【溯源甘肅】千年科技之光——敦煌科技史印跡
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《新修本草》(局部)——世界上第一部藥典

  甘肅日?qǐng)?bào)特約撰稿人 李并成

  博大精深的敦煌文化中不僅蘊(yùn)含著大量歷史、藝術(shù)等方面的內(nèi)容,還珍藏著十分豐富的科技史料,彌足珍貴。這些史料包括天文學(xué)、歷法、數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)、印刷、釀造、農(nóng)作、建筑、冶煉、交通、紡織、兵器、飼養(yǎng)、園藝、保健、護(hù)膚、顏料、工藝等,反映了我國(guó)古代科學(xué)技術(shù)多方面的成就,閃爍著中華千年的科技文明之光,它們對(duì)于我國(guó)古代科技史的研究有著特殊的貢獻(xiàn)。

  1 天文學(xué)

  天文學(xué)的基礎(chǔ)是星象觀測(cè),天空中閃爍的群星對(duì)于古人來說是那樣的神秘。我國(guó)古代的天象觀測(cè)及天文學(xué)發(fā)展頗有成就。早在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就形成了甘德、石申、巫咸三家天文學(xué)體系,然而他們的原著后來都失傳了。

  幸運(yùn)的是我們?cè)诙鼗臀臅姓业搅艘患拼涞滤哪辏?21年)抄寫的《星占書》殘卷,其中記錄了甘德、石申、巫咸三家著作中的內(nèi)外官星283座、1464顆星,與唐初編纂的《晉書·天文志》《隋書·天文志》所載星數(shù)完全吻合。三家星經(jīng)前,卷中還有《二十八宿次位經(jīng)》,對(duì)于二十八宿各自的位置、所占度數(shù)、范圍大小、擁有的主要恒星等數(shù)據(jù)均有記載,反映了我國(guó)古代天文觀測(cè)的高度成就。此外,該殘卷中還錄有五言《玄象詩(shī)》,凡263句,用通俗的語言描述星躔方位,淺顯易懂,適于背誦,便于人們認(rèn)星、辨星,反映了當(dāng)時(shí)天文知識(shí)的普及情況。

  與上述《星占書》相應(yīng)的是唐初繪制的一幅《全天星圖》,圖中依據(jù)甘德、石申、巫咸三家著作等資料,繪制了1359顆星,囊括了北半球肉眼所能見到的大部分恒星,繪制時(shí)間約在公元705年-719年間,為世界上現(xiàn)存記載星數(shù)最多、繪制方法最科學(xué)的一幅中古時(shí)代的星圖。

  其繪制方法是,把北天極附近(紫微垣)的星畫在以北天極為中心的圓形平面投影圖上,類似于現(xiàn)代平面解析幾何中的“極坐標(biāo)”的繪制方法;把赤道及附近一帶(太微垣、天市垣)的星用類似于近代所用的圓柱投影法繪出。

  李約瑟博士在比較該圖與歐洲各國(guó)星圖后說:“歐洲在文藝復(fù)興以前可以和中國(guó)天圖制圖傳統(tǒng)相提并論的東西可以說很少,甚至簡(jiǎn)直就沒有。”

  另外,敦煌市博物館還藏有另一幅《紫微垣星圖》殘卷,畫有兩個(gè)同心圓,上面寫著紫微宮,圖中的星點(diǎn)用紅、黑兩種不同顏色表示,繪有圍繞北天極的138顆星。

壁畫《農(nóng)作圖》

  2 歷日

  歷日就是歷書,根據(jù)日月運(yùn)行、歲時(shí)節(jié)氣的規(guī)律,以一定的方法編制而成,用以指導(dǎo)人們的日常生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

