中国古代科学家传记-第105节
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核,继以椎弓。花茸条滑,乃引纺车。以足助手,一引三纱。错纱为织,
灿如文绮,风行郡国。昔苦饥寒,今乐腹果。。。”此碑文表达了人民对
这位伟大的纺织技术革新家的崇高赞颂。
文献
原始文献
'1'(元)陶宗仪:辍耕录,陶氏影元刊本,1925。'2'(元)王逢:
梧溪集,《知不足斋丛书》本,1798。研究文献
'3'(清)包世臣:齐民四术,同治年间刊本。'4'李仁溥:中国古代
纺织史稿,岳麓书社,1983。
薛景石
赵翰生
薛景石字叔矩。河中万泉(今山西万荣)人。生卒年不详,生活于13
世纪中期。机械制造、手工工艺。
薛景石的生平事迹,在封建社会编修的正史和地方志中找不到任何资
料,仅能通过他的籍贯和段成已为《梓人遗志》写的序开展研究。
宋代万泉的薛姓,是当地的望族,薛景石可能即是出生于这个宗族。
他早年虽受过较好的教育,具有一定的知识水平,但家境并不是很好,也
未尝踏上宦途,只是一介平民。他自幼就喜爱机械制造技术,并选择它作
为自己的终身职业,他以景石为名,以叔矩为字,可能即是出于这一选择。
“景石”二字无疑与《庄子》:“郢人垩鼻,匠石■之”的典故有关;工
匠制器,离不开规矩,所以又字叔矩。他一生之中都有哪些亲友,曾和哪
些人有过接触,绝大部分已不可考。现知的仅有段成己一家。成己稷山(今
山西稷山)人,亦生于金末元初,少与其兄克己齐名,皆以文学创作著称,
时号二妙。入元后,偕隐于龙门山(今山西河津)。万泉与稷山、龙门比
邻,景石与二段谊属大同乡,且皆宅心淡泊,有较密切的来往,故段成己
为其书作序。景石在他的机械设计和制造生涯中,相当重视“典章”和器
械的“形制”,他曾经用心钻研历代官私手工业传习图谱中许多机械的造
型和结构,并能结合旧法和他自己的设计思想,自行设计在当时社会生活
中具有特殊用途的木质器具和专供手工生产需要的复杂木质机械。凡是经
他之手制造的机具大多是异常精致,既无愧于前人,而又有所创新。对景
石其人以及他所制做的器具,段成己曾在《梓人遗志》的序中作过恰当的
概括:“有是石者,夙习是业,而有智思,其所制不失古法,而间出新意,
砻断余暇,求器图之所起,参以时制,而为之图。”
薛景石生活在13 世纪中期,这时蒙古统治下的北方地区处于一种相对
稳定时期,遭战火破坏的社会生产已经得到恢复和发展,科学技术和手工
业亦因能满足统治者的物质享受而得到重视。当时手工业工匠受到比农民
优厚得多的待遇,在一定程度上刺激了工匠生产积极性,使手工业得到了
较其他行业更加突出的发展。万泉的所在地恰处于当时耕织业比较发达的
黄河流域,手工业生产更是呈现出一片繁荣景象,这些都为景石整理、总
结各种机械的制造方法和编写《梓人遗志》提供了必要条件。
《梓人遗志》是景石的代表作,也是当时在机械研究方面具有突出地
位的学术论著。在他之前不久,曾刊行过一本讲木工技术的书《梓人功造
法》(姜氏代刊,原著者不详,已佚),内容相当疏略,远较他的书逊色。
景石在撰写《梓人遗志》时态度十分严谨,他在论述每一种机械时,
都认真查考有关资料,比照当时仍在使用的实物,明确其结构变化和各部
位的规格大小,然后落笔,真实地反映出那些机械原有的面貌和优点,否
则绝不写入。这部书是在元中统二年(1261)定稿,但由于封建统治者对
科学技术的偏见,不可能将这本书作出应有的介绍,因此这本重要的技术
著作在元代似乎始终未得到刊印,仅以稿本或个别传抄本面世,流传不广。
及至明代,知者益少,只剩一本入藏于明之内府。我们现在能够见到的,
是载于《永乐大典》卷18245“匠”字部的摘抄本,即据是本过录,不过
