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天文鐘鼻祖 宋相蘇頌名留世界科技史


蘇頌認為,通過天象觀測,不但可以依據其審視時令、節氣來及時頒發政令,並且可以預見國家的祥瑞和災難,以檢視執政的經驗和教訓。(pixabay)

宋相蘇頌一生在天文學等多個領域頗有建樹,留下《新儀象法要》等多部著作。 他於宋元祐七年完成水運儀像臺, 中國科技史專家李約瑟認為是十一世紀末中國傑出的天文儀器, 也是世界上最古老的天文鐘, 多項創造領先於西方國家幾百年。

文•張靜

蘇頌(1020年至1101年),字子容,出生於福建同安縣一個官宦世家,五歲便開始學習《孝經》、《爾雅》等典籍,並能成誦。十六歲時,父親蘇紳給他出了一個命題作文「夏正建寅賦」,他作完後,父親看到他對於夏正建寅的曆法典故完全都掌握了,就說:「汝異時當以博學知名也。」

蘇頌二十二歲步入仕途,從政五十五年,歷仕仁宗、英宗、神宗、哲宗、徽宗五朝,在多地擔任地方官員,又在館閣任職多年,並兩次出使遼國。官至刑部尚書、吏部尚書,宋哲宗時拜相。《四庫全書》評價他:「天性仁厚,宇量恢廓,在哲宗時稱為賢相。」

半生從政 一代名臣賢相


中國宋代閩南籍科學家蘇頌。(公有領域)

蘇頌年輕時得到卸任宰相杜衍的器重。杜衍認為蘇頌是個不可多得的人才,便將自己平生從政的經驗,從做地方官、侍從到做宰相的心得,悉心傳授給他,並說:「知子異日必為此官,老夫非以自矜也。」蘇頌後來果然位至宰相,其政壇經歷,與杜衍所預言的頗為相似。

在擔任地方官員時,百姓出現訴訟或爭執,蘇頌會對他們開導勸誡,說:「鄉里鄰居之間應該親善,如果因為一點小事導致不和,一旦自己有點輕重緩急的事情,周圍哪裡有人幫忙呢。」聽了蘇頌的勸導,百姓往往稱謝離去;想要告官的走到半路想到他的話又返回去了。

當宰相時,蘇頌循規矩辦事,以使百官守法遵職為要務。他還選賢任能,並告誡邊臣不要輕易開啟戰事。當時哲宗年紀小,尚未親政,大臣如有事上奏,都直接奏報宣仁太后,哲宗偶爾有話要說卻不受重視。只有蘇頌非常尊重哲宗,每次奏報太后之後,必定再稟告哲宗;哲宗有事要宣讀,蘇頌必定告訴大臣們俯首聽命。後來,哲宗親政,御史周秩想彈劾蘇頌,被哲宗駁回,說:「頌知君臣之義,無輕議此老。」

完成天文學巨製水運儀象臺


蘇頌繪製的水運儀象臺圖。(公有領域)

蘇頌為官期間,曾長期從事校勘和編撰古籍的工作,「在館九年,廉靜自守」,每日都把館閣的藏書背誦兩千字,回家後抄錄下來。長期的勤學、博學,成就了蘇頌廣博的學識。

蘇頌中進士時所作的文章〈曆者天地之大紀〉,是一篇關於曆法的賦,其中旁徵博引了很多有關曆制的重要典故。

據《魏公譚訓》記載,蘇頌常常在晚上仰觀星宿的運行情況,並在晚輩子孫的頭上、背上點劃,問是什麼星辰,使他們認知星宿。並對他們說:「星象顯現得如此清楚明白,你們不誠心順應,還要求之鬼神嗎?」

《曲洧舊聞》寫到水運儀象臺時提到:「獨子容因其家所藏小樣而悟於心,常恨未究算法,欲造其器而不果。」 從中可看出,宋代社會的科技水平是相當高的,當時蘇頌家中就有一臺天文儀器的小樣,這為他能夠研製出水運儀象臺打下了堅實的基礎。

宋元祐二年,皇上下詔命蘇頌主持,另外製造一臺新渾儀。蘇頌在天文學方面造詣很高,他發現擔任吏部守當官的韓公廉是個人才,其精通《九章算術》,能運用數學中的勾股法推算出天體運行的情況,與蘇頌可謂珠聯璧合。蘇頌就跟他講了古代製造這種儀器的一些法式大綱,韓公廉遂寫出了詳細周密的製造方案《九章鉤股測驗渾天書》,並造出了一座木製機輪小樣。

