一、科技史話
(一)先秦科技
考古學和遠古曆史
我們可以沿著兩條線索來認識中華民族的遠古曆史。一條是考古學的線索,另一條是神話傳說的線索。由於中國的曆史悠久而相對連續完整,它的內容就顯得比其他民族的曆史更為豐富。無疑,考古學和神話傳說的兩條線索對於認識真實的中國遠古曆史來說具有相互補充的意義。
對中國土地上遠古人類的現代考古學研究是從科學家裴文中(1904~1982)等考古學家們於1929年在北京周口店發現第一個北京猿人頭蓋骨開始的,這種研究盡管是實證的,但卻是片斷的,其結論經常被新的發現所補充、改寫甚至推翻。神話傳說盡管包含了想像的成分,卻是產生於遠古時代生活長河中的一朵不息的浪花,因而對中國遠古曆史也是不可回避的一部分。
考古學發現中國土地上的遠古人類有:元謀人、藍田人、北京人,以及馬壩人、長陽人、丁村人、柳江人、資陽人、山頂洞人、河套人、峙峪人……
除了各種石器、骨器和木器等原始工具外,已發現的遠古人類所掌握的一項最重要的技術是用火——這在170萬年前的元謀人那裏似乎就已經開始了。到了數萬年前的河套人那裏,這些體質上已具有現代人特征的人已經掌握了人工取火的方法。
接著是母係氏族繁榮時期的仰韶文化、馬家窯文化和由母係氏族過渡到父係氏族時期的青蓮崗文化、屈家嶺文化、大汶口文化、龍山文化、良渚文化和齊家文化。這些文化的時間跨度約有2000年(前4000~前2000左右)。在這一段時間裏,古人慢慢掌握了製陶技術,並開始用赤鐵礦和氧化錳在陶器上繪製各種美麗的彩色花紋、圖案,以及樸素優美的圖畫。陝西半坡村出土的6000多年前的彩色陶瓶表明,屬於仰韶文化的半坡人已經有了固定的住所,所謂“上古穴居而野處,後世聖人,易之以宮室,以待風雨”(《易傳·係辭下》)。在物理學知識方麵,半坡人已經了解到容器在盛水之後重心會發生變化。
原始紡織技術也是這個時期出現的,它從最初的手工編網編席發展而來,母係家族中的婦女們是最初的發明者。有了紡織技術,人們夏天可以穿著用葛藤、麻類植物的纖維編織成的麻衣和草鞋,冬天則穿著由動物毛皮縫成的皮衣和革履。原始的養蠶製絲技術也在這個時期出現。有了這些衣物,人們才可以“衣冠楚楚”。另外,這個時期的人們從結繩和刻契記事開始,過渡到了發明一些符號來記錄或表示他們生活中的大事和思想。從這裏,中華古老文明中的珍珠:古代世界最精美的陶瓷、最華貴柔美的絲綢錦緞、獨一無二的成熟的象形方塊字等等,便開始煜煜閃爍了。
從曆史學的角度,我們對於神話中開天辟地的盤古、煉石補天的女媧不能多說什麼,但是從父係氏族社會開始,傳說中的曆史便開始和以上考古學發現的曆史迭接在一起。神話傳說可能是對真實的人和事跡的理想化傳頌。追隨著神話的蹤跡,我們就會進入真實的有文字記載的曆史之中。
韓非子(約前280~前233)告訴我們的最早傳說中的人物是構木為巢的聖人有巢氏,接著是鑽燧取火的聖人燧人氏。這兩個人物身上的想象成分太多了。
在接近真實曆史的門坎上,我們最早遇到的是中國西部地區古代部落的宗神——神農氏炎帝。相傳他出生在渭河的支流薑水,曾“斫木為耜,揉木為耒,耒耨之利,以教天下”(《易傳·係辭下》),且“身自耕,妻親織”(《淮南子·齊俗訓》),並“嚐百草水土甘苦”(《越絕書》)。可見這些西部人民最早開始農耕生活,他們在農耕技術方麵要先人一步,可能最先發明原始的木犁、木鏟、木鋤,製陶技術也最發達,在以草為藥方麵也最有經驗。據說炎帝的後裔發展成為四支部落,其中一支是後來到湖北一帶燒山造田的烈山氏。另一支是曾治過水、並同東夷蚩尤在太行山之東打過一場戰爭的共工氏,後來協助武王伐紂而受封於齊的薑太公呂尚便是共工部落的後裔。在呂尚這位可信的曆史人物身上便可找到神話傳說同有據可考的曆史的結合點(不過,關於武王伐紂的小說《封神演義》中的英雄們仍然保持了半神半人的形象,可見後人對這段遙遠朦朧的曆史依然要靠想像來補充)。當時西方的部落群曾將火和水作為氏族的神聖之物,炎帝在字麵上有火的形象,說明這些人對掌握用火技術印象深刻,他們最初的農耕大概是從刀耕火種開始的,而水對幹旱西部的農業命運攸關。顯然,對於這樣一個開始主要依靠農業和土地來生活的部落來說,在後來掌握了冶金技術之後,產生關於“金木水火土”的五行學說就是自然而然的了。
傳說中中國淮河流域氏族部落的始祖是太,他是東部古代部落群的始祖。這些東方部落群包括在山東半島上活動的少部落和有名的蚩尤部落,其後還有皋陶、伯益、高陽氏顓頊、高辛氏帝嚳等。接近大海和豐沛的河流下遊可能使他們對舟船和魚網的發明和應用最為重視,所謂“刳木為舟,剡木為楫,舟楫之利,以濟不通之遠,以利天下”(《易傳·係辭下》)。平原上的生活也使他們較早地發明車並馴養牛馬拉車,所謂“服牛乘馬,引重致遠,以利天下”(《易傳·係辭下》)。蚩尤以五金作兵的傳說說明這些人可能最早從製陶中發現了冶銅的技術,並開始嚐試性地應用。據說這些東方部落群中曾出現了當過整個華夏人集團首領的舜,商朝和春秋時的楚國也是以這支部落群的後裔為主幹建立的。東方古代部落群當時采用的氏族標誌有龍和玄鳥鳳凰(《詩經》:天命玄鳥,降而生商。一說玄鳥為燕子),它們後來都成了中華民族最重要的圖騰。其中龍被賦予最顯明的政治意義,被視為皇帝的象征,它的形象也被作為一些建築的裝飾,而且還是民間慶祝春節時遊戲的道具。鳳凰則是百鳥之王——最尊貴的飛禽。春天飛來的燕子同樣是一種吉祥的候鳥,為從事農耕的中國人所喜愛。傳說中商人始祖由玄鳥卵生,曲折地反映了古代先民對遠古時代子女按母係計算的事實的朦朧記憶。
在中國北部生活的古代部落群傳說中的始祖是黃帝軒轅氏。這是一個由狩獵轉向遊牧生活的強悍的部落群,所以在對馬的馴養和弓箭的製造方麵高人一籌。傳說弓箭是由黃帝的大臣揮發明的,所謂“弦木為弧,剡木為矢,弧矢之利,以威天下”(《易傳·係辭下》)。這個部落群的氏族標誌是威猛的虎豹羆貅,後來著名的華夏首領堯和大禹便是這一部落群的後裔。此外,一直在中國北方生活的戎人、狄人以及匈奴人,同黃帝部落群有著最親近的同源關係。
農業的發展和技術的改善,導致人口增加,生產規模擴大,狩獵範圍擴張,開發新的地域成為需要。這三大部落群在空間發展方麵不期而遇了。曆史上最初的華夏人在很大程度上就是由這三大部落群和散居在他們周圍和中間的所謂苗人和蠻人融合而成的。在這個融合過程中,除了自然交往、聯姻和妥協,戰爭常常是不可避免的。其中規模最大的戰爭有共工部落和蚩尤部落之間的涿鹿(太行山東側)之戰;共工部落失敗後與北方遊牧的黃帝部落結盟,擒殺蚩尤的冀州之戰;黃帝和炎帝兩大部落群為爭奪盟主而發生的阪泉之戰。最終,遊牧的黃帝部落群戰勝了農耕的炎帝部落群而成為華夏人的盟主。
黃帝部落群在成為盟主後又經過“五十二戰而天下鹹服”(《國語·魯語上》),大概於公元前2550年左右,創造了一個北方、西方和東方三大部落群融合的局麵。
黃帝時代的發明和炎黃文化
黃帝部落群的征服以部落聯盟代替了原有的部落群。這個最強大的部落群的氏族首領在開始一直擔任著聯盟的盟主。由於征服後的和平,各部落人民相互交往的區域擴大了,新的發展機會增加了,協作勞動有了更大的規模,從而促成了一次東、北、西三方技術的交流和進步。
黃帝時代的先民在技術方麵取得的進步給人以深刻的印象,傳說中的黃帝時代是一個遠古科技繁榮的時代。西方先進的農耕技術影響了北方和東方;養蠶、用絲織衣和製陶技術由西方推廣到了原來遊牧的北方黃帝部落中,傳說中黃帝的妻子嫘祖是一個養蠶製絲的能手;東方的輕舟和平原地區的車由於引重致遠而得到了改進(共鼓、貨狄作船);牛和馬用來拉車(胲駕牛),北方人則開始學習乘馬;石器工具得到了改進;弓矢和石斧石矛裝備了戰士;原始文字開始統一(倉頡造字,《易傳·係辭下》中則記有:“上古結繩而治,後世聖人,易之以書契,百官以治,萬民以查”);首領身邊的大臣還開始著手製定曆法(羲和占日,常儀占月,臾區占星氣,容成造曆法);數學知識有了進步(隸首作算術)。
一些文獻還認為黃帝時代中國的先民完成了一項古代世界的偉大發明——黃鍾。戰國時呂不韋(?~前235)的門客所編寫的《呂氏春秋》把這一發明歸於伶倫,有的文獻則提到伶倫和另一個發明者榮將共作音律。根據《漢書·律曆誌》的記載,黃鍾是一個用竹管做成的律管。它的長度為9寸,截麵積為9平方分,容積為81立方分,用它吹奏出來的聲音為音樂中的基音。在製作新樂器時要通過振動頻率的共鳴來確定新樂器的基調,這便是所謂“同聲相應”的效果。另外,規定黃鍾律管的體積為1龠,2龠為1合,10龠為1升,10升為1石。這樣,容量單位便確定了。黃鍾律管中盛入黍,可容1200粒,重為12銖,它的兩倍24銖為1兩,16兩為1斤。這樣,重量單位就確定了。由於一年為12個月,所以,黃鍾的基本參數同天文數字也有關係。《國語·周語》是這樣記述的:“……是故先王製鍾也,大不出鈞,重不過石,律、度、量、衡於是乎生。”
根據著名中國科技史家李約瑟(1900~1995)以及其他一些學者的意見,黃鍾的發明把中國古代的音樂、天文、長度、麵積、體積、重量等單位初步統一於一體,這是世界上最早的偉大創舉。這一發明和規定對中國幾千年中的計量、數學、天文、器樂乃至許多科學技術學科的發展都產生了深刻的影響。黃鍾製最初采用的九和十二成了中國文化中相當重要的數字。從計量學的角度看,它構成了中國科學技術的重要基礎。此舉開創了以自然界不變常數(在這裏是固定律管的振動頻率)為基準確定單位製的先例。
如果黃帝時代的伶倫和榮將發明黃鍾隻是傳說基礎上的史家之言,中國民間大量的度量習慣更能說明中國古代度量衡的標準多取於自然。例如“布指知寸,布肘知尋”,“一舉足為跬,兩舉足為步”,“一手之盛謂之溢,兩手謂之掬”,“蠶吐絲為一忽,十忽為絲”等。關於黃鍾的說法同這種民間普遍的度量方法是相符合的。
這裏特別需要指出的是,黃帝後來被尊為“人文初祖”,和炎帝二人被並稱為“炎黃”。盡管我們今天從考古學和實證曆史學的角度還不能把黃帝和炎帝看做真實和具體的曆史人物,但他們所代表的遠古文化卻已被視為中華文化最主要的古代源頭。在這個意義上,中華文化中對炎黃的尊崇,不但是一種在悠遠的曆史中追宗念祖的情懷,而且也反映了這一文化的一些基本精神,它們由傳說中炎帝和黃帝的一些典型事跡所代表。我們一方麵可以說黃帝和炎帝這樣的傳說人物用他們的事業和事跡塑造了中華文化的最初形象;反過來也可以說,中華古代先民用他們的事業和對生活的理解塑造了炎帝和黃帝這樣的人格典範,用他們的具體形象來體現一種古華夏的文化精神。透過上述傳說中的事跡可以看出,炎帝和黃帝作為中華遠古文化精神的代表,在才能方麵是富於智慧、善於創造的,這種智慧和創造性尤其體現在科技方麵;在品德方麵是勤勞和勇敢的,並且樂於用他們自己的智慧和才幹為民造福;在行為方麵能夠為民表率;在業績方麵則能夠統一天下,建立規範,為社會的發展開創新的局麵。事實上,這種人格典範便是中國文化中的“聖人”和“賢者”。從這個基礎上出發,後來人們又把在倫理道德方麵成一家之言和影響深遠的孔子稱為“聖人”,還把“內聖外王”作為政治家最崇高和最完美的人生境界,把有德的君王稱為“聖王”,把品德高尚而又才能非凡的人物稱為“賢者”,這就為中華文明的發展塑造了一種模範。這種崇尚智慧和創造性、讚賞能人智士、褒揚高尚品格和道德的文化精神,在很大程度上也是一種理想精神,是中華民族生生不息的精神動力和文化活力。這種精神也使中國古人創造出了古代世界層出不窮的科技成果,形成了內容獨特的中華文化。
銅器和甲骨文明
夏王朝延續了400多年之後,黃河下遊的一個夏的屬國商強大起來了。這個地區的先民在冶銅和應用牛馬拉車方麵處於先進地位,技術發達。他們的奴隸製國家在強大的夏王朝勢力圈的邊緣上頑強地崛起。據《竹書紀年》記載,夏朝最後一個王桀在位15年時天上星隕如雨,還發生了一次地震,15年後又一次地震。公元前1600年左右,商的國王湯在夏社會內部危機重重和屬國離心之際發難,在河南封丘東部鳴條戰役中,湯的精銳的戰車隊擊潰了夏軍,從而建立了商朝。這是重新積聚起力量的東部對中原的勝利。
商朝這個奴隸製帝國,留下了大量遺跡和文獻,它的統治長達600多年,治區是以黃河中下遊為中心的廣大區域,並在周圍有許多屬國。商在前期由於氏族殘留下來的“兄終弟及”的繼承製度產生過內亂,也遇到過無數自然災害的威脅,都城曾屢次遷徙,最後在盤庚為王的公元前1300年左右遷至河南安陽的殷,逐步穩定下來。
商代時期中國古代銅器時代的文明達到了高峰。它的標誌是:青銅武器戈、矛、刀、斧、箭鏃、盔……盛酒的尊、、彝;喝酒的爵、觥(有的用獸角做成);以及祭祀用的鼎。其中有湖南寧鄉出土的一座人麵紋鼎;1939年在河南安陽出土的司母戊鼎,它是商王為祭祀其後母——戊而鑄造的,高133米,重875千克,為現存最大的商代出土銅器(藏中國曆史博物館)。另外,商代人已有了銅鏡,出土器物中包括一把用隕鐵做的鐵刃銅鉞。大量的農業和手工業工具及塗青釉的原始瓷器也出現了。牛耕在商代已發明,鐵的最初開發利用在商後期也已開始。商代還在織布方麵發明了提花機。這一高超技術在漢代向西傳播,影響了中亞和西方的紡織技術。當時的商賈趕著牛車,載著陶器、絲麻織品、銅工具等到遠方去做買賣:“肇牽牛車,遠服賈用”(《尚書·酒誥》)。
