文│张 砺
在浩瀚的中国历史长河中,北宋是一个文化和科技空前繁荣的朝代,“华夏民族之文化,历数千载之演进,造极于赵宋之世”。北宋的科技成就硕果累累,毕昇发明了活字印刷术,指南针和火药被广泛应用到航海和军事上,杰出的科学家沈括写出了集当时科学成就之大成的巨著《梦溪笔谈》。北宋在文化艺术方面的发展同样达到高峰,出现了《清明上河图》《千里江山图》等传世名画。除了宋词,散文创作也进入鼎盛时期,唐宋八大家广为人知,其中,苏洵、苏轼、苏辙父子这“三苏”就占了三席。
与“三苏”同一时期,还有一位成就不亚于苏轼的文人,他就是被称为“科技宰相”的旷世奇才苏颂。他在科技方面的成就比肩沈括;而同为苏姓,苏颂和苏轼家族还有着不同寻常的关系和来往。
【爱民如子】
苏颂,字子容,福建泉州府同安县(今厦门市同安区)人,出身于闽南望族。他的父亲苏绅中过进士,入仕后历任要职,当过掌管起草诏令的翰林学士加知制诰、尚书省礼部郎中。苏颂从小天资聪慧,勤奋好学。他不愿依靠父荫直接走上仕途,而是决意以自己的能力专心科举。庆历二年(1042),22岁的苏颂考中进士。这年同登进士及第的还有王安石。
科举及第后,苏颂起初被授为宿州观察推官,第二年升任江宁知县。后来他又出任南京(今河南商丘)留守推官。当时任应天府知府兼南京留守的欧阳修,见苏颂处理政务慎重稳妥,非常器重和赏识他。
庆历六年(1046)冬,苏颂的父亲苏绅出任河南河阳(今河南孟州)知州,不料未及上任就得病去世,年仅48岁。苏颂按例离职服丧,从河南护送父亲的灵柩南下归葬,可是因为泉州老家山高路远,无法返回。就在他护丧南归途径润州(今江苏镇江)时,他的好友润州知州钱彦远热情相留。恰好与苏颂随行的一位僧人懂风水,于是就为苏绅在润州京岘山西北的山岗上选了一处坟地。苏颂同时又在润州城东的青阳门附近选购宅地定居下来,为父亲服孝守制了3年。
在后来的从政生涯中,苏颂曾经辗转各地,在颍州、婺州、亳州、应天府、杭州、开封府、沧州和扬州等多地担任过地方长官。他为人正直磊落、天性仁厚、为官清正、爱民如子,竭尽所能地造福一方,留下了显著的政绩和良好的口碑。比如在颍州任知州的时候,恰逢朝廷为宋仁宗修筑皇陵,许多州县的地方官纷纷向百姓加捐派款,趁机中饱私囊。苏颂却直接从州库中拨款来置办朝廷摊派的各种物资,不侵扰百姓,深受民众称赞。
苏颂被派任杭州知州时,正值吴越地区发生饥荒。一天他外出时,遇见一群人向他哀诉,因为拖欠税款而被转运司责罚,白天服劳役,晚上被囚禁,如此这般,永远不可能缴清税款。苏颂思索后,提出释放他们,让他们去谋生,挣到的钱扣除吃穿开销,剩余的全部用来偿还欠款,以一年为期限。这些人听了连忙道谢,表示决不敢负约,后来他们果然都如期还款。
苏颂在朝中担任过许多职务。从最初的馆阁校勘,从事校正和整理古籍的工作,到后来任刑部尚书、吏部尚书,乃至宋哲宗时期,元祐七年(1092)升任左光禄大夫、拜尚书右仆射兼中书侍郎,成为宰相。在50多年的仕途中,他政绩颇丰,始终清正廉明,表现出慎重稳健的政治家素质。他选贤任能,举荐过许多人才,但从不收他人赠礼,即使在位高权重的宰相任上,依然自我约束,严格遵循典章制度办事,并督促朝廷百官以遵守法纪、忠于职守为要务。
苏颂的从政之路并非一帆风顺。元丰二年(1079),当时担任濠州知县的苏颂遭人构陷,被关进了御史台大牢,起因竟然是一件小事。
就在前一年,苏颂在开封任府尹时,处理过一个案子。开封名刹大相国寺的和尚宗梵状告寺院住持,说住持将寺院的粥钱支给了祥符县令李纯。苏颂经了解得知,住持是为了偿还所借李纯的钱,但因手头拮据,就先用寺院的粥钱抵还了。苏颂认为,虽然挪用寺院的钱财不对,但情有可原,便站在住持一边,结案了事。
不料事后再生波折,一个城隍庙卒向御史台状告苏颂,说他偏袒李纯。御史舒亶亲自审理此案,他发现苏颂与李纯是远亲。虽然苏颂判案时并不知道自己与李纯是远亲,舒亶却认定苏颂徇私枉法。苏颂百口难辩,被降职为濠州(今安徽凤阳)知县。舒亶继续穷追不舍,将苏颂送进了御史台监狱。
