第15课 高度繁荣的宋元文化（一）

毕昇

　　印刷术的发明给人类文化的传播开辟了极其广阔的道路，对于推动世界文明的发展起过极大的作用。正因为这样，印刷术和火药、指南针一起，被马克思称为"预告资产阶级社会到来的三大发明"。马克思联系欧洲的历史发展阐述说："火药把骑士阶层炸得粉碎，指南针打开了世界市场并建立了殖民地，而印刷术却变成新教的工具，总的来说变科学复兴的手段，变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。"（《经济学手稿（１８６１－１８６３年》），《马克思恩格斯全集》第４７卷第４２７页）

　　印刷术是我国古代劳动人民经过长期实践和研究才发明的。

　　自从汉朝发明纸以后，书写材料比起过去用的甲骨、简牍、金石和缣帛要轻便、经济多了，但是抄写书籍还是非常费工的，远远不能适应社会的需要。至迟到东汉末年的熹平年间（公元１７２－１７８年），出现了摹印和拓印石碑的方法。大约在公元６００年前后的隋朝，人们从刻印章中得到启发，在人类历史上最早发明了雕版印刷术。

　　雕版印刷是在一定厚度的平滑的木板上，粘贴上抄写工整的书稿，薄而近乎透明的稿纸正面和木板相贴，字就成了反体，笔划清晰可辨。雕刻工人用刻刀把版面没有字迹的部分削去，就成了字体凸出的阳文，和字体凹入的碑石阴文截然不同。印刷的时候，在凸起的字体上涂上墨汁，然后把纸覆在它的上面，轻轻拂拭纸背，字迹就留在纸上了。

　　到了宋朝，雕版印刷事业发展到全盛时期。雕版印刷对文化的传播起了重大作用，但是也存在明显缺点。第一，刻版费时费工费料，第二，大批书版存放不便，第三，有错字不容易更正。

　　北宋平民发明家毕昇发明了活字印刷术，改进雕版印刷这些缺点。毕昇是北宋中期的一个普通平民知识分子，当时人称布衣。他总结了历代雕版印刷的丰富的实践经验，经过反复试验，在宋仁宗庆历年间（公元１０４１－１０４８）制成了胶泥活字，实行排版印刷，完成了印刷史上一项重大的革命。

　　毕昇的方法是这样的：用胶泥做成一个个规格一致的毛坯，在一端刻上反体单字，字划突起的高度象铜钱边缘的厚度一样，用火烧硬，成为单个的胶泥活字。为了适应排版的需要，一般常用字都备有几个甚至几十个，以备同一版内重复的时候使用。遇到不常用的冷僻字，如果事前没有准备，可以随制随用。为便于拣字，把胶泥活字按韵分类放在木格子里，贴上纸条标明。排字的时候，用一块带框的铁板作底托，上面敷一层用松脂、蜡和纸灰混合制成的药剂，然后把需要的胶泥活字拣出来一个个排进框内。排满一框就成为一版，再用火烘烤，等药剂稍微熔化，用一块平板把字面压平，药剂冷却凝固后，就成为版型。印刷的时候，只要在版型上刷上墨，覆上纸，加一定的压力就行了。为了可以连续印刷，就用两块铁板，一版加刷，另一版排字，两版交替使用。印完以后，用火把药剂烤化，用手轻轻一抖，活字就可以从铁板上脱落下来，再按韵放回原来木格里，以备下次再用。毕昇还试验过木活字印刷，由于木料纹理疏密不匀，刻制困难，木活字沾水后变形，以及和药剂粘在一起不容易分开等原因，所以毕昇没有采用。

　　毕昇的胶泥活字版印书方法，如果只印二三本，不算省事，如果印成百上千份，工作效率就极其可观了，不仅能够节约大量的人力物力，而且可以大大提高印刷的速度和质量，比雕版印刷要优越得多。现代的凸版铅印，虽然在设备和技术条件上是宋朝毕昇的活字印刷术所无法比拟的，但是基本原理和方法是完全相同的。 　　

郭守敬

　　郭守敬（1231～1316），中国元代的大天文学家、数学家、水利专家和仪器制造家。字若思，顺德邢台（今河北邢台）人。生于元太宗三年，卒于元仁宗延二年。

　　郭守敬幼承祖父郭荣家学，攻研天文、算学、水利。元十三年（公元1276年）元世祖忽必烈攻下南宋首都临安，在统一前夕，命令制订新历法，由张文谦等主持成立新的治历机构太史局。太史局由王恂负责，郭守敬辅助。在学术上则王恂主推算，郭主制仪和观测。

　　至元十五年（或十六年），太史局改称太史院，王恂任太史令，郭守敬为同知太史院事，建立天文台。当时，有杨恭懿等来参予共事。经过四年努力，终于在至元十七年编出新历，经忽必烈定名为《授时历》。

　　《授时历》是中国古代一部很精良的历法。王恂、郭守敬等人曾研究分析汉代以来的四十多家历法，吸取各历之长，力主制历应"明历之理"（王恂）和"历之本在于测验，而测验之器莫先仪表"（ 郭守敬），采取理论与实践相结合的科学态度，取得许多重要成就。

　　郭守敬为修历而设计和监制的新仪器有：简仪、高表、候极仪、浑天象、玲珑仪、仰仪、立运仪、证理仪、景符、窥几、日月食仪以及星晷定时仪12种（史书记载称13种，有的研究者认为末一种或为星晷与定时仪两种）。

