（原標(biāo)題：從教科書(shū)中“消失”的張衡地動(dòng)儀，真的是“造假”嗎？）

古時(shí)懸棺究竟是如何被送上懸崖的呢？爭(zhēng)議頗多且被教科書(shū)刪掉的張衡地動(dòng)儀真的是“造假”嗎？在“四大發(fā)明”以外，中國(guó)古代到底有沒(méi)有科技？神秘的“木牛流馬”究竟長(zhǎng)什么樣？

1月10日，《中國(guó)古代機(jī)械復(fù)原研究》出版研討會(huì)在北京維景國(guó)際大酒店召開(kāi)，中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)史研究所所長(zhǎng)、國(guó)際科學(xué)史研究院院士張柏春，清華大學(xué)科技史暨古文獻(xiàn)研究所所長(zhǎng)、國(guó)際科學(xué)史研究院院士馮立升，清華大學(xué)社會(huì)科學(xué)學(xué)院教授劉兵，北京大學(xué)醫(yī)學(xué)人文研究院教授王一方，清華大學(xué)深圳研究生院教授戴吾三，中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)史研究所研究員孫烈等業(yè)內(nèi)專(zhuān)家共同就“古代機(jī)械文明”展開(kāi)了探討。

《中國(guó)古代機(jī)械復(fù)原研究》出版研討會(huì)以“再現(xiàn)中國(guó)古代機(jī)械文明”為主題。

李約瑟曾列舉26種中國(guó)古代的杰出發(fā)明

一直以來(lái)，提及中國(guó)古代科學(xué)技術(shù)，人們往往會(huì)想起“四大發(fā)明”，但在“四大發(fā)明”之外，卻往往知之不詳。在“四大發(fā)明”以外，中國(guó)究竟有沒(méi)有科技？答案當(dāng)然是有。那么，中國(guó)古代科技在世界范圍內(nèi)究竟是什么發(fā)展水平？

著名科技史家陸敬嚴(yán)在力作《中國(guó)古代機(jī)械復(fù)原研究》一書(shū)中指出，中國(guó)科學(xué)技術(shù)在秦漢時(shí)期開(kāi)始進(jìn)入先進(jìn)行列，而且在這一階段出現(xiàn)的重要科技成果特別多，超過(guò)以往任何時(shí)期，比如秦陵銅車(chē)馬、指南車(chē)、記里鼓車(chē)、三腳耬、獨(dú)輪車(chē)、被中香爐、風(fēng)扇車(chē)、龍骨水車(chē)、平織機(jī)、地動(dòng)儀、水利天文儀器——渾象等。陸敬嚴(yán)認(rèn)為，中國(guó)科學(xué)技術(shù)位于先進(jìn)行列的時(shí)間應(yīng)從秦陵銅車(chē)馬算起。

20世紀(jì)80年代秦陵出土的銅車(chē)馬，形態(tài)逼真、造型優(yōu)美、結(jié)構(gòu)復(fù)雜而完善，展現(xiàn)出秦代很高的科技水平和制造技術(shù)。

從什么時(shí)候起，中國(guó)的科學(xué)技術(shù)不再先進(jìn)呢？陸敬嚴(yán)說(shuō)，中國(guó)科學(xué)技術(shù)退出先進(jìn)行列的時(shí)間約為明代中后期，也就是15-16世紀(jì)。這一時(shí)期的西方，正處于改變世界面貌的產(chǎn)業(yè)革命前夜，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步十分明顯。明代中晚期到清初，歐洲的科學(xué)技術(shù)水平總體上已經(jīng)超過(guò)中國(guó)，這也從另一方面證明了中國(guó)科學(xué)技術(shù)先進(jìn)的局面已經(jīng)結(jié)束。

