第3章 科技(2)
石申，春秋战国时期魏国人氏，生卒年月不详，是我国古代伟大的天文学家、科学家，曾著有《天文》八卷，即后世所称的《石氏星经》。该书具有很高的科学价值，是我国最早的天文学著作，也是世界上最早的天文学著作，但原书已经在宋代以后失传，今天我们所看到的《石氏星经》，是从汉代的史学名著《史记》、《汉书》以及唐代的天文学著作《开元占经》里所摘录的一些片断拼凑而成的。
《石氏星经》作为一本天文学著作，主要介绍了春秋战国时期对于五大行星的观测结果。对于五大行星，石申通过观测得知火星（荧惑）、金星（太白）的逆行，这在后来的《汉书·天文志》有明确记载。此外在《开元占经》的引文中还有石申把行星逆行描写为“巳”字形的形象记录，这在当时乃至现在都是十分准确的。同时石申还测得了金、木二星的会合周期长度，测定火星的恒星周期为1．9年，比标准值多0．02年；木星为12年，比标准值多0．14年。这都是对五大行星研究的深入和向定量化的发展。
除此之外，在《石氏星经》中，还提出了世界上最古老的星表之一——石氏星表。所谓星表，是由测量出的若干恒星的坐标（常常还连同其他特性）汇编而成的。它是天文学上一种很重要的工具。所谓石氏星表，就是二十八宿距星（每一宿中取作定位置的标志星叫做这一宿的距星）和其他一些恒星共150颗的赤道坐标位置。这种赤道坐标有两种表达方式，一种是二十八宿距星的，叫做距度和去极度。距度就是本宿距星和下宿距星之间的赤经差；去极度就是距星赤纬的余角。还有一种是二十八宿之外的其他星，叫做入宿度和去极度。所谓入宿度就是这颗星离本宿距星的赤经差。不论哪一种方式。它的实质和现代天文学上广泛使用的赤道坐标系是一致的。而在欧洲，赤道坐标系的广泛使用却是从16世纪开始的。由于恒星的赤道坐标会作缓慢的变动，而这种变动的绝大部分是岁差造成的。因此，按照岁差规律，比较一颗恒星古今坐标的变化，可以推求出这个古赤道坐标的测定年代。所以，运用这个方法可以对石氏星表的数据进行推算，结果表明：其中有一部分的确是公元前4世纪测定的，而另一部分却是在东汉，大约公元2世纪重新测定的。严格说来，《石氏星经》还不是一份完整的星表。但是，它的存在说明了中国古代天文学的发达，有力地证明了石氏星表的出现并不是偶然的。
总而言之，石氏星表是后世许多天体测量工作的基础。诸如测量日、月、行星的位置和运动，都要用到其中二十八宿距度的数据，这是我国天文历法中一项重要的基本数据。同时石氏星表也是战国到秦汉时期天文历法发展的一个重要基础。
《石氏星经》奠定了我国古代天文学的基本理论框架，促进了我国古代天文事业的长足发展，是我国古代天文学发展的重要里程碑。
《墨经》
春秋战国时期是我国由奴隶制向封建制转化的社会大变革时期，也是科学技术飞速发展的时期。在这一时期中，学派林立，百家争鸣，各种学说都形成了自己最初的理论体系。我国物理学的开山之作《墨经》及其介绍的小孔成像等物理学原理就是最典型的例子。
《墨经》，是我国战国时期墨家著作的总集《墨子》中的重要部分，是墨翟（人称墨子）和他的弟子们写的。墨翟，战国时期著名思想家、政治家、军事家、社会活动家和自然科学家，生卒不能肯定是哪年，大概是在公元前479年至前381年。相传原为宋国人，后长期住在鲁国。年少时曾经学习儒家学说，因不满该学说中“礼”之烦琐，另立新说，聚徒讲学，成为儒家的主要反对派——墨家。在代表新兴地主阶级利益的法家崛起以前，墨家是先秦和儒家相对立的最大的一个学派。
