第26章 中国科学史上的坐标

　　第二十五章中国科学史上的坐标：《梦溪笔谈》

　　《梦溪笔谈》不仅记录了沈括自己的科学研究成果，而且对当时科学发展和生产技术情况，

　　如卫朴的历算学，毕NC036的活字印刷，孙产生的虹的成因说，以及炼钢、炼铜的方法

　　等，都作

　　了科学而详尽的介绍，反映了当时最新的科学技术水平。其中有的目前已经成为惟一可靠的

　　材料。英国剑桥大学著名教授约李瑟在其《中国科学史》一书中，用了许多篇幅，详细介绍

　　《梦溪笔谈》，并称之为“中国科学史上的坐标”。这部巨著，理所当然地受到了中外学者

　　的推崇。

　　心仪科学梦溪圆梦

　　这位老者，便是北宋著名科学家、政治家沈括。

　　沈括(1031～1095)，字存中，钱塘(今杭州)人，北宋治平元年(1064)进士，曾任负责天

　　文、历法的提举司天监，负责兵器制造的判军器监，负责全国财政的权三司使，负责边关政

　　务和防务的知延州(今陕西延安)、兼鄜延路经略安抚使，

　　又曾出使辽国，并曾多次巡察地方

　　政务，相度农田水利，后因边事获罪被贬。他博学多才，为一代学问大家，史称：“博学善

　　文，于天文、方志、律历、音乐、医药、卜算，无所不算，皆有所论著。”(《宋史》本传)

　　本书乃集其一生学识和见闻之精粹而撰成。

　　晚年退居润州(今江苏镇江市)近郊，他将他的庄园命名为梦溪园。他一生中最主要的著作《

　　梦溪笔谈》等都完成于梦溪园。

　　《梦溪笔谈》其最初版本为30卷，条数可能亦较多，但早已亡佚。现存26卷本至迟在南宋初

　　年之前亦已流行。《补笔谈》2卷、《续笔谈》1卷则为本书成书后，所写的补稿。《补

　　笔谈》为作者或后人所编，《续笔谈》则为后人所辑补。把原书与补、续合编成册，最早出

　　现于明代会稽商濬在万历年间所刻《稗海》的再印本。现本以

　　上海古籍出版社胡道静先生的

　　校正本最为流行。胡先生对原书的不少错讹进行了订正，并加有大量注释、解说，又把书中

　　条文按顺序编加序号，计分为609条，使阅读、寻检更为方便。

　　百科全书影响世界

　　这部著作共分故事、辩证、乐律、象数、人事、官政、机智、艺文、书画、技艺、器用、神

　　奇、异事、谬误、讥谑、杂志、药议等17目。

　　全书所论及之科学技术内容极为广泛，据英国专事中国科技史之大家李约瑟博士统计，书中

　　有关科学技术之条文有207条，占全书的三分之一强。内容包括有天文、历法、数学、地质

　　、地理、地图、气象、物理、化学、生物、农学、医药学、印刷、机械、水利、建筑、矿冶

　　等各个分支。

　　在天文方面，记述有作者改进浑仪、浮漏、圭表之事迹，开了宋元时代天文仪器改革之先锋

　　。又记述有作者利用改进后的浑仪，连续对北极星进行3个月之观测，绘制星图200余幅，得

　　出北极星离天极三度有余之结论；利用改进后之浮漏，进行长达10余年之测量，第一次从理

　　上推导出冬至日长度“百刻面有余”，夏至日长度“不及百刻”的结论。沈括首次提出太阳

　　系运行轨道椭圆学说，较西方早550年。在物理学方面，他发现了地磁偏角的存在，比欧洲

　　早400年。

　　沈括在天文历法上第一次提出太阳历与农历的结合；明确指出月亮本身不发光，对日有蚀也

　　作了正确的科学解释。

　　在历法方面，记述了作者主持编订《奉元历》之始末、民间天文学家卫朴之成就和在改历中

　　之贡献。又论及历代历法之疏密，以及历法推步之术。书中所记载的“十二气历”，以节气

　　定历，为一纯阳历制度，乃对传统阴阳合历所作的一根本性变革，是作者之首创。19世纪英

　　国气象局采用的肖伯纳历，与此相似。

　　在数学方面，记述有作者首创之隙积术和会圆术。隙积术为一种求解垛积问题的方法，属于

　　高阶等差级数求和之范畴。会圆术为一种已知弓形圆径和矢高，求弧长的方法，属于求解高

　　次方程的问题。这两种方法，开辟了中国传统数学新的研究方向，对宋元时期中国数学的高

　　度发展，共功甚大，以至于日本数学家三上义夫在他所著的《中国算学之特色》一书，如此

　　赞誉沈括：“日本的数学家没有一个比得上沈括……沈括这样的人物，在全世界数学史上找

　　不到，惟有中国出了这一个人。我把沈括称做中国数学家的模范人物或理想人物，是很恰当

　　的。”

