许仁忠：路漫漫，吾将上下求索: 我的人生回忆 (128)

（续）第十一篇 教学相长   学在教中 — 我的教学心得与感悟

在欧洲中世纪黑暗时代的这千年左右的时间中，东方中国的科学技术发展迅速，在宋元的时候达到了巅峰，科学技术的发展带来了文明的进步，比肩中世纪欧洲黑暗时代，东方文明辉煌的科学技术成果无异起到了引领世界科学技术发展的先锋作用。

火药从北宋开始就广泛的应用于各方面，特别是军事方面。北宋初年，曾用以制作火箭、火球等，后来又出现带爆炸性的霹雳炮。南宋时期更出现铁火炮、突火枪枪、火铳等新式武器，这些武器威力巨大，被广泛使用在对蒙战争中。《武经总要》是仁宗时期官方编修的一部详细的军事理论与军事技术的巨著，其中就有大量的火器介绍与火药的配制方法。后来在蒙古人西征时，火药又被传到西方 。

活字印刷在宋朝发展很快，表现了是古代中国历史上科技进步最快，胶泥活字印刷术诞生于宋朝，一直到1440年德国谷登堡的铅字活字印刷术出现和印刷术开始在欧洲传播以后，世界各地居民的识字率才开始攀升。

指南针在宋代发展也很快，北宋初期人们发现了人工磁化法，用天然磁石摩擦钢针，制出指南针。人们学会把指南针固定在方位盘里，制出了罗盘针。当时的罗盘还是水罗盘，即将磁针横贯着灯芯浮在水面。水罗盘在南宋时已得到普遍使用。旱罗盘中国在明朝嘉靖年间也出现并使用。

天文学与历法在宋朝也取得了极大的成就，历法在北宋一共更改了十九次，是中国历史上历法改革非常频繁的时代。元世祖先后在上都、大都、登封等处兴建天文台与回回司天台，设立了远达极北与南海的27处天文观测站，在测定黄道和恒星观测方面取得了远超前代的突出成就。元朝有名的天文学家有郭守敬、王恂、耶律楚材、扎马鲁丁等人。耶律楚材曾编订有《西征庚午元历》，1267年扎马鲁丁撰进《万年历》，郭守敬等人修改历法，以近世截元法主持编订了《授时历》。

传统数学在宋朝取得很大成就与进步，贾宪、秦九韶和杨辉都是出众的数学家，著名的成果有“杨辉三角形”等，数学著作则有《数书九章》和《杨辉算法》。元朝数学涌现出了一批杰出数学家及其著作。如李冶及其《测圆海镜》、《益古演段》，朱世杰及其《算学启蒙》、《四元玉鉴》。李冶提出的天元术（即立方程的方法）及朱世杰提出的四元术（即多元高次联立方程的解法），是具有世界性影响的新成就，算盘在元代也初具规模。

宋朝是中国历代当中陶瓷艺术的鼎盛时期，其形制优美，高雅凝重，不但超越前人成就，即使后人仿制也少能匹敌。宋瓷经学者研究归纳，以定、汝、官、哥、钧五大名窑最为出名。海上丝瓷之路的便利，使中国瓷器开始畅销到世界各地。

宋代的大炮使人类战争史进入到热兵器时代，炮身铁铸造，射生铁铸造的球型爆炸炮弹，1126年，金人围攻汴京，李纲在守城时曾用霹雳炮击退金兵。

钻探深井技术这溯源得到很好的发展，卓筒井是直立粗大的竹筒以吸卤的盐井，发明于北宋庆历年间(公元1041年-1048年)，比西方早800多年，其口径仅有竹筒大小，然而能打井深达数十丈，被称为“中国古代第五大发明”、“世界石油钻井之父”，科技界对卓筒井有一个很形象的比喻：“没有卓筒井，就没有海湾战争”。

宋代的战船已普遍采用水密舱壁技术，提高了不沉性。可以保护船只避免进水而沉没，至今仍是船舶设计中重要的结构形式。南海一号的发现，证明了中国是最早发明水密艙壁这项技术的国家。

复闸形式的运河船闸在984年淮南转运使乔维岳负责治理淮河创建，二斗门是复闸形式的运河船闸，从而提高了河运能力后来影响世界。

记载宋元时期中国科学技术发展的有两部著名的著作，一部叫《梦溪笔谈》，另一部是《天工开物》。《梦溪笔谈》是北宋科学家、政治家沈括（1031年—1095年）所撰，是一部涉及古代中国自然科学、工艺技术及社会历史现象的综合性著作。沈括在晚年用笔记文学体裁写成<梦溪笔谈>二十六卷,再加上<补笔谈>三卷和<续笔谈>,共列有条文六百零九条,遍及天文、数学、物理、化学、地学、生物以及冶金、机械、营造、造纸技术等各个方面,内容十分广泛、丰富,是中国科学史的重要著作。<梦溪笔谈>中所记述的许多科学成就均达到了当时世界的最高水平。

