中國古代的科技

祈亚·芯情 · 发表于 2007-3-15 15:30:00

<table cellspacing="0" cellpadding="0" width="100%" border="0" style="LINE-HEIGHT: 15pt;"><tbody><tr><td>    在中國的科技史上，沈括是一個傑出的天才，也是一個卓越的通才科學家。中國古代出現過不少傑出的科學家，但學問像沈括這麼淵博的並不多見。沈括的科技成就，對現代科技的發展可能已不再有直接的啟示作用，但在科技史上仍有其不朽的歷史意義。而促成他高度成就的思想背景，更富有相當的啟發價值，即使在今天看來，也是非常進步的。     沈括小傳     沈括，字存中，浙江錢塘人，生於宋仁宗明道元年（公元1032年），卒於哲宗紹聖三年（公元1096年）。他出生在一個官宦人家，父親沈周，官至太常寺少卿分司南京。沈周在舉進士之後，主要做的是地方官，從政作風清簡放任，頗有政績。例如，在泉州任知州時曾放寬一些束縛百姓的禁令；任開封判官時也斷治了不少滯獄，並曾反對濫鑄大錢以抑止剝削等等。沈括幼年受母親許氏的教育，並受到儒家正統思想的薰陶；在青少年的時代，曾跟著宦遊的父親到處為家，他才有機會和現實社會接觸，深切體驗到低階層廣大民眾的實際生活狀況。這是促使他日後在政治活動中發揮科技方面的長才，解決許多民生問題的主要原因之一。     沈括在服父喪滿後開始踏上仕途，他的政治生涯長達廿八年，早期幹的都是縣級官吏，如沭陽縣主簿、東海縣令、寧國縣令、宛丘縣令等等，都是權位很低的小地方官。但為官的作風和父親有很大的差異，他不像沈周那麼保守，有著很遠大的抱負和為民眾解決疾苦的志向。這一時期，他興辦農業，整治水利，其中疏濬沭水就是較著名的例子。沈括初到沭陽就主簿，上任不久即發現，沭水已因年久失修，下游淤塞，致使當地頻受水患之苦，沈括隨即受命整治沭水。按「宋史」的記載，全部的工程包括新築大堤兩道，疏築百渠九堰，新闢良田七千餘頃，解決了沭陽的水患，也顯露了沈括的才華。     沈括在舉進士之後步入了一個重要的階段。在考取進士之後，即受命編校昭文館的書籍。在這個時期裡，曾刪改一種純係舖張浪費的「郊祭」儀式，著成「南郊式」一書，後來的祭典便按新儀式施行，得以節省數以萬計的公帑，因而受到宋神宗的賞識，在熙寧五年受命掌司天監。司天監直隸朝廷，主要觀測天象，推算曆算。由於這個職務，使沈括能夠一展天文、曆算方面的卓越長才，而有很高的成就。後文會對他這方面的成就作特別的介紹。     由於早期的生活背景，以及入朝後和王安石等人的接近，沈括也參與新法的政治改革運動。在這個階段裡，沈括除了政治上的貢獻之外，也透過這些政治活動，充分展現了他在科技方面的智慧與才華，解決許多生產、軍事的問題，改進了許多技術。熙寧五年（1072年），沈括主持整修汴渠的工程，次年又考察浙江與修水利，在水利方面也有重大的貢獻。1074年，沈括承王安石的推荐，兼管軍器監，這段期間他研究城防、陣法與兵器，曾經提出三十一項改進武器及戰術的建議，多為朝廷接納，對加強北宋的國防力量作用不小。沈括也曾在這個時期奉派使遼，在外交上獲得相當的成就。在使遼的往返途中，他隨時注意山川自然景象，歸時便以木為圖，畫出了遼統治區域的山川道路的險易曲直，並記錄其人情風俗，著成「使契丹圖鈔」。並將契丹地形作成木製立體模型地圖，獻給朝廷，神宗十分賞識，遂通令邊地州郡仿造藏於內府，並擢升沈括為翰林學士權三司史。