【科技文明探源】

　　◎本報(bào)記者 孫明源

　　編者按 習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，中國文化源遠(yuǎn)流長，中華文明博大精深。只有全面深入了解中華文明的歷史，才能更有效地推動(dòng)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化、創(chuàng)新性發(fā)展，更有力地推進(jìn)中國特色社會(huì)主義文化建設(shè)，建設(shè)中華民族現(xiàn)代文明。

　　創(chuàng)新，是當(dāng)代中國最鮮明的特征。它也深深根植于中華民族千百年來的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。五千多年的中華文明所蘊(yùn)含的創(chuàng)新精神和科學(xué)思想，讓中國古代在天、地、農(nóng)、醫(yī)、算等技術(shù)領(lǐng)域熠熠生輝。

　　“不忘本來才能開辟未來，善于繼承才能更好創(chuàng)新”。今日起，本版推出“科技文明探源”欄目，邀請(qǐng)相關(guān)專家解讀中華文明科技成就，探尋和挖掘其背后的創(chuàng)新精神和科學(xué)思想，為我們?cè)黾游幕孕诺牡讱猓橙∈卣齽?chuàng)新的力量。

　　作為一部綜合性著作，《夢(mèng)溪筆談》中很多內(nèi)容折射出11世紀(jì)中國社會(huì)高度繁榮的科學(xué)文化。沈括完成的一些工作也為后來的科技發(fā)展提供了重要基礎(chǔ)，《夢(mèng)溪筆談》亦具有極高的史料價(jià)值。此外，其可貴之處還在于，書中蘊(yùn)含著現(xiàn)代科學(xué)界長期呼喚和極力推崇的精神價(jià)值。

　　公元1088年，北宋官員沈括搬遷到潤州（今江蘇鎮(zhèn)江）。在潤州的夢(mèng)溪園，賦閑的沈括把自己的一生經(jīng)歷整理成了一部筆記——《夢(mèng)溪筆談》。

　　根據(jù)出版家胡道靜的研究結(jié)果，《夢(mèng)溪筆談》全書涉及科學(xué)技術(shù)的條目約占總數(shù)的36%，分屬數(shù)學(xué)、天文學(xué)、光學(xué)、地學(xué)、醫(yī)學(xué)等多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域。《夢(mèng)溪筆談》一書體現(xiàn)了沈括廣泛的興趣和廣博的研究，因此他被今人稱為“百科全書式的學(xué)者”。這本書也被科學(xué)史學(xué)家李約瑟盛贊為“中國科學(xué)史上的里程碑”。

　　在中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所原所長張柏春看來，《夢(mèng)溪筆談》作為一部綜合性著作，其中很多內(nèi)容折射出11世紀(jì)中國社會(huì)高度繁榮的科學(xué)文化。沈括完成的一些工作也為后來的科技發(fā)展提供了重要基礎(chǔ)，《夢(mèng)溪筆談》亦具有極高的史料價(jià)值。此外，其可貴之處還在于，書中蘊(yùn)含著現(xiàn)代科學(xué)界長期呼喚和極力推崇的精神價(jià)值。

　　集北宋多學(xué)科創(chuàng)新成就

　　在中國科技史上，宋元是個(gè)科技成就斐然的時(shí)期。中國古代的許多發(fā)明創(chuàng)造在北宋及其后的一段時(shí)間里達(dá)到高峰，并居于世界領(lǐng)先水平。《夢(mèng)溪筆談》集中記錄和留存了這一階段的輝煌成果。

　　張柏春指出，對(duì)于《夢(mèng)溪筆談》涉及的許多科技領(lǐng)域來說，該書不一定能代表當(dāng)時(shí)的最高水平，例如沈括的數(shù)學(xué)成就不能與宋元數(shù)學(xué)四大家——楊輝、秦九韶、李冶和朱世杰相比。但是《夢(mèng)溪筆談》能夠在一部著作當(dāng)中同時(shí)集中體現(xiàn)天文學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、地學(xué)、醫(yī)藥學(xué)和工程技術(shù)等多個(gè)學(xué)科當(dāng)時(shí)的前沿成果，這非常難能可貴。《夢(mèng)溪筆談》具有極高的史料價(jià)值，折射出了一個(gè)時(shí)代的科技輝煌。

