“每當(dāng)人們在中國的文獻中查找一種具體的科技史料時,往往會發(fā)現(xiàn)它的焦點在宋代,不管在應(yīng)用科學(xué)方面或純粹科學(xué)方面都是如此。”
這是英國學(xué)者李約瑟所著《中國科學(xué)技術(shù)史》中的一番話。誠哉斯言。在古代中國漫長的科技發(fā)展歷程中,宋代無疑是一個“黃金時期”。
面對艱難的立國形勢,宋人居危思變,于技術(shù)上大膽求新。宋韻文化那種巧妙細膩、精益求精的特質(zhì),在宋代的科技發(fā)明創(chuàng)造中也鮮明地展現(xiàn)出來。
今天,我們身處一個被日新月異的科技發(fā)展所塑造的時代,在之江大地探尋千百年前追求科技進步的宋人留下的或濃或淡的印痕?!拔铩钡倪z跡之外,我們更感受到精神上的激蕩:格物致知的探索之心,以技術(shù)改善生活的創(chuàng)造之力,正是今天的國人與宋人的共通之處。
古代科技的“黃金時期”
青山隱隱水迢迢,秋盡江南草未凋。在杭州市余杭區(qū)太平山南麓,我們的腳步停在“宋故龍圖閣直學(xué)士沈括之墓”前。浙江省社會科學(xué)院何勇強研究員告訴我們,宋代科技的點點滴滴,皆在沈括筆下綻放出無與倫比的光芒。
李約瑟將沈括著作《夢溪筆談》稱為“中國科學(xué)史上的坐標(biāo)”。據(jù)《宋史》記載,沈括“博學(xué)善文,于天文、方志、律歷、音樂、醫(yī)藥、卜算無所不通,皆有所論著?!彼P下這部百科全書式的著作,穿越歷史煙云,引領(lǐng)我們進入宋代豐富的科技世界。
驚雷陣陣,撼天動地,是火藥的威力;掌握方向,反應(yīng)靈敏,是指南針的性能;操作靈活,印制快捷,則屬印刷術(shù)的神奇……何勇強說,“四大發(fā)明”中的火藥、指南針與活字印刷術(shù)都在宋代最終完成并應(yīng)用于世,造紙術(shù)也出現(xiàn)劃時代變革,產(chǎn)生世界性影響。
據(jù)文獻記載,至晚在北宋后期,指南針已用于航海。南宋時創(chuàng)造出更適用于航海的磁羅經(jīng),也稱磁羅盤。沈括在《夢溪筆談》中記載了當(dāng)時指南針的使用情況和磁針的幾種使用方法并比較其優(yōu)劣。北宋時開封設(shè)置火藥作坊,“火藥”一詞正式問世。北宋中期的軍事著作《武經(jīng)總要》記錄了“火球火藥方”“羨黎火球火藥方”“毒藥煙球火藥方”這三個世界上最早的火藥配方。南宋軍民發(fā)明了名為“突火槍”的管形火器。北宋慶歷年間,畢昇發(fā)明了膠泥活字印刷術(shù)。南宋時,周必大也曾用膠泥活字和銅版印刷自己的著作《玉堂雜記》。宋代的造紙原料從以麻為主向麻、竹、木、草、皮多原料轉(zhuǎn)變,造紙技術(shù)提高,造紙成本降低,紙的品種更加多樣化。
馬克思在《機械、自然力和科學(xué)的應(yīng)用》中的一段話我們耳熟能詳:“火藥、指南針、印刷術(shù)——這是預(yù)告資產(chǎn)階級社會到來的三大發(fā)明。火藥把騎士階層炸得粉碎,指南針打開了世界市場并建立了殖民地,而印刷術(shù)則變成了新教的工具,總的來說變成了科學(xué)復(fù)興的手段,變成對精神發(fā)展創(chuàng)造必要前提的最強大的杠桿?!?/p>
可以說,宋人以超脫的奇思妙想和領(lǐng)先于世界的發(fā)明創(chuàng)造,將日復(fù)一日的生產(chǎn)生活故事,織出“科技味兒”,達到了古代中國科技發(fā)展的高峰。
杭州城區(qū),從浙江大學(xué)西溪校區(qū)南去不遠,西溪河上橫跨著一座道古橋。行人不多,橋下碧綠河水中,僅有一艘小船蕩漾。浙江大學(xué)哲學(xué)系教授張立多年來居住在這里,常來此間散步,摸透了這一片小天地。
“道古”的橋名,源于宋代數(shù)學(xué)家秦九韶的字。據(jù)記載,他回臨安丁父憂,見河上無橋,兩岸人員往來很不便,便親自設(shè)計,再通過朋友從府庫得到銀兩資助,這才有了這座橋。張立說,本世紀初,原道古橋因西溪路擴建被夷,后經(jīng)國內(nèi)多位數(shù)學(xué)家倡議,得在舊址百余米外重建新橋,并于橋頭立碑,橋名由數(shù)學(xué)家王元院士題寫。
