* 天文学

东汉时期的天文学发展达到了一个新的高度。东汉著名科学家张衡发明了浑天仪和地动仪，并且著有《灵宪》和《算罔论》。

张衡的候风地动仪，是一件震烁古今的伟大发明，这是世界上最早的地震仪。铸成于阳嘉元年（公元132年）。《后汉书·张衡传》中留下了一段有关候风地动仪的简要记载。

地动仪内部结构精巧。仪器内底部中央，立有一根倒立惯性震摆，它的作用和现代地震仪的重锤一样。围绕都柱设有八组与仪体相连接的杠杆机械即“八道”，“八道”与在其上的八条垂龙龙头上颌接合，代表着东、西、南、北、东南、东北、西北、西南八个方位。遇有地震，震波传来，“都柱”偏侧就会触动龙头的杠杆，使该方位的龙嘴张开，铜球落入蟾蜍口中，发出响动声，告诉人们将要地震的方向。即谓“一龙发机，而匕首不动。寻其方向，乃知震之所在。

张衡于元初三年(公元117年)发明并制造了漏水转浑天仪。它是一种演示浑天说的仪器。这台仪器是一个球形，用精铜铸造而成，直径4尺余，代表天球，可绕天轴转动，上刻有二十八宿，中外星官以及黄道、赤道、南极、北极、二十四节气、恒显圈、恒隐圈等。张衡利用齿轮系统将浑象和漏壶相连，用漏壶滴出的水作为动力启动齿轮，浑象在其带动下绕轴转动，就这样，浑象便周而复始的自动转动起来。通过选择适当的齿轮个数和齿数，使浑象一昼夜与地球自转速度相一致，以演示星空的周日运动，如恒星的出没和中天等。人们通过对它的监测，可以知道日月星辰和节气的各种变化。它还有一个附属机构叫做“瑞轮萤荚”，是一种机械日历，是用来显示阴历的日期和月亮的圆缺变化的。因为浑天仪是用刻漏流出的水推动的，所以可知张衡的刻漏技术也很高明。　

从张衡开始，我国诞生了一个制造水运仪象的传统。由于直到二十世纪下半叶原子钟发明和采用之前，时间的计量都是以地球的自转，也即天球的转动为基础的，因此，张衡的发明实际上就成为后世机械钟表的原始鼻祖。

《灵宪》是一篇杰出的天文学著作。它对当时的天文学知识作了精要的概括和重大的发展。当时，中国并存着几种宇宙结构理论，而以盖天说和浑天说最为流行。张衡是主张浑天说的。在《灵宪》开篇就说，“昔在先王，将步天路，……先准之于浑体”，明指天是个球体。天这个球是从东向西不停转动的，地这个半球却在天内静止不动。张衡还认为天并不是整个物质世界的边界。《灵宪》说：“过此而往者，未之或知也。未之或知者，宇宙之谓也。字之表无极，宙之端无穷。”在天之外还有无限广漠的宇宙世界，不过人们还不知道那些地方罢了。

在《灵宪》中，张衡还谈到了对宇宙演化、日月和五星的看法。他明确指出了朔望现象取决于月亮和太阳之间的相对位置，以及形成月食的原因，并对行星运动的规律作出了自己的猜测，即他已经知道三外行星速度比太阳（实即地球）慢，而二内行星则比太阳快。他还观测到“行迟者觌于东”，即三行星都是先在早晨从东方地平线上出现。这比哥白尼早了14个世纪。张衡还观察到了陨石，并对恒星進行了观测、命名综合（其他前人所定的星官）和计数工作。张衡所定的星官体系甚至比后来三国时陈卓综合石氏、甘氏和巫咸三家星官而成的星官体系还要庞大。后者只有星官283官，星数1464星。

在历法上，东汉章帝时开始采用《四分历》，以纠正西汉时使用的《太初历》的疏误，《四分历》在天文数据和计算方法等方面都有许多改進。东汉末年刘洪的《乾象历》中出现了定朔概念。定朔概念的产生是中国历法史上的一大進步。

* 丝织业

东汉丝织品的种类繁多，花彩复杂。东汉杨孚在《异物志》中记载了居住在南方的人们，利用芭蕉叶等野生植物纤维织成高质量的织物。东汉许慎《说文解字》的「纟」(纟即丝)部有二百四十八字之多，足见当时织染工艺的发达。

