苏颂：创七项世界第一功绩震古烁今

                                                           2019-2-27 青野云麓

苏颂（1020年12月10日－1101年6月18日），字子容，汉族，原籍福建泉州府同安县（今属厦门市同安区）人。北宋中期宰相，杰出的天文学家、天文机械制造家、药物学家。出身闽南望族，其父苏绅曾任集贤殿修撰。

宋真宗天禧四年(公元 1020年)，苏颂出生于同安县城西北隅的芦山堂。这座三进双护厝的四合院现今已为苏氏祠堂，芦山堂前的一池水也因苏氏一族而得名洗墨池。苏颂幼承庭训， 勤奋好学，聪颖过人，'五岁父口授孝经，古今诗赋，皆成诵'。为官后日必记诵二千言，归则书于方册，家中藏数万卷。勤奋好学为苏颂流芳千古的业绩奠定了坚实广博的学识基础，坚韧不拔，勇攀科学高峰的意志也为他清除了求知路上的种种困境。

宋仁宗庆历二年(公元1042年)，年仅23岁的苏颂考中进士，一生从政五十余年，历任州县郡守令、馆阁校勘、集贤校理、知制诰、刑部尚书、吏部尚书兼侍 读、尚书右丞兼枢密院事、左光禄大夫、尚书右仆射兼中书侍郎(即宰相)等职务，为北宋仁宗、英宗、神宗、哲宗、徽宗五朝官吏，是一位爱国爱民、为官清廉、 举贤任能的名臣良相。宋徽中建中靖国元年(公元1101年)，苏颂病逝润州，享年82岁。宋理宗时追谥“正简”。

苏颂好学，于经史九流、百家之说，至于算法、地志、山经、本草、训诂、律吕等学无所不通。作为历史上的杰出人物，其主要贡献是对科学技术方面，特别是医药学和天文学方面的突出贡献。他领导制造世界上最古老的天文钟“水运仪象台”，开启近代钟表擒纵器的先河。李约瑟称其为“中国古代和中世纪最伟大的博物学家和科学家之一”。著有《图经本草》、《新仪象法要》、《苏魏公文集》等。

苏颂的科技成就

水运仪象台

元祐元年（1086年），苏颂奉命检验当时太史局等使用的各架浑仪（见浑仪和浑象）。因此想到应有表演的仪器和浑仪配合使用。先前太平兴国四年（公元979年）张思训曾创造水运浑象“太平浑仪”，后因机绳断坏，无人知其制法。苏颂访知吏部守当官韩公廉精通数学、天文学，告以张衡、梁令瓒、张思训仪器法式大纲。

韩公廉写出《九章勾股测验浑天书》一卷，并造成机轮木样一座。后由苏颂和韩公廉于元祐三年（1088年）集合一批工人制造，元祐七年竣工。这是一座把浑仪、浑象和报时装置三组器件合在一起的高台建筑，整个仪器用水力推动运转，后称水运仪象台，其中有许多突出的发明创造。

苏颂所研制的水运仪象台是一座高12米，宽7米，像三层楼房一样的巨型天文仪器。苏颂在说明中说：“兼采诸家之说，备存仪象之器，共置一台中。台有二隔，置浑仪于上，而浑象置于下，枢机轮轴隐于中，钟鼓时刻司辰运于轮上，……以水激轮，轮转而仪象皆动。”水运仪象台的上层是观测天体的浑仪，中层是演示天象的浑象，下层是使浑仪、浑象随天体运动而报时的机械装置。它兼有观测天体运行，演示天象变化，以及随天象推移而有木人自动敲钟、击鼓、摇铃，准确报时的三种功用。它不仅在国内取得了前无古人的成就，而且在三个方面为人类作出了贡献，使许多中外科技史专家为之叹服。

首先，置于水运仪象台上层观测用的浑仪，通过“天运单环”与“枢轮”相联，使浑仪能随枢轮运转。这与现代天文台转仪钟控制天体望远镜随天体运动的原理是一样的。因此，可以说水运仪象台的这套装置是现代天文台跟踪机械——转仪钟的远祖。英国科技史家李约瑟对这一点给以高度评价：“苏颂把时钟机械和观察用浑仪结合起来，在原理上已经完全成功。因此可以说他比罗伯特•胡克先行了六个世纪，比方和斐先行了七个半世纪。”

其次，水运仪象台顶部设有九块活动的屋板，雨雪时可以防止对仪器的侵蚀，观测时可以自由拆开。水运仪象台的活动屋顶是现代天文台圆顶的祖先。所以，苏颂与韩公廉又是世界上最早设计和使用天文台观测室自由启闭屋顶的人。

