朝宗兩宋（上）

史曉雷

中國古代的科學技術在宋代達到了頂峰。北宋學者沈括的《夢溪筆談》被著名的英國科技史學家李約瑟稱為“中國科學史的坐標”，沈括也被李約瑟譽為“中國整部科學史中最卓越的人物”。四大發(fā)明中，火藥與指南針誕生于宋代；《武經(jīng)總要》《營造法式》等科技著作以及蘇頌、韓公廉設計建造的大型天文儀器—水運儀象臺也出現(xiàn)于宋代……另外，宋代文人的地位顯著提高，促使了文化和藝術的繁榮，甚至有人將這一時期稱為“中國的文藝復興”，宋代的繪畫作品（簡稱宋畫）便是這場文藝復興的集中體現(xiàn)者。

宋畫有兩大特征：首先，宋畫擺脫了宗教與貴族題材的羈絆，涌現(xiàn)了大量的世俗畫，比如張擇端的《清明上河圖》、李嵩的《貨郎圖》、李唐的《艾灸圖》、馬遠的《踏歌圖》等；其次，宋畫以高超的寫實技巧摹繪自然，比如林椿的《葡萄草蟲圖》、馬遠的《白薔薇圖》、趙佶的《柳鴉蘆雁圖》等。美國著名的中國美術史專家高居翰如此評價宋畫：“在他們的作品中，自然與藝術取得了完美的平衡。他們使用奇異的技巧，以達到恰當?shù)睦L畫效果，但是他們從不純以奇技感人。一種古典的自制力掌握了整個表現(xiàn)，不流于濫情。藝術家好像生平第一次接觸到了自然，以驚嘆而敬畏的心情來回應自然。他們視界之清新，了解之深厚，是后世無法比擬的。”正是從這個意義上，本系列的宋代部分我們以“朝宗兩宋”命名，一方面表達對宋畫的仰慕之情；另一方面借用了李約瑟的科學史觀，他認為近代科學的汪洋大海是不同古老文明科學細流“朝宗于?！钡慕Y(jié)果。宋畫對前代繪畫優(yōu)秀傳統(tǒng)的繼承與弘揚，道理亦然。

《清明上河圖》中的鋸與舵

談漢代畫像石，若不談山東的畫像石就說不過去，因為山東畫像石出土數(shù)量多，分量重。談宋代的寫實畫，《清明上河圖》總繞不過去，亦是此理?！肚迕魃虾訄D》是一幅畫，卻被后世學者當作一門學問進行長期深入的研究，這在藝術界并不多見，恐怕只有清代的《紅樓夢》可以類比。筆者不禁想到王小波的一篇文章《我看國學》，批評某些紅學研究者，本來就是一本書，卻硬要把整個大千世界都塞在其中，結(jié)果只能走上歧途。國內(nèi)《清明上河圖》的研究，也有類似的問題。

有人統(tǒng)計，目前世界各地博物館收藏的《清明上河圖》有30多個版本，但多是明清的仿本。仿本中當然也有價值很高的，比如遼寧博物館藏的明代仇英本《清明上河圖》，若從寫實角度考察明代蘇州世俗生活，就很有價值（目前正在遼寧博物館的“古代繪畫展”中展覽，有意者可前去一睹真跡）。但本文所談的《清明上河圖》，專指故宮博物院收藏的張擇端所繪的那幅名作。

關于張擇端，現(xiàn)存史料甚少，目前我們只知道他是山東諸城人，早年游學汴京，后在宋徽宗時期供職翰林圖畫院，尤擅作舟車、市肆、橋梁、街衢、城郭，存世作品除《清明上河圖》外，另有藏于天津博物館的《金明池爭標圖》。

《清明上河圖》呈現(xiàn)的北宋科技，學界論述不少，擇二例簡述如下。

第一例是框架鋸或框鋸的出現(xiàn)。所謂框鋸，就是現(xiàn)在仍常見的工字形鋸，在工字形木框的一側(cè)安裝鋸條，另一側(cè)捆縛繩帶，在繩帶上一般縛有絞桿—用于調(diào)節(jié)鋸條的張力。國家博物館的孫機和同濟大學李湞對框鋸的起源和發(fā)展做過專門論述，特別提到《清明上河圖》中一個制車作坊地面上擺放了一支框鋸（圖1），這是我國最早的框鋸形象。李湞認為，框鋸的發(fā)明在我國古代木工技術史上具有劃時代的意義。因為它的出現(xiàn)，使解木變得較為簡單易行，制材效率顯著提高。原來可能要許多人共同進行的操作，現(xiàn)在只要兩個人即可。那么在框鋸出現(xiàn)之前，解木是如何進行的呢？大型板材靠木楔劈裂，小型的靠斧劈開，然后再用錛（單面刃，使用時手柄與刃口垂直）斫平，最后才是刮削。如果要精加工的話，還要進行研磨（平木用的刨，明代才出現(xiàn)）。框鋸于解木之地位，由此可見。

