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力學(xué)主要成就
水運(yùn)儀象臺(tái)建造者
北宋科學(xué)家蘇頌領(lǐng)導(dǎo)建造的水運(yùn)儀象臺(tái)是十一世紀(jì)末世界上最先進(jìn)的天文儀器，堪稱中世紀(jì)機(jī)械工程的巔峰之作。
蘇頌承認(rèn)，他的成就是建立在張衡、一行等前人的基礎(chǔ)之上的。他的《新儀象法要》一書詳細(xì)記錄了這座儀器的結(jié)構(gòu)和制造方法，為后人留下了寶貴的財(cái)富。
人物簡(jiǎn)介
蘇頌（1020年12月10日－1101年6月18日），字子容，福建路泉州同安縣（今屬福建省廈門市同安區(qū)）人。中國(guó)北宋中期官員，杰出的天文學(xué)家、天文機(jī)械制造家、藥物學(xué)家。 [6] [72]
蘇頌出身閩南望族，于宋仁宗慶歷二年（1042年）登進(jìn)士第，授宿州觀察推官。此后長(zhǎng)期在館閣供職，廣涉古籍，留心醫(yī)學(xué)。嘉祐六年（1061年）后多次出知地方，治績(jī)斐然，并兩次出使遼朝、三任館伴使。宋神宗時(shí)曾參與元豐改制。宋哲宗即位之初，歷任刑部尚書、吏部尚書、尚書右丞，至元祐七年（1092年）升任守尚書右仆射兼中書侍郎，成為宰相。他執(zhí)政時(shí)量能授任，務(wù)使百官守法遵職。同時(shí)不立黨援、以禮自持 [16]，故能于哲宗親政后以太子少師致仕。宋徽宗時(shí)進(jìn)拜太子太保，封趙郡公。建中靖國(guó)元年（1101年），蘇頌逝世，終年八十二歲。獲贈(zèng)司空。后追封魏國(guó)公。宋理宗時(shí)追謚“正簡(jiǎn)” [23]。
蘇頌博學(xué)多才，于經(jīng)史九流、百家之說(shuō)，及算法、地志、山經(jīng)、本草、訓(xùn)詁、律呂等學(xué)無(wú)所不通。他領(lǐng)導(dǎo)制造了世界上最古老的天文鐘“水運(yùn)儀象臺(tái)”，開啟近代鐘表擒縱器的先河。因其對(duì)科學(xué)技術(shù)，特別是醫(yī)藥學(xué)和天文學(xué)方面的突出貢獻(xiàn)，故而被稱為“中國(guó)古代和中世紀(jì)最偉大的博物學(xué)家和科學(xué)家之一” [1]。有《本草圖經(jīng)》《新儀象法要》《蘇魏公文集》等作品傳世。今人輯有《蘇頌全集》
宋真宗天禧四年（1020年）十一月二十三日（12月10日），蘇頌在福建路泉州同安縣蘆山堂（今福建省廈門市同安區(qū)城關(guān)）出生。 [2]
蘇頌自少警敏，刻苦求學(xué)。在他少年時(shí)期，父親蘇紳歷任顯職，按例，蘇頌可以不經(jīng)科舉而以父蔭得京官之職。但他推辭不就，專心科舉，于宋仁宗慶歷二年（1042年）成功考中進(jìn)士。及第之后，被授為漢陽(yáng)軍觀察判官，未就職，于是改授宿州觀察推官。次年（1043年），升知江寧縣。他主政地方之初，便能做到為政有法，深得監(jiān)司王鼎、王綽、楊纮等人的稱許。 [3] [56]
后來(lái)，蘇頌因“丁外艱”而離職服喪。喪期滿后，出任南京（應(yīng)天府）留守推官，受到南京留守歐陽(yáng)修的倚重，歐陽(yáng)修將政務(wù)委托給他辦理。而閑居睢陽(yáng)的前宰相杜衍也非常器重他，對(duì)其悉心傳授平生經(jīng)歷 [4]。三年任滿，正趕上父親蘇紳病逝，蘇頌離職服喪，將父親葬于京口，并從此移居潤(rùn)州丹陽(yáng) [2]。 [6]
皇祐五年（1053年），蘇頌被召入朝中，授“試館閣校勘”，開始校正和整理古籍的生涯 [5]。不久遷大理寺丞。至和元年（1054年），改任同知太常禮院 [5]。嘉祐二年（1057年），改任集賢校理、校正醫(yī)書官。嘉祐四年（1059年），兼任殿試復(fù)考官，次年（1060年）調(diào)太常博士，仍兼校正醫(yī)書官等職。 [6]
蘇頌在朝廷任職期間，“廉靜自守” [56]，專心校正編撰古籍，由此廣泛接觸有關(guān)文獻(xiàn)資料，為他成為一個(gè)淵博的學(xué)者創(chuàng)造了條件。 [6]
