【科技文明探源】

　　◎本報記者 孫明源

　　編者按 習近平總書記強調，中國文化源遠流長，中華文明博大精深。只有全面深入了解中華文明的歷史，才能更有效地推動中華優秀傳統文化創造性轉化、創新性發展，更有力地推進中國特色社會主義文化建設，建設中華民族現代文明。

　　創新，是當代中國最鮮明的特征。它也深深根植于中華民族千百年來的優秀傳統文化。五千多年的中華文明所蘊含的創新精神和科學思想，讓中國古代在天、地、農、醫、算等技術領域熠熠生輝。

　　“不忘本來才能開辟未來，善于繼承才能更好創新”。今日起，本版推出“科技文明探源”欄目，邀請相關專家解讀中華文明科技成就，探尋和挖掘其背后的創新精神和科學思想，為我們增加文化自信的底氣，汲取守正創新的力量。

　　作為一部綜合性著作，《夢溪筆談》中很多內容折射出11世紀中國社會高度繁榮的科學文化。沈括完成的一些工作也為后來的科技發展提供了重要基礎，《夢溪筆談》亦具有極高的史料價值。此外，其可貴之處還在于，書中蘊含著現代科學界長期呼喚和極力推崇的精神價值。

　　公元1088年，北宋官員沈括搬遷到潤州（今江蘇鎮江）。在潤州的夢溪園，賦閑的沈括把自己的一生經歷整理成了一部筆記——《夢溪筆談》。

　　根據出版家胡道靜的研究結果，《夢溪筆談》全書涉及科學技術的條目約占總數的36%，分屬數學、天文學、光學、地學、醫學等多個科學領域。《夢溪筆談》一書體現了沈括廣泛的興趣和廣博的研究，因此他被今人稱為“百科全書式的學者”。這本書也被科學史學家李約瑟盛贊為“中國科學史上的里程碑”。

　　在中國科學院自然科學史研究所原所長張柏春看來，《夢溪筆談》作為一部綜合性著作，其中很多內容折射出11世紀中國社會高度繁榮的科學文化。沈括完成的一些工作也為后來的科技發展提供了重要基礎，《夢溪筆談》亦具有極高的史料價值。此外，其可貴之處還在于，書中蘊含著現代科學界長期呼喚和極力推崇的精神價值。

　　集北宋多學科創新成就

　　在中國科技史上，宋元是個科技成就斐然的時期。中國古代的許多發明創造在北宋及其后的一段時間里達到高峰，并居于世界領先水平。《夢溪筆談》集中記錄和留存了這一階段的輝煌成果。

　　張柏春指出，對于《夢溪筆談》涉及的許多科技領域來說，該書不一定能代表當時的最高水平，例如沈括的數學成就不能與宋元數學四大家——楊輝、秦九韶、李冶和朱世杰相比。但是《夢溪筆談》能夠在一部著作當中同時集中體現天文學、數學、物理學、地學、醫藥學和工程技術等多個學科當時的前沿成果，這非常難能可貴。《夢溪筆談》具有極高的史料價值，折射出了一個時代的科技輝煌。

　　宋代出現了一波科技知識文本化的浪潮，《營造法式》《武經總要》《新儀象法要》等書籍是這個時期的代表性成果。這些書籍傳播了科技知識，也為后人研究宋代科技成就提供了翔實的資料。《夢溪筆談》是此類書籍當中涉獵最廣的一部作品。

　　“如果沒有《夢溪筆談》，我們可能無從知曉活字印刷術發明者姓甚名誰。一介平民畢昇的名字能夠被后世知曉，《夢溪筆談》功不可沒。”張柏春認為，“如果要選一位能夠反映宋元科技成就的代表性人物，我會首推沈括。”

　　沈括的最大科研成就集中在天文學、物理學等領域。他利用漫流中表面張力的補償作用，補償水的粘滯性對流量的影響，從而改進了漏刻，更加精確地測量出真太陽日的時長。他還通過測量得知“冬至日行速，夏至日行遲”（從地球上看，冬至太陽的運行速度較快，夏至太陽的運行速度較慢）。

