细说宋朝-第101章
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怂摹队裉迷蛹恰贰5执嫖飨姆》鹁泄舛辏�1216年)“御前疏润印活字都大勾工院”的题记,表明当时西夏已专设主持活字印刷的机构,则可推测西夏使用活泥字与木活字印刷不会迟于周必大印书的年代,可见传播之快。
毕昇发明活字印刷术,是人类文明史上的一件大事。大约在13世纪,活字印刷东传朝鲜,后经朝鲜传入日本;另一路同时传入中亚与波斯,并因蒙古西征传入欧洲,启发了古腾堡金属活字的使用与推广。但古腾堡比毕昇的发明整整晚了四个世纪。
除了三大发明,就应说到宋代科学最具代表性的人物沈括。他是一位百科全书式的科学家,在天文学、数学、物理学、地学、生物学、医药学和工程技术上都深有造诣,这里只能择要而说。
在天文学上,沈括曾将提举司天监,改进天文仪器,提倡十二气历。他改制了浑仪,使其结构简化,精度提高,操作方便。他还吸取了燕肃莲花漏法的成果,提高了浮漏计时的准确性。他所提倡的十二气历是一种纯阳历的历制,以立春节气为一年之首,将传统的二十四节气与十二个月建立起对应的稳定关系,与现行公历格列高利历有相似之处。但这一个新创举终因遭到传统势力的“怪怨攻骂”而没能推行。
在数学上,沈括一方面为隙积术给出了正确求解公式,隙积术是求解垛积问题的方法,解决的是高阶等差级数的求和问题。另一方面,他创立了会圆术,给出了一个近似公式,会圆术就是已知弓形的圆径和矢高求解弦长与弧长。
在物理学上,沈括进行了凹面镜成像的光学实验,取得了新结果;首次记载了地学上地球磁偏角的现象;以实验证明了弦线的基音与泛音之间的共振关系。
在医药学上,他编著了《沈氏良方》,自称“必目睹其验”,才写入书中。其中的“秋石方”,是关于提取荷尔蒙的最早记载。后人将其书与苏轼的医说合编为《苏沈良方》,也许因苏轼名声比他还大,可以招徕读者。
沈括最主要著作当然还是他的《梦溪笔谈》,共二十六卷,另有《补笔谈》三卷,《续笔谈》一卷,共计六百零九条。据统计,关于科学技术的条目占全书的百分之四十以上,其中既有他自己对科学技术诸问题的观察、实验与思考,还保存了当时科学技术的具体史料,例如的毕昇的印刷术、喻皓的《木经》,都因该书而得以传世。科学史家李约瑟对其书评家最高,盛赞为“中国科学史上的里程碑”。
不过,国人对这一评价也不必过于陶醉。从其结构体例来看,《梦溪笔谈》还称不上是一部严格的科学著作(在这点上,甚至还不及秦九韶的《数术九章》有意识)。他采用的完全是两宋笔记的传统体制,著述宗旨也只是“谈噱”,与其他以资谈助的宋代笔记没有形式与内容上的根本区别。仅仅因为关注的兴奋点与众不同,因而保存的科技史料就较其他笔记远为密集。《梦溪笔谈》在保存沈括与他同时代的科技史料上确有价值,无视其地位自然不对,不切实际的过高评价也是不必要的。
说完沈括这位科学巨星,接着说说宋代科技的一般情况。
先说数学。传统数学在宋代取得了多项突破性的成就,涌现了贾宪、沈括、秦九韶和杨辉等顶级的数学家,迎来了中国数学发展史的高峰期。
贾宪大约生活在宋仁宗时期,曾在司天监任过职。他的数学著作《黄帝九章算经细草》和《算法敩古集》已经佚失,前书经杨辉的《详解九章算法》转引才保留了部分内容。
贾宪的“开方作法本源图”是一个三角形数表,实际上就是指数为正整数的二项式定理的系数表,比西方阿尔·卡西的同类成果约早四百年,数学史上称为贾宪三角(因出现在杨辉书中,也称杨辉三角)。贾宪根据开方作法本源图,创建了增乘开放法,提供了求解任何告辞弥合高次方程正实根近似值的方法。
秦九韶生活在宋宁宗、宋理宗时期,代表作为《数书九章》。他将增乘开方法成功的应用于一般高次方程的数值解,比西方同类成果早了五百多年,达到了当时数学的最高峰。他还创立了大衍求一术,简洁严密的解决了一次同余组问题的理论与算法,比西方欧拉与高斯的同类证明早了五百年。
杨辉、秦九韶与元代的李治、朱世杰并称宋元数学四大家。杨辉的活动年代比秦九韶略晚,大约在宋元之际。他的数学著作有《详解九章算法》、《日用算法》、《乘除通变本末》、《田亩比类乘除捷法》和《续古摘奇算法》,后三书也合称《杨辉算法》。
杨辉的贡献主要有三。其一,他在沈括“隙积术”的基础上提出了“垛积术”,推动了高阶等差级数的研究。其二,他研究了组合数学中高阶纵横图的构成规律。其三,他对筹算算法归纳了一整套歌诀,有助于捷算法的应用与推广。