宰相富弼、韓琦也認(rèn)為他賢能，特意詢問(wèn)他有何要求。蘇頌不為自己求取京官，反而懇請(qǐng)出外供職，由此更受到富、韓二人稱嘆。嘉祐六年（1061年），蘇頌離開朝堂，出知潁州。嘉祐八年（1063年），獲召入朝，任“開封府界提點(diǎn)諸縣鎮(zhèn)公事”。 [6]適逢仁宗崩逝，需要修建山陵，主管部門向各郡征收一時(shí)難得的物資。蘇頌對(duì)他們說(shuō)：“遺詔務(wù)從儉約，怎么可以強(qiáng)制下面交納當(dāng)?shù)夭怀霎a(chǎn)的東西。”減輕了當(dāng)?shù)匕傩盏呢?fù)擔(dān)。 [56]
宋英宗治平二年（1065年），被改調(diào)為三司度支判官。 [6]累遷尚書工部郎中，又出任淮南轉(zhuǎn)運(yùn)使。在去淮南前的治平四年（1067年）八月，蘇頌先任遼朝使臣的伴送使。當(dāng)蘇頌一行行至恩州時(shí)，突遇驛館起火。由于他遇事鎮(zhèn)定，舉措得當(dāng)，沒(méi)有發(fā)生混亂，遼使未曾受到大的驚擾，因此很得新即位的宋神宗的贊賞。蘇頌入朝時(shí)，神宗對(duì)他“勞問(wèn)甚寵”。數(shù)月后，蘇頌被召入朝，奉詔修起居注。同年任賀遼太后生辰使，出使遼朝。在此期間，接連判尚書禮部祠部司、三司都磨勘司、太常寺等事。 [56]
熙寧元年（1068年），蘇頌升任知制誥。熙寧二年（1069年），拜知通進(jìn)銀臺(tái)司兼門下封駁事，歷任同知審刑院、提舉官告院、判司農(nóng)寺事。又任遼朝賀生辰伴使。熙寧三年（1070年），奉詔“權(quán)同知貢舉”。 [56]
在“李定匿喪事件”中，蘇頌抵制宰相王安石越級(jí)提拔秀州判官李定為太子中允、權(quán)監(jiān)察御史里行，三次拒絕草擬任命詔書，神宗震怒，將蘇頌撤職。但蘇頌幾次拒絕草詔，都有自己的理由：第一是他堅(jiān)持“舉之于眾，試之于事，功實(shí)著風(fēng)而后命之”的用人原則，而破格提拔李定違背以前的法令。第二是李定不夠破格提拔的標(biāo)準(zhǔn)，他“素?zé)o聲稱”，不能因偶有奏對(duì)稱心，就破格提拔。第三是先做一般提拔，放在皇帝身邊考察，如果確有奇謀碩畫，再破格提拔也不遲。 [6] [52]
熙寧四年（1071年），蘇頌出知婺州。熙寧六年（1073年），轉(zhuǎn)知亳州。熙寧八年（1075年），再知應(yīng)天府。 [6]
蘇頌在地方時(shí)，關(guān)心民瘼，體恤百姓，深為神宗所知。熙寧九年（1076年）正月，蘇杭再次發(fā)生自然災(zāi)害。在選任地方長(zhǎng)官時(shí)，神宗稱“蘇頌仁厚，必能拊安吳人”，命其知杭州。 [6]
熙寧十年（1077年），蘇頌自杭州被召回，參與修撰《仁宗實(shí)錄》《英宗實(shí)錄》。 [6]八月，時(shí)任秘書監(jiān)兼集賢院學(xué)士的蘇頌以龍圖閣直學(xué)士、給事中身份再任賀遼主生辰使。 [56]
元豐元年（1078年），蘇頌權(quán)知開封府，以嚴(yán)法治理。但因不處置牽連祥符縣令李純的犯法僧人，遭御史舒亶以“故縱”罪彈劾，于次年（1079年）正月被貶為秘書監(jiān)、集賢院學(xué)士、知濠州 [43]。 [7]
元豐三年（1080年）至元豐四年（1081年），蘇頌自濠州接連調(diào)知河陽(yáng)軍、滄州等地。 [6] [8]
元豐四年（1081年），蘇頌再度被召入朝，奉命判尚書吏部兼詳定官制。任內(nèi)盡心改革官制弊病，并建議創(chuàng)吏部“四選法”。 [6] [9]次年（1082年）任遼賀正館伴使。 [56]
宋哲宗元祐（1086年－1094年）初年，太皇太后高氏臨朝聽政，舊黨執(zhí)政，蘇頌被授官刑部尚書，又轉(zhuǎn)為吏部尚書兼翰林侍讀學(xué)士 [10]。后調(diào)翰林學(xué)士承旨 [11]。元祐五年（1090年），進(jìn)位尚書左丞。 [11]
元祐七年（1092年）四月，蘇頌升任左光祿大夫、守尚書右仆射兼中書侍郎，正式成為宰相。 [1] [12]
蘇頌為相期間，“奉行故事”，循規(guī)矩辦事，以使百官守法遵職為要?jiǎng)?wù)。他選賢任能，并告誡邊臣不要輕易開啟戰(zhàn)事。 [13]
