍九州，然后，依次敘述九州內的各項地理內容。這種以天然界線吲分區域的做法，在現代地理學上叫做自然區劃，具有很高的地理意義。各個自然區域之間，不僅山脈、河流、湖泊不同，而且氣候、土壤，植被、物產也不同。《禹貢》根據各州自然條件的差異來定田賦的等級，這在當時是很科學、很合理的事情。《禹貢》描述的九州自然條件差異，以土壤、植物最明顯。在九州范圍內，由于南、北方的水分、氣溫不同，形成了不同的土類。《禹貢》是中國第一部講土壤分布和分類的著作，也是世界上最早的土壤地理著作。

“導山”部分描述了4列山系。因此《禹貢》也可以說是中國古代出現的最早描述山脈系列及其分布的著作。

“導水”部分敘述了黃河、長江、淮河、洛水、渭水、漢水等9條河流的水源、流向、流經地、所納支流以及河口等內容，還記載了榮澤、菏澤、大陸等10個湖泊。可見，《禹貢》還是中國古代最早的陸地水文地理著作之一。

“五服”部分反映了中國古代統治者的地域觀念和傳統方式。“服”這種地域因距離京城遠近而改變賦制，距離越遠，其政治影響也隨之減弱。每服四方各500里，層層外延，成甸、侯、綏、要、荒五服。統治者對各服施行的統治辦法是不一樣的，距離京城近的關系密切；相反，則關系比較松散。由此可見，《禹貢》還是我國最早的政治地理著作。

候風地動儀和地震觀測

候風地動儀是世界上第一架測驗地震的儀器，由中國東漢時期天文學家張衡（78~139年）于漢順帝陽嘉元年（132年）制成。

候風地動儀用精銅鑄成，其外形像一個大酒樽。地動儀里面設有精巧的結構，主要有豎立于儀體正中的“都柱”（相當于一種倒立型的震擺）和“都柱”周圍同儀體相連接的“八道”（8組杠桿機械）。“八道”分別置于東、西、南、北、東南、東北、西南、西北8個方向上。在樽的外面相應地設置8條口含銅珠的龍，每個龍頭下面都有一只蟾蜍張口向上，一旦發生地震，“都柱”因受到震動而失去平衡，這樣就會觸動“八道”中的一道，使相應的龍口張開，銅珠即落入相應的蟾珠口中，由此便可知道地震發生的時間和方向。

據史料記載，候風地動儀曾成功地記錄了發生于漢順帝永和三年（138年）發生在甘肅臨洮一帶的一次地震，從而證明了它的準確性和可靠性，這是世界上第一次由觀測得知地震發生方位的實錄，類似的儀器，在歐洲到公元1703年才試制成功。

《漢書·地理志》

《漢書·地理志》是中國第一部以“地理”命名的著作，也是歷代記述疆域政區的始祖，為班固首創，這種體例為中國兩千年來沿革地理著作樹立了楷模。

《漢書·地理志》的內容由3部分組成，第一部分敘述從黃帝時代到漢帝這一段時間疆域變遷概況，轉錄《禹貢》、《周禮·職方》的全文。第二部分敘述漢朝地理，這是《漢書·地理志》的主體。以漢平帝元始二年建置的行政區域為綱，按照行政區域大小的劃分，一一敘述了當時的103個郡（國）及其所轄的1587個縣（道、邑、侯國）的建制沿革以及各郡縣的戶口數字、山川湖澤、物產、水利工程、古今重要聚落、關塞和名勝古跡等。另外，《漢書·地理志》包括了許多珍貴的地理資料，比如它記載的石油產地是最早的，它記載的戶數和人口數也是最早的。根據《漢書·地理志》記載的數據，可以給出西漢元始二年全國人口分布圖，礦產分布圖和手工業分布圖等。第三部分轉錄劉向《域分》及朱贛《風俗》的有關內容。