商代在文化和科學方麵有了很大的進步,這在很大程度上要歸功於商王集中起來的一批專門人才,他們被稱為卜師和貞人,在最初的國家學校裏從事對王族和貴族子弟的教育,同時從事研究和學術活動,也參與政治和宗教活動。目前發現商代甲(龜甲)骨(牛或獸骨)和銅器上銘文中的文字已達到3500個左右。商人飼養著成群的各類家畜,在農耕之餘還從事漁獵,卜辭中記載一次放火焚山,得到犀牛71頭,野豬15隻,獐25隻。大量的牛骨、龜甲和獸骨滿足了甲骨文的寫作。這些甲骨文從形象上來看處於古老的圖畫文字和刻契向規範化的漢字過渡的階段,從數量上看,已奠定了漢字的基礎。有了這套甲骨文字,商王朝開始書寫國家典籍和曆史文獻,並用毛筆記錄一些次要的事件。用毛筆書寫在甲骨上的文字不易保存,但寫起來卻容易得多。商代的天文學家們已開始係統地觀測、記錄天文現象和氣象,他們最先在世界上記錄了一顆超新星。從此開始,到1700年為止,曆代所記錄的新星和超新星達到了90顆。商代的曆法已發展成為一種初步完備的陰陽合曆(殷曆),采用了六十幹支記日法,用甲骨文表達的十進製位值記數法已接近成熟。十進製的位值記數法在後世逐步完善,通過與印度和阿拉伯數學的彙流,成了當代人類數學大廈最重要的基礎結構。奇數、偶數、倍數的概念在商代也出現了。商代甲骨文中記載的疾病已達16種。砭石被用於治病。土、木、石材料建築(還沒有磚瓦)和音樂藝術都有了相應的發展。尤其是音樂藝術的發展,為西周初期十二律的產生奠定了基礎。
當銅器文明達到頂峰的時候,人們對神和祖先亡靈的崇拜也達到了登峰造極的地步。最高的神“帝”主宰著一切,商王代表它進行統治,大量的占卜活動是為了取得帝和祖先的旨意,遺留下來的甲骨文中有著大量的卜辭。顯然,強化了的宗教觀念是財產和社會地位的守護神,它同財產的世襲繼承製度是相一致的。帝和神的受益者自然是商王和奴隸主貴族,但大批弱小病老的戰俘和部分奴隸卻常常充當了敬帝祭神時的無辜犧牲品和殉葬者。商的祭祀包括戰前祈求帝和祖先的護佑、戰勝後的獻禮、節日祭祀、水澇旱災時對神的祭祀以及商王和奴隸主死後的祭禮。殉葬則有生殉和殺殉。祭祀和殉葬的人數從幾人到幾百人不等。後人在欣賞湖南寧鄉出土的商代大銅鼎上凝重而莊嚴可怖的人麵像和大量出土銅器上的銘紋、獸圖和甲骨文字時,或許也會想到同這些古代文明聯係在一起的古代奴隸們的命運。
革命、天命和天文學
商朝後期,貴族之間離心,奴隸主貴族和奴隸、平民之間“相為敵仇”(《尚書·微子》),西北方一個新興的強盛屬國周以“戎車三百乘、虎賁三千人、甲士四萬五千人”伐商。在牧野(河南商都朝歌附近)戰役中,商軍中一部分奴隸和南方戰俘臨時編成的軍隊倒戈,商王紂在絕望中自焚而死。西周王朝約在公元前1046年建立。
周原來是黃帝後裔中姓姬的一支人所建立的商朝屬國。姬姓部落曾同炎帝後裔的薑姓世代通婚,真可謂屬於炎黃子孫。周人的勝利使中國西北方的力量成為中原的主宰。
周人剪滅了商貴族的勢力,也征服了那些原先臣服商的小國。從武王開始到周公和成王時代,周朝進行了一次巨大的政治經濟改革:把征服的土地和奴隸連同征服地區的人民分封給了周的王公貴族、親戚和親臣,建立了以眾多的王公親臣為世襲首腦的諸侯國。從商貴族手中剝奪的土地被劃為井田,由農奴耕種,由封地所在的諸侯代周王管理,周王在分封時謹慎地保留了收回諸侯權力和封地的大權。夏和商的屬國是異姓的貴族建立的。周的封國則是王族、王族的親戚和親臣受封建立的,它們之間的政治關係要密切得多。眾多的(共70多個)諸侯國起著藩屏周王朝的作用。在周的土地上,“天有十日,人有十等”(《左傳·昭公七年》),存在著以親疏貴賤關係為序的各類貴族、平民、為周王耕種的農奴以及完全沒有社會地位的奴隸。
周人推翻了以“帝”為最高主宰的統治中原達600多年的商王朝,除了強大的武力之外還必須有偉大的思想力量,因為這是翻天覆“帝”的事業。商人崇拜的至高無上的神是帝,周人則提出了一個新的主宰——天。在統軍伐商的周武王看來,“惟天惠民,惟辟奉天”,“商罪貫盈,天命誅之”,而且“天矜於民,民之所欲,天必從之”(《尚書·泰誓》),統治者明德慎罰,便能順天意而治天下;統治者失道,天意則會另有所屬。周王朝初期大刀闊斧的政治經濟革命是以殷商滅亡為鑒而順應天意的行為,其目的是為了大治天下。周王被稱為天子,受天命而製天下。
這是一個了不起的思想革命。盡管抽象的天依然是人的主宰,但周人已有了“天命靡常”(《詩經·文王》)和“天不可信”的大膽想法,使人可以從天命可變的角度去理解社會的變革和自然界的變化。由於人的行為體現天意,便在天的名義下鼓勵了人而冷落了神。武王革命中所包含的這種對天命的新理解,不但是當時政治經濟改革的思想支柱,而且也導致了周代乃至整個春秋戰國時代逐漸對人的重視,成為人們從商代時期盛行的迷信習俗中解放出來的思想酵母。周初留下的古老文獻《周易》中的占卜文字和商代甲骨文上的卜辭相比,已有明顯的人的因素滲透到神的旨意中,過去多用神的旨意解釋的現象,在周代則開始用人的行為來解釋了。
根據《周易》賁卦的彖辭,當時的聖賢“觀乎天文,以察時變;觀乎人文,以化成天下”。在這裏,天文與人文、天命與人事的內容和它們之間的關係已成了華夏文化中的一個重要部分。在整個中國古代曆史中,周代產生的這種天命思想的影響極為深遠。例如,朝代的更替被視為天數的安排或天意的改變,改變曆史麵貌的壯舉被稱頌為扭轉乾坤或轉日回天。任何一個王朝建立時,都宣稱是受天命而治天下;任何一個王朝衰落臨亡時,天命的思想則成為下層人民揭竿而起和亂世英雄取天下而代天子的思想武器。在中國古代人民生活的其他方麵,我們同樣可以看到這種思想的影響。例如,父子兄弟關係被稱為天倫,人的自然壽命是天年,招災惹禍是觸動天怒,人定勝天則是革命的口號。“蒼天保佑”也是古人祈禱時的口頭禪。
不過,周人為了不至於讓這種革命性的思想反對政治上的貴族統治,又同時提出了德的概念,周初的大政治家和思想家周公還製定了一套等級名分製度——周禮。周人的敬德就是要人們遵循周禮。《禮記·王製》中有“作奇技奇器以疑眾者殺”的說法,顯然是擔心不受社會規範限製的技術進步會引發奢侈,產生不平,助長爭鬥。周禮作為天命思想在政治上的反麵補充而存在,它是春秋時代儒家思想的淵源。通過儒家思想,禮對中國的曆史和文化的影響同樣是深遠的,甚至超過了革天之命的思想。革命和禮教,在很大程度上是中國古代政治生活的一個對立統一的矛盾核心。
天命的思想對中國科學的發展同樣產生著極深刻的影響。一方麵,它使人從商代那種對“帝”的被動的敬畏和服從狀況中解放出來,積極地去觀察和了解體現天意的自然現象,從而不自覺地推動自然知識的發展。另一方麵,由於主宰萬物的天被看成有意旨的神,天的意旨通過各種自然現象表現出來,特異的天象(天文、氣象和地震、物候等現象均包括在內)被視為天對人間政治的警告。具有神性的天意隻能用人的感覺來觀察和體會,但要預測或用人的理智來揭示它的奧秘卻是困難的,甚至是危險的,因為泄漏天機是不祥的。因而,中國的古代學者們對自然現象的觀測和數據計算達到了極為細致精確的程度,但卻沒有產生像希臘人那樣徹底追求自然法則的熱忱。許多學科(尤其是天文學方麵)中的觀測事實和計算數據常常把人們引到了自然法則的麵前,但至高無上、奧秘無窮的天數使不少科學家望而卻步。
天命的思想對中國天文學的影響最為直接。為了體會天意,周公在周朝為穩定中原和控製東方而建立的新都—東京(洛)附近的嵩山之陽(大禹的故都,今河南登封告成鎮)建立了觀星台。一批天文學家集中在這裏長期觀測天象,並用土圭測日影,用漏水壺計時,武王時的史佚和後來的馮相氏、保章氏都是周的天文官(稱太史)。周的天文學家們可能已發明了渾天儀的前身——璿璣玉衡。璿璣是觀測儀器的轉動部分,玉衡是其固定部分。在天文學家工作的基礎上,西周人用十二地支把一日分為十二個時辰,與一年十二個月對應,這也成了中國古代通用的計時方法。在當時,人們對日月食現象已十分注意,並將其與人間政治聯係起來。周公建立的第一座觀星台所在的地方後來在典籍中被稱為“地中”或“土中”,即標準的地點,嵩山則被視為五嶽之中。
從周公以後,中國的曆代王朝都設立專門的天文機構,在所有古代科學家中,天文學家同王朝的關係最為密切,甚至超過了宮廷禦醫。他們充當著上天旨意和王朝政治之間的信息傳遞者。他們平時的主要工作有三項:觀測天象,研究和修訂曆法,測時報時。其中觀測天象的目的和結果也都和占星活動聯係在一起。在這裏,天文學與占星術融於一爐,天數的觀念和自然界秩序的觀念合為一體。另外,中國古代大城市中作為中心建築的鍾樓和鼓樓也和天文學家的測時記時工作聯係在一起。晨鍾暮鼓的聲音曾伴著中華民族的生活響徹了幾千年的曆史空間,天所代表的天數和人對自然時序的認識同時體現在報時的鍾鼓聲中。
西周的社會、科技和曆史
西周(前1046~前771)初期分封建國時所進行的政治經濟改革深深埋下了巨大社會曆史變革的種子。在諸侯的地位和財產可以世襲繼承的情況下,血緣關係越來越疏遠的諸侯王公便可能在周天子的政治統治機器效率降低時由代理的管理者變成實際的所有者,而且他們越是擴大自己的地盤、土地、奴隸和人民數量、財產和軍事力量,就越能夠加強自己相對獨立的政治和經濟地位。周王權力的下放為諸侯讓開了發展進取的場地。在這個時代,技術的發展便大大加快了速度。另外,周天子在分封過程中把大部分奴隸變成了耕種井田的農奴,他們有了相對的人身自由,不再是商代那種可以同牲畜一樣隨意處理的奴隸,勞動積極性有了提高。由於周王和諸侯直接管理的奴隸數量都相對地減少了,周代在祭祀和殉葬方麵所用的人數已大大減少。在周王名義管理和諸侯實際管理的社會政治經濟格局中,奴隸、農奴、平民、大小貴族的命運之擺都有趨向新的平衡位置的可能性,社會生活中的機會增多了,技術和科學知識的大樹也加快了生長。
西周近300年,仍屬於青銅時代,但冶鑄青銅的作坊麵積和規模比商代更大了,銅在鑄鼎和鑄造日用器皿方麵的用量有所減少,這種有限的寶貴資源被更多地用到了武器和手工業工具的製造方麵。除了各類武器製造得更加銳利之外,戈矛一體的銅戰戟已得到普遍應用。商代隻有銅盔,甲則仍用皮革製造;西周除了銅盔之外,還有了銅甲,而皮製的盾則成了戰車上戰士的重要防護武器。西周的手工業種類繁多,分工更細,一些製作中心已成了相互協作的綜合性工場,號稱“百工”。例如兵車的製造就由木工、金工、漆工、皮革工幾個工種按序分工製成。西周手工業和技術方麵的一個傑作是銅陽燧的發明和製造。這是一個凹形銅鏡麵,置於太陽之下能聚陽光取火。《詩經》中關於農業生活的大量詠歎表明井田上的農業已經顯出繁榮景象。中小型灌溉係統建立起來了,人們按照土地的肥瘠程度實行輪作,多稼的大田裏長著小麥、大麥、穀、稻、豆、糜、麻,家屋周圍的小田裏有瓜、瓠、葵、韭,屋牆邊和近田的山坡上則有桑、桃、棗、梅、杏等。對於馬、牛、豬、羊,這時不但開始了良種的選配,而且還對馬和豬進行閹割馴養。在夏商以來手工織機改進和養蠶業發展的基礎上,天子和貴胄們能夠夏著絲綢,春秋著綺,冬裝裘皮。在居室方麵,自夏、商以來夯土建高台、在高台上建屋宇的“王者之居”還在牆頭和屋頂擱上了瓦。當然,奴隸和生活無起色的平民們依然穿著用葛藤、大麻、苧麻等植物纖維編織而成的麻布衣,住在土屋或草房之中。
盡管在原始社會和夏商時代已經積累了一些自然知識,但隻有在對遠古的自然崇拜和商代的神靈崇拜發生懷疑之後,人們才能以人的眼光來看待自然。西周初期以來對天命和人的關係的新看法使人們以更積極的態度來看待自然。這時醫療術已和巫術分開,醫生成為專門職業。中國曆史上影響深遠的陰陽學說和五行(金木水火土)說在西周已成為係統化的哲學,開始反映在各種自然知識和社會知識中。按照五行說,木金火水土分別代表東西南北中五個方位,這五個方位又分別以青白紅黑黃五色來表示。這構成了中國古代的宇宙顏色論。根據這個古老哲學和當時的天命思想,當時的天文學家兼卜師們寫成《易經》一書,把相傳為伏羲所造的八卦發展成了一套帶有神秘色彩的無所不包的學說。在八卦中,一代表陽,一代表陰,一代表天(乾),一代表地(坤),一代表水(坎),一代表火(離),一代表雷(震),一代表山(艮),一代表風(巽),一代表沼澤(兌)。通過天地水火雷山風澤八種卦象搭配所得的六十四卦象征著各種自然現象和人事現象。這實際上也正是古代人試圖通過陰陽和八卦的認知框架來把握複雜的自然現象和生活現象,其中浸透著古人對自然規律的直覺感悟和對生活本質的體味,是自然知識和生活智慧的一種結晶。八卦中包含著二進製數學的神秘起源,可能還開創了中國古代數學家用算籌計算的傳統,它也成了民間粗俗的占卜算命活動的淵藪。當時西周的數學家們已經開始用算籌進行簡單的四則運算。算籌從此成為算盤發明前中國人的基本運算工具。因為用竹棒計算,故“算”字為“竹”頭。此外,大量生物學、物候學和氣象學知識也反映在農業和社會生活的文獻記載中,其中《詩經》中對草、木、蟲、魚、鳥、獸的分類從現代的觀點看來也有合理的地方。古人在這方麵的認識順序也反映在漢字的偏旁部首和結構中。