陸敬嚴(yán)在書(shū)中指出，中國(guó)是世界上最早使用和發(fā)展機(jī)械的國(guó)家之一。歷史上，中國(guó)機(jī)械技術(shù)曾長(zhǎng)期保持世界領(lǐng)先，在農(nóng)業(yè)、冶金、紡織、車(chē)船、軍事、天文、鉆井等領(lǐng)域取得了一系列令人矚目的成就。英國(guó)學(xué)者李約瑟曾在其宏篇巨著《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》的總論中，以英文字母編號(hào)，列舉了26種中國(guó)古代的杰出發(fā)明，并指出這些杰出發(fā)明在歐洲使用的時(shí)間晚于中國(guó)幾個(gè)世紀(jì)到十幾個(gè)世紀(jì)。這26種發(fā)明中，12種屬于機(jī)械范疇，另有10種或多或少與機(jī)械有一定關(guān)系。毫不夸張地說(shuō)，中國(guó)古代機(jī)械是古代科技的重要組成部分，中國(guó)古代機(jī)械技術(shù)的輝煌，其種類(lèi)、數(shù)量和豐富的內(nèi)涵，對(duì)我國(guó)乃至世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展的影響都非常巨大。

英國(guó)學(xué)者李約瑟(joseph needham，1900-1995)。

在研討會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，上海科學(xué)技術(shù)出版社社長(zhǎng)溫澤遠(yuǎn)向與會(huì)嘉賓介紹了《中國(guó)古代機(jī)械復(fù)原研究》一書(shū)的出版初衷和編輯經(jīng)過(guò)。他表示，實(shí)際上這些中國(guó)古代的杰出成就，中國(guó)人了解的并不多，甚至非常不了解。《中國(guó)古代機(jī)械復(fù)原研究》生動(dòng)形象地再現(xiàn)了中華古代機(jī)械技術(shù)文明的整體樣貌，而且通過(guò)復(fù)原不同時(shí)期的機(jī)械制作成果，可以讓更多讀者了解中國(guó)古代科技發(fā)展的脈絡(luò)，揭示其發(fā)展的軌跡和興衰的歷程，進(jìn)而了解當(dāng)時(shí)的社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)狀況。

張柏春同樣肯定了這部著作的重要意義和非凡價(jià)值，他表示，中國(guó)古代機(jī)械復(fù)原工作的人力、物力花費(fèi)很大，見(jiàn)效又較慢，以往從事此項(xiàng)研究工作的人極少，在這片學(xué)術(shù)園地上有大批的空白，也很少有專(zhuān)著論及復(fù)原研究工作。但陸敬嚴(yán)一直沒(méi)有放棄寫(xiě)一部完整的中國(guó)機(jī)械工程史的目標(biāo)，先后撰寫(xiě)了《中國(guó)古代兵器》《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史·機(jī)械卷》《中國(guó)機(jī)械史》等著作。

張柏春說(shuō)，《中國(guó)古代機(jī)械復(fù)原研究》作為一部技術(shù)史專(zhuān)著，將古文獻(xiàn)記載、考古資料和田野調(diào)查結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行機(jī)械的技術(shù)史研究和復(fù)原，不僅傳承了劉仙洲先生的機(jī)械史研究方法，還發(fā)展了王振鐸等先生開(kāi)創(chuàng)的古代科技復(fù)原研究。“在多年的科研工作中，陸敬嚴(yán)教授實(shí)地踏勘西南古棧道，結(jié)合實(shí)際復(fù)原木牛流馬；在江西貴溪仿古吊裝懸棺，破解千古之謎；對(duì)古籍文獻(xiàn)細(xì)致推敲，復(fù)原制作成多種軍事機(jī)械……他制作的近百種約150具大小模型展現(xiàn)了我國(guó)先人的智慧和巧思，再現(xiàn)中華古代技術(shù)文明。”

古時(shí)懸棺究竟是如何被送上懸崖的呢？

起源于武夷山及周邊地區(qū)的懸棺，被認(rèn)為是千古之謎，古時(shí)懸棺究竟是如何被送上懸崖的呢？陸敬嚴(yán)在《中國(guó)古代機(jī)械復(fù)原研究》一書(shū)中指出，根據(jù)古籍記載和實(shí)地調(diào)研，確定了懸棺并非依靠神或自然的力量，而是古代的一項(xiàng)起重工程問(wèn)題，并歸納了升置懸棺的四種方法：吊升法、棧升法、堆土法和漲水法。其中吊升法使用最多，棧升法使用必須要有一定的棧道基礎(chǔ)，堆土法的使用有限，漲水法的使用則更少。但無(wú)論何種方法，都要將起重和運(yùn)輸結(jié)合起來(lái)。那么，升置懸棺所使用的設(shè)備是什么呢？陸敬嚴(yán)在書(shū)中寫(xiě)到，升置懸棺所用的設(shè)備應(yīng)是當(dāng)時(shí)已有的起重機(jī)械，如杠桿、滑輪、轆轤、絞車(chē)、棍棒和繩索等。