《漢書·地理志》是中國第一部以疆域政區為主體、為綱領的地理著作。它開創了我國撰寫疆域地理志的新體例。《漢書·地理志》是二十四史內16部《地理志》中最好的一部。《漢書·地理志》又是一部重要的歷史地理著作。不少漢以前古籍所記載的地名都是由于《漢書·地理志》用漢地名予以注釋，后人才知道它們的正確位置。《漢書·地理志》是一篇史料價值很高的古代地理文獻，是中國地理學史上一部劃時代的代表作。

《水經注》

《水經注》是中國古代地理名著，北魏酈道元（？一527年）撰。原40卷，北宋初已亡佚5卷，后人分割35卷以足40卷之數。它的寫作形式是為漢末水系專著《水經》作注，先列《水經》經文，后寫注文，以水道為綱，連帶敘述流經地區的山陵、湖泊、郡縣、城池、關塞、名勝、亭障以及土壤、植被、氣候、水文和社會經濟、民俗等各方面情況，還記載了各地有關的歷史故事。書中記錄作者所見的碑刻，共300余塊，把它們作為幫助確定水道流經的依據。酈道元注意到水道源頭的伏流和故河道之下還有相當多的地下水等現象，對于水源的大小、湖泊的盈竭、水色的清濁、泥沙的堆積、洪水的漲落等水文變化，都很重視。《水經》只記載了水道137條，而《水經注》卻有1252條，增加8倍多，注文共約30萬字，也比經文增多2C倍。在內容和文字上都大大超過了《水經》，成為當時空前的地理巨著。

《水經注》不僅在中國是十分杰出的，就是在當時世界地理文獻中也是無與倫比的。它是中國北魏以前地理學的一次全面總結，同時又體現了北魏地理學的新進展。《水經注》是一座異常豐富的文化寶庫，除了地理學的成就外，還在歷史學、民族學、考古學、碑版學、語言學、文學等方面有突出貢獻。

《使契丹圖鈔》

《使契丹圖鈔》是最早的立體模型地圖，是中國北宋科學家沈括（1031—1095年）創制的。

沈括在任河北西路察訪使出使契丹時，沿途仔細勘察了邊境的山川地勢情況之后，繪制成這幅名為《使契丹圖鈔》的地圖。為了便于研究，沈括創造性地用面糊和木屑制成有山川、道路、地形的立體模型地圖。當時正值天寒地凍，繪制的木屑被凍壞，遂改用木屑和蠟來制作。以后，沈括又制成木刻立體模型地圖進呈宋神宗，神宗皇帝十分贊賞，命邊疆各州仿效。這種立體模型地圖，是我國首創，比西歐早600多年。

“海拔”概念的最早提出

以平均海水面作標準的高度叫海拔。中國元代著名科學家郭守敬（1231~1316年）在中國和世界上最早將“海拔”概念應用于地理和測量學。

郭守敬在從事水利工程規劃、測量中指出：“以海面較京師至汴梁地形高下之差，謂汴梁之水去海甚遠，其流峻急，而京師之水去海至近，其流且緩，”（《元朝名臣事略》）。由此，郭守敬推斷出北京相對于海平面的高度要低于開封的結論，在中國首次提出“海拔”的概念，比德國數學家高斯要早560年。

《廣輿圖》

《廣輿圖》是中國最早的分省交通地圖集，明代學者羅洪先（1504~1564）繪制。在地圖學的研究中，羅洪先極為注重實地考察，他“考圖觀史”，發現當時地圖多疏密失準、遠近錯誤，于是親自外出調查收集資料，重新編制成內容豐富、質量高的地圖。

