第十章 历史地位
第十章 历史地位 (第2/3页)
展对路产品的生产，从而获得经济效宜。由此可见，他总结的这条技术发展规律不但有理论意义，还有实践价值。
在《舟车。车》节我们还读到：“凡车利行平地，古者秦、晋、燕、齐之交，列国战争必用车，故‘千乘’、‘万乘’之号起自战国，楚、汉血争而后日辟（少）。南方则水战用舟，陆战用步、马（步兵与骑兵）。北膺胡虏（北方与匈奴对持），交使铁骑，战车遂无所用之。但今服马驾车，以运重载，则今日骡车，即同彼时战车之义也。”①这段话意思是：车适于平地行①宋应星：《天工开物。舟车。车》，中册，第390 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
驶，战国时代北方平原地区各诸侯国之间交战必用战车，因有“千乘之国”、“万乘之国”的说法。秦末楚汉血战后，战车逐渐不用了。因为那时在南方水战用战船，陆战用步兵与骑兵。汉以后北击匈奴，双方互相都用骑兵，战车遂无从使用。但现在北方仍驾马车运载重货，因而今日的骡马车在形制上是从古时的战车演变过来的。在宋应星看来，作战形式也因时、因地而异，从而导致交战双方武器及战术上的变化。战国时北方平原地区作战适用于车战。但后来在南方作战，因地理环境不同，只能用战船及马步兵。汉以后与北方游牧民族匈奴作战，只好靠骑兵了，从此战车逐渐被淘汰，而弓箭与于戈仍继续使用。过去的战车虽不再用于战争，仍可作运输的交通工具，则制造这种车的技术能继续保存下来。从这里看到前述那条技术发展规律的另一表现形式：当社会不再需要车战时，车作为作战工具的功能便随之消失；然社会仍需要车作运输工具时，其功能为之一变，从战争目的转向和平目的，从运兵改为运货。在两种场合下，车作为运输工具的使用价值仍未变化，当然制造车的技术仍得以继续发展下去，而这与织造“倭缎”的技术不可同日而语。换言之，某种技术是否具有发展动力，取决于其产品是否能满足社会需要。宋应星分析了车的使用功能的可变性，又肯定了其使用价值的不变性，他从动中看静，说明他能辩证地思考问题。这样的技术思想家确实是少有的。
在宋应星看来，技术之所以能不断发展，而不是停留在某一历史时代的已有水平，除了社会上有对各该技术产品不断增长的实际需要以外，也还由于技术本身的逐步革新与进步所造成，因而宋应星认为技术革新，即其自身的不断自我完善，是促成技术发展的另一动力。如果技术总是停留在原有水平而不加改进，便失去其发展动力。他为说明这一规律，举了箭的制造技术为例，他说：“凡镞冶铁为之（《禹贡》砮石乃方物，不适用）。北虏制如桃叶枪尖，广南黎人矢镞如平面铁铲，中国则三棱锥象也。”就是说，现在用的箭头用铁作成，古时《书经。禹贡》上记载的各地用箭是石制箭头，今已不适用于作战了。现在清兵用的箭头象桃叶枪尖，广东黎族人的箭头象平面铁铲，而中原作的铁箭头呈三棱锥形。箭头所用材料与形制决定其杀伤力大小，归根到底取决于技术发展水平。如果说古时用石箭头作武器还可奏效的话，那么在明代则简直是废物，制造石箭头的技术就应淘汰，因为满足不了新形势下的作战需要。那么造箭技术的出路何在呢？出路在于用新型的铁制箭头，造成杀伤力强的形状，而这就意味着造箭技术必须革新。看来在他列举的三种箭头中，三棱锥形的铁制箭头威力最大。他在讨论发射箭的弓弩时又重述了上述思想。他指出：“国朝（明朝）军器造神臂弩、克敌弩，皆并发二矢、三矢者。又有诸葛弩，其上刻直槽，相承函十矢？机巧虽工，然其力绵甚，所及二十余步而已。此民家防窍具，非军国器。”①按神臂弩、克敌弩始造于宋代，技术比汉代有改进，射程达二百余步，操作简便。明代时又有改进，在保持或加大原有射程的前提下，可一弩并发二矢、三矢，因而这种制弩技术得到很大发展。反之，明代制造的诸葛弩虽可并发十矢，但射程只有二十余步，非军国力器，这就限制了诸葛弩制造技术的发展，充其量只供民间防盗之用。要想使诸葛弩大力发展，除非再作技术改进，使其射程增大十倍。但实际上明军与清兵作战，主要应用改进后的各种金属火炮等火器，射程与杀伤力均比冷武器大，象宋氏所说。其技术已达完善地步。
