书城传记近代经世小儒
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第4章 郑复光与泰西科技知识(3)

中国最熟知之儿童故事,曹冲载舟称象,为最通行之历史常识。出自于《三国志·邓哀王曹冲传》,不须细述。大史学家陈寅恪借佛教故事加以推翻,但不成功。陈寅恪:《寒柳堂集》,页157—161,据北魏《杂宝藏经》故事相同,作为翻案。然此经晚译于北魏,远在三国之后百年,证据不足,今人已有反驳。见戴念祖:《中国力学史》,页390—392,石家庄:河北教育出版社,1988年9月印。认为若干中国造作佛家法门故事,往往吸取中国旧说。载舟称象故事或即佛徒抄袭曹冲故事,其说亦能成立。惟三国时代佛家传说已大量输入,即使不见文字记载,口传故事仍然不少。特愿引述于此,以待后日之澄清。晋人苻郎著《苻子》,举燕昭王以舟量巨豕故事,则后人举为公元前四世纪已知载舟称量巨豕之法,早于三国曹冲。惟《苻子》有似道家寓言,虽引称古籍,未可尽信。《苻子》辑入马国翰《玉函山房辑佚书》道家之类。今人戴念祖著《中国力学史》,颇加引据。亦未必可信其早至燕昭王时代。但备一说可也。又,戴著页390所引《苻子》文句,系据宋人吴曾著《能改斋漫录》转引。其文字与《玉函山房辑佚书》所著录多有不同,用之须慎。

中国早期比重知识当出于《考工记》,经清儒江永疏释而明。应早在春秋之末,相当于公元前六世纪。《考工记》原文:“(音历)氏为量,改煎金锡则不耗。不耗然后权之。权之然后准之。准之然后量之。”历代以来,解释最精核者为江永。江氏说明“权之”、“准之”、“量之”,作用不同。特别对于“准”之解,其说明即是比重之用法。江氏解云:

权之然后准之,准之然后量之。盖权之者,惟知金锡之轻重,而不得大小之度,亦不能算此鬴(同釜)当用金锡几何?凡重者体小,轻者体大。量为法度之器,欲其适量一钧。虽云六分其金而锡居一。若先以一钧之数六一分之,则不能通合一钧矣。故必平正之:如铜立方一寸,其重几何?锡立方一寸,其重几何?知其体积与轻重之比例,然后可以计金锡而入模范也。又案准字古文作水。或是先以方器贮水令满,定其重。乃入金若锡于水,水溢,取出金锡再权其水,视所减之斤两与分寸,可得金锡大小之比例。后人算金银之法如此。疑古人亦用此法。模范先成,而金锡体异。先权以知轻重,准以知大小,然后可量金锡之多寡,入模范使其成,适合一钧也。江永:《周礼疑义举要》,卷六,页17—18。《守山阁丛书》本。又,李仲达、华觉明、张宏礼:《商周青铜容器合金成分的考察——兼论“钟鼎之齐”的形成》,收载华觉明等:《中国冶铸史论集》,北京:文物出版社,1986年8月印。又,李迪:《我国古代的比重测定和应用》,《科技史文集》,第十二辑,页122—126,上海:上海科学技术出版社,1984年印。考证中国使用方寸定不同物质比重,出于西晋时代之《孙子算经》。书中列明:金、银、铜、铅、铁、玉、石等七种物质每方寸重量。至清康熙五十二年(1713)因西方比重测量精密,又由梅谷成测定三十二种物质之方寸比重。又,刘广定:《从钟鼎到鉴燧——六齐与〈考工记〉有关问题试探》,《中国艺术文物讨论会论文集·器物卷上》,页307—319,台北:台湾故宫博物院,1991年印。刘教授态度谨严,推论细心。惟觉其稍过保守。其文中所引Barnard对《考工记》的轻蔑批评,真是信笔雌黄,令人哑然失笑。须知今日(1)自商周传世之器,都非一时铸造,不可刻舟求剑,据以校正《考工记》。《考工记》用不着承担上古列国所有制器之一定方法,甚是明显。(2)《考工记》为春秋末之书,时当公元前五、六世纪,用其中所述戈之铸造方法,皆出以惯熟使用,深明其细微关键者,其所谓“已倨则不入,已句则不决,长内则折前,短内则不疾,是故倨句外博”等句,精密已极。若非当时兵器专业冶工,不能有此了解,后人不经使用更无从悬揣。此书早经江永论断为春秋末之书,当无可疑。(3)上古列国林立,各保疆宇,兵器必精为讲求,造器岂止一两件玩物,此必大工作坊为之,动以万计,若戈、戟、刀、剑,亦必依制画一,岂有大小轻重不一致之事。造器自古必循一定方法。自殷商亦必不致有胡乱造器之理,方法不传亦不当视为毫无方法。古器传世者,万不存一,岂可以此器较彼器,即谓古人无精密方法。兵器关系国家存亡,岂不讲求。用此批斥古书真是无知。江氏辨析,明白精要,切实中肯。果如江氏所言,则《考工记》,足以代表中国测量比重技术之最早代表,为公元前六世纪史实。在此将比重测算法提早至公元前六世纪《考工记》时代,应是确切之文字证据。惟实际自殷商青铜器之制作工艺而言,比重观念应创生于殷商时代,此类工艺发明,后世除见及形制花纹,往往全不知其制造经过,当时岂是胡乱造铸,凭空而成?工艺技术岂无方法?青铜器乃铜锡合金,不知比重,如何造器?笵铸尤须计算精密,凭常识亦当可推知。《考工记》足以代表中国冶金知识中之使用比重方法。其所谓准之,即在一定重量衡定之下,观察水准,以定铜锡对比成分。即置铜锡原料于盛水器中,照原定水准线看水位高低,高其一定之线,系锡过多,低其一定之线,系铜过多。必其水面恰合其一定之线,即是适量。此是比重技术。

