宋朝，被誤解的科技強國：天文鐘、潮汐觀測、觀星、昆蟲破案、石油命名，引入自來水，這些世界第一，都來自你以為很弱的宋朝。

蒙古大軍橫掃歐亞，唯一能抵抗、還長達45年的國家，
只有宋朝。宋朝弱嗎？

活字印刷、指南針、天文鐘、潮汐觀測法、十二節氣曆法、
觀星法、飛鳥繪地圖、用油紙傘製作紫外線探照燈，用屍體上的昆蟲破案，
還有，替「石油」命名、統一建築的標準工法、開創小兒醫學診斷的先河……。

這些改變世界、至今仍影響你我生活的偉大發明，
想不到吧，居然都誕生在歷史課本形容為積弱不振、疆域不及漢唐的宋朝。

是課本寫錯了嗎？還是故意漏了什麼？
提倡好男不當兵、唯有讀書高的宋朝，科技發展為什麼這麼強？

從事物理教育二十多年的物理老師曲相奎，
用10個宋朝科學家的故事還原歷史真相：這個一直被世人誤解的科技強國。

◎中國達文西之稱的燕肅，十年觀潮誕生海潮論
燕肅是畫家、詩人、音樂家、科學家，也是改善死刑制度的人權鬥士！
他花十年時間觀測潮汐，寫出《海潮論》和繪製《海潮圖》，
以科學角度解釋錢塘江潮，為當時漁業生產和海上交通，提供可靠資料。

◎聞名世界的博學家蘇頌，爭得七項世界第一
蘇頌有多博學？他製作世上最古老天文鐘「水運儀象臺」，歷朝歷代無人能仿造。
還編撰中國最早、最完整的醫藥專著《本草圖經》，增添六十多種民間新藥，
明朝李時珍撰寫《本草綱目》時也參考引用。

◎大宋提刑官宋慈，科學辦案的法醫學鼻祖
他寫出世界最早的法醫學專書《洗冤集錄》，讓人人瞧不起的「仵作」被重視，
利用油紙傘製作紫外線探照燈，還能用屍體上的昆蟲協助破案。

◎最偉大數學家秦九韶，卻有毀譽參半的後世評價
學數學有什麼用？舉凡農業、天文、水利、建築、賦稅……都需要。
甚至是19世紀引起英國數學界轟動的「霍納算法」，
早在700年前的宋朝就已經出現？只是這個人性格惡劣到連兒子都想殺？

還有科學家沈括，力排眾議為十二氣曆定調，為「石油」二字命名，
小兒醫學之聖錢乙，當年就提倡養兒要七分飽七分暖才健康（吐槽現代阿媽）。

建築界祖師爺李誡，寫的《營造法式》，奠定現今工程技術的標準，
民初建築家梁思成（梁啟超的兒子）還因太崇拜李誡，把兒子取名「從誡」。

10個宋朝偉大科學家的故事，還原歷史的真相，
讓我們重新認識這個被誤解的科技強國：宋朝。

曲相奎
出生於黑龍江，畢業於哈爾濱師範大學，現在黑龍江建三江管局（北大荒）定居。從事中學教育20年，國家二級心理諮詢師。
文理兼通的物理教師，精通散文寫作，作品風格清秀、文字樸實。現已出版《中華五千年政治家評傳》，與此同時還參與國家各種教育課題的研究，並和中國益智專家張祥斌合作出版了多本益智方面的圖書。

推薦人
資深歷史教師╱李天豪
「歷史說書人 History Storyteller」粉絲專頁╱江仲淵

 

