今年《百科知识》杂志邀请到了中国科学院自然科学史研究所副研究员史晓雷与读者朋友们通过“画说科技史”系列文章，一起探寻中国古代科技史。中华文明，上下五千年，“画说科技史”该从何时讲起呢？思考再三，史老师决定从汉代讲起。也许有人会提出质疑，从历史上看，秦朝执政时间太短，不谈或可理解，但是漫长的先秦时期难道没有与科技有关的图画值得一讲吗？我们从一个故事谈起吧。这是一个真实发生的故事。
最近，一位历史学爱好者请教一位文博专家：“为什么先秦的东西（文物）总体上大气、厚重，而到了汉代一下子变得小家子气了呢？”专家回答说，先秦的文物以青铜器居多，而汉代多是陶制明器（即冥器），主体文物的材质影响了观感。这种解释很有道理，青铜器多为礼器，与墓葬主人的等级和身份密切相关。比如现藏国家博物馆的后母戊鼎，高133厘米，重832千克。
尽管汉代出土文物中有高2米多的陶仓楼（陶制的储存粮食的楼），但总体而言，明器多为形体较小的陶灶、陶井、陶仓、陶厕、陶狗、陶鸡等，加上陶器在色泽上本身就“土”，故汉代文物总体没先秦文物显得“高大上”，这便是一般公众的感受。汉代陪葬品的“土”，或者说“世俗化”是有原因的。首先，汉代丧葬文化中的“事死如生”观，也即死后的“享用”要和生前一样，这是陪葬品世俗化的一个重要原因，因此厚葬成风。
其次，汉代选拔官吏中的“举孝廉”制，对厚葬起到了推波助澜的作用。到了东汉中晚期，这种制度已经变了味，有人为了博取功名，厚葬父母已到了倾家荡产的地步。此外，汉代在秦帝国的基础上统一了中华帝国400年，汉文化气魄之大，超乎想象，有“大风起兮云飞扬”的慷慨豪迈，有封狼居胥、燕然勒功那样的虽远必诛，有丝绸之路商贸往来的交流和包容。
这样的历史背景和文化积淀，造就了汉代文物中与科技相关者远超先秦，其中汉画尤为精彩。本文中的汉画主要是指汉代的画像石、画像砖和壁画；但并不是说汉画仅有这些内容，比如帛画、器物画等都应算汉画。所谓帛画，即绘在缣帛上的画，最著名的恐怕是长沙马王堆一号墓出土的那件T形帛画了。所谓器物画，就是刻绘在各种器物上的装饰性图案，比如在铜镜、漆器、带钩、铺首等器物上刻画的。
但是帛画出土有限，器物画要么图案形式程式化，要么受器形局限，总之这些画中反映科技的内容远逊画像砖、画像石和壁画。汉画中的科技内容异常丰富，主要集中在各地出土的天文图、农耕图、收获图、舂碓图、庖厨图、汲引图、狩猎图、捕鱼图、纺织图、冶铁图、井盐图等。拙文不可能面面俱到，只能择取一些重要、少见、有趣的介绍一下。笔者时常回忆起小时候在故乡看到的满天星斗，如今居住在都市中的孩子很难想象那种盛景了。
不过，他们从课本中总能学到大熊座、小熊座和猎户座这样的星座知识，这都属于现代国际上通行的88个星座体系，它们起源于古希腊。但是古代中国对星空的认知独具一格，创造了“三垣二十八宿”星空体系。“垣”就是城墙，“三垣”是指天上三块用“城墙”围起来的天区，分别是紫微垣、太微垣和天市垣。二十八宿则是把黄道附近的星空分了28份（不是平均分配），正好对应月亮绕地球一周的时间（27.3天）。
二十八宿又分为4组，每组7宿，这便是古代中国的“四象”：东方苍龙、西方白虎、南方朱雀、北方玄武。古代“三垣”形成年代较晚，这里只谈二十八宿。那么，二十八宿体系是形成于汉代吗？非也。专家考证，二十八宿体系的形成年代在公元前5670年，之后一直不断演化，到了战国早期基本定型。1978年，在随县曾侯乙墓出土的一件漆箱盖上，研究者发现了迄今最早的全部二十八宿名称。
但是，到了汉代才出现了较为细致的二十八宿天文星图。2017年，考古学界公布了一个新发现，在陕西靖边县发掘了一处东汉中晚期的墓葬，在墓葬壁画中首次发现了大量星形、星数、图像、题名四要素齐全的汉代天文图，其中就有二十八宿。中国古代对星空的认知体现了“天人合一”的思想，我们可以通过介绍二十八星宿中的两个以窥全貌。
通俗地说，这种“天人合一”思想就是把地上能想到的统统“搬到”天上，在天上建了一套“天上人间”。皇帝、太子、诸侯、三公、九卿、造车的、杀猪的、卖布的、鸡、狗、鳖、鱼全都有，甚至还有天厕，一应俱全。比如，东方七宿中的“箕”宿，《诗经》云“维南有箕，不可以簸扬”便是形容它的，是说天上的箕宿空有其名，并不能实际用于簸扬。但是在靖边县出土的汉画中，箕宿真的是在用于簸扬。
