经济的飞速发展,离不开一种元素,那就是科技的发展。正是因为有了先进的技术,才能够促使经济蓬勃发展,而发达的经济又会促使科技更上一层楼。要说这宋朝的科技,还真不是盖的,在中国古代史上,绝对占有重要地位。
中国古代有“四大发明”——火药、造纸、活字印刷和指南针,这是我们在小学课本上就学到过的知识,其中的活字印刷、火药、指南针,就是在两宋时期完成或开始应用的。
印刷这项技术,源于东汉末年,早在熹平年间,中国就出现了摹印和拓印石碑的方法。到了隋朝,雕版印刷正式出现在历史的舞台上。
何为雕版印刷?简单点说,就是找一块比较厚的木板,一定要厚,要不然一刻就漏了;将要印刷的内容抄写在薄到近乎透明的稿纸上,然后找个雕刻师傅把没有字的地方削去,字就凸出来了。等到要印刷的时候,用墨汁往木头上一抹,再往纸上一印,收工!
可是,这雕版印刷太不方便了,费时费力不说,还费木头,不环保啊。于是在北宋年间,毕昇就对雕版印刷进行了跨世纪的改革。其实他的改革方法也很简单,就是用胶泥取代了木头,把体积变小,每一块只刻一个字,然后用火烤硬,利于保存。想要印什么内容,就在字库里面找,排列好了,就能印刷了。
别看这三言两语就解释清楚了,可技术改良这种事,绝非一朝一夕就能完成的,除了需要大量的实践之外,还需要那最重要的灵光一闪。
同样,火药也并不是在宋朝才发现的,早在隋唐时期,火药就出现了,只不过那时候的身份比较尴尬。
在《太平广记》中记载了这样一个故事,说的是隋朝初年,有一个叫杜春子的人,闲来无事的时候,突然想起自己有一个朋友好久没见了,就决定要去拜访。这个朋友很喜欢炼丹,平日里整天想的就是怎样炼出一枚长生不老的丹药来。正所谓是“有朋自远方来,不亦乐乎”,这个炼丹老人看到杜春子,也很高兴。两个人高谈阔论,不知不觉就到了傍晚。炼丹老人就说,留下来过夜吧,明日再走。杜春子一看天色,也觉得回家不太方便,就住在了炼丹老人的家中。到了半夜,杜春子突然闻到了一股刺鼻的味道,醒来一看,发现炼丹炉内有“紫烟穿屋上”,转眼之间,整间屋子都被烧了。
由此可见,在隋唐时期,火药虽然出现了,却是作为炼丹的成分。直到唐朝末年,火药才被用于军事,但是却没有发挥出它的本领。宋朝将火药广泛应用到了军事之中,让它充分发挥本领。
除了这几种举世闻名的发明之外,宋朝还出现了机械科技,这就是“记里鼓车”和“指南车”。鼓车上站有木人,手中握有鼓棰,马车每驶至一定里数,木人就会挥动鼓棰,敲响前方的小鼓。其实,它的工作原理很简单:木人手上有线连着一个齿轮,齿轮又连着另一个齿轮,形成一套减速齿轮组,最后连着车轮。车辆启动,车轮就带动齿轮组,齿轮组带动木人,木人则敲起小鼓。但是在当时是相当有科技含量的发明,就连现在的计程车也是根据记里鼓车的原理记数。
《宋史》之中记载:
其中平轮转一周,车行一里,下一层木人击鼓;上平轮转一周,车行十里,上一层木人击镯。凡用大小轮八,合二百八十五齿,递相钩锁,犬牙相制,周而复始。
“指南车”由三国时期机械制造家马钧发明,同样是采取了齿轮的原理制作,将复杂的差速齿轮组合在一起,这也是如今所有现代汽车在转向时对旋转的车轮力矩相同,速度不同的原理。这些差速齿轮使机械控制的手指指向固定的方向——南。指南车采用了先进的机械装置,与指南针采用磁极原理不同。
宋代博物学者燕肃重新研制出指南车,他的制作方法在《宋史》也有记载:
大观元年,内侍省吴德仁又献指南车、记里鼓车之制,二车成,其年宗祀大礼始用之。
宋朝的土木工程也得到了飞速的发展。公元984年,淮南转运使乔维岳负责治理淮河,创建的二斗门,是复闸形式的运河船闸,从而提高了河运能力。根据《宋史》记载:
维岳规度开故沙河,自末口至淮阴磨盘口,凡四十里。又建安北至淮澨,总五堰,运舟所至,十经上下,其重载者皆卸粮而过,舟时坏失粮,纲卒缘此为奸,潜有侵盗。维岳始命创二斗门于西河第三堰,二门相距逾五十步,覆以厦屋,设县门积水,俟潮平乃泄之。建横桥岸上,筑土累石,以牢其址。自是弊尽革,而运舟往来无滞矣。
宋朝积累了前人的经验,在冶金方面引入了新的技术。公元前1世纪,汉朝时期的中国人已经研制出用炭作为媒介物,将锻铁和铸铁融化在一起炼钢的方法。11世纪,宋朝又进行了两项炼铁技术的革新:一种方法用来铸造次等的不均匀的钢;另一种是现代炼钢熔炉的前身,通过鼓冷风反复锻造,来达到脱碳的目的。从806年到1078年期间,人均铁的产量增长了6倍,到1078年,年产量已经达到了127亿公斤。
历史学家唐纳德·瓦格纳指出,产量的数据是基于政府向国内各个生产铁的县收取的税赋记录来统计的。应用水力驱动熔炉的大型风箱,在铸造过程中使用大量的木炭,因此导致中国北部大范围的森林被砍伐。在11世纪末期,中国人发现可以用烟煤取代木炭,因此中国北部的森林和上好的木材才得以保留下来。