17世纪科技巨著——《天工开物》

2016-05-08 09:51:03


撰文/常佩雨

17世纪宋应星所著《天工开物》一书,可谓我国乃至世界科技史上一部关于农业、手工业技术的百科全书。日本的三枝博音和薮内清分别把《天工开物》视为“中国有代表性的技术书”和“足以与18世纪后半期法国狄德罗编纂的《百科全书》相匹敌的书籍”。

宋应星,字长庚,江西奉新人,生于明万历十五年(1587)。宋应星曾祖父宋景,明嘉靖年间官至都察院左都御史。祖父宋承庆和父亲宋国霖都是庠生(秀才)。宋应星二十八岁到南昌参加乡试,名列第三,考中举人。以后几次北上进京参加会试,都失败而归。四十七岁担任江西省分宜县教谕。四十九岁写成《野议》《画音归正》和《原耗》等文集(后两书已佚)。五十岁刊行《天工开物》一书,同年,发表《论气》和《谈天》两篇自然哲学著作。五十一岁赴任福建汀州府推官。五十三岁辞职返乡。五十六岁赴安徽阜阳任南直隶亳州知州。五十七岁辞官返乡隐居,著有《春秋戎狄解》等书(已佚)。约卒于清顺治年间。

宋应星生长在资本主义萌芽活跃的江南地区,在“数上公车竟不第”后,毅然抛弃科举仕途,转向研究“家食之问”,即科技实学。丁文江云:“有明一代,以制艺(按,即八股文)取士,故读书者仅知有高头讲章,其优者或涉猎于机械式之诗赋,或剽窃所谓性理玄学以欺世盗名,遂使知识教育与自然现象划分为二,士大夫之心理内容干燥荒芜,等于不毛之沙漠。宋氏独自辟门径,一反明儒陋习,就人民日用饮食器具而穷究本源。”(陶湘本《重印天工开物卷跋》)宋应星广泛研读了《考工记》《山海经》《禹贡》《齐民要术》《西域行程记》《岭表录异》《北山酒经》《王祯农书》《本草纲目》等科技典籍,又深入现场调查研究,掌握第一手资料,终于写成科技巨著《天工开物》。丁文江评价宋应星说:“其识之伟,结构之大,观察之富,有明一代,一人而已。”

《天工开物》完成于崇祯九年(1636)宋应星任江西省分宜县教谕时。当时他经济状况不佳,成书后无力刊刻,幸亏老友涂绍煃(约1582-1645,字伯聚)大力援助,使该书得以于次年在南昌府刊刻(参潘吉星《宋应星评传》,南京大学出版社,1990, 194-198页)。这是该书的初刻本(简称涂本)。宋应星把其书定名为“天工开物”,其涵义大体包括:“天工”为天工和人工的缩语;“天工”指自然力,“开物”指人工开发;“自然力的开发和利用”等几种说法。

杨维增则认为,“天工开物”的涵义应为:自然形成万物及人对其开发利用。这有两层意思:一是大自然形成万物,而非“神创万物”,也不是“心生万物”或“理生万物”;二是要把大自然的万物变成物质财富还得靠人工。

当时欧洲处于后文艺复兴时代,封建制走向崩溃,资本主义正在兴起,科学革命和技术迅猛发展。中国封建社会也进入发展后期,出现资本主义萌芽。新情况促进了科技的新发展。《天工开物》即在此历史背景下成书。

涂本《天工开物》全书十八章,分上、中、下三卷,并附有123幅插图。据潘吉星先生统计,共85754字。上卷六章,中卷七章,下卷五章。每章都从典籍中找出二字双音节词语来命名。每章首有“宋子曰”作为引言,对该章内容作概述,其下为正文,各章末尾附以插图。全书内容全面,涉及地域宽广,对原料的品种、用量、产地、工具构造和生产加工的操作过程等记载都很详细。作者通过实地观察研究,对古代的生产技术成就进行总结,其结论值得充分重视。

