中國曆史博覽 4

輝煌的科技

　　提起我國古代的四大發明，大家一定都很熟悉，它們是指南針、火藥、造紙術、印刷術。不過，有一點你可能不清楚，在這四大發明中有三項發明都產生於宋代或在宋代得到了進一步發展。

　　古代的人們在長期的實踐中對磁石引鐵的性質和磁石的指向性逐步認識和了解，進而發明了指南針。指南針一經發明很快就被應用到軍事、生產、日常生活、地形測量等方麵，特別是航海上。北宋時，指南針的使用已經十分普遍了，人們掌握了利用天然磁體進行人工磁化的技術。曾公亮在《武經總要》中記錄了製作和使用指南魚的方法：用薄鐵葉剪成長二寸、寬五分的魚型，放在炭火中燒至通紅，然後用鐵鉗夾出魚頭，把魚尾對準子位，留在水盆中，用容器密封好。用的時候，把一個水碗平放在沒有風的地方，讓魚在水麵漂浮，魚頭對著的就是午位了。這種人工磁化的方法，是利用地球磁場使鐵片磁化的。此方法的發明，不僅在磁學和地磁學的發展史上是一大貢獻，而且對指南針的應用和發展起了巨大的推動作用。沈括在《夢溪筆談》中還提到了另一種人工磁化的方法，即技術人員用磁石去摩擦縫衣針，從而使針帶上磁性。這種摩擦法比地磁法更為簡單、實用。另外，《夢溪筆談》中還詳細地記錄了當時四種裝置磁針的方法以及使用指南針的經驗。南宋時，海外貿易空前發達，為保證航船安全，早在北宋末年指南針就已在航海上應用了，行船的人在白天無太陽、夜晚無星月的時候，則憑借指南針正確航行。

　　火藥是由硫磺、硝石、木炭混合而成的。火藥的研究開始於古代的煉丹術，秦漢以後，煉丹家在用硫磺、硝石、木炭等物煉丹製藥的過程中，無意間找到了火藥的配方。那時他們發現這種藥容易爆炸、著火，因此將其稱做“著火的藥”，這就是火藥名稱的由來。不過火藥在煉丹家手中並沒有發揮什麽作用，但到了軍事家手裏就成了一種進攻的武器了。唐朝末年，火藥開始應用到軍事上，發明了最原始的火炮。到了宋代，與遼、夏、金戰爭的頻繁，促進了火藥、火器製造技術的發展，使宋代成為兵器大改革的重要時期。那時，在開封有專門製造火藥和火器的官營手工業作坊。當時研究出來的火藥配方已經和後世的黑火藥配方相當接近。北宋時製造的火器，主要是利用火藥燃燒性能。在箭杆前端綁上火藥筒，點燃後利用火藥燃燒向後噴出的氣體的反作用力使箭射出，這可以說是世界上最早的噴射火器。接著，人們又利用火藥的爆炸性能發明了“霹靂炮”、“震天雷”。這類火器主要是用於攻堅或者守城。靖康元年（1126），李綱守開封時，就是用霹靂炮這種殺傷力較大的火炮擊退了金兵的圍攻。《金史》對震天雷有這樣的描述：“火藥發作，聲如雷震，熱力達半畝之上，人與牛皮皆碎並無跡，甲鐵皆透。”由此可見，火藥威力是何等的強大。到了南宋，又出現了管狀火器。紹興二年（1132），軍事技術專家陳規守德安時發明了火槍，把火藥裝在竹筒裏，火藥背後紮有細小的“定向棒”，點燃火管上的火硝，筒裏的火藥便會迅速燃燒，產生一股向前的推力，使其飛向敵陣爆炸，這是射擊管狀火器的鼻祖。後來，人們又發明了“突火槍”，這種火器很像現代的步槍。管狀火器的出現，是中國古代兵器史上的一大轉折，使當時的作戰方法逐漸從冷兵器階段發展到了火器時代。