佇立這座“數(shù)學(xué)家之橋”上,在張立的講述中,我們遙想宋代杭州那濃郁的數(shù)學(xué)之風(fēng),遙思宋代輝煌的數(shù)學(xué)和天文成就。
宋代涌現(xiàn)出了一批數(shù)學(xué)家,如周琮、沈括、賈憲、劉益、秦九韶、李冶、楊輝,數(shù)量之多,是前所未有的。秦九韶所著《數(shù)書九章》最重要的兩項成果是“大衍求一術(shù)”和“正負術(shù)開方”,均屬非凡的數(shù)學(xué)創(chuàng)造。楊輝生于杭州,畢生致力于改進計算技術(shù),提高乘除法的運算速度,發(fā)明了“垛積術(shù)”等。
宋代非常重視天文歷法,取得很多天文學(xué)方面的成就。北宋時期先后進行過五次恒星位置測量,其中元豐年間的觀測結(jié)果被繪成星圖,刻在石碑上保存下來,這就是著名的蘇州石刻天文圖。北宋中期,蘇頌和韓公廉主持制造了水運儀象臺,是當(dāng)時世界上最先進的天文鐘。
沈括墓前,秋樹歷歷。道古橋下,水波淼淼。宋人那種蓬勃的科技創(chuàng)造力,今天仍然激蕩著我們的心靈。
平民科學(xué)家的精彩舞臺
宋代科技的繁榮發(fā)展,與其文化主體下移的趨勢頗有契合之處。在宋之前,貴族階層是文化的主角。在宋之后,庶民階層在文化中發(fā)揮越來越重要的作用。貢舉制度雖產(chǎn)生于隋唐,但直到宋太宗進行進士科的“擴招”之后,庶民的上升途徑才相對變得暢通,產(chǎn)生了市民階層。市民文化繁榮,對宋代科學(xué)知識水平的提升產(chǎn)生了積極的影響。
“平民化的科技發(fā)展,與百姓精細化的生活交織在一起?!睆埩⒄f,宋代城鄉(xiāng)氤氳著煙火氣息,人們對美好生活的追求,催促著科技大踏步向前發(fā)展:農(nóng)作物結(jié)構(gòu)和農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)生跨時代變化,棉花、油菜、茶葉廣泛種植,新式農(nóng)具紛紛問世;織造技術(shù)日臻完美,臨安城內(nèi)機杼聲唧唧,腳踏繅車、樓機等先進織機競相出現(xiàn);醫(yī)學(xué)首次出現(xiàn)分科,兒科、外科等醫(yī)生各司其職……可以說,宋人生活的各個環(huán)節(jié)都與科技進步相隨。
翻開典籍,宋代三百多年間,平民科學(xué)家活躍在各個時期。北宋頒歷9部,其中儀天、奉元、占天、紀元4歷出自民間天文學(xué)家之手。南宋頒歷7部,除第7部記載不明外,其余全部出自民間天文學(xué)家之手。宋代許多數(shù)學(xué)家、醫(yī)學(xué)家也多是生平不記于史冊的布衣百姓。在何勇強看來,這正反映出宋代科技的獨特性與開創(chuàng)性。
這其中最著名的恐怕就是發(fā)明活字印刷術(shù)的畢昇了。秋日午后,我們來到杭州市始版橋直街,陽光鋪灑在青石板上,幾位老人靠著搖椅淺眠,一片歲月靜好的景象。相傳,畢昇曾居住于此,“始版橋”就是由他出資修建的,今日的始版橋直街則是橋后的小路。
一介平民畢昇的身世邁不進古代中國史書和地方志的“門檻”,只有沈括在《夢溪筆談》卷十八中記錄了這位發(fā)明家的姓名,以及膠泥活字的制法、印刷過程中的操作手法、活字印刷的優(yōu)劣……
這許許多多知名或不知名的普通宋人,是如何激發(fā)出如此旺盛的創(chuàng)新力量的?一個很重要的因素就是他們遇上了前所未有的商品經(jīng)濟浪潮。
商品經(jīng)濟使全社會對貨幣的需求激增。這極大刺激了銅、鐵等金屬的開采與冶煉。膽水浸銅法在宋以前就已有之,但到宋代才得到普及,膽銅生產(chǎn)成為宋代新興的化學(xué)工業(yè)門類。宋代其他冶金技術(shù)也得到長足發(fā)展,出現(xiàn)了銅鋅合金——黃銅。
隨著商品經(jīng)濟的發(fā)展,以鹽為代表的特殊商品在國民經(jīng)濟生活中的重要性進一步提高,這刺激了制鹽業(yè)的發(fā)展與采鹽技術(shù)的進步。宋代三大鹽種,海鹽、池鹽與井鹽,在制造技術(shù)上都出現(xiàn)較大革新。
