? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??蘇頌：創(chuàng)七項世界第一功績震古爍今

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2019-2-27 青野云麓

蘇頌（1020年12月10日－1101年6月18日），字子容，漢族，原籍福建泉州府同安縣（今屬廈門市同安區(qū)）人。北宋中期宰相，杰出的天文學家、天文機械制造家、藥物學家。出身閩南望族，其父蘇紳曾任集賢殿修撰。

宋真宗天禧四年(公元 1020年)，蘇頌出生于同安縣城西北隅的蘆山堂。這座三進雙護厝的四合院現(xiàn)今已為蘇氏祠堂，蘆山堂前的一池水也因蘇氏一族而得名洗墨池。蘇頌幼承庭訓， 勤奮好學，聰穎過人，'五歲父口授孝經(jīng)，古今詩賦，皆成誦'。為官后日必記誦二千言，歸則書于方冊，家中藏數(shù)萬卷。勤奮好學為蘇頌流芳千古的業(yè)績奠定了堅實廣博的學識基礎(chǔ)，堅韌不拔，勇攀科學高峰的意志也為他清除了求知路上的種種困境。

宋仁宗慶歷二年(公元1042年)，年僅23歲的蘇頌考中進士，一生從政五十余年，歷任州縣郡守令、館閣?？?、集賢校理、知制誥、刑部尚書、吏部尚書兼侍 讀、尚書右丞兼樞密院事、左光祿大夫、尚書右仆射兼中書侍郎(即宰相)等職務(wù)，為北宋仁宗、英宗、神宗、哲宗、徽宗五朝官吏，是一位愛國愛民、為官清廉、 舉賢任能的名臣良相。宋徽中建中靖國元年(公元1101年)，蘇頌病逝潤州，享年82歲。宋理宗時追謚“正簡”。

蘇頌好學，于經(jīng)史九流、百家之說，至于算法、地志、山經(jīng)、本草、訓詁、律呂等學無所不通。作為歷史上的杰出人物，其主要貢獻是對科學技術(shù)方面，特別是醫(yī)藥學和天文學方面的突出貢獻。他領(lǐng)導制造世界上最古老的天文鐘“水運儀象臺”，開啟近代鐘表擒縱器的先河。李約瑟稱其為“中國古代和中世紀最偉大的博物學家和科學家之一”。著有《圖經(jīng)本草》、《新儀象法要》、《蘇魏公文集》等。

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蘇頌的科技成就

水運儀象臺

元祐元年（1086年），蘇頌奉命檢驗當時太史局等使用的各架渾儀（見渾儀和渾象）。因此想到應(yīng)有表演的儀器和渾儀配合使用。先前太平興國四年（公元979年）張思訓曾創(chuàng)造水運渾象“太平渾儀”，后因機繩斷壞，無人知其制法。蘇頌訪知吏部守當官韓公廉精通數(shù)學、天文學，告以張衡、梁令瓚、張思訓儀器法式大綱。

韓公廉寫出《九章勾股測驗渾天書》一卷，并造成機輪木樣一座。后由蘇頌和韓公廉于元祐三年（1088年）集合一批工人制造，元祐七年竣工。這是一座把渾儀、渾象和報時裝置三組器件合在一起的高臺建筑，整個儀器用水力推動運轉(zhuǎn)，后稱水運儀象臺，其中有許多突出的發(fā)明創(chuàng)造。

蘇頌所研制的水運儀象臺是一座高12米，寬7米，像三層樓房一樣的巨型天文儀器。蘇頌在說明中說：“兼采諸家之說，備存儀象之器，共置一臺中。臺有二隔，置渾儀于上，而渾象置于下，樞機輪軸隱于中，鐘鼓時刻司辰運于輪上，……以水激輪，輪轉(zhuǎn)而儀象皆動?！彼\儀象臺的上層是觀測天體的渾儀，中層是演示天象的渾象，下層是使渾儀、渾象隨天體運動而報時的機械裝置。它兼有觀測天體運行，演示天象變化，以及隨天象推移而有木人自動敲鐘、擊鼓、搖鈴，準確報時的三種功用。它不僅在國內(nèi)取得了前無古人的成就，而且在三個方面為人類作出了貢獻，使許多中外科技史專家為之嘆服。