西周時的國家學校已辦得相當出色。“大學在郊,天子曰辟雍,諸侯曰泮宮。”(《禮記·王製》)學校中所設的六門課程是禮(政治)、樂(音樂)、射(射箭)、禦(駕馭戰車的技術)、書寫、算術。在音樂方麵,當時人們已經認識了十二律和七聲音階。這十二律是:黃鍾、大呂、太簇、夾鍾、姑洗、仲呂、蕤賓、林鍾、夷則、南呂、無射、應鍾,七聲音階是宮、商、角、徵、羽五聲和變徵、變宮。在數學方麵,戰國時代由後人整理成書的《周髀算經》便是周時宮廷學校的教本。這本書以周公和商高的對話形式寫成,它已經對幾何學中的勾股定理作了清楚的闡述。這是大量天文計算的結果。《周髀算經》提出了中國最古老的宇宙結構學說——蓋天說。根據蓋天說,“方屬地,圓屬天,天圓地方”,“天圓如張蓋,地方如棋局”。這是周人對主宰萬物的天的結構的直觀感覺,在這裏,天命論的學說不但沒有妨礙反而激勵著人們對天的認識。
然而,英明的武王和周公在進行分封建國的革命時沒有料到由此會產生兩個同這場革命的目的完全相反的社會曆史後果,這就是:
第一,在帝被天取代、天又被人懷疑的情況下,周初在征服大勢下確立的社會等級名分製度——周禮,慢慢動搖了。隨著時間的推移和社會生產的發展,受封諸侯王公的地位在代代世襲過程中越來越鞏固,最後導致了政治上、經濟上和軍事上的分立。沒有任何一種內部或外部的力量能把這個分散的諸侯國群體從政治上密切地結合為一體。利益摩擦導致了諸侯國之間、諸侯和周天子之間的衝突和爭奪。最初由周天子下放給王公的政治單位在社會生活進步的過程中演化成了一個個獨立自主的政治、經濟和軍事上獨立的單元。王朝初建時潛在的政治對立麵變成了王朝後期不能控製的現實對立力量。這樣,分封建國這塊周初的建國磚石便轉變成了周末時王朝的墓石。
第二,建立在以奴隸勞動為補充的等級製基礎上的周王朝無法保證自己的後代始終能以謹慎的態度和強有力的措施來統治天下,並在變化了的社會條件下采取新的“順天應人”的變政來維持天子的威權。相反,高高在上的天子後代們在特權地位中逐步喪失了明德慎罰的能力。公元前841年(中國曆史上確切紀年開始於這一年),由於周厲王貪財暴虐,專山澤之利而不讓平民謀利,再加上災荒的發生,國人暴動後流放了天子,王朝實行了13年共和政治,在進行了一些改革後略為穩定下來。不久,西周最後的周幽王據傳為了博取美麗的褒姒一笑,在沒有敵情的時候點燃了報警的烽火台,失信諸侯。公元前771年,西方戎人的一個部落攻殺周幽王於驪山烽火台之下。接著平王即位,京城從陝西關中的豐遷到河南西部的洛邑。這時,周王已基本上失卻了對諸侯國王公的政治管理權,而成為一個隻有天子之名的小王國的主人。中國曆史上全木木麵的大變革時代——春秋戰國時代(前771~前256)從此拉開了序幕。
鐵器時代的技術革命
春秋時代,鐵作為一種革命的角色進入了社會生活。從技術上講,銅冶鑄技術已經相當成熟,隻需把爐溫提高一些就可以煉造出鐵,而這隻要把木柴換成木炭就可以了。在礦藏方麵,鐵的分布比銅更為廣泛和豐富。用鐵器可提高手工業製作和農耕的效率,可用更堅硬鋒利的武器更新軍隊的裝備,器利則兵強將勇。
春秋時代(前770~前475)大多數國家都已經有了小中型的冶鐵工場,東方的齊國、北方的晉國和中山國、中原的鄭國等略為走在前麵。楚國可能也不落後。到了戰國(前475—前221)中期,冶鐵業已在廣大地區普遍建立,成為最重要的手工業部門之一。齊國臨淄的冶鐵遺址麵積達40餘萬平方米,三晉之一的趙國一個遺址出土的鐵農具占全部農具的65%,偏遠的東北方的燕國一個遺址出土的鐵農具甚至占全部農具的85%。戰國時石器已退出了曆史舞台。齊國的程鄭、魏國的孔、趙國的卓等幾個姓氏都是當時冶鐵致富的大鐵商。《管子》中有所謂“萬乘之國有萬金之賈,千乘之國有千金之賈”的說法。可見鐵器時代到來之後財富已不完全積於天子王侯之家了。當然,王侯仍然是社會財富增加的主要受益者,春秋時代最早開始大規模煉鐵的齊國最先得到了霸主的地位,繼之而起的是在公元前513年最先鑄造過鐵質刑鼎的晉國,當了第二位霸主。
鐵的開發利用促進了手工業的全麵繁榮發展。銅鐵的冶煉、鑄造、鍛打的工藝得到了改進。春秋時的鑄劍工藝達到了爐火純青的地步。當時越國的鑄劍大師歐冶子曾為越王勾踐鑄了湛盧、巨闕、勝邪、魚腸、純鈞五把寶劍,又受風胡子之請和吳國的劍匠幹將為楚昭王鑄了龍淵、泰阿、工布三把寶劍。另外,幹將還為吳王鑄了名叫幹將、莫邪的二把寶劍。中國後世一直把泰阿和幹將作為寶劍的代稱。春秋以前的鑄造工藝都用泥範(模),戰國時已有了用白口鐵做成的鐵範。新的鐵工具鋸、鑿、斧和犁鋤等農具製造出來了,車輛和其他木加工及戈矛刀戟劍和弓箭等兵器的工藝更為精良。銅的生產和加工在春秋戰國時依然很重要,它除了鑄造傳統的工具、器皿和武器外,還被用來鑄錢幣。這是商業繁榮的結果。玉的開采加工也有了發展,春秋時楚人卞和所得的和氏璧便是一塊傳世的寶玉。到戰國末時,中國古代的手工織具已發展成為手工織機,麻布和絲綢的織作效率一直在提高。布的染色、皮毛加工、城市和宮室的規劃設計等方麵的工藝都有了重大的改進。手工業內部的分工不但相當專業化,而且一國內的技術工藝基本上已趨向規範化,並引入了新的科學原理。《考工記》在敘述以上各類技術的設計製作工藝的同時運用了大量初等數學和力學知識,對馬車前進時馬停下之後車的慣性前行都有記述。其中《考工記·弓人》中關於彈性弓弦“量其力,有三均”的分析,可能是指加物一石張一尺,二石張二尺,三石張三尺,這實際上是發現了彈性定律。另外,在《考工記》所述的鼓、鑼、鍾的製作方麵,還有許多聲學方麵的知識。由於西周初期就形成了對十二律的認識,春秋時的樂律學家們已經開始用“三分損益法”來確定律管的長度和音律高低之間的比例關係。《管子》和《呂氏春秋》中都記述了這個方法。1978年在湖北隋縣出土的公元前433年的曾侯乙墓中,一個完整的銅鑄編鍾群構成了一個十二個半音組成的敲擊樂係統。這是當時人們音律知識和樂器製造技術的一個直接物證。在同一個墓中出土的盛酒器皿——盤尊,可能是世界上最華美的銅鑄件之一。
春秋戰國時期手工業技術的發展奠定了古代手工業技術傳統的基礎,成為後來一係列偉大發明的源頭。中國古代各行的手工工匠一直把春秋戰國之際魯國的名匠公輸般(魯般或魯班)奉為祖師。史載魯班曾造過木人和能飛升的木鳶,改進了鋸的齒形,創造了刨和鑽,他南行時為楚惠王造了攻城的雲梯和舟戰用的鉤拒。當時魯國的大科學家墨翟(墨子)也到楚國去,造了防守用的戰具,勸阻楚王和魯班放棄對宋國的進攻。和魯班一樣,墨翟也造過一個能飛的木鳶,但他卻竭力反對把技術應用到戰爭方麵。這個時代的各種名匠可以車載鬥量,魯班和墨翟都是其中技藝超群的大師。
銅斧、木犁、石刀已趨於過時,奴隸的雙手和舊的耕作方法已不能滿足天子管不到的諸侯王公們盡快富強起來的需要。鐵犁被鑄造出來充當大量新墾荒地野田的開拓者。這時,過去主要用於食肉、祭祀或拉車之用的牛的作用也發生了變化。盡管商周時代已有人用牛耕地了,但大量奴隸的存在使貴族有比牛更容易駕馭的勞動力。春秋戰國時貴族們讓牛來拉犁,讓奴隸們來扶犁,這樣就可以耕種更多的土地了。所以,牛開始成為奴隸的替身和農人的大夥計——農業中最繁重的勞動的承擔者。牛從肉食品和犧牲品變成了吃大苦的生產夥伴,並且由於它拖動了鐵犁而促進了農業奴隸的解放,從此牛在中國農民心中開始獲得崇高的地位。從技術史的角度看,耕牛取代農業奴隸是一次農耕技術革命(下一次農耕技術革命直到20世紀70年代才發生,這就是中國農村開始用拖拉機來代替牛耕地了)。
鐵犁和牛不但擴大了耕作麵積,還將耕地的深度加深。精細的整地,複種輪作,鋤草施肥,合理密植,在不同的土質上種不同的作物,掌握氣候和把握灌溉時機——這一切從春秋戰國時便成為中國農業耕作的主要方式。中國古代的自然經濟以農業為最主要的生產部門。戰國時期秦國宰相呂不韋的門客們編寫的百科全書《呂氏春秋》中“上農”、“任地”、“辯土”、“審時”四篇,反映了中國古代農業的這一傳統,它是以後農書的參照本。戰國時發達的農業產生了大量的農書,其中有後來散缺不全的《神農》20篇、《野老》17篇。
要發展農業,把大片蠻荒的原野變成旱澇保收的沃田,興修大型水利工程自然被提到議事日程上來了。春秋時楚的令尹孫叔敖(前596年為官)負責在安徽壽縣修了芍陂工程,至今猶存。戰國初期,魏國鄴縣令西門豹在任時修的漳水十二渠也是十分有名的大型水利工程。秦國人李冰(前256~前251年為蜀郡守)負責在四川灌縣修了最有名的都江堰,今天依然在起作用。戰國末年處於強秦壓境形勢下的韓國派水工鄭國於公元前237年做間諜赴秦,說秦王動用秦國民力興修水利工程,以消耗秦的國力,牽製秦國發兵攻韓。鄭國到秦後負責在關中修了300餘裏的鄭國渠,溝通了涇洛二河,使關中成為沃野,秦的國力反而更為強大了,並且在公元前230年首先滅了韓。加築堤防是對大禹王事業的補充,主要是由黃河下遊各諸侯國從事的。隨著堤防的增高,黃河下遊的河床也在步步升高。春秋戰國時最著名的運河是東南方吳國修的邗溝,它溝通了淮河和長江(後來隋朝在修鑿貫穿中國南北的大運河時,部分地利用了吳國修的邗溝)。魏國修的鴻溝則溝通了淮河和黃河。吳魏兩國當初是為了政治和軍事上稱霸的目的才修鑿運河的,因為運兵、運糧和交通對於一個擴張中的強國來說是十分重要的。
技術革命時代的社會革命
技術革命和農業的進步伴隨著社會的動蕩和變革,而且技術和農業的改革是社會革命的直接杠杆。鐵犁和牛耕使天子所屬的井田之外大批私田被悄悄開墾出來之後,普天之下不盡是王土了。同時一大批舊貴族的奴隸在周末和春秋初期便開始演變成為戶口被隱瞞起來的依附於諸侯王公或貴族的獨立經營農業和手工業的農民。進入戰國,土地所有權屬於天子、大小諸侯和貴族的井田製已成為鐵農具和牛耕的障礙,於是,廢除井田製的改革開始了,原來以隱蔽形式存在的封建性農民和土地所有者的關係公開合法。春秋戰國時代在諸侯國裏自發產生的私田上的隱民,正是社會生產力進步的產物,也是一場社會革命最底層的引爆藥。春秋時的五霸之一秦國,在修水利方麵不遺餘力,在廢井田和解放隸農方麵也最徹底,經曆了商鞅(前390~前338)變法,一步一步向東方擴張,成了各國的頭號敵人。這場深刻的技術和社會變革通過經濟和社會生活過程還引起了大大小小貴族階層的分化。在諸侯王公和土地貴族對土地、權力和財產的世襲繼承過程中,原有的公田、財產和權力要在下一代人中重新分配,這將在下一代貴族中相對地劃分出新的等級。而技術的進步、生產的發展以及諸侯之間的戰爭掠奪所創造的新的財富要在貴族、平民和軍人中重新分配,這就有可能使一部分貴族和平民以及立下戰功或掌握軍權的官員改變自己的地位,成為社會上新的勢力。隻要技術和生產的進步與對鄰國的戰爭過程不停止,一部分新開土地的所有者、新興手工業和商業的經營者和大量戰利品的獲得者就會成為舊政治格局的挑戰者。當時這個挑戰完全不像秦代以後起義者對皇帝的挑戰那樣目標集中,這是一個發生於社會各個階層之間的多層次挑戰,其中最明顯的是,在東周天子權威受到羽翼豐滿的諸侯王公挑戰的同時,各國的諸侯王公也受到了勢力強大的新貴族的挑戰。春秋時的五霸和戰國時的七雄是諸侯國問鼎華夏最高政治決策權的例子,而春秋時的田氏代齊、三家分晉則是新貴族取代諸侯王權的典型。
戰爭是社會變革的一種催化劑。以周禮為基礎的政治怎麼能夠調整在牛拉鐵犁翻開新土後各個社會集團、不同社會階層之間急劇變化的利益關係呢?所以,戰爭登上了曆史舞台。自春秋時代始,雄心勃勃的諸侯王公發動了無數次的戰爭。他們之間大欺小,強淩弱,幹戈不息。這種戰爭的直接目的是並吞和占有別國的土地和人民,因為這意味著財富。戰爭一般都由土地較廣和人口略眾的大國首先發動。但得人得運者,小國亦可順昌;失人背運者,大國之王亦有身死國滅、宗廟為墟的結果。在得勝的王公高奏凱歌之後,作戰時幸運地擺脫死神召喚的一批貴族和平民出身的官兵得到了一些新的土地和財產,而一批批被編入軍隊的作戰英勇的奴隸則依靠對方的鮮血解放為自由人。春秋末年(前493)晉國大將趙簡子在前線的誓師詞是最好的說明:“克敵者,上大夫受縣,下大夫受郡,士田十萬,庶人工商遂,人臣隸圉免。”(《左傳·哀公二年》)