　　在大都（今北京），郭守敬通过三年半约二百次的晷影测量，定出至元十四年到十七年的冬至时刻。他又结合历史上的可靠资料加以归算，得出一回归年的长度为365.2425日。这个值同现今世界上通用的公历值一样。

　　中国古历自西汉刘歆作《三统历》以来，一直利用上元积年和日法进行计算。唐、宋时，曹士等试作改变。《授时历》则完全废除了上元积年，采用至元十七年的冬至时刻作为计算的出发点，以至元十八年为"元"，即开始之年。所用的数据，个位数以下一律以100为进位单位，即用百进位式的小数制，取消日法的分数表达式。

　　晚年，郭守敬致力于河工水利，兼任都水监。至元二十八至三十年，他提出并完成了自大都到通州的运河（即白浮渠和通惠河）工程。至元三十一年，郭守敬升任昭文馆大学士兼知太史院事。他主持河工工程期间，制成一些精良的计时器。

沈括

　　沈括，字存中，浙江钱塘（今杭州）人，生于宋仁宗天圣九年（公元１０３１年），自幼勤奋好读，十四岁就读完了家中的藏书。他二十四岁开始踏上仕途。

　　沈括做过海州沭阳县（今年在今江苏省）主簿，并历任东海（在今江苏省）、宁国（在今安徽省）、宛丘（今河南省淮阳县）等县县令。三十三岁考中进士；被任命做扬州司理参军，掌管刑讼审讯。三年后，被推荐到京师昭文馆编校书籍，在这里他开始研究天文历算。宋神宗熙宁二年（公元１０６９年），曾担任过管理全国财政的最高长官三司使等许多重要官职。宋神宗熙宁五年（公元１０７２年），兼任提举司天监，职掌观测天象，推算历书。接着，沈括又担任了史馆检讨，熙宁六年（公元１０７３年）做集贤院校理 ，使他有机会读到了更多的皇家藏书，充实了自己的学识。

　　熙宁九年（公元１０７６年），沈括被诬劾贬官，出知宣州（今安徽省宣城一带）。三年后，因守边有功，元丰五年（公元１０８２年），升龙图阁直学士。但是不久又遭诬陷，降职做均州（今湖北省均县）团练副使。哲宗元二年（公元１０８７年），沈括花费二十年心血编修的《天下州县图》完成，被特许亲自到汴京进呈。次年，定居润州（今江苏省镇江）梦溪园。

　　沈括学识渊博，从事研究的领域极其广阔，因此取得的成就也是多方面的。

　　首先，沈括十分重视发展农业生产和兴修水利，写了《圩田五说》、《万春圩图书》等关于圩田方面的著作。而且沈括为保卫北宋的疆土也做出过重要贡献。在熙宁七年（公元１０７４年）担任河北西路察访使和军器监长官期间，编成《修城法式条约》和《边州阵法》等军事著作。

　　可以说沈括是一个杰出的天文学家。熙宁五年（公元１０７２年），沈括负责领导司天监以后，研究改革了浑仪（测量天体方位的仪器）、浮漏和影表等旧式的天文观测仪器。还制造了测日影的圭表，改进了测影方法。沈括把他的研究成果写成《浑仪议》、《浮漏议》和《景表议》等三篇论文，是我国天文学史上的重要文献。

　　在晚年 ，沈括提出了用"十二气历"（ 纯粹的阳历）代替原来的历法（阴阳合历）的主张，这个历法既符合天体运行的实际，也有利于农业活动的安排。现在世界各国采用的公历（阳历），其实在分月上还不如沈括的"十二气历"合理。

　　沈括在数学方面也有精湛的研究。他创立了"隙积术"和"会圆术"。不仅促进了平面几何学的发展，而且在天文计算中也也起了重要的作用。

　　沈括对物理学研究的成果也是极其丰富而珍贵的。《梦溪笔谈》中所记载这方面的见解和成果，涉及力学、光学、磁学、声学等各个领域，特别是磁学，沈括第一次明确地谈到磁针偏角问题。他指出："方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。"这是世界上关于地磁偏角的最早记录，西方要到公元１４９２年哥伦布第一次航行美洲的时候才发现 ，比沈括的发现晚了四百年。

　　在化学方面，沈括注意到石油资源丰富，"生于地中无穷"，还预料到"此物后必大行于世"，这一远见已为今天所验证。"石油"这个名称也是沈括首先使用的。沈括在地学方面也有许多卓越的论断，他观察研究了从地下发掘出来各种各样化石，明确指出它们是古代动物和植物的遗迹，并且根据化石推论了古代的自然环境。在欧洲，直到四百多年后的文艺复兴时期，意大利人达·芬奇对化石的性质才开始有所论述

　　沈括晚年在梦溪园认真总结自己一生的经历和科学活动，写出了闻名中外的科学巨著《梦溪笔谈》和《忘怀录》等。宋哲宗绍圣二年（公元１０９５年），逝世。他一生著作多达几十种，但是保存到现在的，除《梦溪笔谈》外，仅有综合性文集《长兴集》和医药著作《良方》等少数几部了。

　　在《梦溪笔谈》一书中。这部以笔记体裁形式写成的科学著作，除上面谈到的几方面之外，内容还包括考古、语言、史学、文学、音乐、绘画以及财政、经济等等，从自然科学到社会科学，应有尽有。《梦溪笔谈》原有二十六卷，后来增加《补笔谈》三卷，《续笔谈》一卷，总计三十卷。全书分成十七类，共六百零九条，十几万字，是一部内容十分丰富可以说是集前代科学成就之大成的光辉巨著，被誉为"中国科学史上的坐标"。 在世界文化史上也有重要的地位。