首先，置于水運儀象臺上層觀測用的渾儀，通過“天運單環(huán)”與“樞輪”相聯(lián)，使渾儀能隨樞輪運轉(zhuǎn)。這與現(xiàn)代天文臺轉(zhuǎn)儀鐘控制天體望遠鏡隨天體運動的原理是一樣的。因此，可以說水運儀象臺的這套裝置是現(xiàn)代天文臺跟蹤機械——轉(zhuǎn)儀鐘的遠祖。英國科技史家李約瑟對這一點給以高度評價：“蘇頌把時鐘機械和觀察用渾儀結(jié)合起來，在原理上已經(jīng)完全成功。因此可以說他比羅伯特?胡克先行了六個世紀，比方和斐先行了七個半世紀?！?/span>

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其次，水運儀象臺頂部設(shè)有九塊活動的屋板，雨雪時可以防止對儀器的侵蝕，觀測時可以自由拆開。水運儀象臺的活動屋頂是現(xiàn)代天文臺圓頂?shù)淖嫦?。所以，蘇頌與韓公廉又是世界上最早設(shè)計和使用天文臺觀測室自由啟閉屋頂?shù)娜恕?/span>

第三，水運儀象臺的原動輪叫樞輪，是一個直徑1丈1尺，由72根木輻，挾持著36個水斗和36個勾狀鐵撥子組成的水輪。樞輪頂部設(shè)有一組叫“天衡”、“天關(guān)”、“天權(quán)”、“左右天鎖”的杠桿裝置，樞輪靠銅壺滴漏的水推動。當漏壺的水滴滿一個樞輪水斗時，“樞權(quán)”失去平衡，“格叉”下傾，樞權(quán)揚起，輪邊鐵撥子撥開“關(guān)舌”，拉動“天衡”，“天關(guān)”上啟，樞輪下轉(zhuǎn)。由于“左右天鎖”的擒縱抵拒作用，使樞輪只能轉(zhuǎn)過一輻，以次循環(huán)往復，等時運轉(zhuǎn)。天衡系統(tǒng)對樞輪杠桿的這種擒縱控制與現(xiàn)代鐘表的關(guān)鍵機件——錨狀擒縱機構(gòu)（俗稱卡子），具有基本上相同的作用。所以說水運儀象臺的天衡系統(tǒng)是現(xiàn)代鐘表的先驅(qū)。

李約瑟在深入研究了水運儀象臺之后，曾改變了他過去的一些觀點。他在《中國科學技術(shù)史》中說：“我們借此機會聲明，我們以前關(guān)于‘鐘表裝置……完全是14世紀早期歐洲的發(fā)明’的說法是錯誤的。使用軸葉擒縱器重力傳動機械時鐘是14世紀在歐洲發(fā)明的?？墒牵谥袊S多世紀之前，就已有了裝有另一種擒縱器的水力傳動機械時鐘?！?/span>

蘇頌主持創(chuàng)制的水運儀象臺是十一世紀末中國杰出的天文儀器，也是世界上最古老的天文鐘。國際上對水運儀象臺的設(shè)計給予了高度的評價，認為水運儀象臺為了觀測上的方便，設(shè)計了活動的屋頂，這是今天天文臺活動圓頂?shù)淖嫦?；渾象一晝夜自轉(zhuǎn)一圈，不僅形象地演示了天象的變化，也是現(xiàn)代天文臺的跟蹤器械 — 轉(zhuǎn)儀鐘的祖先；水運儀象臺中首創(chuàng)的擒縱器機構(gòu)是后世鐘表的關(guān)鍵部件，因此它又是鐘表的祖先。從水運儀象臺可以反映出中國古代力學知識的應(yīng)用已經(jīng)達到了相當高的水平。

蘇頌和韓公廉在完成水運儀象臺之后，又研制了一臺單獨的水力推動的渾天象。人鉆入天球內(nèi)觀看，在天球上鑿孔為星，十分逼真。這是中國歷史上第一架有明確記載的假天儀，它的創(chuàng)造性也是前無古人的。

