ai智能还原宋朝皇帝专题之寻宋解韵丨穿越时空，探寻中国古代科技的“黄金时期”

浙江新闻客户端记者曾福泉何东健

活字印刷术。

“每当人们在中国的文献中查找一种具体的科技史料时，往往会发现它的焦点在宋代，不管在应用科学方面或纯粹科学方面都是如此。”

这是英国学者李约瑟所著《中国科学技术史》中的一番话。诚哉斯言。在古代中国漫长的科技发展历程中，宋代无疑是一个黄金时期。

面对艰难的立国形势，宋人居危思变，于技术上大胆求新。发达的商品经济、繁荣的市民文化，成为各领域科技进步的巨大推力，大量来自民间的科学家活跃在有宋一代的历史舞台。宋韵文化那种巧妙细腻、精益求精的特质，在宋代的科技发明创造中也鲜明地展现出来。

今天，我们身处一个被日新月异的科技发展所塑造的时代，在之江大地探寻千年之前追求科技进步的宋人留下的或浓或淡的印痕。“物”的遗迹之外，我们更感受到精神上的激荡：格物致知的探索之心，以技术改善生活的创造之力，这正是今天的中国与宋人的共通之处，引发了我们穿越时空的深深共鸣。

中国古代科技的“黄金时期”

青山隐隐水迢迢，秋尽江南草未凋。在杭州市余杭区太平山南麓，我们的脚步停在 “宋故龙图阁直学士沈括之墓”前。浙江省社会科学院何勇强研究员告诉我们，宋代科技的点点滴滴，皆在沈括笔下绽放出无与伦比的光芒。

李约瑟将沈括著作《梦溪笔谈》称为“中国科学史上的坐标”。据《宋史》记载，沈括“博学善文，于天文、方志、律历、音乐、医药、卜算无所不通，皆有所论著。”他笔下这部百科全书式的著作，穿越历史烟云，引领我们进入宋代丰富的科技世界。

惊雷阵阵，撼天动地，是火药的威力；掌握方向，反应灵敏，是指南针的性能；操作灵活，印制快捷，则属印刷术的神奇……何勇强说，“四大发明”中的火药、指南针与活字印刷术都在宋代最终完成并应用于世，造纸术也出现划时代变革，产生世界性影响。

据文献记载，至晚在北宋后期，指南针已用于航海。南宋时创造出更适用于航海的磁罗经，也称磁罗盘。沈括在《梦溪笔谈》中记载了当时指南针的使用情况和磁针的几种使用方法并比较其优劣。北宋时开封设置火药作坊，“火药”一词正式问世。北宋中期的军事著作《武经总要》记录了“火球火药方”等三个世界上最早的火药配方。南宋军民发明了名为“突火枪”的管形火器。北宋庆历年间，毕昇发明了用胶泥制的活字印刷术。南宋时，周必大也曾用胶泥活字和铜版印刷自己的著作《玉堂杂记》。宋代的造纸原料从以麻为主向麻、竹、木、草、皮多原料转变，造纸技术提高，造纸成本降低，纸的品种更加多样化。

马克思在《机械、自然力和科学的应用》中的一段话我们耳熟能详：“火药、指南针、印刷术——这是预告资产阶级社会到来的三大发明。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，而印刷术则变成了新教的工具，总的来说变成了科学复兴的手段，变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。”

可以说，宋人以超脱的奇思妙想和领先于世界的发明创造，将日复一日的生产生活故事，织就一片锦绣莹柔的“科技味儿”，达到了古代中国科技发展的巅峰。

道古桥。浙江新闻客户端记者 俞碧寅 摄

杭州城区，从浙江大学西溪校区南去不远，西溪河上横跨着一座道古桥。行人不多，桥下碧绿河水中，仅有一艘小船游荡。浙江大学哲学系张立教授多年来居住在这里，常来此间散步，摸透了这一片小天地。

“道古”的桥名，源于宋代数学家秦九韶的字。据记载，他回临安丁父忧，见河上无桥，两岸人民往来很不便，便亲自设计，再通过朋友从府库得到银两资助，这才有了这座桥。张立说，21世纪初，原道古桥因西溪路扩建被夷，后经国内多位数学家倡议，得在旧址百余米外重建新桥，并于桥头立碑，桥名由数学家王元院士题写。

立于道古桥头的石碑，桥名由数学家王元院士题写。浙江新闻客户端记者 俞碧寅 摄

伫立这座“数学家之桥”上，在张立的讲述中，我们得以想象宋代杭州那浓郁的数学之风，遥思宋代辉煌的数学和天文成就。

宋代涌现出了一批数学家，如周琮、沈括、贾宪、刘益、秦九韶、李冶、杨辉，数量之多，是前所未有的。秦九韶所著《数书九章》最重要的两项成果是“大衍求一术”和“正负术开方”，均属非凡的数学创造。杨辉生于杭州，毕生致力于改进计算技术，提高乘除法的运算速度，发明了“垛积术”等。