郑复光因读及《远西奇器图说》,进而思考到物体重量与水相接之浮力关系。其考究之细密,申解之精审,何让于今世中西科学家流辈。

因悟得金性实而密,故内含气少而重于水。木性虚而疏,故内含气多而轻于水。凡水之浮物,由于水有本重,既为流体,不得不平。忽物来水面压下数寸,则物底之水逼下数寸,而旁溢上出之水,力欲下趋物底,复其原位取平。故与物相抗而负之使浮也。

金石之属,坚重异常,有非水重之力所能胜者,遂速让之而出其上以取平,故沉也。是知物之沉者虽由于重,而其重之数不论多寡,只视其形之大小与水等其重,强于水则沉。如金作钩为实体,其大不能以寸,虽重数两,入水必沉也。物之浮者虽由于轻,而其重之数不论多寡,亦视其形之大小与水等其重,弱于水则浮。如金作球为虚体,厚一氂其大一尺,虽重有三斤四两七钱八分,入水必浮矣。《费隐与知录》,页57。进此一步,郑氏即提出物体浮沉之比重定率,是即“寸方定率”。郑氏引据《数理精蕴》而立言云:“其理:以水寸方定率重九钱三分,物重乎此者皆沉,轻乎此者皆浮也。”同上,页65。足以明白确立比重之基准。相信是传承江永论说,并会通西洋学理。郑氏历作实验而肯定“寸方定率”之精确。余因检寸方定率,得水寸方重九钱三分。紫檀是木,寸方一两零二分。断其入水必沉。黄杨入手亦坚重,寸方七钱五分。较水则轻,决其入水必浮。均试之而验。油寸方重八钱三分,故应常浮水面也。《费隐与知录》,页58。当然国人就物体沉浮见出比重,俱利用水。早有贾思勰之鸡蛋沉浮法,段成式之莲子沉浮法,只能见出轻重,而并未形成精确定率。郑复光之“寸方定率”自足以代表比重观念之改进。

其七,重心

中国上古早有重心平衡观念,见于《墨经》及《淮南子》,而西方物理学重心一词,得南怀仁(Ferdinandus Verbiest)而输入中国。至郑复光于嘉庆季末(1816—1825)始进解于日常应用。就所见鸟类飞行,说明重心之关键至为明析,正见其观察精细思考缜密。如其解释鹤鹳鹅鸭凫雁体形之不同,而重心之维持则宗旨相同。南怀仁谓:鸟之飞者项长则足长,伸足以称其重心。其说是也。

然项长足短,不能高飞,惟鹅鸭为然。凫雁亦项长足短,与鹅鸭无异,而独能高飞,则又何说?曰:项长足长,此一理也。家禽野禽其性既殊,其能亦异。又是一理。何可概同。然重心当称,理实至确,弗可易也。鹤鹳之类,项长距高;凫雁之俦,项长掌短。皆能高飞。而凫雁掌短为便浮水,其能高飞亦非无说,盖其尾厚大,异于鹤鹳,故称其项耳。若不有长项,反无以称其尾,不能飞矣。南怀仁宁不知此,或偶遗之耳。同上,页106—107。郑氏细心研析鸟兽体形,发达部位不同,进而说明重心关键。正以见出其观察深入,见理透辟。天生万物各具一形,何能一一为之诠说。然鸟兽胸背厚薄相反者,实有其故,可得而言焉。夫兽以走为能,鸟以飞为务。凡物,上轻下重则置之而安,上重下轻则移之而便。不见洋规矩乎,锐其两髀,丰其轴端,盖取象人形头重脚轻矣。兽惟背厚故脚轻,脚轻故其走也疾。鸟惟胸腆,故下重,下重故乘风也稳。《费隐与知录》,页106。郑氏所示,足以代表中国式之重心实验。中国上古自早具重心及平衡观念,应有一定自信。在儒生郑复光而言,仍不厌吸取西方不同理说,进而推衍自己之新解。我等后辈学者,尤当服膺此种理性精神。

