中国机械工程技术史的现代研究发端于20世纪二、三十年代，两位清华大学的学者张荫麟、刘仙洲以及王振铎先生是中国机械史早期研究的主要开拓者。
张荫麟早在20年代就开始涉猎中国古代机械史的某些专题研究。刘仙洲的研究工作虽起步稍晚一点，但从20世纪30年代初起，他长期致力于中国机械史的系统发掘整理与研究，成为这一研究领域最重要的奠基人。
早期的开拓工作
刘仙洲，原名鹤，又名振华，字仙舟，河北完县人。刘仙洲是我国著名机械工程学家和工程教育家。他1918年毕业于香港大学机械工程系， 1921~1924年任河北大学物理教员、农业机械讲师。1924~1928年任北洋大学教授、校长，1928~1931年任东北大学教授、机械系主任等职，1932年，受聘清华大学机械工程系教授。
刘仙洲早在20年代，他就开始关注中国古代的科技文化遗产。到清华大学执教后，他结合工程教育与教学，从事古代机械工程史研究。他有感于当时我国本国文字的工程著述极其匮乏情况，认为当时的工程教育急需开展三方面的研究：一是整理旧工程书籍；二是从速编订工程名词；三是有计划编译新工程书籍和编辑刊行工程刊物，而史料整理是其最基础的工作。
1933年5月他在《清华周刊》（工程专号）第39卷第10期发表了“中国旧工程书籍述略（以民国以前线装书为限）”一文，对民国前中国的工程技术书籍进行了梳理，整理出了较为详细的书目提要。此后，他开始从事分门别类整理机械史料和专题研究工作，发表多篇有关论著、论文。如《中国机械工程史料》，《清华大学土木工程会刊》（1935）；“三百年前中国第一位机械工程学家王端节传略”（《清华机工月刊》，1937）；“中国在热机历史上的地位”（《东方杂志》39卷18期，1943）；“王征与我国第一部机械工程学”（《真理杂志》第1卷第2期，1944）；“三十年来之中国机械工程”（收入中国工程师学会主编《三十年来之中国工程》一书，1946年）。
其中，1935年出版的《中国机械工程史料》（约6万字）一书，首次依据现代机械工程分类方法整理了中国古代机械工程的史料，初步勾勒出了中国古代机械工程的基本轮廓。此后发表的“王征与我国第一部机械工程学” 和“中国在热机历史上的地位” 均属于专题研究的重要成果，在学术界产生了较大影响。
对新中国机械史研究的推动和促进
新中国成立后，他曾担任过清华大学院系调整筹委会主任、第二副校长、副校长、第一副校长、国家科委技术科学学科组副组长、国务院科学规划委员会机械组副组长及多种学术任职，1955年被选聘为365体育手机版：学部委员和365体育手机版：中国自然科学史研究委员会委员、中国古代自然科学及技术史编辑委员会委员。
1952年，刘仙洲向教育部提议在清华大学成立“中国各种工程发明史编纂委员会”，当年10月获得批准，这一机构后改为“中国工程发明史编辑委员会”。在20世纪50年代至60年代前期，刘仙洲做了一系列的机械史专题研究工作，发表了多篇论文，并主持汇集中国工程史料的工作。
1962年他编著的《中国机械工程史（第一编）》一书由科学出版社出版，这是第一部中国古代机械史的著作，论述了中国古代的主要机械发明成就，从机械原理和原动力的角度出发整理了中国古代机械工程发展的脉络。他在该书绪论中指出：“根据现有的科学技术科学知识，实事求是地，依据充分的证据，把我国历代劳动人民的发明创造分别的整理出来，有就是有，没有就是没有。早就是早，晚就是晚。主要依据过去几千年可靠的记载和最近几十年来，尤其是解放以后十多年来在考古发掘方面的成就，极客观地叙述出来。”