元祐八年（1093年）三月，蘇頌反對(duì)外調(diào)大臣賈易未果，而上章堅(jiān)請(qǐng)辭位，被罷相任觀文殿大學(xué)士、集禧觀使，六個(gè)月后出知揚(yáng)州。次年（1094年）轉(zhuǎn)知河南府，蘇頌推辭不就，哲宗不允。后因母親陳太夫人去世，懇請(qǐng)南歸，于是又授為知揚(yáng)州。 [13-15]
紹圣二年（1095年），蘇頌屢次上奏告老，被拜為中太一宮使之職，居于京口。紹圣四年（1097年），蘇頌再次請(qǐng)辭，才得以太子少師職致仕。 [14-15]
紹圣紹述期間，已辭相的蘇頌因一直以來(lái)不立黨援、以禮自持的表現(xiàn)得到了哲宗庇護(hù)，又因閩籍關(guān)系免于變法派排軋。 [16]這正說(shuō)明了他的堅(jiān)定和穩(wěn)健，也表明他確實(shí)是個(gè)成熟的政治家。 [6]
宋徽宗即位后，進(jìn)拜蘇頌為太子太保，增加食邑四百戶，實(shí)封食邑一百戶 [17]。累封為趙郡公。 [18]
建中靖國(guó)元年五月庚辰日 [19]（1101年6月18日），蘇頌自撰遺表，同日，在潤(rùn)州逝世，享年八十二歲。徽宗聞?dòng)囉崳瑸槠?a data-from-module="" href="https://baike.baidu.com/item/%E8%BE%8D%E6%9C%9D/0?fromModule=lemma_inlink" target="_blank">輟朝二日，追贈(zèng)司空，并遣使撫恤其家，“葬事官給”。 [20-21]
崇寧元年（1102年）十一月，蘇頌被葬于潤(rùn)州丹徒縣義理鄉(xiāng)樂(lè)安亭五州山的東北阜。 [22]
宋理宗時(shí)，追賜蘇頌謚號(hào)為“正簡(jiǎn)”。 [23]
蘇頌步入仕途，從地方到中央，最后位及宰相，為官五十余年，政績(jī)頗豐。 [24]
地方治政
知江寧縣時(shí)，切實(shí)參與了慶歷新政的實(shí)施 [16]，清查了富戶漏稅行為，核實(shí)丁產(chǎn)，編成戶籍，按冊(cè)課稅，既增加了國(guó)庫(kù)收入，又減輕了窮人的負(fù)擔(dān)。任南京留守推官時(shí)，被留守歐陽(yáng)修贊許為“處事精審”。 [24]
在任地方官時(shí)，蘇頌盡其所能，為民造福。如開封府界提點(diǎn)諸縣鎮(zhèn)公事時(shí)，他“建請(qǐng)浚自盟、白溝、圭、刀四河，以疏畿內(nèi)積水”，興修水利，保田防災(zāi)。 [6]
知滄州時(shí)，黃河泛濫。他又上奏指出只修堤防不注意疏通海口的危險(xiǎn)性，并經(jīng)過(guò)認(rèn)真的調(diào)查研究，提出較好的解決辦法：“臣竊見滄州東北有三堂泊，縱廣百余里，下連海道，地名黑龍港……其西與御河破藏口及范橋鎮(zhèn)相去不過(guò)三五十里，可以分引河流，東注泊內(nèi)。既滿溢則由黑龍港以入海，其勢(shì)甚易。”在杭州任內(nèi)，把鳳凰山的泉水引入市區(qū)使用，造福百姓。 [6]
在淮南轉(zhuǎn)運(yùn)使任內(nèi)，蘇頌見到因饑荒造成哀鴻遍野，災(zāi)民嗷嗷待哺的慘景，于是立即上書，為百姓請(qǐng)求救濟(jì)：“臣竊聞近日甚有近北災(zāi)傷人民流移往鄰路州逐熟……今并淮諸郡，雖稍登稔，若食口既多，必致物價(jià)騰踴。萬(wàn)一將來(lái)秋成失望，漂泊之民，未有歸業(yè)之期。坐食貴谷，便見所失。彼時(shí)須煩縣官賑救，為惠差遲，則其敝益甚矣。臣以為存恤之法，莫若先平物價(jià)，若物貨之平，則莫若為糶給，使之常食賤價(jià)之物，則不覺(jué)轉(zhuǎn)移流徙之為患也。”不僅想到荒年中對(duì)災(zāi)民的賑濟(jì)，而且想到賑救后物價(jià)如何保持平穩(wěn)，流民如何歸業(yè)安居等等。 [6]
當(dāng)時(shí)各地爭(zhēng)修寺院，神宗也濫賜匾額，極大地加重了百姓經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。蘇頌又為百姓請(qǐng)命，請(qǐng)求“朝廷明立條約，今后不許特創(chuàng)寺院宮觀”，對(duì)違法而建的寺院“并令州縣檢括指揮一切毀拆”。 [6]
議革官制