後來他歷任集賢院士知宣州，龍圖閣待制知審官院，又出知延州，在那兒他發現了石油的用途。     1082年，宋西北邊防要塞永樂城失陷於西夏，沈括受到連帶的處分而被貶謫。此後，沈括雖仍擁有官銜，但他的政治生涯業已結束。在貶逐閒居的十多年中，先是住在均州（湖北均縣）與秀州（浙江嘉興），最後八年住在潤州夢溪。這十多年中，沈括把他所知道的各種科技知識作了記錄，編撰成一部震鑠古今的名著「夢溪筆談」。這本書共分成十七門類，顯示沈括卓越的成就和無窮的智慧，宋史給了沈括「博學善文，於天文、方志、律曆、音樂、卜算無所不通，皆有所論著」的評價，絲毫沒有誇張之處。1096年，這位中國史上偉大的科學家在潤州因病與世長辭。 ．圖一：沈括畫像。 <img src="http://163.14.136.54/science/content/1982/00080152/images/63.jpg" width="570" align="absMiddle" border="0" style="CURSOR: hand;" alt=""/>     夢溪筆談     沈括生平著作極多，有目錄可查考的達三十五種之多，其中以「夢溪筆談」一書流傳最廣，也是在中國及世界科技史上一本倍受重視的文獻。本文談及沈括在科技上的成就，即是以這本書所記載的內容為主體。     從「夢溪筆談」自序的一段文字「予退處林下，深居絕過從思平日與客言者，時紀一事于筆，則若有所晤言，簫然移日。所與談者唯筆硯而已，謂之筆談。……」看來，這本書是他晚年客居夢溪園期間，將平日的見聞、談論陸續編寫輯錄而成。名稱雖為筆談，其實是一本內容極為豐富的學術著作，裡面包容了他畢生研究的結晶，以及當時的詩文掌故，甚至街談巷議，異說奇聞，莫不兼容並蓄。原書編為三十卷，惟現傳本為廿六卷。此書成後又續有所增補，此即現傳的「補筆談」和「續筆談」。今本「夢溪筆談」共分故事、辨證、樂律、象數、人事、官政、權智、藝文、書畫、技藝、器用、神奇、異事、謬誤、譏虐、雜誌、藥議等十七大項，「補、續筆談」二書的編寫，當在該書完成以後或是該書刊刻以後。     沈括是位博學多聞的學者，畢生見聞廣博，因此在「夢溪筆談」中，不論是科技或人文方面，都用了大量的篇幅分門別類地敘述，內容涵蓋了天文、氣象、曆法、數學、地質、地理、物理、生物、化學、醫藥、文史、音樂、藝術、技術等。英國著名的科學史家李約瑟在其名著「中國之科學與文明」一書中，就對這本書作了詳細的剖析，並給予很高的評價，將這本書譽為「中國科學史上的指標」。 ．圖二：1916年玉海堂影刻宋乾道二年「夢溪筆談」版本。原書版框高20.5公分，寬15.6公分（約為25開）。 <img src="http://163.14.136.54/science/content/1982/00080152/images/64.jpg" width="570" align="absMiddle" border="0" style="CURSOR: hand;" alt=""/>     數學成就     沈括在數學的研究有其獨到的見解，其中在數學史上最著名的就是「隙積術」和「會圓術」，前者是高階等差數列的求和方法，後者則為弓形弧長的計算。     首先看隙積術，「夢溪筆談」卷十八「技藝」篇中記載：「算術求積尺之法如芻萌、芻童、方池……之類，物形備矣，獨未有隙積一術。……隙積者，謂積之有隙者，如累棋、層壇及酒家積罌之類……。」這段話是說，過去有種種不同的體積求法，以芻童法為例，所謂「倍上長加入下長，以上廣乘之，倍下長加入上長以下廣乘之，併二位法，以高乘之，六而二。」