漫漫歷史長河中,有一位博學多才的“觀星宰相”。他既是朝中重臣,又是科研先鋒;他領導研發的水運儀象臺,被認為是“現代鐘表鼻祖”;他組織編纂的《新儀象法要》,被稱為世界上最早、最完整的機械圖紙;他編校完成的21卷《本草圖經》,則是世界上最早的附有植物標本圖的版刻本草圖譜……
他就是北宋天文學家、藥物學家、政治家和詩人蘇頌。
英國廣播公司(BBC)的紀錄片說:“有人認為蘇頌是‘中國的達·芬奇’,但更準確的說法是,達·芬奇是‘西方的蘇頌’。”但在當代,很多人并不知道蘇頌的名字和事跡。
“現代鐘表鼻祖”
福建廈門市同安區的蘇頌公園內,一座三層紅色木閣樓因為造型獨特,格外引人注目。這是根據蘇頌領導研發的水運儀象臺1:1復刻還原的。
進入這座復刻的水運儀象臺內部,精巧的設計讓人嘖嘖稱奇。這臺“天文鐘”由水驅動,但并非簡單地用水沖擊水輪,而是通過精巧的機械設計確保水流量恒定,再通過樞輪及控制機構實現精度極高的回轉運動,從而實現精準報時。
更令人贊嘆的是,水運儀象臺的頂層是一臺渾儀。它起源于西漢,是古代的“天文觀測臺”,可以通過觀測星辰變化,調整“天文鐘”的“日出”和“日落”報時準確度,還讓古人早早地區分了“冬令時”和“夏令時”;儀象臺的中層是用于展示天象變化的渾象;底層則是動力裝置及計時、報時機構,通過齒輪傳動系統與渾儀、渾象相聯。這座巨大的“天文鐘”各部件環環相扣、緊密相連,實現了天文觀測和報時的“渾然一體”。
當年,作為“專家型官員”的蘇頌接到任務后,四處網羅人才,發現了韓公廉、王沇之等有技術專長的骨干,組成了研制水運儀象臺的“課題組”。經過3年多的研發和制造,世界上第一臺兼具天文觀測和精準報時功能的水運儀象臺橫空出世。
然而,天有不測風云,水運儀象臺在金兵南下后,被人從汴京(今河南開封)轉移至燕京(今北京地區)。此后因經緯度發生變化,且金人不懂如何調整,它無法實現精準報時和相應的天文觀測,遂被遺棄,后來原件也被毀壞。進入南宋時期,宋高宗曾試圖組織人手重建水運儀象臺,但因為種種原因,重建計劃無疾而終。
蘇頌的頭銜有不少,他既是元祐七年(公元1092年)的宰相,又是當時紅極一時的天文學家、天文機械制造家、藥物學家和著名詩人。集諸多頭銜于一身,這與蘇頌的成長環境不無關系。
北宋天禧四年(公元1020年),蘇頌出生于福建同安縣蘆山堂(今福建省廈門市同安區城關)。“蘇頌的父親蘇紳是翰林院學士,母親陳氏也來自大戶人家。陳氏在嫁給蘇家時,嫁妝里就有一些天文儀器。”據蘇頌后人、廈門市同安蘆山堂蘇頌研究會創會會長蘇清祥介紹,幼時的蘇頌經常拿著這套天文儀器仰望星空。來自父親的口傳心授,讓天文的種子在蘇頌心中生了根。
在廈門市同安區科技館,還陳列著蘇頌的另一項天文儀器——假天儀的復刻模型。它形如球狀竹籠,外層糊紙,再按天上星宿的位置在紙上開孔。當人懸坐球內,扳動樞軸使球體轉動,星光自孔透入,就能全面地看到星宿的出沒運行。“可以說,假天儀是古時候人們觀測星空的‘AR(增強現實)設備’,借助這個儀器,即使不懂天文的人也能輕易掌握二十八星宿的位置。”同安區科技館館長高水滿說。
不論是水運儀象臺還是假天儀,都是北宋時期科技水平高度發達的體現。更重要的是,蘇頌還將精密儀器的研發和制造工序詳實記錄下來,形成了《新儀象法要》。
“這就好比我把東西做出來,還管‘售后’。《新儀象法要》被認為是世界上最早的‘機械使用說明書’。”高水滿介紹,該書圖文并茂介紹了水運儀象臺的設計、建造和使用方法,其中有關“擒縱器”(近現代鐘表上的關鍵機械結構)的描述,證實了擒縱器最早由中國人發明。
英國著名科技史研究學者李約瑟在《中國科技史》一書中寫道:蘇頌把時鐘機械和觀察用渾儀結合起來,在原理上已經完全成功。因此可以說,他比羅伯特·胡克先行了六個世紀,比方和斐先行了七個半世紀。
生逢其時的“六邊形戰士”
古代官員中能成為“一代名相”的人并不多,做名垂后世的天文學家、藥學家或詩人也非易事,但蘇頌卻是同時擁有這些身份的“六邊形戰士”。
有的人天資聰穎,出生時的“技能點”都“點”在了天賦上;有的人后天發力,在成長過程中把“技能點”都“加”在了勤奮上。但對蘇頌而言,他在幼年時期就愛觀星望月,在成長過程中也有足夠的時間和精力通讀史書典籍,又有機會將愛好與實踐結合,最終成為一代大家。
