第一千禧之後──鳥瞰1000-1900年的中國科技

 

張之傑

 

 

中國曾經是科技大國。李約瑟指出,近代科學未興起前,中國輸往西方的科技發明凡34項,而西方傳入中國者僅4項。論者咸認,中國喪失其科技大國的地位是從十六世紀開始的。

事實上,中國人的科技創造力,宋元之際是個關鍵。在此之前,基本上呈上昇趨勢,過此則逐步衰退。本文簡介第一個千禧之後900年的中國科技,就是鳥瞰一部由盛而衰的傷心史。

 

第一個三百年

歷史畫卷從西元1000年(宋真宗咸平三年)展開。真宗是宋朝第三任皇帝,咸平三年剛好是趙匡胤黃袍加身之後的第四十年。從咸平三年的千禧年至元初的三百年,堪稱中國傳統文化最發皇時期。尤其是真宗至哲宗的一百年,中國史上的任何一個一百年都無法與之比擬。讓我們簡單地回顧一下,中國人從公元1000年至1300年的文化成就。

在哲學上,第一千禧之後三百年間的頭兩百年,出現了周敦頤(1017-1073)、程顥(1032-1085)、程頤(1033-1107)、朱熹(1130-1200)和陸九淵(1139-1191)等理學宗師。哲學是學術之母,兩宋哲學家輩出,意味著什麼﹖

在史學上,出現了歐陽修(1007-1072)、司馬光(1019-1086)、鄭樵(1104-1160)和馬端臨(宋末元初人);從史遷、班固以降,又有哪個時代較兩宋的史學更為發達﹖

在文學上,「唐宋八大家」中的六家──歐陽修、蘇洵(1009-1066)、曾鞏(1019-1083)、王安石(1021-1086)、蘇軾(1036-1101)、蘇轍(1039-1112),幾乎同時湧現。詩(含詞)人柳永(987-1053)、蘇軾、秦觀(1049-1110)、周邦彥(1056-1121)、李清照(1084-1155﹖)、陸游(1125-1210)、辛棄疾(1140-1207)、姜夔(1155-1221﹖)、元好問(11901257)等等,個個傳頌千古。戲曲家王實甫(金元時人)、關漢卿(1220-1300﹖)、馬致遠(元初人)為千禧之後三百年的中國文學畫下美麗的句點。

在美術上,第一千禧之後的三百年更足以傲人。畫壇的范寬(宋初人,名作《谿山行旅圖》約作於西元1000年)、文同(1018-1079)、郭熙(1023-1085)、蘇軾、李公麟(1049-1106)、米芾(1051-1107)、宋徽宗(1082-1135)、張擇端(北宋末人)、李唐(1066-1150)、劉松年(南宋人)、馬遠(南宋人)、夏圭(南宋人)、梁楷(南宋人)、錢選(1239-1299)、牧溪(宋末元初人)、趙孟頫(1254-1322),書壇的蘇軾、黃庭堅(1045-1105)、米芾、蔡京(1047-1126)、趙孟頫;人才之多,成就之高,除了大唐,沒有一個時代堪與比肩。

在科技上呢﹖文化是個整體,哲學、史學、文學、美術的高度發展,象徵著創造力的勃鬱煥發,科技豈能沒有耀眼的演出!旅美教育學家郭有遹曾自製「中國創造者評鑑量表」,依此選出120位「科技天才」,第一流的有21位,其中有八位集中於千禧之後的三百年,他們是:

畢昇(990-1051):於1041-1048年左右發明活字版。

李誡(1060-1110):著《營造法式》。

蘇頌(1020-1101):研製水運儀象台(1090)並著《新儀象法要》(1094)。

沈括(1031-1095):著《夢溪筆談》。

秦九韶(1202-1261﹖):著《數書九章》(1247),主要成就為高次方程數值解法和一次同餘式組解法。

朱世傑(宋末元初人):著《四元玉鑑》(1303),創四元術,以四元消法解四個未知數的多項式或方程。

郭守敬(1231-1316):創《授時曆》,並製作簡儀等天文儀器。

王禎(元代人):著《農書》(1313),並改良活字印刷。

 

第一千禧之後的三百年,所產生的第一流科學家竟佔秦漢以降兩千多年的38%,宋元之際的科技成就可見一斑。除了郭氏所謂的第一流「科技天才」,千禧之後三百年的著名科技家還有:

