画说科技史(之三)——寄情敦煌

作者: 史晓雷

来源: 百科知识

发布日期: 2018-09-19

本文通过敦煌壁画资料,探讨了敦煌学对科技史研究的价值,特别是敦煌星图的科学价值,以及敦煌壁画中反映的古代制陶技艺和名物研究。文章还涉及了唐代曲辕犁的身世之谜和曲柄在机械中的应用。

第一次感性认识敦煌是读大学时,那时余秋雨的散文流行,读过他的《道士塔》和《莫高窟》,那是笔者第一次知道王圆箓——王道士的名字,也知道了令人唏嘘的文化劫难。再后来,拜读了敦煌研究院王进玉研究员的许多论文,他几十年的研究积累,汇编成了洋洋五十万言的《敦煌学和科技史》。至此,笔者才理性认识了敦煌的厚重与博大。

敦煌学对科技史研究的价值,就是利用敦煌石窟、敦煌遗书和敦煌史地方面的资料,研究和解决科技史方面的问题。其中,敦煌壁画资料尤为丰富,包括莫高窟、安西榆林窟、东千佛洞、西千佛洞等在内的近570个洞窟中至今保存有近5万平方米的壁画。尽管这些壁画大多表现的是佛教题材的说法图、佛传图、本生故事图、菩萨图等,但也有不少表现生产、生活场景的世俗画,是了解当时科技状况的一个窗口。

最值得一提的自然是著名的莫高窟,从4世纪到14世纪,古人在长1600多米的崖壁上开凿了735个洞窟(含北区),其中现存有壁画、彩塑的有492个,壁画面积达4万多平方米。隋唐时期为佛教发展的鼎盛期,也是莫高窟建筑、彩塑和壁画艺术灿烂辉煌的时期,492个洞窟中,隋唐时开凿的就超过300个。因此,“画说科技史”系列的隋唐、五代时期就让敦煌为代表吧,仅以此文寄情敦煌,致敬敦煌。

与敦煌有关的图画资料中,与科学关系最大且最有价值的,恐怕要属敦煌星图了。敦煌遗书中有两份星图文献,通常称作甲本和乙本。甲本在1907年被英国探险家斯坦因劫去,现藏大英图书馆,编号为S.3326。1959年,英国科学史专家李约瑟首先发现了该星图的科学价值,从而得到了学界关注。乙本是1944年向达教授在敦煌民间发现的,现藏敦煌博物馆。就科学价值而言,甲本更大,故这里只谈甲本。

关于甲本的年代,学界目前存有争议,大致有两说:一说认为绘于唐中宗时期,具体时间为705~710年;一说认为绘于649~684年。总之,它是初唐时期的星图。甲本星图的科学价值体现在两点。首先,它是世界上现存最古老、绘星最多的全天星图。据天文学史家席泽宗考证,该星图共绘有1359颗恒星。这点很了不起,在望远镜发明之前,欧洲绘星最多的星图只有1022颗。其次,它的绘制方法独特而精准。

它采用了圆图与横图结合的方式绘制全天星空。

在敦煌的图画资料中,有很少一部分可称作“罕见遗珍”,因为这些题材不但在敦煌壁画中罕见,就整个我国古代绘画作品而言,也算少有,故就稀缺性而言,可算至宝。这里举两个例子。成都中医药大学博物馆藏有一把唐代骨质牙刷,它是我国保存较完好的最早的两把牙刷之一,1984年出土于成都。可见,早在唐代,我国已出现用牙刷刷牙的口腔清洁文化。敦煌壁画中虽不见用牙刷洁牙的场面,但有十几幅揩齿图,表现的均是清洁口腔的场景。

古老的制陶技艺经过了漫长的演变过程,莫高窟中的壁画对此也有表现。最早的是手制,手捏成坯或用泥条盘筑而成。然后是慢轮制陶,出现于距今7000~6500年前(河南舞阳的大岗遗址),把成型的陶坯放到可以转动的陶轮上,修整器型或完成口沿加工。大约5200年前(湖北枝江大溪文化晚期),出现了快轮制陶技术,即利用陶轮快速旋转的离心力,将轮盘中央的泥料直接提拉成所需器型的技术。

虽然古代先民使用轮盘制陶的技术如此悠久,但在唐代之前未留下一幅这样的图画,幸运的是敦煌壁画中出现了,而且还不止一幅。

古代的“名物”研究是一个“富矿”,众人施展其技,各有所获。名物研究本是传统训诂学关注和研究的内容,但其具有独特魅力,因为研究者必须像大侦探福尔摩斯一样,小心游走于因古今变化、地域变迁、方言差异、文字异写等因素造成的名物错综复杂的境域,往往涉及到词源学、训诂学、文化学、古代科技史等几个领域,在爬梳中可能不经意间觅得灵感,一句话或一段文字从此豁然开朗。

敦煌,由于其历史上特殊的地理位置,不但是连接东西方的交通要道,更是东西方物质文化交流的中转站,其名物研究因此别具风采,近年杜朝晖教授的《敦煌文献名物研究》已有不少新见。在相关研究中,涉及到不少科技史的内容,而这些内容脱离了图画,又很难说清楚,不妨举例如下。

大名鼎鼎的曲辕犁其实也有“身世之谜”。教科书中介绍曲辕犁,一般会提到两大优点:一是省力,二是回转方便。

前者从受力分析容易得出,但“回转方便”这点其实与事实不符。因为《耒耜经》写道“犁之终始丈有二”,一丈二尺长的犁,在江南的小块水田中如何回转方便?这很值得继续考证。唐尺一般在30厘米左右,这样便是3.6米;即便按唐代小尺计之,一尺为24.6厘米,也有2.95米!这么长的犁,如何回转便利?此问题回答不了,任何复原工作都无从谈起,所以我们还需继续探索、考证。

曲柄对机械而言非常重要,独立的曲柄一般用于驱动圆周运动,曲柄加一连杆便构成曲柄连杆机构,可以完成运动方式的转换。在汉代,独立的曲柄用于旋转磨、风扇车等;在磨沿的曲柄上套一个T形木拐,便可以把双手的近似直线运动转换为磨的圆周运动,这在汉代也已经出现了。虽然汉代画像石上刻画有不少纺车图,估计至少有20架,但却没有一架明确绘有曲柄,颇令人费解。

不知是图画表达的问题,还是当时纺车上的确未安装曲柄(不用曲柄的话,用手拨动轮辐或轮辋也可操作)。

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