夜深人靜,天空中繁星閃耀。一個二十多歲的年輕人,站在南陽太守府最高的樓閣上,抬頭仰望,不時地用筆在旁邊厚厚的紙上寫寫畫畫,他正在看星相。他不是在占卜,而是在搞科學研究。這個人后來寫出了《靈憲》,他就是張衡。
而在地球的另外一面,也有人在抬頭看天,不過無論從科研條件還是科研成果來比較,他們都差很多。東漢的時候,西方還沒有紙張,而張衡那時候已經(jīng)很常見了。不過張衡用的紙張,還比較粗糙。一般認為東漢蔡倫對造紙術進行改進之后,慢慢地更精良的紙張才流傳開來。
造紙術就是中華民族對人類文明作出的重大貢獻之一,與火藥、指南針、印刷術并稱為我國古代科學技術的四大發(fā)明。它的出現(xiàn)改變了人類的書寫材料,使文字有了新的承載體,結束了先祖在石壁、獸甲骨、竹木簡和帛上書寫的歷史。
不過東漢蔡倫造紙一說,至今尚有爭論。從目前的出土文物及資料來看,在西漢墓葬中已發(fā)掘遠古的紙張。當時的紙是動、植物纖維的混合體,這些纖維碎末經(jīng)過再加工就被制成了紙張。自東漢起,造紙技術經(jīng)過改良,人們僅利用植物纖維就可以制成薄紙。
可以推斷的是,東漢時期的蔡倫在造紙術的改良方面有所貢獻。他發(fā)明了用樹皮、麻、破布、魚網(wǎng)等材料造紙的技術,并將造成的紙獻給了皇帝。因此人們又將這種紙稱為“蔡侯紙”。同時造紙術的發(fā)明,帶動了筆、墨、硯的發(fā)展。造紙術傳至東南亞、歐洲及阿拉伯國家,推動了世界文明的進步。造紙技術的發(fā)明和改進又帶動了書法與繪畫的發(fā)展。
對于紙的概念,目前學術界也有分歧。1986年,甘肅天水放馬灘出土的西漢地圖古紙,還有陜西西安、挾風及甘肅居延出土的西漢麻紙是否屬于紙,學者們?yōu)榇藸幷摬灰选T摷埖暮穸群屠w維分布不均,故被稱為麻紙。麻紙在漢至唐近千年間,一直是我國書寫繪畫的主要用紙。
張衡夜觀天象,并用紙將之計算記錄,他善于思考和發(fā)現(xiàn)規(guī)律,很快他在天文方面的天賦就顯現(xiàn)出來了。不久他制造了舉世聞名的渾天儀。渾天儀又分渾儀和渾象,渾儀模仿肉眼所見的天球形狀,把儀器制成多個同心圓環(huán),整體看猶如一個圓球,然后通過可繞中心旋轉的窺管觀測天體。而渾象則與水力機械聯(lián)系在一起,得到天球周日運動同步的效果后,然后再觀察使用。這一發(fā)明在宋代蘇頌和韓公廉等人努力下,把渾象和自動計時裝置結合起來,發(fā)展成為世界上最早的天文鐘。
張衡還發(fā)明了地動儀,據(jù)《后漢書·張衡傳》記載,地動儀“以精銅鑄成,圓徑八尺”,“形似酒樽”,上有隆起的圓蓋,儀器的外表刻有篆文以及山、龜、鳥、獸等圖形。儀器的內部中央立著一根銅質“都柱”,柱旁有八條通道,成為“八道”。道中安有“牙機”。儀體外部周圍鑄有八條龍,頭朝下,尾朝上,按東、南、西、北、東南、東北、西南、西北八個方向布列。龍頭和內部通道中的發(fā)動機關相連,每個龍頭嘴里都銜有一個銅球。對著龍頭,八個蟾蜍蹲在地上,個個昂頭張嘴,準備承接銅球。當某個地方發(fā)生地震時,地動儀內部的“都柱”就發(fā)生傾斜,觸動牙機,使發(fā)生地震方向的龍頭張開嘴,吐出銅球,落到銅蟾蜍的嘴里,發(fā)生很大的聲響。于是人們就可以知道地震發(fā)生的方向。剛發(fā)明出來的時候,很多人不相信,后來發(fā)生地震時,地動儀都驗證了其準確性,不得不令人叫絕。
