摘 要:六朝是中國古代科學(xué)和技術(shù)的高速發(fā)展期。近400年的歷史中,在數(shù)學(xué)、天文學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)藥學(xué)等領(lǐng)域取得了很高的成就。為更好地保護(hù)六朝的文化遺產(chǎn),本文在前人研究的基礎(chǔ)上,對(duì)六朝科技中天文、歷法、醫(yī)藥、機(jī)械、冶煉等領(lǐng)域的成就進(jìn)行有針對(duì)性的梳理和介紹。
關(guān)鍵詞:六朝科技;文化遺產(chǎn);科學(xué)技術(shù)史
六朝是中國歷史上文化高度發(fā)展和繁榮期。在此期間,文學(xué)、史學(xué)、經(jīng)學(xué)、玄學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科和領(lǐng)域都取得了較高的成就。六朝也是中國古代科學(xué)和技術(shù)的高速發(fā)展期。近400年的歷史中,以建康為中心,六朝在數(shù)學(xué)、天文學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)藥學(xué)等領(lǐng)域取得了很高的成就,這一時(shí)期科學(xué)技術(shù)的發(fā)展標(biāo)志著中國南方在科學(xué)技術(shù)史上的首次,也是全面的崛起。
但遺憾的是,現(xiàn)在提及六朝科學(xué)技術(shù)上的成就,似乎只有祖沖之計(jì)算圓周率、趙爽證明勾股定理、祖暅的“祖暅原理”以及葛洪等人在煉丹和化學(xué)領(lǐng)域的成就。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,對(duì)六朝科技中天文、歷法、醫(yī)藥、機(jī)械、冶煉等領(lǐng)域的成就進(jìn)行有針對(duì)性的梳理和介紹。
1 天文及歷法領(lǐng)域
1.1 陳卓的全天星官系統(tǒng)和錢樂之的渾天儀
陳卓,孫吳時(shí)期擔(dān)任太史令,西晉滅吳后離開建業(yè)前往洛陽,繼續(xù)擔(dān)任太史令一職,永嘉年間重返建康,在東晉政權(quán)復(fù)任太史令。擅長占星和觀測(cè)天文星象,著有《天文集占》《四方宿占》《渾天論》等天文學(xué)著述。陳卓在天文學(xué)上最重要的貢獻(xiàn)在于將戰(zhàn)國和秦漢時(shí)期的天文學(xué)成果進(jìn)行檔案匯編,并進(jìn)行星官圖的完整繪制。根據(jù)《隋書》的記載,夏商周和戰(zhàn)國時(shí)期,歷朝歷代的各國都有專門的官員記載星象,其中最知名的是殷商的巫咸、齊國的甘德和魏國的石申夫。陳卓將其整理統(tǒng)計(jì)為包含283位星官和1565顆星的全天星官系統(tǒng)。[1]
錢樂之,劉宋時(shí)期太史令。根據(jù)陳卓的全天星官系統(tǒng),鑄造了銅制的渾天儀。分別用紅色、黑色和白色來表示巫咸、甘德和石申夫的星官。錢樂之所做的渾天儀一直沿用到南朝滅亡,后于隋開皇九年(公元589年)運(yùn)往長安,保存于觀象殿。[1]
1.2 何承天與“元嘉歷”