　　宋代出現(xiàn)了一波科技知識(shí)文本化的浪潮，《營造法式》《武經(jīng)總要》《新儀象法要》等書籍是這個(gè)時(shí)期的代表性成果。這些書籍傳播了科技知識(shí)，也為后人研究宋代科技成就提供了翔實(shí)的資料。《夢(mèng)溪筆談》是此類書籍當(dāng)中涉獵最廣的一部作品。

　　“如果沒有《夢(mèng)溪筆談》，我們可能無從知曉活字印刷術(shù)發(fā)明者姓甚名誰。一介平民畢昇的名字能夠被后世知曉，《夢(mèng)溪筆談》功不可沒。”張柏春認(rèn)為，“如果要選一位能夠反映宋元科技成就的代表性人物，我會(huì)首推沈括。”

　　沈括的最大科研成就集中在天文學(xué)、物理學(xué)等領(lǐng)域。他利用漫流中表面張力的補(bǔ)償作用，補(bǔ)償水的粘滯性對(duì)流量的影響，從而改進(jìn)了漏刻，更加精確地測量出真太陽日的時(shí)長。他還通過測量得知“冬至日行速，夏至日行遲”（從地球上看，冬至太陽的運(yùn)行速度較快，夏至太陽的運(yùn)行速度較慢）。

　　“最早發(fā)現(xiàn)地磁偏角；總結(jié)海陸變遷的規(guī)律性特征，正確解釋了華北平原的形成原因；記錄了‘以磁石摩針鋒’的人工磁化方法；發(fā)現(xiàn)懸絲法是安置指南針的最佳方法；做了針孔成像、凹面鏡成像等實(shí)驗(yàn)，并給出了光學(xué)解釋；探討了透光鏡能夠反射背面花紋的原因……這些事例在《夢(mèng)溪筆談》中都有明確記錄，反映了我國古代的科學(xué)技術(shù)成就。”對(duì)于《夢(mèng)溪筆談》的亮點(diǎn)，張柏春娓娓道來。

　　凝聚求實(shí)和批判精神

　　張柏春認(rèn)為，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐泻颓髮?shí)精神是沈括成為杰出學(xué)者的重要基礎(chǔ)，而這種精神的養(yǎng)成，與沈括的成長經(jīng)歷有著密不可分的關(guān)系。

　　沈括出身于錢塘沈氏，這是個(gè)在醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域頗有家傳的宗族。他自幼受家人影響，接觸到不少醫(yī)書和草藥。這段經(jīng)歷啟迪了沈括的科學(xué)探索之路。

　　古代各類醫(yī)書藥典成就突出，但也有失準(zhǔn)的內(nèi)容。沈括并沒有迷信書本或者權(quán)威，對(duì)于各類草藥，他“必目睹其驗(yàn)，始著于篇”，對(duì)于前人觀察或者記載錯(cuò)誤的地方，也會(huì)提出修正。

　　“沈括在醫(yī)藥學(xué)研究中養(yǎng)成的求實(shí)和批判精神，貫穿了他的青少年時(shí)代，也被他帶到了各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的工作當(dāng)中。”張柏春說。

　　在沈括所處的時(shí)代，人們普遍相信大海的潮汐是由太陽的出沒造成的，但是富有批判精神的沈括并沒有輕易接受這個(gè)結(jié)論。他發(fā)現(xiàn)，潮水起落主要同月相有相關(guān)性。據(jù)此，沈括提出了潮汐受月亮運(yùn)動(dòng)影響的假說，后世發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律證明了該假說的科學(xué)性。

