文／樊樹志

中國的四大發明──印刷術、指南針、火藥、造紙術，對世界文明做出了巨大貢獻，其中的三項，在宋朝有了劃時代的發展。

第一項是由雕版印刷發展到活字印刷。雕版印刷是每一頁都需要雕刻一塊印版，印刷字數多篇幅大的書籍，工程浩大，費時費力。宋仁宗慶曆年間（一○四一~一○四八），平民畢昇發明活字印刷術：用膠泥製作一個一個字印，然後排版，刷墨印書。印完一頁，膠泥活字還可以再次排版使用。由於泥活字容易磨損，後來代之以木活字、銅活字。畢昇的發明思路──製字、排版、印刷三道工序，成為後世活字印刷術的先聲，意義不可估量。

法國學者布羅代爾（Fernand Braudel）在他的著作中說：畢昇於一○四○年至一○五○年發明了活字印刷術，使印刷術面目一新。十四世紀初，使用木活字已經流行，甚至傳到了突厥斯坦。十五世紀前半期，金屬活字在中國和朝鮮均有改進，並在德國美因茲人古騰堡發明活字印刷術（十五世紀中葉）之前半個世紀得到廣泛的傳播。

第二項是指南針的廣泛使用。北宋慶曆年間成書的《武經總要》記載，使用指南車和指南魚辨別陰天或夜間行軍方向。後來又發展成磁針和方位盤的一體化裝置──羅經盤。成書於北宋後期的《萍洲可談》，記載了當時海船上使用指南針的情況：「舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦觀指南針。」由此可見，當時已經把指南針（水羅盤）用於航海。南宋時，阿拉伯商人經常搭乘中國海船，學會了使用指南針，並把它傳入歐洲。

第三項是火藥用於戰爭。北宋初年，火藥廣泛使用於戰爭。征討南唐時用過火炮、火箭，以後又有火球、火蒺藜（裝有帶刺鐵片的火藥包）。《武經總要》記錄了火藥的三種配方，可見當時火藥生產已經達到相當規模；並且出現了用拋石機投擲炮彈的「鐵火炮」，用毛竹製成的「突火槍」──世界上最早的管型火器。一二三○年，波斯人把這些技術傳入阿拉伯，以後又從穆斯林統治下的西班牙傳到歐洲，對歐洲產生了深遠的影響。

關於這一點，近代「科學方法論之父」──培根（Francis Bacon）給予高度評價：印刷術、火藥、指南針這三種發明，都曾改變了世界的全部面貌和狀態。世界上沒有一個帝國，沒有一個教派，沒有一個星宿，比這三種發明對於人類發生過更大的力量與影響了。

十一世紀末，蘇頌和韓公廉等人創造了世界上第一座天文鐘──水運儀象台。它高十二公尺，上層安放渾儀，中層安放渾象，下層安放傳動機械。它的報時裝置，能夠準時報告一天十二時辰一百刻，一夜五更二十五籌。報時運用的擒縱原理，與近代鐘錶構造極為近似。

令人歎為觀止的是，它的動力來源於水的衝擊，通過擒縱器使得儀象台有節奏地轉動，把報時、觀象、測天的功能同時顯現出來，可以按時、刻、辰、更，自動打鼓、搖鈴、擊鐘、鳴鑼。這座天文鐘設在十一世紀末的開封，是當時世界上首屈一指的傑作。五百年以後，一五九八年耶穌會士利瑪竇把西洋自鳴鐘獻給萬曆皇帝時，被國人視為新發明，殊不知自己的祖先早已發明了比它複雜得多的天文鐘！

當時科學技術達到的高水準，集中反映在沈括《夢溪筆談》中。畢生致力於中國科技史研究的李約瑟（Joseph Needham）認為，沈括「或許是全部中國科學史上最有趣味的人物」，他的代表作《夢溪筆談》是「中國科學史上的一個里程碑」。

沈括（一○三一~一○九五），字存中，浙江錢塘（今杭州）人，曾任延州（今陝西延安）知州，晚年移居潤州（今江蘇鎮江）夢溪園，撰寫《夢溪筆談》。該書涉獵天文、地理、物理、化學、生物、數學、醫學等學科知識，當時的許多科技發明，如活字印刷術、指南針的應用等，都借助他的著作記載，得以流傳至今。

他提出了十二氣曆的編制方法（以立春為元旦，按節氣定月分，大月三十一天，小月三十天，大小月相間），雖然沒有實行，但在曆法史上無疑是一項卓越成就。他對一○六四年隕星的觀測，留下了翔實的紀錄，並且首次提出了隕星是隕鐵的創見。

他最早使用「石油」這一名稱，意識到它的用途和價值，預言「此物後必大行於世」。為了紀念這位舉世聞名的科學家，一九七九年七月一日，中國科學院紫金山天文台把一九六四年發現的一顆小行星命名為「沈括」。

李約瑟的《中國科學技術史》指出，中國科學技術發展到宋朝，已呈現巔峰狀態，在許多方面實際已經超越了十八世紀中葉工業革命前的英國或歐洲的水準。這位世界級學者的論斷是客觀公正的，令人信服。



（摘自《圖文中國史》，聯經出版）