此时,一墙之隔的牢房中关着另一位名士——大文豪苏轼正因为“乌台诗案”在这里受审。祖籍福建的苏颂与来自四川的苏轼虽然不属于苏姓的同一支系,但苏颂与苏轼的父亲苏洵曾同在京师汴梁的馆阁共事,苏颂任太常博士兼校正医书官,而苏洵为秘书省试校书郎。当时二人成为知己,还互认了同辈宗亲。两个苏姓家族也由此开始了长达40多年的密切交往。论辈分,年长十几岁的苏颂还是苏轼的族叔。苏颂目睹了苏轼在狱中的状况:“却怜比户吴兴守,诟辱通宵不忍闻。”他期待未来两人出狱后相会:他日得归江海去,相期来访蒜山东。”
苏颂的冤案其实是舒亶及其顶头上司御史中丞李定共同设计的阴谋。所幸苏颂毕竟是经世之才,最终得以逢凶化吉,东山再起。
【编撰巨著】
虽然从政长达50多年,但苏颂真正得以流传百世的贡献并不在于为官的影响,而是在科学技术方面。博学多才的苏颂对天文、地理、历算、训诂、音律乃至生物和医学等方面都有深入的研究。他是天文学家、天文机械制造家、药物学家,还是世界钟表业的鼻祖。
苏颂曾经在文史馆和集贤院任职多年,接触到许多重要的典籍和资料,包括不少稀世珍本,这也为他成为一个渊博的学者创造了条件。宋仁宗时期,苏颂受命参与校订和编撰医书。他与同时代的药物学家掌禹锡、林亿等人编写了《嘉祐补注神农本草》,书中记载药物1082种,搜集补充医家所常用而之前书籍未载入的药物近百种,并附有注解。
当时的药物书籍中有许多混乱和错讹之处。为了改变这种状况,苏颂提议编写一部《本草图经》,甚至为此进行了一次全国性的药物大普查。全国各郡县的官府将每种草药的根、茎、叶、花、果实等的形色、大小绘成图,并附上关于开花、结果、采收时间以及功效的说明。对于入药的动物和矿物也同样办理。来自境外和边远地区的药材则要求交易客商提供资料。这些堆积如山的原始图和药物样品送到京城后,苏颂参考历代药物学著作,亲自动手,带人逐一仔细辨别研究。经过4年的艰苦努力,于嘉祐六年(1061)终于编撰完成总共21卷的药物学巨著《本草图经》。
《本草图经》这部承前启后的药物学大典,是宋代最完善的医药书籍。书中引用古代医药学文献200多种,记载了300多种药用植物和70多种药用动物或其副产品。对许多重要化学物质,比如食盐、钢铁、水银、白银、汞化合物、铝化合物等的制备也有记述。书中图文并茂,准确记载了各种药物的产地、形态、性质、用途,以及采集季节、炼制方法、鉴别方法和配伍禁忌等内容。其精细的绘图和详实的文字说明,让后人鉴别和使用药物时有了可靠而方便的依据。
可惜的是,该书内容后世散失较多。即便如此,明代医药学家李时珍对《本草图经》的科学价值仍给予很高评价,他的《本草纲目》对宋代的《本草图经》作了较多的保留和借鉴,引用内容达70多处。
《本草图经》不仅在药物学上有重大价值,而且在生物学和矿物学上也有很大贡献。它记载了大量动物和入药矿物的形态、产地和特点,甚至详细记述了当时钢铁冶炼的工艺过程。书中对动物化石的阐述和植物标本的绘制也具备一定的先进性。
英国科技史学家李约瑟对《本草图经》给予极高评价,认为附有木刻标本说明图的《本草图经》是药物史上的杰作。在欧洲,直到15世纪才能将动植物如此精确地木刻并印刷出来。
【科技成就】
苏颂最为了不起的科技成就,要数一件天文机械的制造。元祐三年(1088),在苏颂的倡议下,这项大型天文仪器的研制工程开始了。他带领通晓天文、历法的吏部守当官韩公廉和擅长仪器制造的寿州州学教授王沇之等人,在总结前人经验的基础上,花了4年时间研制出一座天文计时仪器——水运仪象台。
这座木结构的水运仪象台高约12米,底宽约7米,下宽上窄,分为上中下三个部分。仪象台上层是观测天体的浑仪。浑仪的游仪窥管跟踪观察天体,能像现代天文望远镜那样随观察的天体运动。上层的顶部设有9块活动的屋板,不用时屋板关闭,防止雨雪风沙对仪器的侵蚀,观测时则可以自由拆开,作用类似现代天文台可启闭的球形圆顶。