這就是求長方稜台體積的方法。不過這只能計算由六個平面圍成的立體，對於酒店裡或陶器店裡堆積甕類後的形狀，因有刻缺及空隙，就無法由芻童等方法來求積，沈括於是創造了一種隙積術，就可以準確地計算出。     隙積術就是數學裡一般所稱的「堆垛術」或是「積彈術」（piles of shots）。按照「夢溪筆談」的記載，隙積術即是「用芻童法為上行，下行別列下廣，以上廣減之，餘者以高乘之，六而一，併入上行。」用現在的數學公式表示，可寫成 <img src="http://163.14.136.54/science/content/1982/00080152/images/w65a.gif" align="absMiddle" border="0" style="CURSOR: hand;" alt=""/>     其中a＝頂層寬，b＝頂層長，A＝底層寬，B＝底層長，n＝層數，S＝總數（堆積粒子的個數）。這個公式可以從一個二階等差級數導出，也可以從「九章算術」裡已有的長方台體積公式推廣而得。至於沈括是從那一種方式的思維過程得來的，則無從了解。不過，「隙積術」為十三世紀的中國數學家楊輝、朱世傑在高階等差級數的研究上奠定了深厚的基礎，卻是不可否認的。清朝學者顧觀光曾說：「堆垛之術詳於楊氏、朱氏二書，而創始之功，斷推沈氏。」可視為這個史實的見證。 ．圖三：隙積術算法，這種算法和近代西方術學中的積彈類似。 <img src="http://163.14.136.54/science/content/1982/00080152/images/65.jpg" width="570" align="absMiddle" border="0" style="CURSOR: hand;" alt=""/>     根據「夢溪筆談」的記載，所謂「會圓術」即是：「置圓半徑，半之以為弦，又以半徑減去所割數，餘者為股，各自乘以股除弦，餘者開方除為勾，倍之為割田之直徑，以所割之數自乘，退一位倍之，又以圓徑除所得，加入直徑，為割田之弧。再割亦如之，減去已割之數，則再割之數也。」這段話用數學的公式表達則為 <img src="http://163.14.136.54/science/content/1982/00080152/images/w65b.gif" align="absMiddle" border="0" style="CURSOR: hand;" alt=""/>     其中a＝弧長，c＝弦長，d＝圓弧直徑，b＝弓形之高。這是由已知圓的直徑和弓形的高而求弦與弧長的方法。     這兩個公式主要是根據勾股定理與「九章算術」裡弓形面積的近似公式求得的，後來元代郭守敬所創的「授時曆」，以及以四次方程式求得太陽黃道積度的直徑，就是引沈括的公式而列的。從這些論述看來，沈括的這兩項成就，在中國數學史上極有貢獻。     物理成就     沈括對物理學知識了解的範圍很廣，我們就以磁學、光學、聲學知識為例介紹沈括的成就。     在磁的現象方面，中國人很早就已發現了磁針的指向性，但最早明確指出磁針並非正好指南北的是沈括。「夢溪筆談」卷廿四上有一段記載：「方家以磁石磨針，則能指南，然常微偏東，不全南也。」就是物理學上「磁偏角」現象的敘述。此外，沈括對磁針的放置方法也有深入的研究。「夢溪筆談」上記載著：「水浮多蕩搖。指爪及碗唇上皆可為之，尤速，但堅滑易墜，不若縷懸為最善。