第二例是汴河上船只使用的平衡舵。舵是控制船只運動方向的操縱裝置，故我們常常稱某一群體的領導為“掌舵人”。早在東漢時，我國已經(jīng)出現(xiàn)了船尾舵。1954年，在廣州市出土了一件東漢陶船明器模型，陶船尾部就有一舵，這是船尾舵的雛形。舵桿的頂端有一孔，應是安裝舵柄用；舵面后部上方也有一孔，用于靠岸時懸吊船舵。武漢理工大學造船史專家席龍飛認為，東漢陶船上這種舵為“拖舵”，因為這種舵還不能沿著垂直的舵桿軸線轉(zhuǎn)動，保留著以槳代舵的痕跡。據(jù)其考證，轉(zhuǎn)軸舵出現(xiàn)在唐代。到了宋代，《清明上河圖》所繪汴河上的商船和客船，全部采用了船尾舵（圖2）。更重要的是，這些船尾舵均是升降式平衡舵，所謂升降式，即舵葉可以隨水的深淺調(diào)整高低位置；所謂平衡舵，即舵桿的兩側(cè)均有舵葉，這樣轉(zhuǎn)動起來比較省力。當然除了升降式平衡舵技術，在《清明上河圖》中還反映了不少宋代造船技術，學界亦有專著論述。

筆者在研究這幅畫時，也有一點心得，分享如下。“同名異物”的現(xiàn)象在歷史學中很常見，一方面可能是語言傳播的問題，一方面可能是事物本身的發(fā)展演變所導致。比如“轆轤”這個詞，在歷史上多指一種汲水機械。但我們現(xiàn)在理解的那種手搖（曲柄）轆轤究竟是什么時候出現(xiàn)的呢？《清明上河圖》可以幫助我們解開這個謎。

漢代汲水的轆轤，就是指井上的定滑輪裝置。這不僅可以通過數(shù)以千計的漢代文物印證，也有陶井明器模型和畫像石等作為佐證。到了北宋，手搖式轆轤的形象開始出現(xiàn)?！肚迕魃虾訄D》中繪有兩口井，一口在鬧市區(qū)趙太丞醫(yī)鋪旁，是個井口呈田字形的飲水井；另一口在郊外的菜園中，井口呈圓形，上設一轆轤（圖3）。繪畫中對轆轤著墨不多，但可以辨認出它是手搖轆轤。過去研究《清明上河圖》的學者提到過該轆轤，但并未留意其技術史價值。筆者又根據(jù)出土的一些文物資料—如北宋的磚雕作品，考證結(jié)果是：至晚在北宋中晚期，手搖轆轤已經(jīng)比較普遍了（詳見《百科知識》2012年3月B刊《〈清明上河圖〉中的“寶藏”》一文）。

《耕織圖》中看農(nóng)學

既然《清明上河圖》可以產(chǎn)生出“清明上河學”，那么南宋的《耕織圖》完全有資格衍生一門“耕織圖學”，因為自宋以降，《耕織圖》的摹本、改繪本層出不窮；又因為歷代統(tǒng)治者將其視為教化讀物，大力推廣弘揚，故在民間流傳廣泛、影響很大，許多瓷器圖案、木雕作品都以《耕織圖》為素材來源，甚至在民國時期發(fā)行的紙幣上都能發(fā)現(xiàn)《耕織圖》的身影。

現(xiàn)存《耕織圖》的祖本來源于南宋于潛縣令樓璹。據(jù)其侄樓鑰記載：“伯父時為于潛令，篤意民事，慨念農(nóng)夫蠶婦之作苦，究訪始末，為耕織二圖，耕自浸種以至入倉，凡二十一事；織自浴蠶以至剪帛，凡二十四事，事之為圖，系以五言詩一章，章八句，農(nóng)桑之務，曲盡情狀，雖四方習俗間有不同，其大略不外于此。”樓璹相當于繪制了一套45幅的農(nóng)桑連環(huán)畫，附有詩文解說，大致相當于現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)指導手冊。他把《耕織圖》進獻給高宗皇帝后，受到褒獎，由此衍生了各種摹本。