①宋应星：《天工开物。佳兵。弩》，下册，第29 日页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
所谓技术革新包括使用新型原材料及动力能源、研制新品种产品、引人新的工艺过程及操作方法、使用改进的工具及设备等，在古代的历史条件下主要通过渐变的形式，而逐步实现的技术更新换代之周期较长，有时长达几十年至几世纪，在一代人不知不觉之间完成。由于技术思想家宋应星认识到技术革新是技术发展的内因和内在动力，所以他在书中自觉地反复着重展示工农业各项技术中新事物、新成果和新技艺，成了明代推广技术革新的宣传鼓动家。经他总结的主要技术革新项目有：将砒霜作为农药与肥料联合施用、早稻与秋大豆两熟制、甘蔗分栽移苗法、蚕种杂交技术、缫丝时的“出口干”与“出水干”操作技术、生熟炼铁炉、炼锌及锌铜合金冶炼、灌钢改进法、大型失蜡铸件之铸造、大型锻件之锻造、生铁淋口、采煤的安全作业法、混合制浆造纸法、煤和风箱在冶炼中的联合使用、逆风行船技术、红、改进的提花机和榨油机、龙窑烧瓷、多用水车、旋转式火箭弹、拖网式采珠法、软针制造技术、灰吹法炼银等等。因篇幅关系，无法逐一列举与详述。所有上述都是中国技术史中的宝贵精神财富，它们不但在当时中国是一流的，有些在当时世界上也是先进的。如果宋应星能被请到处于产业革命前夕的英国传授知识，他就会一下子拿到几十项技术专利，而使这场革命早日到来。我们只举一个例子来说明问题。古代金属工艺中高能燃料（煤炭）和高效鼓风机（活塞风箱）联合应用，是从《天工开物》首先反映出来的。一旦掌握了这个技术信息，就能造成前所未有的高温，炼出新的金属并改造旧的工艺。而当时欧洲仍使用中世纪手风琴式皮囊鼓风器，用煤炼铁要到17 世纪末。我们从18 世纪后期法国启蒙思想家狄德罗主编的《百科全书》中才看到这两项技术新事物。因而英国李约瑟博士对宋应星提供的技术信息给予了高度评价。①应当指出，技术革新不是靠苦干而是靠巧干才能取得，这就要动用思想智慧和探讨新的技术方法，此处所说技术方法，指技术中使用的具普遍意义的方法。因之，研究宋应星的技术方法论，便成为了解其技术哲学思想的一个重要侧面。
前已述及他构筑其技术结构体系时使用的思想方法，现在要分析他总结技术革新经验、阐述技术成果时使用的思想方法。
技术方法论在现代已成为认识工程学，然其渊源由来已久。
在历史上凡有成就的技术家，无不在技术方法上有所建树。
宋应星也是如此。现代工程学家使用的移植法、置换法、组合法和分解法等，②都早已被宋应星用过，且用得相当成功而得体。所谓移植法指将某一种技术方法运用于另一种技术之中，借他山之石以攻玉，从而得到技术创新。宋应星在《甘嗜》章首次描述的先进的甘蔗分栽技术，就是借移植法发展起来的。原来栽培水稻时，首先要择一块良田，将优良稻种种植下去，精心管理，待秧生30 天后，再将稻秧拔起，分栽于大田。这就是育秧分苗技术。它便于对稻苗集中管理和推广良种，至迟从汉代便已发展。将水稻育秧分苗技术移植到①潘吉星主编：《李约瑟文集》，第891 页（辽宁科学技术出版社，1986）
②项浙学、边克忠、林永康等：《化工技术论》，第119 页（浙江教育出版社，1989）
甘蔗种植上，便成为甘蔗分栽技术。宋应星描述此法时写道，将种蔗在冬初砍下，除去头尾后埋在土里。雨水前五、六天挖出，断成五、六寸长，每段有二个节，按一定顺序再埋土中，芽长一、二寸时勤加粪水。“俟［芽］长六、七寸，锄起分栽”。①这是甘蔗栽培技术中的一项重大革新。