其法取新纊中獨繭，以芥子許蠟綴於腰，無風處懸之，則常指南。其中有磨而指北者。」在這段文字中，沈括提出放置磁針的四種方法。第一種是將磁針浮於水上，但這種方法不好，常搖盪不止；第二種方法是將磁針置於指甲上；第三種則將磁針放在碗口邊緣上。這兩種方法使磁針的轉動較為靈活，磁針放在指甲和碗口極易滑落。第四種是以絲縷懸掛，沈括認為此法最好，取新繅的蠶絲一根，用芥子大小的蠟黏貼針腰，懸掛在無風之處，磁針就能常指南方。他並指出，有些針經磁石磨後是指向北方的，這個觀察結果，也顯示他對磁具兩極有正確的認識。至於磁針何以能夠指向南方，以當時的學術水準尚不能理解，沈括說：「磁石之指南……，莫可原其理。」我們不難從上面這段文字中看出沈括謙沖而嚴謹的求真態度。 ．圖四：這是沈括四種不同磁針裝置法示意圖。 <img src="http://163.14.136.54/science/content/1982/00080152/images/66.gif" width="570" align="absMiddle" border="0" style="CURSOR: hand;" alt=""/>     先秦的「墨經」以及漢代的「論衡」等書，對光學早都有很進步的論述，「夢溪筆談」對這方面也有不少的記載。由於沈括個人文學上的才華，因此在這些記載裡有許多非常巧妙的比喻，使得這些知識的紀錄顯得格外生動。     關於凹面鏡的成像，「夢溪筆談」有這樣的記載：「陽隧面洼，以一指迫而照之則正，漸遠則無所見，過此遂倒，其無所見處，正如窗隙，櫓臬，腰鼓礙之，本末相格，遂成搖櫓之勢；故舉手則影愈下，下手則影愈上，此其可見。」從上面這段文字，可知沈括對凹面鏡成像性質的分析和現代幾何光學是一致的。當手指靠近凹面鏡，也就是物體在焦點內生成正立的虛像；當物體後移，到達焦點之時，由物體反射的光線經凹面鏡反射後無法相交，故不能成像。當物體在焦點以外時，就會生成倒立的實像。另外，對於平面與凸面鏡的成像，沈括也有深入的研究。「夢溪筆談」記載著：「古人鑄鑒，鑒大則平，鑒小則凸，凡鑒洼則照人面大，凸則照人面小，則鑒雖小而能全納人面。仍復量鑒之大小，增損高下，常令人面與鑒大小相若。」這段話是說，古人製造鏡子的時候，大鏡子鑄成平的，小鏡子鑄成凸的。鏡面凹的照出人臉的像要大些，鏡面凸的照出人臉的像要小些。用小鏡看不到人臉的全像，所以作得稍為凸些，以使臉像變小，這樣的鏡子雖小仍可獲得人臉全像。造鏡時要量鏡子的大小，以決定增減鏡子凸起的程度，使臉像和鏡子大小相稱。這是一個安全符合幾何光學原理的分析。沈括在光學知識方面還做了許多記載，不過限於篇幅，就不多談了。 ．圖十：沈括作鳶兒飛翔和影子移動方向示意圖。 <img src="http://163.14.136.54/science/content/1982/00080152/images/70b.gif" width="570" align="absMiddle" border="0" style="CURSOR: hand;" alt=""/>     沈括曾經帶兵作戰，行軍中也不忘觀察自然現象，如「夢溪筆談」所記載的：「古法以牛革為矢服，臥則以為枕，取其中虛，附地枕之，數里之內有人馬聲，則皆聞之，蓋虛能納聲也。」這段話就是沈括在戰地生活中的實地體認，他發現聲波在地面傳播的速度較空氣為快，強度較空氣中的傳播為大。用中空的皮革為枕時，耳朵貼著皮革，聲波從地下傳來，引起皮革內空氣振動，耳朵即能聽到「數里內有人馬聲了」。     