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本篇系精编经典中国通史之《宋朝史话》连载29（点击看上篇），欢迎收看。

宋代的科学技术，在我国科技发展史上占有极重要的地位。中国古代举世闻名的四大发明中，活字印刷术和指南针出现于这个时期，火药的配方也在这时期臻于完善，获得广泛应用，并对历史产生巨大的影响。

活字印刷术是北宋庆历年间(1041-1048)，布衣毕昇发明的。宋代的印刷术主要是雕版印刷，刻工技术精良。但是，雕版费工费时，存放雕版又要占很多地方，这对印刷事业的发展有很大局限性。

毕昇可能是当时刻书中心杭州的一名刻工。他用胶泥制成一个个单字，经火烧使之变硬，按字的韵目排列在一格一格的木架上，印刷之前，先在一块铁板上放上铁框，其中放置松香、蜡和纸灰，再按需要拣字排列在铁框内。排好字后，即把铁板置于火上加热，使松香和蜡熔化，再用平板把活字压平，冷却后活字牢固地粘成一片，就可以印刷了。

如果原版不用，可以重新把蜡和松香烧化，拣出活字，以便重新排版时使用。

毕异发明的胶泥活字印刷术在北宋中期没有得到推广。据沈括《梦溪笔谈》记载，毕昇死后，他的活字为沈括的随从所得，并加以珍藏。沈括还把这一伟大发明记载了下来。到南宋末年，才有人用这种活字印刷术印成了朱熹的《小学》、《近思录》等书。

毕昇的发明开创了近现代铅字排印技术的先河，比欧洲谷腾堡的活字印刷要早四百年，被世界公认为古代最伟大的发明之一。

指南针的发明和应用于航海，也出现在北宋时期。

在宋代以前，我国古代劳动人民已经知道磁石具有指极性，并且制造了一种称为“司南”的指向仪器。战国时期的韩非子说“先王立司南以端朝夕”。

“司南”的指针像一把勺，用天然磁石磨制而成，置于平滑的刻有方位的“地盘”上，“共祗指南”。因为天然磁石在磨成指针时，容易因打击、受热而失去磁性，“司南”的磁性较弱，而它与“地盘”的摩擦力又比较大，因此，“司南”的指南效果比较差，长期未能广泛应用。

到了宋代，人们创造了人工磁化的方法， 用天然磁石磨针锋，利用天然磁石的磁场作用，使钢针具有磁性。磁针的装置，在宋代也创造了“水浮”、“缕悬”等办法，以减少指针转动时的摩擦力。其中有一种指南龟，把天然磁石安装在一个木刻的龟腹内，在木龟腹下挖一个光滑的小穴，对准了放在顶端尖滑的竹钉子上。这种竹钉支点处的摩擦阻力很小，木龟可以自由转动以指南。

这种指南龟，是后来出现的旱罗盘的先声。一种可以准确指示方向的仪器，终于在北宋时期出现了。

指南针的发明，立即被应用于航海。从此，人们在茫茫大海上航行才能有更加准确的方向。指南针的发明和应用，也是宋代劳动人民对于人类的重大贡献。

火药虽然出现于宋代以前，但因为配方尚不完善，没有获得广泛应用。在宋代，火药配方有重大改进，其中硝的含量大大增加。唐代火药中硫和硝的含量是1: 1, 宋代增加到1 :2, 甚至1 :3, 与后代黑火药中硝占四分之三的配方相近。

在火药中还加入其他易燃、 易爆及有毒原料，使火药的威力大大增加。火药在宋代也进入实用阶段，被广泛应用在军事火器方面。北宋政府在开封设置“广备攻城作”，制造各种战争物资，其中就有专门制造火药的工厂。

宋代用火药制造的兵器，有火箭、火炮、火枪等等。在北宋初年，就有冯继升向宋太祖进献火箭法。这种火箭，是在箭头附近装上用火药制成的燃烧物，点燃后用弓射向敌营。

火炮是用抛石机把火药制成的爆炸物抛向远方，当时还没有管状大炮。北宋末年的抗金斗争中所出现的“霹雳炮”、“震天雷”等的火炮，大约也是用抛石机抛出的。

宋代制造的火炮，已成了军队的一项重要装备。南宋末年的李曾伯说，荆淮一带的宋军有铁火炮十多万只。在广西静江（今桂林）的抗元斗争中，娄某所部250人最后拥一火炮点燃爆炸，一声如雷霆的巨响，250人同归于尽，月城为之崩塌，满天烟气，围城的元兵也有许多被炸死。可见，当时火炮的威力已经相当大。

