历史解析——格物之理

历史大观园宋元文明 2020-07-24 11:29:58 0

宋代300年探究事物的道理——或用儒家的话说，即格物——已经远远超出了个人道德修养和伦理的范畴。格物也包含对现实的认知能力，这种能力只有通过对自然世界的事物、行为进行彻底的研究才能获得。

几百年来，中国学者观测天象，并记录其观测结果。虽然在大多数观测事例中，他们没能以现代科学观得出结论，但他们的精确描述对天文学史做出了巨大贡献。896年，天文学家报告了一例彗星（当时称作客星）分裂的事件。1064年的一个夜晚，沈括听到了一声像打雷一样的声音，看到东南天边有个物体，形状看起来有月亮那么大，紧接着拳头般大小的一块陨石落到了花园里。这块石头还发着热，上面还有色彩，其重量如一块铁。 1112年，一位观察者记录下了他看到的栗子般大小的太阳黑子，他是通过太阳反射到一盆油的表面而观测到的。

在近代之前的中国共记录了大约90颗新星（中文称之为客星），而这些记录中使我们印象最为深刻的是关于1054年超新星的观测记载［其位置在距太阳系约6500光年的金牛座p（p Tauri）位置］，这颗超新星在长达23天的白天里都能用肉眼观测得到。而两年后，它再度出现。1839年，天文学家使用望远镜才再次在同样位置看到该星的残骸，1921年人们把1054年爆发的巨星的残骸命名为“蟹状星云”。

11世纪的许多材料记载了“指南鱼”的使用，这是一种磁性的薄铁叶片。当把指南鱼浮在水面时，它的头会指向南方。这种不够灵便的鱼最终被指南针所取代，把针用天然磁铁不断地研磨使之磁化就制成了指南针。沈括对这个发明的记载是世界文献记录中已知最早的关于罗盘针的描述。通过实验，他得出结论：磁针“能指南，然常微偏东”；他发现了地理上和磁极上的南极点的差异。磁针被安放在一个盘子上——盘子是术士、巫师和风水先生所用的盘，这便是现代航海用磁性罗盘的初始原型。中国水手最早在1090年开始使用航海罗盘。12世纪时罗盘被介绍到了欧洲；1190年，一位在巴黎学习的英国修道士亚历山大·尼卡姆（Alexander Neckam）描述了在航海时使用磁性针的好处。

1247年，在其长年的仕途生涯里一直担任提刑的宋慈出版了著作《洗冤录》，这是第一部系统性的法医学著作。这部著作很快被官员们用于对杀人案和可疑的死亡案的审讯。他的许多观点和阐释，特别是关于尸体检验的理论，都建立在迷信的基础之上，但其他的观点还是颇有建树的。他把尸体解剖的技艺传授给他的同事，并描述了对硫化物中毒进行测试的情况，提醒人们要注意砷中毒；他对一氧化碳中毒的症状已经有所了解；他还建议手脚遭毒蛇咬时要把受伤的肢体绑扎起来，以阻止蛇毒通过血液扩散到全身。

宋代最重要的一本记录了科学现象的著作是《梦溪笔谈》，1086年至1093年间由沈括完成。他对知识的追求引发了一场以儒学为基础的宋代启蒙运动，这场运动促使人们去了解包含在万物和宇宙整体中的理。这些有较高科技成就、技术专业颇为娴熟的朝廷官员和技术人员都属于一个拥有共同兴趣——爱好科技——的职业官僚群体，尽管在当时体制性的科学团体并不存在。沈括记载的最有名的科学成就是11世纪40年代毕昇发明的活字印刷术［它领先于德国的古腾堡（Gutenberg）同样的发明400年］，以及对地图绘制技术的记载和对化石遗迹的解释。在书中的其他条目里，沈括记述了月亮的盈亏方式，并得出了可以从中看出太阳和月亮的形状是球状的结论。他写道：“月本无光，犹银丸，日耀之乃光耳。光之初生，日在其旁，放光侧而所见如钩。”

沈括乐于记录奇异之事，其著作中的条目并不都具有极高的价值，很多时候记载事件的目的也不尽相同。如席文所看到的，沈括的记载包含“繁冗的说教、宫廷逸事和转瞬即逝的奇异事物”，对自然现象的解释是建立在当时的五行学说的宇宙理论基础上的。五行是指金、木、水、火、土。当风吹干了盐池的水，继而盐分结晶时，沈括并没有把这个过程看作蒸发率不断增大的过程，而是解释为五行相生之理，也就是火（这里是风）生土（盐）。