  敦煌所存歷日,有來自于中原的和本地所編的兩類。其中《北魏歷日》來自于中原,為敦煌所見歷日最早者,也是現(xiàn)知我國(guó)唯一留存的北魏歷書實(shí)物。《乾符四年丁酉歲(877年)具注歷日》,是敦煌歷書中內(nèi)容最豐富的一件,也是我國(guó)現(xiàn)存最早的印本歷日。所謂“具注歷”,即內(nèi)容有吉兇注記的歷書。敦煌地方編寫的具注歷近50種,除記全年各月大小、節(jié)氣、物候等外,還記有幾十種年神方位、各種宜吉日的選擇和兇日避忌、晝夜時(shí)刻等,科學(xué)與迷信的內(nèi)容都集于一書。它們既是研究古代歷法編制與天文學(xué)的史料,也是探討當(dāng)時(shí)民間信仰和民間節(jié)日的好素材。值得注意的是,基督教的星期制度在敦煌歷日中也出現(xiàn)了。

  3 數(shù)學(xué)

  敦煌文書中的數(shù)學(xué)文獻(xiàn)留存約20件,有《算經(jīng)》《九九乘法歌》《算表》《田積表》等。其中一部《算經(jīng)》的背面雜錄學(xué)童識(shí)字課本《千字文》的內(nèi)容,另一部《算經(jīng)》背面留有學(xué)生練寫的生字,表明它們均為學(xué)校教學(xué)用書。敦煌《算經(jīng)》主要內(nèi)容有:數(shù)字認(rèn)讀,度量衡換算,進(jìn)位制,加減乘除四則混合運(yùn)算及其應(yīng)用題,矩形、圓形、三角形、梯形、環(huán)形面積的計(jì)算,塹坑、棱柱、棱臺(tái)等的求積,以及一些不規(guī)則形體的近似計(jì)算,還有民食、軍需的宏觀統(tǒng)計(jì),軍事編制和防御設(shè)施的有關(guān)計(jì)算等。

  其中籌式記數(shù)法是目前所知我國(guó)最早應(yīng)用算籌記數(shù)的記錄?!端憬?jīng)一卷并序》記載十進(jìn)位制和萬萬進(jìn)位制兩種進(jìn)位制。度量衡換算方面對(duì)面積、容量、重量等單位的規(guī)定及進(jìn)位都有詳細(xì)明確的表述。如長(zhǎng)度單位:“度之所起起于忽,從蠶口中吐絲為忽。”忽以上單位分別為絲、毫、厘、分、寸、尺、丈,皆十進(jìn)位。

  《算經(jīng)》還記載了對(duì)于一些物品的習(xí)慣丈量方法。如絹布類“三丈為段,四丈為匹,五丈為常,十丈為引?!彪m然段、匹、常、引等名稱并非規(guī)范的進(jìn)制換算單位,但在日常社會(huì)生活中使用率較高。另外《算經(jīng)》中對(duì)體積、面積的計(jì)算和換算還附有一些例題,其中糧草食用和軍隊(duì)布防編制方面的計(jì)算實(shí)例,內(nèi)容很具實(shí)際性,可以說是當(dāng)時(shí)社會(huì)現(xiàn)實(shí)在教材中的反映。

  《田積表》有15大格1250小格,可用于田土面積計(jì)算,為歷代算書所僅有。根據(jù)此表可迅速查出邊長(zhǎng)10步到60步的任何矩形田地的面積。

  敦煌《算經(jīng)》作為教學(xué)用書,在內(nèi)容上注重少而精和學(xué)以致用的原則,選題精當(dāng),適用性強(qiáng),能夠解決日常工作、生產(chǎn)及行政管理等方面的許多計(jì)算問題。在教法上多從實(shí)例引入,既形象直觀,聯(lián)系實(shí)際,又易懂易記,充分反映了我國(guó)數(shù)學(xué)教育的優(yōu)良傳統(tǒng)。敦煌《算經(jīng)》的發(fā)現(xiàn)表明,唐宋時(shí)代地方學(xué)校中不僅開授算學(xué),而且還將數(shù)學(xué)教育放在了一個(gè)重要的地位,形成了一套成熟、符合學(xué)生特點(diǎn)、切合實(shí)際、學(xué)以致用、進(jìn)步的教育思想和教學(xué)方法。

  4 醫(yī)學(xué)

  敦煌醫(yī)書寫卷約有60多件,尚不包括佛經(jīng)等卷中散見的醫(yī)學(xué)內(nèi)容??煞譃獒t(yī)經(jīng)、本草、針灸、醫(yī)方、養(yǎng)生等。

