苏颂的科学精神与学术风范述论，本文主要内容关键词为：风范论文,学术论文,精神论文,科学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：C09
文献标识码：A
文章编号：1001-490X(2003)03-143-04
中国宋代科学家苏颂在科技史上，一人独得七项世界第一。这在中国科技史上是绝无仅有的伟大成就，在世界科技史上也是十分罕见的佼佼者。他为什么能取得这样卓越的科学成就，是很值得我们研究的。特别是当学术腐败的风气已经开始污染神圣的科学殿堂，我们研讨这位伟大先贤的科学精神和学术风范就更有现实意义。
一 苏颂的七项世界第一
苏颂(1020-1101)，字子容，福建省同安县（今属厦门市）人。他历任仁宗、英宗、神宗、哲宗、徽宗五朝，官至宰相。他在元祐三年(1088)任吏部尚书时，领导研制了水运仪象台。它是一座高12米，长宽各7米，像三层楼房一样的巨型天文仪器。
水运仪象台的上层是观测天体的浑仪，中层是演示天象的浑象，下层是使浑仪、浑象随天体运动而报时的机械设置。它兼有观测天体运行，演示天象变化，随天象推移而有木人自动敲钟、击鼓、摇铃准确报时的三种功用。它不仅在国内取得了前无古人的成就，而且在三个方面为人类作出了贡献，使许多中外科技史专家为之叹服。
首先，置于水运仪象台上层观测用的浑仪通过“天运双环”与“枢轮”相联，使浑仪能随枢轮运转。这与现代天文台转仪钟控制的天体望远镜随天体运动是一样的。因此，可以说水运仪象台的这套装置是现代天文台跟踪机械——转仪钟的远祖。英国科技史专家李约瑟对这一点给以高度评价：“苏颂把时钟机械和观察用浑仪结合起来，在原理上已经完全成功。因此可以说他比罗伯特·胡克先行了六个世纪，比方和斐先行了七个半世纪。”（注：李约瑟：《中国科学技术史》第4卷，科学出版社1977年版，第443页。）这是李约瑟指出的苏颂的第一项世界第一。
其次，水运仪象台顶部设有九块活动的屋板，雨雪时可以防止对仪器的侵蚀，观测时可以自由拆开。水运仪象台的活动屋顶是现代天文台圆顶的祖先。所以，苏颂与韩公廉又是世界上最早设计和使用天文台观测室自由启闭屋顶的人。这是李约瑟指出的苏颂的第二项世界第一。
第三，水运仪象台的原动轮叫枢轮，是一个直径一丈一尺，由七十二根木辐，挟持着三十六个水斗和三十六个勾状铁拨子组成的水轮。枢轮顶部设有一组叫“天衡”、“天关”、“天权”、“左右天锁”的杠杆装置，枢轮靠铜壶滴漏的水推动。当漏壶的水滴满一个枢轮水斗时，“枢权”失去平衡，“格叉”下倾，枢权扬起，轮边铁拨子拨开“关舌”，拉动“天衡”，“天关”上启，枢轮下转，由于“左右天锁”的擒纵抵拒作用，使枢轮只能转过一辐，以次循环往复，等速运转。天衡系统对枢轮杠杆的这种擒纵控制与现代钟表的关键机件——锚状擒纵器（俗称卡子）具有基本上相同的作用。所以，水运仪象台的天衡系统是现代钟表的先驱。
李约瑟在研究了水运仪象台之后，修改了他过去的著作。他在《中国科学技术史》中说：“我们借此机会声明，我们以前关于‘钟表装置……完全是14世纪早期欧洲发明’的说明是错误的。使用轴叶擒纵器重力传动机械时钟是14世纪在欧洲发明的。可是，在中国许多世纪之前，就已有了装有另一种擒纵器的水力传动机械时钟。”（注：李约瑟：《中国科学技术史》第4卷，科学出版社1977年版，第443页。）这是李约瑟指出的苏颂的第三项世界第一。
