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《梦溪笔谈》对指南针、印刷术的记载

2022-03-16 10:31 来源:京江晚报

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沈括故居“梦溪园”旧照

文/图 张大华

火药、造纸、指南针和活字印刷术这四大发明,是中国古代先民为人类文明进步做出的巨大贡献。记录这四大发明的历史文献,除西汉发明造纸术记录在《后汉书·蔡伦传》以外,其他的三大发明,都记录在出自镇江的历史文献中。其中,发明火药的原始配方,最早记载在东晋葛洪的《抱朴子》一书中;而记录指南针和活字印刷术的唯一文献,则都是沈括的《梦溪笔谈》。

指南针是利用磁针的指极性制成的指向仪器。早在春秋战国时期,人们在开采矿物的过程中,就发现磁石有吸铁的功能。战国时期就出现了利用磁石制造的指南工具——“司南”,它是形状像一把汤匙的东西,有一根长柄和光滑的圆底,它用磁石制成,静止时长炳指向南方。南北朝时的镇江人祖冲之就成功制造出“司南车”,通过齿轮传动使车子上的某种物体保持固定的指向。但司南和司南车都是用天然磁石制成的,在强烈震动和高温时容易失去磁向,指南效果比较差。是谁在这个基础上,发明了后来的指南针呢?国内科技史学者吴国盛在《科学的历程》(湖南科学技术出版社,1997年,第259页)一书中说,最早发明指南针技术的是沈括。他的这一说法,并没有得到广泛认同。但沈括的《梦溪笔谈》,确实是世界上最早记载指南针的历史文献。他在《梦溪笔谈》卷二十四中指出,在磁石上磨过的小铁针具有较稳固的磁性,因此决定采用这种人造磁针代替天然磁石制造指南工具。具体有四种方法,即水浮法、置“指爪”法、置“碗唇”法和“缕悬”法,其中水浮法虽应用较广,但“水浮多荡摇”,影响稳定;置“指爪”和“碗唇”法是将磁针放在指甲或碗边上,这样做摩擦力很小,但也不十分稳定;“缕悬”法是比较好的方法,它是用细线将磁针悬吊,在无风的地方指南效果很好。沈括在制造指南针的过程中还发现了“磁偏角”,他在书中写道:磁针“常微偏东,不全南也”,这是磁学史上一个极其重要的发现,直到400年后欧洲人才有关于这一现象的记载。

指南针的发明,使中国的航海事业在中世纪达到了世界最高水平,推动了宋元时期对外贸易和海上交通的发展。约在公元842年,开辟了日本嘉值岛直达浙江温州的航线,1281年有商船从泉州出发,经过三个月航行后到达斯里兰卡,以后多次在印度洋上航行。这时的广州、泉州、宁波、杭州已成为主要的对外港口。到了明代,郑和七下西洋,所率船队有大小船只200多艘,人员两万多,其规模之大、航海仪器之精良远胜于半个世纪之后的哥伦布航海。指南针传入国外是从宋代开始的,正是在指南针的指引下,欧洲新兴的资产阶级才在海外开辟了一个又一个贸易市场,使近代世界联成一体;正是有了指南针的指引,哥伦布才发现了美洲新大陆,麦哲伦才能够进行环球航行,欧洲人的视野因此得到了前所未有的扩大。

印刷术是人类的“文明之母”,在没有印刷技术的古代,出版一本著作完全要靠抄写,但人工抄写总是难免错误,而且不能保证每一个抄本都一模一样。对于需要附上图表和图画的书,书的质量就更难保证。因此,中国印刷术的发明,对人类文明发展是一个难以估量的巨大贡献。沈括的《梦溪笔谈》是记录我国古代活字印刷技术的唯一文献,没有沈括的记述,平民毕昇的伟大发明大概就被永远埋没了。

据沈括《梦溪笔谈》卷十八记载,毕昇是一位优秀的刻字工人,他在长期的刻字实践中总结出了活字印刷术。其原理与现代印刷完全相同,主要分三个步骤:首先是制活字,毕昇用的材料是胶泥,在胶泥方块上刻好字后用火焙烧,使之坚硬如瓷,然后用纸袋把制成的字按韵排列;其次是排版,在铁板上放松香、蜡及纸灰的混合物和一个铁框,把拣出来的字排在铁框中,排满一框即对铁板加热,使松脂熔化,用一平板将泥活字压平,等冷却之后,字固定在铁板上版就制好了;第三步是印刷,印好后再将铁板加热,使松香和蜡熔化,将活字取下放好以备再用。在此发明的基础上,人们又在活字材料、拣字方法上不断改进,工作效率迅速提高,到了15世纪末16世纪初即出现了铅字印刷。元代以后活字印刷技术传到了欧洲,为欧洲文艺复兴运动的兴起和发展创造了物质条件。

火药、指南针、活字印刷术的发明是对世界文明的巨大贡献。马克思在《经济学手稿》里说:“火药、指南针、印刷术——这是预告资产阶级社会到来的三大发明。火药把骑士阶层炸得粉碎,指南针打开了世界市场并建立了殖民地,而印刷术变成新教的工具,总的来说变成科学复兴的手段,变成对精神发展创造必要前提的最强大杠杆。”意大利数学家杰罗姆·卡丹早在1550年就认为,司南(指南针)、印刷术和火药是中国对世界所具有影响的“三大发明”,是“整个古代没有能与之相匹敌的发明”。

责任编辑:阿君

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