画面上箕宿四星连成簸箕状，旁边跽坐一女性，似在持箕劳作。由于箕宿就像农用的簸箕，故有风神之说。“月离于箕风沙扬”便是说月亮运行到箕宿，地上就会起风扬尘。当然这只是迷信附会之说。再谈谈南方七宿中的井宿。在井宿中有两个星官（类似“星座”）“弧矢”和“天狼”，这正是苏轼《江城子·密州出猎》所写的“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”。
天狼星是夜空中最亮的恒星，视星等为-1.46（视星等指观测者用肉眼所看到的星体亮度）。在冬季夜空中，天狼星非常容易找到，就在猎户座腰带三星的东南方向。在我国古代，天狼星主侵略之兆，故在其旁专门设置了弧矢9星（壁画上为6颗）来防备它。靖边壁画的弧矢内部绘有一男子，正在挽弓射向西边的天狼星。从这两个小例子，大致可以理解我国古代这种人世色彩很重的星官体系。
对一般读者而言，可能听说过“弋射”这个词，但具体的含义估计很少有人能说得上来。《诗经·郑风·女曰鸡鸣》开头写道：“女曰鸡鸣，士曰昧旦。子兴视夜，明星有灿。将翱将翔，弋凫与雁。”这里写的是一对夫妇早晨刚睡醒时的对话，丈夫有点困想多睡一会儿，妻子催促丈夫应该早起去猎弋凫雁，以维持全家生计。可见弋射由来已久，那什么是弋射呢？弋射是指一种在箭头末端系有绳的射箭方式。
这种方式有两个好处，一是方便把猎物捡回；二是利用射到空中箭绳的缠绕作用，可以捕获到活禽。是不是到了汉代才有了弋射的图画？也不是。迄今已经发现了几幅战国时期的弋射图画，有成都百花潭战国墓一件铜壶上的弋射图，还有河南辉县琉璃阁一件狩猎纹铜壶上的弋射图等。不过，现藏于四川博物院的一块汉代“弋射收获”画像砖，不仅清晰地呈现了弋射场景，还提供了更多有趣的技术知识。
这块画像砖的上方为弋射图，特别值得注意的是两位射手身旁的绕缴轴。这里的“缴”读音为zhuó，是指箭附的绳。《淮南子》有言：“好弋者先具缴与矰（zēng）。缴为绳，矰为箭。”从图上可看到半圆形提架（下有支架，插在地面上）上有3或4个绕缴轴，这应该是比较高级的弋射方式了，有批量作业的意思。此外，战国时期写就的《墨子》有记载：“弋射，以鹿卢卷收。
”“鹿卢”就是辘轳，但和现在说的辘轳还不是一回事，而是一种轮轴装置。过去的研究者不是很清楚弋射用的“鹿卢”的具体样貌，从这块画像砖大致能看明白。画中的绕缴轴是竖立的，缴（绳子）松松地缠在轴上（也可能绕缴轴本身就是中空的筒状，套在竖木上）。既然说到这块画像砖，就把其下半部分也介绍一下，也算是向接下来的农耕内容过渡。从谷物形态以及劳作者双脚没在水中判断，这是收获水稻的场景。
右边两人正在使用一种叫“镰”（长柄大弯镰）的工具收割，中间三人似乎仅是在割取稻穗，手中工具看不清楚，有人推测手中所持应是“铚”。上图是嘉兴博物馆收藏的一件春秋时期的双孔石铚，使用时用绳子穿在两孔中套在拇指上，手持铚割下稻穗。《诗经·周颂·臣工》中提到过“奄观铚刈”，其中的铚就是这种农具。左边一人应该是送饭到田间，农忙时节这一习俗延续至今。在我国古代科技门类体系中，“农医天算”的资料最繁盛。
尽管耕作是农业生产很小的一部分，但内容极为丰富。在汉代，不但有经常提及的二牛抬杠式，还有一牛驾辕式，甚至还有牛马合犋式。牛马合犋式比较少见，这里就单独介绍一下这种特殊的耕作方式。所谓牛马合犋是指牛和马一起耕田，这种形式目前在某些农村还能见到，但又有所不同。现在的形式是牛驾辕为主，马拉边在外，称为“服牛骖马”。但汉代的形式不是这样，正好相反，姑且称之“服马骖牛”。
汉画中保存最好的一幅牛马合犋图是山东滕州汉画像石馆收藏的一幅“牛马耕作”图，可以清楚看到是以马为主。这幅图的意义还不止于此，图中的马身后有一个横短木，其与两边绳索构成了我国最早的“耕盘”形象，这是畜力系驾方式中的一大发明。有了耕盘，耕作中回转就更便利，而且牲畜两侧用力比较均匀。
还有值得一提的是犁铧上方的犁壁，据考古发掘，战国已经有了犁壁，但在图像中表现犁壁是从汉画开始，而且汉画中明确绘出犁壁者并不多。那么犁壁到底是干什么用呢？犁铧自然是开沟用，犁壁有时呈板瓦形、有时呈马鞍形，总之会有弯曲，顺着犁铧被翻起的土块会被犁壁破碎并翻倒，起到破土、压草（增加肥力）的作用，所以犁壁也叫翻土板。由于犁壁长期与土壤摩擦，被蹭得发亮，故也称犁镜。由于篇幅所限，很多精彩汉画未能完全呈现。
本文为大家介绍了三种主要的汉画题材，但就汉画所能承载、表达的科技内容而言，真是挂一漏万。此外，笔者特别要提醒的是，不能误认为汉画呈现的科技内容代表了汉代最高的科技成就，绝非如此。以纺织中的织机为例，目前汉画反映的织机水平，均未达到几年前成都老官山汉墓出土的4部提花织机的技术成就。但汉画已经给予了我们太多，还能苛求什么呢？