当我的同事管成学先生请李约瑟博士为《苏颂与〈本草图经〉研究》一书题辞时，他作了如下的评论：“作为大诗人苏东坡诗友的苏颂，还是一位才华横溢的药物学家。他在1061年撰写了《本草图经》，这是附有木刻标本说明图的药物史上的杰作之一。在欧洲，把野外可能采集到的动植物加以如此精确的木刻并印刷出来，这是直到15世纪才出现的大事。”（注：管成学：《苏颂与〈本草图经》研究，长春出版社1991年版，第2页。）这是李约瑟指出的苏颂的第四项世界第一。苏颂的《本草图经》是全面的系统的把药物本草图保留至今的第一本本草著作。
苏颂的第五项世界第一是中国科学院王振铎先生指出的。王先生1959年在中国历史博物馆复制了苏颂研制的假天仪，又于1962年发表论文《我国最早的假天仪》，论述了苏颂居于世界第一的这项科学发明。（注：王振铎：《我国最早的假天仪》，《文物》1962年第3期。）
苏颂为我们留下了天文仪器和机械传动的全图、分图、零件图五十多幅，多为透视图和示意图，绘制机械零件150多件，正是由于这些图纸保存至今，王振铎、李约瑟两位前辈才能分别复制出水运仪象台。
这些图纸使我们顺利地掌握了苏颂的天文著作，也给了我们一把释读张衡、张思训同类著作的钥匙。它是世界上保存至今最早最完整的机械图纸，这是苏颂的第六项世界第一。
苏颂在《新仪象法要》中为我们留下的星图有“浑象紫微垣星图”、“浑象东北方中外官星图”、“浑象西南方中外官星图”、“浑象北极星图”、“浑象南极星图”、“四时昏晓加临中星图”等，计14幅。这14幅图中，较有价值的是前五幅。“浑象南极星图”和“浑象北极星图”都以天球的赤道为最外界的大圆，一幅南天，一幅北天，苏颂为了绘制得精确，采取了圆横结合的画法。横图分成两段：东北方中外官星图是从秋分到春分，西南方中外官星图是从春分到秋分。把球面上的星辰绘制到平面上时，苏颂发现了失真问题，他采用了把天球循赤道一分为二，画两个分别以北极和南极为中心的圆图的方法，减少了失真，这是星图绘制中的一项新成就。这是苏颂的第七项世界第一。
二 勇于创新的科学精神
苏颂在天文仪器、本草医药、机械图纸、星图绘制上都能站在时代的前列，有诸多原因。而最重要的一条莫过于他致力于创新的科学精神。
他创新的科学精神是以全面掌握前人的科学成就为基础的。在天文仪器制造方面，他详尽地研究了前代天文学家张衡、一行、张思训等取得的成就。他在《进仪象状》中说：“臣谨案历代天文之器，制范颇多，法亦小异……故张衡浑天云置秘室中，以漏水转之，令司之者闭户唱之，以告灵台之观天者。璇玑所加，某星始见，某星已中，某星今没，皆如符合。”（注：管成学：《苏颂与〈新仪象法要〉研究》，吉林文史出版社1991年版，第480页。）可知他仔细研读过张衡的理论并进行仪器演示，继承了张衡划时代的创造：在浑象上安装一套齿轮机械传动装置，利用漏壶流水的稳定性推动浑象均匀地绕极轴旋转。
苏颂又说：“唐开元中，诏浮屠一行与率府兵曹梁令瓒及诸术士，再造铸铜浑，为之圆天之象。具列宿及周天度数，注水激轮，令其自转，一日一夜天转一周。又别置二轮络在天外，缀以日月令得运行。……又立二木偶人于地平之前，置钟鼓使木人自然撞击，以候辰刻。”（注：管成学：《苏颂与〈新仪象法要〉研究》，吉林文史出版社1991年版，第481页。）张衡之后，一行和梁令瓒又有了新推进，水运仪象受漏壶控制又能逼真反映天球旋转，他们开始利用这一点来作为反映时间流逝的新装置。苏颂仔细研究了一行的新实验，并牢牢地掌握了这一新方向。
苏颂接着又说：“张思训浑仪为楼数层、高丈余，中有轮轴关柱，激水以运轮，又有值神摇铃、扣钟、击鼓。每一昼夜，周而复始。又有十二神各值一时，时至则自执牌循环而出报。”（注：管成学：《苏颂与〈新仪象法要〉研究》，吉林文史出版社1991年版，第481页。）张思训在一行的基础上又有所前进，建造了楼阁式钟、鼓、铃齐备的报时装置，苏颂仔细研究了这台仪器，继承了他“成于自然，尤为精妙”的成就，
