中国历史博览 4

辉煌的科技

　　提起我国古代的四大发明，大家一定都很熟悉，它们是指南针、火药、造纸术、印刷术。不过，有一点你可能不清楚，在这四大发明中有三项发明都产生于宋代或在宋代得到了进一步发展。

　　古代的人们在长期的实践中对磁石引铁的性质和磁石的指向性逐步认识和了解，进而发明了指南针。指南针一经发明很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面，特别是航海上。北宋时，指南针的使用已经十分普遍了，人们掌握了利用天然磁体进行人工磁化的技术。曾公亮在《武经总要》中记录了制作和使用指南鱼的方法：用薄铁叶剪成长二寸、宽五分的鱼型，放在炭火中烧至通红，然后用铁钳夹出鱼头，把鱼尾对准子位，留在水盆中，用容器密封好。用的时候，把一个水碗平放在没有风的地方，让鱼在水面漂浮，鱼头对着的就是午位了。这种人工磁化的方法，是利用地球磁场使铁片磁化的。此方法的发明，不仅在磁学和地磁学的发展史上是一大贡献，而且对指南针的应用和发展起了巨大的推动作用。沈括在《梦溪笔谈》中还提到了另一种人工磁化的方法，即技术人员用磁石去摩擦缝衣针，从而使针带上磁性。这种摩擦法比地磁法更为简单、实用。另外，《梦溪笔谈》中还详细地记录了当时四种装置磁针的方法以及使用指南针的经验。南宋时，海外贸易空前发达，为保证航船安全，早在北宋末年指南针就已在航海上应用了，行船的人在白天无太阳、夜晚无星月的时候，则凭借指南针正确航行。

　　火药是由硫磺、硝石、木炭混合而成的。火药的研究开始于古代的炼丹术，秦汉以后，炼丹家在用硫磺、硝石、木炭等物炼丹制药的过程中，无意间找到了火药的配方。那时他们发现这种药容易爆炸、着火，因此将其称做“着火的药”，这就是火药名称的由来。不过火药在炼丹家手中并没有发挥什么作用，但到了军事家手里就成了一种进攻的武器了。唐朝末年，火药开始应用到军事上，发明了最原始的火炮。到了宋代，与辽、夏、金战争的频繁，促进了火药、火器制造技术的发展，使宋代成为兵器大改革的重要时期。那时，在开封有专门制造火药和火器的官营手工业作坊。当时研究出来的火药配方已经和后世的黑火药配方相当接近。北宋时制造的火器，主要是利用火药燃烧性能。在箭杆前端绑上火药筒，点燃后利用火药燃烧向后喷出的气体的反作用力使箭射出，这可以说是世界上最早的喷射火器。接着，人们又利用火药的爆炸性能发明了“霹雳炮”、“震天雷”。这类火器主要是用于攻坚或者守城。靖康元年（1126），李纲守开封时，就是用霹雳炮这种杀伤力较大的火炮击退了金兵的围攻。《金史》对震天雷有这样的描述：“火药发作，声如雷震，热力达半亩之上，人与牛皮皆碎并无迹，甲铁皆透。”由此可见，火药威力是何等的强大。到了南宋，又出现了管状火器。绍兴二年（1132），军事技术专家陈规守德安时发明了火枪，把火药装在竹筒里，火药背后扎有细小的“定向棒”，点燃火管上的火硝，筒里的火药便会迅速燃烧，产生一股向前的推力，使其飞向敌阵爆炸，这是射击管状火器的鼻祖。后来，人们又发明了“突火枪”，这种火器很像现代的步枪。管状火器的出现，是中国古代兵器史上的一大转折，使当时的作战方法逐渐从冷兵器阶段发展到了火器时代。

　　印刷术发明之前，文化的传播主要靠手抄的书籍。隋唐时期发明了雕版印刷术，一版就能印几百部甚至几千部书，极大地促进了文化的普及与提高。至宋代，雕版印刷术已趋于鼎盛，但雕版印刷的缺陷也越发显露出来，刻板费时费工，版片太大不好存放，而且如有错别字，想修改就需整块版重新雕刻。就在此时，一个叫毕升的人使印刷技术出现了重大的突破。毕升是宋仁宗时期的一个平民，他创造了活字印刷术。所谓活字印刷术，其实很像现代的铅字排版方法，就是把整块版变成了一个个字。毕升用一种细胶泥刻成单个繁体字，每一块泥上刻一个字，然后把泥放入火中烧硬。接下来取一块铁板，在上面涂一层松脂、黄蜡和纸灰等混合制成的胶，再将一个铁框放在铁板上，按照要印的文字把胶泥活字排列在铁框中，制成一版，放到火上烘烤，等胶稍稍熔化，就用另一块很平的铁板把字面压平，冷却后，泥活字就粘在一起成为活字版了，然后就可以上墨印刷了。印完之后，再经烘烤，活字还能够取下来，以备再用。活字制版正好弥补了雕版的不足，只要预备好足够的单个活字，便可随时拼版，大大地加快了制版时间，提高了印刷的效率。而且活字版印完后，还可以拆版，因此储存也十分方便。活字印刷术的发明不仅是我国印刷技术上的一次飞跃，而且也是对于世界文明的发展所作出的又一伟大贡献。

　　马克思曾把印刷术、火药、指南针的发明称为“是资产阶级发展的必要前提”。毋庸置疑，我国古代的四大发明为现代社会的建立提供了必要前提。

　　宋代是一个科技大发展的时代，中医学、数学、天文学、农学、地学、纺织等领域都涌现了一批卓有成就的科学家，特别值得一提的是以博学著称的科学家沈括和他那本包罗万象的《梦溪笔谈》。

　　北宋仁宗天圣九年（1031），沈括出生在钱塘（今浙江杭州）一个官宦家庭中。幼年的他便受到了良好的家庭教育，在母亲的指导下，14岁时便读完了家中的藏书。此后他又跟随父亲游历福建、江苏、四川等地，使其眼界大开。24岁的沈括，开始踏上仕途，做了近十年的县令后，他考中了进士，一步步接近了京师。他负责过研究天文历算、观测天象、推算历书，还有机会读到了更多的皇家藏书。他还曾是王安石变法的积极参与者，又曾出使辽国去谈判。他的官宦生涯几起几落，晚年定居润州（今江苏省镇江东郊）梦溪园，写出了闻名中外的科学巨著《梦溪笔谈》。沈括精通天文、数学、物理学、化学、生物学、地理学、农学和医学，《梦溪笔谈》便是他一生社会和科学活动的总结，内容极为丰富，包括天文、历法、数学、物理、化学、生物、地理、地质、医学、文学、史学、考古、音乐、艺术等17个门类共600余条。记载了他一生的所见所闻以及诸多发明、发现和真知灼见。比如，《梦溪笔谈》中真实地记录了当时的一些重大科技成就，如指南针、活字印刷术、炼铜、炼钢、石油等。特别是沈括在《梦溪笔谈》中留下了世界上关于地磁偏角的最早记载。欧洲直到1492年哥伦布第一次航行美洲的时候才发现了地磁偏角，比沈括的发现晚了四百年。《梦溪笔谈》是一部百科全书式的著作，英国著名科学史专家李约瑟称《梦溪笔谈》是“中国科学史上的坐标”。《梦溪笔谈》不仅是我国科学技术史上的重要文献，而且在世界文化史上也有着重要的地位。

　　§§第十三章元朝