上卷六章,内容包括谷类和棉麻栽培、养蚕、缫丝、染料、食品加工、制盐、制糖等,即:一、《乃粒》(五谷),主要论述水稻、小麦的种植,栽培技术和各种农具、水利机械,旁及黍、稷、粟、菽(豆类)等谷物。于南方种水稻技术介绍尤其详细,提出“种性随水土而分”“将早雄配晚雌者幻出嘉种”等看法,提出了物种变异思想。二,《乃服》(纺织),篇幅最长,占两章,分为养蚕技术及丝织技术,包括棉、麻、丝、皮、毛来源和织造技术要点、工具、织机构造等,旁及棉纺、麻纺以及西北的毛纺,记载了当时世界上最先进的纺织机械提花机。三,《彰施》(染色),介绍各种植物染料及染色技术,着重蓝的栽培、蓝靛提取及从红花中提制染料的过程,还涉及各种染料配色及媒染方法。四,《粹精》(粮食加工),主要论及水稻、小麦的收割、脱粒及加工成米面技术及工具,旁及其馀杂粮的加工。五,《作咸》(制盐),着重叙述海盐、池盐、井盐等盐产地、制盐技术及工具,尤详于海盐及井盐。六,《甘嗜》(制糖),以福建、广东甘蔗种植、制糖技术及工具为重点,兼及蜂蜜及饴糖。

中卷七章,包括制造砖瓦、陶瓷、钢铁器具,建造舟车,采炼石灰、煤炭、燔石、硫黄,榨油,制烛,造纸等,即:七,《陶埏》(陶瓷),介绍砖、瓦及白瓷的烧炼技术,涉及原料配制、造坯、上釉到入窑,尤详于景德镇烧造瓷器技术。八,《冶铸》(铸造),是我国古代技术书中关于铸造技术最详尽的记录,着重谈铸铁锅、铸钟及铸铜钱技术,包括失蜡铸造、实模铸造及无模铸造等方法,相关工艺图极珍贵。九,《舟车》(车船),记述各种船只、车辆结构及使用方法,船只详于内河运粮漕船,车辆侧重北方四轮大马车,旁及南北方独轮车。记述我国最早采用的航行操纵工具——偏披水板(船翼),总结古代舵工创造的“抢风”(即逆风行船)经验,提出舵、帆的力学原理问题。十,《锤锻》(锻造),叙述锻造铁器、铜器的工艺流程,从万斤大铁锚到绣花针,包括锉、锯、刨等金属加工工具在内,介绍金属热处理及加工技术。十一,《燔石》(焙烧),重点讨论烧制石灰、采煤和烧炼矾石、硫黄、砒石技术,记载煤炭分类、采掘、井下安全措施。十二,《膏液》(油脂),论述十六种油料植物子实的出油率,油的性状、用途,用压榨法、水代法提制油脂的技术,旁及桕皮油制法及桕油制蜡技术。提出“出数借硫质而生”,是 “化合物”概念和“质量守恒”思想的萌芽。十三,《杀青》(造纸),叙述纸的种类、原料,详于记载竹纸、皮纸制造工艺流程、设备,绘制了造纸技术操作图。

下卷五章,包括五金开采及冶炼,兵器、火药、朱墨、颜料、曲药的制造和珠玉采琢等。十四,《五金》(冶金),记述金、银、铜、铁、锡、铅、锌等金属矿石的开采、洗选、冶炼、分离技术,金属合金的冶炼,包括我国独创的由铁矿开始,依次炼成生铁和熟铁,再合炼成钢的半连续化生产系统。还首次记述锌(倭铅)的冶炼,指出黄铜当“铜七(倭)铅三”时延展性能最好。总结失蜡铸造、泥模铸造工艺、群炉汇流和连续浇铸大件法,“灌钢”、“生铁淋口”、固体渗碳等先进工艺,绘制当时世界先进的鼓风设备——活塞式风箱图。十五,《佳兵》(兵器),叙述冷武器,详于弓箭制造,简介了弩机。关于火药、火器,重在介绍提硝法、鸟铳、混江龙(半自动爆炸水雷)、万人敌(边转边爆的炸弹)等。简略提及其馀火器。十六,《丹青》(朱墨),主要叙述朱砂研制,从天然丹砂炼水银,再从水银与硫重新提炼为银朱的技术。制墨重点谈论松烟墨原料碳黑烧炼,旁及油烟墨。十七,《曲糵》(制曲),介绍酒曲制造,不谈酿酒,介绍酒母、药用神曲及丹曲(红曲)所用原料种类、配比、制造技术(良种选育法、酸度调节法、分段加水法)及用途,细致叙述红曲发酵过程中的颜色变化。十八,《珠玉》,叙述珍珠、宝石、玉的开采,兼及玛瑙、水晶及琉璃等。


潘吉星先生曾按其内容相关性,把《天工开物》十八章重新分为下列八组:

第一组:《乃粒》《粹精》二章讲谷物种植与加工。

第二组:《作咸》《甘嗜》《膏液》三章论盐、糖、油副食品。这两组均与民食有关,应置于全书之首。

第三组:《乃服》《彰施》二章论衣料及染色,与穿衣有关。以上三组应构成上卷。

第四组:《五金》《冶铸》《锤锻》三章同属金工,制品多为工农业生产工具及日用品。

第五组:《陶埏》《燔石》二章讲陶瓷、煤炭、烧矿,与金工业务相近。四、五两组应同属中卷。

第六组:《杀青》与《丹青》二章论造纸、朱墨等文化事业。

第七组:《舟车》《佳兵》讲车船及武器。

第八组:《曲糵》《珠玉》二章讨论酒母及珠宝玉器。应置于全书之尾。

六、七、八组可列入下卷。

1.《天工开物》保存了我国传统农业和手工业生产工艺和技术成就的第一手文献,是我国第一部农业、手工业方面的技术百科全书。

《天工开物》所记手工业部类远远丰富于我国第一部手工业生产技术总汇——《考工记》,技术亦较为进步。如《燔石》章叙述竖井采煤时在井下用竹管排除有毒瓦斯、安设巷道支护等安全技术措施。《乃服》章讲养蚕术,介绍“今寒家有将早雄配晚雌者,幻出嘉种,一异也”,“若将白雌配黄雄,则其嗣变成褐茧”,记述中国古代人工杂交育种的成就。《五金》章首次明确叙述从炉甘石(碳酸锌矿)制取锌的技术。《天工开物》还反映了中外科技交流状况。如《舟车》卷云:“来往贸迁,以成宇宙”,“梯航万国,能使帝京元气充然”,简略记述了日本刀、朝鲜纸、波斯矾、红夷炮等。清康熙时官方编纂《古今图书集成·经济汇编·考工典》,对《天工开物》的手工业技术内容,多处全文照录。

2.《天工开物》注重生产现场的实地调查、试验、图示流程与一手数据,展现了我国古代技术工艺的重试验、重定量、便于操作的特征,具有科技方法论意义。

《天工开物》系统记述了各生产领域的技术过程、操作要点、原料及产品、生产工具形式,并注重使用插图再现生产情景,便于模仿。论谷物时用浸种法育稻秧,“秧生三十日即拔起分栽”,“凡秧田一亩所生秧,供移栽二十五亩”。提出的两个数据(秧生三十天即分栽插秧;秧田与本田的比例关系是1∶25),是经验性的指导数据,极具操作性。《天工开物》对原料与能源的消耗、成品产率、设备构造及各部件尺寸等,都尽可能给以定量描述,且绘出工艺操作图,便于操作。全书对传统技术的描述具有科学性特征。书中论金、银、铜单位体积重量,油料每石出油若干斤,用响铜铸钟所耗原料数量及成器重量、尺寸,漕船各部件尺寸等等,都标出具体数字。对于生产过程中涉及的长宽高、重量、容积、比率、时间等技术指标,也作精细描述。大量设备插图富有立体感,人物表情自然、动作逼真,各图连贯起来可谓是中国古代技术史的长卷。人物最多的锻造铁锚图,画有十五人同时劳动。《燔石》卷指出,砒霜“生人食过分厘立死”。这与近现代研究出来的砒霜(As2O3)对人的中毒量、致死量相契合,均是试验得出的结论。在区分金、银、铜每单位体积的重量时,已有比重概念。

3.《天工开物》保存了一系列朴素唯物主义自然观与技术观,是一部古代科学思想史的重要著作。

作者强调天工(自然力),又重视人工,认为人工必须认识“天工”,通晓“物理”,才能进行社会生产,通过技术从自然界中开发出有用之物,因而他把图书命名为《天工开物》。书中歌颂人工开发万物的技巧和人的主观能动性。论油脂时云:“草木之实,其中蕴藏膏液,而不能自流。假媒水火,凭借木石,而后倾注而出焉。此人巧聪明。”充分显示“人工”的重要性。书中认为“土脉历时代而异,种性随水土而分”,反映了早期进化论思想。《天工开物》重实践而轻空谈,提倡观察试验而反对烦琐考证,重实用而批判玄幻。总序中云:“世有聪明博物者,稠人推焉。乃枣梨之花未赏,而臆度‘楚萍’;釜鬵之范鲜经,而侈谈‘莒鼎’,画工好图鬼魅而恶犬马,即郑侨、晋华,岂足为烈哉?”书中还贯彻了 “贵五谷而贱金玉之义”,这是对贾思勰《齐民要术》(约538)优良传统的继承,体现了注重实际的思想。书中描述物质经烈火烧炼发生的化学变化,却坚持批判炼丹求仙的方术:“巧极丹铅炉火,方士纵焦劳唇舌,何尝肖像天工之万一哉?”还多次对 “鬼变枯柴”“珠徙珠还”等迷信神怪的荒诞谬说予以驳斥。