墨翟是一个制造机械的手工业者，精通木工。墨子一派人中多数是直接参加劳动的，接近自然，热心于对自然科学的研究，又有比较正确的认识论和方法论的思想，他们把自己的科学知识、言论、主张、活动等集中起来，汇编成《墨子》。《墨经》有《经上》《经下》《经上说》《经下说》四篇。《经说》是对《经》的解释或补充。也有人认为《经》是墨家创始人墨翟主持编写，《经说》则是其弟子们所著录。《墨经》的内容，逻辑学方面所占的比例最大，自然科学次之，其中几何学10余条，专论物理方面的约20余条，主要包括力学、几何、光学方面的内容。此外，还有伦理、心理、政法、经济、建筑等方面的条文。然而，《墨子》关于物理方面的论述又是最有建树的，《墨经》关于光学的记载有八条，论小孔成像一条，论投影四条，论镜像三条。其中最为突出的就是关于物理光学中的小孔成像现象的记载和解释。
为了解释这一现象。墨翟和他的学生作了世界上第一个小孔成倒像的实验，解释了小孔成倒像的原理。虽然他讲的并不是成像而是成影，但是道理是一样的。在《墨经》中，是这么描述的：在一间黑暗的小屋中，朝阳的墙上升一个小孔，人对着小孔站在屋外，屋里相对的墙上就出现了一个倒立的人影。为什么会有这奇怪的现象呢？墨家解释说，光穿过小孔如射箭一样，是直线行进的，人的头部遮住了上面的光，成影在下边，人的足部遮住了下面的光，成影在上边，就形成了倒立的影。这是对光直线传播的第一次科学解释。
除此之外，墨家还利用光的这一特性，解释物和影的关系。飞翔着的鸟儿，它的影也仿佛在飞动着。墨家分析了光、鸟、影的关系，揭开了影子自身并不直接参加运动的秘密。墨家指出鸟影是由于直线行进的光线照在鸟身上被鸟遮住而形成的。当鸟在飞动中，前一瞬间光被遮住出现影子的地方，后一瞬间就被光所照射，影子便消失了；新出现的影子是后一瞬间光被遮住而形成的，已经不是前一瞬间的影子。因此，墨家得到了“景不徙”的结论，“景”通“影”，就是说，影子不直接参加运动。那么为什么影子看起来是活动着的呢？这是因为鸟飞动的时候，前后瞬间影子是连续不断地更新着，并且变动着位置，看起来就觉得影是随着鸟在飞动一样。在二千四五百年前，能这样深入细致地研究光的性质，解释影的动和不动的关系，确是非常难能可贵的。此外，墨家还从光线直线传播的原理解释了投影和半影的现象。
《墨子》的上述记载虽然还只是经验性的描述，但它开创的应用实验手段，并能引出合乎科学的结论的方法，在我国科学发展史上是十分重要的。同时，《墨经》关于物理方面知识的论述也为我国物理学的发展奠定了坚实的基础。
《山海经》
人们对女娲补天、夸父追日、羿射九日、黄帝大战蚩尤等这些神话故事都耳熟能详，其实这些故事都来自于《山海经》。但是《山海经》并不仅仅是一部神话故事集。
《山海经》是中国最早的一部具有百科全书性质的文明典籍，也是一部记录中华民族地理发现的伟大著作，它记述了远古时代的大自然地理和人文地理，中华民族文明与文化的起源和发展，以及这种生存与发展所凭依的自然生态环境，具有极其珍贵和无可替代的文献价值。