在中國的傳統(tǒng)歷法中,根據(jù)月亮繞太陽公轉(zhuǎn)的周期來規(guī)定每個(gè)月的天數(shù),也稱之為一個(gè)朔望月?!八贰笔侵柑柡驮铝咙S道經(jīng)度相同的石刻,兩次朔之間的時(shí)間就是一個(gè)月。但由于月亮運(yùn)動(dòng)的不均勻性,兩次朔的時(shí)間不盡相同。因此,在漢代的歷法中,采用“平朔”,即通過觀測(cè)來估算出每個(gè)月的平均值,但誤差較大。何承天觀察天文,通過太陽和月亮的位置關(guān)系,較為精確地推斷出每個(gè)月的長度,使每個(gè)月的初一即朔日,使歷法更為科學(xué)的符合星體的運(yùn)行規(guī)律,這種歷法即“定朔”。在此研究基礎(chǔ)上,何承天創(chuàng)建了“元嘉歷”。盡管由于多種原因,正式頒布“元嘉歷”依然采用了平朔法,但其創(chuàng)作的“定朔法”卻沿用了下來,被祖沖之在“大明歷”中借鑒。
1.3 祖沖之與“大明歷”
祖沖之在何承天的基礎(chǔ)上,更進(jìn)一步,在歷法中引進(jìn)“歲差”的概念。所謂歲差,是指地球在自轉(zhuǎn)的過程中,由于受到其他星體的引力等作用,在公轉(zhuǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一定的偏差,使回歸年(即歷法中的一年)稍短于恒星年(地球公轉(zhuǎn)一周的實(shí)際時(shí)間)。因此需要設(shè)置閏月進(jìn)行補(bǔ)足。根據(jù)祖沖之向孝武帝的上表中描述,在舊歷法中,每19年有7閏,每200年就會(huì)產(chǎn)生一天的誤差。如果采用大明歷的話,每391年有144閏,可以沿用萬世不產(chǎn)生偏差。[2]在祖沖之的大明歷中,一回歸年約為365.2428天,交點(diǎn)月為27.2123天,已經(jīng)非常接近現(xiàn)代的測(cè)量結(jié)果(分別為365.2422日和27.2122日)。遺憾的是,大明歷并沒有在劉宋大明年間正式使用,直到南梁天監(jiān)九年(公元510年)才正式由梁武帝頒布使用,根據(jù)祖沖之大明年間的上表“以日辰之號(hào),甲子為先,歷法設(shè)元,應(yīng)在此歲”,更為“甲子元?dú)v”,正式在南朝使用。
2 醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域
2.1 “博物學(xué)家”陶弘景及《本草經(jīng)集注》
陶弘景歷劉宋、南齊和南梁三朝,博學(xué)而多才,在化學(xué)煉丹、中醫(yī)藥、宗教、鑄造、文學(xué)等領(lǐng)域都有一定的研究,稱得上是一位“博物學(xué)家”。根據(jù)《梁書》和《南史》的記載,他曾在南齊高帝時(shí)期入朝為官,后辭官前往句容的茅山修道。但即使在山中,也與梁武帝私交甚密,甚至南梁的國號(hào)都與其援引的圖讖有關(guān),蕭衍受禪后也多次派人前往拜訪,于是他又有“山中宰相”[3]之稱。
根據(jù)《南史》中的記載,陶弘景“所著學(xué)苑百卷,孝經(jīng)、論語集注、帝王年歷、本草集注、效驗(yàn)方、肘后百一方、古今州郡記、圖像集要及玉匱記、七曜新舊術(shù)疏、占候、合丹法式”,[3]但大多散佚,對(duì)后世中醫(yī)藥作出重大貢獻(xiàn)的《本草經(jīng)集注》僅存敦煌石室的殘本,但其主要內(nèi)容可從《證類本草》《新修本草》《本草綱目》《太平御覽》等書得以窺見。