蘇頌非常賞識韓公廉的能力,奏請哲宗啟用他,他們在元祐三年製成大木樣,經過三個月的驗證後開始建造。元祐七年,蘇頌和韓公廉通力合作完成了水運儀像臺這一古代科技傑作。

蘇頌通過對古代文獻的研究,將歷史上的測天儀器明確地分為渾天儀、銅候儀及渾天象三類,他的水運儀象臺一併包括了這三種儀器的功能。

蘇頌所研製的水運儀象臺是一座高12米、寬7米,像三層樓房一樣的天文臺。水運儀象臺的上層是觀測天體的渾儀,中層是演示天象的渾象,下層是使渾儀、渾象隨天體運動而轉動的水力驅動裝置,還有可以報時的時鐘。

蘇頌澤被後世的貢獻是他撰寫了這個大型天文臺的說明書《新儀象法要》。這本著作是我國現有最早、最詳細的天文儀器專著,書中記錄了包括總裝圖、部件裝配圖和零件圖的詳細圖紙共47幅,「圖樣界劃,不爽毫髮」,使後人對水運儀象臺的結構能有全面和透澈的理解,而且可以對之前中國古代張衡、一行等所造的天文儀器有更好的了解。

撰寫《中國科學技術史》的英國科學史專家李約瑟(Joseph Needham)在研究了這本著作後,對水運儀象臺做出了非常高的評價,認為水運儀象臺是十一世紀末中國傑出的天文儀器,也是世界上最古老的天文鐘,他的多項創造領先於西方國家幾百年:

一、水運儀象臺屋頂設計採用了可拆脫屋板,使其成為當代天文臺活動圓頂的祖先。

二、水運儀象臺的渾儀可以隨時鐘一起運轉,這套裝置是現代天文臺跟蹤機械——轉儀鐘的雛形。「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。」

三、水運儀象臺的水力驅動裝置,被李約瑟博士認為是世界最早的帶有一種擒縱器的鐘表裝置,比歐洲十四世紀的重力傳動機械時鐘早了三百多年。


《新儀象法要》中的渾象南極圖。(公有領域)

在這本《新儀象法要》中,還包含了蘇頌精心製作的十四幅星圖,其中最重要的有五幅。他認為,通過天象觀測,不但可以依據其審視時令、節氣來及時頒發政令,並且可以預見國家的祥瑞和災難,以檢視執政的經驗和教訓。

蘇頌繪製的這套星圖是現存世界上最早的星圖,共記錄283官1464顆星,西歐直到四百年後的14世紀,星圖中的星數也只有1022顆,比蘇頌星圖少422顆。

李約瑟在《中國古代科學史》中說:「歐洲在文藝復興以前,可以和中國星圖製圖傳統相提並論的東西,可以說很少,甚至就沒有。」

薩頓在其著作《科學史導論》中說:「從中世紀直至十四世紀末,除了中國星圖以外,再也舉不出別的星圖了。」

編寫第一本附圖的醫藥書《本草圖經》

嘉祐二年(1057),蘇頌改任集賢校理、校正醫書官,與掌禹錫奉命共同校勘了八部醫藥學著作,修撰了《嘉祐補註神農本草》。過程中,他們發現本草書中光有文字記錄還不夠,必須輔以圖畫,才能達到「圖以載其形色,經以釋其異同」的工具書的作用。

蘇頌建議修撰一本本草圖譜與《嘉祐補註神農本草》並行。於是,朝廷發動全國150個州將當地所產及常用藥物繪圖後並附以說明文字和實物標本,送至汴京校正醫書所。這可是一個龐大的工程,呈送上來的東西五花八門,純粹的校書官掌禹錫已是無能為力,沒有豐富的博物學和藥物學知識簡直無從下手,蘇頌在此時承擔了重任。

經過四年的艱苦努力,嘉佑六年(1061年),蘇頌編撰完成了《本草圖經》二十卷、《目錄》一卷。此書載有常用單方千餘個,附有九百多幅藥圖,是中國現存最早的版刻本草圖譜。

《本草圖經》是當時最新最全的藥物志和藥物圖譜,李時珍推崇它「考證詳明,頗有發揮」,其著作《本草綱目》中採用此書的藥物有74種。

李約瑟對此書給以極高評價:「作為大詩人蘇東坡詩友的蘇頌是一位才華橫溢的藥物學家,他在1061年撰寫了《本草圖經》,這是附有木刻標本說明圖的藥物史上的傑作之一。在歐洲把野外可能採集到的動植物加以如此精確的木刻並印刷出來,這是直到十五世紀才出現的大事。」

蘇頌一生在天文學、博物學、外交、詩詞等多個領域都頗有建樹,留下了如《新儀象法要》、《本草圖經》、《蘇魏公文集》、《華戎魯衛信錄》等多部著作,在中國古代燦若星辰的文化巨星中,堪稱一位百科全書式的知識巨人。

(參考資料:《宋史.蘇頌傳》、《贈司空蘇公墓誌銘》、《新儀象法要》、《魏公譚訓》、《四庫全書總目提要》、《曲洧舊聞》、《本草圖經》)

 

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