* 铸铜业

东汉时期的铸铜业仍有发展。官府在许多重要铜矿区设有冶铜场或铸铜作坊，制作皇家或官府使用的铜器。私人经营冶铜业的也很多。

当时的铸铜业遍及全国，最著名的地区有广汉、蜀郡、朱提等地。产品有博山炉、铜镜等，主要是生活用具。有的制作精致，花纹工巧，还有饰以鎏金、错以金银的。有些甚至带有“朱提造”、“堂狼（今云南东川）造”、“青蛉（今大姚）造”等铭文，注明产地；花纹则有双鱼、羊、鼎等图案，或铸有祝福吉祥、富贵的话语。

* 机械业

公元31年，东汉已用水排鼓风炼铁。水排是用卧式（或立式）水轮带动皮囊鼓风的机械装置，这是机械工程史上的重要创造，比欧洲类似机械早约一千二百年。

根据史料记载，科学家张衡还制造过一种能飞的木鸟，类似今天的模型飞机。《广博物志》引《文士传》云：“张衡尝作木乌，假以羽翮，腹中施机，能飞数里。”可以说这是世界上第一个机械飞行器。

张衡还做过一种有三个轮子的器械，《傅子》云：“张衡能令三轮独转。”张衡在所作《应间》中也说：“参轮可使自转。”今人孙文青《张衡年谱》引宋王应麟的话，认为是记里鼓车。记里鼓车的特点是能反映车所行经的里程，与“独转”、“自转”所强调的似乎是两回事。或许，这更象是一架风车，或水磨，因为它们是借助于自然的风力或水力驱动的，故仍可称之为“自转”。

公元186年，东汉已开始使用“翻车”（龙骨水车）提水。龙骨水车是重要的灌溉工具之一。

* 交通工具

公元121年成书的东汉许慎的《说文解字》中载有：“……一曰一轮车，……”四川成都扬子山二号墓出土的东汉画象砖上有独轮车的图画，这些都表明东汉时人们已使用独轮车，独轮车是古代重要的运输工具之一。考古发现，战国末年至西汉初我国已使用铜和铁铸造的齿轮，东汉初年还有了人字齿轮。

在造船业上，也有了较大的规模和较高的技术水平。西汉时就已经可以建造宽6-8米、长30米、载重50-60吨的木船。至迟到东汉，船舵已然发明。广州东汉墓出土的陶船模型上有舵。舵的发明是造船技术上的重要進步，欧洲一千多年后才有船舵。

* 造纸术

造纸术的改良者为东汉和帝时中常侍蔡伦。蔡伦利用树皮、麻头、破布、鱼网，经过挫、捣、抄、烘等一系列工艺加工，造成了纸，于永元十七年(105年)献给和帝。他造的纸称“蔡侯纸”。但在东汉、三国时期，纸并未普遍使用，人们的书写材料仍以简牍和缣帛为主。到了晋朝，造纸术传到长江流域，那里有丰富的造纸原料，也产生了较好的纸张，才得普遍推广。

* 医学

东汉著名的医学家张仲景，有感于东汉末年瘟疫流行造成的巨大危害，在总结前人的基础上，结合自身的临床经验，于东汉末年撰成了《伤寒论》和《金匮要略》，这两部专著的重大贡献在于：一、提出了运用理法方药、辨证论治的治疗原则，特别提出了六经辨证的学说，就是依照热性病发病初、中、末期各种的临床表现和不同治疗的反应与结果，分成辨太阳病、辨阳明病、辨少阳病、辨太阴病、辨少阴病、辨厥阴病脉证并治，还有“平脉法”、“辨脉法”、“伤寒例”、辨霍乱病、辨阴阳易差后劳复脉证并治。二、发展了方剂学，共363余方，配方十分严谨，药味精练，疗效显著，其方剂被推为“经方”，称为“众方之祖”。三、在病因和发病学上，提出了经络受邪入脏腑论点和血瘀、房室、外伤三因学说。这使中医理论和实践经验不断丰富，并提高到了一个新的水平，后世称张仲景为“医圣”。

《伤寒论》被认为是一部划时代的临床医学巨著，后被翻译成多种外文。

东汉另一位著名的医学家华佗（公元141－208），则精内、外、妇、儿、针灸各科、外科尤为擅长。他创用麻沸散，给患者麻醉后施行手术。这表明中国医学在公元二世纪时，在麻醉方法和外科手术就已有相当成就。在世界医学史上也是罕见的。据记载他可以做三种手术：①施行剖腹扩创；②刮骨疗毒；③脑外科等手术。他还创五禽戏，强调体育锻炼，以增强体质。认为“人体欲得劳动……血脉流通，病不得生，譬如户枢，终不朽也”。