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機械

水運儀象臺完成后，蘇頌于紹圣初年（約1094～1096年間）把水運儀象臺的總體和各部件繪圖加以說明，著成《新儀象法要》一書。

蘇頌在《新儀象法要》中繪制了有關(guān)天文儀器和機械傳動的全圖、分圖、零件圖50多幅，繪制機械零件150多種，其中多為透視圖和示意圖，這是我國也是世界上保存至今的最早最完整的機械圖紙。正是根據(jù)這些圖紙，王振鐸、李約瑟等人才能較準確地復原出水運儀象臺的全貌。例如從這些圖紙和說明文字中可以知道，水運儀象臺樞輪的運轉(zhuǎn)規(guī)律是齒輪系從6個齒到600個齒的傳動；每25秒落水一斗，每刻鐘轉(zhuǎn)一周，一晝夜轉(zhuǎn)96周，而晝夜機輪、渾象、渾儀也轉(zhuǎn)一周，這與地球運動是大致相應(yīng)的。又如，通過這些圖紙，我們知道水運儀象臺第一層木閣內(nèi)是晝夜鐘鼓輪，有不等高的三層小立柱，可以拉動三個木人的撥子，以關(guān)撥作用拉動本人的手臂，到一刻鐘時，木人出而擊鼓，時初搖鈴，時正敲鐘。而第二層木閣內(nèi)是晝夜時初正輪，第三層木閣內(nèi)是報刻司辰輪，第四層木閣內(nèi)是夜漏金鉦輪，第五層木閣內(nèi)是夜漏司辰輪。要是沒有這些珍貴的圖紙，我們就難以弄清木閣內(nèi)的機械木人是如何按時擊鼓、搖鈴和敲鐘的。因此，《新儀象法要》中所附機械圖是了解蘇頌天文著作及其成就的關(guān)鍵，同時也是進而釋讀張衡、一行、張思訓等同類著作的鑰匙。

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星圖

蘇頌為了能更直觀地理解星宿的昏曉出沒和中天，又提出設(shè)計一種人能進入渾天象內(nèi)部來觀察的儀器，即假天儀。具體設(shè)計仍由韓公廉推算完成。它是用竹木制成，形如球狀竹籠，外面糊紙。按天上星宿的位置，在紙上開孔。人進入球內(nèi)觀看，外面的光從孔中射入，呈現(xiàn)出大小不同的亮點，好象夜空中的星星一般。人懸坐球內(nèi)扳動樞軸，使球體轉(zhuǎn)動，就可以更形象地看到星宿的出沒運行。這架儀器是近代天文館中星空演示的先驅(qū)。

蘇頌在《新儀象法要》中還繪有多種星圖，如“渾象紫微垣星圖”、“渾象東北方中外官星圖”、“渾象西南方中外官星圖”、“渾象北極星圖”、“渾象南極星圖”、“四時昏曉加臨中星圖”、“春分昏中星圖”、“春分曉中星圖”、“夏至昏中星圖”、“夏至曉中星圖”、“秋分昏中星圖”、“秋分曉中星圖”、“冬至昏中星圖”、“冬至曉中星圖”等，計14幅。

這14幅星圖中，最有價值的是前五幅。其中“渾象東北方中外官星圖”是從角宿到壁宿的星官，“渾象西南方中外官星圖”是從奎宿到軫宿的星官，“渾象紫微垣星圖”，是以北斗七星為主的布列于渾象之北上規(guī)的183顆星，“渾象南極星圖”和“渾象北極星圖”則是以天球赤道為最外界大圓的南天星圖和北天星圖。蘇頌為了星圖繪制精確，采取了圓橫結(jié)合的畫法。橫圖分成兩段：東北方中外官星圖是從秋分到春分，西南方中外官星圖是從春分到秋分。另外，在把球面上的星辰繪制到平面上時，蘇頌發(fā)現(xiàn)了失真問題，于是他采用了把天球循赤道一分為二，再分別以北極和南極為中心畫兩個圓圖的方法，從而減少了失真，這是星圖繪制中的一項新成就。