《山海经》包括《山经》《海经》《大荒经》三部分。一般认为《山经》成书不迟于战国，《海经》有八篇杂入秦汉地名，成于秦汉之际，另有五篇加入《水经》文字，应成于魏晋。《大荒经》亦为后人增补，约成于汉代。记事以山海地理为纲，涉及上古和周之历史、民族、宗教、神话、物产、医药、巫术等。以地理为主，记山449座，河300多条，矿物70多种，植物130多种，动物260多种，邦国95个，它对黄河、长江流域以外的广大区域的自然条件进行了综合性记述。
水车《山经》包括“南山经”、“西山经”、“北山经”、“东山经”、“中山经”5卷26篇，共2100千多字。这部分又称为《五藏山经》，是全书的主要部分，占全书三分之二的篇幅，是全书中最为平实雅正、最具价值的部分。《南山经》东起浙江舟山群岛，西抵湖南西部，南抵广东南海，包括今浙、赣、闽、粤、湘5省。《西山经》东起山、陕间黄河，南起陕、甘秦岭山脉，北抵宁夏盐池西北，西北达新疆阿尔金山。《北山经》西起今内蒙、宁夏腾格里沙漠贺兰山，东抵河北太行山东麓，北至内蒙阴山以北。《东山经》包括今山东及苏皖北境。《中山经》西达四川盆地西北边缘。
《海经》包括“海外南经”、“海外西经”、“海外北经”、“海外东经”这“海外四经”四卷四篇及“海内四经”的“海内南经”、“海内西经”、“海内北经”、“海内东经”四卷四篇以及《海内经》一卷一篇。
而《大荒经》包括了“大荒四经”的“大荒东经”、“大荒南经”、“大荒西经”、“大荒北经”四卷四篇。论山时，按方位分东、西、北、中、南五区，每区又分若干山系，每一山系又以方向、道里相连。主要记山的位置、高度、走向、陡峭程度、形状、谷穴及其面积大小，并注意两山之间的相互关联，有的还涉及植被覆盖密度、雨雪情况等，显然已具备了山脉的初步概念，堪称我国最早的山岳地理书。对中原地区《中山经》记述最详。论水时，记载发源、流向、流入处所等，还注意到河流的支流或流进支流的水系，包括某些水流的伏流和潜流的情况以及盐池、湖泊、井泉的记载。有很多反映各地自然特点的宝贵记述，如江南溶洞，北方季节河，西部高山寒冷气候等。以上的记载都来自生活和生产实践，很有价值。《山海经》中也掺杂了一些失实和错误的记述，但终归是次要的部分。
《山海经》在物质资源分布的篇幅中，对于矿产的记载尤其详细，提及矿物产地300余处，有用矿物达七八十种，并把它们分成金、玉、石、土四类。希腊学者乔菲司蒂斯在公元前371年至前286年所著《石头志》被认为是世界上最古老的地质文献。但它记载的矿物仅16种，把这些矿物分成金、石、土三类。而与其同时代或稍晚的《山海经》所记的矿物种类是它的5倍，分类更细。《山海经》还注意到矿物的共生现象，并据其硬度、颜色、光泽、透明度、构造、敲击声、医药性等识别矿物的方法，以及详细记述动植物形态、性能和医疗功效，因此《山海经》在矿物学分类上有突出贡献。撰写《中国科学技术史》的英国人李约瑟说：“《山海经》是一个名副其实的宝库，我们可以从中得到许多古人是怎样认识矿物和药物之类物质的知识。”
《山海经》在记载以上这些内容的过程中，往往也夹杂着许多神话传说，在国别方面，有所谓的小人国、贯胸国、三首国、奇肱国等；在物类方面，有所谓九尾狐、三足龟、人面鸡、无口羊等；在人事方面，有所谓的夸父追日、精卫填海等等。在这些神话中，不仅可以看到巫师的活动，也可以看到古代先民的信仰、崇拜等。它里面记载的这些神奇的动物，主要是鸟、兽、龙、蛇之类，往往具有神奇的力量。这些动物很可能就是古人的图腾崇拜。
《山海经》是一部宏大奇瑰的著作，一部内容丰赡、包罗万象的上古百科全书，一部想象力非凡的奇书。
