浙江新聞客戶端記者曾福泉何東健

活字印刷術(shù)。

“每當(dāng)人們?cè)谥袊?guó)的文獻(xiàn)中查找一種具體的科技史料時(shí)，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)它的焦點(diǎn)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?！?/p>

這是英國(guó)學(xué)者李約瑟所著《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》中的一番話。誠(chéng)哉斯言。在古代中國(guó)漫長(zhǎng)的科技發(fā)展歷程中，宋代無疑是一個(gè)黃金時(shí)期。

面對(duì)艱難的立國(guó)形勢(shì)，宋人居危思變，于技術(shù)上大膽求新。發(fā)達(dá)的商品經(jīng)濟(jì)、繁榮的市民文化，成為各領(lǐng)域科技進(jìn)步的巨大推力，大量來自民間的科學(xué)家活躍在有宋一代的歷史舞臺(tái)。宋韻文化那種巧妙細(xì)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(gè)被日新月異的科技發(fā)展所塑造的時(shí)代，在之江大地探尋千年之前追求科技進(jìn)步的宋人留下的或濃或淡的印痕。“物”的遺跡之外，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，這正是今天的中國(guó)與宋人的共通之處，引發(fā)了我們穿越時(shí)空的深深共鳴。

中國(guó)古代科技的“黃金時(shí)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(huì)科學(xué)院何勇強(qiáng)研究員告訴我們，宋代科技的點(diǎn)點(diǎn)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(mèng)溪筆談》稱為“中國(guó)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(jìn)入宋代豐富的科技世界。

驚雷陣陣，撼天動(dòng)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(qiáng)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(shí)代變革，產(chǎn)生世界性影響。

據(jù)文獻(xiàn)記載，至晚在北宋后期，指南針已用于航海。南宋時(shí)創(chuàng)造出更適用于航海的磁羅經(jīng)，也稱磁羅盤。沈括在《夢(mèng)溪筆談》中記載了當(dāng)時(shí)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(shí)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”等三個(gè)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)明了用膠泥制的活字印刷術(shù)。南宋時(shí)，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?jiān)蠌囊月闉橹飨蚵?、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(jī)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(jí)社會(huì)到來的三大發(fā)明?；鹚幇羊T士階層炸得粉碎，指南針打開了世界市場(chǎng)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(duì)精神發(fā)展創(chuàng)造必要前提的最強(qiáng)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，織就一片錦繡瑩柔的“科技味兒”，達(dá)到了古代中國(guó)科技發(fā)展的巔峰。

道古橋。浙江新聞客戶端記者 俞碧寅 攝

杭州城區(qū)，從浙江大學(xué)西溪校區(qū)南去不遠(yuǎn)，西溪河上橫跨著一座道古橋。行人不多，橋下碧綠河水中，僅有一艘小船游蕩。浙江大學(xué)哲學(xué)系張立教授多年來居住在這里，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，兩岸人民往來很不便，便親自設(shè)計(jì)，再通過朋友從府庫(kù)得到銀兩資助，這才有了這座橋。張立說，21世紀(jì)初，原道古橋因西溪路擴(kuò)建被夷，后經(jīng)國(guó)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。

立于道古橋頭的石碑，橋名由數(shù)學(xué)家王元院士題寫。浙江新聞客戶端記者 俞碧寅 攝

佇立這座“數(shù)學(xué)家之橋”上，在張立的講述中，我們得以想象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(xiàng)成果是“大衍求一術(shù)”和“正負(fù)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(jìn)計(jì)算技術(shù)，提高乘除法的運(yùn)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)的成就。北宋時(shí)期先后進(jìn)行過五次恒星位置測(cè)量，其中元豐年間的觀測(cè)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(yùn)儀象臺(tái)，是當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)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。

水浮法指南針，北宋四種指南針之一，最先應(yīng)用于航海導(dǎo)航。中國(guó)博物館學(xué)家兼古代科技史學(xué)家王振鐸據(jù)《夢(mèng)溪筆談》、《本草衍義》的記載復(fù)原。圖片來源：視覺中國(guó)

平民科學(xué)家的舞臺(tái)