蘇頌星圖是歷史上流傳下來的全天星圖中保存在國內(nèi)的最早星圖。保存至今的唐代敦煌星圖，在時間上比蘇頌星圖要早，但被斯坦因盜走，現(xiàn)存?zhèn)惗夭涣蓄嵅┪镳^。但是，蘇頌星圖比敦煌星圖更細致和更準確。如敦煌星圖繪星1350顆，蘇頌星圖繪星1464顆；敦煌星圖主要依據(jù)《禮記?月令》的資料，并非實測；而蘇頌星圖則是根據(jù)元豐年間的實測繪制；敦煌星圖是從玄枵（子）開始，按十二次的順序作不連續(xù)排列，中間夾以說明文字，有關(guān)分野問題也不科學，蘇頌星圖則從角宿開始，按二十八宿順序，作連續(xù)排列，并完全去掉了有關(guān)分野等不科學成分。

就所列星的數(shù)目而言，蘇頌星圖的貢獻也是值得稱道的。如歐洲到14世紀文藝復興以前，觀測的星數(shù)是1022顆，要比蘇頌星圖少422顆，因此，西方的科技史家蒂勒、布朗和薩頓等甚至認為：“從中世紀直到14世紀末，除中國的星圖以外，再也舉不出別的星圖了?！?/span>

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文學

蘇頌是一位“高產(chǎn)”的詩人，僅收錄在《蘇魏公文集》中的詩歌就有587首，且多是律詩、絕句。長律多達1400字，可謂“律詩之最”。

蘇頌的大部分詩作是奉和之作，其中有一些是與一代詩翁歐陽修、蘇東坡的奉和詩篇。但也不乏名篇佳作。

《前后使遼詩》就是他的上乘之作，具有現(xiàn)實主義筆觸和真摯情感。如《和土河館遇小雪》“人看滿路瓊瑤跡，盡道光華使者行”，反映為使者送行的盛況和使者的高尚、復雜心理；《和就日館》“戎疆迢遞戴星行，朔騎奔馳束火迎”，“每念皇家承命重，愧無才譽副群情”，生動記述遼國使者迎接宋使的情形，反映詩人憂國憂民、惟恐任務(wù)完成不好的心情。此外，如描繪“青山如壁地如盤”的北國風光，“牧羊山下動成群”的勞動景象，“依稀村落見南風”的異國風情等。

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藥物學

嘉祐初年，蘇頌受詔校定與編撰醫(yī)書。蘇頌做科技工作時，不但指導全局，而且親自動手，不憚繁巨，不畏勞苦?！秷D經(jīng)本草》的標本、藥圖和說明文字來自四面八方，“今天下所上，繪事千名……事有詳略，言多鄙俚。向非專一整比，緣飾以文，則前后不倫，披尋難曉”。為整理這堆積如山、其亂如麻的原始材料，他提出了六項原則。蘇頌的前三項原則是想盡一切辦法把問題研究明白；后三項原則是實事求是，既不輕易舍棄來自基層的資料，也不急于作出判斷，而是兩說并存或存疑待考。這也是他的工作能取得重大成就并經(jīng)受住時間考驗的一個重要原因。

嘉祐二年（1057年），與掌禹錫、林億等一起編寫了《嘉祐補注神農(nóng)本草》（簡稱《嘉祐本草》）。為了改變本草書中混亂和錯訛狀況，他建議：“諸路州縣應(yīng)將產(chǎn)藥去處，并令識別人仔細辨認根、莖、苗、葉、花、實，形色、大小，并蟲、魚、鳥、獸、玉石等堪入藥用者，逐件畫圖，并一一開說著花、結(jié)果、收采時月及所用功效。其番夷所采藥，即令詢問榷場、市舶、商客，亦依此供析，并取逐味各一二兩或一二枚，封角，因入京人差赍送當所投納，以昭憑證。畫成本草圖，并別撰圖經(jīng)，所冀與今本草并行，使后人用藥知所依據(jù)?！?/span>

朝廷采納了蘇頌的建議，并委任他編撰《圖經(jīng)本草》。經(jīng)過四年的艱苦努力，在嘉祐六年（1061年），蘇頌編撰完成了《圖經(jīng)本草》21卷。

