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苏颂的杰作
来源:学习时报    作者:陈良    2017-07-07 07:38:57

 

  

  北宋元祐五年(1090年),由苏颂主持制作的水运仪象台问世,标志着北宋科技处于世界领先水平。水运仪象台,是一座融浑仪、浑象和报时装置于一体的高台建筑,更是数学、力学、天文学和机械制造等多种科技的结晶。

  据苏颂《新仪象法要》记载,水运仪象台系座底为正方形、下宽上窄的三层塔形结构,高约12米。上层置有巨大青铜动力发动浑天仪,中层是一封闭密室,内有自动旋转星象,下层设有报时装置和动力机械。报时装置由五层木阁组成,每层各有若干个持有铃或锣的小木偶,每到一定时刻就自动出来报时。在主塔内部,每层都有相应的机械装置,由底层流动的水不断使垂直的旋轮上的凹槽交替盛水放水,循环不息,从而推动整个系统持续运转。

  当时,只有皇帝和达官贵人才能观看水运仪象台,目睹者无不为之惊奇。对于它的精妙,苏颂颇自豪地记述道:日暮时分,一红衣木偶出现报时,越二刻又半,绿衣木偶出现,以示黑夜来临。至于守夜时间,又分五更。守夜开始,红衣木偶出现,此为第一更,其余四更出现皆为绿衣木偶。黎明时分,又一绿衣木偶出现报讯。到了日出,又由红衣木偶报时。

  熙宁十年(1077年),苏颂奉命出使契丹,为契丹君主祝寿。契丹君主生辰正逢冬至,苏颂到达目的地的时候,发觉自己比预期的日子早了一天。这是怎么回事呢?原来大宋日历与契丹日历相差一天,致使苏颂提前一天到达。契丹人问,两家历法哪个更准确。博学多才的苏颂巧妙应答:两家相隔一日由时差造成,大宋到子时即为明日,而契丹犹在亥时,契丹人信以为然。其实,苏颂心里也没有底,他知道历法正误只有通过实践检验。时隔十年,苏颂负责检验钦天监使用的浑仪,并受命制作新仪器。太平兴国四年(公元979年),张思训曾制造水运浑象“太平浑仪”,后因机绳断坏,无人知其制法。苏颂访知吏部官员韩公廉精通数学、天文学,于是力荐韩公廉参与,组织一批能工巧匠,共同研制水运仪象台。其研制成功与使用,能够精准推算历法和测定时间,总算了却了苏颂的心愿。

  元符三年(1100年),宋哲宗赵煦去世,其弟赵佶即位,是为宋徽宗。赵佶是一位极具艺术天赋的皇帝,酷爱书画奇珍异石,对天文地理毫无兴趣。于是,苏颂等人发明的水运仪象台不再受到皇家的重视与保护,它逐渐地成为无知之徒眼里的锈铜旧木,最终消失于历史长河之中。

  若干年以后,当利玛窦带着时钟到达北京时,明朝皇帝和大臣无不为西洋发明的玩意儿所震撼,以为它是举世无双的宝贝。若干年以后,安文恩神父向康熙皇帝赠送一座时钟,它每小时鸣响并奏出悦耳的音乐。康熙十分欣喜,认为它巧夺天工,颇为神奇。同时,康熙也纳闷,如此灵巧之物,大清国何以做不出来呢?

  其实,水运仪象台就是一座天文时钟,在它问世之日,欧洲人还是用水滴漏或沙漏计时,尚未发明机械钟。所以说,水运仪象台堪称世界上第一台机械计时器。然而,北宋之后的中国人不仅没对它进行改进与细化,反而把他搁置了。

  从此以后,我们在天文学及钟表等领域停滞不前甚至倒退。其原因耐人寻味。在中国古代,天文学是一般人不能涉足的禁区,只有朝廷专职人员才有资格研究,因为古人相信世间大事与天象紧密相关,所以统治者不容许民间过问天文学,防止人们观察天象或星云泄露天机,危及王朝政权的稳定。因此,即使苏颂等人发明了无与伦比的天文时钟,如果得不到后来统治者的支持,其相关机理与制作技术必定失传,形成后继无人的局面。再者,宋代文化教育非常发达,出现不少培养士子的书院,虽然培育了无数优秀文人士大夫,却难以造就出优秀科技人才。自隋唐开科取士之后,读书人的出路就是瞄准科举入仕,而科举考试内容仅限于人文学科,导致读书人重文轻“理”(自然科学),对自然科学研究不感兴趣。读书做官被视为唯一“正途”,更加强化社会文化心理偏好人文学科而忽视自然科学,搞自然科学研究对于读书人来说没有多大用处,从事器具制作被看作“形而下者”受到轻视。同时,在相当长时期,中国文化(包括科技)远比周边国家发达,也使我们缺乏科技创新动力。重文轻“理”浸透到集体无意识中,从而固化为文化心理与价值取向。到了明清,依然重复昨天故事,随着文字狱的禁锢,思想文化尚且裹足不前,科学技术更无进步可言。

  而欧洲在中世纪已建成诸多知名大学,人文学科与自然科学并重,尤其是文艺复兴之后,在思想文化和科学技术上都取得重大突破。故而,到了明清时期,别人能制作出精致的时钟,我们只有羡慕与惊奇,却造不出好时钟与之媲美。不要小看时钟,它并不是一种简单的计时工具,而是现代机器之母。因为时钟里的齿轮与螺丝是机械行业不可缺少的要件,其制作者也是科学仪器制造者的先驱。最早的全金属车床为钟表匠所造,也为钟表匠所用。后来的精密机床,作为现代工业的工作母机,也是欧洲钟表匠的首创。从这个意义上说,钟表孕育了现代大工业。

  时过境迁,回想北宋时期苏颂等人创造如此杰作,我们不仅为之骄傲,也感到遗憾。不过,“前事不忘,后事之师。”若能正视过去问题并吸取教训,将来就不会有类似的遗憾。

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