遺憾的是，樓璹《耕織圖》原本現(xiàn)今不存，公認最接近原貌的是附有吳皇后題注的宮廷臨摹本，而且僅存其中的《蠶織圖》（現(xiàn)藏黑龍江省博物館）。2008年北京奧運會期間，筆者在中國科技館舉辦的“奇跡天工—中國古代發(fā)明創(chuàng)造文物展”曾一睹真容。那么《耕織圖》中的“耕圖”部分是不是永遠消匿于歷史了？并沒有。我們還算幸運，因為在后世的摹本中還能看到“耕圖”部分。如果將較早的版本，比如元代程棨摹本（圖4），與吳皇后本對比，便可知程棨本的“耕圖”部分與樓璹本相差不大。

《耕織圖》對科技史的價值在于，它提供了一套真切、生動的江南農(nóng)事勞作畫面（農(nóng)耕、蠶桑），描繪了一些較復雜的紡織機械，比如繅絲車、提花機等，為研究宋代的物質(zhì)文化、社會生活提供了極大便利。

這里以繅絲車為例，談談宋本《耕織圖》的重要價值。大家知道，北宋詞人秦觀是婉約派代表人物之一，著名的“金風玉露一相逢，便勝卻人間無數(shù)”“兩情若是久長時，又豈在朝朝暮暮”均出自他的《鵲橋仙·纖云弄巧》。但很少有人知道，秦觀還寫有世界上最早的養(yǎng)蠶繅絲的專著《蠶書》?！缎Q書》體量不大，不到1000字，但系統(tǒng)總結(jié)了秦觀家鄉(xiāng)—江蘇高郵一帶養(yǎng)蠶繅絲的經(jīng)驗，特別提到一種新型的腳踏繅絲車。但遺憾的是，該書并無插圖，即使對專業(yè)學者而言也艱澀難懂。這其實是我國古代文人創(chuàng)作的一個通病，比如唐代陳廷章的《水輪賦》、劉禹錫的《機汲記》等莫不如此，過于追求辭藻華美、宏大敘事，結(jié)果就是讀起來云山霧罩，再加上鄉(xiāng)俗俚語、專業(yè)詞匯等因素，往往使讀者不知所云。《蠶書》記載的繅絲車，費了學界很大的氣力，結(jié)合宋本《耕織圖》、元代王禎《農(nóng)書》和明末《天工開物》才弄明白。這里宋本《耕織圖》是指吳皇后本《蠶織圖》以及現(xiàn)藏美國克利夫蘭藝術博物館的南宋梁楷所繪的《耕織圖》（存部分“蠶織”場景）。需要注意的是，前者所繪的繅絲車還無法認定與秦觀《蠶書》記載的相符，可以肯定的是梁楷《耕織圖》所繪的繅絲車（圖5）與《蠶書》記載一致。

因此可以說，宋本《耕織圖》描繪了我國（其實也是世界上）最早的腳踏繅絲車，尤其是梁楷《耕織圖》所繪圖，上承《蠶書》所載，下啟后世繅絲車主流形制，具有重要的技術史價值。李約瑟對這種繅絲車給予高度評價，因為這是世界上最早的由一種原動力驅(qū)動產(chǎn)生兩種獨立但運動相關的機械。具體而言，當繅絲工腳踏踏桿時，利用曲柄連桿機構(gòu)使絲軖旋轉(zhuǎn)完成卷繞，同時利用繩帶傳動，再輔助一偏心輪機構(gòu)，驅(qū)使送絲桿做往復直線運動，從而把絲線交叉分層繞在絲軖上。

源自中國的龍骨水車

在“畫說科技史”系列文章的開篇語中，我們提到過仇英本《清明上河圖》的牛轉(zhuǎn)翻車，現(xiàn)在集中談一談宋畫中的翻車，也即龍骨水車。

翻車是一種獨具中國特色的傳統(tǒng)機械。為什么這么說呢？首先，它出現(xiàn)的年代早，沒跡象表明是文化交流的產(chǎn)物。東漢宦官畢嵐、三國時巧匠馬鈞與翻車的創(chuàng)制有密切關系，但那時候的翻車究竟是后世的哪一種（腳踏還是手搖），尚存爭議。其次，翻車種類繁多，應用廣泛。翻車可以根據(jù)原動力的不同分為腳踏、手搖、牛轉(zhuǎn)、風轉(zhuǎn)、水轉(zhuǎn)5種。正因為如此，在明末清初西方一些汲水器具傳入中國后，比如阿基米德螺旋（龍尾車）等，均未能取代龍骨水車。

