先進的中國古代科學(1)
可是當我們翻翻古書中的記載時,卻會發現中國古代科學的進步其實是遠遠超出西方國家的。中國的古人凡事講究修心養性,樂天知命,在天人和一的觀念下,曾經出現不少令現代西方學者十分敬佩的科學家,以下將一一介紹他們在中國歷史上的卓越成就。
張衡(東漢,西元78~139年)
在他為仕期間,創造了世界上最早運用水力的機械--渾天儀。根據渾天儀來觀測天體,發現了月亮不會發光以及月蝕的成因,記載在《靈憲》(注1)一書。而地動儀(注2)是張衡在西元一三八年的發明,用來測定地震,結果準確,是全世界第一個測報地震的儀器。在氣象學方面,張衡發明瞭候風儀,是在空曠的地上立一根五丈長的竿子,上面裝上一只可以轉動的銅鳥,人們便可以根據銅鳥轉動的方向來判別風向,這和十二世紀時,西方裝在屋頂上的風向雞非常類似。
張衡為人勤勉樸實,由於一生行事光明,品德清高,不攀龍附鳳,所以入仕後升遷很慢,被人譏諷他「垂翅故棲」,張衡還因此作《應間篇》(注3),說明自己不迷戀仕途,在乎的是品德,在乎的是學問研究。
祖沖之(南北朝,西元429~500年)
在數學方面的貢獻有:《隋唐書.律歷志》(注4)記載他算出圓周率到小數第七位3.1415926~3.1415927,比外國早了一千多年,直到十五世紀阿拉伯數學家阿爾卡西(Alkashi Jeshid)算到小數點後十七位,才打破祖沖之的記錄。祖沖之算出球體體積公式,得出:「等高處的橫截面積相等,那麼二個立體的體積也必須相等。」的結論,比義大利數學家卡瓦列利(Franeesco Bonaventura Cavalieri)得出同樣結論早了一千多年(注5)。在天文學方面,東晉虞喜提出「歲差」(注6)現象,祖沖之證實歲差,並將之引進他編成的《大明歷》曆法之中,《大明歷》還包括祖沖之的新閏法及交點月(注7)的發現。古人只知「十九年七閏」,祖沖之推算得更精密,提出「三百九十一年,有一百四十四閏」。
祖沖之雖生在官宦之家,但無紈袴子弟的習氣,也不醉心利祿,虛心學習有關天文、數學的著作,並親自一一進行精密測量及仔細推算,做事實事求是,不盲目接受。他自評自己是「親量圭尺,躬察儀漏,目盡毫釐,心窮籌策。」
僧一行(唐朝,西元673~727年)
一行原名張遂,年少已學問淵博,名聲遠播,許多人都想與他結交,包括武則天的侄子武三思,但張遂不想攀交權貴,於是出外訪游,尋訪高師,虛心求學,最後來到河南嵩山,剃髮為僧,法名「一行」。他本來就不喜從仕,不重名利,更斷然拒絕為武氏王朝效命。
後來經人推薦而為唐玄宗的顧問,康玄宗多次求賢,一行為了發揮一己所長,貢獻社會,於是應召出山。在這段期間他開始了科學研究,最大的貢獻是他擅長研製天文觀測儀器,比如研發了黃道游儀、水運渾天儀。黃道游儀被利用來觀測日月、星辰的位置和運動情況,後來他發現恆星位置不是一成不變,它有運動變化的規律。水運渾天儀是利用水力驅動一個仿造天體運行的機械,類似於現在的地球儀,外圍裝了兩個小圓環,各鑲了一個圓球,表示日月,利用水力推動齒輪旋轉,很有規律演示日月及星象的運轉,此外,水運渾天儀外設置兩個小木人,每刻擊鼓一次,每小時撞鐘一次,完全利用齒輪轉動,可以稱之現代鐘錶鼻祖,比西元1370年威克鐘早了六百多年。
在西方科學中,深信眼見為實。所以從亞里斯多德的年代就因為測不到恆星的運動變化,因而誤以為恆星是不會運動的星星。直到二十世紀初,透過比較精密儀器的測量,證實了銀河系以及其他星系是運動的之後,才開始有了恆星也是會運動的觀念。然而,在完全沒有現代化先進的科學儀器的中國,卻能在西元六、七百年前就發現恆星位置是會改變的,可見中國古代的科學真是相常的進步,而且似乎是走了另外一條超乎現代人能想像得到的路。
另外,從僧一行的生平也可以看到他與現今的科學家有很大的不同。現代的很多科學家,一生中花了不少心血在自己的科學研究上,從早到晚忙忙碌碌,很難抽出一點時間參與其他的事。雖然也有少數科學家在成名後兼任行政職務,不過似乎就很難再去好好發展自己的研究了。不過,我們卻發現一行在為仕期間,除了直言不諱指出政治弊端,同時專注於科學研究,並有相當高超的成果。最後,他在剛編好大衍歷時,就與世長辭了。
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