　　“最早發現地磁偏角；總結海陸變遷的規律性特征，正確解釋了華北平原的形成原因；記錄了‘以磁石摩針鋒’的人工磁化方法；發現懸絲法是安置指南針的最佳方法；做了針孔成像、凹面鏡成像等實驗，并給出了光學解釋；探討了透光鏡能夠反射背面花紋的原因……這些事例在《夢溪筆談》中都有明確記錄，反映了我國古代的科學技術成就。”對于《夢溪筆談》的亮點，張柏春娓娓道來。

　　凝聚求實和批判精神

　　張柏春認為，嚴謹的批判和求實精神是沈括成為杰出學者的重要基礎，而這種精神的養成，與沈括的成長經歷有著密不可分的關系。

　　沈括出身于錢塘沈氏，這是個在醫藥學領域頗有家傳的宗族。他自幼受家人影響，接觸到不少醫書和草藥。這段經歷啟迪了沈括的科學探索之路。

　　古代各類醫書藥典成就突出，但也有失準的內容。沈括并沒有迷信書本或者權威，對于各類草藥，他“必目睹其驗，始著于篇”，對于前人觀察或者記載錯誤的地方，也會提出修正。

　　“沈括在醫藥學研究中養成的求實和批判精神，貫穿了他的青少年時代，也被他帶到了各個科學領域的工作當中。”張柏春說。

　　在沈括所處的時代，人們普遍相信大海的潮汐是由太陽的出沒造成的，但是富有批判精神的沈括并沒有輕易接受這個結論。他發現，潮水起落主要同月相有相關性。據此，沈括提出了潮汐受月亮運動影響的假說，后世發現的萬有引力定律證明了該假說的科學性。

　　為北宋朝廷服務期間，沈括曾就職于欽天監，負責改進用于天文測量的渾儀。他簡化了渾儀上代表月亮運行軌跡的白道環，并且提出了校正極軸的實用方法，提高了儀器的安裝精度。沈括完成《夢溪筆談》200年后，元代科學家郭守敬延續了沈括簡化渾儀的做法，發明了更加先進的簡儀。

　　“在古代，渾儀是造價昂貴的科學儀器，相當于現代的大科學裝置。沈括承擔了制造新渾儀和改進歷法的任務，既是科學家，又是工程師。”張柏春評價說。

　　“沈括在數學方面也很有創見，并為后人的探索奠定了基礎。例如，提出了關于高階等差級數求和的‘隙積術’，后來的數學家楊輝、朱世杰在此基礎上發展出更具普遍意義的‘垛積術’。沈括給出了求弓形弧長的近似公式，元代編《授時歷》時就利用了這個公式。《授時歷》是中國歷史上最優秀的歷法。”張柏春強調。

　　“科學探索不是一蹴而就的事業，原創性成果即使不夠完善，它也具有重大的開創意義，能夠為后續成果奠定基礎。這一點在沈括身上表現得很突出。”張柏春說。

　　對現代科學研究仍有啟示

　　沈括“凡所至之處，莫不探究”。在濃厚的好奇心之外，方法論也幫助沈括取得了眾多成果。張柏春把沈括的科學精神總結為重視觀察、注重驗證、實事求是三方面。

　　伽利略是科學界公認的實驗科學家。在他之前，包括沈括在內的一些科學家已經嘗試實驗方法。例如，沈括把紙做的小人放在琴弦上，借助它們做共振實驗，證明弦線的基音和泛音的共振關系。這種方法具有創新意義。

　　“在古代環境下，能夠秉持創新精神和進行科學實驗，這是難能可貴的。除此之外，沈括的實事求是精神對于現代科研工作者來說依然很有價值。”張柏春強調。

　　沈括在科學研究過程中秉持著獨特的科學精神，這種“無形的資產”為后世自然科學界提供了豐厚的滋養。他堅持追求真理，不拘于定法、不懾于權威。在欽天監任職時，他面對保守派的抵觸堅持改革歷法，這是對惟實勵新精神的清晰詮釋。

　　在《夢溪筆談》中，對于不確定的科學問題，沈括明確承認自己知識的局限性和階段性，表示“未深討耳”，還不清楚其中的道理。“這樣，沈括就為我們樹立了一個堅守科研倫理的標桿。《夢溪筆談》體現的實事求是精神也是沈括留給我們的寶貴財富。”張柏春評價說。