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第二章科技的辉煌成就（第2页）

除了三大发明外，宋代科技的许多领域，都出现蔚然可观的新成果。

在数学方面，我国古代解方程式的“开方法”迈进了一大步。北宋中期的数学家贾宪，制成一个二项定理系数表，称“开方作法本源图”，详细列出各高次方展开式各项系数，并指出求这些系数的方法。17世纪欧洲出现的“巴斯加三角”，才得出同贾宪系数表相同的系数。南宋末年，数学家秦九韶创造的“大衍求一术”，在世界数学史上也占有光辉的地位。在他所著《数书九章》中，系统地指出了用“大衍求一术”求解一次同余组的一般计算步骤，其方法正确而又严密。欧洲人直到500年后，对同一问题才有了较深入的研究。可见，宋代的数学，在许多领域都在世界上居遥遥领先的地位。

同数学关系密切的天文学，宋代也获得重大的成就。

在北宋时期，朝廷设立的司天监，集中了一批天文、历法学家，专门从事天文研究和历法的推算。司天监曾先后五次对恒星位置进行大规模的观测工作。其中元丰年间（1078-1085年）所讲行的第四次观测的结果，南宋初曾由黄裳绘成天文星图，后来又由王致远刻石立于苏州。这就是举世闻名的苏州石刻天文星图。这个星图高达八尺，宽三尺半，刻星一千四百三十颗，以北极为中心，绘有三个同心圆，分别代表北极常显圈、南极恒隐圈和赤道。有二十八条辐射线表示二十八宿距度。这个天文星图，被公认为世界上最古的天文星图之一。

对于新星和超新星的观测，宋代获得的成就也举世瞩目。宋仁宗至和元年（1054年），司天监观测到天关客星爆发的情况。近几十年来，天文学界已广泛承认天关星附近的蟹状星云，就是至和元年爆发的超新星的遗迹。这个观测记录的科学价值，也得到广泛的重视。治平三年（1066年）对哈雷彗星的观测记录，也成了研究历史上哈雷彗星轨道的珍贵史料。

2-3苏州石刻天文星图

天文学的巨大成就，还表现在天文仪器的制造方面。北宋中期苏颂的《新仪象法要》一书，详细介绍了“浑仪”、“浑象”、“水运仪象台”的创造方法，并附图63种，是一部反映这时期我国天文仪器制造新水平的科学著作。苏颂和韩公廉等人合作制成的“水运仪象台”，构造复杂精巧，规模宏大，高达36尺多，宽21尺，用水力推动，是世界上首创的水动天文钟。

在医药学方面，宋代很重视各种医药书籍的修订。北宋时先后修订了《开宝本草》、《嘉祐本草》、《图经本草》、《证类本草》、《本草衍义》等等。其中的《图经本草》系苏颂整理而成，是我国现存最早的配有图样的本草书。《证类本草》为北宋末年唐慎微私人修纂而成，收录药物1700多种，对各种药物的配伍禁忌也作了介绍，还收录了许多单方。因为此书不仅总结了前人的成果，还进一步发展了前人的成果，曾一再为宋朝政府修订出版。在明代李时珍的《本草纲目》出现以前，它一直是本草书的范本。《本草衍义》为北宋末寇宗爽所撰，收载药物虽不多，但颇多有见地的科学见解。《证类本草》和《本草衍义》这两部医药书，对医药学都产生过较大的影响。

对于医方书籍的整理，在宋代也受到重视。宋太宗太平兴国三年（978年），王怀隐主编的《太平圣惠方》一百卷，收集了前代流传下来的16000多个处方。后来贾黄中等人又集医方之大成，编成《神圣普救方》1000卷。宋神宗元丰年间太医局编纂的《和剂局方》，是我国第一部由政府刊订的配方手册，曾广泛流行。

宋代医学的进步，还突出表现在分科更加细致及诊治技术之提高方面。唐代中医只分四科，宋代分为九科。其中以小儿科、产科、针灸科最为有名。当时的儿科医生已能区别天花、麻疹、水痘等传染病，并各有专门处方。产科方面，已有专门介绍顺产、难产各种情况的著作出现。北宋钱乙《小儿药证直诀》、杨子健《十产论》，分别是小儿科和产科的代表作。针灸科的发展，最重要的成就是北宋前期王唯一所著《铜人腧穴针灸图经》及其所制作的两具针灸铜人。这本书在后代一直是针灸科教学的重要参考书。针灸铜人的构造精巧，造型逼真，使针灸图像具有立体感和真实感，长期受到国内外医学界的重视。

宋慈于宋理宗淳祐七年（1247年）写成的《洗冤录》，是我国第一部系统的法医学著作，它记述的内容广泛，包括人体解剖、检验尸体、检查现场、鉴定死伤原因、自杀或谋杀的各种现象、各种毒物和急救、解毒的方法等等。这部法医著作，比西方最早出现的由意大利人菲德里于公元1602年写成的法医著作，早了300多年，受到国际法医界的广泛重视，被译成多种文字出版。

在建筑技术方面，宋代也有相当可观的成就。

北宋时期，政府的主管机构将作监很重视建筑技术的规范，于元祐六年（1091年）编成《元祐法式》。接着又由李诫重新编修。李诫用了6年时间，于元符三年（1100年）编成《营造法式》一书。