前言
重文輕武的宋朝，改變了世界科技發展

凡提及古代中國，幾乎都以漢唐稱之。漢族的由來，是因為強大的漢朝；唐裝的盛行，是因為盛世的大唐。的確，這兩個朝代國力強盛、文化發達，許多外族都臣服於兩朝之下。然而，宋朝承接唐朝，它的文化絲毫不亞於唐朝，許多方面甚至超越唐朝。
西元960年，後周大將趙匡胤發動陳橋兵變，黃袍加身，幾乎兵不血刃就取得了半個天下。趙匡胤出身官宦，作為一國大將，他深知前幾朝之所以更迭頻繁，中原內亂不止的癥結為何。他認為在這段混亂的時期中，地方割據，藩鎮將軍兵權太重，武人藐視文人，禮樂崩壞。所以，當他統一各個地方勢力後，就來了個「杯酒釋兵權」，制定重文輕武的國策。
宋朝結束了五代十國的分裂局面，這在實質上更有利於各地區之間政治、經濟、文化的交流，大大促進了科學技術事業的發展。同時，隨著宋朝商品經濟的發展，也為科學技術的開發創造了很多條件。
而宋朝民族融合的結果，為宋朝科學家在進一步發展科學技術方面，創造了極為有利的條件，現在我們所看見的科技，就是各族人民共同創造的燦爛科學文化。
此外，越匡胤還要求其子孫永遠不得殺害文人，這使得文人的地位在宋朝得到了空前提升，重文輕武的風氣在宋朝達到了極致，著名的「好男不當兵」、「唯有讀書高」就是出在宋朝，真正實現了「學而優則仕」。
在理學興起、宗教勢力退潮、言論控制降低、市民文化興起、商品經濟繁榮與印刷術的發明等一系列背景下，宋朝優秀文人輩出，知識分子覺醒。社會上彌漫尊師重教之風氣，政治比較開明廉潔，科技發展突飛猛進。
英國研究中國科技史的專家李約瑟（Joseph Needham）曾說：「每當人們在中國文獻中查考任何一種具體的科技史料時，往往會發現它的主要焦點就在宋朝。」
兩宋時代在科學技術方面所取得的成就之大、之高，在中國歷史上非常罕見。震驚世界的三大發明──火藥、活字印刷和指南針，就誕生於這一時期。
除此之外，中國人在許多方面也取得了成功：興修水利，實施水稻的雙季栽植（按：在同一塊稻田裡，一年中種植和收穫兩季水稻的一種稻作制度）；茶葉種植面積擴大；棉花成為普及性農作物；算盤開始應用，從此成為東亞商人的主要計算工具；火藥的發明又推動了火箭、突火槍、火炮、地雷、火毬等兵器的革命。
宋朝科技的發展在世界歷史上留下了五彩斑斕的一頁，同時也為我們留下了寶貴的遺產。回眸宋朝科技的發展，雖然燦爛輝煌，但努力培養和弘揚科學，學習求真務實、開拓創新的科學精神，也是現代人的當務之急。

推薦序一
一堂必須補的歷史課

資深歷史教師╱李天豪

過去十年，臺灣的歷史課程有本質性的變動，這是很多家長都知道的事情。但是，大家不太清楚的是，變動的內容到底朝向什麼方向。透過媒體的宣傳，大眾多半認為，只是「意識形態」上的調整而已，其他專業性的內容，未必有多少實質性的變化。
畢竟，「歷史」不就是已經發生的事情，還能有什麼變化呢？其實，這恰恰就是對新版歷史教材最大的誤解。如果家長們能花點時間，找來孩子的歷史課本細讀幾十分鐘，很容易就能發現，前述的意識形態調整，容或有之，但是絕非主要變化。
新時代的歷史教科書真正改變的，是看待整段人類文明發展歷程的觀點。過去，不管是以什麼立場寫成的教科書，都是討論政治、軍事、經濟，這種「國家大事」層面的事件，差異只在評述的角度，本質上沒有不同。如今，則側重在描述物質文明與精神文明的演變上。軍國大事之類的事件，只做為背景，是遠方的風景，不是眼前的細節。
比如說，過去的課本一談到宋朝就是「重文輕武」政策，或是「王安石變法」的成敗得失，要求學生記憶、評價、對比。從今日教學現場與教材編輯者的角度來看，這些教材雖然不能說無意義，但是太大而無當了。
十幾歲的中學生，思考這些軍國大事，對於整體社會科學知識框架的建立，沒有什麼幫助。絕大多數的學生，在走出校門之後，也會很快將這些「大學問」還給老師。這種情況，相信讀者諸君都心有戚戚吧？
學歷史，要如何才能更有用呢？關鍵在於細節，在於具體事實的理解與評述，在於清晰辨識不同文明發展階段的差異。
以宋代歷史為例，史學界公認，宋代是中國進入平民社會的開始，與唐朝以前的世族社會，有本質上的不同，是為「唐宋變革說」。但是，要把這個大觀念說給學生聽，單靠堆砌歷史事件是不夠的，必須詳述生活方式的變革。
比如說：唐代也有科舉，但是為什麼宋代的科舉才是平民真正進入官場的開始？答案是：「宋代印刷事業的興盛，讓讀書考試不再是高門大姓的專利，進而促成了知識的流傳與普及。」
想要有這種認識，對於造紙技術、印刷技術的具體認識，是少不了的。否則各種歷史解釋，無異於空中樓閣。這種新教學方針，無疑是未來歷史教學的主流。但是，教科書的篇幅有限，無法盡述，至為可惜。
本次，大是文化推出的《宋朝，被誤解的科技強國》，正好補上這個缺口。本書內容有滿滿的史料，有些都還是我未曾了解過的，講述方式不浮誇，完全沒有時下網路農場文章的油膩感，讀起來極為過癮，強力推薦給各位讀者。