四川和云南的交界之處有很多懸棺，懸棺葬的年代十分古老，從如今發(fā)現(xiàn)的懸棺葬遺存來(lái)看，最早從春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期開(kāi)始，一直持續(xù)到元明時(shí)期。

懸棺，也是王一方最為感興趣的內(nèi)容。他在北京大學(xué)醫(yī)學(xué)人文研究院教授生死哲學(xué)，除此以外還有一個(gè)身份是中國(guó)殯葬協(xié)會(huì)專(zhuān)家委員會(huì)副主任。在研討會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，王一方從懸棺談起，認(rèn)為懸棺的“懸”既是懸掛的“懸”，又是懸案的“懸”，書(shū)中的相關(guān)研究，破除了其中的神秘色彩，也解決了中國(guó)殯葬文化中的一個(gè)謎。座談會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，《科普時(shí)報(bào)》總編輯尹傳紅也舉懸棺、記里鼓車(chē)和被中香爐等極具中國(guó)特色的發(fā)明為例，來(lái)說(shuō)明古代機(jī)械復(fù)原的趣味性、學(xué)術(shù)價(jià)值和科普意義。

出現(xiàn)于西漢的被中香爐，無(wú)論怎樣翻滾灰盂始終不會(huì)傾翻，原理與今天的陀螺儀相同。

不過(guò)，陸敬嚴(yán)在書(shū)中還提到，不同地區(qū)的懸棺吊裝具體方法可能會(huì)有所不同，但必須要強(qiáng)調(diào)的是，無(wú)論采用哪種方法，所用的機(jī)械都不能超越當(dāng)時(shí)的年代，必須符合當(dāng)?shù)氐目陀^(guān)條件，因地制宜地予以選擇。他曾經(jīng)專(zhuān)門(mén)寫(xiě)成《中國(guó)懸棺研究》，根據(jù)所處環(huán)境，列出了實(shí)際中升置懸棺的方法。

從教科書(shū)中“消失”的張衡地動(dòng)儀，真的是“造假”嗎？

近年來(lái)，對(duì)張衡地動(dòng)儀的議論頗多。在2010年以前的人教版教材中，曾經(jīng)介紹了張衡和他的地動(dòng)儀。課文稱(chēng)：“科學(xué)家張衡制造了一種儀器，能測(cè)定地震方向，叫做地動(dòng)儀。這是世界公認(rèn)的最早的地震儀器。”但在2016年的部編本教材和2017年的統(tǒng)編本教材中，都不再介紹張衡及地動(dòng)儀。

舊版人教版教材中曾經(jīng)介紹了張衡和他的地動(dòng)儀。

從歷史教科書(shū)中“消失”的張衡地動(dòng)儀，真的是“造假”嗎？陸敬嚴(yán)在書(shū)中指出，從古籍記載可知，張衡地動(dòng)儀由兩個(gè)系統(tǒng)組成，一是接收地震信號(hào)系統(tǒng)，其組成是都柱和八個(gè)軌道；二是報(bào)知地震系統(tǒng)，其組成是內(nèi)部機(jī)關(guān)、龍頭、銅丸及蟾蜍。遺憾的是地動(dòng)儀的核心部件——機(jī)關(guān)難知其詳。

許多現(xiàn)代學(xué)者對(duì)張衡的地動(dòng)儀進(jìn)行了深入研究。早在19世紀(jì)，日本學(xué)者已有論述。之后影響比較大的設(shè)想，還包括有王振鐸復(fù)原地動(dòng)儀的設(shè)想、席文提出的地動(dòng)儀設(shè)想、中國(guó)地震局等單位復(fù)原地動(dòng)儀的設(shè)想。陸敬嚴(yán)表示，這些關(guān)于地動(dòng)儀工作原理的設(shè)想，都利用了物體的慣性，從科學(xué)的角度看，都是合理的，具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值，其中后兩種設(shè)想更加靈敏。因?yàn)椤逗鬂h書(shū)》提供了張衡創(chuàng)制地動(dòng)儀的珍貴史料，比其他國(guó)家早約1700年，李約瑟稱(chēng)張衡的發(fā)明是“地動(dòng)儀的鼻祖”，是了不起的成就。