早非完璧。原书内容十分丰富,共收有标准的专用机械和器具110 种。现
存抄本仅有其中“车制”和“织具”两部分的14 种机械。其余的俱已亡佚。
《梓人遗志》一书具有很高的历史价值和学术价值,通过现存部分看,
它至少在三个方面很有意义。
(1)编写方法科学。景石在叙述每一类别机械的制造方法时,都是先
写与其有关的“叙事”,亦即对那一类机械总的说明和历史沿革的评述;
再写“用材”,亦即那一类机械所有部件的规格尺寸和装配方法;再写“功
限”,亦即制造那一类机械需用的时间。特别应予指出的是为了便于读者
阅读、理解、仿造,书中绘有大量机械图,既有总体装配图又有各部位的
零件图。如将其所绘的图与“用材”说明对照之后,即可顺利地安装起来,
可以说《梓人遗志》已具有现代制图学的一些概念。
(2)保存下许多重要资料。书中“织具”部分所载罗机子是早已失传
的中国古代织制结构复杂通体绞结罗的织机之唯一记载;所载“立机子”
是盛行于中国古代部分地区的竖立式织机之最详细记载,也是现存这种织
机的唯一材料;所载“华机子”则是研究古代提花机时不可缺少的重要文
献;所载“白踏椿子”(绞综的一种)、“斫刀”(兼有织筘和织梭两种
功能的工具)、“文杆”(制织显花织物的辅助工具)等工具,均系这些
工具的最早记载,亦颇为重要。另外,《梓人遗志》对纺织机具结构的介
绍比之同时期及以后的《农书》、《农桑辑要》、《天工开物》、《农政
全书》等书的有关部分,要详尽具体得多。
(3)是研究金朝礼制的参考文献。书中“车制”部分收录的“亭子车”、
“五明坐车子”、“平等楼子车”和《金史·舆服志》所记金朝皇后专用
的一些车相似,极有可能就是金朝的遗制,至少在形式上有许多相同之处。
《金志》虽提到金后所有车的名称,却无其形制的详细描述,通过景石这
一部分的叙述,对于我们探讨金之车制,是大有帮助的。
景石是个重义轻利的人。在封建社会里,各工匠对自己掌握的技术,
一般都加以保密,惟恐别人知道,所制机具也有所不同,给机具的生产、
维修带来很大不便。而景石却颇为不同,他不但将自己掌握的技术广传于
人,还主张对各种机具加以规范化,以利于维修和使用,他写《梓人遗志》
的目的,就是基于这个原因。段成己《序》中所言足以说明景石在这一方
面的态度和努力。“夫工人为器,以利言也,技苟有过人,惟恐人之我若,
而分其利,常人之情也。观景石之法,分布晓析,不啻面命提耳而诲之者,
其用心焉何如”。这种精神,在古代工匠之中是难能可贵的。
文献
原始文献
'1'(元)薛景石:梓人遗志,见《永乐大典》卷一八二四五,中华书
局影印本,1986。
研究文献
'2'何■修、冯文瑞:万泉县志,台湾成文出版社影印民国6 年石印本。
'3'上海纺织科学院:纺织史话,上海纺织科技出版社,1978。
赵友钦
刘钝
赵友钦一说赵敬,字子恭(或子公),一说字敬夫,自号缘督。鄱阳
(今江西波阳)人。南宋末年生;元初卒。天文学、数学、物理学。
赵友钦为宋室汉王之后,宋亡后隐遁自晦,“习天官遁甲钤式诸书,
欲以事功自奋。”他曾在江西德兴居留,后移往浙江龙游(今衢县、金华),
在龙游东之鸡鸣山麓定居并从事天文学研究。后来他在龙游的芝山遇见抉
风道士石得之,“自是视世事若漠然”。又曾“往东海上独居十年。注《周
易》数万言”。他常骑一青骡,携一书童来往于衢婺山水之间。时人很少
了解他的思想和行为,惟有一个叫付立的学者对他敬服万分。他的弟子朱
晖是龙游人。他的赘婿范■是北宋名臣范仲淹之后。赵友钦死后,葬于龙
游鸡鸣山。
赵友钦的传世著作是《革象新书》,原书共5 卷,主要讨论天文学问
题,也涉及数学和光学。书中称“岁策加减法自至元辛已行之至今”,可
知其写成于1281 年之后。赵氏生前曾将此书授予弟子朱晖,后者又续传给
同里门人章■。章氏恐此书年久泯灭,遂请金华学者宋濂作序并自加整理