　　在地质、地理、地图方面，记述有浙江雁荡山“峭拔险怪，上耸千尺，穹崖巨谷”，西部黄

　　土地区“立土动及百尺，迥然耸立”等地貌特征，指出此乃流水之侵蚀作用所造成。又记述

　　了河北太行山之山崖间，往往衔蚌壳之化石，在石壁上横亘如带，从而推断这里为昔日之海

　　滨，华北平原乃泥沙淤积而形成。又记述有作者利用木屑、面糊和熔蜡，以及用木刻等方法

　　，制作立体地理模型，并被推广的情形；还有作者“以二寸折百里为分率”，按“二十四至

　　以布郡县”，绘制天下州县图“守令图”的情况。

　　在物理学方面，记述有指南针乃方士(即风水先生)利用铁针磨磁石磁化所发明，当时有四种

　　使用方法，即水浮法、置指甲上、置碗唇上和悬丝法，并指出指南针不全指正南，而常微偏

　　东，指南针有指南、指北二种。这是关于指南针发明、应用，及地球磁偏角之发现的重要史

　　料。又记述有作者关于球面镜成像的实验。指出凹面镜照物时，有一处叫“碍”(即焦点)，

　　在此点之上照物无所见，在此点之外照物成倒像，在此点之内照物成正像；并用小孔成像，

　　腰鼓、船上橹担等现象作比拟，来解释凹面镜成像原理。指出凸面镜只成小于的物的正像，

　　并解释古人铸镜，镜大则平，镜小则凸的道理。此外，还记述有演示月亮盈亏的模拟实验，

　　演示声音共振的实验。对于海市蜃楼、虹、雷电等现象，以及透光镜，也都有所记述，并进

　　行解说。

　　在化学和矿冶方面，记载有利用铜铁离子置换反应，而发明的湿法冶铜方法“胆铜法”，以

　　及古代最先进的炼钢方法灌钢法。又记述了石油、井盐、池盐，以及青堂羌族的冷锻铁甲法

　　。

　　沈括是我国历史上第一个提出“石油”这一名称和利用石油烟灰制墨的人。下面便是《梦溪

　　笔谈》中关于“石油”的一段记载：

　　“鄜延(今延安，富县一带)境内有石油，旧说高奴县出“脂

　　水”，即此也。生于水际，沙石与

　　泉水相杂，惘惘(缓缓)而出。土人(当地人)以雉尾NC037之(用野鸡尾羽把石油沾起来)

　　，乃采入

　　缶(瓦罐)中，颇似淳(纯)漆。燃之如麻(麻杆)，但烟甚浓，所沾幄幕皆墨。予疑其烟可用，

　　试扫其煤(炭墨)以为墨，黑光如漆，松墨不及也，遂大为之。其识文(标记的文字)为‘延川

　　石液’者是也。此物后必大行(广泛流行)于世，自予始为之。盖石油甚多，生于地中无穷

　　，不若松木有时而竭。”

　　在农学、生物学方面，记述有少作物和动、植物的地理分布、生态特征和分类，并对一些古

　　生物进行了考证，使这些早已灭绝的生物让人们有所了解。

　　在水利方面，记述有作者在汴河分段筑堰，逐段进行测量，测得从汴京(开封)上善门起，经

　　420公里，至泗洲(今江苏泗洪)淮河口，水位落差6495米的事实。又记述有当时木工高超

　　在治理黄河时，发明巧合龙门的三节压埽法。对于漕渠复闸、苏昆长堤和淤田法等，亦皆有

　　所记述。

　　在印刷技术方面，记述有庆历年间(1041～1048)布衣毕NC036

　　发明泥活字印刷术，以及活字印

　　刷的工艺过程。这是关于活字印刷术最早的文字记载。

　　在建筑学方面，记述有著名匠师喻皓加固杭州梵天寺木塔的事迹，以及其所著建筑学专著《

　　木经》的片断。《木经》早已佚亡，人们仅藉此方知这部重要著作，并了解共内容之一斑。

　　在医药学方面，记述有人体解剖生理学，并阐述了食物、药物、空气进入人体后的运转过程

　　，以及人体新陈代谢的原理。又记述有大理植物、矿物药物的特征、性味、采制和功效，以

　　及用药配方的原则。

　　对于全书所记述的极其丰富的科学内容，当然不可能予以一一列述。沈括总结自己一生经历

　　和科

　　学活动以及与人交谈中有价值的内容，撰成此书。内容涉及天文、历法、数学、物理、化学

　　、生物、地理、医学、乐学、历史、艺术等各个领域。此外，书中包含了沈括的重要科研成

　　果。

　　在中国历史上难以胜计的笔记小说中，知名度最高，影响最巨，传播最广者，无过于《梦溪

　　笔谈》一书了。可以说，本书反映了11世纪时中国科学技术的水平，是北宋科技成果的总结

　　。其中不少成就在当时世界科学技术领域中居于领先的地位。由于沈括在科学研究方面取得

　　了巨大的成就，英国科学史家李约瑟称之为“中国整部科学史上最卓越的人物”，《梦溪笔

　　谈》被誉为“中国科学史上的坐标”。因此，本书被视为中国科学技术史上里程碑式之典籍

　　，受到中外学者的高度重视。