宋代非常重视天文历法，取得很多天文学的成就。北宋时期先后进行过五次恒星位置测量，其中元丰年间的观测结果被绘成星图，刻在石碑上保存下来，这就是著名的苏州石刻天文图。北宋中期，苏颂和韩公廉主持制造了水运仪象台，是当时世界上最先进的天文钟。

沈括墓前，秋树历历。道古桥下，水波淼淼。宋人那种蓬勃的科技创造力，今天仍然激荡着我们的心灵。

水浮法指南针，北宋四种指南针之一，最先应用于航海导航。中国博物馆学家兼古代科技史学家王振铎据《梦溪笔谈》、《本草衍义》的记载复原。图片来源：视觉中国

平民科学家的舞台

宋代科技的繁荣发展，与其文化主体下移的趋势颇有契合之处。在宋之前，贵族阶层是文化的主角。在宋之后，庶民阶层在文化中发挥越来越重要的作用。贡举制度虽产生于隋唐，但直到宋太宗进行进士科的“扩招”之后，庶民的上升途径相对变得畅通，产生了市民阶层，市民文化繁荣，这对宋代科学知识水平的提升产生了积极的影响。

“平民化的科技发展，与百姓精细化的生活交织在一起。”张立说，宋代城乡氤氲着烟火气息，人们对美好生活的追求，催促着科技大踏步向前发展：农作物结构和农业技术发生跨时代变化，棉花、油菜、茶广泛种植，新式农具纷纷问世；织造技术日臻完美，临安城内机杼唧唧，脚踏缫车、楼机织绫等先进织机竞相出现；医学首次出现分科，儿科、外科等医生各司其职……可以说，宋人生活的各个环节都与科技进步相随。

古书中的人体穴位图。图片来源：视觉中国

翻开典籍，宋代三百多年间，平民科学家活跃在各个时期。北宋颁历9部，其中仪天、奉元、占天、纪元4历出自民间天文学家之手。南宋颁历7部，除第7部记载不明外，其余全部出自民间天文学之手。宋代许多数学家、医学家也都是生平不记于史册的布衣百姓。在何勇强看来，这正反映出宋代科技的独特性与开创性。

这其中最著名的恐怕就是发明活字印刷术的毕昇了。秋日午后，我们来到杭州市始版桥直街，阳光铺洒在青石板上，几位老人靠着摇椅浅眠，一片岁月静好的景象。相传，毕昇曾居住于此，“始版桥”就是由他出资修建的，今日的始版桥直街则是桥后的小路。

沈括《梦溪笔谈》。图片来源：视觉中国

一介平民毕昇的身世迈不进古代中国史书和地方志的“门槛”，只有沈括在《梦溪笔谈》卷十八中记录了这位发明家的姓名，以及胶泥活字的制法、印刷过程中的操作手法、活字印刷的优劣……

这许许多多知名或不知名的普通宋人，是如何激发出如此旺盛的创新力量的？一个很重要的因素就是他们遇上了前所未有的商品经济浪潮。

商品经济使全社会对货币的需求激增。这极大刺激了铜、铁等金属的开采与冶炼。胆水浸铜法在宋以前就已有之，但到宋代才得到普及，胆铜生产成为宋代新兴的化学工业门类。宋代其它冶金技术也得到长足发展，出现了铜锌合金——黄铜。

随着商品经济的发展，以盐为代表的特殊商品在国民经济生活中的重要性进一步提高，这刺激了制盐业的发展与采盐技术的进步。宋代三大盐种，海盐、池盐与井盐，在制造技术上都出现较大革新。

商品经济的发展也改变了政府管理体制，理财在政府管理体系中的作用不断加强。这一方面让用纸需求激增，促进了宋代造纸技术的进步。另一方面带动了数学的发展，像秦九韶《数书九章》中田域、测望、赋役、钱谷、营建、军族、市物等内容，都是围绕经济社会中的实际问题展开的。

当我们在始版桥直街上漫步，与专家探讨着这些话题，耳畔仿佛回荡着金属钱币碰撞叮当作响的脆声，眼前仿佛浮现出毕昇在胶泥上划下的印痕。这正是宋代科技那独具魅力的烟火气。

求新求变，服务于民

“宋人善于学习，勇于创新。”何勇强说，“这种求新求变的精神至今仍值得我们记取。”。

比如，宋人十分重视武器技术的改进，宋代的武器制造达到了冷兵器时代的巅峰。仅就钢铁冶炼技术而言，冶铁高炉改进，炉壁使用耐火性好的材料。使用木风箱吹氧，鼓风量更大，操作更方便。大量使用煤炭作为冶铁材料，不但解决燃料不足的困难，也有利于提高炉温，缩短冶炼时间。所有这些改良带来了优质的钢铁，造就了锋利的刀刃。

宋代还发明或改进了很多武器。北宋仁宗时期，曾公亮主持编写了军事著作《武经总要》，其中营阵、兵器、器械部分，都配有详细的插图，形象地呈现了当时的各种武器装备，是研究中国古代军事技术史宝贵的资料。