  醫(yī)經(jīng)類寫卷有10余卷,主要包括以腑臟學(xué)說為中心的五臟論類著作,以及醫(yī)經(jīng)、診法著作,有《內(nèi)經(jīng)》《傷寒論》《玄感脈經(jīng)》《明堂五臟論》《脈經(jīng)》,張仲景《五藏論》《五臟論》《平略脈經(jīng)》等,它們大都為初唐五代時(shí)期的寫本。

  本草類屬于藥物學(xué)著作。我國(guó)最早的本草著作傳為神農(nóng)所作《神農(nóng)本草經(jīng)》,成書于漢晉間,收藥草365種,以合一年的天數(shù)。南朝蕭梁時(shí)期陶弘景《本草集注》又增補(bǔ)365種,收藥730種。以上二書后來均佚。有幸的是,敦煌發(fā)現(xiàn)了近乎完整的《本草集注》,這是目前所知最早的本草著作,是當(dāng)時(shí)本草的總集,被醫(yī)家奉為圭臬,具有本草正典之稱,直到初唐仍然為“名醫(yī)繼軌,更相祖述,罕能厘正”之醫(yī)典,在醫(yī)學(xué)史上具有十分重要的價(jià)值。

  唐高宗顯慶四年(659年)李績(jī)、蘇敬編寫的《新修本草》20卷,收藥9類844種,圖文并茂,為我國(guó)第一部官頒藥典,也是世界上最早的國(guó)家藥典。藥典就是記載藥品標(biāo)準(zhǔn)的典籍,一般由政府組織編纂、頒布、施行,作為藥品采集生產(chǎn)、檢驗(yàn)供應(yīng)、使用和管理的依據(jù)。國(guó)外最早的藥典是1542年頒布的《紐倫堡藥典》,比敦煌藥典晚了880多年。

  唐孟詵等著《食療本草》殘卷,收藥270種。食療是利用食物來治療疾病的方法,而不是單靠藥物治病,這是很先進(jìn)的醫(yī)學(xué)理念。這件文書記載了動(dòng)植物的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值,反映了我國(guó)食療方面的突出成就。

  針灸類殘卷主要有:《灸法圖》,是世界上現(xiàn)存最早的一部灸療圖譜?!毒寞焾D》,是一部繪有人體穴位的灸療圖譜,能辨析者有18圖,為現(xiàn)存最早的針灸實(shí)物記錄。還有《敦煌古藏醫(yī)灸法殘卷》、藏文《火灸療法》,反映了藏醫(yī)學(xué)水平。又有于闐文《醫(yī)理精華》和《耆婆書》,為印度醫(yī)藥學(xué)的代表。

  敦煌文獻(xiàn)中的醫(yī)方殘卷有30余卷,共錄有醫(yī)方1100余首。其中有的題有書名,有的為唐人選錄著名醫(yī)家的醫(yī)方。一些古醫(yī)方多為六朝隋唐醫(yī)學(xué)家經(jīng)過驗(yàn)證的經(jīng)效醫(yī)方,另有不少單方。許多醫(yī)方不僅具有重要的醫(yī)學(xué)史研究?jī)r(jià)值,而且在今天仍有重要的借鑒意義。

  據(jù)檢索統(tǒng)計(jì),敦煌遺書中所見的藥物除大量來自中原的外,還有不少西域、印度等地輸入的藥材,如訶梨勒、高莨姜、蓽撥、安息香、乳香、蘇合、阿魏、阿摩羅、旃檀香、青木香、零陵香、毗梨勒、婆律膏、艾納、胡椒、白附子、龍腦香、龍涎香、胡粉等60余種。

  敦煌醫(yī)學(xué)生動(dòng)地反映了古絲綢路上中醫(yī)學(xué)與藏醫(yī)學(xué)、于闐醫(yī)學(xué)、粟特醫(yī)學(xué)、回鶻醫(yī)學(xué)、龜茲醫(yī)學(xué)、古印度醫(yī)學(xué)、波斯醫(yī)學(xué)等醫(yī)藥學(xué)文化的交流交融。

莫高窟出土的回鶻文木活字(部分)

  5 造紙和印刷術(shù)