沈括對聲音的共鳴也有深入的研究，他曾經作過這樣的實驗：七弦琴原有宮、商、角、徵、羽、少宮、少商七條弦，少宮、少商各比宮、商高八度音，他剪一個紙人放在少宮或少商弦上，彈動宮弦或商弦時，在對應的少宮、少商弦上的紙人便跳動，而彈其他弦時紙人不跳動。然後又在不同的琴上實驗，將紙人放在一架琴上，當兩架琴頻率相同時，彈動另一琴的弦，則第一架琴對應弦上的紙人就會跳動。經過這樣的實驗，可以了解聲波的共鳴現象。雖然，在戰國時代我國就有共鳴現象的記載，但過去調整樂器的音律全靠耳朵，沈括卻能用紙人的跳動表現這種物理現象，對初學樂器的人而言，是一個容易又準確的調琴方法，也是沈括一個很有意義的創舉。     天文曆法上的重要貢獻     1074年，沈括任提舉司天監時，曾將研究天文學的心得，向皇帝提出「渾儀」、「浮漏」、「景表」三議。在「渾儀議」裡，他將我國歷代對天象的認識，以及天文觀測儀器「渾儀」製造的方法、用途與其歷代變革作了詳細的說明，然後談論自己的主張，改革原有的渾儀，並指出設計不良之處詳加討論。沈括新製的渾儀，其最大的改變是除去原有的月道環和放大窺管的口徑，使得星象的觀測更為準確。在「渾儀議」中，他對月球繞地球運行的規律，也有正確而具體的說明，沈括說：「月行周於黃道，如繩之繞木。」從事實的了解，月球繞地球公轉，同時又隨著地球繞太陽公轉，因此月球在空間裡的運動，必然是兩種運動的組合。它的軌跡正是在地球軌道近旁迂迴蛇行，成波浪汶形，沈括的描述不僅惟肖惟妙，而且生動貼切。 ．圖六：渾儀示意圖。 <img src="http://163.14.136.54/science/content/1982/00080152/images/68.jpg" width="570" align="absMiddle" border="0" style="CURSOR: hand;" alt=""/>     沈括在「浮漏議」裡介紹了他自己所設計製作的漏壺，並說明製造的原理。漏壺是我國古代測定時間的儀器，歷代制法各有差異，沈括所設計的是參考了歷代的體制加上自己的創見而成。從「夢溪筆談」的一段記載：「古今言刻漏者數十家，悉皆疏繆。歷家言晷漏者，自顓帝歷至今，見於世謂之大歷者，凡廿五家，其步漏之術，皆未合天度。予占天候景，以至驗于儀象，考數下漏，凡十餘年，方麤見真數，成書四卷。謂之熙寧晷漏，皆非襲蹈前人之跡。」沈括對於漏壺不僅深入研究，也實地動手去做，且有理論上的創見。許多地方，直到清代還因襲沈括的設計原理。由於對浮漏的研究，沈括也對冬夏晝夜長短不同的理由作了正確的說明。古代用浮漏定時刻，見冬至的一天最長，夏至的一天最短，但不懂得太陽運動的速度並不均勻，總以為是水性如此，用了許多方法都無法使浮漏和日影符合。沈括研究後提出了解釋：「冬至日行速，……故百刻而有餘；夏至日行遲，……故不及百刻。既得此數，然後覆求晷景漏刻，莫不吻合，此古人所未知也。」改正了前人的一些錯誤。 ．圖五：沈括所研製的漏壺示意圖。 <img src="http://163.14.136.54/science/content/1982/00080152/images/67.gif" align="absMiddle" border="0" style="CURSOR: hand;" alt=""/>     沈括的「景表議」一文，主要內容是討論用圭表測定日影的技術。他提到「候景（影）之法」，由這個方法觀察到蒙氣差的現象。