移植法还表现为将某种技术原理运用于另一种技术领域中。《周礼。考工记》中总结的“六齐”（六剂）规则，一直是冶炼青铜（铜锡合金）的指导技术思想。该书指出，如将铜与锡（还应有铅）按六种不同配比冶炼，则所得到的青铜合金便有呈现不同的性质，用作不同器具。如“六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐。五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐。四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐。三分其金而锡居一，谓之大刃之齐。五分其金而锡居二，谓之杀矢之齐。金、锡半，谓之鉴燧之齐。”②此处“金”应理解为铜。对古代青铜的化验证明，书中所述基本反映实际。如作戈戟的青铜，四分其铜而锡居一，即含锡1/5 或20％，而当青铜含17—20％时最为坚利。
既然铜与锡按不同重量配比可冶炼出性质不同的青铜，那么铜与锌按不同配比所炼出的铜锌合金（黄铜）是否也会有不同性质呢？回答是肯定的。宋应星将“六齐”原理运用于黄铜冶炼时写道：“每红铜六斤，人倭铅（锌）四斤，先后入罐熔化，冷定取出即成黄铜，唯人打造”。③又说：“凡铸器低［质］者，红铜、倭铅均平分两（各含50％），甚至［倭］铅六铜四。高者名三火黄铜、四火黄铜，则铜七而［倭］铅三也。”④上述第一种黄铜以铜与锌按6：4 之比冶炼后，合金强度好，适于锻造加工成器。后种黄铜含铜锌各半，适于铸造成低质的黄铜器，再低者铜四锌六。制高质的黄铜必须提高铜的含量。
使铜与锌之比为7：3 或6：4，适用于铸币。宋应星还指出铜九锌一的合金可铸最好的钱，“掷地作金声”。他实际上也列举了铜锌六种配比，并叙述不同配比导致黄铜性质的不同。{ewc MVIMAGE，MVIMAGE， ！13800300_0473_1.bmp}前面所说的置换法，指在不改变工艺流程的情况下以一种原柄料、工具设备或动力能源取代另一种，从而引起技术革新。我们已提到用煤炭及双动活塞风箱代替木炭及皮囊鼓风器在金属工艺中所引起的变革。实际上这里便是用置换法。宋应星在榨油技术中建议用的南方榨，比徐光启《农政全书》卷23 描述的油榨（图43B）更为先进。后者由人站在其上以手挥槌击枋，冲击力小，而劳动强度又大。宋氏所述油榨由三人站在地上合力持撞，杆击枋，冲力大，劳动强度小，工效因而加倍（图43A）。《蘖》章介绍的红制造技术是宋元后才发展起来的。红除用作治病、调味、着色外，据宋应星说还有防腐作用，其制造要点是以红酒糟培养出的红霉①宋应星：《天工开物。廿嗜。蔗种》，上册，第74B 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
②闻人军：《考工记导读》，第29 页（巴蜀书社，1987）
③宋应星：《天工开物。五金。铜》，下册，第12B 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
（Monascus purpureus）为信（菌种）代替其他传统菌种。但红制造技术一直缺乏记载，从宋应星起人们才了解其技术细节。他还描述了“目击风中变幻”时发酵过程中物体由白→黄→褐→土红→红的颜色变化。