4.《天工开物》包含大量社会经济材料,是了解明代社会经济实况的第一手文献。

书中从技术侧面对明代商品经济发展加以描述,展现了当时社会经济发展的实况。如《曲糵》章云:“凡燕、齐黄酒曲,多从淮郡造成,载于舟车北市。”述及明末国内市场贸易情况;《陶埏》章云:“共计一杯工力,过手七十二方克成器,其中微细节目尚不能尽也。”揭示手工业的生产分工;叙述铸造巨钟,“甲炉既顷,乙炉疾继之,丙炉又疾继之”,分工明确,动作迅捷,多人合作,彼此衔接,俨然现代生产流水线的分工协作。


水碓图



《天工开物》初刊于明代崇祯十年(1637)。清顺治年间,福建书商杨素卿(1604-1681在世)刊刻第二版《天工开物》,促进了其流传。

日本于1771年出版了菅生堂和刻本《天工开物》(即“菅本”),这是该书在国外刊行的首个版本。18世纪《天工开物》在朝鲜引起学者重视(全相运《韩国科学技术史》朝鲜文本,科学世界社,1966,224-225页),产生了良好影响。

《天工开物》早在18世纪时已传到欧洲。19世纪上半叶,法国汉学教授儒莲(Stanislas Julien,1797-1873)注意到该书的价值,用法文翻译了一些章节。法国于1869年出版的《中华帝国古今工业》亦对其有节译。德国于1882年出版的《中国植物》也有节译。法国儒莲和巴参(M.Bazin,1799-1863)分别将此书称为“技术百科全书”或“实用小百科全书”。1952年起,日本薮内清教授主持将《天工开物》全文译成日本语,此日译本多次再版。薮内清等人还于1953年编著《天工开物的研究》一书,又于1969年出版《天工开物》日文译注本。1964年,柏林学者蒂洛(Thomas Thilo)将前四章《乃粒》《乃服》《彰施》《粹精》农业部分全文译成德文并加注释。1966年,美国任以都更将该书全部译成英文,书名是《天工开物:17世纪的中国工艺学》。1980年由李乔苹主持的另一个英译本在台北出版,因此该书有两种英译本。1993年,韩国崔炷将此书译注成韩文。

20世纪20年代,经过丁文江、章鸿钊等数位科学家的努力,日本 “菅本”回传中土,此后陆续整理出版了涉园陶湘本(1927)等几个版本。到50年代,北京图书馆从宁波李氏墨海楼所捐藏书中得到初刻本,中华书局于1959年加以影印,这使珍贵的初刻本化身百千。随后,北京图书馆(今中国国家图书馆)收藏了杨素卿二刻本。江西图书馆也收藏有宋应星其他四篇著作——《野议》《论气》《谈天》和《思怜诗》的明刊孤本(这一孤本2010年已由西冷印社出版社以《宋应星见存著作五种》名义影印出版,《天工开物》底本用陶湘涉园印本)。这些都为研究宋应星与《天工开物》提供了新史料。国内先后也出版了钟广言的注释本(1976年)、杨维增的《天工开物新注研究》(1987)、潘吉星的《天工开物校注与研究》(1989)、《天工开物译注》(1993)、邹其昌整理的武进陶湘涉园刻本《天工开物》(2015)等。此外,随着考古事业的发展,《天工开物》相关研究逐渐走向深入。

目前,《天工开物》作为世界科技名著在多国流传,被认为是了解中国古代社会生活和传统科技的一把钥匙。英国李约瑟在《中国科学技术史》中大量引征《天工开物》的资料,并称宋应星为“中国的狄德罗”。
 
(作者单位:中国科学院自然科学史研究所)

上一篇回2016年3月第3期目录 下一篇 (方向键翻页,回车键返回目录)加入书签

© 2016 毕业论文网 > 17世纪科技巨著——《天工开物》