羅洪先根據他到全中國各地游歷所獲得的豐富地理知識，歷經10余年增補《輿地圖》，于1541年繪成《廣輿圖》集。《廣輿圖》繼承了《奧地圖》的許多優點，克服了不足，從而把中國古代繪圖技術發展到一個新的高度。從明嘉靖三十四年（1555年）的刊本來看，每方格18毫米折地500里，比例尺約為1：15500000。北直隸圖每方格17毫米，折地百里，比例尺為1：3200000。《輿地圖》“長廣七尺，不便卷舒”，羅洪先把它改為地圖集形式，總計有圖45幅，其中總輿圖1幅，兩直隸十三布政司16幅，九邊圖11幅，黃河圖3幅，漕河圖3幅，海運圖2幅，洮河、松潘、虔鎮、麻陽諸邊圖5幅，朝鮮、朔漠、安南、西域圖4幅。除16幅分省是根據《輿地圖》改繪外，其余均為羅洪先增補。由于域外地理資料缺乏，有些圖幅羅洪先只能從元人李澤民的《聲教廣被圖》中按原樣描繪下來。《廣輿圖》以前的地圖已有各種圖例，但沒有明文記載其稱呼。羅洪先使用圖例24種，已明確記載其名日“類從辨譜”。這是中國明確記載圖例名稱并大量采用符號代表地形地物之始，遠早于西歐國家。另外，在每個省區地圖的背面附有圖敘、表解，補充說明每個省區的沿革、形勝、府、州、縣所轄的范圍和計征田賦數字等。

《廣輿圖》在明清兩朝共刊印了7次，手抄1次。16、17世紀的中國地圖，多數以《廣輿圖》為藍本，可見它涉及范圍之廣，流傳時間之長，對后來的地圖影響之大。

《徐霞客游記》

《徐霞客游記》是以日記體為主的中國地理名著，明末旅行家徐霞客（1587~1641年）所著。

徐霞客經30多年旅行，寫有天臺山、雁蕩山、黃山、廬山等名山游記17篇和《浙游日記》、《江右游日記》、《楚游日記》、《粵西游日記》、《黔游日記》、《滇游日記》等著作，除散失者外，遺有60余萬字游記資料，死后由他人整理成《徐霞客游記》，世傳本有10卷、12卷、20卷等數種。該游記主要按日記述作者1613至1639年問旅行觀察所得，內容涉及地貌、地質、水文、氣候、生物、人文地理、民俗、風俗等，其中尤以地貌、水文、生物、人文地理的內容最多，成就最大。徐霞客在地理學上的重要成就有：地貌學方面的成就包括巖溶地貌、山岳地貌、紅層地貌、流水地貌、火山地貌、冰緣地貌和應用地貌7個方面，對喀斯特地區的類型分布和各地區間的差異，尤其是喀斯特洞穴的特征、類型及成因，有詳細的考察和科學的記述，他是中國和世界廣泛考察喀斯特地貌的卓越先驅，他對熱帶巖溶地貌的考察，比德國榮格胡恩（F.Junghuhn）早200多年，在洞穴學方面取得的成就比德國瓦爾瓦索（J.W.Valvasor）早半個世紀。水文學方面用較大的篇幅描述了各地的水體類型及其水文特征。書中記載大小河流551條，湖澤59個，潭、塘、池、坑131個，沼澤8個，海2個。記載了河流水文包括河流的流域范圍、水系、河流的大小、河水的流速，河水的含沙量、河流水量的變化、河水水質、地形與水文的關系等。書中對湖泊水文、成因、沼澤的物理性狀、沼澤的水文特征作了描述，對地下熱水、鹽泉以及地表水與泉水的相互關系也作了論述。觀察記述了很多植物的生態品種，所記載植物總數約150余種（不包括糧食作物和蔬菜）。其中以云南最多，62種，占41%；其次是廣西，約30種，占20%；其他地區則只記當地特殊的植物。明確提出了地形、氣溫、風速對植物分布和開花早晚的各種影響。人文地理學方面，記錄了各地的手工業、工礦業、農業、交通運輸、商業貿易、城鎮聚落的分布和興衰更替、少數民族地區的政治風俗等。