但陸敬嚴(yán)同時(shí)強(qiáng)調(diào)，地震學(xué)是新興的獨(dú)立學(xué)科，了解中國(guó)古代在地震學(xué)上的巨大成就，能使現(xiàn)代研究者受到啟發(fā)，但不應(yīng)過(guò)分夸大地動(dòng)儀的靈敏性。對(duì)張衡地動(dòng)儀的誤差做分析后發(fā)現(xiàn)，其都柱只能按照八個(gè)軌道傾倒，兩個(gè)相鄰軌道之間有45°夾角。當(dāng)兩個(gè)相鄰軌道之間的方向發(fā)生地震時(shí)，地動(dòng)儀難以做出正確報(bào)告，當(dāng)方向與每個(gè)軌道相差22.5°時(shí)，誤差最大。且張衡地動(dòng)儀只能報(bào)知地面的震動(dòng)，無(wú)法甄別這一震動(dòng)是由地震還是其他原因引起的。此外，地震必須達(dá)到一定的強(qiáng)度和有一定的距離時(shí)，地動(dòng)儀才能做出報(bào)告，也無(wú)法將地震的強(qiáng)度數(shù)字化。

“不用人力能自己走動(dòng)”的“木牛流馬”究竟長(zhǎng)什么樣？

戴吾三現(xiàn)場(chǎng)回憶起兩次參觀(guān)中國(guó)人民革命軍事博物館中陸敬嚴(yán)復(fù)原的戰(zhàn)爭(zhēng)模型時(shí)的情景，他認(rèn)為，展示幾千年來(lái)中華文明的延續(xù)并不限于“四大發(fā)明”，更應(yīng)從民生角度，對(duì)古代的生產(chǎn)生活工具加以關(guān)注，正是這些工具支撐了我們千年富足的生活。中國(guó)的物質(zhì)文化研究不應(yīng)局限于享樂(lè)生活文化和市井生活文化，而在機(jī)械的靈巧、技術(shù)的智慧等方面還有許多工作要做。戴吾三提到，當(dāng)時(shí)有一個(gè)采訪(fǎng)的標(biāo)題中提到“木牛流馬入夢(mèng)來(lái)”。這其中化用的“木牛流馬”，其實(shí)也是陸敬嚴(yán)及其學(xué)生眾多復(fù)原作品中的一件。

傳說(shuō)中解決了諸葛亮運(yùn)糧難題“不用人力能自己走動(dòng)”的“木牛流馬”究竟長(zhǎng)什么樣？陸敬嚴(yán)在《諸葛亮集》中發(fā)現(xiàn)了對(duì)“木牛流馬法”的詳細(xì)記載。根據(jù)其中“一腳四足”的形容，推斷出它很可能是一種牛首做裝飾的用于貨運(yùn)的人力推行獨(dú)輪車(chē)，一個(gè)輪子用于行進(jìn)，四根柱子用于停車(chē)時(shí)支撐，而且具備當(dāng)時(shí)很先進(jìn)的剎車(chē)系統(tǒng)。

按木牛推想圖復(fù)原的模型。

為了驗(yàn)證假設(shè)，陸敬嚴(yán)專(zhuān)門(mén)從上海趕往四川，爬上峭壁測(cè)量古棧道留下的楔孔，經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，按照力臂力矩關(guān)系，古棧道可以承受的通行重量基本在150公斤至200公斤，這既是當(dāng)時(shí)制造水平下可以造出的一輛較大型獨(dú)輪車(chē)的載重，也基本是當(dāng)時(shí)一個(gè)士兵一年口糧的分量，完全符合古書(shū)中“一木牛載一歲糧”的記載。在對(duì)當(dāng)?shù)乩先说脑L(fǎng)問(wèn)中，他還得到了“五尺道”（即古棧道寬約為古制五尺）的信息，同樣與獨(dú)輪車(chē)的尺寸相符，最終得以復(fù)原出木牛流馬的模型。

記者丨何安安

編輯丨宮照華

校對(duì)丨薛京寧

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