據(jù)一則日本829年的史料記載，在唐文宗時期，我國已經(jīng)有了手轉(zhuǎn)、腳踏、牛轉(zhuǎn)三種翻車。到了南宋，文人劉一止在一首《水車》詩中寫道：“老龍下飲骨節(jié)瘦，引水上訴聲呷呀。初疑蹙踏動地軸，風輪共轉(zhuǎn)相鉤加?！边@里描寫的是風轉(zhuǎn)翻車，其中“老龍下飲骨節(jié)瘦”基本解釋了為何翻車也叫龍骨水車，這與明代文學家田藝蘅所言的“蓋龍能行水，亦取其形之似脊骨也”是一致的?？梢姡搅四纤螘r期，除了水轉(zhuǎn)翻車未有記載外，其余4種均已出現(xiàn)。宋畫中呈現(xiàn)的是腳踏翻車與牛轉(zhuǎn)翻車。

故宮博物院藏有一幅宋代團扇畫《耕獲圖》，其中繪有我國最早的腳踏翻車（圖6）?！陡@圖》曾被認為是北宋晚期的民間畫師楊威所繪，近年學界基本否定了這個說法，一般以佚名提及?！陡@圖》在長寬各25厘米的畫面上描繪了幾十個忙碌勞作的農(nóng)夫，有耕田、耙田、插秧、耘田、收割……眾多勞作場景，是非常典型的宋代風俗畫。如果對比《耕獲圖》與后世《耕織圖》的“耕圖”部分，就會發(fā)現(xiàn)兩者非常相似，它們有密切的沿承關系。

當我們把目光聚焦到《耕獲圖》中的腳踏翻車，可以看到箱式車體斜置于溪流和田埂之間，四人雙手倚靠在車架橫木上用腳踩踏。可以想象當他們飛快踩踏時葉片快速翻飛的情景，正如蘇軾在《無錫道中賦水車》所寫：“翻翻聯(lián)聯(lián)銜尾鴉，犖犖確確蛻骨蛇骨?！避嚰苌系能嚺?，雖非必需，但很重要，因為踩踏水車非常辛苦，農(nóng)夫往往赤背勞作，車棚可以遮擋炙熱的陽光。

牛轉(zhuǎn)翻車的形象最早出現(xiàn)在宋畫《柳陰云碓圖》（圖7），現(xiàn)藏故宮博物院。該畫過去被認為是南宋馬逵的作品，但也有專家認為此畫并非馬逵的畫法，故亦以佚名題注。畫面上有三棵大柳樹，柳蔭下有一草棚，棚下一碩大帶齒木輪，木輪左側(cè)有一牛，牛后一男子在揮鞭驅(qū)牛。木輪右側(cè)下方有一與之嚙合的小木齒輪，小木齒輪右側(cè)便是龍骨車。在大木輪上方放置一籮狀物，似是為牛添加飼料的盛具。

細心的讀者可能覺得這幅畫有點奇怪，它命名叫《柳陰云碓圖》，畫的卻是牛轉(zhuǎn)翻車，這不是張冠李戴嗎？至于這個名字怎么來的，頗難考證，但乾隆皇帝肯定是誤解了，他御筆一揮題詩道：“柳陰結(jié)茅棚，運水更驅(qū)牛。云碓舂艱食，農(nóng)民樂登秋。斯樂豈易得，祈年幾許憂。”不知道他怎么把“云碓”扯了進來，云碓是云母碓的簡稱，云母本是一種礦物，但可以入（中）藥，故在古代往往用水碓將之搗碎，這種碓便稱為云母碓或云碓。李白《送內(nèi)尋廬山女道士李騰空》有句是“水舂云母碓，風掃石楠花”，寫的便是它。再回頭讀乾隆的詩，可知他大概以為牛轉(zhuǎn)翻車汲水后，然后用這些水再去舂云母碓，實在大謬！四體不勤的乾隆爺“腦洞”真是太大了。（未完待續(xù)）