宋代科技—不能想象的给力

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张择端《清明上河图》

宋代是个很奇葩的朝代，整个一朝重文抑武，一手软一手硬，其国祚虽然长达319年，但其间时不时被金、辽、西夏等邻国按在地上摩擦，动不动就赶紧签订有辱国格的“不平等条约”，又送银子又送丝绢，就这中间北宋还被金国所灭，南宋最后还被元朝所灭，因此在民间和史学界眼里，宋就是个不堪的“弱鸡”。然而，要论社会的繁荣，宋代要称第二，就没有其它朝代敢称第一了。

据大量正史记载和研究，宋代经济确实前所未有的繁荣，政府钱多的烫手，财政收入曾高达1.4亿贯。GDP和人均GDP肯定是当时的世界老大。具体占世界GDP总量的比例，则因历史资料的多寡和研究方法的不同，结论相差很大，从占比30%～80%不等；人均GDP则从折合六七百美元到两千五六百美元不等。不管这些研究是否着调，起码也说明宋代其实没有感觉的那么弱，不然其国祚咋比唐还长19年呢！

要说宋为啥有钱，其实也不复杂。因为除了政治基础、国家管理理念、优越的地理环境和比较长期稳定的社会环境（除了金人和蒙古人的灭国外，大多数的入侵都是疥癣之痒）等因素外，宋代实际是我国古代的一个科技高地，从朝堂大员到山野布衣，从堂堂武将到风流文人，都以搞点科技研究、出点科技专著或整些发明创造为时髦，整个社会科研氛围十分浓厚。宋人的研究范围很广泛，包括农林学、生物学、天文学、地学、气象学、数学、物理学、采矿学、冶金学、建筑工程学、医药学、水力学等等。“科学技术是第一生产力”，有了全面开花的科技研究成果，社会生产能力的提升就可想而知了，财政收入自然就多了起来。

有宋一朝的科技成果很多，如果说最逆天的，当首推活字印刷术和顿钻（冲击钻）钻井技术（卓筒井钻井工艺）。前者推动了世界发展，后者造福了桑梓和子孙。

毕升与活字印刷

活字印刷术是中国古代四大发明之一，北宋布衣毕升的神发明。这一技术打破了雕版印刷传统，极大地提升了印刷效率，推动了文化传播。

顿钻钻井技术，是全球首创的小口径钻探技术，具有划时代的意义，北宋四川民间创新发明。其工艺成井效率高、安全、深度大，使四川自贡、大英等地区井盐开采技术进入了新时代，从此四川井盐业独占全国盐业鳌头，并一直延续到元明清，繁荣了八百多年。

宋代科技很多虽是世界首创，却紧密联系社会经济活动，对生产的作用很大。农学方面，《荔枝谱》《蚕书》《橘录》《农书》《糖霜谱》都是首创性或开拓性的成果：《荔枝谱》，北宋著名政治家、文学家、书法家蔡襄撰，记载了荔枝品种32个以及荔枝培栽、病虫害防治、加工和储藏技术，是世界第一部果树培栽学专著；《蚕书》，大词人秦观撰，系统记述了蚕的生活特性、饲养方法以及缫丝技术和工具等，极富实用价值，是世界第一部养蚕、缫丝的专著；《橘录》三卷，抗金名将韩世忠之子韩彦直撰，记载了27个柑橘类果树品种和栽培管理、果实收藏技术，是世界最早的柑橘类果树专著；《农书》，南宋隐士陈敷74岁时撰，是我国古代第一部水稻栽培技术著作，对农业生产贡献巨大；《糖霜谱》，南宋著名文学家、音乐家王灼所撰，是世界第一部甘蔗种植生产和糖霜制造工艺的科技专著。

医药学方面，《太平圣惠方》《圣济总录》、针灸铜人及《铜人腧穴针灸图经》《经史证类备急本草》、睡圣散、《洗冤集录》或是集大成或是首创。《太平圣惠方》，北宋医学家王怀隐等奉敕编撰，汇录名方16834首，对中医药学具有重大价值；《圣济总录》，宋太医院在《太平圣惠方》基础上编撰，收录药方20000多个；北宋医家王惟一奉旨以精铜铸针灸铜人两具，内置脏腑，刺中穴位，则液体溢出，教学和考试使用极为便利。其所撰《铜人腧穴针灸图经》与针灸铜人相辅行世；《经史证类备急本草》，集宋代之前中药学成就之大成，北宋医药学家唐慎微撰；《扁鹊心书》，南宋医家窦材所撰，其中记载的由山茄花（曼陀罗花）和火麻花配制的药方“睡圣散”，是中药全身麻醉药方的最早记载，至今仍有重要价值；《洗冤集录》，南宋提刑官宋慈所撰，世界第一部司法检验专著，对法医学发展影响很大，被译成多种文字广泛流传，电视剧《大宋提刑官》即据此演绎而成。

