秦汉以来，由于建立了统一的中央集权国家，在科学技术方面设置了天文、农、医、建筑、水利、冶铁以及各种手工业的管理机构和各级官员。科学技术的发展，几乎完全被控制在这些机构和官员的手中，形成了官办、官营的局面。
这些管理机构和管理官员的设置，对新技术的快速推广起到良好的作用，它可以使农耕、钢铁、土木建筑、漆器制造等技术迅速在全国各个地方推广开来。由于财力、物力、人力都“雄厚”，这时可以兴办比较大的项目和工程。英国著名的科学史家李约瑟曾经议论道：“在技术创造性方面，古老的中国官僚社会当然比不上文艺复兴时期的欧洲，但它却要大大胜过欧洲封建社会或希腊奴隶社会。”汉初的数学家张苍、耿寿昌，著名科学家张衡以及对造纸术进行过重大改进的蔡伦，都曾是这样的官吏。其他如天文仪器的制造、水利工程的修建、东西两京的都市建设、宫廷和皇家园林兴建、两汉长城的整备、隋唐时期南北大运河的开通等也都无不仰仗官办官营的优势。
但是官办官营的缺点也是十分显然的。其最明显的缺点便是不计成本，形成对材料、资源、人力的浪费，甚至虚报产量，或是盲目追求数量而不顾质量。再有官办官营往往是产生贪官污吏的温床。西汉中晚期，在冶铁官营的过程中，就产生了不少的弊病：“县官鼓铸铁器，大抵多为大器，……不给民用，民用钝敝，割草不痛。”而且还会出现“铁器苦恶，价贵，或强令民买卖之”（《史记·平准书》）的情况。我在陕西省的县级文化馆见到出土于地下的汉时“县官鼓铸”的大铁犁，在黄土高原上真的是“十头黄牛也拉不动”，真的是“不给民用”的废物。
宋元时期何以会形成古代科技发展高潮
“每当人们研究中国的文献中科学史或技术史的任何特定问题时，总会发现宋代是主要关键所在。不管在应用科学方面或在纯粹科学方面都是如此。”——李约瑟
宋元时期是中国传统文化、传统文明（当然应该包括科学技术在内）发展的高潮时期。正如英国科学史家李约瑟所说：“每当人们研究中国的文献中科学史或技术史的任何特定问题时，总会发现宋代是主要关键所在。不管在应用科学方面或在纯粹科学方面都是如此。”
宋元时期中国的传统数学出现了四大数学家及其著作：秦九韶及其所著《数书九章》、李冶及其所著《测圆海镜》和《益古演段》、杨辉及其所著《详解九章算法》和《日用算法》等、朱世杰及其所著《算学启蒙》和《四元玉鉴》。宋元数学在高次方程和高次方程组、高阶等差级数求和、联立一次同余式解法、“天元术”“四元术”（中国古代特有的代数学）等方面都取得了领先世界数百年的辉煌成就。
宋代的天文观测仪器比较齐备,多次进行了恒星观测(至少有四次规模较大),多次制作了星图。宋代一共进行了18次的历法改革,对各种测算方法和计算方法也进行了许多改进(三次内差法等等)。在元代则出现了郭守敬、王恂等所编《授时历》,被认为是我国传统历法中最优秀的一部。
在传统医学方面，则有金元四大家的出现：以刘完素为代表的“寒凉派”；以张从正为代表的“攻下派”；以李杲为代表的“温补派”；以朱震亨为代表的“养阴派”。“儒之门户分于宋，医之门户分于金元”，医学门户、流派的出现，极大地丰富了传统医学的发展。
在农学方面，也出现了宋元时期的四大农书：陈旉的《陈旉农书》是第一部关于南方稻作的农书；《农桑辑要》是元政府组织人力编写的；王祯编写的《王祯农书》是第一部兼论南北农业技术的农书，还绘有“农器图谱”；鲁明善（维吾尔族）所编《农桑衣食撮要》是一部月令体农书，比较通俗，包含有西北少数民族的一些农事活动情况。
中国古代的三大发明，火药、指南针、印刷术到了宋元时期都达到了广泛使用的成熟阶段。三大发明的西传，使得西方社会在各个方面加快了其进步的节奏，促使自给自足的经济形态逐渐转型为以商品经济为主的经济形态，向社会近代化的方向迅速推进。
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