沈括自身在科技方面就颇有造诣，在数学领域，沈括创立了隙积学和会圆术两种数学方法，而这两种方法发展到今天，则分别是等差数列和由弦求弧。沈括因此被称为”中国算学的模范人物”。在天文领域，沈括改进了测量天体方位的浑仪和测定时刻的漏壶，制造了测日影的圭表，创制了十二气历，参照节气定月，其科学程度不输咱们现行的公历。地理学方面，沈括首先推出华北平原过去曾是海滨，乃是由河水冲积而成。他关于“流水侵蚀作用”形成山体的观点，更是比西方早了700年。物理学方面，沈括发现了磁偏角现象，比西方早了400多年，光学中的小孔成像，滤光应用，声学中的应弦共振现象、空穴效应，沈括都提出了想要的理论解释。化学方面，沈括曾率先采用胆水炼铜、用石油制墨的技术。最厉害的是，当时的沈括已经发现了石油的重要性，他曾断言”此物必大行于世”。

因为沈括本人具有很高的科学素养，因而《梦溪笔谈》所记述的科技知识基本上反映了北宋的科学发展水平和他自己的研究心得。早在19世纪中期，日本就排印了这部名著，20世纪，法、德、英、美、意等国家都有学者、汉学家对《梦溪笔谈》进行系统而又深入的研究。英国科学史家李约瑟评价《梦溪笔谈》为“中国科学史上的坐标”。

《天工开物》由明代著名科学家宋应星初刊于1637年，共三卷十八篇，全书收录了农业、手工业，诸如机械、砖瓦、陶瓷、硫磺、烛、纸、兵器、火药、纺织、染色、制盐、采煤、榨油等生产技术。作者在书中强调人类要和自然相协调、人力要与自然力相配合，是中国科技史料中保留最为丰富的一部，它更多地着眼于手工业，反映了中国明代末年出现资本主义萌芽时期的生产力状况。

全书分为上中下三卷18篇，并附有123幅插图，描绘了130多项生产技术和工具的名称、形状、工序。全书分为《乃粒》（谷物）、《乃服》（纺织）、《彰施》（染色）、《粹精》（谷物加工）、《作咸》（制盐）、《甘嗜》（食糖）、《膏液》（食油）、《陶埏》（陶瓷）、《冶铸》、《舟车》、《锤煅》、《燔石》（煤石烧制）、《杀青》（造纸）、《五金》、《佳兵》（兵器）、《丹青》（矿物颜料）、《曲蘖》（酒曲）和《珠玉》等篇。

《天工开物》全书详细叙述了各种农作物和手工业原料的种类、产地、生产技术和工艺装备，以及一些生产组织经验。上卷记载了谷物豆麻的栽培和加工方法，蚕丝棉苎的纺织和染色技术，以及制盐、制糖工艺。中卷内容包括砖瓦、陶瓷的制作，车船的建造，金属的铸锻，煤炭、石灰、硫黄、白矾的开采和烧制，以及榨油、造纸方法等。下卷记述金属矿物的开采和冶炼，兵器的制造，颜料、酒曲的生产，以及珠玉的采集加工等。

《天工开物》中分散体现了中国古代物理知识，如在提水工具（筒车、水滩、风车）、船舵、灌钢、泥型铸釜、失蜡铸造、排除煤矿瓦斯方法、盐井中的吸卤器（唧筒）、熔融、提取法等中都有许多力学、热学等物理知识。在《五金》篇中，明确指出，锌是一种新金属，并且首次记载了它的冶炼方法。《天工开物》中记录了农民培育水稻、大麦新品种的事例，研究了土壤、气候、栽培方法对作物品种变化的影响，又注意到不同品种蚕蛾杂交引起变异的情况，说明通过人为的努力，可以改变动植物的品种特性，得出了“土脉历时代而异，种性随水土而分”的科学见解。

中国宋元时代的科学技术发展与欧洲中世纪黑暗形成鲜明的对比，达到巅峰的古代中国科学技术创造了自己的辉煌之后，在进入近代的明末清初后嘎然停止，而此时西方科学技术冲破中世纪黑暗之后得以迅猛发展。这使得英国著名科学史专家李约瑟明确的提出了他的难题“尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献，但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生？”，这是需要我们认真探讨的问题。

（未完待续）

On 08/15/22 @ 21:00

• About
• Latest Posts

许仁忠

Latest posts by 许仁忠 (see all)

• 许仁忠：路漫漫，吾将上下求索: 我生活中的繁琐小事(287) - 07/05/24
• 许仁忠：路漫漫，吾将上下求索: 我生活中的繁琐小事(286) - 07/04/24
• 许仁忠：路漫漫，吾将上下求索: 我生活中的繁琐小事(285) - 07/03/24

相关文章：

许仁忠：科学技术简史 (16) 许仁忠：路漫漫，吾将上下求索: 后 记 许仁忠：路漫漫，吾将上下求索: 我的人生回忆 (致读者) 许仁忠：路漫漫，吾将上下求索: 我的人生回忆 (4) 许仁忠：路漫漫，吾将上下求索: 我的人生回忆 (26) 许仁忠：路漫漫，吾将上下求索: 我的人生回忆 (12)