第三，水运仪象台的原动轮叫枢轮，是一个直径1丈1尺，由72根木辐，挟持着36个水斗和36个勾状铁拨子组成的水轮。枢轮顶部设有一组叫“天衡”、“天关”、“天权”、“左右天锁”的杠杆装置，枢轮靠铜壶滴漏的水推动。当漏壶的水滴满一个枢轮水斗时，“枢权”失去平衡，“格叉”下倾，枢权扬起，轮边铁拨子拨开“关舌”，拉动“天衡”，“天关”上启，枢轮下转。由于“左右天锁”的擒纵抵拒作用，使枢轮只能转过一辐，以次循环往复，等时运转。天衡系统对枢轮杠杆的这种擒纵控制与现代钟表的关键机件——锚状擒纵机构（俗称卡子），具有基本上相同的作用。所以说水运仪象台的天衡系统是现代钟表的先驱。

李约瑟在深入研究了水运仪象台之后，曾改变了他过去的一些观点。他在《中国科学技术史》中说：“我们借此机会声明，我们以前关于‘钟表装置……完全是14世纪早期欧洲的发明’的说法是错误的。使用轴叶擒纵器重力传动机械时钟是14世纪在欧洲发明的。可是，在中国许多世纪之前，就已有了装有另一种擒纵器的水力传动机械时钟。”

苏颂主持创制的水运仪象台是十一世纪末中国杰出的天文仪器，也是世界上最古老的天文钟。国际上对水运仪象台的设计给予了高度的评价，认为水运仪象台为了观测上的方便，设计了活动的屋顶，这是今天天文台活动圆顶的祖先；浑象一昼夜自转一圈，不仅形象地演示了天象的变化，也是现代天文台的跟踪器械 — 转仪钟的祖先；水运仪象台中首创的擒纵器机构是后世钟表的关键部件，因此它又是钟表的祖先。从水运仪象台可以反映出中国古代力学知识的应用已经达到了相当高的水平。

苏颂和韩公廉在完成水运仪象台之后，又研制了一台单独的水力推动的浑天象。人钻入天球内观看，在天球上凿孔为星，十分逼真。这是中国历史上第一架有明确记载的假天仪，它的创造性也是前无古人的。

机械

水运仪象台完成后，苏颂于绍圣初年（约1094～1096年间）把水运仪象台的总体和各部件绘图加以说明，著成《新仪象法要》一书。

苏颂在《新仪象法要》中绘制了有关天文仪器和机械传动的全图、分图、零件图50多幅，绘制机械零件150多种，其中多为透视图和示意图，这是我国也是世界上保存至今的最早最完整的机械图纸。正是根据这些图纸，王振铎、李约瑟等人才能较准确地复原出水运仪象台的全貌。例如从这些图纸和说明文字中可以知道，水运仪象台枢轮的运转规律是齿轮系从6个齿到600个齿的传动；每25秒落水一斗，每刻钟转一周，一昼夜转96周，而昼夜机轮、浑象、浑仪也转一周，这与地球运动是大致相应的。又如，通过这些图纸，我们知道水运仪象台第一层木阁内是昼夜钟鼓轮，有不等高的三层小立柱，可以拉动三个木人的拨子，以关拨作用拉动本人的手臂，到一刻钟时，木人出而击鼓，时初摇铃，时正敲钟。而第二层木阁内是昼夜时初正轮，第三层木阁内是报刻司辰轮，第四层木阁内是夜漏金钲轮，第五层木阁内是夜漏司辰轮。要是没有这些珍贵的图纸，我们就难以弄清木阁内的机械木人是如何按时击鼓、摇铃和敲钟的。因此，《新仪象法要》中所附机械图是了解苏颂天文著作及其成就的关键，同时也是进而释读张衡、一行、张思训等同类著作的钥匙。

星图

苏颂为了能更直观地理解星宿的昏晓出没和中天，又提出设计一种人能进入浑天象内部来观察的仪器，即假天仪。具体设计仍由韩公廉推算完成。它是用竹木制成，形如球状竹笼，外面糊纸。按天上星宿的位置，在纸上开孔。人进入球内观看，外面的光从孔中射入，呈现出大小不同的亮点，好象夜空中的星星一般。人悬坐球内扳动枢轴，使球体转动，就可以更形象地看到星宿的出没运行。这架仪器是近代天文馆中星空演示的先驱。