實際上張衡還不是第一個制造渾天儀的人,早在西漢,就有了雛形。一般認為西漢落下閎造過圓儀,后來經(jīng)過幾代人努力,到了張衡時,加以改進才有的。當然這個落下閎也不簡單,張衡時用的歷法,就是他創(chuàng)立的《太初歷》。上面記載有節(jié)氣、朔望、月食及五星的精確會合周期,其十二時辰計時法一直沿用到現(xiàn)在,體現(xiàn)了其科學的一面。
不過比起前人來,張衡要厲害得多。他的數(shù)學功底也相當了不起,漢朝的數(shù)學當時在世界上已經(jīng)遙遙領先了。帶有強烈天文學特質的著作《周髀算經(jīng)》實際上也是數(shù)學著作。而《九章算術》中更有開平方和方程解法,甚至還提到了正負數(shù),這是世界首創(chuàng)。
上面這些都可以從一個方面,反映漢朝科技的發(fā)達。當然事實上漢朝當時的科技,與同時期的世界各國相比,都具有領先地位。那些杰出的科學技術成果,讓人驚嘆古人的高超智慧。我們現(xiàn)代人做的瑜伽,或者手術麻醉,其實早在漢代就已經(jīng)有了,華佗創(chuàng)立的“五禽戲”,實際就跟現(xiàn)在的瑜伽很類似,而且他的“麻沸散”被用來麻醉病人做手術,因此說他是全身麻醉術的鼻祖也不為過。后人認為華佗手術的時候,一定也參考過《黃帝內經(jīng)》,因為這本書記述了人體解剖知識和血液循環(huán)情況,當然這也是我國現(xiàn)存最早的醫(yī)書。至于說“醫(yī)圣”張仲景的《傷寒雜病論》和一本比較完整的藥物學著作《神農本草經(jīng)》,一定也為華佗所用。當時醫(yī)學發(fā)達,良醫(yī)輩出,名聲流傳至今的還有淳于意等。
中國的英文名稱“CHINA”的小寫就是“瓷器”的意思,“CHINA”的英文發(fā)音源自景德鎮(zhèn)的歷史名稱“昌南”。實際上,瓷器歷史久遠,早在漢代中國人就已經(jīng)會燒造瓷器了。
總的來說,這個時期還發(fā)明了蒸餾法、水力磨坊、現(xiàn)代馬軛和肚帶的原型、漆器、用于冶金的往復式活塞風箱、出現(xiàn)于漢末的獨輪車、水車和吊橋。冶煉技術也有了長足的發(fā)展和進步,鑄錢技術成熟,如三銖錢、五銖錢等。煮鹽技術也不斷提高,兩漢出現(xiàn)了蒸餾酒,釀酒水平臻于完美。農業(yè)技術大幅度提高,東漢早期出現(xiàn)了水排等新式灌溉工具。
科技逐漸深入到人們的生活當中,如井渠,這是世界水利史上的創(chuàng)舉;改進了很多農具,大大提高耕作效率,有的技術比歐洲早1000多年;漢武帝時期發(fā)明了耬車,大大加快了播種速度;在漢朝,人們已經(jīng)利用溫室技術來栽培蔬菜,這項技術比歐洲早1000多年。
除了這些,還出現(xiàn)了唯物主義思想家,如王充、王符、仲長統(tǒng),分別著有《論衡》《潛夫論》和《昌言》。李澤厚有言:人是文化的積淀!確實,科技也是文化的一部分,由科技可窺一國之風貌??偠灾瑵h朝在科學技術思想文化方面,都是相當輝煌的。