阴阳五行说的哲学思想
阴阳五行说是我国劳动人民所独创的一种学说，广泛渗透于中国古代科技文化的各个领域。我国先民在接触各种事物与现象的实践中，通过观察与思考而建立的一种影响很大的哲学思想观念。它是一种自发的朴素的唯物论，并具有辩证法初步思想因素。“一阴一阳谓之道”是阴阳学说的精髓。阴阳与五行是两个基本概念，这种学说对后来古代唯物主义哲学有着深远的影响，如古代的天文学、气象学、化学、算学、音乐和医学都是在阴阳五行学说的协助下发展起来的。
五行说
最早系统提出五行概念的是《尚书·洪范》，它指出：五行，一是水，二是火，三是木，四是金，五是土。凡具有寒凉、滋润，向下运动的事物则归属于水；凡具有温热、升腾作用的事物，均归属于火；凡是具有生长、开发、条达舒畅等作用或性质的事物，均归属于木；凡具有清洁、肃降、收敛等作用的事物则归属于金；凡具有生化、承载、受纳作用的事物，则均属于土。这已朦胧地意识到世界是由五行物质构成的，把客观世界看做真实的物质。
不过，《尚书·洪范》并没有提到五行是化生万物始源观念，直到周太史史伯才真正把五行与宇宙万物起源联系起来。史伯认为：“先王以土与金、木、水、火杂，以成百物。”这里史伯第一次以“五材”（金、木、水、火、土）作为产生“百物”的物质来源和基础。这种以哲学命题的形式来寻求物质世界多样性统的观念，具有明显的朴素唯物论的思想。
这种元素在天上形成五星，即金星、木星、水星、火星、土星，在地上就是金、木、水、火、土五种神物质，在人就是仁、义、礼、智、信五种德性。古代人认为这五类物质在天地之间形成串联。如果天上的木星有了变化、地上的木类和人的仁心都随之产生变异。迷信色彩十分浓厚的占星术就是以这种天、地、人三界相互影响为理论基础衍生而来的。
阴阳说
阴阳是中国古代哲学的十对范畴。阴阳的最初涵义是很朴素的，表示阳光的向背，向日为阳，背日为阴。后来引申为气候的寒暖，方位的上下、左右、内外，运动状态的躁劫和宁静等。中国古代的哲学家们进而体会到自然界中的一切现象都存在着相互对立而又相互作用的关系，就用阴阳这个概念来解释自然界这两种对立和相互消长的物质势力，并认为阴阳的对立和消长是事物本身所固有的，进而认为这种现象是宇宙的基本规律。
鬼神致病说
在远古时期，人若生了病，就会认为病是由鬼神引起的，就去请巫师施法来驱魔治病。我国古代医学家，在长期医疗实践的基础上，将阴阳五行说广泛地运用到医学领域，用以说明人类生命起源，生理现象，病理变化，指导着临床的诊断和防治，成为中医理论的重要组成部分，使医学与鬼神致病说划清了界限。
阴阳五行说是西周时期产生的朴素唯物主义的自然观。它用阴阳的对立和相互作用来说明自然现象变化的原因，用金、木、水、火、土五种物质来说明各种事物的构成。战国时期，形成了一个专讲阴阳五行的学派，人们叫阴阳家。这个学派以阴阳五行观念为基础，夹杂一些宗教、巫术和迷信，用以解释他们日常所接触到的一切自然现象和社会现象，形成唯心主义和神学的思想体系。当时讲阴阳五行的有两派：一派是五行相生说，一派是五行相胜说。
五行相生说
《礼记·月令》用五行相生说来解释四季的变化。要求人们按照天地四时的变化来进行农业生产，这具有朴素唯物主义的因素，但进而把一切人事都和阴阳五行做荒谬的比附、组合，认为是吉祥祸福的象征，这就变成了神学。