当时人们已经在使用滴漏了。人们也了解到天空中有1350颗星星的位置与太阳在一年12个月中的位置具有相应的关系。976年，司天监的一位学生张思训建造了一座水力驱动的浑象，放置在京城开封一座精心修造的10米高的三层塔中。但直到科学家苏颂（1020—1101）在吏部任职的时候，才把先前的浑天仪进一步完善。这个环形钟的设计思想有三重：天文演示、天文观测和计时。这个钟表装置的机械结构把计时装置和用于观测星辰位置的浑仪连接在一起，它还与判定精确时间的天球连接了起来，并使该装置和包括太阳、月球和五大行星等天体产生了关联，其目的是用于确定历法。这就使时间和空间的关系处于和谐之中；于是，这个装置被称为“天球仪”。

这个前所未有的、花费巨大的工程的建造动机可以追溯到1077年，当年苏颂作为使节被派往辽国向其皇帝祝寿。苏颂发现宋朝的日历比辽朝提早了一天。他于是向宋神宗报告了他的发现。皇帝对司天台的所有官员进行了惩处。1086年，显然是出于政治上的考虑，哲宗命令苏颂建造一座在精确度上超越先前各种仪器的环形钟。1088年，一座小型的木质钟的模型完成了测试。1090年，一座同样结构的带有各种复杂功能、用铜铸的球体浑仪被装置在开封皇宫（图13）。在其1094年完成的《新仪象法要》中，苏颂阐释了他这个发明装置的工作原理。

历史解析——格物之理

图13 建于开封皇宫内的水运仪象台（北宋，1094年。苏颂）

木塔有12米高，上层平台设有浑仪一座。如果天气许可，天文学家可以在上面观测天象。浑仪和上层的旋转式天球很巧妙地与钟表装置的驱动机械契合在一起，因此天文学家不管天气如何都可以计算出天体的位置。在这个装置小房的下面是个五层的塔形报时装置结构，窗口上有许多木质的支架，撑起一块写明时刻的木简，这个装置能够按整点、按时刻或按其他时间间隔，日夜不停地显示时间。报时不仅可以用文字显示，而且也可以用打钟、敲锣和击鼓的方式。整个机械装置通过齿轮和水轮接合，水轮上配有许多小铲子，从水箱流出来的稳定的水流推动着小铲子。水轮的直径有3米多长。在李约瑟看来，有一个和钟表摆轮有同样功能的特殊装置被用于调节水轮的运动。这个机械把时间切割成一系列准确的“滴答”声。

这座巨大的水钟建成后不久，朝中保守派和改革派的政治争论也对科学与技术产生了影响。1094年，一些政客出于意识形态的理由要求拆掉天文水钟。曾经不赞成赵佶继承皇位的宰相章惇（1035—1105）虽然使水钟避免了被拆的灾难，但是约30年后，获胜的女真人还是把所有的天文装置运到了他们的京城。只有15吨重的浑仪完好无损地保留在了原地。1195年的一场暴风雨中，球体被闪电击中。后来浑仪被修复后安放在一个观测用的塔中，即是蒙古人把金人从北京驱赶出来后发现它的地方。

苏颂还发明了一种缓慢旋转的假天仪，用于训练天象观测者确定天体的位置和运动。这台“浑天象”建于1092年，许多天文学家和历法专家都聚集在那里观看它的运转。由于它的球形结构围绕轴心而建，因此也常常被称为第一座天象馆。这个轴心与垂直方向形成23.5度的角，与地球的中轴相一致。大约600年后，欧洲的第一座天象馆才由德国人为俄罗斯的彼得大帝（Peter the Great）建成。

对自然现象的观察与描述上的进步，特别是在天文学、时间测量、制图学、地球科学、医学和动植物研究上的进步，与如何把看得到的现实世界用图来说明的新观念密切相关——如何把风景、人和其他生物及物体用图表现出来。对自然世界的研究，对内在和外在世界关系的理解，以及对现实世界的描绘使人们对万物间的相互依赖关系有了前所未有的了解，并对天地间人的作用有了新的理解。士大夫们在艺术和审美领域及科学领域的活动为这些领域后来的发展奠定了基础，同时也使这种观点得到了支持：宋代精英们在世俗化的过程中起到了催化剂的作用，而这种世俗化过程是与道学日益增长的影响相一致的。