為使所測得之日影和太陽出沒與運行符合，他提出一個新方案，採用三個候影表來觀測影差，可見沈括的測影術已相當周密。所謂蒙氣差就是每當天體光線通過地球大氣而達地面時，因大氣折射作用，致觀測的天體方向與實際方向不同，其視高度較實際高度為大的現象。後秦天文學家姜岌已發現了這個現象，也發現這種差別隨地平高低不同而不同。太陽愈近地平，蒙氣差愈大，到正上方時，便沒有蒙差。姜氏並用「地有游氣」、「地氣不及天」來作學理解釋。沈括則對此作了更進一步的解釋，如「測景之地，百里之間，地之高下東西不能無偏……，濁氛相雜，莫能知其所蔽。」「煙氣塵坌，變作不常。」「入濁出濁之節，日日不同。」等等。這些解釋相當地正確，也豐富了蒙氣差學理內容。     「渾儀」、「浮漏」與「景表」三議，原為說明改製儀器的原理，然而從上面對這三篇論文中片斷的討論，使我們了解這三議的內容已遠超過這個範圍。它們不但說明了修改儀器的原理，也包容了沈括自創的天文學說，還將過去許多天文方面的錯誤理論一一辨正與澄清。是我國科技史上有關天文學方面極為重要的文獻，也顯示沈括在這方面成就的高遠。     沈括在曆法上主張拋棄前人的舊說，以節氣定月，不管月亮的朔望，把閏月完全去掉，實行陽曆。沈括提出：「今為術莫若用十二月氣為一年，直以立春之日為孟春之一日，驚蟄為仲春之一日，大盡三十日，歲歲齊盡，永無閏餘，十二月常一大一小相同，縱有兩小相併，一歲不過一次。如此則四時之氣常正。」沈括提出的曆法，較諸當時行用的曆法更適合農民的需要，可惜在當時因受到排斥未被採用。即使清代阮元在編「疇人傳」時仍以「與羲和制閏之舊，顯相違戾，不合經義。」而反對。然而廿世紀三十年代，英國氣象局統計農業氣候與生產所採用的「蕭納伯農曆」，和沈括所制定的曆法是相同的。沈括曾說：「予今此曆論，尤當取怪怒攻罵，然異時必有用予之說者。」他的預言實現了，但卻是九百年後在英國大行其道，或許是沈括始料未及的。     生產知識方面的貢獻     沈括也常將他在科技方面的才能應用到服務民眾，以實現他的政治理想。前文曾提到，當他在龍圖閣待制出知延州之時，發現了石油的出產與用途，「夢溪筆談」記載：「鄜延境內有石油，舊說高奴縣出脂水，即此也。生於水際，沙石與泉水相雜，惘惘而出，土人以雉尾挹之，乃採入缶中，頗似淳漆，燃之如麻，但煙甚濃，所霑幄幕皆黑。予疑其煙可用，試掃其煤以為墨，黑光如漆，松墨不及也，遂大為之。其識文為延州石液是也。此物後必大行於世，自予始為之。蓋石油至多，生於地中無窮，不若松木有時而竭，今齊魯間松林盡矣，漸至太行、京西，江南松山太半皆童矣。造煤人蓋未知石煙之利也。石炭煙亦大，墨人衣。予戲為延州詩云：二郎下雪紛紛，旋卓穹盧學塞人，化盡素衣冬未老，石煙多似洛陽塵。」從這段記載不難看出，他對石油的重要性已有極為深入的了解。「石油」這一名詞也是由他開始用的，正由於他的重視記載，石油才逐漸引起人們的注意，他那「此物後必大行於也」的預言也實現了。     沈括對於礦冶煉鋼也很注意，「夢溪筆談」上載著：「世間鍛鐵所謂鋼鐵，用柔鐵屈盤之。乃以生鐵陷其間。泥封煉之。鍛令相入，謂之團鋼，亦謂之灌鋼。此乃偽鋼耳。暫生鐵以為堅，二三煉則生鐵自熟，仍是柔鐵。然而天下莫以為非者，蓋未識真鋼耳。予出使至磁州鍛坊，觀煉鐵，方識真鋼。凡鐵之有鋼者，如麵中有筋，濯盡柔麵，則麵筋乃見。煉鋼亦然，但取精鐵鍛之百餘火，每鍛稱之。一鍛一輕，至累鍛而斤兩不減。則純鋼也，雖百煉不耗矣。此乃鐵之精純者，其色清明，磨瑩之，則黯黯然青而且黑，與常鐵迥異。亦有煉之至盡而全無鋼者，皆繫地之所產。」