賈憲(北宋人):著《黃帝九章算術細草》,提出整次冪二項式系數表、開四次方程程序。

李治(1192-1279):著《測圓海鏡》(1248),提出簡明列方程程序。

楊輝(宋末元初人):著《詳解九章算術》(1261)等五種,偏重數學普及教育。

(以上數學家)

燕肅(961-1040):製指南車、計里鼓。(1027

李公廉(北宋人):助蘇頌製水運儀象台。

吳德仁(北宋人):製指南車(1107)、計里鼓。

(以上機械學家)

唐慎微(北宋人):編纂《證類本草》(1108),第一部私著官修本草。

王維一(北宋人):著《銅人俞穴針灸圖經》(1027),並鑄針灸銅人。

楊介(北宋人):繪《存真圖》(1102-06),為傳統醫學最詳盡解剖圖。

劉完素(1120-1200):金元四大家之一,創寒涼派。

張從正(1156-1228):金元四大家之一,創攻下派。

李杲(1180-1251):金元四大家之一,創補土派。

朱震亨(1281-1358):金元四大家之一,創養陰派。

宋慈(1186-1249):著《洗冤錄》(1247),世界首部法醫著作。

(以上醫藥學家)

陳敷(1076-﹖):著《陳敷農書》(1149),首部江南水田耕作農書。

(農學家)

樂史(北宋人):著《太平寰宇記》(976-984),開方誌列入人物、藝文先河。

程大昌(南宋人):編繪《禹貢山川地理圖》(1177),世界首部印刷地圖。

朱思本(1273-1333):編繪《輿地圖》,以「計里畫方」繪製。

(以上地學家)

 

此外,第一千禧年之後的三百年,還有如下重大科技成就:

一、火藥用於軍事。火藥約發明於晚唐,但用於軍事卻始於宋代。曾公亮主編兵書《武經總要》(1044)載有三種火藥配方。宋金戰爭時,發明霹靂炮、震天雷等火炮。高宗紹興二年(1132),民軍首領陳規發明火槍;理宗開慶元年(1259)壽春民軍進一步發明突火槍,為後世槍炮始祖。銅管或鐵管炮至遲出現於元初,由突火槍演變而來。

二、發明指南針。首見於《夢溪筆談》,以指南針航海首見於北宋末年朱彧《萍洲可談》(1119),至南宋咸淳年間已見「針盤」之名,磁針與方位盤組成的原始羅盤已出現了。

三、瓷器的發展。宋代磁器以北方的定窯、磁州窟、鈞窯、耀窯及南方的景德鎮窯、越窯、龍泉窯和建窯等八大名窯著稱,汝窯、吉州窯也頗知名。宋瓷已使用白色、米色、紫色等釉料,到元代,已出現青花、釉裡紅等兩色瓷。

四、水力機械。從王禎《農書》及宋人繪畫中可以看出,宋元期間曾大量使用水輪,用於舂碓、研磨、鼓風、戽水、紡紗等用途。水力機械已應用曲柄,變迴旋運動為往覆運動,只要向前踏出一步,將水力換成蒸汽,工業革命就可能在中國發生。可惜在這關鍵時刻,中國卻走向全面倒退。

五、膽水煉銅。將鐵投入硫酸銅溶液將銅取代的工藝始於漢代的煉丹家,至宋代用於煉銅,這是兩宋銅產量大增的主要原因。

六、整理醫方。以官方力量,延攬醫學名家編成《太平聖惠方》(992)、《和濟局方》(1151)、《聖濟總錄》(1118),對後世影響甚大。

 

 

第二個三百年

和第一千禧之後的第一個三百年相比,第二個三百年就要遜色得多。在哲學上,堪與周敦頤、二程、朱熹、陸九淵相比肩的只有一個王守仁(1472-1528)。在史學上,沒有一人可以和司馬光、鄭樵、馬端臨列為同一個等級。在文學上,詩、詞、文都不足稱述,戲曲只有湯顯祖(1550-1616)的《玉茗堂四夢》(1587-1601)可以撐起門戶,不入當時文壇主流的小說家施耐庵(1296-1370?)、羅貫中(1330-1400?)悄悄綻放異彩。美術也遠不如兩宋、元初,黃公望(12691354)的山水和徐渭(1521-1593)的大寫意花卉差堪與前朝相拮抗,書法則完全無法和兩宋的「蘇黃米蔡」及元初的趙孟頫相比。