元豐四年（1081年），蘇頌被召回吏部，詳定官制，參加了官制改革。在革除宋代官、職和差遣的弊病方面，做了大量工作。宋代元豐以前，官用來(lái)定品階俸祿；職為殿閣、文學(xué)之士及待制等，以示尊寵。唯差遣為實(shí)職，可行使權(quán)力。這樣造成了官稱與實(shí)職不符，機(jī)構(gòu)混亂，冗員過(guò)多等弊病。蘇頌在這方面提過(guò)許多有益意見。 [6]
在《奏乞?qū)⒊Ｆ絺}(cāng)等公事付逐路轉(zhuǎn)運(yùn)司其提舉官改差充本司勾當(dāng)公事》中，他提出把發(fā)放青苗錢的提舉常平司歸各路轉(zhuǎn)運(yùn)使管轄，這樣，不致政出兩門，使州縣長(zhǎng)官不知所從。這也是他為當(dāng)時(shí)機(jī)構(gòu)改革所提出的很好的建議。
熙豐變法期間，蘇頌在中央任職時(shí)，仔細(xì)研究新法內(nèi)容，并積極提出建議，希望可以有針對(duì)性地施行。地方任職時(shí)，蘇頌如踐行慶歷新政一般，雖然未表明態(tài)度，在行動(dòng)上卻是支持的。在因反對(duì)超擢李定一事被貶后，蘇頌政治態(tài)度變得謹(jǐn)小慎微，為政越發(fā)老成，秉持中立。 [16]
蘇頌在資歷、能力、政績(jī)、政治態(tài)度適應(yīng)了“調(diào)停”變法派與反變法派的需求，最終在元祐時(shí)期成為宰相。他為相時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行典章制度，要求百官守法，忠于職守；量才用人，杜絕不正之路；防止邊將邀功生事，其“弭兵息民”的主張影響了當(dāng)時(shí)的政局 [16]。尤精于典故，朝廷每有新的典禮制作，必請(qǐng)?zhí)K頌審查。 [13]
出使遼朝
蘇頌一生兩次出使遼朝，每次往返時(shí)間多達(dá)四個(gè)多月；三次任接待遼使的館伴使。
蘇頌首次使遼，是在宋英宗治平四年（1067年）八月；第二次使遼，為宋神宗熙寧十年（1077年）八月。他在兩次使遼、三次伴使的與遼國(guó)打交道期間，十分注意搜集整理遼國(guó)的政治制度、經(jīng)濟(jì)實(shí)力、軍事設(shè)施、山川地理、風(fēng)土民情、外交禮儀等情況，及時(shí)向朝廷提供。 [6]
蘇頌十分注意遼朝的政治制度、經(jīng)濟(jì)實(shí)力、軍事設(shè)施、山川地理、風(fēng)俗民情、外交禮儀等，并向朝廷反映了遼的實(shí)際情況。他認(rèn)為“彼（遼）講和日久，頗竊中國(guó)典章禮義，以維持其政，上下相安，未有離貳之意”，但也必須注意其“叛服不常”。并根據(jù)宋、遼兩國(guó)的實(shí)際，提出與遼朝和睦修好的外交政策，深得朝廷贊許，堅(jiān)定了宋朝對(duì)遼推行友好政策的信心。 [6]
元豐四年（1081年）八月，神宗命他編寫一本與遼朝往來(lái)有關(guān)各種禮儀和文件程式的書籍。元豐六年（1083年）此書編成，神宗親自賜名《魯衛(wèi)信錄》，其中保存了大量宋遼間的交往史料。 [6]
水運(yùn)儀象臺(tái)
元祐元年（1086年）十一月，蘇頌奉命檢驗(yàn)當(dāng)時(shí)太史局等使用的各架渾儀。他于元祐二年（1087年）八月請(qǐng)求“置局差官”，組成了“詳定制造水運(yùn)渾儀所”。這個(gè)機(jī)構(gòu)的組成人員都是經(jīng)過(guò)他的尋訪調(diào)查或親自考核，而確定下來(lái)的。 [6]
蘇頌接受這項(xiàng)科技工作后，首先是四出走訪，尋覓人才。他發(fā)現(xiàn)了吏部令史韓公廉通《九章算術(shù)》，且通曉天文、歷法，于是立即奏請(qǐng)調(diào)他來(lái)從事水運(yùn)儀象臺(tái)的研制工作。接著，他到外地查訪，發(fā)現(xiàn)了在儀器制造方面學(xué)有專長(zhǎng)的壽州州學(xué)教授王沇之，奏調(diào)他“專監(jiān)造作，兼管收支官物”。然后，又考核太史局和天文機(jī)構(gòu)的原工作人員，選出“夏官正周日嚴(yán)，秋官正于太古，冬官正張仲宣等”，協(xié)助韓公廉工作。 [6]
