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科技宰相:苏颂

2022-07-09史晓雷

知识就是力量 2022年7期
关键词:同安区牛膝水轮

史晓雷

苏颂出生于福建泉州府同安县(今福建省厦门市同安区),家族数代任显职。受家庭熏陶,他从小立志济世安邦,勤学十余载,于22岁时考中进士,与北宋名臣王安石同榜及第。之后,苏颂从地方官一步步升至中央,最终官至宰相,前后50余年、经历五朝,是有名的贤相。

除了在政治上的成就外,苏颂在科学技术方面也大有建树:在药物学领域,他主持编纂了《本草图经》;在天文学领域,他支持研制、建造了大型天文仪器——水运仪象台。

英国著名科技史学专家李约瑟曾称赞苏颂是“中国古代和中世纪最伟大的博物学家和科学家之一,他是一位突出地重视科学规律的学者”。

1057年,苏颂开始参与编写《嘉祐补注神农本草》,3年而成。该书对之前的本草典籍进行了增补,共收录药物1082种,新增药物约100种。

药物的辨识,与百姓性命攸关。在编写过程中,苏颂发现很多药物只有文字、没有图像,很容易被误用。于是,他向朝廷奏请,希望编纂一部图文并茂的本草著作。从1058年开始,宋仁宗诏令在全国范围内广泛征集各地药材实物标本(包括海外输入的药物),进行全国性药物资源普查。1061年,《本草图经》告成,共记载动植物药、矿物药780种,在635种药物名下绘图933幅,是中国第一部刻版印刷的本草药物图谱。

 位于厦门市同安区苏颂公园的《本草图经》纪念景观

《本草图经》在药物的形态描述上较之前更准确。对药用植物,此书一般按照苗、茎、叶、花、果、实、根的顺序进行描述。比如对牛膝(一种植物,根可入药)的描述:“春生苗,茎高二、三尺,青紫色,有节,如鹤膝,又如牛膝状,以此名之。叶尖圆如匙,两两相对,于节上生花作穗,秋结实甚细。”这里精确写明了牛膝节部膝状膨大、叶对生、花序穗状的基本特征,对正确辨识牛膝起到了很好的指导作用。这反映出苏颂已具有较高的药用植物学水平,所使用的植物形态术语也非常准确。例如对植物茎的生长,描述缠绕茎是“苗如丝综,蔓延草木之上”,攀援茎是“其苗蔓延木上”,匍匐茎是“布地蔓生”,直立茎是“独茎而长”。

《本草图经》对(可入药)动物的描述也非常形象、贴切。例如这样描述乌贼:“形若革囊,口在腹下,八足聚生口旁,只一骨,厚三四分,似小舟,轻虚而白,又有两须如带,可以自缆,故别名缆鱼。”寥寥数语,乌贼的形象已经跃然纸上。

另值得一提的是,《本草图经》开创了“以药带方”的本草体例。也就是说,在每一种药物的最后,都附上以这种药为主要成分的方剂。这一体例,保留了大量的医药资料,为后世历代医药学家所推崇。

可惜的是,《本草图经》现已散佚。但是,它的诸多内容仍可见于后世的本草著作中。例如,明代医药学家李时珍在《本草纲目》中就引用了《本草图经》的许多内容,他高度评价道:“考证详明,颇有发挥。”

1086年,苏颂与吏部官员韩公廉开始设计水运仪象台。先制小样(模型),后造实物,历经数载,于1092年在汴京(今河南省开封市)落成。

 水运仪象台(复原结构图)

水运仪象台,顾名思义,是一台由水力(严格说是水的重力)驱动的天文仪器。它高12米,底部呈正方形,边长7米,向上略有缩收,一共3层,从上到下分别是:浑仪、浑象、报时装置。

在建造水运仪象台的同时,苏颂编纂了《新仪象法要》一书。该书是水运仪象台的图文式设计说明书,不但详细记述了仪器建造的原因与经过,并且以图解的形式阐明了其总体构造、各个部件以及制造方法。

水运仪象台先由漏壶均匀流下水流,倾泻到水轮(或称枢轮)的水斗内,再经精巧的控制系统使水轮匀速转动。水轮的转动是整部天文仪器的原动力,之后利用齿轮等传动系统,把运动传递到仪象台的3个工作部分。

3个工作部分中,最上方的浑仪,主要进行天文观测;中间的浑象是一个大圆球,用来演示天象的变化,上面刻有日月星辰,类似现在的天球仪;最下方的报时装置一共设置了5层木阁,每层又设置若干木偶,通过摇铃、敲钟、示牌、击钲、击鼓等方式报时、报刻、报更,颇为精巧。

 在厦门市同安区复原的1:1水运仪象台(供图/高水满   厦门市同安科技馆)

控制水轮匀速转动的擒纵机构是水运仪象台技术的最高超之处,也是整台仪器精确运转的关键所在。目前,有关该机构的具体细节和实现途径,学界仍存有争议,但对其在科技史上的重要地位一致认同:它是近代机械钟表擒纵结构的鼻祖。此外,浑仪上方活动屋板的设计也颇有巧思:配有9块可启闭的屋板。这与近代圆穹天文台活动屋顶的设计思路如出一辙。

令人痛心的是,这座精妙的天文仪器在靖康之难中被金兵掠至燕京(今北京),由于部件遗失和损坏,再也没能装配起来。

20世紀以来,国内外多位技术史、仪器史专家详加考证、研究,尝试复原水运仪象台。如今,国内外多家博物馆、科技馆已经采用不同的思路复制了不同比例大小的水运仪象台,通过它们仍可以一睹其当年的风采。

中国工程院院士钟南山在纪念苏颂诞辰1000周年时谈到:要学习苏颂筚路蓝缕、矢志不渝的精神。广大青少年应该向苏颂学习,立鸿鹄志,下苦功夫,在伟大的民族复兴征程中书写壮美篇章。

(责任编辑 / 陈琛 美术编辑 / 韦英章)

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