  造紙是我國(guó)古代四大發(fā)明之一,四大發(fā)明改變了整個(gè)世界的歷史進(jìn)程。紙是何時(shí)發(fā)明的,以前我們知道東漢時(shí)蔡倫發(fā)明了造紙術(shù),其實(shí)早在西漢時(shí)期紙就出現(xiàn)了。

  1979年在敦煌西北的馬圈灣漢代烽燧中出土西漢麻紙5片,金塔縣、額濟(jì)納旗也曾出土過西漢紙。1990年在敦煌懸泉置出土了24張留有書寫墨跡的麻紙,為公元前1世紀(jì)的西漢紙,把中國(guó)造紙史提早了170多年。敦煌文書的書寫,從公元4世紀(jì)直到元代連續(xù)不斷,本身就構(gòu)成了一部完整的世所罕見的長(zhǎng)達(dá)千余年的紙譜。

  印刷術(shù)起源于拓碑,將碑上的文字拓下來其實(shí)就是印刷。因而印刷術(shù)應(yīng)從捶拓法開始,發(fā)展到整版開雕,再到活字印刷。敦煌出土的唐咸通九年(868年)刻本《金剛經(jīng)》,為迄今所見世界上第一件標(biāo)有確切年份的雕版印刷品。這件印刷品由7個(gè)印張粘連在一起,扉頁(yè)的版畫為佛說法圖,圖中人物眾多,雕刻精美,刀法嫻熟,線條精細(xì)有力,墨色濃厚勻稱,清晰鮮明,說明當(dāng)時(shí)印刷技術(shù)已經(jīng)達(dá)到高度熟練的程度,其起源無疑更早。此外,敦煌藏經(jīng)洞里還保存有晚唐、五代、宋初刻印的佛經(jīng)、佛像、陀羅尼、押座文等。

  活字印刷術(shù)為北宋畢昇于11世紀(jì)中葉發(fā)明的。敦煌莫高窟曾先后4次發(fā)現(xiàn)了回鶻文木活字實(shí)物,合計(jì)1152枚,因每枚木活字表面均有墨跡,說明曾經(jīng)使用它們印刷過書籍。這些木活字的時(shí)代大約在公元12世紀(jì)末到13世紀(jì)上半葉之間,說明活字印刷這項(xiàng)技術(shù)發(fā)明后不久即傳到了敦煌,而且少數(shù)民族文字印刷也使用木活字。這是迄今所知世界上現(xiàn)存最古老的用于印刷的木活字實(shí)物,為我國(guó)活字印刷術(shù)的西傳又增添了確鑿的實(shí)物證據(jù),因而具有極高的學(xué)術(shù)價(jià)值。

  6 敦煌科技史壁畫

  除文獻(xiàn)記載外,敦煌石窟藝術(shù)中亦蘊(yùn)含著中國(guó)古代一批十分重要的科技成果,包括洞窟開鑿、彩塑彩繪、化學(xué)化工、建筑、紡織、軍事兵器、交通工具、水利灌溉、服飾、玻璃制品、印刷技術(shù)、農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn)、食品釀造、醫(yī)療衛(wèi)生、體育健身等,不一而足。

  例如,敦煌壁畫中約有80多幅農(nóng)作圖,涉及北朝至西夏近1000年間的各個(gè)時(shí)代。有犁耕、牽牛、播種、耙地、耱地、揚(yáng)糞土、鋤草、收割、捆田、人工挑運(yùn)、打場(chǎng)、揚(yáng)場(chǎng)、糧食裝袋、牛車?yán)\(yùn)、歸倉(cāng)、舂谷、脫粒等。畫面中出現(xiàn)了數(shù)十種生產(chǎn)工具,如耕犁(單轅直轅犁、雙轅直轅犁、曲轅犁)、三角耬、鐵鏵、牛衡、籽種籃、耱、耙、鋤、镢、鐵鍬、木锨、鐮、杈、扁擔(dān)、石磨、手搖磨、足踏碓、簸箕、連枷、秤、斛、木斗、升子、糧袋、牛車等。還有畜牧養(yǎng)殖、花草樹木種植與栽培等場(chǎng)景。這些形象資料全面而真實(shí)地反映和記錄了我國(guó)古代特別是北方地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的情況,是我們了解古代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)客觀而珍貴的資料。