《圖經(jīng)本草》在藥物學上有重大價值。唐《新修本草》的藥圖和《天寶單方藥圖》都已散佚殆盡，韓保升《蜀本草》的藥圖也已不存。《圖經(jīng)本草》在這種情況下誕生，其意義更加重大。它不僅對藥性配方提供了依據(jù)，而且對歷代本草的糾謬訂訛作出了新貢獻，特別是使過去無法辨認的藥物可以確認無誤。如牛膝，《神農(nóng)本草經(jīng)集注》說：“其莖有似牛膝，故以為名。乃云有雌雄，雄者莖紫色而節(jié)大為勝爾?！币源撕茈y判斷出是什么植物?！秷D經(jīng)本草》則寫得十分具體：“春生苗，莖高二三尺，青紫色。有節(jié)如鶴膝，又如牛膝狀，以此名之。葉尖圓如匙，兩兩相對于節(jié)上，生花作穗，秋結(jié)實甚細。”我們可以根據(jù)匙形對生葉，細實穗狀花，節(jié)部結(jié)牛膝三大特征，斷定為莧科植物懷牛膝。

為編寫《圖經(jīng)本草》而進行的全國性普查，其另一重要意義是擴大了藥源。如菟絲過去從朝鮮進口，現(xiàn)知冤句（山東荷澤）也產(chǎn)此藥。奚毒原知只有河南嵩山少室出產(chǎn)，而從提供分析的樣品中知道四川也有，等等。

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《圖經(jīng)本草》在生物學上也有較大貢獻。如它對動植物形態(tài)進行了準確生動的描述：烏賊魚，“形若革囊，口在腹下，八足聚生口旁，只一骨，厚三四分，似小舟，輕虛而白。又有兩須如帶，可以自纜，故別名纜魚?！闭媲械胤从沉祟^足綱烏賊科動物的特點。

《圖經(jīng)本草》在礦物學與冶金技術(shù)方面也有一定貢獻。如它記載了丹砂、空青、曾青等105種礦物藥。丹砂條的描述說：“丹砂生符陵山谷。今出辰州、宜州、階州，而辰州者最勝，謂之辰砂。生深山石崖間，土人采之，穴地數(shù)十尺，始見其苗，乃白石耳，謂之朱砂床。砂生石上，其塊大者如雞子，小者如石榴子……又似云母片可析者，真辰砂也，無石者彌佳。過此皆淘土石中得之，非生于石床者。”這里不僅說明了丹砂這種礦物藥的產(chǎn)地和特點，而且簡要介紹了丹砂礦的開采過程。

《圖經(jīng)本草》中關(guān)于冶金技術(shù)也有許多記載，如關(guān)于鋼鐵冶煉的工藝過程：“初煉去礦，用以鑄瀉器物者，為生鐵；再三銷拍，可做鍱者，為鑐鐵，亦為之熟鐵；以生柔相雜和，用以做刀劍鋒刃者，為鋼鐵。”這簡要描述了宋代三種鋼鐵的冶煉方法及其不同功用。又如對煉銀的方法記述說：“銀在礦中與銅相雜，土人采得，以鉛再三煎煉方成。”對灰吹法煉銀的工藝說：“其初采礦時，銀銅相雜，先以鉛同煎煉，銀隨鉛出。又采山木葉燒灰，開地作爐，填灰其中，謂之灰池。置鉛銀于灰上，更加火大煅，鉛滲灰下，銀住灰上，罷火，候冷出銀?！边@是關(guān)于灰吹法煉銀的最早最詳盡的記載?！秷D經(jīng)本草》的科學貢獻是多方面的，還有待我們進一步地研究和發(fā)掘。

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蘇頌用盡畢生精力專注于科技學上的追求和探索，在靜力學、動力學、光學、數(shù)學、機械科技方面的均有深厚的造詣.

　　蘇頌為后世留下澤被蒼生、沾溉無盡的科技財富。南宋理學家朱熹任同安主簿時為紀念這位同安之子在同安孔廟里修建蘇公祠。蘇頌的科技成果也被國際所關(guān)注。世 界各地的蘇頌研究協(xié)會和海外蘇氏宗親致力于推廣蘇頌文化，宣揚蘇頌的業(yè)績，繼承先賢的遺澤，發(fā)揚光大中華民族的優(yōu)秀科技文化。

　　光榮的歷史訴說過去，前人的智慧之泉悠然匯入歷史長河，輝煌的科技成果載入厚重的科技史冊。歲月更替，水運儀象臺的樞輪依然轉(zhuǎn)動，迸發(fā)出璀璨奪目的智慧光芒。緬懷過去，展望未來，任重而道遠。如果說聆聽歷史是種深遠的智慧，那么，就讓歷史照亮我們未來的航程。