題目

宋朝科技人才如何冠絕古代?

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《武經總要》中火藥配方(複製品),開封市博物館藏。(圖片提供:左冬辰/FOTOE)
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假設古代也有諾貝爾科學獎,中國哪個朝代的人最有可能獲獎?個人覺得應該是宋朝人,因為宋朝的科學技術很發達,雖然不能與今天的高科技相比,但放在古代社會,宋朝的科技成就是很了不起。據研究科技史的學者統計,在中國歷史上,十一至十四世紀這三百年出現的一流科學家,數量約佔自秦漢至清代這二千多年間所有科學家總數的38%。十一至十四世紀正是宋元時期,換句話說,中國歷史上所產生的傑出科學家中,宋元人大約佔三分之一。

 

歐洲有一個研究中國歷史與文化的漢學家,叫李約瑟(Joseph Needham),寫過一部《中國科學技術史》,他說:「對於科技史家來說,唐代不如宋代那樣有意義,這兩個朝代的氣氛是不同的。唐代是人文主義,而宋代較着重科學技術方面……每當人們在中國的文獻中查找一種具體的科技史料時,往往會發現它的焦點在宋代,不管在應用科學方面,或純粹科學方面,都是如此。」 李約瑟的意思是說,在中國歷史上,論科學技術方面的成績,宋朝排第一。

 

中國古代有「四大發明」,這「四大發明」的說法,正是李約瑟提出來的。四大發明分別出現在甚麼時候?

 

造紙術是西漢時發明,東漢的蔡倫改進了技術,不過漢朝時候,紙還不是常見的用品,人們平日寫文章,並不是寫在紙上,而是寫在竹簡上。要等到南北朝時候,才廣泛使用紙張。

 

印刷術是唐朝時發明,但在當時尚未得到大規模的應用,只有一些寺院用來印刷佛經,讀書人平日所讀的書本,基本上都是手抄本,是靠人手用毛筆逐個字抄下來,所以,唐朝人讀書很不容易,往往要先向別人借來書本,然後自己動手抄下來。到了宋朝時,雕版印刷普及開來,市場上出現了印書、賣書的書坊,讀書人不再需要自己抄書。蘇東坡曾感慨地指出:近年來,書坊印賣書籍,一天可以印一萬頁,比手抄快太多了,所以現在的讀書人,花一點錢就可以買到一本書,學習條件比古人好,學習成績也應該比古人好纔對。

 

宋朝人畢昇發明了一種新的印刷技術——活字印刷。唐朝發明的印刷術是指雕版印刷,在木板上刻字,做成印版,印版上的字是固定的;而畢昇發明的活字印刷是用泥燒製成一枚一枚的字模,這些字模可以自由排列,組合成印版,一個印版印完,字模可以拆下來,重新組裝成新的印版。

 

火藥是隋唐時期的方士在煉製丹藥時偶然發現,但方士對火藥的用途並不清楚,只知道火藥這東西可以很猛烈地燃燒。到宋朝時,人們才懂得利用火藥能迅猛燃燒的特徵,將火藥用來製造兵器,比如炸彈。最早用於製造兵器的火藥配方,記載在宋朝人編寫的一本書裏,這書叫做《武經總要》。

 

指南針是宋朝人發明的。或許有人說,戰國時就有指南的工具名司南。但司南的記錄很不可靠。最早的指南針記載,是在宋朝科學家沈括的《夢溪筆談》裏。沈括發現用磁石摩擦鐵針,鐵針能獲得磁性,可以指南。沈括還介紹了指南針的幾種製作方式。現代人出行,可以用衞星導航,但古代沒有衞星導航,怎麼辦?就是用指南針,特別對航海的人來說,茫茫大海上,辨不清東南西北,如果沒有指南針,航海就非常危險。而最早將指南針用於航海的人,就是宋朝的海商。憑着高超的造船技術與指南針,宋朝人將商船開到非洲東海岸。

 

總結來說,四大發明中,除造紙術,其他三種發明的廣泛使用,都是開始於宋朝。在一千年前,不管是造紙術、印刷術,還是火藥、指南針,都是很了不起的技術發明。寫《夢溪筆談》的沈括,可以說他是宋朝最聰明的科學家之一,對天文、曆法、地質、光學、醫學、數學都有了不起的研究,被李約瑟稱為「中國整部科學史中最卓越的人物」,現今則戲稱他是「宋朝的最強大腦」。

 

沈括究竟有哪些了不起的科學成就?他不但發現磁針可以指南,還通過多次實驗,發現磁針在指南的時候,「常微偏東,不全南也」。這也是世界上最早對地磁偏角的記載。沈括還做過另一個實驗:將一個黑色的小球,一半塗上銀粉,然後從各個角度觀看塗了銀粉的那一部分。他發現從不同角度,可以看到不同形狀的銀球。他由此得出一個結論:月亮就是一個球體,本身並不發光,月盈月虧都是反射日光的變化所導致。月食也是因為有物體擋住了照射到月球的太陽光所致。

 

沈括還發現了聲音的「共振」現象、地殼運動現象、論證了月球與地球潮汐之間的關係、發明了立體地圖、給石油命名等等。如果宋朝時有諾貝爾獎的話,沈括一人就可以參加化學獎與理物學獎的角逐。

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北宋科學家沈括(1031-1095年),中國北極閣氣象博物館名人雕塑園展品。(圖片提供:劉建華/FOTOE)
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沈括有一個忠誠的粉絲,叫朱熹。提起這個如雷貫耳的名字,聯想到的人物形象大概就是一名嚴肅的道學家、大學者。但許多人未必知道,朱熹還是一位對宇宙充滿好奇,並保持着終生思考的科學愛好者。他從小對探索宇宙產生濃厚興趣,他小時候常常思考一個問題:宇宙的盡頭在哪裏?那盡頭又有甚麼東西?

 

朱熹最喜歡看的一本書,就是沈括的《夢溪筆談》。朱熹將這本書翻得滾瓜爛熟,在與朋友、門人的談話中,也多次引用這書裏的話。沈括用小球做實驗,提出月食發生的原理。朱熹熟讀沈括的著作,也弄清楚月食是怎樣回事。他告訴弟子:「《夢溪筆談》說得好,月食的發生,並不是因為月光消失,而是照到月球的太陽光被擋住了。」以前我們一直以為,古人並不知道月食發生的科學道理,只會想像天上有天狗,當天狗吃掉月亮時,就發生了月食,所以,發生月食時,人們要敲鑼打鼓,用響聲嚇跑天狗,救出月亮。其實,「天狗吃月」只是民間的神話傳說,並不代表古代科學家對月食的認識水平。

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北宋沈括著的《夢溪筆談》,明汲古閣刻本,中國國家博物館藏。(圖片提供:孔蘭平/FOTOE)
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為甚麼研習理學的朱熹對自然科學充滿興趣?這是因為宋朝的理學強調「格物致知」,「格物致知」的物,指大千世界、宇宙萬物;「格物致知」的知,是指人們對於宇宙萬物的認知。深入了解客觀事物,探究它們背後的知識與規律,這就是「格物致知」。受「格物致知」理念的影響,宋朝許多理學家都對宇宙萬物表現出強烈的好奇心,都想一探究竟。

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上載日期:
2022年10月18日

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