苏颂创新的科学精神最主要地表现于他的创造性上。他在掌握了张衡、一行、张思训的科技成果之后，开始了自己的新里程。他不但要继承，而且要创新。他把张衡开创的用漏壶流水稳定性来控制齿轮系机械传动，发展成了使水运仪象台望筒随天体旋转的最初的转仪钟，并且还设计调整到使太阳经常在望筒的视场中。这样，只要在黄昏把望筒对准了太阳，日落星现后就可以直接测读出太阳和恒星之间的赤经差或似黄经差了。在欧洲直到1685年意大利天文学家卡西尼才利用时钟机械推动望远镜随天体旋转，但这已是苏颂之后六百年的事了。
苏颂把一行、张思训等开始实践的反映天球旋转的齿轮系机械作为一种代表时间流逝的新装置，进展为世界上最早的水运钟表的擒纵器。它向全世界证明了钟表的发明权不是属于欧洲而是属于中国。李约瑟在评价这一点时说：“苏颂的时钟是最重要最令人瞩目的。它的重要性是使人认识到第一个擒纵器是中国人发明的，那恰好是欧洲人知道它以前六百年。”（注：管成学：《中国宋代科学家苏颂》，吉林文史出版社1986年版，第3页。）
苏颂致力于创新的科学精神还表现在他对《本草图经》的编撰中。苏颂在嘉祐二年(1057)与林亿等编撰《嘉祐本草》，把唐《新修本草》与宋初《开宝本草》向前推进了一大步。但他并不满足于一般的推进，而是要在用药领域有新的开拓，并彻底解决本草书从书本到书本，陈陈相因，以讹传讹的沉疴顽症。
他又一次集群众的智慧，在实践中学习，增长才干，解决问题。正如他把群众积累的科技成就：水车、枯槔、凸轮等用于水运仪象台一样，这次他发动全国的医生和药农采集标本，绘制药图，填写说明，终于完成了图文结合的《本草图经》，使它不仅是中国而且是世界流传至今的第一部保存完好的有图的本草著作。
苏颂在编撰《嘉祐本草》序中指出；“五方物产，风气宜异，名类既多，赝为难别。以虺床当蘼芜，以荠苨乱人参，古人且犹患之，况今医师所用，皆出于市贾，市贾所得，盖自山野之人随时采获，无复究其所从来，以此为疗，欲其中病，不亦远乎？”
为了改变这种状况，他建议：“诸路、州、县应系产药去处，并令识别人仔细辨认根、茎、苗、叶、花、实、形色大小，并虫、鱼、鸟、兽、玉石等堪入药用者，逐件画图，并一一开说著花、结实、收采时月及所用功效。其番夷所产药，即令询问榷场、市舶、商客，亦依此供析，并取逐味各一二两或一二枚，封角，因入京人差赍送，当所投纳，以凭昭证。画成本草图，并别撰图经，所冀与今本草经并行，使后人用药知所依据。”（注：苏颂：《苏魏公文集》，中华书局1988年版，第996页。）
皇帝采纳了苏颂的建议，并委任他编撰《本草图经》。《本草图经》在药物学上有重大创新。唐《新修本草》的药图和《天宝单方药图》都已散佚殆尽，韩保升《蜀本草》的药图也已不存。《本草图经》在这种情况下诞生，其意义更加重大。它不仅对药性配方提供了依据，而且对历代本草的纠谬订讹作出了新贡献，使过去无法辨认的药物可以确认无误。如牛膝，《神农本草经集注》写为“其茎有似牛膝，故以为名。乃云有雌雄，雄者茎紫色而节大为胜尔。”以此很难判断出是什么植物。而《本草图经》则写得十分具体：“春生苗，茎高二三尺，青紫色。有节如鹤膝，又如牛膝状，以此名之。叶尖圆如匙，两两相对于节上，生花作穗，秋结实甚细。”我们可以根据匙形对生叶，细实穗状花，节部结牛膝三大特征，断定为苋科植物怀牛膝，
《本草图经》在矿物学与冶金技术方面也有一定贡献。对灰吹法炼银的技术工艺说：“其初采矿时，银铜相杂，先以铅同煎炼，银随铅出。又采山木叶烧灰，开地作炉，填灰其中，谓之灰池。置银铅于灰上，更加火大煅，铅渗灰下，银住灰上，罢火，候冷出银。”（注：苏颂编撰、尚志均辑校：《本草图经》，安徽科技出版社1994年版，第46页。）这是关于灰吹法炼银的最详尽的记载。