蘇頌發(fā)現(xiàn)人才后，還進(jìn)一步放在實(shí)踐中加以考察。例如調(diào)來(lái)韓公廉后，他經(jīng)常與韓公廉討論天文、歷法和儀器制造，告以張衡、梁令瓚、張思訓(xùn)儀器法式的大綱，“問(wèn)其可以尋究依仿制造否”。韓公廉回答：“若據(jù)算術(shù)，案器象，亦可成就。”于是，蘇頌讓韓公廉寫出書面材料。不久，韓公廉寫出《九章勾股測(cè)驗(yàn)渾天書》1卷。蘇頌詳閱后，命韓公廉研制模型。韓公廉又造出木樣機(jī)輪一座。蘇頌對(duì)這個(gè)木樣機(jī)輪進(jìn)行嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)，然后奏報(bào)朝廷，認(rèn)為其“激水運(yùn)輪，亦有巧思，若令造作，必有可取”。 [6]
蘇頌對(duì)研制工作是慎之又慎的。他認(rèn)為，有了書，做了模型還不一定可靠，還必須做實(shí)際的天文觀測(cè)，即“差官實(shí)驗(yàn)，如候天有準(zhǔn)”，如此才能進(jìn)一步向前推進(jìn)，以免浪費(fèi)國(guó)家資財(cái)。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，證明韓公廉的設(shè)計(jì)“候天有準(zhǔn)”，于是在元祐三年（1088年）五月造成小木樣呈進(jìn)朝廷，并赴都堂呈驗(yàn)。宋哲宗指派翰林學(xué)士許將等進(jìn)行試驗(yàn)和鑒定，至元祐四年（1089年）三月許將奏報(bào)木樣機(jī)輪“與天道已參合不差”，這時(shí)蘇頌才開始正式用銅制造新儀。經(jīng)過(guò)三年零四個(gè)月的工作，終于制成了有世界性貢獻(xiàn)的水運(yùn)儀象臺(tái)。 [6]
蘇頌所研制的水運(yùn)儀象臺(tái)是一座高12米，寬7米，像三層樓房一樣的巨型天文儀器。蘇頌在說(shuō)明中說(shuō)：“兼采諸家之說(shuō)，備存儀象之器，共置一臺(tái)中。臺(tái)有二隔，置渾儀于上，而渾象置于下，樞機(jī)輪軸隱于中，鐘鼓時(shí)刻司辰運(yùn)于輪上，……以水激輪，輪轉(zhuǎn)而儀象皆動(dòng)。”水運(yùn)儀象臺(tái)的上層是觀測(cè)天體的渾儀，中層是演示天象的渾象，下層是使渾儀、渾象隨天體運(yùn)動(dòng)而報(bào)時(shí)的機(jī)械裝置。它兼有觀測(cè)天體運(yùn)行，演示天象變化，以及隨天象推移而有木人自動(dòng)敲鐘、擊鼓、搖鈴，準(zhǔn)確報(bào)時(shí)的三種功用。它不僅在國(guó)內(nèi)取得了前無(wú)古人的成就，而且在三個(gè)方面為人類作出了貢獻(xiàn)，使許多中外科技史專家為之嘆服。 [6]
首先，置于水運(yùn)儀象臺(tái)上層觀測(cè)用的渾儀，通過(guò)“天運(yùn)單環(huán)”與“樞輪”相聯(lián)，使渾儀能隨樞輪運(yùn)轉(zhuǎn)。這與現(xiàn)代天文臺(tái)轉(zhuǎn)儀鐘控制天體望遠(yuǎn)鏡隨天體運(yùn)動(dòng)的原理是一樣的。因此，可以說(shuō)水運(yùn)儀象臺(tái)的這套裝置是現(xiàn)代天文臺(tái)跟蹤機(jī)械——轉(zhuǎn)儀鐘的遠(yuǎn)祖。英國(guó)科技史家李約瑟對(duì)這一點(diǎn)給以高度評(píng)價(jià)：“蘇頌把時(shí)鐘機(jī)械和觀察用渾儀結(jié)合起來(lái)，在原理上已經(jīng)完全成功。因此可以說(shuō)他比羅伯特·胡克先行了六個(gè)世紀(jì)，比方和斐先行了七個(gè)半世紀(jì)。” [6]
其次，水運(yùn)儀象臺(tái)頂部設(shè)有九塊活動(dòng)的屋板，雨雪時(shí)可以防止對(duì)儀器的侵蝕，觀測(cè)時(shí)可以自由拆開。水運(yùn)儀象臺(tái)的活動(dòng)屋頂是現(xiàn)代天文臺(tái)圓頂?shù)淖嫦取Ｋ裕K頌與韓公廉又是世界上最早設(shè)計(jì)和使用天文臺(tái)觀測(cè)室自由啟閉屋頂?shù)娜恕?sup data-tag="ref"> [6]
