“运动仪象制度”图说
在厦门市同安区复原的水运仪象台
历史上的发明创造,有些是科学家、发明家个人或群体做出的,有些则是政府或其他机构谋划并组织专业人员做成的。北宋名臣苏颂进行的科技创新活动就属于后者。他称得上战略科学家。
学而优则仕 因较真三次遭贬
苏颂,字子容,1020年生于泉州府同安县(今福建厦门同安区)。他出自官宦世家,父亲、伯父、堂叔、哥哥都中了进士。
苏颂天资聪颖,读书刻苦,自律性强,较早就谋取到功名。他与苏轼是远房亲戚,同朝为官。1042年,他与王安石同榜考中进士,此后在江宁、颍州、婺州、亳州、应天府、杭州、濠州、沧州、扬州等地担任地方官员,又在中央政府的礼部、吏部、刑部和工部等部门担任多种角色,曾任刑部尚书和吏部尚书,1092年晋升右仆射兼中书侍郎(右宰相),一年后因遭人攻诘而辞相,1101年卒于润州(今江苏镇江)。
苏颂为人正直,认真实干,清正廉洁。例如,在江宁任知县时,他革除旧制弊端,制定了简而易行的赋税规则,为相邻诸县树立了榜样。
他敢说真话,容易得罪人。他曾批评朝廷为了给宋仁宗建陵而强征各地物料,尤其是让地方提供自己不产的东西。有时候,他很较真,曾三次遭免职或降职。
成功“跨界” 受命修书制器
苏颂曾奉命主持编修本草和制造仪器,充分发挥了自己的天赋和才干。他记忆力出众,令皇帝和官员们赞叹。1053至1061年,他为朝廷校勘整理藏书,竟然能每天背下2000字,晚上在家里默写出珍本典籍。
其实,苏颂在本草学方面属于半路出家。他和同事们校勘了8种医药学典籍,进而在1060年完成《嘉祐补注神农本草》。尤其值得称道的是,他整理和考订各地提供给朝廷的大量药物图说与标本,于1061年撰写出《图经本草》(收药780种)。
修订本草卓有建树,他又成功“跨界”,进军天文和仪器制造领域。1087年,苏颂出任吏部尚书(相当于现在的中央组织部长),并奉命领导制造新的天文仪器。为此,他在自己任职不久的吏部发现了韩公廉,选派这位精于算学和天文的吏员具体负责造仪器,同时提出了浑仪和浑象联动的设计思路。
韩公廉等人不负期望,先后制成机轮模型、小木样和大木样,发明了一种擒纵机构,最终在1092年制成实用的水运仪象台。这座大型科学装置集成了多种机械技术,以一个水轮同时驱动计时装置、浑象和浑仪,代表着中国古代机械设计的高水平。
苏颂作为领导,不仅知人善任,还尊重属下的劳动,在《进仪象状》中清楚地说明了韩公廉等人的职责和技术贡献。
开创著书新法 后人成功复原天文仪器
苏颂在著书表达科技知识方面很有创意,方法与众不同。在编写《图经本草》的过程中,他在中国历史上第一次将本草著作与方剂相结合,为每种药物都附上以该药物为主要成分的方剂。这种做法使本草学更具实用性,被后世的李时珍等本草学家所继承。
苏颂在水运仪象台制成之前就开始撰写图说,直到写成《新仪象法要》(三卷)。他以几十幅机械图,系统地描绘了水运仪象台的设计和制造方法,并且绘制了五幅重要的星图。其中,“运动仪象制度”图相当于水运仪象台的构造总图。
《新仪象法要》中的机械图是工业革命之前,世界上描绘一座机械装置的最复杂的成套技术图。除了构造总图,还有部件图、零件图、建筑外形图等。苏颂拥有较强的绘画基础,他灵活运用了中国传统绘画的散点透视等画法,充分展现了仪器的内部构造和外形。
正是因为苏颂搞懂了机械的构造原理,他才能保证《新仪象法要》的图说内容正确,现代学者和工程师才能够根据这部书复原出水运仪象台。反过来,成功的复原也证实了仪器的真实性和《新仪象法要》的可靠性。
苏颂的创新故事为我们提供了有益的启示。首先,无论做什么工作,都要发掘自己的潜力,认真钻研,努力使自己成为行家,并且勇于创新,注重实用;其次,领导要擅于识才和用才,尊重人才,不争功,不贪成果,当好“后勤部长”。现代科学技术比古代知识更加专深,更加复杂,这对科技管理专家和领导者都提出了更高的要求。在这方面,我国原来主管科技的聂荣臻元帅是很好的榜样。
(作者系中国科学院自然科学史研究所所长,研究员)
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