天文学方面，《天文图》《奉元历》《浑仪议》《浮漏议》《景表议》《统天历》均是重要成果。北宋政府进行过五次大规模恒星观测，并绘成星图，现载有1440颗恒星的石刻《天文图》仍保存在苏州；北宋盲人天文学家卫朴经政治家、大科学家沈括推荐，主持修订成空前精密的《奉元历》；沈括主持新浑仪制造，著《浑仪议》《浮漏议》《景表议》等重要天文学著作；南宋天文学家杨忠辅制《统天历》，定一年为365.2425日，与回归年仅差26秒，精度与公历相当，而早三百八十余年。

地学方面，《太平寰宇记》《梦溪笔谈》《通志》是重要成果。《太平寰宇记》，北宋乐史撰，是一部较完整的地理总志，对后世地志影响很大；《梦溪笔谈》是一部笔记式综合性科学巨著，沈括撰，其中涉及地质学条目20多个，内容包括海陆变迁、化石、古地理环境推断、流水侵蚀作用、石油等，见解与现代地质学几无二致，领先欧洲同类见解数百年；《通志》，南宋史学家郑樵撰，其中的《地理略》《都邑略》是重要的地理沿革著作。

数学方面，“增乘开方法”“隙积术”“会圆术”、《数书九章》《测圆海镜》是重要数学成果。开任意高次幂的“增乘开方法”，北宋贾宪首创，载于《黄帝九章算法细草》；“隙积术”“会圆术”，沈括首创，主要用于高阶等差级数求和以及求弧长；《数书九章》，南宋秦九韶撰，主要推广增乘开方法，叙述高次方程的解法；《测圆海镜》，南宋数学家李治撰，主要论述“天元术”（一元高次方程）。

物理学方面，“人工磁化”、“地磁偏角”、“凹面镜聚光”、 “指南针航海”、“小孔成像”都是首创性的发现。据北宋曾公亮《武经总要》记述，公元1044年已发现了利用地球磁场进行人工磁化制作“指南鱼”的经验方法；据《梦溪笔谈》载，宋代的堪舆师早已发现了地磁偏角；《梦溪笔谈》卷三还记载了凹面镜的聚光性；北宋朱彧《萍洲可谈》记载了指南针用于航海；南宋赵友钦《革象新书》记载他的光学实验，得出了小孔成像的正确结论。这些成果都是世界最早的！

冶金学方面，《浸铜要略》、冷锻技术是突出成就。胆水浸铜技术虽然五代已经出现，但大量应用于生产则是宋代。《浸铜要略》，北宋胆铜技术能手张潜撰，对宋代胆铜业的兴起、发展产生了巨大的促进作用。有宋一朝，胆铜占了铜产量的15～81/%；冷锻技术对于冷兵器时代铠甲和兵器的制造非常重要，北宋李焘和沈括在《续资治通鉴长编》和《梦溪笔谈》记载了这一技术。

元刊《梦溪笔谈》

水利学方面，运河复闸、三埽合龙门法都是独创的首水利技术。运河复闸，宋初乔维岳主持修建，是运河史上一项重要成果；三埽合龙门法，河工高超所创，一直为后人沿用来封堵决口。

建筑工程学方面，《木经》《营造法式》是古代建筑技术的结晶与总结。《木经》，北宋木工喻皓撰；《营造法式》，北宋建筑学家李诫在《木经》基础上所撰，是北宋官方颁布的建筑设计与施工的规范，也是我国古代最完整的建筑技术著作。

军事学方面，《武经总要》是最具代表性的成果。该书是一部百科全书式的新型兵书，北宋天章阁待制曾公亮、工部侍郎参知政事丁度等奉旨编纂，包括军事理论与军事技术两大部分。前集卷12记载了世界上最早的火药配方和工艺流程，介绍了使用火药制造火箭、火炮和火蒺藜等火器的方法，以及原始的火焰喷射装置“猛火油柜”（猛火油系石油制品）。