第三，水運(yùn)儀象臺(tái)的原動(dòng)輪叫樞輪，是一個(gè)直徑1丈1尺，由72根木輻，挾持著36個(gè)水斗和36個(gè)勾狀鐵撥子組成的水輪。樞輪頂部設(shè)有一組叫“天衡”、“天關(guān)”、“天權(quán)”、“左右天鎖”的杠桿裝置，樞輪靠銅壺滴漏的水推動(dòng)。當(dāng)漏壺的水滴滿一個(gè)樞輪水斗時(shí)，“樞權(quán)”失去平衡，“格叉”下傾，樞權(quán)揚(yáng)起，輪邊鐵撥子撥開“關(guān)舌”，拉動(dòng)“天衡”，“天關(guān)”上啟，樞輪下轉(zhuǎn)。由于“左右天鎖”的擒縱抵拒作用，使樞輪只能轉(zhuǎn)過(guò)一輻，以次循環(huán)往復(fù)，等時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。天衡系統(tǒng)對(duì)樞輪杠桿的這種擒縱控制與現(xiàn)代鐘表的關(guān)鍵機(jī)件——錨狀擒縱機(jī)構(gòu)（俗稱卡子），具有基本上相同的作用。所以說(shuō)水運(yùn)儀象臺(tái)的天衡系統(tǒng)是現(xiàn)代鐘表的先驅(qū)。 [6]
李約瑟在深入研究了水運(yùn)儀象臺(tái)之后，曾改變了他過(guò)去的一些觀點(diǎn)。他在《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》中說(shuō)：“我們借此機(jī)會(huì)聲明，我們以前關(guān)于‘鐘表裝置……完全是14世紀(jì)早期歐洲的發(fā)明’的說(shuō)法是錯(cuò)誤的。使用軸葉擒縱器重力傳動(dòng)機(jī)械時(shí)鐘是14世紀(jì)在歐洲發(fā)明的。可是，在中國(guó)許多世紀(jì)之前，就已有了裝有另一種擒縱器的水力傳動(dòng)機(jī)械時(shí)鐘。” [6]
蘇頌主持創(chuàng)制的水運(yùn)儀象臺(tái)是十一世紀(jì)末中國(guó)杰出的天文儀器，也是世界上最古老的天文鐘。國(guó)際上對(duì)水運(yùn)儀象臺(tái)的設(shè)計(jì)給予了高度的評(píng)價(jià)，認(rèn)為水運(yùn)儀象臺(tái)為了觀測(cè)上的方便，設(shè)計(jì)了活動(dòng)的屋頂，這是現(xiàn)代天文臺(tái)活動(dòng)圓頂?shù)淖嫦龋凰褟埡忾_創(chuàng)的用漏壺流水穩(wěn)定性來(lái)控制齒輪系機(jī)械傳動(dòng)，發(fā)展成了使水運(yùn)儀象臺(tái)望筒隨天體旋轉(zhuǎn)的最初的轉(zhuǎn)儀鐘，并且還設(shè)計(jì)調(diào)整到使太陽(yáng)經(jīng)常在望筒的視場(chǎng)中。這樣，只要在黃昏把望筒對(duì)準(zhǔn)了太陽(yáng)，日落星現(xiàn)后，就可以直接測(cè)讀出太陽(yáng)和恒星之間的赤經(jīng)差或似黃經(jīng)差。在歐洲直到1685年意大利天文學(xué)家卡西尼才利用時(shí)鐘機(jī)械推動(dòng)望遠(yuǎn)鏡隨天體旋轉(zhuǎn)，但這已是蘇頌身后600年的事了。 [6]
此外，水運(yùn)儀象臺(tái)中開始實(shí)踐的反映天球旋轉(zhuǎn)的齒輪系機(jī)械作為一種代表時(shí)間流逝的新裝置，發(fā)展為世界上最早的水運(yùn)鐘表的擒縱機(jī)構(gòu)，向全世界證明了鐘表的發(fā)明權(quán)不是屬于歐洲而是屬于中國(guó)。李約瑟在評(píng)價(jià)這一點(diǎn)時(shí)說(shuō)：“蘇頌的時(shí)鐘是最重要最令人矚目的。它的重要性是使人認(rèn)識(shí)到第一個(gè)擒縱器是中國(guó)發(fā)明的，那恰好是在歐洲人知道它以前六百年。”從水運(yùn)儀象臺(tái)可以反映出中國(guó)古代力學(xué)知識(shí)的應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。 [6]
蘇頌和韓公廉在完成水運(yùn)儀象臺(tái)之后，又研制了一臺(tái)單獨(dú)的水力推動(dòng)的渾天象。人鉆入天球內(nèi)觀看，在天球上鑿孔為星，十分逼真。這是中國(guó)歷史上第一架有明確記載的假天儀，它的存在也是前無(wú)古人的。 [6]