戰爭的頻繁不但生產出了一大批第一流的軍事家和軍事理論家,而且還由於兵器的改進引起了軍隊編製和作戰方法的一次改變。春秋時代,古老的戰車和以戰車為中心的甲士被靈活的徒兵野戰隊伍所補充。戰國時期,“楚琴氏以弓矢之勢不足以威天下,乃橫弓著臂旋機而廓,加之以力”(《事物紀原》),發明了弩(前述後羿發明弩隻是一種傳說,這裏是明確的記載)。還有民間獵戶的發明——窩弩,這是預先設置在野獸出沒的地方的一種射擊機構,當野獸踩上或牽動繩索時,窩弩擊發射向目標。在戰場上,弩多用於防守。弩雖沒有弓輕巧,但比弓強勁,射時水平放置,戰國時的弩還裝有照門、望山,便於瞄準,大大加強了箭的射程和貫穿力。公元前307年,北方的趙武靈王在同胡族作戰時學習北方匈奴人“變服騎射”,從而出現了挾弓佩刀、機動能力強的騎兵隊伍。和騎兵配合作戰的步兵持鐵質的刀矛劍戟進攻,以皮質或藤質的盾牌防護,將軍還披帶銅甲銅盔甚至鐵甲鐵盔,戰鬥力大大增強了。可見,技術的進步在戰爭方麵的第一個結果就是戰爭規模的擴大和破壞性的增大。
技術、經濟關係的變革,政治的變革和戰爭的進行,引起了戰俘和奴隸命運的變化。在戰國後期,由於在新的土地上不再采用奴隸勞動,俘虜在戰利品中的重要性大大減低了。因為用牛耕的土地上並不需要太多的人,在通過戰爭奪得有限的土地的情況下,太多的俘虜反而成了累贅。公元前260年秦將白起在長平接受了趙國40萬軍隊的投降之後,把他們除240個老弱者之外全部坑殺(《史記》),這也許是中國曆史上數量最大的一次屠殺戰俘事件。但是另一方麵,在社會技術進步的過程中,奴隸勞動的價值在提高。奴隸勞動製趨於廢弛的過程中,中國奴隸製度下殘酷的人祭人殉習慣已不再成為必須遵循的慣例,這是在人道行為方麵的進步。甚至殺牲、尤其是殺牛祭祀的習慣也由於牛在農耕中的作用而有所緩,牛終於從祭禮的屠刀下解放出來。舊的習俗首先遭到部分有新思想的人的反對。當宋襄公(前650~前637在位)要殺人祭社時,司馬子魚反對說:“祭祀以民為也。民,神之主也。用人,其誰饗之!”齊國陳子車死後,其妻和管家要用人殉,子車的弟子亢反對說,如要人殉,妻和管家是最合適的人選。但在把人作為貴族統治者私有財產的社會裏,隻要人們還相信死後靈魂的存在,這個習俗絕不會被輕易革除。秦穆公在公元前621年死後仍用了包括國之良人子車氏三兄弟在內的177人殉葬,反對的人隻能作《黃鳥》詩悲歎。春秋戰國時代是社會革命中覺醒了的尊重人的感情和落後習俗最先發生激烈衝突的時期。
變革時代頻繁而複雜的政治鬥爭和軍事鬥爭滋長了貴族中的養士之風,在許多謀求進取的貴族門下聚集著幾十、幾百甚至幾千的門客,他們中有文才也有武才,成為知己恩主擴展勢力的羽翼。為知己舍身的刺客和擊劍比武的遊俠劍客也成為這個時代的特殊產物。這個時代的最後一個刺客——荊軻,也因為行刺結束了這個時代的秦始皇,而成了中國曆史上最有名的刺客。
(二)秦漢科技
萬裏長城
秦王朝修築的萬裏長城是華夏文明在東亞崛起的氣魄和力量的偉大象征。此後,漢、北魏、北齊、北周、隋、明等各朝都繼續修築過。這是一段世界上最長的城牆,可能隻有近代工業誕生以來出現在歐亞大陸上的鐵路工程才可以超過它。長城既壘聚了中國人的智慧和汗水,又壘聚了人民的血淚和白骨。在北方遊牧民族時常侵擾的時代,具有較高文化和以農業為主過著定居生活的中原人民希望有一個相對和平的生活環境。這條長城可以增加一些安全感,這是他們承擔巨大的犧牲性勞動的惟一理由。當然,決策是統治者作出的,這主要是出於軍事上的考慮:城牆可以阻滯那旋風般卷來的塞外遊牧民族的騎兵,烽火台可以報警,這就為軍隊的調動和部署贏得了時間。
這道邊牆也無形中使中原人民把內地和塞外視為兩個世界。實際上,內地和塞外人民的生活方式也是截然不同的。很難想像,當華夏人在黃河流域和長江流域創造出農業文明之後,會把幹旱的塞外草原視為生活的新大陸。他們隻是在內地發生災荒和戰亂時才向北發展。相反,北方遊牧民族生活的區域一旦越過這座邊牆,就會日益融入中原的農業文明中。事實上,在長城修築起來之後,曆史上中原和塞外的軍隊和人民都曾多次大規模地越過了它,萬裏長城實際上成了中華北方民族的融合線——中原人民同北方遊牧民族之間不斷發生的衝突和戰爭、接近和融合,都是在長城腳下進行的。靜臥的長城正是這一曆史的一個見證和紀念碑。
造紙術
由於漢王朝要利用知識分子對社會進行教化,辦太學和郡縣學校,再加上經學家們在注講古文時動輒萬言的學風,春秋以來的書寫材料竹簡、木牘和絲帛已經遠遠供不應求了。而且太學發展的規模是驚人的:到東漢質帝時(145)學生已達到3萬!新的書寫材料必須發明出來,社會提出了這種要求。
從技術源頭上看,造紙術起源於養蠶製絲過程中的漂絮。人們為了將較差的蠶繭製成絲綿,將其剝開、浸水,並在篾席上反複捶打,使之成為鬆軟的絲綿,稱為漂絮。此過程中篾席上留下的絲纖維積累起來,晾幹後成一薄片,揭下可做紙用。受此啟發,當地中海沿岸羅馬帝國的學者們用埃及產的草紙和羊皮紙書寫的時候,中國人在西漢前期已發明了植物纖維造成的麻紙。西安附近灞橋出土的麻紙正是這時的產物。到了東漢時期,博士們的文章已越來越長,漢和帝時監製宮廷器物製造的太監蔡倫(?~121)於公元105年,改進了原先的造紙術,用麻類、繩頭、漁網、破絲舊綢和樹皮等造出了質量優良的蔡侯紙,滿足了博士們的需要。
造紙術無疑是中國古人為知識和文化生產而發明的一項偉大的技術。紙比中國古代的甲骨、鍾鼎、竹簡、木牘、絲帛都便宜得多,而且輕便,能長期保存。中國的紙也比埃及的草紙優良,比西亞的泥板輕便,比歐洲的羊皮紙廉價,因而這項發明注定會成為全人類的財富,引起人類書寫材料的一場革命,通過促進社會信息超越時間空間的廣泛傳播,而成為人類文明進步的偉大杠杆。
紙的發明首先使當時的書籍變得更加便宜,經學博士們更可以大顯身手了。當這種材料流向社會後,沒有多少財富和得不到朝廷支持的私家學者們著書的風氣開始了,社會文化教育事業有了蓬勃的發展,中國三國時代從社會中下層湧現出來的大批人才的學識,在很大的程度上得益於造紙術的發明。而且,漢代以後中國古代文化的普及也同造紙技術息息相關。
當然,紙並不能決定人們在它上麵寫些什麼東西,它既負載著新思想也負載著陳腐的誤說。民族的文化瑰寶依靠它保存下來,人們後來也用它來繪畫,印製佛像佛經,並且印成紙錢祭奠祖先。
(三)三國兩晉南北朝科技
玉甌金瓶的裂分
中國曆史在黃巾軍同東漢統治集團軍隊的搏鬥中暫別統一,於公元220年進入了暫時的三國鼎立時代。曹操(155~220)的軍事政治活動為北方的魏晉擊敗南方的蜀、吳奠定了基礎,但代魏的司馬氏建立的西晉(265~316)卻是一個短壽政權:司馬炎為加強本族勢力恢複了分封製,但和周代相比,中國社會經過秦漢文明的滌蕩,技術有了長足的進步,交通更加發達,漢族人的文化已經密切地融為一體,社會的經濟生活已經建立在新的基礎上,社會上層的政治觀念也完全改觀了。所以,晉的分封已不能起到建立中央王朝藩屏的作用,反而直接樹立起向中央王朝挑戰的潛在力量。更為可悲的是,從曹魏手中奪過王位的晉政權的上層一開始就在生活方麵腐化起來。在司馬炎的白癡兒子惠帝繼位不久的291年,發生了司馬氏諸王相鬥爭權的八王之亂。這場變亂消耗了王侯們的力量,導致了社會上不穩定力量的連鎖反應。
居住在中國東北、華北、西北的匈奴、羯、鮮卑、氐、羌等五個胡族乘機起來反抗西晉的統治,大批漢人流民被卷入各支隊伍中。西晉政權土崩瓦解,中國北方各地先後崛起由五胡貴族建立的16個國家,西晉的一個諸侯王司馬睿(276~322)靠一部分隨行南下的親貴和南方豪門士族的支持建立了東晉,與北方五胡政權並立,稱為東晉及十六國時期。
北方的前秦於公元376年間短期統一了北方,但當它試圖拿下江南時卻於383年在淝水吃了敗仗,北方複亂。接著,一支在山西興起的鮮卑貴族勢力——魏崛起,於439年重新在北方建立了一統政權。這時,淝水之戰的勝利者——南方的東晉已於420年在農民起義和內亂中改朝換代,掌握實權的大將劉裕廢東晉,建立宋朝。北魏和宋朝的建立標誌著相對穩定的南北對立局麵開始,這便是所謂南北朝時期。
北朝北魏的統治達148年之久,於534年分裂為東魏和西魏,一二十年後兩朝皇帝換人,國號分別改為北齊和北周,577年北周滅北齊後又統一了北方,581年楊堅(541~604)代北周後開始倚北方之強大人力物力謀劃統一中國。
南朝自420年宋建立後,在動亂和暫時平安中經曆了宋、齊、梁、陳四個皇朝。最後一個帝王陳後主於589年成了楊廣(569~618)帶領的北方軍隊的俘虜。中國曆史又從政治上的分裂走向了統一。
長城的缺口
從中國曆史上看,自從傳說中的炎帝、太、黃帝三大部落在戰爭後融合成為華夏人以來,前述時代是中華民族的第二次大融合。這種融合的發生一是由於中原地區農業繁榮對塞外遊牧民族在經濟、技術和物產上的吸引,二是由於中原社會演化中的政治經濟崩潰為塞外民族大規模南下提供了機會。
在銅器時代,華夏文明和塞外民族的遊牧文明之間還沒有發生強烈的相互吸引和對抗,那時他們雙方都還沒有足夠的力量和技術手段把發展的目標放在各自的邊界上。中原地區首先進入了鐵器時代。秦始皇時代的長城標誌著中原華夏人的文明在鐵器時代到來之後進入了一個新紀元,華夏文明已確認了自己的優越性。漢武帝的開邊標誌著這個文明在強大時有願望並有力量向外擴張。然而,同世界上所有古代文明一樣,這還不是一個具有持續穩定進步發展力量的文明,它的政治、經濟製度和技術、文化基礎決定了它的前進要以退步為代價,崛起要以衰落為補充,大治要通過大亂來達到。東漢末期,雖然由於匈奴民族的部分西遷緩和了中國北方的壓力,但中原地區在東漢末人口銳減和政治分裂的情況下減弱了在經濟方麵的對外排斥力量,北方民族得以以和平方式在長城內外地區過上半農半牧的相對定居生活,從而向中原的鐵器文明靠攏。在中原政治和經濟穩定的情況下,這個以鐵器和農業為技術基礎的社會是一個中心,北方民族那些在技術上落後的部落和小國,開始在政治上不平等的條件下同先進的中原地區在經濟和文化方麵交往雜處。但當中原政權被社會內部的矛盾和戰亂摧殘後,政治餘威消耗殆盡,這個先進的鐵器文明也就自然變成了被劫奪的財富。北方民族不再忍受附屬於一個糜爛無能的政權的地位,他們的騎兵便在長城內外集結起來,並在中原揚起煙塵。由於已經有了經濟生活方麵的長期接觸和文化上的聯係,北方漢人視他們為外族,但絕不視他們為入侵的敵人。所以,那些被中原的統治者剝奪的一無所有的人們把胡族看成解放者而加入他們的軍隊,那些對胡族懷有民族成見的人與其冒反抗的危險,還不如成為順民,而那些晉朝的王族豪門的命運之星便到了西沉的時候。
這場北方胡族對衰弱的西晉政權的衝擊,在激起一次曆史大動蕩後逐步向一個新的平衡狀態恢複,在有大批漢人參加的胡族軍隊推翻西晉政權建立起以胡族為主要統治者的政權之後,漢時邊疆民族和漢人隔地而居的狀況被完全的雜居所代替,中國北方發生了各胡族和漢族在習俗、語言方麵的融合,邊疆民族的牧業知識和特殊的風俗給北方漢人的生活中添加了新氣息,而邊疆民族的主要部分則在這個融合過程中被曆史裹入了漢族文明的洪流之中。首先是作為統治者的胡人貴族,接著是一般民眾,被漢族的文化所征服。這是不可避免的文明融合過程。塞內土地肥沃,有灌溉之利,技術發達,漢族人的數量占優勢,而且他們是先進生產方式的代表者。少數民族要放棄自己的遊牧生活方式而進入定居的農業文明,同漢族文化融合在一起便是最佳的選擇和曆史捷徑。塞外民族不可能在已經經過了農業開發的中國北方保持原來的遊牧生活方式。在政治方麵,任何一個少數民族的統治者也不可能長期地用自己還不夠發達的語言和原來的文化長久而安定地統治中國。根據古代史書,遠古時的氐、羌與神農氏炎帝的部族同出一支,而匈奴則同黃帝部族和夏人同出一支,鮮卑的貴族也稱他們是黃帝之後。根據五行學說,黃帝以土德而王,建立北魏的拓跋氏的姓便是土的意思。由於相信黃色的土為萬物之元,拓跋氏改姓為元,其他一些鮮卑貴族則改姓為於、賀、樓、尉、穆、陸等。
不用說,這次融合也是痛苦的,是在一連串民族矛盾和社會矛盾的交叉爆發中進行的。不少平民百姓在動亂中付出了代價,而一部分漢族和胡族貴族也為之丟掉了他們的地位、財產甚至頭顱。最後,經過300多年的時間,一個新的中國北方民族和文明掩埋了以往的一切紛爭。
在北方發生民族大融合的時候,南方也發生了重大的變化。北方大量的人民最初在戰亂的逼迫下南遷,成為湧入南方社會的僑民。由於處於和北方的對立中,各代南方政權對蠻、僚、俚、越、爨等少數民族的力量給予了更大的重視,南方少數民族同漢人在經濟生活和文化方麵日益接近,南方地區的農業、手工業和貿易事業有了進一步的發展。
戰亂時代的技術