该书对历代建筑经验及宋代建筑技术成就作了系统的总结，对各种官府建筑的用材选择、各种结构的坡度标准、各种技术操作，都作了严格的规定，而且图文并茂，有许多极珍贵的建筑图案，它不仅是宋代建筑技术向标准和定型方向发展的标志，也是当时世界上最为完备的建筑学著作。这部书所规定的各项建筑技术制度，对后代建筑技术的发展，起过相当大的作用。

宋代的建筑，以塔及桥梁最为著名。塔以砖塔为主，也有木塔与石塔，外观多呈楼阁样式。开封祐国寺的“铁塔”，建成于北宋庆历元年（1041年），底座呈八角莲花状，共13层，全用预先烧制好的琉璃砖砌成，因外表颜色如铁，被称为铁塔。九百多年来，尽管有过洪水及地震等自然灾害，塔基有所下沉，但整个塔身迄今屹立在开封市内，可见该塔建筑之坚固。著名木工喻浩于宋太宗端拱二年（989年）在开封开宝寺所建的福胜塔，也是8角13层，高达120米，是一座木构塔。著名的泉州开元寺东西塔，都在宋代由木塔改建成砖塔，又于南宋时先后改建成石塔，并一直保存至今，反映了宋代石结构建筑的高超技术。桥的建筑，以北宋都城开封的虹桥，泉州的洛阳桥、安平桥最为著名。虹桥是这时期木拱桥的代表作，全用木梁连接成拱，跨径近25米，净跨约20米。

2-4宋代建筑

拱矢约5米，桥宽8米，不用支柱，桥下可以任船随意航行。这种木拱结构犹如长虹飞越河上，是桥梁建筑中的一件杰作。泉州洛阳桥和安平桥都是石桥。洛阳桥建成于北宋嘉事占四年（1057年），桥长1200米，宽5米，有47个桥孔，建于洛阳江入海处，水急浪高，工程非常艰巨，为了解决桥梁基础稳固问题，建筑者们首创了“筏形基础”，沿桥位向江底抛掷数万立方巨石，筑成一条长一里，宽20多米的石堤，然后在石堤上筑桥墩，桥墩的迎海面砌成尖劈状，可减少海潮冲击力，又在桥基和桥墩上种蛎固基，利用牡蛎的石灰质贝壳附在岩石间繁殖的特性，使桥墩和桥基的石块通过牡蛎贝壳的繁殖自己连成一体。桥面的石梁，每块都有20至30吨之重。这个巨大规模的石桥的建成，是桥梁建筑史上的一个奇迹。至今在泉州一带，还流传着关于洛阳桥建筑的一些美妙的神话，说这座桥的建筑有神力的帮助。其实，这是建桥工匠聪明才智的结晶，它揭开了中国桥梁史上新的一页。安平桥建于南宋初年，全长270米以上，横跨安海海湾，是我国古代遗留下来的最长桥梁。塔和桥梁的建筑，充分反映了宋代建筑技术的高超。

沈括和《梦溪笔谈》

在宋代科技发展史上，值得一提的还有沈括和他的名著《梦溪笔谈》。

沈括（1031-1095年），字存中，钱塘（今浙江杭州）人，曾积极参加熙宁变法，但在许多问题上又不完全附和王安石，因而被王安石骂成“俭人”、“小人”，遭到王安石的排斥。他在政治上并不得志，但在科学技术上的成就却蔚然壮观。《宋史·沈括传》说他“博学善文，于天文、方志、律历、音乐、医药、卜算，无所不通，皆有所论著”。《宋史·艺文志》所录的沈括著作有22种、155卷之多。可惜他的著述多数没有保存下来，但从现存的《梦溪笔谈》，也可以反映沈括涉及的科技领域之广泛。

2-5沈括

《梦溪笔谈》有26卷，连同《补笔谈》、《续笔谈》共30卷，其中科技方面的条目占l／3以上，内容涉及数学、天文、历法、物理、化学、地理、冶金，建筑、动植物等十多个科技领域，而且在许多领域都有精辟的见解。例如，他通过长期观测和研究，提出了月本无光，“日耀之乃光”的科学结论，并解释了月亮盈亏的自然现象。他发现磁针“常微偏东”，全指南的现象，是物理学方面发现磁偏角的最早记载，比西欧的记载要早四百多年。他用小纸人所做的共振现象的实验，证明了弦线的基音与泛音的共振关系，比欧洲人所做的类似实验要早好几世纪。他用流水侵蚀作用，解释浙东雁**山及我国西北地区黄土高原的地貌，由太行山的山崖中含有贝壳及鸟卵石的现象，推测出太行山“乃昔之海滨”。他还用泥沙淤积解释华北平原的成因。这些解释都是地质地理学方面的科学见解。他在任西北地区军事长官时用熔蜡制作的立体地图，比欧洲最早出现的立体地图也要早700多年。《苏沈良方》中沈括所整理的医方，反映了他在医学方面的精湛造诣。其中的“秋石方”，记载了世界上最早的荷尔蒙制剂的配制方法。沈括在科技方面的杰出成就受到后人的敬仰，被中外学者公认为历史上卓越的科学家。