機(jī)械圖紙
水運(yùn)儀象臺(tái)完成后，蘇頌于紹圣初年（約1094年－1096年間）把水運(yùn)儀象臺(tái)的總體和各部件繪圖加以說(shuō)明，著成《新儀象法要》一書。
蘇頌在《新儀象法要》中繪制了有關(guān)天文儀器和機(jī)械傳動(dòng)的全圖、分圖、零件圖50多幅，繪制機(jī)械零件150多種，其中多為透視圖和示意圖，這是我國(guó)也是世界上保存至今的最早最完整的機(jī)械圖紙。正是根據(jù)這些圖紙，現(xiàn)代科技史家王振鐸、李約瑟等人才能較準(zhǔn)確地復(fù)原出水運(yùn)儀象臺(tái)的全貌。如從這些圖紙和說(shuō)明文字中可以知道，水運(yùn)儀象臺(tái)樞輪的運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律是齒輪系從6個(gè)齒到600個(gè)齒的傳動(dòng)；每25秒落水一斗，每刻鐘轉(zhuǎn)一周，一晝夜轉(zhuǎn)96周，而晝夜機(jī)輪、渾象、渾儀也轉(zhuǎn)一周，這與地球運(yùn)動(dòng)是大致相應(yīng)的。 [6]
又如，通過(guò)這些圖紙，可以知道水運(yùn)儀象臺(tái)第一層木閣內(nèi)是晝夜鐘鼓輪，有不等高的三層小立柱，可以拉動(dòng)三個(gè)木人的撥子，以關(guān)撥作用拉動(dòng)本人的手臂，到一刻鐘時(shí)，木人出而擊鼓，時(shí)初搖鈴，時(shí)正敲鐘。而第二層木閣內(nèi)是晝夜時(shí)初正輪，第三層木閣內(nèi)是報(bào)刻司辰輪，第四層木閣內(nèi)是夜漏金鉦輪，第五層木閣內(nèi)是夜漏司辰輪。要是沒(méi)有這些珍貴的圖紙，我們就難以弄清木閣內(nèi)的機(jī)械木人是如何按時(shí)擊鼓、搖鈴和敲鐘的。因此，《新儀象法要》中所附機(jī)械圖是了解蘇頌天文著作及其成就的關(guān)鍵，同時(shí)也是進(jìn)而釋讀張衡、一行、張思訓(xùn)等同類著作的鑰匙。 [6]
星圖
蘇頌為了能更直觀地理解星宿的昏曉出沒(méi)和中天，又提出設(shè)計(jì)一種人能進(jìn)入渾天象內(nèi)部來(lái)觀察的儀器，即假天儀。具體設(shè)計(jì)仍由韓公廉推算完成。它是用竹木制成，形如球狀竹籠，外面糊紙。按天上星宿的位置，在紙上開孔。人進(jìn)入球內(nèi)觀看，外面的光從孔中射入，呈現(xiàn)出大小不同的亮點(diǎn)，好象夜空中的星星一般。人懸坐球內(nèi)扳動(dòng)樞軸，使球體轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以更形象地看到星宿的出沒(méi)運(yùn)行。這架儀器是近代天文館中星空演示的先驅(qū)。
蘇頌在《新儀象法要》中還繪有多種星圖，如“渾象紫微垣星圖”、“渾象東北方中外官星圖”、“渾象西南方中外官星圖”、“渾象北極星圖”、“渾象南極星圖”、“四時(shí)昏曉加臨中星圖”、“春分昏中星圖”、“春分曉中星圖”、“夏至昏中星圖”、“夏至?xí)灾行菆D”、“秋分昏中星圖”、“秋分曉中星圖”、“冬至昏中星圖”、“冬至?xí)灾行菆D”等，計(jì)十四幅。 [6]
這十四幅星圖中，最有價(jià)值的是前五幅。其中“渾象東北方中外官星圖”是從角宿到壁宿的星官，“渾象西南方中外官星圖”是從奎宿到軫宿的星官，“渾象紫微垣星圖”，是以北斗七星為主的布列于渾象之北上規(guī)的183顆星，“渾象南極星圖”和“渾象北極星圖”則是以天球赤道為最外界大圓的南天星圖和北天星圖。蘇頌為了星圖繪制精確，采取了圓橫結(jié)合的畫法。橫圖分成兩段：東北方中外官星圖是從秋分到春分，西南方中外官星圖是從春分到秋分。另外，在把球面上的星辰繪制到平面上時(shí)，蘇頌發(fā)現(xiàn)了失真問(wèn)題，于是他采用了把天球循赤道一分為二，再分別以北極和南極為中心畫兩個(gè)圓圖的方法，從而減少了失真，這是星圖繪制中的一項(xiàng)新成就。 [6]