苏颂在《新仪象法要》中还绘有多种星图，如“浑象紫微垣星图”、“浑象东北方中外官星图”、“浑象西南方中外官星图”、“浑象北极星图”、“浑象南极星图”、“四时昏晓加临中星图”、“春分昏中星图”、“春分晓中星图”、“夏至昏中星图”、“夏至晓中星图”、“秋分昏中星图”、“秋分晓中星图”、“冬至昏中星图”、“冬至晓中星图”等，计14幅。

这14幅星图中，最有价值的是前五幅。其中“浑象东北方中外官星图”是从角宿到壁宿的星官，“浑象西南方中外官星图”是从奎宿到轸宿的星官，“浑象紫微垣星图”，是以北斗七星为主的布列于浑象之北上规的183颗星，“浑象南极星图”和“浑象北极星图”则是以天球赤道为最外界大圆的南天星图和北天星图。苏颂为了星图绘制精确，采取了圆横结合的画法。横图分成两段：东北方中外官星图是从秋分到春分，西南方中外官星图是从春分到秋分。另外，在把球面上的星辰绘制到平面上时，苏颂发现了失真问题，于是他采用了把天球循赤道一分为二，再分别以北极和南极为中心画两个圆图的方法，从而减少了失真，这是星图绘制中的一项新成就。

苏颂星图是历史上流传下来的全天星图中保存在国内的最早星图。保存至今的唐代敦煌星图，在时间上比苏颂星图要早，但被斯坦因盗走，现存伦敦不列颠博物馆。但是，苏颂星图比敦煌星图更细致和更准确。如敦煌星图绘星1350颗，苏颂星图绘星1464颗；敦煌星图主要依据《礼记•月令》的资料，并非实测；而苏颂星图则是根据元丰年间的实测绘制；敦煌星图是从玄枵（子）开始，按十二次的顺序作不连续排列，中间夹以说明文字，有关分野问题也不科学，苏颂星图则从角宿开始，按二十八宿顺序，作连续排列，并完全去掉了有关分野等不科学成分。

就所列星的数目而言，苏颂星图的贡献也是值得称道的。如欧洲到14世纪文艺复兴以前，观测的星数是1022颗，要比苏颂星图少422颗，因此，西方的科技史家蒂勒、布朗和萨顿等甚至认为：“从中世纪直到14世纪末，除中国的星图以外，再也举不出别的星图了。”

文学

苏颂是一位“高产”的诗人，仅收录在《苏魏公文集》中的诗歌就有587首，且多是律诗、绝句。长律多达1400字，可谓“律诗之最”。

苏颂的大部分诗作是奉和之作，其中有一些是与一代诗翁欧阳修、苏东坡的奉和诗篇。但也不乏名篇佳作。

《前后使辽诗》就是他的上乘之作，具有现实主义笔触和真挚情感。如《和土河馆遇小雪》“人看满路琼瑶迹，尽道光华使者行”，反映为使者送行的盛况和使者的高尚、复杂心理；《和就日馆》“戎疆迢递戴星行，朔骑奔驰束火迎”，“每念皇家承命重，愧无才誉副群情”，生动记述辽国使者迎接宋使的情形，反映诗人忧国忧民、惟恐任务完成不好的心情。此外，如描绘“青山如壁地如盘”的北国风光，“牧羊山下动成群”的劳动景象，“依稀村落见南风”的异国风情等。

药物学

嘉祐初年，苏颂受诏校定与编撰医书。苏颂做科技工作时，不但指导全局，而且亲自动手，不惮繁巨，不畏劳苦。《图经本草》的标本、药图和说明文字来自四面八方，“今天下所上，绘事千名……事有详略，言多鄙俚。向非专一整比，缘饰以文，则前后不伦，披寻难晓”。为整理这堆积如山、其乱如麻的原始材料，他提出了六项原则。苏颂的前三项原则是想尽一切办法把问题研究明白；后三项原则是实事求是，既不轻易舍弃来自基层的资料，也不急于作出判断，而是两说并存或存疑待考。这也是他的工作能取得重大成就并经受住时间考验的一个重要原因。

嘉祐二年（1057年），与掌禹锡、林亿等一起编写了《嘉祐补注神农本草》（简称《嘉祐本草》）。为了改变本草书中混乱和错讹状况，他建议：“诸路州县应将产药去处，并令识别人仔细辨认根、茎、苗、叶、花、实，形色、大小，并虫、鱼、鸟、兽、玉石等堪入药用者，逐件画图，并一一开说著花、结果、收采时月及所用功效。其番夷所采药，即令询问榷场、市舶、商客，亦依此供析，并取逐味各一二两或一二枚，封角，因入京人差赍送当所投纳，以昭凭证。画成本草图，并别撰图经，所冀与今本草并行，使后人用药知所依据。”