刊行。明代王■对原书作了删润,将其编为2 卷,自后元刊本反鲜为人知。
清代乾隆年间四库馆臣从《永乐大典》中录出原本《革象新书》,连同王
■删本一道收入《四库全书》。除此之外,赵友钦尚有兵家、神仙、释老、
天文方面的著作多部,其有名目可考的有《金丹正理》、《金丹问难》、
《盟天录》、《仙佛同源》、《三教一源》、《推步立成》等。
《革象新书》目次为:“天道左旋”、“日至之景”、“岁序终始”、
“闰定四时”、“天周岁终”、“历法改革”、“星分棋布”、“日道岁
差”、“黄道损益”(以上为卷一)、“积年日法”、“元会运世”、“气
朔没灭”、“日月盈缩”、“月有九行”、“时分百刻”、“昼夜短长”、
“气积寒暑”、“天地正中”、“地域远近”(以上为卷二)、“月体半
明”、“日月薄食”、“目轮分视”、“五纬距合(以上为卷三)、“盖
天舛理”、“浑仪制度”、“经星定躔”、“横度去极”、“占景知交”、
“偏远准则”(以上为卷四)、“小罅光景”、“勾股测天”、“乾象周
髀”(以上为卷五)。王■删定本的卷末还提到“天文图”,但图、文今
已不存。清初梅文鼎曾目睹赵氏石刻星图,并将此事记入他为胞弟梅文■
所撰的《中西经星同异考》之序文中。由上述目录可知,赵友钦的意图在
于对中国古代天文学的理论及方法给出一个较系统的介绍。
在“经星定躔”一节,赵友钦提出了一种新的测量两颗恒星赤经之差
的方法。他使用一套特制的漏壶,控制水的流量,使浮箭在一定的时间内
移动一定的格数。另在一木架上依南北方向放置两条平行的木条,其间留
有一道窄缝,此缝隙正中恰好对准当地的子午线。观测者候于架下,当某
星出现于缝隙中央时即发呼声,另一人即记下漏壶中浮箭的指数;由两星
过隙浮箭刻数之差就可算出它们的赤经差来。这种利用两颗恒星上中天的
时刻差来求其赤经差的方法,与近代子午线观测的原理是完全一致的。“横
度去极”一节则介绍了一种测量去极度或赤纬的方法,其设计比较复杂,
却仅适于在地球赤道上使用。这一方法的主导思想是力图把人在天中下的
观测转化成人在天中的观测:即先在东西方向上观测赤道恒星在不同视天
顶距时到中天所需的恒星时刻,从而算出真天顶距,再将此读数刻在原来
标识天顶距读数的位置上,这样在子午方向上观测时就可以直接读出真天
顶距的读数。这也是一种子午观测法。
“乾象周髀”中讨论了圆周率问题。赵友钦首先历数了古代各家所取
π值,认为355 最为精密。接着他由直径为千寸的圆内接正方形算起,利
113
用勾股定理,依次算出圆内接正8、16、32。。16384 边形的边长,而圆内
接正16384 边形的周长“三千一百四十一寸五分九厘二毫有奇,即是千寸
之围也”。“以一百一十三乘之,果得三百五十五尺”,从而验证了
π =
355 的精确性。关于这一算法的原理,赵友钦说:“围自四角之方增
113
为八角曲圆为第一次,若第二次则求为曲十六,若第三次则求为曲三十二,
若第四次则求为曲六十四。加一次,则曲必倍。至十二次则为曲一万六千
三百八十四。其初之小方,渐加渐展,渐满渐实。角数愈多而其为方者不
复为方而为圆矣。故自一、二次求之以至一十二次,可谓极其精密,若节
节求之,虽至千万次,其数终不穷。”这是刘徽之后中国数学家关于极限
思想的又一个较完整的文字表述。
《革象新书》中最为精彩的一节是关于光学实验的“小罅光景”。赵
友钦首先通过观察日光通过壁间小孔所成的象,指出其大小及形状并不依
小孔的大小(在一定程度内)及形状而变,只是其浓淡程度(即照度)不
同而已;他也指出随着象屏的移近(远),象逐渐变小(大)变浓(淡);
同时他还观察到日食时通过壁间小孔而成的象与食分保持一致。然后,他
提出了一个利用楼房和人工光源来模拟自然景观的大型实验,对光的直线
传播、小