在各種政權對立的局麵中,社會由於競爭和戰爭的壓力而產生發展新技術的需要,因為備戰和開戰時都需要準備大量的物力和新的作戰機器,新技術會在戰火中產生,即使在戰亂之後的廢墟上,它的幼苗也會在某些地方不時頑強而茂盛地生長起來。三國時曹魏的博士馬鈞(陝西人,生卒年不詳)發明了能把磚瓦和石塊拋射幾百步遠的拋石車,這對攻擊城頭敵人是威力強大的武器。馬鈞在看到蜀國丞相諸葛亮(181~234)製造的連駑(謂之元戎駑)之後認為,“巧則巧之,未盡善也”,對它作了改進。他還大大改進了當時的織布機。比他早半個世紀的東漢人畢嵐曾發明一種叫翻車的木質機械用以灑道,馬鈞則將這種翻車改進為後來被普遍應用在河邊為農田灌溉抽水的龍骨水車。這是一個了不起的發明,具有很高的實用價值,因而也具有很強的生命力,它是水泵發明前世界上最先進的提水工具之一。另外,據當時的文學家傅玄的記述(《全晉文·馬先生傳》),馬鈞一次在朝房裏和高堂隆、秦朗二人談及指南車時,高、秦認為古書上關於指南車的記載是虛構的。馬鈞則堅信古代有指南車,隻要肯鑽研,是可以造出來的。高、秦二人於是奏準魏明帝,下詔命馬鈞造指南車。在235年,馬鈞製成了靠木質齒輪係統在行進中指示固定方向的指南車。根據這段記載,前代已有人製出過指南車,正是別人不相信,馬鈞才製造出來讓他們看(也許馬鈞隻是由於遷就當時人們的厚古心理而把自己的創新托於古人的名下,不過當時人們對於這樣的高技術似乎隻是抱著一時欣賞的態度,而沒有準備研究和應用它)。實際上指南車也隻是對機械的發展有啟示作用,在陸地上行走和活動根本不需要這樣複雜的方向指示器。三國時另外一項發明是蜀國人蒲元發明出來的獨輪車——木牛流馬。這是一種適應於崎嶇山路小道上由人來推行的輕便的運載工具,諸葛亮首先在軍事運輸中采用了它。這一發明後來在沒有通衢大道的丘陵和山區得到了廣泛應用,它在平原地區的短距離轉運中也有用處。但在中長距離的運輸中,牛車和馬車仍然是最重要的工具。生活於魏晉之際的劉景宜發明了一種水轉連磨,用中間的一個巨輪帶動周圍8個石磨,這可算是相當先進的農產品加工機械了。
東漢末以來頻繁的戰爭使攻防武器有了顯著的進步,除了連駑、大駑、發石車的發明之外,鉤車、撞城車、魯班時就發明了的攻城雲梯、火攻車等都有了改進,盔甲比漢代更為堅固合體,箭已由鐵簇改為鋼簇。刀劍的鍛造工藝大有進步。據說東漢末和三國時期曹操曾有五把“百煉利器”,劉備曾令蒲元造“七十二煉”寶刀五千把,孫權則有百煉、青犢、漏影三把寶劍。馬鐙是這一時期的一個重大發明。中國目前發現的最早的馬鐙是長沙西晉墓(302)中陶騎俑上的,估計它的發明可能在三國時代,當時將軍們在馬上廝殺的戰鬥方式同馬鐙的發明有關,因為馬鐙使人和馬緊緊地結合在一起,可以全力地向前衝擊和戰鬥。到418年,南朝(宋)的水軍將領王鎮惡的水軍中出現了輪槳船。這是近代西方用明輪擊水的輪船的前身。在當時,一係列的技術發明首先成為暴力的助手。東魏殘暴的大將侯景在548年洗劫南方梁朝首都建康時就依靠了大批新製造的戰爭器械攻破了堅城。梁朝大將徐世譜則用輪槳船隊在水上抵抗侯景的軍隊。
刺激技術進步的還有各次戰亂結束後的人口銳減、荒田待耕、百廢待舉的局麵。從三國時代到南北朝結束的369年時間裏,中國商周時就發明了的製瓷技術已趨成熟,東漢時出現的較粗糙的青釉瓷器變成了美麗的青瓷和如雪的白瓷。當時瓷器製造方麵已形成了“南青北白”的局麵。新的鐵礦、銅礦和其他金屬礦山被開采,舊的則擴大了開采規模,在許多朝廷管理的大型冶鐵工場中都應用了東漢時杜詩發明的鼓風水排。在製造鐵工具方麵,工匠們發明了把生鐵熔化後澆灌到熟鐵上合煉合鍛的灌鋼法。這種方法可以通過增加熟鐵的含碳量來製造出性能更好的各類鋼,滿足不同鋼鐵器具對不同性能材料的需要。晉代的能工巧匠們還把西漢時就已發明的磨改進成了由水力驅動的水磨,用以磨粉,這說明農業在恢複之後仍然能夠很快提供充足的糧食。無疑,入主北方的胡人貴族要站穩腳跟必須學習農業,發展農業生產,北魏政權曾為此實行了均田政策。在山東當過北魏太守的賈思勰(480~550左右)於北魏時期寫了一部十餘萬字的著作《齊民要術》,這是中國曆史上第一部完整的農書,對北方農業生產的曆史經驗和技術作了認真總結,教導人們按照作物生長規律培育和管理作物。作者寫作的原意不是為了留名於後世,而是勸諫北魏皇帝重農,但北魏政權在他身後衰亡下去了,此書卻成了中國和世界科學技術與文化寶庫中的典籍。
總的看來,這一時期技術的進步並沒有使社會生產走上持續穩定的發展道路,這是因為不時爆發的戰爭在人力和物力方麵都是生產的破壞者,它一方麵刺激生產和技術的發展,一方麵又損毀了生產和技術連續進步的社會基礎,並且在戰爭中直接摧殘一部分剛剛出現但還沒有在社會生產中紮下深根的技術成果。這個時代的技術成果中的一部分精華對於下一個時代來說,就像羊群連續踏過的草地上散落下的種子,它們的繁盛生長要在下一個春天重新開始。
曆史夾縫中的科學
盡管建立統一的王朝對科學的發展有著十分重要的影響,但中國古代科學的發展在很大的程度上並不完全直接依賴於王朝的統一或分立,而直接地依賴於各個時代的社會生活和文化潮流能使多少有才智的人把精力放在科學方麵。戰爭衝擊波常常並不直接摧毀科學家的事業,況且戰亂的環境中總會留出一些和平安定的時間和空間,也有一些人因為戰亂打斷了正常的入仕宦途,放棄經學而轉向科學。各派宗教交彙的氣氛中,科學之樹仍然會抽出青嫩的新芽。
三國時的數學家趙爽對先人成果有興趣,他在注《周髀算經》的時候對勾股定理、勾股弦的關係式、二次方程的解法等都有幾何的證明。
數學家劉徽(魏國人),是這個時代出現的一顆科學明星,也是一位世界有名的古代數學家。劉徽對中國最重要的數學經典《九章算術》中的大部分算法作了理論性的論證,首次用無限增加圓的內接正多邊形的邊數的方法(割圓術)來求圓的周長和麵積,把極限概念應用到解題之中。劉徽的成就體現在他的《九章算術注》和《海島算經》兩部著作中。《九章算術注》成書的263年正是魏國大將鄧艾(197~264)攻破成都滅亡蜀國之時。《海島算經》在唐代被列入國家學校的算經十書中。
劉徽用割圓術求得了一個當時世界上最精確的π值:31416。中國人在漢朝之前都把圓周率當作3。西漢的劉歆、東漢的張衡、劉徽的同時代人王蕃(228~266,吳國將軍)等人都研究了圓周率,但劉徽的數字最為精確[細心的埃及人在公元前1700年以前就取π為(16/9)2=31605,古巴比倫人卻取π=3。劉徽的思想方法與公元前5世紀的希臘人安提豐和阿基米德(前287~前212)的方法都不同,他是用安提豐的方法來解決阿基米德的問題,當然是在不了解他們二人工作的情況下做的。阿基米德算出圓周率在31408和31428之間。羅馬時代的希臘天文學家托勒密得出的圓周率是3141673]。
劉徽之後,皮延宗(比劉徽約晚100年)繼續研究了圓周率。隨後,南朝的祖衝之(429~500)用劉徽的方法求得了一個有效數字精確到第7位的值(後來,直到1000年後,阿拉伯人阿爾·卡西(1427年寫出《算術之鑰匙》一書)和法國人維葉特(1540~1603)才求出了超過祖衝之的圓周率值)。祖衝之受到朝廷重視,參加了當時修訂曆法的工作,並向守舊的學者和官吏們解釋日月星辰的運行並非神怪,而是有形可檢、有數可推的自然現象。他計算出的回歸年長度隻和今天的值相差46秒。另外,對前人已算出的五星會合周期,他也計算得更精確了。這位大數學家也是一位機械專家,他重造了三國時馬鈞的指南車,製造過千裏船和水碓。技術才能和數學才能在他身上完美地結合在一起。祖衝之生前著述甚多,其中《綴術》一書最負盛名。據說他的兒子祖日恒製造了第一個八尺銅表(水平儀),還作為一個數學家修訂了父親編製的大明曆,並求出了球體積的計算公式。
劉徽和祖衝之父子的成就表明中國人的數學才能是卓越的。如果曆史能夠使下一代人在他們成就的基礎上連續地研究,就會使數學進入嶄新的領域,但古代社會常常不能保證這一點。
在數學方麵還應提到北魏人張丘建所撰的《張丘建算經》、北周人甄鸞所撰的《五曹算經》和《五經算術》。這三部書都在算經十書之列。其中張丘建在他的著作中提到了前代的名著《孫子算經》。
戰爭戕殘生命,滋養瘟疫,饑荒減滅人口,也阻止人口增長。在東漢末人口減至2000多萬後,這個不安定的時代人口增加的幅度並不很大,而且經常是波動的。直至隋朝時的606年,才增到4600多萬。權貴富門求壽,平民百姓求康,醫生始終是生命的守護神。魏晉間的名醫王叔和(暮年當過西晉的太醫令)寫成的《脈經》是中國現存最早的脈學專著,奠定了中醫脈學診斷的理論基礎。他的同時代人皇甫謐(215~282)是當時最有名的民間醫學家。在他去世的兩年前(280),晉的大將王(206~286)強大的水軍船隊沿長江而下吞滅了吳國。皇甫謐對晉以前的針灸學作了係統的總結,結合自己的從醫體會寫出了《黃帝三部針灸甲乙經》。這是中國最早的針灸學經典專著,對後世的針灸術產生了重大影響。
令人驚奇的是天文學在這個沒有統一王朝支持的時代也有了重大的進步。東晉的天文學家虞喜(生卒年不詳,享年76歲,於335~342年間著《安天論》)在330年比較當時的星辰出沒時刻和古代記錄時發現了歲差,並提出了一個稍大一些的歲差值。當然,他不可能從理論上正確解釋這一現象。在他之後,南朝的何承天、祖衝之,隋代的劉焯,唐代的張遂,北宋的周琮、皇居卿等人在製定新曆法時都對歲差常數做了更精確的研究(這當然都是量的精確化,而不是質的突破,因為他們都還沒有了解地球和太陽的相對運動姿態和維持這種運動的原因,甚至沒有認真注意和思考這個問題)。
北魏的天文學家們雖然沒有什麼重要的發現,但也做了認真的努力,他們用鐵鑄造了新的渾儀,並且在上麵首次安上了水準儀。在胡族政權下共事的天文學家之間相互尊重,平等地討論許多學術問題,很有民主和諧的氣氛。
北齊時的民間天文學家張子信的發現則是驚人的。由於戰亂的逼迫,他避到一個海島上,離開社會,矚目星空。他用渾儀對日月五星觀測了30多年,發現太陽和五星的視運動不均勻。盡管張子信的測定和描述都是粗略的,但他的發現差不多埋下了一場天文學革命的種子(開普勒(1571~1630)的三大行星運動定律之一便是速度不均勻定律,這是通過研究他的合作者和師長第穀(1546~1601)的觀測數據得出的。第穀甚至還不完全相信哥白尼(1473~1543)的太陽係結構。不過,張子信在東方天文學領域埋下的這顆種子當時是不會發芽的,因為在他和開普勒之間的時空距離相當遙遠,這中間隔著愛琴海沿岸的希臘人喜帕卡斯(公元前190~前120)、托勒密和中歐平原上的波蘭人哥白尼)。中國古代天文學家沒有建立起一個宇宙幾何模型,而實際上太陽係各個星球之間在結構方麵卻恰好符合一種美妙的幾何關係。隻有沿著這個思路,天文學思想革命的閃電才能使這個關係展現在人類眼前,而中國天文學和數學星座的天空很難產生出這樣的閃電,這樣就使東方天文學家的辛勤發現變成了孤獨地飄在知識天域上的幾朵燦爛雲霞。
在地圖地理學方麵,三國後期在晉朝當過司空的裴秀(223~271)編了一本曆史地圖集。該圖集稱為《禹貢地理圖》(共18篇,現已不存)。另外,裴秀還繪製了《方丈圖》,圖長寬各一丈,“以一分為十裏,一寸為百裏,從率數計裏。備載各山都邑,王者可不下堂而知四方也”(《北堂書鈔》)。盡管在裴秀去世時晉朝還沒有把江南東吳歸於自己的統治之下,但這位作為司空的地理學者,熱心地搜集編繪了顯一統的天下於方寸之中的圖形。他還根據自己的測繪製圖經驗建立了繪製地圖的六條原則,這是把數學比例和計算應用到測繪中去的繪圖基本原則,它直至清代一直影響著中國傳統的平麵地圖測繪工作。但是當西晉的一統山河四分五裂之後,再一次繪製這樣全國性的地圖便不可能了。這個時期北魏的酈道元(465或472~527),在研究過前代地理學典籍和做過大量地理考察後,寫了一本內容豐富龐雜的地理學著作《水經注》。由於作者為北魏人,且當時南北分立,《水經注》描述的內容南略北詳,但描述的地域範圍遠遠超出了作者足跡所到之地,筆鋒甚至大大越出了今日中國的疆界。南朝梁代的佚名學者則寫了一部《地鏡圖》,作者顯然讀過《管子》和晉代張華(232~300)的著作《博物誌》,並對找礦很關心。根據書中的說法,可以由山上草木的種類和各個季節的長勢判斷出山中是否埋藏著美玉、銀、鉛和銅等。
(四)隋唐五代科技
多民族帝國的開放
與先前的漢帝國明顯不同的是,崛起的唐帝國是一個具有多民族色彩的大帝國。
自三國兩晉南北朝以來,中國北方民族中的五胡在入犯中原以來已和漢人融合在一起,為漢人添加了新的血緣成分。北方的漢人已不是原來的純華夏人,不少新的漢姓實際上是接受了漢文化後的胡人漢化的新姓氏。唐太宗的母親是一個具有西北少數民族血統的婦女,而他的妻子則是北魏時的鮮卑貴族拓跋氏的後裔。漢人和北方各少數民族的相互接近、了解和融合,使這個民族不再從心理上把自己和沒有漢化的其他北方民族隔絕開來。由於北方的開發和疆域的擴展,人們也不再把長城視為邊牆,漢人開始大批地遷移到塞外適宜農耕的地區去開發新的綠洲,並有不少人到西域去生活。大批西域和中亞人東來長安,西域各族人民的服飾、舞蹈在幾十年內風靡了唐帝國的首都。這個民族已變成了一個外向的民族。
由於民族意識的擴大,在唐政權中集聚了一大批已漢化的胡族後裔和正在接近漢文化的突厥民族、西域民族和其他少數民族的上層精英,這反過來又加強了唐政權對少數民族的控製。唐帝國時從來沒有修築或修補過長城,唐朝將軍李靖(571~649)、李(594~669)、蘇定方(592~667)、薛仁貴(614~683)、高仙芝(?~755)、哥舒翰(?~757)、封常清(?~755)等率領的騎兵和步兵馳騁在長城以外的蒙古高原、遼東和朝鮮半島、阿爾泰山甚至中亞,以及青海高原。在這些軍隊的行列裏,從軍官到士兵,除了漢族人,還有突厥人、西域人、高麗人……正如這個帝國的都城是一個各族人民的聚居地一樣。