《本草图经》的开拓与创新是多方面的，还有待我们进一步地研究和发掘。
三 追求真理的学术风范
苏颂所取得的伟大科学成就是与他严于律己，追求真理的学术风范分不开的。
宝元元年(1038)，苏颂参加省试，试题是《斗为天之喉舌赋》。主考官是盛度，对苏颂的天文学识，十分称赏，试卷列为上等。因复核试卷的考官查出苏颂的“闻”字的四声用错，而未被录取。事后，盛度对苏颂的父亲苏绅说：“贤郎已高中，而点检试卷者谓以声闻（去声）为闻（平声），为不合格，遂黜。”（注：管成学等校点：《苏魏公文集》附录苏象先《魏公谭训》卷三，中华书局1988年版，第1137页。）
苏颂能正确地对待考官的严格要求，从失误中总结经验，吸取教训，励志自强，增长才干。他奋起学习音韵之学，在古代训诂学中有许多创见，成为宋代最博学的人之一。如元丰五年(1082)廷试进士，有一个叫暨陶的人，因呼名者读音不准，没人答应。神宗环顾左右，无人知其所以。问及苏颂，苏颂说读音错了，按苏颂的读音呼叫，果然出列。而且苏颂还知道暨姓古代有何名人，里籍应为何地等等，满朝无不叹服。
宋仁宗康定元年(1040)，苏绅任中书舍人，适逢乾元节，可以荫子一人为官。苏绅因两年前苏颂一字之差而落榜，想推荐苏颂，不料苏颂不肯。而且说服两个弟弟也要凭自己的真才实学通过科举考试来任官。最初，苏绅十分生气，愤怒地斥责苏颂：“尔既轻朝命，又教二弟，何也？”后来，还是表扬了苏颂严于律己的精神。《苏颂墓志铭》、《魏公谭训》和苏颂“追省生平感事述怀诗”中都写了此事。
苏颂堪为后世师表的学术风范是他坚定的追求真理。欧阳修是他父亲的政敌，苏颂却能辨别是非，站在真理的一边。苏绅锐于进取，在奏书中曾中伤同僚王德用，其疏为“宅枕乾冈，貌类艺祖。”此事被写入《宋史·苏绅传》：“绅与梁适同在两禁，人以为险诐。故语曰：‘草头木脚，陷人倒卓。’”欧阳修当时写了《论苏绅奸邪不宜侍从札子》说：“绅之奸邪，天下共恶，视正人端士如仇雠，唯与小人气类相合。”（注：欧阳修：《欧阳修全集》，中国书店1986年版，第786页。）
苏颂不因欧阳修是父亲的政敌而加以仇视。欧阳修任南京留守，苏颂为推官，他兢兢业业，克尽职守。欧阳修表扬他说：“于容处事精审，一经阅览，修不复省矣。”苏颂终生对欧阳修怀有钦敬之情，他写给欧阳修的悼亡诗是最好的例证：“早向春闱遇品题，继从留幕被恩知。何期穀水缄书日，正是椒陵梦莫时。感旧绪言犹在耳，怆怀双泪漫交颐。谁将姓字题延道，共立门生故吏碑。”（注：苏颂：《苏魏公文集》，中华书局1988年版，第193页。）
苏颂的追求真理，还表现在为了民众的利益，为了坚持法制，竟敢与皇帝对抗。宋仁宗死后，修建陵墓。英宗与有关机构“以不时难得之物厉诸郡”，苏颂上书劝阻：“遗诏务从简约，岂有土不产而强赋乎？”（注：脱脱等：《宋史》，中华书局1991年版，第10860页。）他在自己管辖的颍州，“度土产有无，高估缓期，官自为市，民不知扰，而课最他郡，颍人德之。”（注：曾肇：《赠司空苏公墓志铭》，载《苏魏公文集》附录，中华书局1988年版，第1192页。）皇帝为死去的父亲修墓，征收物产过多过急，侵扰百姓，他也敢站出来说话，实非易事啊！
熙宁三年(1070)，神宗与王安石想任命王安石的学生李定为“监察御史里行”，因为违背宋代的任官法，当时任中书舍人的苏颂，竟拒绝按皇帝的旨意起草任命的诏书，激发了震动朝野、风闻天下的“熙宁三舍人”事件。