仪象台中层是演示天体运动的浑象。浑象是一个球体,球体表面布列天体的星宿位置。浑象一昼夜自转一圈,使得球面上的星座位置与天象相合,可以形象地演示出与直接观察一致的天象变化。
仪象台下层叫做“昼夜机轮”,那是使浑仪和浑象随天体运动并报时的机械装置。整个水运仪象台机械结构的原动力来自下层的枢轮,那是一个直径3米多、带有72条木辐、挟持着36个水斗和钩状铁拨子组成的大水轮。枢轮是靠着铜壶滴漏式的水力来推动的,在木架上设置水槽,水槽中的水流入枢轮的水斗,当水流满一个枢轮水斗时,就会因为打破平衡而启动机构,使得枢轮下转。这时,一个类似现代钟表擒纵机构的杠杆装置“天衡系统”就会起作用,使得枢轮只能转过一辐的角度,从而控制运转速度。斗中的水流出后打入上面的水槽循环使用,以此循环往复,完成等时运转
“以水激(枢)轮,轮转而仪象皆动。”转动的枢轮通过齿轮传动系统将动力传递到上部,再通过各部件的减速机构让上部的浑仪、浑象和报时装置各自获得规定的准确转速。随着天象推移,会有木人自动出来敲钟、击鼓、摇铃,准确报时。
可以说,这座创制于11世纪如此复杂的水运仪象台,其精巧和先进程度是当时世界上前所未有的,充分证明我国古代科学技术的先进水平。
这台既能表示天象、又能计时的天文仪器,还是世界上最早问世的天文钟,它比坐落于法国斯特拉斯堡市圣母教堂内14世纪建造的天文钟早了几百年。后世的钟表即由此演变而来,从这个意义上,苏颂也可以说是世界钟表业的鼻祖。英国科技史学家李约瑟认为,苏颂制造的装有另一种擒纵器的水力传动时钟,比14世纪欧洲发明的钟表装置先行了几个世纪。
难能可贵的是,水运仪象台完成后,苏颂还著作了《新仪象法要》一书,对水运仪象台的设计、构造和使用作了详细说明。全书有60多张采用透视和示意画法完成的机械结构图,准确绘制出水运仪象台的总体结构、传动原理和150多种零部件的尺寸、形状、名称。
这些透视图和示意图成为世界上保存至今,最早、最完整的机械图纸,根据这些图纸,甚至还能准确复原当年的水运仪象台。
在《新仪象法要》中,苏颂还留下了14幅宝贵的星图。在他根据实测绘制的星图中,绘星的数量达到1464颗,是14世纪末以前,世界上最为完整、细致和准确的星图,比当时欧洲观测到的星数多出422颗。作为目前保存在国内最早的全天星图,“苏颂星图”无疑是一项重要的天文学成就。
【结语】
苏颂学识广博,在文学上也颇有造诣,只是被他在政治和科学上的成就和名气所掩盖了。《苏魏公文集》收录了他所作的580多首诗歌,其中不乏上乘之作。苏颂曾经两次出使辽国,仔细考察辽朝的政治、经济和军事,以及山川地理、风俗民情,向朝廷提出与辽朝和睦修好的建议。其间,他还写下《前后使辽诗》58首,以平实质朴的笔触和真挚的情感记述自己出使辽国时所见的北国山水风情,通过对边民闲适田园生活的描写歌颂睦邻友好政策的可贵。
苏颂在北宋为官,从宋仁宗起前后历经五朝。宋徽宗即位后,感佩苏颂的功绩,封他为赵郡公,拜为太子太保。
晚年的苏颂数次上奏,请求告老还乡。建中元年(1101),82岁的苏颂在润州逝世,葬于润州五洲山东北阜。这年,66岁的苏轼正好在从南方贬谪地北返的途中,因为朝廷大赦,他复任朝奉郎。他本来打算先到润州与苏颂相见,却听到苏颂去世的消息。由于一路颠簸劳顿,苏轼自己也大病不起,于是急派幼子苏过前去润州吊丧。苏轼亲自撰写祭文《荐苏子容功德疏》,饱含深情地缅怀这位德高望重的族叔。
两个月后,苏轼也在相邻的常州病逝。两颗巨星,相继陨落。
2020年,苏颂诞辰千年之际,江苏镇江在五洲山旧址复建了苏颂纪念堂和苏颂墓。他的家乡福建厦门同安区也在西溪河边建有苏颂公园,园中陈列着巨大的水运仪象台景观。多地举行隆重的活动,纪念这位为华夏科技事业作出杰出贡献的科学巨匠。
(作者系文史学者)