《本草經(jīng)集注》大約撰寫于南齊永明年間,完成于永元年間。陶弘景認(rèn)為,經(jīng)歷魏晉兩朝的流傳,漢朝的《神農(nóng)本草經(jīng)》已經(jīng)愈發(fā)混亂,需要進(jìn)行整理。于是他從《神農(nóng)本草經(jīng)》和《名醫(yī)別錄》中各選取365種藥物進(jìn)行合編和整理,按“草、木、米食、蟲獸、玉石、果菜和有名未用”7個(gè)類別進(jìn)行歸類。這是中國藥物首次按照自然屬性進(jìn)行分類,這也是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的藥物分類法之一,并沿用千年。此外,陶弘景發(fā)明了“諸病通用藥”的分類形式,根據(jù)病情對(duì)藥物的使用進(jìn)行分類,便于醫(yī)生和患者對(duì)癥下藥?!侗静萁?jīng)集注》的貢獻(xiàn)還在于系統(tǒng)性地歸納總結(jié)前朝的中藥學(xué),首次提出藥物的劑量和用法,首次提出炮制通則,將之前散落在各類典籍中的炮制技術(shù)進(jìn)行整理和分類等。
《肘后百一方》又名《補(bǔ)闕肘后百一方》,也是陶弘景重要的醫(yī)學(xué)著作之一,在葛洪《肘后方》的技術(shù)上進(jìn)行完善和補(bǔ)充。
2.2 《肘后備急方》
葛洪在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最重要的著述之一就是《肘后備急方》。該書顧名思義,是一部可以置于手肘,便于隨身攜帶的急救或應(yīng)急手冊(cè),也是我國古代第一部臨床急救的醫(yī)療手冊(cè)。葛洪認(rèn)為,大量的中藥材就在人們的身邊,如果能使用好就能治好大多數(shù)疾病,不需要去看醫(yī)生了。因此,他撰寫了一部百卷的《玉函方》,遺憾的是此書已經(jīng)散佚,無從考證?!队窈健芬粫瓿珊螅鸷檎J(rèn)為該書不易攜帶,于是在其中選取了部分適合用于急救的藥方以完成《肘后備急方》。由于該書中的療法簡單易學(xué),藥方中的藥材大多易得或廉價(jià),因此受到普通老百姓的推崇。
《肘后備急方》在醫(yī)藥學(xué)上的貢獻(xiàn)不止于此。例如其中記載,被瘋狗咬傷之后,可通過將該狗捕殺,取其腦組織敷在傷口上的方式來預(yù)防狂犬病的發(fā)作。這種做法可以被看作是免疫療法的雛形。另外,書中詳細(xì)記載了名為“尸注”和“鬼注”的病情,這也是我國最早對(duì)傳染病的記載。
另外值得一提的是,我國首位諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的獲得者屠呦呦女士曾表示,她研制出青蒿素的靈感正是來自葛洪《肘后備急方》中“青蒿一握,以水二升漬,絞取汁,盡服之”的記載,讓她意識(shí)到高溫會(huì)使青蒿素的活性成分受損,因此她采用沸點(diǎn)僅有35℃的乙醚來提取。
2.3 龔慶宣、劉涓子與《劉涓子鬼遺方》
劉涓子,劉宋時(shí)期的醫(yī)學(xué)家,曾隨劉裕出征,負(fù)責(zé)醫(yī)療傷者。元嘉十九年(公元442年),根據(jù)其行醫(yī)的經(jīng)驗(yàn),編撰成《劉涓子鬼遺方》一書,后由劉涓子后人輾轉(zhuǎn)傳至南齊龔慶宣處。龔慶宣將其整理分類,使之流傳后世?!秳缸庸磉z方》為我國現(xiàn)存最早的外科專著之一,對(duì)隋唐甚至日本和朝鮮的骨科和外科醫(yī)術(shù)都有較為深遠(yuǎn)的影響。該書初為10卷本,現(xiàn)流傳的宋刻本僅剩其中5卷。作者聲稱為“黃父鬼”的遺方,因此稱之為“鬼遺方”,實(shí)則根據(jù)劉涓子在軍中的行醫(yī)經(jīng)驗(yàn),重點(diǎn)論述了癰疽的治療方法。此外,該書也論述了腸體脫垂、骨折等疾病的醫(yī)療方法。
2.4 雷敩與《雷公炮炙論》