* 建筑

两汉时期的建筑日臻完善，并直接影响了中国两千年来民族建筑的发展。但是由于年代久远，至今没有发现一座汉代木构建筑。不过史籍中关于这一时期建筑的记载非常丰富，有关当时建筑方面的资料也很详实，此外，出土的大量的汉代画像砖，画像石和明器，也对真实建筑的形象、室内布置、以及建筑组群布局等方面都做出形象具体的补充。

汉代的城市建筑是以长安城为代表的。自高祖刘邦起，揭开了长安城建设的序幕，到平帝止，先后修建了未央宫，东闹、北闹、前殿、武库、太仓、长安城墙、柏梁台、章宫、太液地、长乐宫北、明光宫、明堂、辟雍。东汉光武帝时，刘秀修西汉11陵和长安宫室。

汉长安城三大宫之一的长乐宫位于城东南，周长90公里，面积5平方公里，占汉长安城面积的1/6，宫内共有前殿、宣德殿等14座宫殿台阁。未央宫位于城西南，始终是汉代的政治中心，史称西宫，其周长９公里，面积５平方公里，占城面积1/7，宫内共有40多个宫殿台阁，十分壮丽雄伟。建章宫是一组宫殿群，周围10余公里，号称“千门万户”。汉长安城以其宏大的规模、整齐的布局而载入都城发展的史册，汉代以后，虽还有几个小王朝建都于此，但长安城永远失去了盛汉时的光彩。

东汉初期，光武帝刘秀定都洛阳以后，在周代成周城的基础上修筑扩建起一座更大规模的都城，自此这座城市作为东汉、曹魏、西晋、北魏时期全国的政治、经济和文化中心长达330多年之久，史学界将它概称为“汉魏洛阳故城”。

汉代以木构建筑为主。汉代宫室多为台榭形制，故须以阁道相连属，甚至城内外也以飞阁相往来。

木构楼阁的出现是中国木结构建筑体系成熟的标志之一。东汉中后期的墓中出土了许多画像砖、陶制楼阁和城堡、车、船模型。明器中常有高达三四层的方形阁楼，每层用斗拱承托腰檐，其上置平坐，将楼划分为数层，此种在屋檐上加栏杆的方法，战国铜器中已见，汉代运用在木结构上，满足遮阳、避雨和凭栏眺望的要求。各层栏檐和平坐有节奏的挑出和收進，使外观稳定又有变化，并产生虚实明暗的对比，创造中国阁楼的特殊风格。

早在两汉时期就出现了“阙”。“阙”音确，是我国古代在城门、宫殿、祠庙、陵墓前用以记官爵、功绩的建筑物，用木或石雕砌而成。一般是两旁各一，称“双阙”；也有在一大阙旁再建一小阙的，称“子母阙”。古时“缺”字和“阙”字通用，两阙之间空缺作为道路。阙的用途表示大门，城阙还可以登临瞭望，因此也有把“阙”称为“观”的。

现存的汉阙都为墓阙。高颐阙位于四川省雅安市城东汉碑村，是我国现存30座汉代石阙中较为完整的一座。它建于东汉，是东汉益州太守高颐及其弟高实的双墓阙的一部分。高颐阙由红色硬质长石英砂岩石堆砌而成，为有子阙的重檐四阿式仿木结构建筑，其中上下檐之间相距十分紧密。阙顶部为瓦当状，脊正中雕刻一只展翅欲飞、口含组绶(古代玉佩上系玉用的丝带)的雄鹰；阙身置于石基之上，表面刻有柱子和额枋，柱上置有两层斗拱，支撑着檐壁。檐壁上刻着人物车马、飞禽走兽。

此外，两汉时的建筑已具有庑殿、歇山、悬山和攒尖4种屋顶形式。庑殿正脊短，屋面、屋脊和檐口平直，屋顶正脊中央常饰有凤凰。由以上这些，便形成了汉代建筑古朴简洁，但又不乏朝气的形象。通过大量东汉壁画、画像石、陶屋、石祠等可知，当时北方及四川等地建筑多用台梁式构架，间或用承重的土墙；南方则用穿斗架，斗拱已成为大型建筑挑檐常用的构件。中国古代木构架建筑中常用的抬梁、穿斗、井干3种基本构架形式此时已经成型。

汉代的栏杆有卧棂栏杆，斗子蜀柱栏杆，柱础的础质难辨，式样简单；台基用砖或砖石混和的方法砌成；门为版门、还有石木门；窗的纹样有直棂窗、斜格窗和锁纹窗，还有天窗；天花有覆斗形天花和斗四天花；柱有圆柱、八角柱、方柱等，有的柱身表面刻竹纹或凹凸槽。方柱柱身肥而短，有收分，上置栌斗；方形双柱指房屋转角常每面用方柱一个，各承受一方面的梁架，这种做法后代逐渐减少。