在古代歷史上,中醫中藥一直被視為珍貴的資源,但直至北宋,我們一直沒有一本涵蓋全國各地草藥名錄且圖文并茂的參考書。于是,宋仁宗將“全國中草藥普查”的任務交予了蘇頌。
北宋嘉祐年間,蘇頌在全國范圍內召集了一批有經驗的儒臣,一同審定出版了《神農本草》《急備千金方》《外臺秘要》等醫學書籍,并與掌禹錫、林億等人聯合完成了《補注神農本草》20卷。
編審這些書目時,蘇頌發現前人編纂的藥典有一些謬誤。為了勘誤,他建議各路州縣派人將當地產的藥仔細辨認根、莖、苗、葉、花、實、形色和大小,并將蟲、魚、鳥、獸、玉石等能入藥的材料一一畫圖,說明成長過程、收采時間及相應功效。同時,他們還對海外來的藥物進行取樣分析,并送京城繪成本草圖,最終形成了世界上最早的附有植物標本圖的版刻本草圖譜。后世認為,《本草圖經》給李時珍編纂《本草綱目》提供了直接靈感。
經過4年的集納和修訂,蘇頌編撰完成了共計21卷的《本草圖經》。全書收集藥物780種,新增全國民間藥物103種,在635種藥名下繪圖933幅,內容廣泛而充實。
“北宋蘇頌《本草圖經》達到了世界(藥學)的最高水平。”國際科學史研究院院士、日本關西大學教授宮下三郎這樣稱贊蘇頌。而日本科學史家藪內清認為,蘇頌的著作遠遠超越了為《補注神農本草》加附圖這種做法本身的價值,他創作了具有全新意義的科學本草書。日本本草學史家岡西為人則認為,蘇頌根據天下各郡縣所送來的許多標本和資料,編寫了充滿淵博學識的著作,是有關宋代藥物的重要資料,其藥圖對后世的本草研究產生了重要影響。
“來無源委逢秋盛,信有盈虧應月生。”這是蘇頌名篇《觀潮三首》中的詩句,反映了他對潮汐漲落的觀察——潮水在秋天時變大,且往往伴隨著月相的盈虧變化。作為一名功勛卓著的科學家,蘇頌將自己的科研所得傾注在詩句中,被后人稱為“科學詩”。
“唐宋的名家大作實在太多,蘇頌在其中就顯得‘名不見經傳’,但他的詩確實給后世很多啟迪。”高水滿說,后人將蘇頌的詩篇集納成冊,編修為《蘇魏公文集》,在600多首詩篇中有30余首為“科學詩”,為后人進行相關的科研工作提供了重要參考。
對現代科學發展的啟迪
從某種意義上說,北宋時期的中國,可謂是“世界科研的中心”。海外各邦紛紛遣使來宋,試圖將先進的科技帶回并發揚光大。但宋之后的一段時間,我國的科技實力卻日漸衰退,甚至明后期的天文學家“觀星”時,都要借助歐洲發明的望遠鏡。
有一種聲音認為,我國古代天文觀測主要為鞏固皇權服務,這讓蘇頌等一批科學家能夠調動大量資源。“古時候的皇帝被稱為天子,‘應天承運’是其統治合法性的重要基礎,這也就是為什么古代要設置專門的部門和官吏來觀測天象。”蘇清祥認為,包括水運儀象臺在內的諸多精巧“觀星工具”,正是在這樣的歷史背景下誕生的。
然而,正因為天文儀器主要服務于當時的極少數人,客觀上讓普通人與“觀星”無緣。“歐洲中世紀文藝復興后,科研工作對普通人開放,平民能接觸到最新的天文儀器,這為歐洲趕超中國提供了豐沃的土壤。”廈門市同安區閩南文化研究會會長林永富說,相較于歐洲天文研究在文藝復興后的“平民化”,中國古代的天文研究卻始終未向普通人開放,我國在這場天文觀測競賽中逐漸落于下風。這也是明朝后期中國人“觀星”需要借助伽利略制造的天文望遠鏡的直接原因。
閉關鎖國政策的實施,也客觀上拉大了中外科研水平的差距。明朝時期,為防范倭寇滋擾沿海,統治者推行了“海禁”政策,斷絕了東西方自海路的民間交往。尤其是進入清朝后,閉關鎖國的實行和“天朝上國”的自大,讓中外交流尤其是科技交流幾乎陷入停滯。高水滿說,西方在第一次工業革命后,迅速邁入“蒸汽時代”,生產力和生產關系發生重大變革,加速拉開了中國與西方的科技差距。
新中國成立后,我國在天文探索領域再次發力:1970年,我國成為世界上第五個向外太空發射人造衛星的國家;2003年,隨著神舟五號載人飛船的發射,我國成為全球第三個掌握載人航天技術的國家……
近年來,“天宮”空間站實現航天員長期駐留,“嫦娥六號”在月球背面“尋寶”,“天問一號”對火星進行細致的“凝視”……這些偉大的天文探索成就,既有中國人自古以來對浪漫星空的追尋情結,更是對蘇頌等前人“觀星”的繼承。
“倚蓋星河檐際直,玉晨鐘磬枕邊聽。”蘇頌對星空的追尋,如今也已成為后人奮斗的目標。