“炮制”是中醫(yī)藥中一門獨(dú)特的工藝,從某種程度上而言,中藥的歷史就是一部炮制的發(fā)展史。根據(jù)史料的記載,“炮制”最早可追溯到春秋時(shí)期,經(jīng)歷春秋戰(zhàn)國和秦漢近1000年的發(fā)展,中藥已經(jīng)積累了大量的炮制中藥材的經(jīng)驗(yàn),但缺乏一部專著來記錄和整理。劉宋時(shí)期的雷敩填補(bǔ)了空白,編寫了中國首部炮制學(xué)專著,對(duì)劉宋之前的中藥炮制的手法和成就作出了全面系統(tǒng)的總結(jié)。作者雷敩,生卒年月不詳,根據(jù)李時(shí)珍的考證,應(yīng)為劉宋時(shí)期的中藥學(xué)家。《雷公炮炙論》早已亡佚,現(xiàn)存本為1932年張?bào)K輯佚本,根據(jù)近年來學(xué)者的研究發(fā)展,其訛誤較多,不能充分反映雷敩所著的原貌。相比較而言,北宋唐慎微的《經(jīng)史證類備急本草》大量引用了《雷公炮炙論》的原文,可供今人一窺原貌。根據(jù)現(xiàn)有史料,可知《雷公炮炙論》分為3卷,用蒸、煮、炒、炙、炮、煅、浸等7種類型記錄了288種藥物的炮制方法,其中部分制法至今仍在沿用。
2.5 陳延之與《小品方》
《小品方》,又名《經(jīng)方小品》,大致成書于劉宋和南齊年間,為我國重要的醫(yī)學(xué)著作之一,在唐朝年間,與張仲景的《傷寒論》一書并為行醫(yī)者的必讀書目。原書已經(jīng)散佚,現(xiàn)傳版本為后世輯校版本,日本東京尊經(jīng)閣藏有原本殘卷。所謂“小品”,即與“大品”相對(duì)。陳延之將該書的定位類似于葛洪的《肘后備急方》,適合人們?nèi)粘y帶使用。
通過后世的輯校版本,雖不可再現(xiàn)《小品方》的原貌,但也可在一定程度上一睹其風(fēng)采。該書在魏晉醫(yī)家醫(yī)方的基礎(chǔ)上進(jìn)行修正和再創(chuàng)新,對(duì)于多種病癥提出了新的見解。如在傷寒病的認(rèn)知上,葛洪將“傷寒、時(shí)行、瘟疫”混為一談,陳延之明確指出這3種病雖有相似之處,但不可混淆,并分別就3種病癥給出治療方案;在婦產(chǎn)科方面,率先提出了產(chǎn)褥期應(yīng)滿百天,有利于孕婦身體的恢復(fù),甚至提出了如胎兒不健康,應(yīng)通過藥物流產(chǎn)的先進(jìn)觀點(diǎn);在急救和預(yù)防方面,對(duì)于溺水的人應(yīng)暖身平躺,幫助其將水排出;長久不通氣的地窖,人不應(yīng)直接下去,先把家畜放進(jìn)去查看是否會(huì)窒息。這些急救和生活常識(shí)至今仍在使用。
除此之外,《小品方》對(duì)五官、皮膚、瘧疾等多種疾病都提出了新見解和新醫(yī)方,在此不一一陳述。
3 以指南車、記里鼓車為代表的機(jī)械制造技術(shù)
我國很早就制成過指南車,最早見于史料的是東漢時(shí)張衡制成的指南車,但于東漢末年失傳;三國時(shí)期魏國的馬鈞通過多次試驗(yàn),再次制成指南車,但很快又失傳。等劉宋末年,指南車終于又一次在祖沖之的手中再現(xiàn)。根據(jù)《宋史》的記載,祖沖之的指南車通過機(jī)械控制齒輪來實(shí)現(xiàn):在初始狀態(tài)下,指南車指向正南方,指向系統(tǒng)和車輪的動(dòng)力系統(tǒng)相互分離,車輪不影響指向;當(dāng)車輛向左(即向東)或向右(即向西)轉(zhuǎn)向時(shí),指向系統(tǒng)的右端或左端的齒輪卡上動(dòng)力系統(tǒng)的齒輪,根據(jù)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度,帶動(dòng)指向系統(tǒng)圖指向東面或西面,從而實(shí)現(xiàn)指南車的指向功能,這也是我國最早的離合齒輪系統(tǒng)。[4]