宋代科技的繁榮發(fā)展，與其文化主體下移的趨勢(shì)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(jìn)行進(jìn)士科的“擴(kuò)招”之后，庶民的上升途徑相對(duì)變得暢通，產(chǎn)生了市民階層，市民文化繁榮，這對(duì)宋代科學(xué)知識(shí)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(xì)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(duì)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(shí)代變化，棉花、油菜、茶廣泛種植，新式農(nóng)具紛紛問世；織造技術(shù)日臻完美，臨安城內(nèi)機(jī)杼唧唧，腳踏繅車、樓機(jī)織綾等先進(jìn)織機(jī)競(jìng)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(gè)環(huán)節(jié)都與科技進(jìn)步相隨。

古書中的人體穴位圖。圖片來源：視覺中國(guó)

翻開典籍，宋代三百多年間，平民科學(xué)家活躍在各個(gè)時(shí)期。北宋頒歷9部，其中儀天、奉元、占天、紀(jì)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)之手。宋代許多數(shù)學(xué)家、醫(yī)學(xué)家也都是生平不記于史冊(cè)的布衣百姓。在何勇強(qiáng)看來，這正反映出宋代科技的獨(dú)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(yáng)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。

沈括《夢(mèng)溪筆談》。圖片來源：視覺中國(guó)

一介平民畢昇的身世邁不進(jìn)古代中國(guó)史書和地方志的“門檻”，只有沈括在《夢(mèng)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(gè)很重要的因素就是他們遇上了前所未有的商品經(jīng)濟(jì)浪潮。

商品經(jīng)濟(jì)使全社會(huì)對(duì)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。宋代其它冶金技術(shù)也得到長(zhǎng)足發(fā)展，出現(xiàn)了銅鋅合金——黃銅。

隨著商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以鹽為代表的特殊商品在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中的重要性進(jìn)一步提高，這刺激了制鹽業(yè)的發(fā)展與采鹽技術(shù)的進(jìn)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(jì)的發(fā)展也改變了政府管理體制，理財(cái)在政府管理體系中的作用不斷加強(qiáng)。這一方面讓用紙需求激增，促進(jìn)了宋代造紙技術(shù)的進(jìn)步。另一方面帶動(dòng)了數(shù)學(xué)的發(fā)展，像秦九韶《數(shù)書九章》中田域、測(cè)望、賦役、錢谷、營(yíng)建、軍族、市物等內(nèi)容，都是圍繞經(jīng)濟(jì)社會(huì)中的實(shí)際問題展開的。

當(dāng)我們?cè)谑及鏄蛑苯稚下剑c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(dú)具魅力的煙火氣。

求新求變，服務(wù)于民

“宋人善于學(xué)習(xí)，勇于創(chuàng)新。”何勇強(qiáng)說，“這種求新求變的精神至今仍值得我們記取?！?。

比如，宋人十分重視武器技術(shù)的改進(jìn)，宋代的武器制造達(dá)到了冷兵器時(shí)代的巔峰。僅就鋼鐵冶煉技術(shù)而言，冶鐵高爐改進(jìn)，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，不但解決燃料不足的困難，也有利于提高爐溫，縮短冶煉時(shí)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(jìn)了很多武器。北宋仁宗時(shí)期，曾公亮主持編寫了軍事著作《武經(jīng)總要》，其中營(yíng)陣、兵器、器械部分，都配有詳細(xì)的插圖，形象地呈現(xiàn)了當(dāng)時(shí)的各種武器裝備，是研究中國(guó)古代軍事技術(shù)史寶貴的資料。

又如，在農(nóng)業(yè)上，面對(duì)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(jì)作物，從而實(shí)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(shí)廣泛興修或改建陂塘湖堰水利工程。此外，農(nóng)業(yè)動(dòng)力也得以創(chuàng)新，除人力、蓄力外，水力得以廣泛運(yùn)用，出現(xiàn)了水轉(zhuǎn)翻車等農(nóng)具。