其八,戈戟形制正解

核之《考工记》“冶氏”所述戈与戟形制,文句简略精要。可见出古代兵器学考究精深。兹括其原示句云:“戈,广二寸。内倍之,胡三之,援四之。已倨则不入,已句则不决。长内则折前,短内则不疾。是故倨句外博。重三锊(锊,读为刷,又音劣)。戟,广寸有半寸。内三之,胡四之,援五之。倨句中矩与刺。重三锊。”《周礼》,卷四十,《考工记》,页10—12。十三经注疏本。又,杨泓:《中国古兵器论丛》,页155—189,《中国古代的戟》,北京:文物出版社,1985年第二版。郑复光绘图解经,明白核要。尤可见出古人制器之精妙,愈信《考工记》价值之高。

问:舟用竹篙,其端一尖一钩。名曰挽子,钩所以挽固也。尖所以牮(音间),直前岂不得力,乃无不斜出者何也?曰:此《考工记》:冶氏,造戈倨句外博之说也。戈以援刺敌,刃不向前则不得力;以胡钩敌,太弯向内则不得势。所谓已倨则不入,已句则不决也。(原注:不入者刺不得力也,决犹决断之决,谓一钩即得,百不一失也。)然所以必倨句外博者,未经指明。盖胡既旁出,则斤两偏重,用之不能称手,故令援稍外博,则斤两偏重之势稍杀也。故先言已倨已句之病,而以倨句外博一语释之,其不得不然之势,使人于言外领取。迩来古西周铜戟形制:《中国古代兵器图集》,据实物描绘西周铜戈形制:《中国古代兵器图集》,据实物描绘戈出土者甚多,仆尝取数种较之。其倨句外博,无不相准。而其锋端必稍曲向内,犹恐太倨也。挽子之尖斜出,正是此理。曰:冶氏言戟,则曰:倨句中矩,抑又何也?曰:戈所常见,戟出土者则未之见。《通艺录》(程易田先生瑶田著)有戟图。谓胡与刺之倨句中矩,则胡与援之倨句外博。是援与胡两边斤两相称,则刺与胡无妨中矩矣。《费隐与知录》,页103—104。又,《周礼疑义举要》,卷六,页13。戈戟皆为句兵,以其有曲胡也。而其用不止于钩人。戈有援直刃可桩人,其胡之曲折可斩人;戟有刺有援,直上皆可刺人,其胡之曲下者可钩人。戈胡戟胡其形异;戈胡作倨句而外博,胡背连于援,形如偃月,而背广。戟胡中矩,横贯援而曲下,形如覆矩。戈胡句人即所以伤人,以其句处有刃也。戟胡锋直下而曲中无刃,欲生获其人则钩之。此戈戟之异用也。郑氏全书涉谈《周礼》只有三处,无不深入浅出,论析中肯。而如此精湛解说,今世国学家似全未经见,真乃学术上之重大损失。

其九,地心引力与磁针偏东

郑氏认识地心引力现象,当承西学而引据,但在国人而言,应是科学知识先驱代表。颇值得郑重标示,披显其论。如其解析云:

盖物性各趋本所,地心为万物本所。天为气本所。气之上行,犹物之下坠,趋其本所耳。非但以为轻使然也。《费隐与知录》,页59。举证申论其理,亦颇切实中肯:物趋本所固已,而物又各有其性,各成其类。万物之趋地心同,而有凝体流体之别。如水之就下,欲趋地心,以附于地,而为流体,则横鹜取平。其他凝体,则不能矣。惟气亦然。故物将下坠,气非不相逆相拒。因其为动体,故能旁出而曲上。且其意欲速上,物欲速下,故让物下坠焉。同上。郑氏虽未明言地心引力说,但谓万物趋地为本所,自已了悟地心引力之意,实甚明白。

磁针指向偏东,早在沈括《梦溪笔谈》中述及。中国发现甚早。近代西洋知识更较确定,郑氏进一步据西书解说形成磁偏之理,推为受地脉影响,地磁学观点至此确定。故亦弥足珍视。郑氏申论亦深细入理。