这部著作中的《中国在原动力方面的发明》一章，很快被译成英文在美国出版的Engineering Thermophysics in China杂志第1卷第1期上发表。
1963年，刘仙洲撰写的《中国古代农业机械发明史》问世，这是第一部全面介绍中国古代农业机械成果及其发展的著作。该书出版后，引起日本学术界的高度重视，著名农史专家天野元之助将其摘译，在日本《东洋学报》（1965年第47卷第4号）详加介绍和评论。上述两部在国内和国际上长期被科技史和相关领域学者反复引用，成为研究中国机械史的奠基之作。
他在专题研究方面代表性成果包括：
1.“中国农具工作的略史和发展”，中国农业，1951年；
2.“中国在原动力方面的发明”，机械工程学报（第1卷1期），1953年；
3. “中国在传动机方面的发明”，机械工程学报（第2卷1期），1954年；
4.“中国在计时器方面的发明”，天文学报（第4卷2期），1956年（1956年9月在意大利召开的第8届国际科学史会议上宣读）；
5. “介绍‘天工开物’”，新华社半月刊，1956年；
6.“王徵与我国第一部机械工程学”，机械工程学报（第6卷第3期），1958年（重新修订）；
7.“中国古代对于齿轮系的高度应用”（与王旭蕴合作），清华大学学报（第6卷4期），1959年；
8.“中国古代在简单机械和弹力、惯力、重力以及用滚动摩擦代替滑动摩擦等方面的发明”，清华大学学报（第7卷2期），1960年；
9. “中国古代在农业机械方面的发明”，农业机械学报（第5卷第1期、第2期连载），1962年；
10.“我国独轮车的创始时期应上推到西汉晚年”，文物（第6期），1964年。
20世纪五十年代末六十年代刘仙洲在清华大学培养了攻读机械史的研究生，同时亲自指导青年教师与图书馆员开展机械史料的搜集、整理工作，并一起进行抄录资料卡片的工作。此外，他还指导研究生和博物馆研究人员开展了古代重要机械的复原工作。
但1966年由于遭遇“文革”，机械史研究工作被迫中断。“文革”后期，“中国工程发明史编辑委员会”的工作得到部分恢复。1970年，80岁生日那天，刘仙洲工工整整写下《我今后的工作计划》，并拟出《中国机械工程发明史》第二编共十章的写作提纲。文献资料基本齐备，并已有部分初稿。可惜因客观情况和疾病，未能如愿。文革后期他发表了两篇机械史的论文：“我国古代慢炮、地雷和水雷自动发火装置的发明”，文物，1973（11） ；“我国古代在计时器方面的发明”，清华北大理工学报，1975 年第2卷第2期。
治学方法及其特色
刘仙洲研究中国古代机械工程发明史，治学严谨，一丝不苟，锲而不舍。他的研究方法与特点可概括为以下几个方面：
一是 广查古籍文献，发掘一手资料，对古文献资料进行甄别和考证。
二是科学分类，归纳整理。按照近代机械工程的体系、分类方法和研究方法，归纳、分析和研究中国古代各类机械工程发明。例如，他在《中国机械工程发明史》第一编中，先从一般机械的定义和分类入手，然后按照简单机械，弹力、惯力、重力和摩擦力，原动力与传动机五个方面展开论述。《中国古代农业机械发明史》的编撰体系，则是将我国古代农具和机械分为整地机械、播种机械、中耕除草机械、灌溉机械、收获及脱粒机械、加工机械和农村交通运输机械七大类，将我国古代丰富多采的农用工具和机械分门别类地纳入机械工程体系中。
三是注重文物考古资料，把古文献资料和考古出土实物结合起来开展研究，以揭示古代机械工程发明的真实历史和发展规律。他密切关注考古新发现，有时还亲临现场考查，研究出土文物。如果看不到实物，便向各博物馆索要图片和拓片，与古文献资料珍藏在一起。
