题目

宋朝科技人才如何冠绝古代?

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《武经总要》中火药配方(复制品),开封市博物馆藏。(图片提供:左冬辰/FOTOE)
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假设古代也有诺贝尔科学奖,中国哪个朝代的人最有可能获奖?个人觉得应该是宋朝人,因为宋朝的科学技术很发达,虽然不能与今天的高科技相比,但放在古代社会,宋朝的科技成就是很了不起。据研究科技史的学者统计,在中国历史上,十一至十四世纪这三百年出现的一流科学家,数量约占自秦汉至清代这二千多年间所有科学家总数的38%。十一至十四世纪正是宋元时期,换句话说,中国历史上所产生的杰出科学家中,宋元人大约占三分之一。

 

欧洲有一个研究中国历史与文化的汉学家,叫李约瑟(Joseph Needham),写过一部《中国科学技术史》,他说:“对于科技史家来说,唐代不如宋代那样有意义,这两个朝代的气氛是不同的。唐代是人文主义,而宋代较着重科学技术方面……每当人们在中国的文献中查找一种具体的科技史料时,往往会发现它的焦点在宋代,不管在应用科学方面,或纯粹科学方面,都是如此。” 李约瑟的意思是说,在中国历史上,论科学技术方面的成绩,宋朝排第一。

 

中国古代有“四大发明”,这“四大发明”的说法,正是李约瑟提出来的。四大发明分别出现在什么时候?

 

造纸术是西汉时发明,东汉的蔡伦改进了技术,不过汉朝时候,纸还不是常见的用品,人们平日写文章,并不是写在纸上,而是写在竹简上。要等到南北朝时候,才广泛使用纸张。

 

印刷术是唐朝时发明,但在当时尚未得到大规模的应用,只有一些寺院用来印刷佛经,读书人平日所读的书本,基本上都是手抄本,是靠人手用毛笔逐个字抄下来,所以,唐朝人读书很不容易,往往要先向别人借来书本,然后自己动手抄下来。到了宋朝时,雕版印刷普及开来,市场上出现了印书、卖书的书坊,读书人不再需要自己抄书。苏东坡曾感慨地指出:近年来,书坊印卖书籍,一天可以印一万页,比手抄快太多了,所以现在的读书人,花一点钱就可以买到一本书,学习条件比古人好,学习成绩也应该比古人好才对。

 

宋朝人毕昇发明了一种新的印刷技术——活字印刷。唐朝发明的印刷术是指雕版印刷,在木板上刻字,做成印版,印版上的字是固定的;而毕昇发明的活字印刷是用泥烧制成一枚一枚的字模,这些字模可以自由排列,组合成印版,一个印版印完,字模可以拆下来,重新组装成新的印版。

 

火药是隋唐时期的方士在炼制丹药时偶然发现,但方士对火药的用途并不清楚,只知道火药这东西可以很猛烈地燃烧。到宋朝时,人们才懂得利用火药能迅猛燃烧的特征,将火药用来制造兵器,比如炸弹。最早用于制造兵器的火药配方,记载在宋朝人编写的一本书里,这书叫做《武经总要》。

 

指南针是宋朝人发明的。或许有人说,战国时就有指南的工具名司南。但司南的记录很不可靠。最早的指南针记载,是在宋朝科学家沈括的《梦溪笔谈》里。沈括发现用磁石摩擦铁针,铁针能获得磁性,可以指南。沈括还介绍了指南针的几种制作方式。现代人出行,可以用卫星导航,但古代没有卫星导航,怎么办?就是用指南针,特别对航海的人来说,茫茫大海上,辨不清东南西北,如果没有指南针,航海就非常危险。而最早将指南针用于航海的人,就是宋朝的海商。凭着高超的造船技术与指南针,宋朝人将商船开到非洲东海岸。

 

总结来说,四大发明中,除造纸术,其他三种发明的广泛使用,都是开始于宋朝。在一千年前,不管是造纸术、印刷术,还是火药、指南针,都是很了不起的技术发明。写《梦溪笔谈》的沈括,可以说他是宋朝最聪明的科学家之一,对天文、历法、地质、光学、医学、数学都有了不起的研究,被李约瑟称为“中国整部科学史中最卓越的人物”,现今则戏称他是“宋朝的最强大脑”。

 

沈括究竟有哪些了不起的科学成就?他不但发现磁针可以指南,还通过多次实验,发现磁针在指南的时候,“常微偏东,不全南也”。这也是世界上最早对地磁偏角的记载。沈括还做过另一个实验:将一个黑色的小球,一半涂上银粉,然后从各个角度观看涂了银粉的那一部分。他发现从不同角度,可以看到不同形状的银球。他由此得出一个结论:月亮就是一个球体,本身并不发光,月盈月亏都是反射日光的变化所导致。月食也是因为有物体挡住了照射到月球的太阳光所致。

 

沈括还发现了声音的“共振”现象、地壳运动现象、论证了月球与地球潮汐之间的关系、发明了立体地图、给石油命名等等。如果宋朝时有诺贝尔奖的话,沈括一人就可以参加化学奖与理物学奖的角逐。

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北宋科学家沈括(1031-1095年),中国北极阁气象博物馆名人雕塑园展品。(图片提供:刘建华/FOTOE) 
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沈括有一个忠诚的粉丝,叫朱熹。提起这个如雷贯耳的名字,联想到的人物形象大概就是一名严肃的道学家、大学者。但许多人未必知道,朱熹还是一位对宇宙充满好奇,并保持着终生思考的科学爱好者。他从小对探索宇宙产生浓厚兴趣,他小时候常常思考一个问题:宇宙的尽头在哪里?那尽头又有什么东西?

 

朱熹最喜欢看的一本书,就是沈括的《梦溪笔谈》。朱熹将这本书翻得滚瓜烂熟,在与朋友、门人的谈话中,也多次引用这书里的话。沈括用小球做实验,提出月食发生的原理。朱熹熟读沈括的著作,也弄清楚月食是怎样回事。他告诉弟子:“《梦溪笔谈》说得好,月食的发生,并不是因为月光消失,而是照到月球的太阳光被挡住了。”以前我们一直以为,古人并不知道月食发生的科学道理,只会想像天上有天狗,当天狗吃掉月亮时,就发生了月食,所以,发生月食时,人们要敲锣打鼓,用响声吓跑天狗,救出月亮。其实,“天狗吃月”只是民间的神话传说,并不代表古代科学家对月食的认识水平。

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北宋沈括著的《梦溪笔谈》,明汲古阁刻本,中国国家博物馆藏。(图片提供:孔兰平/FOTOE)
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为什么研习理学的朱熹对自然科学充满兴趣?这是因为宋朝的理学强调“格物致知”,“格物致知”的物,指大千世界、宇宙万物;“格物致知”的知,是指人们对于宇宙万物的认知。深入了解客观事物,探究它们背后的知识与规律,这就是“格物致知”。受“格物致知”理念的影响,宋朝许多理学家都对宇宙万物表现出强烈的好奇心,都想一探究竟。

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上载日期:
2022年10月18日

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