【国学经典导读】
《新仪象法要》
《新仪象法要》是一部详细记载北宋元祐年间由苏颂主持设计制造的大型天文仪器——水运仪象台的机械构造、部件尺寸及形制的著作,凝聚了中国古代科学技天文历算、冶金铸造、机械工艺、建筑工程等多方面的科技成果。该书为后人研究水运仪象台提供了一份不可多得的宝贵资料,也是我国现存一部最为详细的古代天文仪器专著,具有世界性影响的科技文献。
《新仪象法要》三卷 (宋)苏颂撰
苏颂(1020-1101),字子容,泉州府同安县(今厦门市同安县)人。苏颂生于官宦世家,父苏绅为宦四方,早年随父亲徙居。他自幼勤学,聪慧灵敏,宋庆历二年(1042),23岁的苏颂与王安石得中同榜进士,从此进入仕途。历宿州观察推官,知江宁县,整理户籍地册,丈田清赋,尽除积弊,邻县争相仿效,取以为法。皇祐元年(1049),出任南京留守推官,时任留守欧阳修对他非常器重,政事方面常请他出谋划策。皇祐五年(1053),任馆阁校勘,后又兼任同知太常院,再调集贤院校理。此后历时九年,他尽览宫室藏书,学问大增,组织审定了《神农本草》、《灵枢》等古医典。嘉祐六年(1061),被任命为颖州知州(今阜阳)。治平元年(1064)召回,在京城任三司度支判官。熙宁元年(1068),任淮南转运使,当年五月被召回,为皇帝修起居注,并升知制诰。熙宁五年(1072)出知婺州(今金华)。六年(1073)徙亳州(今亳县)。七年(1074)回京,任集贤院学士。八年(1075),出知应天府兼南京留守司事。九年(1076),出知杭州,苏杭饥疫,补败救荒,恩意户至,尽释欠市易款而被囚之百余商民,许其缓纳。十年(1077)召修国史,擢右谏议大夫。
元祐元年(1086),皇帝下诏命苏颂建造新的浑仪。二年(1087),改任苏颂为吏部尚书兼侍读学士。同年八月,皇帝下诏开始水运仪象台的研制工作。三年(1088)“小样”制作完成,同年十一月完成“大木样”。七年(1092)水运仪象台竣工。同年,73岁的苏颂拜右仆射兼中书侍郎。苏颂执政时,对内远避权宠,不立党援。进退人才,不专已意。力息新旧党政争,维持大局稳定。对外力求睦邻息争,深戒边将贪功生衅。苏颂因御史贾易直言获罪贬知苏州一事,与左仆射吕大防争议不决而被劾“稽留诏命”,苏颂三上奏章辞职。绍圣元年(1094),哲宗亲政,起用章惇等人,复行新法,遂贬苏颂为观文殿大学士、集禧观使。半年后出知扬州,又调知河南洛阳,苏颂力辞不行,以中太一宫使居京口(今镇江)。绍圣四年(1097)以太子少师致仕。元符三年(1100),徽宗即位,进苏颂太子太保,爵累赵郡公。建中靖国元年(1101)逝世,葬丹阳义理乡,赐赠司空、上柱国,晋封魏国公。南宋理宗赐谥“正简”。
苏颂平生嗜学,博学多才,精通天文、医药、机械、政治、文史,谙于诗文,擅于发明,著述众多。传世的有《新仪象法要》三卷、《本草图经》二十卷目录一卷、《苏魏公文集》七十二卷、《魏公谭训》十卷等。《宋史》本传称赞他:“自书契以来,经史、九流、百家之说,至于图纬、律吕、星官、算法、山经、本草,无所不通。尤明典故,喜为人言,亹亹不绝。朝廷有所制作,必就而正焉。”
《新仪象法要》凡三卷,近三万字。书首有《进仪象状》一篇,主要讲述制造水运仪象台的过程和参加设计制作的人员,回顾了张衡、僧一行、梁令瓒、张思训等人关于水运浑象的工作,指出水运仪象台的创新之处,这是一篇水运浑象史。该主要书介绍了水运仪象台总体和各部分结构、功用。为了更直观、明了地介绍水运仪象台,《新仪象法要》采用了每一幅图配一段文字说明的写法,各卷都是按从总体图到分体图的顺序编排,条理清楚,层次分明。全书有天文机械附图64幅,绘制零部件150多种。
卷上说明了浑仪的设计、构造及其发展史。有图17幅,其中总图4幅,即浑仪整体1幅,构成三重浑仪的主要部位六合仪、三辰仪、四游仪各1幅。另有分图13幅,即组成上述三仪的天经双环、阴纬单环等各种环计9幅,余4幅为供人眼窥测的望筒直距、固定浑仪的龙柱、鳌云部件及兼有水平仪作用的仪座“水趺”。以上各分图后的文字说明中,均写清了各部件的制作规格与大小尺寸。
卷中介绍浑象的由来、设计、构造和星图。有图l8幅,其中浑象仪体总图1幅,组成浑象的六合仪等部分的分图3幅,其余为浑象紫微垣星宿位置图5幅,四时昏晓中星图9幅。