推薦序二
如果可以穿越時空，你最希望回到哪個朝代？

「歷史說書人 History Storyteller」粉絲專頁╱江仲淵

前幾年有一個熱門的話題：「如果可以穿越時空，你最希望回到哪個朝代？」我想了一下說：「宋朝吧。」
宋朝一直都給我們一種羸弱的形象，強幹弱枝的軍事體系，導致連年的對外戰爭失利，即使贏得了幾場戰役，也會因為急切想恢復和平而向戰敗國進行賠款，我們所熟知的西夏政權，在宋朝以絕對兵力優勢、地理優勢、文化優勢的情況下，竟能存活將近兩百餘年之久，宋朝之積弱形象，在我們國、高中的教科書裡，毫不留情的顯現在眾人眼中。
不過，假如就這樣斷然論定宋朝不好，那可就太簡單了。我們學習歷史，經常會陷入一種在原地打轉的困境，機械式的背誦歷史人物或者歷史事件的政治評價，或者是以國家版圖來論斷一個朝代是否興盛，這意義不大。歷史總是多方面的，它就像是鑽石一樣，擁有不同角度的切面，在我們賞閱的時候，隨著角度的翻轉，不同切層面也會綻放出不同樣的光彩。
宋朝的軍事實力不佳，這是黯淡的一面，但相反的，在這段時期中國的科技文化還有社會生產力呈現急速成長，北宋可以說是知識氣息最濃厚的朝代，是每個讀書人所嚮往的天堂。宦官專權寥寥無幾，民亂的次數也是歷代最少，商業呈現自由開放，且由於和平條約的關係，長久以來陷入干戈的中原大地終於有喘息的機會，人民過得平安，國家過得順遂，無處不發出耀眼的光彩。
如史學大家陳寅恪所言：「華夏民族之文化，歷數千載之演進，造極於趙宋之世。」也正是在大宋時期，中國的土木工程、航海技術、印刷、火藥、機械、紡織以及冶金，都取得了迅速的發展。
布衣畢昇在雕版印刷術的基礎上發明的活字印刷術，比西方人足足早了400年。沈括晚年大膽創立「十二氣曆」，成為世上第一個提出太陽曆和農曆結合的人。科技文明之花競相綻放、科學巨星燦若星雲，中國科技史上最光輝燦爛的時期由此應運而生。
不誇飾的說，撇去滿清打開國門後的歷史來審視歷朝歷代，我們會驚奇的發現，宋朝距離工業革命竟曾如此之近，甚至出現資本主義的雛型了！
歷史是過去傳到將來的回聲，也是將來對過去的反映，在人類數千年來浩浩蕩蕩的世界潮流中，科技對歷史巨輪的邁進有舉足輕重的影響，了解古人的科技發展，也正是華人樹立文化自信的堅實基礎。
本書觀點犀利、有條有理，文風不像教科書敘述似死板乏味，也不喜歡賣弄一些自以為是的風趣討人觀看，作者是扎扎實實的學者，也可以說是具有「匠人精神」的作家，將大量的史料進行統整分析，個別剖析各種人事物，不知疲倦的追求，往更深一層探索，這也正是審視歷史最好的方法。
學習歷史，即是為了養成一種「歷史觀」，讓我們能從多個維度去分析當下的人和事，而宋朝絕不是兩三句便可以簡單概括，這本書將帶領大家揭開，中國古代科技發展史最輝煌的黃金時期。

科技強國大事記
推薦序一　一堂必須補的歷史課╱李天豪
推薦序二　如果可以穿越時空，你最希望回到哪個朝代？╱江仲淵

前言　重文輕武的宋朝，改變了世界科技發展

第一章　活字印刷鼻祖畢昇，留下字活人死的結局
雕版印刷的形成和演變
親歷雕版印刷實際工作
從生活中得到靈感，發明活字印刷
字活人死的結局
活字印刷術的遠播
英山縣有個畢昇森林公園

第二章　中國達文西燕肅，十年觀潮誕生《海潮論》
人權鬥士，完善宋代死刑制度
精通音律，能詩善畫
十年觀潮誕生《海潮論》
改良古代的計時器──蓮花漏
達文西式的科學家