記里鼓車又名司里車、大章車,發(fā)明者和發(fā)明年代已經(jīng)無從考證,到六朝時(shí)期已經(jīng)較為普及,《晉書》[5]《宋書》[6]《南齊書》[2]均有記載。記里鼓車的工作原理與現(xiàn)代汽車的里程表相似,展現(xiàn)了六朝時(shí)期高超的科技水平。《宋史》中還記載了記里鼓車在宋朝的做法和傳統(tǒng)做法,傳統(tǒng)做法即六朝時(shí)期的做法:記里鼓車為兩輪車,車輪直徑為六尺,車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈為一丈八尺(三尺),六朝時(shí)期六尺為一步,三百步為一里。車上設(shè)置有兩個(gè)小木人,分別負(fù)責(zé)敲鼓和敲鐘。車軸上設(shè)置有立齒輪和傳送裝置,車輪每轉(zhuǎn)一圈,帶動(dòng)立齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)一圈,立齒輪依次帶動(dòng)傳送裝置中的下、中、上平齒輪,三個(gè)平齒輪依次變小,通過“旋風(fēng)輪”進(jìn)行傳遞。當(dāng)車前進(jìn)一里,中平齒輪旋轉(zhuǎn)一圈,小人敲鼓一下。當(dāng)車行走十里,小平齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)一圈,小人敲鐘一下。[4]
4 以“灌鋼法”為代表的鋼鐵冶煉技術(shù)
早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期,南方的金屬冶煉技術(shù)已經(jīng)取得了較高的成就。西漢時(shí)期,鐵器冶煉技術(shù)逐漸成熟,漢和帝宣布鹽鐵開禁,進(jìn)一步促進(jìn)了冶煉技術(shù)的成熟,部分鐵器已經(jīng)初步達(dá)到鋼的水準(zhǔn)。孫吳時(shí)期,由于境內(nèi)銅鐵礦資源豐富,又由于戰(zhàn)爭對(duì)兵器和鎧甲等戰(zhàn)備物資的需求,進(jìn)一步促進(jìn)了鋼鐵冶煉技術(shù)的發(fā)展。根據(jù)《梁書》的記載,南梁時(shí)期為了浮山堰的建設(shè),僅一次就沉鐵千萬斤,[7]一定程度上也反映了六朝時(shí)期鋼鐵冶煉技術(shù)的發(fā)達(dá)。
六朝時(shí)期的鋼鐵冶煉技術(shù)主要分為“百煉法”和“灌鋼法”兩種類型?!鞍贌挿ā钡臍v史可上溯到漢朝:將熟鐵在煉鋼爐中加熱到1000℃后加入碳粉,之后經(jīng)過反復(fù)的折疊和錘擊,使碳粉充分而均勻地融入鋼化的鐵中。由于此過程需要多次重復(fù),即“千錘百煉”,因此稱為“百煉鋼”。孫吳時(shí)期,南方的“百煉鋼”技術(shù)不如北方,但在東晉和南朝時(shí)期,南方的技術(shù)逐漸趕上,與北方并駕齊驅(qū)。
在發(fā)展“百煉鋼”技術(shù)的同時(shí),南朝發(fā)展出了特殊的“灌鋼”技術(shù)。所謂“灌鋼”,是指將生鐵與熟鐵一同加熱,由于生鐵的熔點(diǎn)低于熟鐵,融化后會(huì)將其中的碳伴隨著生鐵的鐵水“灌入”熟鐵中,從而煉成含碳量較高的鋼。相對(duì)于“百煉法”,“灌鋼法”更易操作,也便于大規(guī)模的煉制——只要能夠控制好生鐵和熟鐵的比例,就可以大規(guī)模地?zé)捴瞥龈哔|(zhì)量的鋼材。因此,“灌鋼法”從南朝起,逐漸取代“百煉法”,成為后世重要的鋼鐵冶煉技術(shù)。
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作者簡介:徐晨希(1987—),男,江蘇南京人,博士研究生,通訊作者,研究方向:文化遺產(chǎn)保護(hù)。