在科技上,第一千禧之後的第二個三百年也大為衰退。在這三百年中,郭有遹所遴選的第一流「科技天才」有兩位,他們是:

李時珍(1518-1593):著《本草綱目》,集本草學大成。

朱載堉(1536-1614):著《樂律全書》(1595年起刊刻,1606年刊行),首創十二平均律的理論與計算法。

 

除了這兩位第一流「科技天才」,值得一提的寥寥無幾,他們是:

朱橚(1361-1425):編《救荒本草》及《普濟方》(1406),後者為歷代最大方書。

程大位(1533-1606):著《算法統宗》,集珠算大成。

屠本畯(明中葉人):著《閩中海錯疏》(1596),首部水產動物專書。

 

此外,這三百年中可以稱述的科技成就還有:

一、人痘接種。約始自隆慶年間(1567-1572),一直使用到清末民初,對天花有一定的預防作用。

二、景德鎮瓷器。永樂年間,景德鎮成為全國最大瓷器製造中心。明初發展出五彩、鬥彩、粉彩等瓷藝。

 

 

第三個三百年

歷史畫卷展讀到1600年(萬曆二十八年),第一千禧之後的第三個三百年開始了。這時已屬明末,朝廷的高壓統治隨著國力式微而減弱,人民的「自由度」相對提高,因而較明初和明中葉出現較多人才。

在國史上,衰世往往人才輩出。錢穆在《中國歷史人物》一文中早已指出:「中國歷史上的人物,似乎衰亂世更多於治盛世,而且又強過治盛世。」所謂治盛世,就是皇權可以切實控制天下的時期。漢、唐、兩宋的皇帝不如後世專制,所以雖處治盛世也亦不致過份扼殺人才。明、清高度極權,愈是治盛世,愈是萬馬齊瘖。明末、清初的人才輩出,和民國初年湧現出大批人才是一個道理。

第一千禧之後的第三個三百年,哲學上差堪稱述的有清初三大儒──黃宗羲(1610-1695)、顧炎武(1613-1682)、王夫之(1619-1692)和戴震(1732-1777),史學上有顧祖禹(1624-1680)和趙翼(1727-1814),文學上有戲曲家孔尚任(1648-1718)和小說家馮夢龍(1574-1645)、蒲松齡(1640-1715)、曹雪芹(?-1763),美術上有八大(1624-1705)和石濤(1642-1718?)。值得注意的是,這些人才多集中在明末清初;其次,主流文學和主流美術,較上一個三百年更為江河日下了。

在郭有遹的第一流「科技天才」名單中,千禧年之後的第三個三百年(郭氏原書指清代)一個也沒有,不過稱得上大家的仍有:

徐光啟(1562-1633):著《農政全書》(1639),譯《幾何原本》(1603-1607)。

宋應星(1587-1666):著《天工開物》(1634-1637)。

徐霞客(1587-1641):著《徐霞客遊記》,長期從事地理考察。

方以智(1611-1671):著《物理小識》(1652)。

王肯堂(1552-1639):著《證治準繩》。

葉天士(1667-1746):著《溫熱論》(1746),創溫病學派。

吳其濬(1789-1846):著《植物名實圖考》,傳統植物學壓卷之作。

 

千禧之後的第三個三百年,值得稱述的科技成就有:

一、餖版套色。出現於明末,以胡正言《十竹齋畫譜》(1627-1644)最具代表性。

二、坩鍋煉鋅。創始於明末,利用一種簡單的冷凝裝置,將鋅蒸汽回收為金屬鋅。

從上述資料可以看出,千禧之後第三個三百年的科技成就主要集中在明末,一入清季就黯然失色。遍查案頭多種科技史典籍,清代的科技成就無疑是秦漢大一統以來最弱的一朝。

 

 

結語

第一千禧年之後的頭三百年,是中國傳統科技的黃金時代。蒙古亡宋(1279)之後的頭二十年,兩宋餘緒未泯,宋代(及金)所培養出的朱世傑、楊輝、郭守敬等及稍後的王禎,勉強維持住「夕陽無限好,只是近黃昏」的景況。此後即一再衰退,到清代衰退至谷底。不幸的是,當中國人的創造力零落至龔自珍所謂的連「才偷」、「才盜」都闕如時,卻碰上了如日中天的西方文化!這是中國的宿命,讓我們懷著歷史原罪努力救贖吧。

 

(原刊《科學月刊》199910月號)