第三章　聞名世界的博學家蘇頌，爭得七項世界第一
書香門弟，塑造出博學少年
為官五十載，最崇拜自己的部屬歐陽修
超前部署，開倉賑災
為了依法行政，不惜違抗皇命
惠愛於民，引入最早可飲用的自來水
兩次出使遼國，寫下五十八首《使遼詩》
保護百姓利益，不怕丟官，不怕殺頭
《本草圖經》增添六十多種新藥，很多來自民間
世上最古老的天文鐘水運儀象臺，歷朝歷代無人能仿造
〈蘇頌星圖〉觀測星數比文藝復興時期多四百多顆
蘇頌精神，爭得七項世界第一

第四章　中國科學家沈括，為石油命名，為十二氣曆定調
上山實地考察，從詩畫中探索科學
「石油」一詞的定名者
用科學的精確態度，興修水利
為官走遍中國，形成地理學說
《大宋天下郡守圖》為宋朝增添了十萬兵力
力排眾議，提倡科學的十二氣曆
整頓司天監，任用盲人觀測天象
開闢高階等差級數研究的方向
研擬出新九軍陣法，可惜宋朝廷太弱
不朽之作《夢溪筆談》，綜合性的學術著作
誣告蘇軾引發「烏臺詩案」
沈括故居夢溪園

第五章　兒科之聖錢乙，開創小兒科診斷先河
一帖「黃土湯」救了皇太子
編寫《小兒藥證直訣》，現在最早兒科專書
養孩子要七分飽、七分暖
對症下藥，採取客製化治療

第六章　建築界祖師爺李誡，《營造法式》奠定工程技術標準
中國建築史上的瑰寶《營造法式》，讓工程技術有統一標準
除了建築選材，連安裝方法都有記載
超越歐洲四百年的力學結構，用圖解來告訴你
太崇拜李誡，建築家梁思成把兒子起名「從誡」
被《宋史》埋沒的博才科學家

第七章　藥學始祖唐慎微，《本草綱目》都向他取經
看病從不收錢，只用藥方交換
為了完成《證類本草》，寧可不做官
他的著作，連英國學者都佩服

第八章　大宋提刑官宋慈，科學辦案的法醫學鼻祖
學習理學不往內心「窮理」，而向實際求真
到任八個月，重新審理兩百多名死囚
完成世上最早的法醫專著──《洗冤集錄》
命案偵查的重點，在屍體
一把紅色油紙傘，堪比現代紫外線檢驗
把文人瞧不起的賤役變得人人尊敬

第九章　數學教育家楊輝，教材被朝鮮列為國家考試指定用書
發展數學教育的動力，是社會生產力
不只有習題，連學習進度都幫你安排好
耗時十五年，完成五本數學著作
哲學、藝術、人工智慧，「縱橫圖」都能派上用場
他的教材，被朝鮮列為國家考試指定用書

第十章　最偉大數學家之一秦九韶，有著毀譽參半的後世評價
好學通才遍訪名師
從小學到大學的數學課，《數書九章》都有教
學數學要做啥？解決農民民生問題
秦九韶的哲學思想，將「道」融入數學
毀譽參半的後世評價