由此可知沈括曾到鍛坊實地觀察，詳細記載冶煉鋼鐵的方法與成品的性質。他在這方面的研究對當時武器之質與量的提高，都有很大的影響。 ．圖九：這是王禎所繪的圍田圖，這和沈括提倡的「圩田」相似。 <img src="http://163.14.136.54/science/content/1982/00080152/images/70a.gif" width="570" align="absMiddle" border="0" style="CURSOR: hand;" alt=""/>     醫藥與生物科學的成就     據李約瑟的統計，「夢溪筆談」有關生物學知識方面的記載，共有52條之多。沈括在他的「蘇沈良方」一書中，有關這類知識的記載也占了大量的篇幅。這些知識的紀錄，以現在的眼光來看，有一些是錯誤的，但絕大部分為沈括自己的觀察所得，包含許多精確的見解。總括而言，他在這方面的成就包含下面幾點：     一、他記載了許多動植物的地域分布情況，使生物學與自然地理方面的知識能夠互相印證。     二、除了記載生物分布的地理特點外，他也記載它們的用途與日常生活的關係，提供很具體的歷史線索，使後人了解當時人們的生活實況和局部的經濟結構。例如談到北方出產的麋鹿時，也介紹其角與茸的價值。又如談到有關步行蟲和制約黏蟲的記載，對黏蟲危害農作物的情況，以及慶州民眾用步行蟲防治黏蟲的經驗，都作了介紹。     三、對許多植物的名稱、形態、功能等，能觀察它們的區別，並糾正古書的許多錯誤。例如論細辛與杜衡的區別，甘草的形狀，薰陸、乳香、塌香為一物等，宋人寇宗奭的「本草衍義」一書就摘錄了這些記載。有關赭魁的形狀、功能一條的記載，則為李時珍「本草綱目」全文照錄，並稱許其記載詳明。另外，從「爾雅」到「說文」，都用蜾蠃來解釋蒲蘆，誤將植物視為動物，漢唐以來沒有人懷疑這種說法，直到沈括才糾正這種錯誤。朱熹特別引這個例子來解釋「中庸」，明人李元調認為這是沈括的「傑然超世之識」，並非誇張之語。     此外，沈括對醫學和藥物學也有湛深的研究。他把許多臨床經驗編成專書「蘇沈良方」八卷，為著名的醫學著作之一。其中也談到治病有五難（辨疾、治疾、飲藥、處方、別藥），在「良方」序上有詳細的分析和說明。在藥物學方面，則有藥議的專章，如枸杞、細辛、胡麻、地菘、莽草、蘆根、扶移等藥材的藥性，效用也都有詳細的記載。沈括的醫藥著作除了「良方」外，尚有「靈苑方」與「別次傷寒」等，可惜均已散失。 ．圖七：這是明代刊印的「蘇沈良方」插圖。 <img src="http://163.14.136.54/science/content/1982/00080152/images/69a.jpg" width="570" align="absMiddle" border="0" style="CURSOR: hand;" alt=""/>     地質學方面的成就     浙江的雁蕩山，險崖陡峭，挺拔千尺，山水秀麗，但從嶺外眺望卻完全看不見這種峭拔的景象，因此，過去很少有人注意到這個地方。直到宋真宗時，因建築玉清宮，伐山取材，才發現此地之美。後來，沈括也曾到此入山探勝，發現景象特殊。經過他深入的研究，才了解雁蕩山「當是為谷中大水衝激，沙土盡去，惟巨石巋然挺立。」的景觀，是因水的侵蝕作用（水鑿）而造成的。「夢溪筆談」有這樣的記載：「水鑿之穴，自下望之，則高巖峭壁，從上觀之，適與地平，以致諸峰之頂，亦低於山頂之地面。」就是一段很明確的解釋。他並把這個現象和北方黃土高原的地形比較，以進一步了解水的侵蝕作用。 ．圖八：沈括所描述的雁蕩山示意圖。 <img src="http://163.14.136.54/science/content/1982/00080152/images/69b.jpg" width="570" align="absMiddle" border="0" style="CURSOR: hand;" alt=""/>     當沈括行經太行山北麓時，看見橫亙山壁中有一條螺蚌殼皮與卵形石子的帶狀堆積層，經過研究，他了解到「此乃昔之海濱，今東距海已近千里，所謂大陸者，皆濁泥所湮耳。」他斷定遠古時代的海岸當在山西河北交界的太行山附近，並記載：「凡大河、漳水、滹沱、涿水、桑乾之類，悉是濁流，其泥歲東流，皆為大陸之土。」     從上面這兩個例子，我們可以了解沈括從實地的觀察和深入的研究，懂得沖積平原的形成和海陸變遷的原理，在說理上，雖不及現代地質學理論之緊緻，但基本上是一致的。     此外，他也了解地下水中含有礦物質，石鐘乳係滴水而成，並對這些現象作了很詳細的記載。以九百年前的學術水準來衡量，都是極其可貴的成就。     沈括的科學思想     在科學的思想與態度方面，沈括亦有其特出的看法，思想也相當進步。當時一般學者對自然的看法是「理在心中，理在事先」，受這種思想影響的人，常認為不需遠求，只要冥想苦思就可以通達天理。沈括很反對這種思想，他認為：「天地之變，寒暑風雨，水旱螟蝗，率皆有法。」這個法就是事物變化的法則。另外，他也認為「大凡物理有常有變」，所謂有常，就是循著一定的規則；所謂有變，就是因客觀因素的不同所引起的變化。因此天變不足畏，這些思想極為進步而且健全’促使他不斷地去認識自然，也能夠比較理智地去分析問題。在作法上，他對科技研究著重親身體驗和實地觀察，這是一種重實踐與實証的精神，「夢溪筆談」裡的許多成果都是他親身體驗，或是虛心向平民、士大夫、醫生……等等各階層的行家求教而得的。也正因沈括重視平民階層在從事各項生產活動中所得到的經驗與發明，對他們在科技發展中所扮演的角色給予甚高的評價。也因此，一些來自社會上、中、下階層所開創的偉大成就，譬如，畢昇所發明的活字印刷術，在正史上沒有記載，卻透過沈括的著作才得以流傳下來，而成為我國文化史上珍貴的史料。從上面的敘述，我們已可認識到，沈括的成就和貢獻絕不是偶然的。而他的這些思想和態度，不僅是使他成為一個震鑠古今歷史人物的主要因素，即使對廿世紀的中國人而言，仍有極高的啟發價值。沈括追求真知和虛懷若谷的風範，毋寧是現代知識份子的楷模。     結語     在前文，我們對沈括的一生與他在中國古代科技方面所表現的成就與貢獻作了概略的介紹，由於篇幅的限制，有關沈括的生平事蹟、貢獻與成就只好從略。上文雖側重他在科技方面的成就，但卻並非意味他所提出的理論與觀念是完全正確的；沈括的著作中也有錯誤，但這主要是受到時代的局限，並不影響他在歷史上的地位。他的科學精神、思想，與實證的熊度早已超越了這個局限，和現代科技發展所要求的科學精神與態度是一致的。     像沈括這種具有多方面成就，而且範疇如此之廣的人物，在歷史上並不多見。本文所討論的主要在於他一生事跡與成就。一般而言，我們所見到有關沈括的著作也多半著重於此，甚少論及他早期接受教育的情況，以及他個人心路歷程的分析。筆者認為，沈括之所以有如此的成就，他的啟蒙教育可能是一個很重要的關鍵。要想對沈括有進一步的了解，這是兩個值得深思的課題。</td></tr></tbody></table>