物为我用的工艺科技著作

那是在我国战国时期的齐国,齐威王即位后,以“不飞则已,一飞冲天;不鸣则已,一鸣惊人”的精神,进行了卓有成效的变法改革。改革中的一项重要措施就是创建稷下学宫。齐威王为稷下学者提供优厚的物质与政治待遇,勉其著书立说。在稷下学者编著的众多论著中,齐国学者的《考工记》是记述当时齐国政府制定的指导、监督和考核官府手工业、工匠劳动制度的书。

《考工记》曾作为《周礼》的一部分。《周礼》包括天官、地官、春官、夏官、秋官、冬官等6篇,故本名《周官》,又称《周官经》。西汉成帝时,刘歆校理秘府所藏书籍,才将《周官》列入书目,但缺冬官一篇,遂以《考工记》补足,故又称《周礼·考工记》。

《考工记》开宗明义就说:国有六职,百工与居一焉。

这一观点,一方面是说“百工”的重要性,另一方面也说明“百工”是属于官府手工业。

《考工记》全书共7100余字,记述了木工、金工、皮革、染色、刮磨、陶瓷等六大类30个工种的内容,反映出当时我国所达到的科技及工艺水平。

此外《考工记》还有数学、地理学、力学、声学、建筑学等多方面的知识和经验总结。这部著作记述了齐国关于手工业各个工种的设计规范和制造工艺,书中保留有先秦大量的手工业生产技术、工艺美术资料,记载了一系列的生产管理和营建制度,一定程度上反映了当时的思想观念。

《考工记》是我国年代最早的手工业技术文献,该书在我国科技史、工艺美术史和文化史上都占有重要地位。在当时世界上也是独一无二的。因此,历代有关它的注释和研究层出不穷,其中成绩卓著的学者,早期有汉代的郑玄,中期有唐代的贾公彦,晚期有清代的戴震、程瑶田、孙诒让等。

战国时期的工艺科技成就,不仅有《考工记》所展现的齐国的成就,还有当时的墨家学派在这方面的建树。墨家创始人墨翟是战国时期宋国人,他是一个制造机械的手工业者,精通木工。

墨家学派人中多数是直接参加劳动的,接近自然,热心于对自然科学的研究,又有比较正确的认识论和方法论的思想,他们把自己的科学知识、言论、主张、活动等集中起来,汇编成《墨子》。

《墨子》中关于工艺考究的重要篇章是《墨经》,它包括《经上》、《经下》、《经上说》、《经下说》、《大取》、《小取》共6篇。其内容在逻辑学方面所占的比例最大,自然科学次之,其中几何学的10余条,专论物理方面的约20余条,主要包括力学和几何光学方面的内容。此外,还有伦理、心理、政法、经济、建筑等方面的条文。

《墨经》中有8条论述了几何光学知识,它阐述了影、小孔成像、平面镜、凹面镜、凸面镜成像,还说明了焦距和物体成像的关系,这些比古希腊欧几里得的光学记载早百余年。

《墨经》在力学方面的论说也是古代力学的代表作。对力的定义、杠杆、滑轮、轮轴、斜面及物体沉浮、平衡和重心都有论述。而且这些论述大都来自实践。

战国时期以后,我国科技得到不断发展,各个时期的论著也不绝而出。至魏晋南北朝时期,科学技术有了显著进步。这一时期科学技术,继承了前代的成就,在机械制造、冶炼技术等许多方面又多有创新。

如东晋道教学者、炼丹家、医学家葛洪所著《抱朴子》,分“内篇”和“外篇”,其中内篇的《金丹篇》对炼丹法有明确记载。

事实上,我国古代炼丹术就是近代化学工业的先驱。如唐代郑思远所撰的《真元妙道要略》,记载了炼丹见闻30余则,并且最早提到了火药,说明唐末我国火药已经开始用于军事。

火药又称炸药,是原料在受到适当的激发冲量后产生快速的化学反应,并放出足够的热量。显然,火药是化学产品之一。

在我国浩如烟海的古籍中,有一部素负盛名的科技著作,这就是北宋卓越的科学家沈括写的《梦溪笔谈》。此著集前代科学成就之大成,是我国古代最重要的一部科学技术著作。

《梦溪笔谈》是以笔记体裁写成的综合性科技巨著,全书30卷,609条,共十几万字。书中内容十分丰富,涉及政治、经济、文化、军事和科学技术等各个方面。其中关于科技的内容,占全书三分之一,包括了数学、天文历法、气象、地质、地理、物理、化学、生物、农业、水利、建筑、医学、药物学等,汇集了我国古代、主要是北宋的多种科技成就。

《梦溪笔谈》对我国科技的许多成就,都有精辟的论述。例如,论述“十二气历”按立春、惊蛰、清明、立夏等12个节气定月份;一年365天,大月31天,小月30天,大小月相间,既符合天体运行的实际,又有利于农事活动的安排。

《梦溪笔谈》在我国和世界上最早提出地磁偏角的问题,它论述指南针”能指南,然常微偏东,不全南也”。《梦溪笔谈》在我国和世界上最早记录了石油的性能和用途,并第一次使用了“石油”的名称。它还曾指出石油资源丰富,“生于地中无穷”,预言“此物后必大行于世”。