朝廷采纳了苏颂的建议，并委任他编撰《图经本草》。经过四年的艰苦努力，在嘉祐六年（1061年），苏颂编撰完成了《图经本草》21卷。

《图经本草》在药物学上有重大价值。唐《新修本草》的药图和《天宝单方药图》都已散佚殆尽，韩保升《蜀本草》的药图也已不存。《图经本草》在这种情况下诞生，其意义更加重大。它不仅对药性配方提供了依据，而且对历代本草的纠谬订讹作出了新贡献，特别是使过去无法辨认的药物可以确认无误。如牛膝，《神农本草经集注》说：“其茎有似牛膝，故以为名。乃云有雌雄，雄者茎紫色而节大为胜尔。”以此很难判断出是什么植物。《图经本草》则写得十分具体：“春生苗，茎高二三尺，青紫色。有节如鹤膝，又如牛膝状，以此名之。叶尖圆如匙，两两相对于节上，生花作穗，秋结实甚细。”我们可以根据匙形对生叶，细实穗状花，节部结牛膝三大特征，断定为苋科植物怀牛膝。

为编写《图经本草》而进行的全国性普查，其另一重要意义是扩大了药源。如菟丝过去从朝鲜进口，现知冤句（山东荷泽）也产此药。奚毒原知只有河南嵩山少室出产，而从提供分析的样品中知道四川也有，等等。

《图经本草》在生物学上也有较大贡献。如它对动植物形态进行了准确生动的描述：乌贼鱼，“形若革囊，口在腹下，八足聚生口旁，只一骨，厚三四分，似小舟，轻虚而白。又有两须如带，可以自缆，故别名缆鱼。”真切地反映了头足纲乌贼科动物的特点。

《图经本草》在矿物学与冶金技术方面也有一定贡献。如它记载了丹砂、空青、曾青等105种矿物药。丹砂条的描述说：“丹砂生符陵山谷。今出辰州、宜州、阶州，而辰州者最胜，谓之辰砂。生深山石崖间，土人采之，穴地数十尺，始见其苗，乃白石耳，谓之朱砂床。砂生石上，其块大者如鸡子，小者如石榴子……又似云母片可析者，真辰砂也，无石者弥佳。过此皆淘土石中得之，非生于石床者。”这里不仅说明了丹砂这种矿物药的产地和特点，而且简要介绍了丹砂矿的开采过程。

《图经本草》中关于冶金技术也有许多记载，如关于钢铁冶炼的工艺过程：“初炼去矿，用以铸泻器物者，为生铁；再三销拍，可做鍱者，为鑐铁，亦为之熟铁；以生柔相杂和，用以做刀剑锋刃者，为钢铁。”这简要描述了宋代三种钢铁的冶炼方法及其不同功用。又如对炼银的方法记述说：“银在矿中与铜相杂，土人采得，以铅再三煎炼方成。”对灰吹法炼银的工艺说：“其初采矿时，银铜相杂，先以铅同煎炼，银随铅出。又采山木叶烧灰，开地作炉，填灰其中，谓之灰池。置铅银于灰上，更加火大煅，铅渗灰下，银住灰上，罢火，候冷出银。”这是关于灰吹法炼银的最早最详尽的记载。《图经本草》的科学贡献是多方面的，还有待我们进一步地研究和发掘。

苏颂用尽毕生精力专注于科技学上的追求和探索，在静力学、动力学、光学、数学、机械科技方面的均有深厚的造诣.

　　苏颂为后世留下泽被苍生、沾溉无尽的科技财富。南宋理学家朱熹任同安主簿时为纪念这位同安之子在同安孔庙里修建苏公祠。苏颂的科技成果也被国际所关注。世 界各地的苏颂研究协会和海外苏氏宗亲致力于推广苏颂文化，宣扬苏颂的业绩，继承先贤的遗泽，发扬光大中华民族的优秀科技文化。

　　光荣的历史诉说过去，前人的智慧之泉悠然汇入历史长河，辉煌的科技成果载入厚重的科技史册。岁月更替，水运仪象台的枢轮依然转动，迸发出璀璨夺目的智慧光芒。缅怀过去，展望未来，任重而道远。如果说聆听历史是种深远的智慧，那么，就让历史照亮我们未来的航程。