四是通过古文献记载和出土文物的分析，结合科学实验，开展古代机械的复原。如1959年他提出了张衡浑象的齿轮和凸轮传动机构复原模型。后与中国历史博物馆王振铎合作，将张衡浑象复制成能运转的木制模型，在历史博物馆展出。
五是关注留存下来的传统机械的研究，通过传统机械实物的考察，分析古代机械的结构原理。多重证据，还原历史。由今见昔，察今知古。
六是注重古为今用，机械史的研究成果在机械工程名词统一和自编机械工程教科书工作中发挥了重要作用，并对机械工程教育产生了深远的影响。他修订的《英汉机械工程名词》在确定术语、译名和编写中文机械工程教科书时都很好地吸收了机械史的成果，他创译的“熵”“焓”等名词非常贴切。他通过古代文献考察得到的机械定义，被用于最早的中文机械原理教科书中。
刘仙洲认为当时有三种现象需要实事求是的科技史研究来纠正：一是西方写科学技术史的学者只知道中国有造纸、印刷、罗盘、火药四大发明，此外似乎就没有其它重要的发明了；二是自1840年鸦片战争后，中国有一部分知识分子过于自卑，认为中国在各种科学技术的发明上都不如西方，甚至认为什么也没有；三是另一部分读书人妄自尊大，认为中国什么都有，“在古书里找到同西洋某种科学技术影似的一两句话，就加以穿凿附会，说这些东西我国早已发明过”。
刘仙洲对机械史的外史问题也有所关注。他在《中国机械工程史（第一编）》结束语中指出：“大体上在14世纪以前，中国的发明创造不但在数量上比较多，而且在时间上多数也比较早。但是在十四世纪以后，除火箭一种仍有显著的发展以外，一般的我们都逐渐落后于西洋。这种现象的基本原因是和社会制度有关。”他认为，西方资本主义社会科学技术与商品生产互为因果，互相推进，而中国封建社会的统治者对于科学技术的发明创造一向不够重视，八股文取士的制度使绝大多数知识分子对科学技术的发展不热心。
刘仙洲上述治学方法和学术观点，至今仍有重要的启发作用和现实意义。上世纪80年代初，清华大学在校图书馆成立了科技史研究组，恢复了机械史研究工作。先后编成《中国科技史料选编》的《农业机械》《陶瓷、琉璃、紫砂》及《交通工具》分册，两个分册出版后在学术界产生了一定的影响。90年代初学校又成立了科技史暨古文献研究所，为进一步开展相关工作提供了保障。正是继承和发扬了刘仙洲研究机械史的优良传统，机械史研究在清华又有了长足的发展。《中国古代农业机械工程发明史（补编）》（张春辉著）和《中国机械工程发明史（第二编）》（张春辉、游战洪、吴宗泽、刘元亮著）分别于1998年和2004年由清华大学出版社出版，完成了刘仙洲未竟的工作。这两部书继承了刘仙洲的学术思想和编史工作，在学术上又有新的发展。研究所还承担了国家博物馆复原唐代江东犁的委托项目（张春辉、戴吾三等），复原的江东犁成为国家博物馆的重要展品。研究所承担的国家自然科学基金项目（高主持）从历史文献、理论和仿真实验方面进行水运仪象台的复原研究，利用文献学、现代机械学原理以及计算机仿真技术，对水运仪象台进行深入的分析研究。近年来，刘仙洲开创的机械史研究领域得到了进一步的拓展，国内同行的工作又延伸到了传统机械的田野调查与相关文化遗产的保护方面，《中国传统机械调查研究》（张柏春、张志中、冯立等著，大象出版社，2006年）和《中国手工艺·工具器械》（冯立、关晓武、张志中等著，大象出版社，2016年）是这方面的突出成果，科技史暨古文献研究所师生（戴吾三负责）还翻译了《手艺中国：中国手工业调查图录》（北京理工大学出版社，2011年）一书，相关工作对传统技艺类非物质文化遗产的保护起到了促进作用。■