所谓组合法指将单项技术与单项技术相组合、将各单项技术设备以串联或并联方式组合、将不同类技术的原理与原理组合、将功能与功能按内在联系组合起来。宋应星在论述工农业生产技术时充分运用了组合法，首先表现在从生铁炼成熟铁和将生铁、熟铁合炼成钢方面。我们知道，生铁含碳量较高（2％），坚硬，但易脆，主要用于铸造钟、釜、炮等器物。熟铁含碳量低（0.06％），柔韧，性软，可锻造成各种生产工具，熟铁由生铁炒制脱碳而成，钢是将生铁与熟铁在一起熔炼，其含碳介于两者之间（0.6—1.7％）兼具两者的功能，故其硬、脆与韧性适中，有广泛用途。宋应星在《五金。铁》中谈三者的关系时写道：“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。生、熟相和，炼成则钢。”由生铁炼成熟铁，过去是先在炼铁炉中将铁矿砂炼成生铁，再在化铁炉中使生铁熔化，经过脱碳而炼成熟铁。宋应星提出与此不同的技术，利用他描述的“生熟炼铁炉”①系统，既可炼生铁，亦可同时炼熟铁，一炉两用。他写道：在炼生铁的炉子相连数尺远、低数寸之处筑一方塘，以短墙抵之。当炉内铁矿砂以木炭在高温（1000℃）下炼成生铁并液化后，趁生铁水未冷却前让其自动流入方塘，塘内撒入干泥粉。再由数人持柳木棍迅速搅拌铁水（加速生铁中碳的氧化以脱碳），于是炒成熟铁。这个工艺的先进之处在于，将炼生铁与从生铁炒成熟铁的两道工序加以组合，两步并作一步走。方法是将炼铁炉与炒铁设备直接串联起来，实现连续生产。就是说，从铁矿进入炼炉炼成生铁后，趁热直接炒成熟铁。于是省去了生铁再熔化工序，既提高工效，又节省燃料、劳力和时间，降低了生产成本。
用柳木棍疾搅是为加速生铁脱碳，又令脱碳均匀。向生铁水撒泥粉，除有助熔作用外，兼起造渣作用，防止铁过度氧化。
此法极其简练，直到近代仍在四川、云南等地使用。①如果目的只是为了炼生铁供铸造用，则从炼铁炉中将铁水从腰孔引入方形或圆形模子内，冷定后称“板生铁”或“坠子铁”。欲再制熟铁，则需将生铁水通过一糟直接引入方塘，趁热炒成熟铁。阅图45 时有三点须注意，否则就会感到困惑不解。其一，图内所绘风箱与炼炉大小比例失调。风箱约一人高（5—6 尺），则炉身至少应为风箱高度之2 倍方合理，且此炉应是依山势地形砌成。炉内每2 小时可出生铁600 斤，②每天一炉出7200 斤。其二，此图既表示单独炼生铁，又表示从生铁炒成熟铁。为节省插图，把本来应是两幅图也按组合法并在一起了。须注意的是，如只欲炼熟铁，则生铁水出炉后应直接过槽进入炒铁方塘，①宋应星：《天工开物。五金。铁），下册，第16—17 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
①华觉明：《中国古代冶金技术》，载《世界冶金发展探史》，第584 页（北京：科学技术文献出版社，1985）
②杨宽：《中国上法冶铁炼钢技术发展简史》，第108—110 页（上海人民出版社，1960）
不应再经过冷却模（图中炉与方塘之间的部分），否则铁水凝固。其三，炉口应密封，图中所标“坠子钢”应是“坠子铁”之刻误或笔误。只有作以上理解，方合宋应星文字叙述之本义及图内所示各环节的技术用意。我们提请读者在引用上述插图时，注意到这三点。
将生铁与熟铁的功能组合起来，便是炼钢的技术思想原理。基于这种思想形成的技术在南北朝（420—589）时已发展起来，称为“灌钢”，至宋代在全中国推行。沈括《梦溪笔谈》（1094）卷三予以阐明，亦名“团钢”或“苏钢”，属于高碳工具钢。实物分析表明，灌钢含碳0.92％，硅、锰、磷、硫等杂质均在0.10％以下。宋应星所述灌钢技术，为同时代人方以智（1611—1671）转引于《物理小识》卷七。此技术比沈括所述有两项技术改进。一是炉顶不用泥封，而代之以涂泥草鞋，处于既密封又透气的状态下。这样可使炼炉从空气得到较充分的氧，又使大部分火焰反射到炉内以提高炉温。其次，不将生铁块嵌在盘绕的熟铁条中，而是将熟铁打成薄片，切成1.5X4.65 公分的小片，捆紧后放在生铁之下，然后在炉内鼓风熔炼。利用生铁含碳多、熔点较低的特性，使生铁水灌注到熟铁片夹隙中实现均匀渗碳。①可以说宋应星抓住了使事物按预定方向转化的两个必要条件：保持炉内高温、保证均匀渗碳，而他所提出的改进正好提供了这两个条件。②英国科学史家李约瑟博士高度评价了宋应星的论述，说他在1637年“在这种相当先进的方式的炼钢过程中”“又补充了一些重要的细节”。