西藏的吐蕃王鬆讚幹布在被唐軍擊敗後得到了文成公主,他以娶漢家女為榮。唐和印度的交往日益頻繁,日本的使節不時來到長安。唐都長安一時成為亞洲最重要的政治和貿易中心,在這裏除了中國漢人和北方民族居住外,波斯人、阿拉伯人、印度人、朝鮮人、藏人以及日本人都加入了唐的經濟和文化生活行列。
多民族共存的局麵使整個社會的經濟和文化生活變得更加多樣化,社會風氣也趨於接受異族的文化和習俗。而唐帝國初期的自信、強大和平等地容納各族人民,又使她能夠坦然地對待自己不相識的人民和他們的文化。中國人對印度的文化發生了更濃厚的興趣,唐時的佛學大師玄奘(602~664)和義淨(635~713)都不遠萬裏到印度去從事幾十年的遊學,義淨還同時在印度地區行醫。他們回來都獻身於寫旅行記和翻譯佛經的事業,其中玄奘還和窺基創立了佛教的法相唯識宗。喜馬拉雅山南北的使者常來常往,太宗時的唐使王玄策(643~661年間多次出使印度)甚至在中天竺國發生政變和掠奪使節的情況下,借尼泊爾和吐蕃的軍隊把叛王阿那羅順擒至長安。與此同時,唐人也把印度人創造的優美的佛像作為藝術和文化的象征雕塑在最顯貴的地方。
唐時的中國人大量吸收了印度人和中亞人的文化、藝術,某些先進的技術,如玻璃器皿、阿拉伯的煤油和波斯錦,以及天文學、數學、醫學知識和名貴藥物。另外,在佛教之後,波斯的拜火教(瑣羅亞斯特所創,東晉及十六國時開始傳入中國)、大秦景教(敘利亞人聶斯脫利所創,基督教的一派,在長安流行150多年後,於781年立《大秦景教流行中國碑》)、波斯人摩尼所創的摩尼教(在中國流傳時期更長)等都在唐時湧入了中國,同時,東方文化和科學技術方麵的成果——陶瓷技術、絲綢紡織技術、煉丹術等,通過一時熱鬧起來的絲綢之路,傳給了印度人、波斯人和阿拉伯人,通過當時正在向西方擴張著的阿拉伯世界,東方文化的珍品又展現到了歐洲的麵前。在中國的東方,通過長安城的高麗留學生們和一批又一批的日本使者團,中國的文化和科學技術傳到了朝鮮半島和日本。當時,既然唐朝文化是一個具有世界性質的文化,那麼,朝鮮人和日本人也在這裏間接地學習了歐亞大陸的文化。
實際上自唐代初期,中國又實現了一次對外開放,這是比漢代更徹底的開放。在漢代,中國同西方主要通過使者、少量的商隊和零星的船隊接觸。到唐代,人民的直接來往和大量的物資、文化交流開始了。這一開放的曆史影響是深遠的,因為通道一旦大開就不會再輕易閉上,阿拉伯文化和印度文化同中國文化的聯係從此穩定地建立起來了,這為中華文明和科學技術的發展注入了外部營養,擴大了中國人的眼界,對後世產生了有益的曆史文化影響。
科舉製
科舉製的產生是自三國兩晉南北朝以來新興的寒族中小地主和大的士族豪門在文化和政治領域內衝突的曆史結果。隋朝已於587年實行了科舉製,隋末的一場社會大變亂又一次嚴重摧毀了士族的勢力。既然壟斷官場高位的階層一蹶不振,那麼,在唐朝建立之後實行科舉製便沒有大的社會阻力了。
科舉製之所以能成為取仕方法,還在於中國自秦漢統一以來,以儒學為主的政治倫理學被曆代統治者無可非議地接受為治國安民的指導思想。既然有了明確和統一的政治指導思想,那麼,就有了統一的政治文化標準,這樣,用統一考試的方法就是最方便和有效的,而不存在太大的技術上的困難。察舉製因為不能保證全國統一的取仕標準而被取代。盡管功臣和皇族依然在官僚體係中享有附屬於皇權的某些特權,但官場的大路已向寒族和中小地主以及一般人民的子弟們開放了半邊,而且采取了一種形式上平等的方式。在科舉製麵前,人的主觀標準被書的客觀標準取代了,而且私學、地方學校和朝廷學校的書生們都有形式上的平等機會。當然,功臣、才子、顯貴子弟和得到皇帝信任的其他人也可以不經科舉考試而被直接提拔為官,當然,在天下不太平的朝代更替的曆史時期,例外情況就更多了。
科舉製為富家子弟和寒門庶人子弟提供了進入統治集團的機會,這在某種程度上加強了社會各階層在政治上的參與意識,從而把一大批想有所作為的人吸引到了統治階級隊伍中。盡管財產和某些爵位可以世襲,但大多數行政職務卻是由通過科舉道路進入官場的原先互不相屬的人們所擔任,這樣也就避免了行政職務和財產的牢固結合,防止了地方豪強地主直接把持政權實行割據的情況,因而也有加強中央集權政治的良性效應。
另外,由於入仕者是在掌握儒家經典後才擔任行政職務的,經過這樣的熏陶和選擇,那些思想激進的知識分子,對社會現實問題的興趣超過了儒家典籍的知識分子,對其他思想流派潛心研究的學者,對儒家思想持懷疑和批判態度的人物等,進入政界的幾率就大大降低了。在一個安定比進步更為重要的王朝裏,這無疑對政權的鞏固極為有利。王朝的統治者們之所以把社會安定看得比社會進步更重要,這是因為,第一,他們在這種安定下享受著種種特權;第二,中國周圍的外部世界(在清朝之前)還沒有出現足以使中國人感到有必要從根本上改變自己的生活方式和政治、經濟製度的文明。
科舉製對中國科學和技術的發展曾產生了十分不利的負麵效應,因為這種給人示以光明政治前途的道路把一大批社會精英的思想、目標和精力都吸引過去了。讀經、考試和得到高官厚祿似乎是最明智的選擇,而去思考和研究自然知識、屬於下流的技術和工藝、不登大雅之堂的非儒家學術等,於名於利都屬下策。於是,中國一代又一代的知識分子在研究儒家經典方麵投入了更大精力,人們看到部分成功者之後得出結論:萬般皆下品,惟有讀書(經)高,書中自有黃金屋和顏如玉,故很多人不惜皓首窮經,求取功名。因而,知識分子的事業選擇趨向單一化。
總之,隋唐以來中國實行的科舉取仕製度是那個時代的一個重大創製,這種製度一直實行到1905年清朝下令廢除為止,它在皇朝政治中扮演著開明政治和機會平等的角色,對皇朝的統治是有利的,但這種製度也同時發揮著削弱社會的思想文化活力、遏止學術向多元化方向發展的功能。這種製度創造了一個客觀的取仕標準,也算是一個偉大的文化發明,但這一偉大發明在中國社會曆史的發展過程中並不僅僅起理想的作用。
繁榮帝國的文化技術
唐帝國盡管盛極一時,但它在技術方麵的成就與它的浩大聲威極不相稱。這個時代在農業和手工業技術方麵沒有多少劃時代的發明和創造,大概是因為唐朝最初是一個經濟和技術基礎遭到嚴重破壞的社會,民力的極度疲敝使社會隻有把以往的技術遺產充分利用起來發展生產的能力,沒有太急迫的社會需要使掌管生產的官員和民間工匠們進行新的創造。貞觀時期是唐朝政治上的極盛時期。這一時期手工業冶鑄中的灌鋼法是主要工藝。另外,蠟模鑄造的方法也在應用,許多礦山重新開業。在武則天時留下的技術記錄是在洛陽用鐵鑄造了高105尺的天樞,以及由銅龍負起的周長170尺、高20尺的趾山。唐代穩定的前期,牛馬的數量有了增加,犁鏵改進得更利於深耕,耙和鐮刀也有了改進。雖然唐代沒有興修過大的水利工程,但地方上的小型水利工程使農民得到了利益,在盛唐風調雨順的年代,中國農民的精耕細作一度使糧食堆積如山。農學著作也是汗牛充棟,但有創見的卻不多。顯然,手工技術和農業技術是由一般人民的才智來推進的,盛唐時期正是他們致力於恢複自己生活的重新創業階段。對於那些對技術發明可能發生興趣的知識分子來說,這一時期外部世界湧人的一係列新事物和新的社會風氣(如興盛起來的各種宗教,流行的胡族樂舞和服飾,科舉熱和唐詩熱,與外國人的交往活動等)已足以使他們眼花繚亂,而不會去過多注意生產和工藝方麵的事情。甚至曆代所重的刀劍製造也沒有起色,原因是西域人的寶刀名劍被商人們拿到長安,成為王侯將相最滿意的東西,漢家工匠不去苦苦鑄鍛了。在755年發生曆經8年的安史之亂後,大浩劫又一次損傷了北方社會積累起來的元氣。社會經濟生活的恢複過程不得不重新開始,農業和手工業技術生長的過程在某種程度上受到挫折。但初唐的人文主義之風有所收斂,官吏和士人中開始有了關心技術的傾向。這個時期任過荊南節度使的唐宗室李皋(733~792)為討伐叛亂,造過有腳踏木輪推進的戰船(車船),曾名震一時。
從整體上看,唐代的手工業和農業技術無長足進步,而與文化生活密切相關的技術得到了人們的重視,獲得了大發展,使當時技術的人文色彩更加濃重。
首先要提到的是與帝國威勢相稱的建築技術。它的代表就是首都長安城。這座城是由建築學家、畫家閻立德(?~658)仿宇文愷的風格設計的。這是當時世界上最大的城市,人口最多時超過100萬,集宮殿、要塞、公園和民居於一體,嚴整宏偉,是中國傳統木結構建築和築城技術的一個綜合成果,也是唐朝偉大氣魄的象征。另外,具有世界性文化色彩的佛塔式建築和寺院繼南北朝以來在城市和山林之中不斷矗立起來。無疑,一批印度和波斯工匠和民間藝術家參與了造塔工作。敦煌千佛洞的開鑿、雕塑、繪畫工作在唐代仍在進行,龍門奉先寺盧舍那佛為中心的雕塑群則是在唐代完成的。唐時所創造的唐太宗昭陵的少數民族首領石刻像群和六駿圖浮雕,具有明顯的新風格,它們是中國傳統和外國文化在技術和藝術上融為一體的象征。在唐朝發生的這種新的技術和藝術風格同佛教一起從長安傳到了印度支那、朝鮮半島和日本,其中朝鮮半島由於地理上的接近和留學生數量大而受益最多。唐時的“新羅號君子國,知詩書”,有的人在唐應科舉及第,白居易的詩則在新羅國內流傳。日本人學習唐朝的文化和技術風格最為熱情,因為日本貴族們的態度是:隻要是唐朝的東西,不論什麼都要盡快地傳進來。
早在西漢時,四川一帶的人就已開始種茶、飲茶,茶葉的製作逐步成了一門技術。到了唐代種茶業大大發展起來,茶園在較少受到戰火燒燎的南方出現。唐時的茶神陸羽(733~804)寫出第一部《茶經》,主要講茶與土的關係、種茶法、茶的加工器具和加工方法、飲具和煮茶法。飲茶風氣和種茶技術在唐代隨著唐的文化傳到了周圍亞洲國家,到17世紀傳至歐洲。隨著絲路的暢通和與中亞聯係的加強,唐時的紡織技術也有了進步,除了傳統的絲羅綢緞,綾和錦也加入了沿絲路西行或沿海路前往印度及阿拉伯地區的貿易行列,而且難得的是由於介質印花技術的發明使唐代的織物更加絢麗多姿——這些普通織工和染匠才智的結晶不但渲染了唐代文化的華麗,也為那些描寫各種日常生活場麵的詩人們的詩句增添了不少鮮豔的顏色。另外,在官家工場中為宮廷生活和官家貿易而工作的唐代工匠們已能把寶貴的金銀器皿加工裝飾得十分精美,唐代陶工們則造出了比金銀器皿更為馳名的美麗的唐三彩陶瓷。在文學家段成式(?~863)所著的《酉陽雜俎》中,則記載了陝西高奴地方人們用石脂水(石油)燃燈和做車輪潤滑劑的事,這是古人利用石油的又一記載。
紙盡管在唐代以前早已成為普通的書寫材料,但唐代固定下來的科舉製和大力興辦起來的學校,以及社會上濃厚的文化和宗教風氣,大大增加了對紙的需要量。唐初在貞觀年間由朝廷組織修編五代十國和隋的曆史(包括《北齊書》、《周書》、《梁書》、《陳書》、《隋書》、《晉書》和李延壽父子私家撰寫的《南史》、《北史》,共8部),更需要高質量的紙。所以,唐代造紙工場的規模增大,品種繁多,質量提高,而且技術大普及,美觀優雅的紙成了文化生活進步的材料和標誌。公元751年,唐朝大將高仙芝率領的軍隊在中亞怛羅斯城下同阿拉伯阿拔斯王朝軍隊發生一場戰鬥,唐軍有二萬多人被俘,這些敗北的兵士中的造紙工匠們被阿拉伯人擄去為他們開辦新的造紙工場。
唐代和文化有關的另一項重大發展是雕版印刷。這種技術是由秦時的石刻印章、漢時用紙在石刻上拓墨跡的方法演進而產生的,道教發展起來後曾有過符印。但正規的雕版技術最早是在隋朝時(593)發明的,當時朝廷敕令用雕版印製佛像和佛經。佛教盛行是雕版印刷的催生婆。唐代僧徒和僧眾對佛像和佛經的需求使手工描畫和抄寫供不應求,而這些東西又是千篇一律的,那麼雕版印刷就是最好的方法了。另外,農書、曆本、醫書、字帖的批量生產對於城市私人手工業主和商人都已成了有利可圖的新事業,因而雕版印製技術便值得開發了。據記載,高僧玄奘從印度回來之後每年用大量的紙印製佛像。在公元762年後的長安市上出現了商家印的字帖、醫書和曆本。甚至白居易詩集的印本也被人拿到市上去換酒茶喝。在敦煌千佛洞發現的868年由王王介為父母敬造普施印刷的《金剛經》已達到了相當精美純熟的程度。雕版印刷發明之後,對唐代的文化繁榮起到了推波助瀾的作用。
國家學校中的科學
唐帝國建立起來之後,科學的處境可以由學校的門類看出。根據《唐六典》,唐的國子監管理的中央學校有國子學、太學、四門學、算學、書學、律學等六類學校。其中算學學校有兩位博士任教,學生30人,學習10部算經,書學學生30人,律學50人,國子學300人,太學500人,四門學1300人。國子學、太學和四門學的學生學習儒家經典,間習時務策,不習算學,而算學學校也不設經學課。除此之外,在尚書省還設了一個崇玄學,收學生200人,習《道德經》、《莊子》、《列子》、《文子》等經典,這是唐代尊崇道教政策在教育方麵的反映。在科舉考試中,有時候道家的東西也被搬上來,但總的說來,以孔子為代表的儒家的思想和經義仍然是攀老子李耳為祖的李唐王朝的政治意識形態。唐沒有佛學學校,佛學是由那些寺院中的高僧們來講解的,高僧們在這方麵的熱情並不比博士們遜色。