宋代科技另一個(gè)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?！焙斡聫?qiáng)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(shí)編《開寶本草》，宋仁宗時(shí)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)主持編寫了《本草圖經(jīng)》20卷。宋神宗元豐時(shí)唐慎微編寫了《經(jīng)史證類備急本草》，到宋徽宗大觀時(shí)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(bǔ)充補(bǔ)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(zhǎng)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(shí)編《太平圣惠方》100卷、《神醫(yī)普救方》1000卷，宋徽宗時(shí)又編《和劑局方》與《政和圣濟(jì)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(shí)，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(xiàn)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(guó)家醫(yī)書編輯出版機(jī)構(gòu)——校正醫(yī)書局，在北宋時(shí)期進(jìn)行了五次大規(guī)模校修醫(yī)書，完成對(duì)前代幾乎所有醫(yī)學(xué)典籍的校勘整理工作。

宋韻文化的科技形態(tài)，洋洋大觀，而又直抵人心。宋人在時(shí)代風(fēng)云中對(duì)于科技創(chuàng)造的不懈追求，不啻為今日我們奮力創(chuàng)新、自立自強(qiáng)的歷史先聲。

針灸銅人。圖片來源：視覺中國(guó)

宋代部分科技成果

指南針：指南針的制造技術(shù)在《夢(mèng)溪筆談》中最早提出。南宋時(shí)創(chuàng)造出更適用于航海的磁羅經(jīng)，也稱磁羅盤。

活字印刷術(shù)：北宋畢昇發(fā)明膠泥活字，比歐洲早近四百年。

火藥：北宋時(shí)開封設(shè)置火藥作坊，“火藥”一詞也正式問世。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(gè)世界上最早的火藥配方。

造紙術(shù)：宋代造紙術(shù)從以麻為原料向麻、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，出現(xiàn)特種紙。

《數(shù)學(xué)九章》：北宋秦九韶著，提出“大衍求一術(shù)”，創(chuàng)“聯(lián)立一次同余式”解法，比歐洲數(shù)學(xué)家尤拉和高斯的相關(guān)研究要早近500年。

楊輝算法：南宋楊輝總結(jié)了民間乘除捷算法、縱橫圖、跺積數(shù)等研究，在世界上第一個(gè)排出豐富的縱橫圖并討論其構(gòu)成規(guī)律。

賈憲三角形：又稱楊輝三角形、帕斯卡三角形，是二項(xiàng)式系數(shù)在三角形中的一種幾何排列。

統(tǒng)天歷：南宋楊忠輔主持修成，測(cè)定的回歸年長(zhǎng)度為365.2425日，與現(xiàn)行公歷所用基本一致。

恒星圖：蘇州石刻天文圖是現(xiàn)存世界上較早的大型石刻實(shí)測(cè)星圖。它的觀測(cè)年代在北宋元豐年間（1078至1085），由南宋黃裳繪制，全圖共刻恒星1400多顆。

水運(yùn)儀象臺(tái)：北宋蘇頌、韓公廉等人主持發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了渾儀、渾象與報(bào)時(shí)三位一體、協(xié)調(diào)運(yùn)作的構(gòu)想，堪稱世界上最早的“天文鐘”。

蓮花漏：北宋燕肅改造創(chuàng)制，逐漸取代秤漏成為最主要的計(jì)時(shí)儀器。

《農(nóng)書》：南宋陳旉著，第一部反映南方水田農(nóng)事的專著，在養(yǎng)牛和蠶桑部分也有詳細(xì)的論述，反映了中國(guó)古代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)到宋代達(dá)到了新的水平。

《新鑄銅人腧穴針灸圖經(jīng)》：北宋王惟一著，詳載腧穴657個(gè)，集成了古代針灸著作的理論系統(tǒng)，便于臨證取穴治療和研究。

《小兒藥證直訣》：北宋錢乙的弟子閆孝忠收集他的臨證經(jīng)驗(yàn)編成，被稱為“幼科之鼻祖”，對(duì)兒科醫(yī)學(xué)的形成和發(fā)展頗有影響。

《婦人大全良方》：南宋陳自明著，分婦科三門、產(chǎn)科五門論述了婦產(chǎn)科臨床與理論諸問題，是中醫(yī)史上最系統(tǒng)最全面的婦科專著。

《洗冤集錄》：南宋宋慈著，是世界上第一部系統(tǒng)的法醫(yī)學(xué)專著。