　　印刷術發明之前，文化的傳播主要靠手抄的書籍。隋唐時期發明了雕版印刷術，一版就能印幾百部甚至幾千部書，極大地促進了文化的普及與提高。至宋代，雕版印刷術已趨於鼎盛，但雕版印刷的缺陷也越發顯露出來，刻板費時費工，版片太大不好存放，而且如有錯別字，想修改就需整塊版重新雕刻。就在此時，一個叫畢升的人使印刷技術出現了重大的突破。畢升是宋仁宗時期的一個平民，他創造了活字印刷術。所謂活字印刷術，其實很像現代的鉛字排版方法，就是把整塊版變成了一個個字。畢升用一種細膠泥刻成單個繁體字，每一塊泥上刻一個字，然後把泥放入火中燒硬。接下來取一塊鐵板，在上麵塗一層鬆脂、黃蠟和紙灰等混合製成的膠，再將一個鐵框放在鐵板上，按照要印的文字把膠泥活字排列在鐵框中，製成一版，放到火上烘烤，等膠稍稍熔化，就用另一塊很平的鐵板把字麵壓平，冷卻後，泥活字就粘在一起成為活字版了，然後就可以上墨印刷了。印完之後，再經烘烤，活字還能夠取下來，以備再用。活字製版正好彌補了雕版的不足，隻要預備好足夠的單個活字，便可隨時拚版，大大地加快了製版時間，提高了印刷的效率。而且活字版印完後，還可以拆版，因此儲存也十分方便。活字印刷術的發明不僅是我國印刷技術上的一次飛躍，而且也是對於世界文明的發展所作出的又一偉大貢獻。

　　馬克思曾把印刷術、火藥、指南針的發明稱為“是資產階級發展的必要前提”。毋庸置疑，我國古代的四大發明為現代社會的建立提供了必要前提。

　　宋代是一個科技大發展的時代，中醫學、數學、天文學、農學、地學、紡織等領域都湧現了一批卓有成就的科學家，特別值得一提的是以博學著稱的科學家沈括和他那本包羅萬象的《夢溪筆談》。

　　北宋仁宗天聖九年（1031），沈括出生在錢塘（今浙江杭州）一個官宦家庭中。幼年的他便受到了良好的家庭教育，在母親的指導下，14歲時便讀完了家中的藏書。此後他又跟隨父親遊曆福建、江蘇、四川等地，使其眼界大開。24歲的沈括，開始踏上仕途，做了近十年的縣令後，他考中了進士，一步步接近了京師。他負責過研究天文曆算、觀測天象、推算曆書，還有機會讀到了更多的皇家藏書。他還曾是王安石變法的積極參與者，又曾出使遼國去談判。他的官宦生涯幾起幾落，晚年定居潤州（今江蘇省鎮江東郊）夢溪園，寫出了聞名中外的科學巨著《夢溪筆談》。沈括精通天文、數學、物理學、化學、生物學、地理學、農學和醫學，《夢溪筆談》便是他一生社會和科學活動的總結，內容極為豐富，包括天文、曆法、數學、物理、化學、生物、地理、地質、醫學、文學、史學、考古、音樂、藝術等17個門類共600餘條。記載了他一生的所見所聞以及諸多發明、發現和真知灼見。比如，《夢溪筆談》中真實地記錄了當時的一些重大科技成就，如指南針、活字印刷術、煉銅、煉鋼、石油等。特別是沈括在《夢溪筆談》中留下了世界上關於地磁偏角的最早記載。歐洲直到1492年哥倫布第一次航行美洲的時候才發現了地磁偏角，比沈括的發現晚了四百年。《夢溪筆談》是一部百科全書式的著作，英國著名科學史專家李約瑟稱《夢溪筆談》是“中國科學史上的坐標”。《夢溪筆談》不僅是我國科學技術史上的重要文獻，而且在世界文化史上也有著重要的地位。

　　§§第十三章元朝