商品經(jīng)濟的發(fā)展也改變了政府管理體制,理財在政府管理體系中的作用不斷加強。這一方面讓用紙需求激增,促進了宋代造紙技術(shù)的進步;另一方面帶動了數(shù)學(xué)的發(fā)展,像秦九韶《數(shù)書九章》中田域、測望、賦役、錢谷、營建、軍族、市物等內(nèi)容,都是圍繞經(jīng)濟社會中的實際問題展開的。
當(dāng)我們在始版橋直街上漫步,與專家探討著這些話題,耳畔仿佛回蕩著金屬錢幣碰撞叮當(dāng)作響的脆聲,眼前仿佛浮現(xiàn)出畢昇在膠泥上劃下的印痕。這正是宋代科技那獨具魅力的煙火氣。
求新為民的精神情懷
“宋人善于學(xué)習(xí),勇于創(chuàng)新?!焙斡聫娬f,“這種求新求變的精神值得我們記取?!?/p>
比如,宋人十分重視武器技術(shù)的改進,宋代的武器制造達到了冷兵器時代的一個高峰。僅就鋼鐵冶煉技術(shù)而言,冶鐵高爐改進,爐壁使用耐火性好的材料。使用木風(fēng)箱吹氧,鼓風(fēng)量更大,操作更方便。大量使用煤炭作為冶鐵材料,不但解決了燃料不足的困難,也有利于提高爐溫,縮短冶煉時間。所有這些改良帶來了優(yōu)質(zhì)的鋼鐵,造就了鋒利的刀刃。
宋代還發(fā)明或改進了很多武器。北宋仁宗時期,曾公亮主持編寫了軍事著作《武經(jīng)總要》,其中營陣、兵器、器械部分,都配有詳細的插圖,形象地呈現(xiàn)了當(dāng)時的各種武器裝備,是研究中國古代軍事技術(shù)史的寶貴資料。
又如,在農(nóng)業(yè)上,面對南方地區(qū)人口增加、人地矛盾尖銳的變局,宋人積極推行稻麥二熟的耕作制度,發(fā)展山地經(jīng)濟作物,從而實現(xiàn)土地多樣化利用。南方地區(qū)出現(xiàn)了畬田、梯田、圩田、葑田、沙田、涂田等多種新興的土地利用形式,同時廣泛興修或改建陂塘湖堰水利工程。此外,農(nóng)業(yè)動力也得以創(chuàng)新,除人力、畜力外,水力得到廣泛運用,出現(xiàn)了水轉(zhuǎn)翻車等農(nóng)具。
宋代科技另一個值得稱道的地方,莫過于科技政策注重民生,科技成果能服務(wù)于民。
“唐宋兩朝許多皇帝都崇尚道教,但唐朝皇帝喜歡煉丹,宋朝皇帝則熱衷于編寫本草和醫(yī)方。”何勇強說。煉丹代表深藏禁宮的不宣之秘,本草、藥方則展現(xiàn)出更加重視黎民百姓的情懷。
宋太祖時編《開寶本草》,宋仁宗時編《嘉祐本草》。同樣是在仁宗嘉祐年間,著名科學(xué)家蘇頌又在大規(guī)模藥物普查的基礎(chǔ)上主持編寫了《本草圖經(jīng)》20卷。宋神宗元豐時唐慎微編寫了《經(jīng)史證類備急本草》,到宋徽宗大觀時在杭州刊行,稱為《大觀經(jīng)史證類備急本草》,政和年間又加以補充補正,刊為《政和新修經(jīng)史類證備用本草》。大觀、政和兩部本草長期流行于世,為明代《本草綱目》之前最有影響的本草著作。
本草之外,宋朝政府又設(shè)太醫(yī)局編寫藥方,推行醫(yī)學(xué)教育。宋太宗時編《太平圣惠方》100卷、《神醫(yī)普救方》1000卷,宋徽宗時又編《和劑局方》與《政和圣濟總錄》。宋朝官員士大夫也多留意醫(yī)學(xué),編寫私家藥方。如沈括就曾編寫《沈氏良方》與《靈苑方》,后人將蘇軾所編的一些方子并入《沈氏良方》,合刊為《蘇沈良方》。宋仁宗時,因一些地方巫醫(yī)盛行,人們得病不吃藥,政府特地編寫了《慶歷善救方》,篇幅小、內(nèi)容精、易于傳播,讓地方官推廣。宋代文獻中有很多地方官打擊巫醫(yī)、推廣醫(yī)學(xué)的記載。宋代還成立專門的國家醫(yī)書編輯出版機構(gòu)——校正醫(yī)書局,在北宋時期進行了五次大規(guī)模醫(yī)書校修,完成對前代幾乎所有醫(yī)學(xué)典籍的??闭砉ぷ?。
宋韻文化的科技形態(tài),洋洋大觀,而又直抵人心。宋人在時代風(fēng)云中對科技創(chuàng)造的不懈追求,不啻為今日我們奮力創(chuàng)新、自立自強的歷史先聲。(記者 曾福泉 何冬健)
責(zé)任編輯:劉志媛

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