按宋代的任官法，升任“监察御史里行”，须有一定的官资。即从中行员外郎至太常博士的官阶中选任，而且要求有基层政权的工作经历，即实历通判两年以上者。
李定既无中行员外郎至太常博士的官资，又无基层政权的两年工作经历，仅是未入流的秀州军事判官。只因是王安石的学生，又投其所好，称青苗法极其便民。王安石与神宗就违背法律，破格提拔。
皇帝拟旨的诏书送舍人院时，正好是苏颂、李大临、宋敏求三人轮流值班。三人都拒不拟旨，史称“熙宁三舍人”事件。三人中“甘冒斧钺之诛”的核心人物是苏颂。因为神宗认为苏颂向来忠君爱民，就想命令他带头拟旨，没想到软硬兼施，苏颂就是不肯命笔。
四月廿八日，神宗亲自召见苏颂，商量说：“卿所谓李定事虽善，然熙宁二年诏书，奏举台官不拘官职高下令兼权，则定之除命正合诏意，不为越法。宜以举官条赴院商量，速为草制。”苏颂依然不肯起草诏书，神宗就威胁说：“久格诏命，恐将得罪，卿宜思之。”（注：邹浩：《道乡集》，上海古籍出版社《四库全书》本1987年版，第516页。）
苏颂经过慎重考虑，再次给神宗写了秦书；“臣所以喋喋有言，不避斧钺之诛者，非它也。但为爱惜朝廷之法制，遵守有司之职业耳。”（注：李焘：《续资治通鉴长编》，中华书局1985年版，第5126页。）
五月廿四日，神宗将苏颂撤职查办，御批为“知制诰李大临、苏颂累格诏命不下，乃妄引诏中丞荐举条，绝无义理，而颂于中书面乞明降特旨，方敢命辞，洎朝廷行下，反又封还，轻侮诏命，翻复若此，国法岂容！”（注：李焘：《续资治通鉴长编》，中华书局1985年版，第5126页。）
苏颂因忠于职守，追求真理，人望益重，天下高其节，被誉为“三舍人之冠”。
苏颂追求真理的学术风范，老而弥坚。元祐四年（1089)，年已七十的苏颂，在研制水运仪象台时，又经受一次政治诬告，而毫不动摇地坚持真理。
元祐三年(1088)，苏颂接受领导研制水运仪象台的任务，他对太史局和翰林天文院的原工作人员进行了考核，挑选出夏官正周日严等一批精通业务的人员，进行了新的优化组合。一部份人在这次新的组合中被淘汰，太史局直长赵齐良便是其中一员，
水运仪象台的研制工作，元祐元年(1086)11月，苏颂接受诏命，定夺新旧浑仪。元祐二年(1087)8月16日置局差官，设立浑天仪象所。元祐三年(1088)5月完成图纸和小木样制造，12月完成大木样制造。从设计图纸到水运实验，从木模制造到观测天体，苏颂精心审核，反复实验，可谓慎之又慎，没有出现任何差错。元祐四年(1089)3月诏以铜造，元祐七年(1092)6月用铜两万斤的浑天仪象造成。绍圣元年(1094)10月，水运仪象台试用两年之后，哲宗下诏检验新旧浑仪的优劣。参加校验的有刻漏所的至道仪、天文局的皇祐仪，太史局天文院的熙宁仪、合台苏颂的水运仪。在礼部和秘书省官员的主持下，共同测验，结果还是水运仪最精密，受到皇帝和百官的一致称赞。
由于在科学上找不出毛病，赵齐良就寻找政治借口，攻击苏颂和水运仪象台。他上书皇帝说：“宋以火德王，名‘水运’，非吉兆。”（注：徐松：《宋会要缉稿》，中华书局1957年版，第2150页。）其意是说宋王朝以火德得天下，水能克火，是非常不吉利的，这有政治问题。
在封建专制和崇尚迷信的时代，赵齐良政治上的诬告，足以使苏颂杀头和丢官。苏颂深知“水运”犯了皇家之大忌，上书请皇帝赐名。皇帝赐名“元祐浑天仪象”。但是，苏颂在把水运仪象台图纸整理、编写为《新仪象法要》一书时，还是本着实事求是、坚持真理的精神，命名为“水运仪象台”。
900多年前，苏颂的科学精神和学术风范使他在科学技术领域获得了中外瞩目的成就。在21世纪，春意盎然的祖国大地上，他致力于创新的科学精神和坚持真理的学术风范，依然应该成为我们每个科学工作者前进的动力。