在地质学方面,《梦溪笔谈》提出的用流水侵蚀作用解释地貌的观点,早于欧洲700年。

尤其可贵的是,一些劳动人民在科技上的发明和贡献,像布衣毕昇发明的活字印刷术,河工高超发明的合龙堵口的先进治水方法,民间工匠喻皓的建筑成就及其编著的《木经》,平民历算家卫朴修订历法的事迹,等等,都赖有《梦溪笔谈》的详细记叙,才得流传后世。否则,这些伟大发明家和卓越科技人才的业绩,很可能会被永远湮没了。

喻皓是我国北宋时期工人建筑师,北宋初年曾当过掌管设计、施工的木工都匠,尤其擅长建筑多层的宝塔和楼阁,晚年写成《木经》3卷,这是我国历史上第一部关于木结构建筑的手册。

宋代李诫在喻皓《木经》基础上编成的《营造法式》,全书34卷,357篇,3555条。它收集了工匠讲述的各工种操作规程、技术要领及各种建筑物构件的形制、加工方法,是当时建筑设计与施工经验的集合与总结,并对后世产生深远影响。

《营造法式》也是北宋官方颁布的一部建筑设计、施工的规范书,这是我国古代最完整的建筑技术书籍,标志着我国古代建筑已经发展到了较高阶段。

到了明末,杰出科学家宋应星编写的科技名著《天工开物》,是我国古代最重要的一部工艺百科全书。它详细记述了我国古代的农业和手工业技术,其中有不少是在当时居于世界领先地位的工艺措施和科学创见。这是他通过不断深入民间实地考察、研究而写成的总结明代生产技术的著作,于1637年刊行。

《天工开物》分上、中、下3卷,又细分为18个项目。书中除了介绍农业生产经验外,还记述了纺织、染色、制盐、制糖、制砖、烧瓷、造车、造船、采煤、榨油、造纸、冶铜、炼铁、军器、火药、颜料、酒曲等等许多种手工业生产技术。

宋应星是世界上第一个科学地论述锌和铜锌合金即黄铜的科学家。他明确指出,锌是一种新金属,并且首次记载了它的冶炼方法。这是我国古代金属冶炼史上的重要成就之一。使我国在很长一段时间里成为世界上唯一能大规模炼锌的国家。他记载的用金属锌代替锌化合物即炉甘石炼制黄铜的方法,是人类历史上用铜和锌两种金属直接熔融而得黄铜的最早记录。

《天工开物》中还详细说明了各种农作物和工业原料的种类、产地、生产技术和工艺装备,描述了它们内部细致的专业分工,还附有200多幅工艺流程插图,与文字互相配合。

书中对生产各种产品所需要的时间、人力、产量,生产工具的规格、尺寸、效率,各种金属的比重,合金成分的比例,火器的射程和杀伤力等等,也都用具体数据加以说明。

《天工开物》为研究明朝的社会生产提供了宝贵的资料,具体生动地反映了宋应星生活的时代资本主义经济在我国开始萌芽、社会生产力和科学技术获得进一步发展的情况。西方研究者把它誉为“中国十七世纪的工艺百科全书”。

[旁注]

《周礼》 我国古代关于政治经济制度的一部著作,是古代儒家主要经典之一。自郑玄作注后,与《仪礼》、《礼记》并列为“三礼”。宋代列入“十三经”,遂成为我国古代法典,其中关于经济生活的规定,主要在地官,其次是天官。冬官《考工记》专记手工技艺。

小孔成像 用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间,屏幕上就会形成物的倒像,人们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板,像的大小也会随之发生变化。这种现象反映了光线直线传播的性质。

沈括 (1031年~1095年)字存中,北宋科学家、政治家。精通天文、数学、物理学、化学、生物学、地理学、农学和医学;他还是卓越的工程师、出色的军事家、外交家和政治家;同时,他博学善文,对方志律历、音乐、医药、卜算等无所不精。

喻皓 宋代初期一位出身卑微的建筑工匠,在这长期的实践中,他勤于思索、并善于向别人学习,因而在木结构建造技术方面积累了丰富的经验。北宋文学家欧阳修《归田录》曾称赞他为“国朝以来木工一人而已”。

宋应星 (1587年~约1666年)字长庚,我国明末科学家。他在当时商品经济高度发展、生产技术达到新水平的条件下,在江西分宜教谕任内著成了《天工开物》一书。宋应星的著作还有《野议》、《论气》、《谈天》、《思怜诗》、《画音归正》、《卮言十种》等,但今已佚失。

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墨翟是一个精通机械制造的大家,在止楚攻宋时与公输般进行的攻防演练中,已充分地体现了他在这方面的才能和造诣。他所论及的攻守器械和设施,对后世的军事活动有着很大的影响。

墨翟曾花费了3年的时间,精心研制出一种能够飞行的木鸟即风筝,成为我国古代风筝的创始人。他又是一个制造车辆的能手,可以在不到一日的时间内造出载重30石的车子。他所造的车子运行迅速又省力,且经久耐用,为当时的人们所赞赏。