火枪是一种竹制管状火器。南宋初年，德安（湖北安陆）守将陈规在抗击金兵时，创造了一种“长竹竿火枪”，把火药装在长竹竿里，临阵时点燃发射以烧伤敌人。南宋末年，寿春府（安徽寿县）制造的突火枪，以巨竹为筒，内安子窠，燃放后，子窠从竹筒中射出，声闻百五十余步。

火枪的制造技术从南宋初到南宋末显然有很大改进。这种安有子窠的突火枪，已经是近现代枪炮等管状武器的先河。它的出现，是兵器发展史上一个重要的突破。

除了三大发明外，宋代科技的许多领域，都出现蔚然可观的新成果。

在数学方面，我国古代解方程式的“开方法”迈进了一大步。北宋中期的数学家贾宪，制成一个二项定理系数表，称“开方作法本源图”，详细列出各高次方展开式各项系数，并指出求这些系数的方法。17世纪欧洲出现的“巴斯加三角”，才得出同贾宪系数表相同的系数。

南宋末年，数学家秦九韶创造的“大衍求一术”，在世界数学史上也占有光辉的地位。在他所著《数书九章》中，系统地指出了用“大衍求一术”求解一次同余组的一般计算步骤，其方法正确而又严密。欧洲人直到500年后，对同一问题才有了较深入的研究。

可见，宋代的数学，在许多领域都在世界上居遥遥领先的地位。

同数学关系密切的天文学，宋代也获得重大的成就。

在北宋时期，朝廷设立的司天监，集中了一批天文、历法专门家，专门从事天文研究和历法的推算。司天监曾先后五次对恒星位置进行大规模的观测工作。其中元丰年间(1078-1085)所进行的第四次观测的结果，南宋初曾由黄裳绘成天文星图，后来又由王致远刻石立于苏州。这就是举世闻名的苏州石刻天文星图。

这个星图高达八尺，宽三尺半，刻星一千四百三十颗，以北极为中心，绘有三个同心圆，分别代表北极常显圈、南极恒隐圈和赤道。有二十八条辐射线表示二十八宿距度。这个天文星图，被公认为世界上最古的天文星图之一。

对于新星和超新星的观测，宋代获得的成就也举世瞩目。宋仁宗至和元年(1054), 司天监观测到天关客星爆发的情况。近几十年来，天文学界已广泛承认天关星附近的蟹状星云，就是至和元年爆发的超新星的遗迹。这个观测记录的科学价值，也得到广泛的重视。

治平三年(1066)对哈雷彗星的观测记录，也成了研究历史上哈雷彗星轨道的珍贵史料。

天文学的巨大成就，还表现在天文仪器的制造方面。北宋中期苏颂的《新仪象法要》一书，详细介绍了“浑仪”、“浑象”、“水运仪象台”的创造方法，并附图63种，是一部反映这时期我国天文仪器制造新水平的科学著作。

苏颂和韩公廉等人合作制成的“水运仪象台”，构造复杂精巧，规模宏大，高达36尺多，宽21尺，用水力推动，是世界上首创的水动天文钟。

在医药学方面，宋代很重视各种医药书籍的修订。北宋时先后修订了《开宝本草》、《嘉祐本草》、《图经本草》、《证类本草》、《本草衍义》等等。

其中的《图经本草》系苏颂整理而成，是我国现存最早的配有图样的本草书。

《证类本草》为北宋末年唐慎微私人修纂而成，收录药物1700多种，对各种药物的禁忌也作了介绍，还收录了许多单方。因为此书不仅总结了前人的成果，还进一步发展了前人的成果，曾一再为宋朝政府修订出版。在明代李时珍的《本草纲目》出现以前，它一直是本草书的范本。

《本草衍义》为北宋末寇宗奭所撰，收载药物虽不多，但颇多有见地的科 学见解。《证类本草》和《本草衍义》这两部医药书，对医药学都产生过较大的影响。

宋代医学的进步，还突出表现在分科更加细致及诊治技术之提高方面。唐代中医只分四科，宋代分为九科。其中以小儿科、产科、针灸科最为有名。当时的儿科医生已能区别天花、麻疹、水痘等传染病，并各有专门处方。产科方面，已有专门介绍顺产、难产各种情况的著作出现。

北宋钱乙《小儿药证直诀》、杨子健《十产论》，分别是小儿科和产科的代表作。

针灸科的发展，最重要的成就是北宋前期王唯一所著 《铜人腧穴针灸图经》及其所制作的两具针灸铜人。这本书在后代一直是针灸科教学的重要参考书。针灸铜人的构造精巧，造型逼真，使针灸图像具有立体感和真实感，长期受到国内外医学界的重视。