再说天文学。其成就主要表现在天文仪器、天象观察、星图绘制与历法改进诸方面。
在天文仪器的研制发明上,燕肃在天圣八年(1030年)发明的莲花漏,首次使用了漫流系统,前所未有的提高了漏壶的计时精度。苏颂在元祐七年(1092年)研制成功的水运仪象台,实现了浑仪、浑象与报时三位一体、协调运作的构想,既能观察天象、演示天象,又能计时、报时,已具有近世天文台开启式圆顶、望远镜转仪钟与机械钟的科学结构原理。
在天象观察方面,北宋在大中祥符三年(1010年)至崇宁五年(1106年)的近百年间,先后举行过五次大规模的天文观测,其中崇宁年间观察,姚舜辅等测得二十八宿距度误差的绝对值仅有0。15度,取代了沿用三百余年的唐代一行的数据。景德三年(1006年)对豺狼座超新星爆发的观测记录,至和元年(1054年)对天关客星的观测记录,都为现代天体物理学的研究留下了重要的历史资料。
在星图绘制上,苏颂也有杰出的贡献。他的天文学名著《新仪象法要》附有五篇星图,首次采用了较科学的全天星空表示法。皇祐年间(1049…1054年),天文学家周琮主持了重测二十八星宿与周天恒星的工作,这次实验的结果,编制了三百四十五个星官距星的入宿度与去极度,这一星表收入《灵台秘苑》,所收星数超过了前代。元丰年间(1078…1085年)的恒星测量精度更高,其星图以刻石形式保存下来,此即现存苏州博物馆的石刻《天文图》,上半部为星图,下半部为碑文,是研究宋代全天星空的珍贵文物。
两宋共三百二十年,先后颁历达二十部,后出转精,历法修订之频繁为历代所仅见,也可见天文历法研究的活跃。神宗时,卫朴制定的《奉元历》依据二十四节气修成,颇有特色。宁宗时,杨忠辅主持修成的《统天历》所测定的回归年长度为365。2425日,与现行公历所用之完全一致,但比西方格列高利早了将近四百年。
最后说说医药学。
宋朝政府对医药学十分重视,设有太医局与翰林医官院,大体说来,太医局就是中央医科大学,翰林医官院就是皇家医院。在医疗设置方面,宋代政府设立了官药局,按方配售成药,名称几经变动,最后称太平惠民和剂局;另外还官设了专供有病官员诊病与休养的保寿粹和馆,供行旅患者医养的养济院,为贫苦病人服务的安济坊,给弃儿与贫苦幼儿治病的慈幼局。
官修医方与本草也受到政府高度重视。重要的官修医方有太宗时修成的《太平圣惠方》,徽宗大观年间编撰的《和剂局方》,南宋绍兴年间在此基础上校补而成的《太平惠民和剂局方》。徽宗政和末年,命医官广集历代方书与民间验方,汇编成《圣济总录》,收方近二万,集当时医方之大成,未及印行,即因靖康之变而被金人运至北方,在金世宗时刊行。
官修本草最早是开宝七年修成的《开宝本草》,嘉祐五年在此基础上重新修订为《嘉祐补注神农本草》。与此同时,朝廷命各地普查药物,绘图汇总中央,由苏颂在嘉祐六年主持编成《图经本草》,收图九百余幅,是现存最早的版刻药物图谱。药物学家唐慎微在元丰五年(1082年)以私人之力修成《经史证类备急本草》,内容精详远逾前人,宋朝政府在此基础上分别在大观、政和与绍兴年间多次官方修订,作为国家药典刻印颁行。
宋代的医学成就也是多方面的。王惟一对针灸术做出了重大贡献,他钻研前人著作,结合自身经验,详定经穴位置,编成《针灸图》,天圣五年(1027年),他奉命在此基础上铸造针灸用的铜人两具,对针灸学的教学、临床与考试都极为便利,他也将自己的著作改名为《铜人腧穴针灸图经》。
钱乙从事婴幼儿疾病诊治达四十余年,形成了系统的理论与方法,成果主要保存在重和二年(1119年)成书的《小儿药证直诀》中,这部书被称为“幼科之鼻祖”,对儿科医学的形成与发展颇有影响。
陈自明在嘉熙元年(1237年)著成《妇人大全良方》,分妇科三门,产科五门论述了妇产科临床与理论诸问题,是当时妇产科集大成的专著,使其成为一门独立的学科。
解剖学在宋代也初露萌芽,出现了最早的人体局部解剖图。庆历六年(1046年),广西区希范起事被捕,被处磔刑,处刑过程中,由绘工宋景将其内脏绘制成图,称《区希范五脏图》。崇宁年间(1102…1106年),杨介又绘有《存真环中图》,对人体胸腹腔相关部位的血管走向与消化、泌尿与生殖系统都详为描述。可惜这种实验科学的萌芽,在其后没能发扬光大。
宋慈长期担任提点刑狱,对刑事案件的现场勘查检验积累了丰富的经验,淳祐七年(1247年)著成《洗冤录集》,是世界上第一部系统的法医学专著。将宋慈尊为法