  壁畫中的建筑圖景包括帝王宮殿、王侯將相府第、官府衙門、倉(cāng)厫、民眾宅院、街頭小店酒肆以及佛教寺院、佛塔、山崖禪穴等。豪華者金碧輝煌、瓊樓玉宇,簡(jiǎn)陋者諸如秋風(fēng)所破之茅屋。而一些建筑結(jié)構(gòu)和部件,是建筑史上不可多得的資料。另外,還有許許多多的家具,諸如各種類型的床、榻、凳、椅、桌、幾、案、柜、箱、櫥、坐墩、胡床、繩床、衣架、屏風(fēng)等,不勝枚舉。

  莫高窟西魏第285窟、北周第296窟均繪有佛教因緣故事畫“五百?gòu)?qiáng)盜成佛圖”,描繪了五百?gòu)?qiáng)盜在佛祖的點(diǎn)化教導(dǎo)下,放下屠刀,立地成佛的故事。畫面中圍剿五百?gòu)?qiáng)盜的官軍、戰(zhàn)馬上均披著護(hù)鎧,即具裝鎧,為我們提供了當(dāng)時(shí)騎兵的典型形象資料。他們一個(gè)個(gè)頭戴兜鍪,身披兩當(dāng)鎧,騎著披有具裝鎧的戰(zhàn)馬,手拿長(zhǎng)矛,腰間懸掛著弓袋和箭囊。

  李約瑟博士的《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》軍事分冊(cè)中,對(duì)于敦煌壁畫中的軍事科技資料給予高度評(píng)價(jià),他首先注意并提出了敦煌壁畫中戰(zhàn)爭(zhēng)場(chǎng)面中的重裝騎兵——甲騎具裝的圖像,認(rèn)為騎兵用來保護(hù)戰(zhàn)馬的馬鎧——具裝鎧的產(chǎn)生和發(fā)展,也是中國(guó)古代為世界文明做出的一大貢獻(xiàn)。

  除過洞窟中的壁畫外,藏經(jīng)洞中還出土了數(shù)百幅絹幡繪畫品,即畫在絲絹或麻布上的藝術(shù)品,主要供室外作法事活動(dòng)時(shí)張掛。伯希和劫去的現(xiàn)藏法國(guó)巴黎吉美博物館的“降魔變”絹畫,約繪于10世紀(jì),描繪了釋迦得道前夕施展佛法大破魔王波旬的壯闊場(chǎng)面。畫面中心釋迦結(jié)跏趺坐于山石上,作佛裝,面相莊嚴(yán),兩旁有侍者和天王,四面圍著150多個(gè)奇形怪狀的魔鬼,手持各種兵器,向釋迦猖狂進(jìn)攻,但均以失敗而告終。其中畫面右側(cè)上方向釋迦進(jìn)攻的眾魔中,有一個(gè)頭頂上長(zhǎng)著三條毒蛇頭的惡魔,腰間只系一條犢鼻裈,雙手拿著一種形態(tài)奇特的噴火兵器,器體圓筒狀,前端作展口形,筒體束有幾道箍,銅后裝有較細(xì)的柄,從筒口中噴出熊熊烈火,射向釋迦。李約瑟博士考證這即是世界上最初的火槍,中國(guó)是火藥的故鄉(xiāng),現(xiàn)代槍械的前身——古代管形射擊火器出現(xiàn)于戰(zhàn)爭(zhēng)舞臺(tái),也發(fā)生在中國(guó)。敦煌絹畫將火槍發(fā)明的時(shí)間比以前的說法提前了200多年。

  敦煌作為一座文化寶庫(kù),對(duì)于探討我國(guó)中古時(shí)期科學(xué)技術(shù)的發(fā)展可以提供多方面有重要價(jià)值的史料,在這里我們幾乎可以找到與當(dāng)時(shí)人們生產(chǎn)和生活相關(guān)的各種科技資料。從這個(gè)意義上可以說,敦煌石窟亦是一座中國(guó)古代科技史的畫廊。

莫高窟外景