在中國文化趨向成熟、趨向精密化的闊大背景下,中國古代科技在宋代展至極盛。在此前後的任何一個朝代,無論是科學的理論研究,還是技術的推廣應用,比之兩宋都大為遜色。而這一盛況的出現,自有其深厚的經濟、文化土壤。

宋代是中國古代社會經濟關係發生新變化的歷史時期,唐中葉以來出現的土地佔有方式和剝削方式的變革,至此時已大體完成,地主階級主要以購買土地的方式來佔有土地,前代貴族官僚按等級世襲佔有田地的形態在長期演變的過程中基本上消失。從這種經濟結構中湧現出來的大批中小地主以及自耕農,對於土地經營與農業生產具有極大熱忱,社會生產在大力推動下快速發展,僅以農田開墾為例,從公元996至1021年的二十五年中,農田便增加了二百萬頃以上,農田單位面積產量亦大大提高。與此同時,商品經濟也有長足發展。北宋每年鑄錢三百多萬貫,世界上最早的紙幣“交子”就出現在這一時期南宋時商業更發達。紙幣日益盛行,交子、會子廣泛流通。海外通商的地區和國家達50多個,市舶歲收二百萬貫,佔政府全年歲收的五分之一。豐厚的物質力量,為宋代科技的騰躍提供了雄厚的物質基礎。

宋代是一個哲學高度發展的新時期。濂、洛、關、閩等理學流派汲取漢、唐以來哲學思想與認識成果,把中國哲學的發展推向一個以抽象、思辨為特點的全盛時代,而思辨的空前活躍,又為人們認識客觀世界,發展科學技術,提供了強大的思維上的啟迪。例如,理學家們直追“理”本體的思辨方式,把人們的注意力引向了對於規律的認識;理學家的“格物致知”一一“物物有理”論則號召身邊的“一草一木”研究中去了悟事物規律,從而催發人們對知識的濃烈興趣。由張載、王安石等思想家所發展起來的唯物主義思想,引導人們對自然界的萬千新奇現象去作較切入本質的科學的解釋。凡此種種,皆成為宋代科學技術發展的精神上的原動力。

宋代科學技術的發展,還大大得力於一統政權的獎勵。宋政府對於科學技術的發明創造較重視,常常以獎勵加以鼓舞。如馮繼升進火藥法賜衣物錢財；唐福獻火器,造船務匠項綰獻海戰船式,各賜緡錢;石歸宋弩箭。又如木工高宣設計製造八車船,受到讚賞;水工高超和主持人王亨利新法防洪有功,受賞賜;僧懷丙打撈鐵牛成功,賜紫衣。有的發明創造在有識見官員的推動下得以付諸較廣泛應用,如沈括制木圖,詔邊州仿製。各種新式船型創造以後,往往製作船樣,命沿江沿海各州仿造。有關國防方面的科技發明創造更是如此。由於政府號召軍民陳述軍器利害,於是,“吏民獻器械法式者甚眾”。

宋代科學技術的發展亦承繼了唐代繁榮科技的遺產,唐代王孝通在《緝古算經》中所應用的三次方程,唐代僧人一行所發明的“不等間距二次內插法”唐代工匠所創制的“輪船“、“車弩”(用絞車拉弦的巨型弩)以及其他機械製造和建築工程都直接促成了宋代科學技術的創新與長足進展。正是在以上諸種動因的綜合作用下,宋代科技全方位推進,取得了科技領域絢爛之花。