　　為北宋朝廷服務(wù)期間，沈括曾就職于欽天監(jiān)，負(fù)責(zé)改進(jìn)用于天文測量的渾儀。他簡化了渾儀上代表月亮運(yùn)行軌跡的白道環(huán)，并且提出了校正極軸的實(shí)用方法，提高了儀器的安裝精度。沈括完成《夢(mèng)溪筆談》200年后，元代科學(xué)家郭守敬延續(xù)了沈括簡化渾儀的做法，發(fā)明了更加先進(jìn)的簡儀。

　　“在古代，渾儀是造價(jià)昂貴的科學(xué)儀器，相當(dāng)于現(xiàn)代的大科學(xué)裝置。沈括承擔(dān)了制造新渾儀和改進(jìn)歷法的任務(wù)，既是科學(xué)家，又是工程師。”張柏春評(píng)價(jià)說。

　　“沈括在數(shù)學(xué)方面也很有創(chuàng)見，并為后人的探索奠定了基礎(chǔ)。例如，提出了關(guān)于高階等差級(jí)數(shù)求和的‘隙積術(shù)’，后來的數(shù)學(xué)家楊輝、朱世杰在此基礎(chǔ)上發(fā)展出更具普遍意義的‘垛積術(shù)’。沈括給出了求弓形弧長的近似公式，元代編《授時(shí)歷》時(shí)就利用了這個(gè)公式。《授時(shí)歷》是中國歷史上最優(yōu)秀的歷法。”張柏春強(qiáng)調(diào)。

　　“科學(xué)探索不是一蹴而就的事業(yè)，原創(chuàng)性成果即使不夠完善，它也具有重大的開創(chuàng)意義，能夠?yàn)楹罄m(xù)成果奠定基礎(chǔ)。這一點(diǎn)在沈括身上表現(xiàn)得很突出。”張柏春說。

　　對(duì)現(xiàn)代科學(xué)研究仍有啟示

　　沈括“凡所至之處，莫不探究”。在濃厚的好奇心之外，方法論也幫助沈括取得了眾多成果。張柏春把沈括的科學(xué)精神總結(jié)為重視觀察、注重驗(yàn)證、實(shí)事求是三方面。

　　伽利略是科學(xué)界公認(rèn)的實(shí)驗(yàn)科學(xué)家。在他之前，包括沈括在內(nèi)的一些科學(xué)家已經(jīng)嘗試實(shí)驗(yàn)方法。例如，沈括把紙做的小人放在琴弦上，借助它們做共振實(shí)驗(yàn)，證明弦線的基音和泛音的共振關(guān)系。這種方法具有創(chuàng)新意義。

　　“在古代環(huán)境下，能夠秉持創(chuàng)新精神和進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，這是難能可貴的。除此之外，沈括的實(shí)事求是精神對(duì)于現(xiàn)代科研工作者來說依然很有價(jià)值。”張柏春強(qiáng)調(diào)。

　　沈括在科學(xué)研究過程中秉持著獨(dú)特的科學(xué)精神，這種“無形的資產(chǎn)”為后世自然科學(xué)界提供了豐厚的滋養(yǎng)。他堅(jiān)持追求真理，不拘于定法、不懾于權(quán)威。在欽天監(jiān)任職時(shí)，他面對(duì)保守派的抵觸堅(jiān)持改革歷法，這是對(duì)惟實(shí)勵(lì)新精神的清晰詮釋。

　　在《夢(mèng)溪筆談》中，對(duì)于不確定的科學(xué)問題，沈括明確承認(rèn)自己知識(shí)的局限性和階段性，表示“未深討耳”，還不清楚其中的道理。“這樣，沈括就為我們樹立了一個(gè)堅(jiān)守科研倫理的標(biāo)桿。《夢(mèng)溪筆談》體現(xiàn)的實(shí)事求是精神也是沈括留給我們的寶貴財(cái)富。”張柏春評(píng)價(jià)說。