③鉴于西方没有这种独特的炼钢技术，李约瑟特为“灌钢”创译一个新词“Co-fusion”（“合炼钢”）。他还指出，他的英国同事于1954—1955 年对宋应星所述灌钢法作了模拟实验：“在900℃的温度中继续加热8 小时，一种均匀的共折混合结构的钢就产生了。这种钢强度大，和优质工具钢差不多，有时表面还有雪花状花纹”。当然，如将温度升至1100—1200℃，则所需冶炼时间还可缩短。李约瑟由此引出结论说，灌钢法“从理论上来说是开膛式平炉法和其他类似方法的祖先”。换言之，宋应星所述炼钢炉，是法国冶金学家马丁（Pierre Emi1e Martin，1824—1915）于1865 年发明的平炉或马丁炉的祖先，只不过顶部呈半密封状态而已。
在造纸技术领域内也有借组合法改良纸张性能的事例。竹纸纤维较短，成纸后拉力不大，但生产成本很低。皮纸纤维长，强度大，但成本较高。如果将竹纤维与韧皮纤维二者混合制浆造纸，则产品必介于竹纸与皮纸之间，具有二者的优点。这就成了竹一皮纤维混合制浆造纸的思想基础，正如同钢具有生铁与熟铁二者的特性一样。混合浆纸的制造，至迟在唐代已发展，至明代仍盛行。①宋应星对此给以定量描述，他写道：“凡皮纸，楮皮六十斤，仍入绝嫩竹麻（竹纤维）四十斤，同塘（同样在塘内）漂浸，同用石灰浆涂，①杨宽：《中国土法冶铁炼钢技术发展简史》，第200—201 页（上海人民出版社，1960）宋应星：《天工开物。五金》②同上③潘吉星主编：《李约瑟文集》，第897—899 页（辽宁科学技术出版社。1986）
①潘吉星：《中国造纸技术史稿》，第183 页（文物出版社，1979）
入釜煮糜。近法省啬者（近有更经济方法），皮、竹十七而外，或人宿田稻稿十三，用药得法，仍成洁白。“②这样，宋应星提出两类混浆纸，一是皮一竹混料纸，皮与竹以6：4 重量比配合；二是皮-竹草-稻草混料纸，皮-竹与稻草以7：3 之比配合。他指出后一种纸在生产制造上更为经济合算，因为稻草比竹料更便宜。根据这一思想，纸坊可以事先有计划地通过改变造纸各种原料的配比，来生产具有不同性能、用途及价格的纸，供用户选择。通过改变原料配比而有目的地生产具有不同性能的产品，一直是中国传统技术中的支配思想。
《粹精。攻稻》节又写道：“凡水碓，山国之人居河滨者之所为也。攻稻之法省人力十倍，人乐为之。？设臼多寡不一，值流水少而地窄者，或二三臼。流水洪而地室宽者，即并列十臼无忧也。”这里宋应星使用“并列”
（即并联）的术语。这种水难以水力为动力，通过传动装置带动并联的2—10 个石臼同时脱去稻壳，是将一个单项工序中的几个设备并联组合起来，工效立即提高数倍，又节省人力。在古代这是一种半自动化装置了。宋应星又继续说：“江南信郡（江西广信府，今上饶地区）水碓之法巧绝。？又有一举而三用者，激水转轮头，一节转磨成面，二节运碓成米，三节引水灌于稻田，此心计无遗者之所为也。”①这是一种相当复杂的多层式机械装置，仍以水力为动力。由水轮借一系列转动机件先带动第一节的水磨磨面，并带动第二节的水难使稻米脱壳，同时还将水提起，流入水槽用以灌田，“一举而三用。”这是将三种机械功能组合在一起，通过一个机械发挥多功能作用。而将这些功能联系在一起的，是水轮立式主轴。用组合法建成的这种装置，不但在中国其他农书中少见，就是在明代机械学家王徵（1591—1644）《远西奇器图说》（1621）内介绍的当时西洋机械中也属少见，自然也不会从徐光启译《泰西水法》（1612）中看到了。若是帮助王、徐二位翻译机械书的西洋耶稣会士看到《天工开物》，也交口称赞。