除算學學校之外,中央還設立了其他一些專門的科學學校,如太醫署管理下的醫學校,其中博士4人任教,醫科學生40人,針科20人,再加上藥、按摩、咒禁等科,學生共100人左右。教材有《黃帝內經》、《神農本草經》、《脈經》、《明堂脈訣》、《神針》等。太卜署管理的天文學校收學生45名,學習卜筮——這是天文學的社會應用部分。司天台收學生95人,學習天文、曆數、漏刻。太仆寺招收學生100多名,學習獸醫。
唐代的州(相當於省)設立經學和醫學學校,經學和醫學學生的比例約為4:1,其規模小於中央學校,但總人數卻大大超過了中央。縣一級學校全部是經學的預備班,沒有天算醫類,體現了這個時代的科學還不屬於下層社會,而國家也不在社會下層施行這方麵的教育。
從以上學校和學生的比例來看,唐朝雖然仍把儒學經典當作教育的中心內容,但在隋朝學校門類的基礎上,建立起了規模相當大的算學、天文、醫學等與自然科學相關的專門學校。在古代社會的技術、經濟、文化基礎上,這算得上相當重視了。需要說明的還有兩點:一是各個科學性質學校的學生在畢業後通過選試所授的官職品位很低,這意味著俸不多,除非他們顯露出特殊的才華,才有繼續升遷的希望;二是在國家變亂時期,學校的正常學習和研究就自然被打斷了。在這方麵,經學學校的學習進程、甚至科舉選仕活動也有被暫時取消的時候。因為在皇帝眼裏,國之大事,戎馬為先,鞏固政權比什麼事都重要。
到了唐的中晚期,社會危機日益增多,國家學校的規模日縮,呈現門庭冷落之象,算學,天文學、醫學學校受到的衝擊更大。這時候,由於科舉考試製度仍然存在,有些生活條件充裕的書生開始私人授學,作為學校中衰的補充。唐後,經過五代十國到宋代,私人辦的書院便產生了。與此同時,算學、天文、醫學的研究也較多地散落到朝廷機關外圍和上中層官員及社會上知識分子的私人活動那裏去了。
從整體上看,唐代的科舉製把大批知識分子吸引到攻經求仕方麵,整個社會文化有著濃厚的人文主義色彩,社會上潛心於自然知識的人不多,科學和技術一樣,都沒有什麼突破。但是,唐朝在創辦學校的過程中開設了規模相當大的中央和州一級與科學有關的專門學校,通過學校在知識分子階層中普及了數學、天文、醫學方麵的知識,對五代至宋代科學技術的發展有著良好的影響。另外,唐朝廷集中了一大批科學方麵的學者,再加上少數民間人士,留下了這一時代的主要科學記錄。
算學的總結和發展
唐代前期的算學學校是研究數學的主要場所。唐初的官員兼曆算學家李淳風(602~670)和算學博士梁述、太學助教王真儒等對古代的一批經典數學著作作了注釋,他們修正了前人注釋中的一些錯誤,使其中九部——《周髀算經》、《九章算術》、《孫子算經》、《五曹算經》、《張丘建算經》、《夏侯陽算經》、《海島算經》、《綴術》、《五經算術》,和唐初的算學博士王孝通(生卒年不詳)所著的《輯古算經》共十部被欽定為學校教科書,後被稱為“十部算經”。除王孝通的著作外,他們的工作主要是總結前人成果,保存了寶貴的資料,而沒有多大的創新,而且李淳風對劉徽創立的割圓術明顯地忽視。這個時代數學的發展除了王孝通在他的書中第一次用解三次方程式的方法計算一些複雜工程問題外,就是所謂二次內插法的發展。二次內插法是由於天文計算的精確要求而創造出來的,最先由隋代的劉焯在曆法計算中應用。唐代的張遂(683~727,一行和尚),徐昂(822年前後在世)等在天文計算中繼續應用這個方法,把劉徽的等間距二次內插發展為不等間距的二次內插法,自此之後,這種方法便成了天文曆算家們常用的一種方法。
到了唐的中晚期,由於朝廷權力的衰微和商業的發展,算學學校和京城的算學家們在工作上已沒有多少起色,社會上的算學家們也已不太注意經典巨著的研究,而去尋找一些簡化實用性計算的方法,使算籌的計算有了改進。這是下一個時代數學大發展的一個預兆。
占星術和天文學
由於閱曆豐富和創業艱難,唐太宗不相信祥瑞異災之說,而更注重人事和現實政治。唐後期的宰相李德裕(787~850)寫過專門的文章《祥瑞論》,反對芝草是祥瑞的說法。與先秦和秦漢時代相比,異災和反常天象已不如戰國和秦漢時代那樣被大臣們認真地視為一種政治問題而向帝王提出,這說明“天人感應”的思想雖然沒有被徹底否定和超越,但卻表明對待自然現象的一種更為科學和清醒的態度已經出現。這顯示了時代的進步。
在天文學研究方麵,唐代人也采取了更為認真的態度。初唐呂才(600~665)設計了新的漏壺用以計時;李淳風對落下閎、張衡等人的渾天儀以及北魏的鐵製水準儀作了改進,使之成為轉動自如的六合儀。另外,在高宗時李淳風還編製了麟德曆,按太陽和月亮位置的真正相合時間確定朔日,月的安排不再以29天和30天相間。根據敦煌發現的初唐時的《敦煌星圖》,當時的天文學家對前代的星圖作了研究,這份星圖(1907年被英國人斯坦因拿走)上標有1350多顆星,是當今所存的世界古星圖中星數最多的一個。但從星的位置的準確度來看,製作者大概主要是抄寫整理古代圖本,自己沒有做細致的觀測。還要提到的是,初唐的大天文學家李淳風也是當時唐太宗所信任的占卜大師,他寫了占星著作《乙巳占》,又撰寫了一部天文學史方麵的名著《晉書·天文誌》。據說他“每占候吉凶,合若符契,當時術者疑其別有役使,不因學習所致,然竟不能測也”(《舊唐書·李淳風傳》)。他甚至還用自己巧妙的言辭並借口卜象已成,勸阻了唐太宗根據傳言想要進行的一次清洗所謂“女主武王”(暗指武則天)的活動。李的成就說明唐代的天文學是和占星術攜手前進的。
如果說初唐的李淳風是一個集天文學家和占星家於一身的人物,盛唐時期的另外兩個人——瞿曇悉達和張遂(一行和尚)則分別為唐代的占星術和天文學做出了最大的貢獻。
初唐時印度的天文學和數學傳入了中國。中國數學方麵的10進製位值記數法可能就是此時傳向印度和阿拉伯世界的。許多印度和中亞的學者也曾在唐的司天台工作,最有名的是印度人瞿曇姓一家。這家有四代人連續在唐的司天台任職,其中瞿曇悉達翻譯了印度的九執曆,還於714~724年間寫成了中國曆史上最大的一部占星著作《開元占經》(共120卷)。該書全麵輯錄了中國古代關於宇宙理論的各家成果以及大量天體、天象、氣象變化的記錄及其占卜判斷術文,還有包括印度九執曆、初唐麟德曆在內的29種曆法的基本數據以及其他占候術文,是一部名副其實的占星術的經典。書中,天文知識和天人感應的思想融為一體,天上的恒星分野同地上各個地區的分野在位置和名稱上相互對應,日月五星和流、彗、妖(彗星的變種或新星)、客(新星)等星以及恒星天象的正常運動和反常變化都與帝王、國家和社會生活中的吉凶禍福相關聯,表明中國的占星術就是王朝命運和天下軍國大事的預測學和解釋學。
從科學史的角度看,占星術是置身於茫茫宇宙的人類在國家出現之後仍然不能完全從理性的角度把握和理解社會曆史發展過程的趨勢和突發事件以及人生的吉凶禍福時試圖預知其征兆和端倪的一種嚐試。由於日月和頭頂的星空對人類是可望不可及的,所以,它們對人類來說就永遠充滿了誘惑和神秘。從占星術“究天人之際”的目的看來,它與真正科學的目標並非背道而馳;但由於它完全基於“天人感應”的理論基礎而偏離了“天行有常”的認識軌道,這樣便使它從整體方向上陷入了一個認識論的誤區,也使其中所包含的科學探索進入了迷途。《開元占經》的豐富內容還表明,占星術對天區的劃分、對星座的命名和其間秩序的確定一方麵反映了人們在“以己度天”時將社會文化的色彩投射到星空之中,尤其反映了中國占星術由於其主要為天子皇朝服務的特殊角色而染上了濃厚的政治文化色彩。與此相應,占星術作為天子皇朝不可甩開的一根神杖,在得到皇朝特殊眷顧的同時也因為皇朝服務的狹隘的神聖目的而限製了其中科學成分的生長。但是,從社會文化生活中投射到占星術領域的靈光,卻反過來也反射到了社會文化的其他領域而豐富了其多彩的內容。這一點在唐代也是十分突出的。
張遂作為唐代大天文學家曾因不願與權貴武三思合作而入寺為僧,並在遊學時又學了不少天文、算學知識,玄宗當政後,他被請入朝主持天文方麵的大事。他和梁令瓚(蜀人,官居府兵曹參軍)合作創製了能測量天球黃道坐標的黃道遊儀,用這個儀器測量了28宿距天球北極的度數,在世界上第一次發現了恒星位置變動的現象。在725年,張、梁二人又製成了以漏水轉動的渾天銅儀,這個儀外麵的兩個輪子上綴上了日月,其轉動的周期和日月轉動與會合的實際日期基本相合,銅儀上的兩個木人一個每刻一擊鼓,一個每時辰一撞鍾,這實際上是張衡水運渾象以來水力驅動的天文儀器的發展,也是初步完善的一種機械天文鍾。張遂最重要的工作是組織了一次大規模的天文大地測量。這次測量的地域範圍從北方位於中亞的鐵勒到南端的交州,測量的內容是散布在唐疆南北的12個點的北極高度,冬至、夏至、春分、秋分時太陽在正南方時的日影長度。測量後的數據糾正了前人關於“南北地隔千裏,影長差一寸”的估測說法,實際上第一次測出了地球子午線1°的長度。在727年,張遂於兩年前著手編修的大衍曆草稿完成,這部曆法以隋代劉焯的皇極曆為基準,數據準確,計算精確,集中了作者的心血,它的結構體係一直到明代參考西方曆法之前,還是後世曆法研究者們的主要藍本。
如果從整個科學史的角度來評價當時天文學家們的工作,就可以看出,隋代的劉焯、張胄玄(608年製大業曆)和唐代的李淳風、張遂、郭獻之(726年製五紀曆)、邊崗(893年製崇玄曆)等曆法編製者都能進行精確的天文計算,通過他們的工作,某些天文數字的精確度一直在提高,曆法和日月食預測的準確性也在提高。人們把目標過於放在數據的精確性方麵了,而沒有注意從整體上把所有數據和新的觀測材料綜合起來思考,沒有去思考大地和日月星的確切關係及根本運動規律。實際上,漢代以前的中國先知們曾經留下了偉大的論天三說、關於地動的猜想、關於“大九州”的猜想等思想閃光。漢代以後中國的科學界已經越來越傾向於注意和發展那些成熟和具有明顯的實際應用性的成果,卻常常忽視先人們那些直覺性的天才思想閃光。這大概是文明成熟的曆史代價。唐時大量傳入的印度和中亞文化中的新鮮科學知識也還不足以動搖中國科學界的傳統信念。
我們再把目光投向唐代的哲學家,發現他們的主要精力放在文化性的事物方麵,即使是牽涉到宇宙和天的問題,他們也對天文學家的計算數據甚至新的發現不夠注意。一方麵,這顯然是因為天文學家們的工作同天子皇朝的特殊關係使他們的發現和知識常常局限在一個很小的圈子裏,圈外人不易了解新的天文發現。另一方麵,外界的新的哲學和思想也不容易影響天文學。唐後期王叔文(753~806)改革集團中的劉禹錫(772~842)和柳宗元(773~819)對天的問題很關心。劉禹錫寫了《天論》,柳宗元寫了《天說》,他們二人的主要目標是和相信天命說的古文學家韓愈(768~824)辯論。韓愈雖然相信天命說,但他又在佛教盛行的時代堅持反佛。柳宗元和劉禹錫的思想繼承了中國曆史上樸素的唯物主義。柳宗元鼓吹元氣說,把陰陽二氣的相互作用看成萬物生成和變化的原因,甚至認為宇宙的東南西北遠極無方,但他不考慮日月星辰的結構問題,隻把日月星辰的排列和運行以及山崩地震等自然現象一起歸結為與神和人事無關的東西,這是明顯的進步。劉禹錫的認識更進了一步,他不但和辯論對手韓愈一樣批判了佛家的“空”,而且批判了道家的“道”。他認為“天之所能者,生萬物也;人之所能者,治萬物也”,人和天的關係是“交相勝,還相用”,這是明顯地反對被動服從天命。另外,劉禹錫提出了幾個重要的概念——數、勢、理之間的關係。他在《天論》中寫道:“夫物之合並,必有數存乎其間也。數存,然後勢形乎其間焉”,“以理揆之,萬物一貫也”。這裏的理是指事物存在的合理性,數就是規律性,兼有定性定量兩層含義,勢便是規律。然而,古代的學者們對理、數和勢之間的關係沒有過多的深究,連劉禹錫自己也沒有,這樣就使他閃光的思想隻是和荀子、王充等先哲的思想輝映在一起,雖更具光彩,卻未能徹底超越先哲。
朝廷重視的醫學
唐王朝對醫學的重視已由前麵所述中央和州一級醫學學校的數量和學生人數所表明。除了大批地培養人才,在唐朝的律令《唐律》中還規定了相應的醫藥法,其目的在於讓醫生和藥師們在行醫下藥時更加負責任。唐朝另一件重要的工作是在657年同意醫學博士蘇敬(活動於唐高宗年間)的提議,派他和另外21名大官和飽學之士在兩年時間內編修了一部國家藥典——《唐本草》。這部藥典記載了844種藥物,其中新增的藥物多數是從波斯、印度和南海傳來的。這是一個發展。自從佛教傳入中國,印度和中亞的醫藥學隨著文化和商業的交往也傳入中國。唐時留居中國的印度和波斯人中還有專門以行醫為業的。唐時的醫官們自然會以這些新鮮而有效的新藥物來豐富中國的藥典。自唐時起,人參、茯苓、當歸、遠誌、烏頭、附子、麻黃、細辛等神州上藥也開始為中亞和印度人治病了。《唐本草》的編輯者不但添加了新藥物的品種,還認真地糾正了《神農本草經集注》中錯記的藥物,由他們查出的100多年前的陶弘景錯記的藥物數量居然多達400餘種!這使謹慎的人甚至不敢使用這位對煉丹極為熱情的藥物學家的藥方。不過,由一群後起之秀來糾正一個獨立工作的先人的錯誤畢竟是一件可以理解的事。《唐本草》一俟編成,便成為醫藥學校的主要藥典,因而也成為統一全國藥物名稱和用藥的大典,它也是今天所知道的世界上第一部由國家頒行的藥典。在此之後,唐代的醫藥學家陳藏器(生卒年不詳)對國家藥典作了補充,他編了一部10卷本的《本草拾遺》。還有人把海外的、地方性的、食療性的藥物專門分編成一套藥物集。在海外傳入的藥物中,包括了印度、波斯和阿拉伯地區的名貴藥品乳香、沒藥、血竭、木香等。