中國建築史上的瑰寶《營造法式》，讓工程技術有統一標準

北宋王安石變法以前，朝廷一直奉行「不抑兼併」的土地政策，大批農民乃至一些中小地主都喪失了土地，許多中小工商業者也面臨破產。這不僅加劇了國內階級矛盾，而且使得 國家賦稅來源日益萎縮。
王安石新法的主要內容在於「理財節用」和「整軍強兵」，其目的是想在不增加人民負擔的前提下，透過適當限制大官僚、大地主、大商人的一些利益，以緩和社會危機。當時，由於政治腐敗，統治者大興土木，建造了不少宮殿、花園、府第、官署和寺廟等，耗資巨大。
另外，各項工程的建造規模、建築材料和工時等都缺乏統一的標準，既造成了損失浪費，也使得一些官吏趁機貪汙舞弊，中飽私囊。在人力、財力、物力上都很困難。
在統治階級的要求日趨豪華的情況下，為防止貪汙浪費，同時保證設計、材料和施工的品質，以更好的滿足統治階級的需要，熙寧年間（1068至1077年），朝廷便下令由將作監編修《營造法式》一書。
經過大約二十年的時間，即宋哲宗元祐6年（1091年），《營造法式》首次編成，稱為《元祐法式》。不過宋哲宗非常不滿意，並於紹聖4年（1097年）敕令當時擔任將作監丞的李誡予以重新編修。
李誡在仔細研究了《元祐法式》以後，他認為：元祐本的《營造法式》只有建築材料的各種形狀，卻不包括原料的設計加工制度，而且工料尺度範圍太寬，缺乏一定的建築設計、施工等方面的技術規範要求，所以無法考據，可謂是一紙空文，難以付諸實用。為了更好的完成這一使命，李誡一方面廣泛參閱前人的《考工記》、《唐六典》、《木經》等有關建築方面的史書和專著，認真吸收其精華；另一方面非常重視當時工匠的實際經驗。
在編寫過程中，李誡特地訪問了數百名從事建築的工匠，以匠為師，同他們一起講究規矩，分析比較各種建築營造方法的優缺點，努力找出構件尺寸之間的相互比例關係，以其制定出科學的規範制度。
李誡所編修的《營造法式》，可以說是中國古代勞動人民寶貴建築經驗的結晶。再加上他的親身體會和辛勤工作，到了元符3年（1100年），這部建築學著作終於大功告成。
自紹聖4年（1097年）開始，到元符3年完成書稿，《營造法式》編修歷時4年。崇寧2年（1103年），宋徽宗將此書頒行天下，從此國內建築工程有了統一的標準。
三年之後，李誡又提出要在京師以外地區推廣，用小字刻版刊印，作為朝廷敕命通行的文本發至各地遵照執行。這個請求得到宋徽宗的批准，於祟寧2年刊印了這部《法式》。直到宋室南遷，政治中心易地，平江知府王喚在蘇州重印此書，以應工程之需，這也從實踐方面證明了此書的廣泛適用性。

除了建築選材，連安裝方法都有記載

《營造法式》是宋朝政府發布的技術法規，其內容是建築工程中必須執行的技術性條款，也就是技術標準和規範。「法式」二字的解釋為：「在宋代官方文件中使用得相當普遍，有律令、條例、定式等含義同，凡事有明文規定或成法的都可稱之為法式。」
《營造法式》的編寫方式很像我們現代的標準。第一部分首先規範術語；第二部分是13個不同工種的任務和技術規範；第三部分是不同工種的勞動配額和施工品質；第四部分是則各類型的建築圖樣。
該書總共34卷，另有《目錄》以及《看詳》一卷。正文總計357篇，3555條，其中的308篇，3272條是總結工匠的實際經驗而成，約占全書的90％以上。《營造法式》按內容可以分做名例（1卷、2卷）、制度（3卷到15卷）、功限（16卷到25卷）、料例（26卷到28卷）、圖樣（29卷到34卷）五個部分。
名例部分對建築名詞術語做了解釋，對部分資料做了統一的規定，糾正了過去一物多名、方言土語等謬誤。他還總結了施工的實踐經驗，制定了各項工程制度、施工標準、操作要領等，對各種建築材料的選材、規格、尺寸、加工、安裝方法都一一加以詳盡的記述，堪稱為古代建築的一部百科全書。
書中所講的水平直尺的原理和構造，已接近現在的水準儀，說明當時的測量技術達到了很高的水準；而在油漆塗料的記述，對今天發展塗料工業仍有參考價值；琉璃構建的釉料配方及燒製方法，至今也仍在沿用。
其中第1、2卷，是對土木建築名詞術語的考證及配額的計算方法；第3至第15卷是壕寨、石作、大木作、小木作、雕作、旋作、鋸作、竹作、瓦作、泥作、彩畫作、磚作、窯作等13個工法的制度，說明每一工法的選材、加工方法及各構件的相互關係和位置；第16至第25卷規定了各工種的勞動配額；第26至第28卷規定了各工種的用料配額；第29至第34卷是圖樣。縱觀全書，綱目清晰，條理井然。
《營造法式》的編修來源於古代匠師的實踐，是歷代工匠相傳，經久通行的做法，該書反映了當時中國土木建築工程技術所達到的水準。它的編修上承隋唐，下啟明清，對研究中國古代土木建築工程和科學技術的發展具有重要意義。
規定建築等級，按品質高低進行分類，有利於控制工料，節制開支，特別在建築量較大的情況下，更需要這種分類。《法式》中雖未明確列出建築分類，但從各卷所述內容可以看出實際上官式建築有三類：第一類：殿閣。包括殿宇、樓閣、殿閣挾屋、殿門、城門樓臺、亭榭等。這類建築是宮廷、官府、廟宇中最隆重的房屋，要求氣魄宏偉，富麗堂皇；第二類：廳堂。其中包括堂、廳、門樓等，等級低於殿閣，但仍是重要建築物；第三類：餘屋。即上述二類之外的次要房屋，例如殿閣和官府的廊屋、常行散屋、營房等。