技术方法论中的分解法，此处指将一个难以处理的工序或设备分解成若干部分、再分别加以处理的一种思维方法。
与军事战略家所用的分合术相当。敌众我寡时，将敌分为小部、合我之多数兵力各个歼之。宋应星论大型铸件的铸造技术时，便使用这种方法。他在《冶铸。钟》节谈千斤钟、万斤钟用失蜡法铸造时说，铸重2 万斤的北极阁朝钟须将铸模在深一丈多的地坑中作成，再将4.7 万斤铜熔成铜水准备浇铸。
“凡火铜［熔］至万钧，非手足所能驱使”。于是宋应星提出将笨重而难以驱使的大熔炉分解成若干易于驱动的小熔炉（行炉），再把小熔炉流出的铜水居高临下地导入泥槽内使之汇合起来，“一齐如水横流，从槽道中视注而下，钟鼎成矣”①（图46）。现传世的北京大钟寺内永乐（1403—1424）大钟，重46.5 吨，有23 万字铭文，堪称庞然大物，也是用同样方法铸成的。应星谈分别浇铸要点时写道：“甲炉既倾，乙炉疾继之，丙炉又疾继之，其中自然粘合。若相承迂缓，则②宋应星：《天工开物。杀青。造皮纸》，中册，第73A 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
①宋应星：《天工开物。粹精。攻稻》，第55A 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
①宋应星：《天工开物。冶铸。钟》，中册，第18 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
先入之质欲冻，后［人］者不粘，衅（缝隙）所由生也。“②这要求浇铸时各司炉工象接力赛那样，动作迅速、准确而协调。
从图46 中我们也可看到这幅紧张劳动的场面。以“众小攻一大”的铸术，基于先进的技术思维与熟练操作工人的协调而得以实现，“盖人巧造成异物也”。
上述的分解法实际上是分解一组合法，因为铸大件时各小型熔铜炉最后要将铜水合流，进入铸模，实现一个大型熔炉的功能。运用这种思想方法也可锻造大型部件。例如以熟铁制成千斤锚、万斤锚，要用锻造方法。但将千万斤的大铁块整块地锤打成锚，也是困难的。于是宋应星告诉我们，可以将锚分为若干小部分，一部分一部分地处理，再将各部分组合起来。比如先将铁烧红，锤成四个锚爪，同时再用另一块铁锤成锚身。然后将锚爪逐个接在锚身上。为此，要搭个棚，众人站在棚上用铁链将锚吊起，令其转动。接口处烧红后撒上细墙泥粉，再由站在地上的众人合力挥锤锻打{ewc MVIMAGE，MVIMAGE， ！13800300_0483_1.bmp}（图47），分进合击，巨锚因而作成。《天工开物》各插图中以锤锚图人数最多，共15 人。其中7 人操纵铁链、转动锚坯，3 人挥锤，4 人提长杆控制并稳固砧台上锚坯，1 人撒细土于接口处。每人各就其位，分工明确，画得淋漓尽至。但还要至少有2 人拉拽风箱，另一工长任总指挥，这样就需要18 人参加巨型锻件制造了。不过要减少人数也是可以的，那就是用王徵《奇器图说》中介绍的滑轴起重机，“能以小力胜大重”、“能使重者升高”。如将起重机代替手拉铁链，就能减少拉链人数大半。可见宋应星描述的锤锚技术在当时也不无改进的余地。
将上述各种思想方法加以综合运用，便形成中国古代传统思想文化中一个具有普遍意义的伟大的技术哲学思想，值得在此处特别强调出来。因为当工农业生产实践中运用此思想时，创造出了人定胜天的各种奇迹。这种思想可表述为：La 与Lb 是属于相近范畴或类别L 的两种技术对象，各具X 与y的不同优良性
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