蘇頌星圖是歷史上流傳下來(lái)的全天星圖中保存在國(guó)內(nèi)的最早星圖。保存至今的唐代敦煌星圖，在時(shí)間上比蘇頌星圖要早，但蘇頌星圖比敦煌星圖更細(xì)致和更準(zhǔn)確。如敦煌星圖繪星1350顆，蘇頌星圖繪星1464顆；敦煌星圖主要依據(jù)《禮記·月令》的資料，并非實(shí)測(cè)；而蘇頌星圖則是根據(jù)元豐年間的實(shí)測(cè)繪制；敦煌星圖是從玄枵（子）開始，按十二次的順序作不連續(xù)排列，中間夾以說(shuō)明文字，有關(guān)分野問(wèn)題也不科學(xué)，蘇頌星圖則從角宿開始，按二十八宿順序，作連續(xù)排列，并完全去掉了有關(guān)分野等不科學(xué)的成分。 [6]
就所列星的數(shù)目而言，蘇頌星圖的貢獻(xiàn)也是值得稱道的。如歐洲到14世紀(jì)文藝復(fù)興以前，觀測(cè)的星數(shù)是1022顆，要比蘇頌星圖少422顆，因此，西方的科技史家蒂勒、布朗和薩頓等甚至認(rèn)為：“從中世紀(jì)直到14世紀(jì)末，除中國(guó)的星圖以外，再也舉不出別的星圖了。” [6]
歷法
蘇頌精通歷法，解釋了宋、遼歷法的不同。這在中國(guó)歷法史中有重要地位。《蘇魏公文集》“歷者天地之大紀(jì)賦”和“冬至紫蒙館書事”等詩(shī)及《新儀象法要》有歷法內(nèi)容。 [63]
蘇頌詩(shī)作頗多，僅收錄在《蘇魏公文集》中的詩(shī)歌就有587首，且多是律詩(shī)、絕句。長(zhǎng)律多達(dá)1400字，可謂“律詩(shī)之最”。 [60]
蘇頌的大部分詩(shī)作是奉和之作，其中有一些是與詩(shī)人歐陽(yáng)修、蘇軾的奉和詩(shī)篇。但也不乏名篇佳作，如具有現(xiàn)實(shí)主義筆觸和真摯情感的《前后使遼詩(shī)》就是他的上乘之作；《和土河館遇小雪》“人看滿路瓊瑤跡，盡道光華使者行”，反映為使者送行的盛況和使者的高尚、復(fù)雜心理；《和就日館》“戎疆迢遞戴星行，朔騎奔馳束火迎”，“每念皇家承命重，愧無(wú)才譽(yù)副群情”，生動(dòng)記述遼方迎接宋使的情形，反映詩(shī)人憂國(guó)憂民、惟恐任務(wù)完成不好的心情。此外，如描繪“青山如壁地如盤”的北國(guó)風(fēng)光，“牧羊山下動(dòng)成群”的勞動(dòng)景象，“依稀村落見南風(fēng)”的異國(guó)風(fēng)情等。這兩組外交組詩(shī)，在宋人詩(shī)歌中可謂獨(dú)一無(wú)二，除文學(xué)意義外，更具珍貴的史料價(jià)值。 [60]
蘇頌接觸藥物學(xué)工作是從嘉祐二年（1057年）任校正醫(yī)書官開始的。最初他參與編撰《嘉祐補(bǔ)注本草》，后來(lái)又領(lǐng)導(dǎo)《圖經(jīng)本草》（也稱《本草圖經(jīng)》）的編寫工作。他在領(lǐng)導(dǎo)這一工作時(shí)，采用了發(fā)動(dòng)廣大醫(yī)師和藥農(nóng)呈送標(biāo)本和藥圖，并寫出詳細(xì)說(shuō)明的方法，改變了以往從書本到書本的脫離實(shí)物的弊病，從而為糾正藥物的混亂與錯(cuò)訛作出了重大貢獻(xiàn)。 [6]
嘉祐二年（1057年），蘇頌與掌禹錫、林億等一起編寫了《嘉祐補(bǔ)注神農(nóng)本草》，把唐《新修本草》與宋初《開寶本草》向前推進(jìn)了一大步。但他并不滿足一般的推進(jìn)，而是要在用藥領(lǐng)域有新的開拓，并徹底解決本草從書本到書本，陳陳相因，以訛傳訛的弊病。 [6]
為了改變本草書中混亂和錯(cuò)訛狀況，他建議：“諸路州縣應(yīng)將產(chǎn)藥去處，并令識(shí)別人仔細(xì)辨認(rèn)根、莖、苗、葉、花、實(shí)，形色、大小，并蟲、魚、鳥、獸、玉石等堪入藥用者，逐件畫圖，并一一開說(shuō)著花、結(jié)果、收采時(shí)月及所用功效。其番夷所采藥，即令詢問(wèn)榷場(chǎng)、市舶、商客，亦依此供析，并取逐味各一二兩或一二枚，封角，因入京人差赍送當(dāng)所投納，以昭憑證。畫成本草圖，并別撰圖經(jīng)，所冀與今本草并行，使后人用藥知所依據(jù)。”朝廷采納了蘇頌的建議，并委任他編撰《本草圖經(jīng)》。 [6]
《本草圖經(jīng)》的標(biāo)本、藥圖和
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