又如，在农业上，面对南方地区人口增加、人地矛盾尖锐的变局，宋人积极推行稻麦二熟的耕作制度，发展山地经济作物，从而实现土地多样化利用。南方地区出现了畲田、梯田、圩田、葑田、沙田、涂田等多种新兴的土地利用形式，同时广泛兴修或改建陂塘湖堰水利工程。此外，农业动力也得以创新，除人力、蓄力外，水力得以广泛运用，出现了水转翻车等农具。

宋代科技另一个值得称道的地方，莫过于科技政策注重民生，科技成果能服务于民。

“唐宋两朝许多皇帝都崇尚道教，但唐朝皇帝喜欢炼丹，宋朝皇帝则热衷于编写本草和医方。”何勇强说。炼丹代表深藏禁宫的不宣之秘，本草、药方则展现出更加重视黎民百姓的情怀。

宋太祖时编《开宝本草》，宋仁宗时编《嘉祐本草》。同样是在仁宗嘉祐年间，著名科学家苏颂又在大规模药物普查的基础主持编写了《本草图经》20卷。宋神宗元丰时唐慎微编写了《经史证类备急本草》，到宋徽宗大观时在杭州刊行，称为《大观经史证类备急本草》，政和年间又加以补充补正，刊为《政和新修经史类证备用本草》。大观、政和两部本草长期流行于世，为明代《本草纲目》之前最有影响的本草著作。

本草之外，宋朝政府又设太医局编写药方，推行医学教育。宋太宗时编《太平圣惠方》100卷、《神医普救方》1000卷，宋徽宗时又编《和剂局方》与《政和圣济总录》。宋朝官员士大夫也多留意医学，编写私家药方。如沈括就曾编写《沈氏良方》与《灵苑方》，后人将苏轼所编的一些方子并入《沈氏良方》，合刊为《苏沈良方》。宋仁宗时，因一些地方巫医盛行，人们得病不吃药，政府特地编写了《庆历善救方》，篇幅小，内容精，易于传播，让地方官推广。宋代文献中有很多地方官打击巫医、推广医学的记载。宋代还成立专门的国家医书编辑出版机构——校正医书局，在北宋时期进行了五次大规模校修医书，完成对前代几乎所有医学典籍的校勘整理工作。

宋韵文化的科技形态，洋洋大观，而又直抵人心。宋人在时代风云中对于科技创造的不懈追求，不啻为今日我们奋力创新、自立自强的历史先声。

针灸铜人。图片来源：视觉中国

宋代部分科技成果

指南针：指南针的制造技术在《梦溪笔谈》中最早提出。南宋时创造出更适用于航海的磁罗经，也称磁罗盘。

活字印刷术：北宋毕昇发明胶泥活字，比欧洲早近四百年。

火药：北宋时开封设置火药作坊，“火药”一词也正式问世。北宋中期的军事著作《武经总要》记录了“火球火药方”、“羡黎火球火药方”、“毒药烟球火药方”这三个世界上最早的火药配方。

造纸术：宋代造纸术从以麻为原料向麻、竹、木、草、皮多原料转变，造纸技术提高，造纸成本降低，纸的品种更加多样化，出现特种纸。

《数学九章》：北宋秦九韶著，提出“大衍求一术”，创“联立一次同余式”解法，比欧洲数学家尤拉和高斯的相关研究要早近500年。

杨辉算法：南宋杨辉总结了民间乘除捷算法、纵横图、跺积数等研究，在世界上第一个排出丰富的纵横图并讨论其构成规律。

贾宪三角形：又称杨辉三角形、帕斯卡三角形，是二项式系数在三角形中的一种几何排列。

统天历：南宋杨忠辅主持修成，测定的回归年长度为365.2425日，与现行公历所用基本一致。

恒星图：苏州石刻天文图是现存世界上较早的大型石刻实测星图。它的观测年代在北宋元丰年间（1078至1085），由南宋黄裳绘制，全图共刻恒星1400多颗。

水运仪象台：北宋苏颂、韩公廉等人主持发明，实现了浑仪、浑象与报时三位一体、协调运作的构想，堪称世界上最早的“天文钟”。

莲花漏：北宋燕肃改造创制，逐渐取代秤漏成为最主要的计时仪器。

《农书》：南宋陈旉著，第一部反映南方水田农事的专著，在养牛和蚕桑部分也有详细的论述，反映了中国古代农业科学技术到宋代达到了新的水平。

《新铸铜人腧穴针灸图经》：北宋王惟一著，详载腧穴657个，集成了古代针灸著作的理论系统，便于临证取穴治疗和研究。

《小儿药证直诀》：北宋钱乙的弟子闫孝忠收集他的临证经验编成，被称为“幼科之鼻祖”，对儿科医学的形成和发展颇有影响。

《妇人大全良方》：南宋陈自明著，分妇科三门、产科五门论述了妇产科临床与理论诸问题，是中医史上最系统最全面的妇科专著。

《洗冤集录》：南宋宋慈著，是世界上第一部系统的法医学专著。