民間醫生所寫的藥書中最重要的是隋末唐初的孫思邈(581~682)的《備急千金要方》。這位長壽的醫學家少年時多病,為籌湯藥之資罄盡了家產,能讀書時又不惜費百金向醫家尋方研學,並多讀百家之說和釋典,兼勤於實踐,終成一代名醫,且被後世人稱為藥王。他醫德高尚、醫術高明,寧肯在民間清苦為醫而不願到宮中為皇室服務。他的書是50多年行醫看病經驗的結晶,書名取義於“人命至重,有貴千金,一方濟之,德於此”。他以自己的醫藥知識使自己的壽命達到101歲(編修隋代曆史的唐朝大臣魏征為了確切了解前朝世事的某些細節問題,有時親自或派人拜訪藥王以及像他那樣經曆過亂世而長壽健在的曆史見證人)。在孫思邈之後,在朝為官的王燾雖然不是一個專業醫師,但他由於少年時多病而苦讀醫藥書籍,搜集了許多前代散失在民間的秘方,於752年寫成了《外台秘要》一書。唐時吐蕃著名的醫學家宇陀·元丹貢布(8世紀左右人,約和王燾同時)編成了《四部醫典》(藏名《居悉》),這是藏醫的奠基性著作,並在傳人蒙古地區後對蒙醫學產生了極大的影響。
(五)宋遼夏金科技
火藥
唐代發明了火藥,但在軍事上應用的記錄還不多。由於幾個政權之間的對立和時常可能發生戰爭的狀態,北宋政權下的一些軍官開始在火藥的研究和應用上作出努力,這一偉大發明完全由煉丹家的事業變成了兵器工匠的事業。因而,火藥已不再是煉丹爐中的奇觀,而成了戰場上殺傷人的新武器。
根據《宋史·兵誌》記載,北宋早期先後有兵部令使馮繼升於970年、神衛水軍隊長唐福於1000年、冀州團練使石普於1002年分別創造並推廣了火箭、火球、火蒺藜等火藥武器,這主要是利用了火藥的燃燒性能。1002年,另一位軍官劉永錫曾製火炮以獻朝廷。北宋末年,火器專家們製造出了陶製和鐵製的“震天雷”,這是利用火藥爆炸性能而製造的,由繩索或拋射機械來發射,爆炸時其聲如雷,靠噴發的火焰和彈片殺傷敵人。1126年,宋朝的大將姚仲友和李綱都曾用火藥武器抗金。另外一種直接利用火藥拋射性能的武器是突火槍。據湯王壽《德安守禦錄》記載,1132年抵禦李橫的德安守軍已經“以火炮藥造下長竹杆火槍二十餘條”,後改進為突火槍。這是一種管形火器,據《宋史·兵誌·器甲之製》記,突火槍“以巨竹為筒,內安子窠,如燒放,焰絕石子窠發出,如炮聲,遠聞百五十餘步”。據《金史·赤盞合喜傳》記,公元1232年攻金的蒙古大兵惟畏震天雷和突火槍二物。可見金人很快就有了自己的火藥武器,並很快在戰場上應用了它們。如果說震天雷意味著炸彈的發明,那麼突火槍便是步槍和大炮的前身了。
火器的發明是兵器史上的一個轉折點。以往的武器——冷兵器的戰爭僅僅是機械性力量和人的勇力與智謀的廝殺,而火器則第一次把化學力量和單兵戰鬥結合了起來。火器一經應用到戰爭中便體現出了強大的威力。北宋對火器的應用由於規模不大,僅僅起了在關鍵性戰役中威懾敵人的作用,但在南宋和金的戰爭中,雙方使用火器重創對方的記錄多了起來。金國在同蒙古的戰爭中曾依賴震天雷來堅守城池,而蒙古人在俘虜了金國的工匠之後,也掌握了火器,並且在西征時把火藥傳到了阿拉伯世界和歐洲。中國的煉丹家們開始並沒有想到煉製長生仙丹卻得到了殺生的武器,這與他們追求的理想並不相符。這種事在技術史上是常有的。當火藥作為一種新的戰爭武器被用於戰場,並給戰爭帶來更可怕的殺傷力之後,中國煉丹家們謀求長生不老之丹的理想熱情開始消退。他們逐漸放棄了這一不實際的追求,開始注重內省式的修煉,希望以此來達到延年益壽的目的。
宋(北宋和南宋)和金在世界上最先使用火器,但這兩個國家的政權最終並沒能被這種新式武器所拯救。從純軍事的觀點看,最初的火器隻能部分地改變軍隊的裝備,數量不多,質量不高,並沒有引起一場軍事技術的徹底變革,因而隻能局部地影響戰爭的勝負。當這兩個國家國勢衰落的趨勢遠大於火器進步的速度時,這種新武器便成了改朝換代時的曆史爆竹。而對於中國老百姓來說,火藥最好的用場則是節日時的爆竹。至南宋時,杭州民間已有許多買煙火者(《武林舊事·小經紀》),在北方金國治區則有人自治火藥狩獵,說明火藥的民間應用也在發展。
在中國,火藥並沒有使社會生活和曆史發生真正的改變,火藥主要是由官府控製的工場生產的,它被用來裝備朝廷的軍隊。北宋的火藥工場稱“火藥窯子作”,列朝廷軍器工場之首。當火藥傳到西歐時,那裏的市民階級便利用這種新的武器同封建階級的騎士作戰,最後把這個階級炸得粉碎,資產階級開始登上曆史舞台。
無論如何,火藥的發明開始了軍事方麵的一場具有曆史意義的技術和戰術革命。各種各樣的火器被製造出來。火器的強大威力使它首先成為冷兵器的補充,從而改變了軍隊的編製、戰法和整個指揮體係。
航海和指南針
對於宋政權來說,由於通西域的道路被西夏阻斷,通朝鮮的陸路被遼金先後阻斷,東南海上的航路便成了同朝鮮、日本、印支、印度和阿拉伯世界交往和貿易的主要通道。航海的需要使宋代的船向巨型發展,並且由於製船匠們設計了新式的水密隔艙而提高了遠航的安全度。整個船體的構造更加合理堅固,並普遍采用了尾舵(這是西漢時就產生了的航海技術上的一大發明),大大改善了船的操縱性能。尤其是宋代的人把先輩的指南磁魚改變成了指南磁針,為海上遠航裝備了舉世無雙的導航設備,播下了航海技術革命的種子。
據《韓非子》記載,戰國時中國已有“先王”(時間可見還在戰國之前)以天然磁石製成的磁勺——司南,以指示方向。漢代王充《論衡》中也提到了指南勺。但在宋代之前,中國人的對外活動主要在西域、朝鮮、越南等陸路方向上。對於陸路旅行來說,太陽和地麵上各種標記物可以使人不迷失方向。所以,指南勺、甚至連馬鈞和祖衝之製造過的指南車都不過是些沒有多大實用價值的發明而已。宋代人沒有陸路可通往那些前代人已熟悉了的外部世界,航海便成為同外部世界交往的重要途徑,在碧波萬頃的大海上除了日、月、星之外,沒有任何明顯的參照方位和距離的標誌,而日、月、星並不一定時時懸現在人們頭頂,於是指南針應運麵生。
北宋曾公亮(998~1078)主編的《武經總要》中已記載有指南魚的製造方法。而大科學家沈括(1031~1095)的《夢溪筆談》中則記載,當時以看風水、看病為業的方士最先把指南勺和指南魚磨製成靈敏度更高的磁針,並置於羅盤之上。這一點是意味深長的:一個指引人們通向新世界的偉大發明正是經過那些在舊的文化習俗中徘徊的人們的手,才推到曆史的麵前。指南磁針一經發明,那些目光敏銳、對方士的羅盤發生了興趣的航海家們便把它安裝在船上,用於航海了。這是在公元1000年左右實現的。北宋末年人朱在他於1119年寫成的《萍州可談》中記:“舟師識地理,夜則觀星,晝則觀日,陰晦則觀指南針”。20多年後徐競寫的《宣和奉使高麗圖經》記,“惟視星鬥前邁,若晦冥則用指南浮針,以揆南北。”另外,吳自牧《夢梁錄·江海船艦》中也記載了南宋時海船“風雨晦冥時,唯憑針盤而行,乃火長掌之,毫厘不敢誤差,蓋一舟人命所導也”。顯然,指南針在海上已經開始為人的航海活動服務,而不再像在方士手裏那樣為看風水服務了。當然,當時的方士們也在為一種社會需要服務。隻要地球的磁極不亂,羅盤指示的方位對在陸地上活動的人類來說,始終是一個方向坐標。
中國的航海家首先把指南針裝到船上,標誌著人類從此獲得了在海洋中全天候、遠距離航行的能力。宋代同中國在海路上貿易來往頻繁的阿拉伯人約於1180年在泉州和廣州把指南針裝到了他們的船上,這些以航海和商業為業的經驗豐富的阿拉伯人把航船一直駛到了近東地區。約在宋末元初,歐洲人從他們那裏認識了指南針,並把它裝到了船上。在整個古代,埃及人、腓尼基人、希臘人、羅馬人的船隻主要航行在地中海上,隻有極少數的冒險家曾在非洲的西海岸出現過。但在有了指南針之後,近代歐洲航海家的一係列遠航和地理大發現都成為可能的了。
中國人是磁的最早研究者。磁最初稱為“慈”,是因為它吸鐵時像慈母抱嬰兒。沈括最先發現了磁偏角。在應用指南針和進行全球性的航海活動後,歐洲人開始了對磁的研究。很可惜,指南針故鄉的中國人卻沒有最先進一步揭開磁石中的秘密。
活字印刷術
在11世紀上半葉快要結束的宋仁宗慶曆年間(1041~1048),平民畢昇(?~1051)發明了活字印刷術。這是一種用陶土燒成的活字。畢昇發明的活字印刷版與宋代的文化繁榮有關。宋朝繼承了唐的科舉製和學校製度,而且放寬了對學生出身門第的要求,一般人的子弟亦可進入太學,並且新增了畫學學校和武學學校。和唐人相比,宋代的知識分子不但寫詩,還寫大量的詞,畫更多的山水花鳥人物畫。北宋的徽宗皇帝也是有名的書畫家。另外,在史學、地方誌的編寫方麵也比唐代規模更加宏大,記敘的內容更加豐富。除此之外,宋朝和金朝還開始流行話本小說(這是明代章回小說的前身)。如此繁榮的社會文化生活,對印刷業提出了新的要求。在北宋的開封和南宋的臨安(杭州)和成都,都有雕版印刷業的中心。活字印刷術發明之後,逐漸顯示了它技術上的優越性——印刷匠可以用許多活字在印刷版上排版,而且這些活字還可以重複使用,因而免去了印一次刻一次版的麻煩。到南宋末期的1241~1251年前後,在蒙古方麵做官的理學信徒姚樞(1203~1280)教他的弟子楊古用活字版印刷出朱熹(1130~1200)的《小學》、《近思錄》和呂祖謙(1137~1181)的《東萊經史論說》。朱熹是南宋最有名的理學家,也是中國最早的私人書院——白鹿洞書院的創辦者。朱熹的書首先被印出來說明南宋時私人教育事業相對於朝廷辦的官學有了相當的獨立性,學在官府的局麵已經不複存在(與春秋戰國時私人辦學不同的是,南宋開始的私人書院中的大師們都是經學大師,他們研究和傳授的都是一家之言,這是因為有科舉製這個取仕製度限製著教育的基本內容)。呂祖謙是和朱熹齊名的理學家,曾任國史院編修,在學術上很活躍,開浙東學派之先聲,還曾邀集朱熹和陸九淵(1139~1193)兩派學者1175年在江西信州(上饒)鵝湖寺辯論哲學。朱、呂二人的書既不是宗教典籍,也非科學著作,但卻是中國知識分子大量需要的教材。
在唐代發明雕版印刷、宋代發明活字印刷的時候,曾經迅速把造紙術引入並傳到西方的阿拉伯世界卻沒有積極地通過西域和海路接受中國的印刷術,並將它傳入西方。這是因為信奉伊斯蘭教的阿拉伯人大概認為印刷《古蘭經》是對先知的不尊重。到橫跨歐亞的蒙古大帝國建立起來時,印刷術才迅速向歐洲傳播。同時,元代的王禎又創製了木活字,接著朝鮮的印刷巧匠們又創造了銅活字。隨著元朝時東西方的交往,歐洲人很快便利用了活字印刷術。在歐洲的幾支語言文字中,最基本的字母隻有二十幾個,活字印刷就顯得格外方便。在1455年(明代宗景泰六年),穀騰堡(1394~1468)用鉛活字印出了《聖經》。《聖經》的印刷使大批平民知識分子可以直接閱讀這本原來由教會壟斷了解釋權的書。這些人在自己讀了《聖經》之後,便有了按照自己的理解來解釋《聖經》的要求,接著便產生了由具有新思想的教士路德(1483~1546)領導的宗教改革。這裏令人略為驚異的是,盡管歐洲有著權威性的思想統治機構——基督教會,但印刷術仍然在這裏起到了革命性的作用,教會的精神獨裁被打破了。在中國,占統治地位的儒學經典和新作盡管同樣被活字印刷術傳到了更多的人的手中,但儒學仍然保持著它受尊崇的地位。這裏的原因至少有兩個:第一,儒學本身是一種關於人的關係的學問,它包含著某些合理的東西,因而是一種在新思想衝擊麵前有彈性、有生命力的思想體係;而基督教則是一種關於人和神的關係的學說,當人的理想和神的教義發生矛盾的時候,衝突就是不可避免的了。當人還沒有勇氣徹底與神決裂的時候,人起碼可以按照自己的理想來改造神——因為神本身就是人們為自己而創造出來的。第二,歐洲的社會產生了新的社會階層——市民階級,這個新階級有著新的經濟利益,並產生了新的社會理想。新技術——包括火藥、指南針和印刷術,統統成了他們取得經濟利益和實現新的社會理想的工具。而在中國的宋代,直到明代和清代中期以前,中國的社會還沒有產生出強大的市民階級,因而所有在這裏首先產生的新發明也隻能暫時擱在傳統社會生產和生活的支架上。況且,與歐洲社會不同的是,中國社會的新生階級在生長時麵臨著一個無比強大的中央集權王朝的控製和壓迫,它即使產生了,也不會像在歐洲社會中那樣發展起來。因而,僅僅有偉大的技術發明還不足以使社會產生偉大的變革。