宋慈于宋理宗淳祐七年(1247) 写成的《洗冤录》，是我国第一部系统的法医学著作，它记述的内容广泛，包括人体解剖、检验尸体、检查现场、鉴定死伤原因、自杀或谋杀的各种现象、各种毒物和急救、解毒的方法等等。这部法医著作，比西方最早出现的由意大利人菲德里于公元1602年写成的法医著作，早了300多年，受到国际法医界的广泛重视，被译成多种文字出版。

在建筑技术方面，宋代也有相当可观的成就。

北宋时期，政府的主管机构将作监很重视建筑技术的规范，于元祐六年(1091)编成《元祐法式》。接着又由李诫重新编修。李诫用了6年时间，于元符三年(1100)编成《营造法式》一书。该书对历代建筑经验及宋代建筑技术成就作了系统的总结，对各种官府建筑的用材选择、各种结构的坡度标准、各种技术操作，都作了严格的规定，而且图文并茂，有许多极珍贵的建筑图案，它不仅是宋代建筑技术向标准和定型方向发展的标志，也是当时世界上最为完备的建筑学著作。这部书所规定的各项建筑技术制度，对后代建筑技术的发展，起过相当大的作用。

宋代的建筑，以塔及桥梁最为著名。塔以砖塔为主，也有木塔与石塔，外观多呈楼阁样式。开封祐国寺的“铁塔”，建成于北宋庆历元年(1041), 底座呈八角莲花状，共13层，全用预先烧制好的琉璃砖砌成，因外表颜色如铁，被称为铁塔。九百多年来，尽管有过洪水及地震等自然灾害，塔基有所下沉，但整个塔身迄今纥立在开封市内，可见该塔建筑之坚固。

著名木工喻浩于宋太宗端拱二年(989)在开封开宝寺所建的福胜塔，也是8角13层，高达120米，是一座木构塔。著名的泉州开元寺东西塔，都在宋代由木塔改建成砖塔，又于南宋时先后改建成石塔，并一直保存至今，反映了宋代石结构建筑的高超技术。

桥的建筑，以北宋都城开封的虹桥，泉州的洛阳桥、安平桥最为著名。

虹桥是这时期木拱桥的代表作，全用木梁连接成拱，跨径近25米，净跨约20米，拱矢约5米，桥宽8米，不用支柱，桥下可以任船随意航行。这种木拱结构犹如长虹飞越河上，是桥梁建筑中的一件杰作。

泉州洛阳桥和安平桥都是石桥。洛阳桥建成于北宋嘉祐四年 (1057)，桥长1200米，宽5米，有47个桥孔，建于洛阳江入海处，水急浪高，工程非常艰巨，为了解决桥梁基础稳固问题，建筑者们首创了“筏形基础”，沿桥位向江底抛掷数万立方巨石，筑成一条长一里，宽20多米的石堤，然后在石堤上筑桥墩，桥墩的迎海面砌成尖劈状，可减少海潮冲击力，又在桥基和桥墩上种蛎固基，利用牡蛎的石灰质贝壳附在岩石间繁殖的特性，使桥墩和桥基的石块通过牡蛎贝壳的繁殖自己连成一体。

桥面的石梁，每块都有20至30吨之重。这个巨大规模的石桥的建成，是桥梁建筑史上的一个奇迹。至今在泉州一带，还流传着关于洛阳桥建筑的一些美妙的神话，说这座桥的建筑有神力的帮助。其实，这是建桥工匠聪明才智的结晶，它揭开了中国桥梁史上新的一页。

安平桥建于南宋初年，全长270米以上，横跨安海海湾，是我国古代遗留下来的最长桥梁。

塔和桥梁的建筑，充分反映了宋代建筑技术的高超。

在宋代科技发展史上，值得一提的还有沈括和他的名著《梦溪笔谈》。

沈括(1031-1095), 字存中，钱塘（今浙江杭州）人，曾积极参加熙宁变法，但在许多问题上又不完全附和王安石，因而被王安石骂成“小人”，遭到王安石的排斥。

沈括在政治上并不得志，但在科学技术上的成就却蔚然壮观。《宋史·沈括传》说他“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＂。可惜他的著述多数没有保存下来，但从现存的《梦溪 笔谈》，也可以反映沈括涉及的科技领域之广泛。

沈括在科技方面的杰出成就受到后人的敬仰，被中外学者公认为历史上卓越的科学家。

本文编选自由中国国际广播出版社和读史联袂权威打造的中国读本系列之《宋朝史话》。

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