《徐霞客游記》被后人譽為“世間真文字、大文字、奇文字”。英國的科技史專家李約瑟在其主編的《中國科學技術史》一書中評價道：“他的游記讀來并不像是17世紀的學者所寫的東西，倒像是一部20世紀的野外勘察記錄。”

《皇輿全圖》

《皇輿全圖》是中國清康熙時繪制的全國地圖，又名《皇輿全覽圖》、《清內府一統輿地秘圖》。康熙四十七年至五十八年（1708~1719年）繪制而成。

在繪制過程中吸取了歐洲制圖理論中考慮大地是球面的優點，采用了當時世界最先進的經緯度測繪法，先后在全國大部分地區進行了實地測繪。測繪結果由白晉等人統一審校、綴合，“58年完成，為全圖一，離合凡32幀，別為分省圖，省各一幀”。全圖比例尺約為1：140萬至1：500萬。該圖是我國第一部實測的在當時為最詳細的地圖，也是研究中國清代康熙以來歷史地理變化的重要資料。

《皇輿全圖》的繪制，是我國乃至世界測繪史上的一件大事。英國當代著名科學家李約瑟在他所著的《中國科學技術史》中說：這部地圖“不但是亞洲當時所有的地圖中最好的一幅，而且比當時所有的歐洲地圖都更好、更精確。”

物理學

《墨經》中的物理學思想

《墨經》是墨家學派的主要著作。墨家是戰國時期的一個重要學派，其創始人墨子是偉大的教育家、思想家和政治家，也是一位有卓越貢獻的自然科學家，被后人譽為“科圣”。《墨經》可以說是中國古代的一部百科全書，記錄了多種自然科學知識，特別是在時間、空間、物質結構、力學、光學等物理學方面，尤為突出。

《墨經》認為物質有最小的單元，并且把它稱為“端”，有限的物體具有有限可分性，而端具有非半（不可分）的性質。西方原子論中的atom（原子）原意便為“莫破”，與“端”的意義是相同的。可見墨子在公元前5世紀就已經提出了與古希臘留基伯的原子論相同的思想。

在力學方面，《墨經》認為“力，刑之所以奮也”，“力，重之謂。下，與，重奮也”。“奮”可理解為由靜而動，由慢而快的意思。“刑”，指有形物體。認為力是有形物體產生加速度的原因，重量也是力。物體下墜、上舉（“與”）都是重力作用下產生加速度的情況。

《墨經》研究了沉浮現象，“刑（形）之大，其沉淺也，說在衡。”就是說，形體大的物體，在水中沉下的部分比較淺，是因為物體重量被水的浮力平衡的緣故。這表明，墨家學派已經認識到浮力大小與物體的體積有關。

《墨經》已經發現了杠桿平衡原理。在《墨經》中將被碼叫做“權”，將懸掛的重物叫做“重”。支點的一邊叫做“標”（力臂），另一邊叫做“本”（重臂）。如果兩邊平衡，杠桿必然是水平的。在平衡狀態下，加重其中一邊，必將使這邊下垂，這時要想使兩邊恢復平衡，應當移動支點，使“本”縮短，“標”加長，而在“本”短，“標”長的情況下，假若再在兩邊增加相等的重量，那么“標”這一端必定下垂。墨家學派掌握杠桿定律比阿基米德早了兩個世紀。

在光學方面，《墨經》做了世界上最早的“小孔成像”實驗記錄：在一問黑屋的門上開一個小孔，人對著小孔站在屋外，屋里相對的墻上就會出現一個倒立的人影。《墨經》解釋說：“景光之人煦若射，下者之人也高，高者之人也下。”意思是：因為光線像射箭一樣，是直線行進的，人體下部擋住直線直射過來的光線，射過小孔，成影在上邊，人體上部擋住直線直射過來的光線，穿過小孔，成影在下邊，就成了倒立的影。這是對光沿直線傳播的第一次科學解釋。

關于共鳴現象的記載