卷下描述水运仪象台的总体与分体的构造、功能及工作情况。共有图29幅,为台体总图2幅,木阁、昼夜机轮、枢轮等分体图23幅,最后附南宋施元之据别本补人的图4幅。
《新仪象法要》中关于水运仪象台机构与部件的记载既精练扼要,又很系统,从中可以看到作者对于大型机械系统的记载方法很精到,具有很高的水平,是很好的机械说明文献。文中这些记载区分了不同的层次,以保证从零部件的局部,到机构的整体,再到整个水运仪象台的机构和运动状况,都能够详备地记录下来,以尽量使读者可以了解到全面的信息。首先,有大量文字是对单个零部件的介绍,并附有图示,如天经双环、阴纬单环等共27段文字及图。其次,是关于机构的文字介绍和图示,包括了机构中包含的零部件的关系,如六合仪、三辰仪等,这部分文字中比较注意介绍零部件的位置及配合关系。再次,介绍由机构组成的系统的文字及图示,如“浑仪”部分介绍了整个浑仪系统的部件位置及配合,“浑象”部分介绍了整个浑象系统,“天衡”部分则介绍了整个控制系统的部件及工作情况。最后,是“水运仪象台”一节,对整个水运仪象台各个系统的位置及工作关系作了整体的描述,使人对水运仪象台的整体工作情况有了全面的了解。除此之外,另有“运动仪象制度”和“仪象运水法”两部分文字,分别从不同的侧面,对水运仪象台的动力系统与传动系统、控制系统以及工作机之间的运动关系做了专门的介绍。
《新仪象法要》的主要内容和成就是设计、说明了水运仪象台,其特点是集浑仪、浑象和报时装置于一体,具有观测天体运行、演示天象变化和准确报时的功能。中国科技史家王振铎先生曾据此书对该仪器进行了完整复原,并绘出了其复原透视图。据其研究,这台仪器总高35.65尺(约12米),宽21尺(约7米),全台是一座上狭下广的正方台锥形木构建筑,其中浑仪等为铜制。全台分为三个层面。上层放置观测用的浑仪;中层南面有密室,置浑象;下层南面是报时机构,共分五层,门口共有158个木偶(司辰)先后出入报时,有的手执示牌,有的敲击钟、鼓、铃、钲;下层北面是全仪的动力机构,它由打水机构、铜壶滴漏、动力枢轮及其控制机构等部分构成。浑仪、浑象和报时机构都有齿轮传动系统与该部分相连,从而使全浑仪形成一个有机的整体。
苏颂的主持建造的水运仪象台取得了很高的科技成就:其一,仪器中的浑仪通过“天运单环”与“枢轮”相联,使浑仪能随枢轮运转,从而使浑仪的四游仪窥管随天体转动。这与现代天文仪器转仪钟控制的天体望远镜随天体转动一样。可以说水运仪象台的这套装置是现代天文台跟踪机械——转仪钟的雏型。其二,水运仪象台顶部设有活动屋板,可以防止雨雪对仪器的侵蚀,观测时可以自由拆开。水运仪象台的活动屋顶是现代天文台圆顶的祖先。其三,水运仪象台所使用的“天衡”等杠杆系统对枢轮的擒纵控制与现代钟表的关键部件——锚状擒纵器(俗称卡子)具有基本上相同的作用,是世界机械钟表的先驱。
《新仪象法要》还在星图绘制技术方面做出了新的贡献。该书卷中有星图5幅,分两套。一套是以北极为中心的圆图1幅,以赤道为中心线的横图2幅。这是继承古代传统的星图画法。另一套是分别以北极和南极为中心,以赤道为外界的2幅圆图。这种画法是星图绘制技术的一项新成就。在这5幅星图之后还有9幅四时昏、晓中星图,给出春分、夏至、秋分、冬至日的昏、晓两个时刻正南方的赤道度数和太阳所在的位置。这些恒星的位置及图上所附二十八宿距度数值和昏、晓中星、日所在度数等等。
《新仪象法要》有南宋韩仲守明州时的淳祐刻本,南宋乾道八年吴兴施元之刻本等,但这些现今均已亡佚。明末清初大藏书家钱曾曾影钞施元之刻本,此本后经清内府收藏,并作为底本收入清乾隆编纂的《四库全书》以及后来据《四库全书》缩编的《四库全书荟要》中,四库馆臣为此书撰写的600余字的提要。
《四库全书》本以后,有苏颂裔孙苏廷玉于清道光二十三年(1843)以贮藏于杭州文澜阁的一部《四库全书》为底本刊刻的福州刻本。道光二十四年(1844),杭州著名藏书家钱熙祚又从文澜阁《四库全书》中辑出罕传之书并其他珍本秘籍刊成《守山阁丛书》,其中便收录有《新仪象法要》三卷。《守山阁丛书》素以校刊精审著称,后世多据其影印,《新仪象法要》至此开始流行渐广。
民国年间商务印书馆出版的《万有文库》本和《丛书集成初编》本等颇为通行。陆敬严,钱学英的《新仪象法要译注》(上海古籍出版社2007年版),则最便读者参阅。