前年,我回老家开封,参观了开封新博物馆,给我印象最深的就是那个水运仪象台,震惊之余,也让我对发明这个东西的人起了兴趣,苏颂,一个我原来不了解的人,经过查资料,发现此人实为中国古代和中世纪最伟大的博物学家和科学家之一(李约瑟原话)。
苏颂(1020年12月10日-1101年6月18日),字子容,原籍福建路泉州同安县(今属厦门市同安区),后徙居润州丹阳县。中国北宋中期官员,杰出的天文学家、天文机械制造家、药物学家。
苏颂于宋仁宗庆历二年(1042年)与著名改革家王安石同登进士及第后,一生从政五十余载,从地方官到中央官吏,为北宋仁宗、英宗、神宗、哲宗、徽宗五朝重臣,73岁荣膺宰相。是一位忠君爱国、品德高尚、为官清正、慎重稳健、举贤任能的贤臣良相。苏颂于建中靖国元年5月,薨于润州,时年82岁。上辍朝三日,赠司空魏国公,故历代志书称之为“苏魏国”,又追谥“正简”。
纵观苏颂一生,既是一位杰出的政治家、外交家、文学家、史学家,还是一位鲜为人知的科学家,他在科技方面的成就远远超过了他的政绩,主要体现在天文、医药、机械等领域。
在天文方面:其最显著的成绩是和韩公廉等人发明制造的水运仪象台,它是以漏刻水力驱动的,集天文观测、天文演示和报时系统为一体的大型自动化天文仪器,被称为时钟界的鼻祖,中国第五大发明,是世界上最早的天文钟。水运仪象台的诞生标志着中国古代天文仪器制造史上的高峰,它的原理比罗伯特·胡克早六个世纪,比方和斐早七个世纪。
整座仪器高约12米,宽约7米,是一座上狭下广、呈正方台形的木结构建筑。其中浑仪等为铜制。全台共分三隔。下隔包括报时装置和全台的动力机构等。中隔是间密室,放置浑象。上隔是个板屋,中放浑仪。这台仪器的制造水平堪称一绝,充分体现了中国古代汉族劳动人民的聪明才智和富于创造的精神。
上层是一个露天的平台,设有浑仪一座,用龙柱支持,下面有水槽以定水平。浑仪上面覆盖有遮蔽日晒雨淋的木板屋顶,为了便于观测,屋顶可以随意开闭,构思比较巧妙。露台到仪象台的台基有七米多高。
中层是一间没有窗户的“密室”,里面放置浑象。天球的一半隐没在“地平”之下,另一半露在“地平”的上面,靠机轮带动旋转,一昼夜转动一圈,真实地再现了星辰的起落等天象的变化。
下层包括报时装置和全台的动力机构等。设有向南打开的大门,门里装置有五层木阁,木阁后面是机械传动系统。
这两幅图中的小人就是水运仪象台左下角里的部分,主要是有击鼓、摇铃,准确报时的三种功用,图上的五层木阁共有12个紫衣小木人、23个红衣小木人、126个绿衣小木人、1个击钲小木人,累计162个小木人。负责全天各个时段的报时,很是令人惊叹。
可惜的是,金兵攻入汴京后,掠走了水运仪象台,运至燕京。由于一路颠簸,机枢齿轮多有损坏,难以使用。再加上汴京与燕京的地理纬度不同,即便是使用也已不再精准;后又遭雷击,浑仪跌落。最后在金被蒙元吞灭的战争中,水运仪象台终告毁亡。
宋室南迁后,曾多次想要再造仪象台,先后找了几人来主导此事:首先找到了苏颂的助手袁惟几,因为他参与了元祐年间仪象台的研制工作,但没有成功;再找来苏颂之子苏携,“考质旧法,而苏携亦不能通也”;后来又让秦桧、朱熹等人进行研制,也都没能成功制成。从这方面也可以看出水运仪象台影响之深远,构造之精妙。
水运仪象台的复制也是在现代才开始:
1958年,王振铎最先复原水运仪象台1:8静态模型,该复原原件存放於中国历史博物馆;
1970年,李约瑟在其家乡制造并展出了1:4的静态模型;
1988年,在水运仪象台之父—苏颂的家乡,福建省厦门市同区,制成了1:8的电动模型;
1997年,在日本现代钟表工业的发祥地,长野县诹访市,由精工钟资600万美元,耗时8年(北宋当年只用了六年)制成了1:的金属动态模型;
2014年4月29日,开封市政府在清明上河园景区召开新闻发布会,宣布由开封市政府、中国科学院国家天文台、清华大学、中国科学院自然科学史研究所联合打造的大宋水运仪象台科学复原1:3模型正式在国家5A级景区—清明上河园亮相,这是世界上首个运用水动力的“大宋水运仪象台”复原模型。
最后用当代著名天文学史专家席泽宗先生的一句话结尾:我们今天谈论我国古代天文仪器方面的辉煌成就,并不是用祖先的成绩来安慰我们现实的落后,而是要把往昔的光荣,作为今日的激励,鼓舞我们去攀登新的高峰。古人尚且如此,今人应当更加努力!