16中国通史第九卷-中古时代－明时期(下册)-第115章
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① 卢嘉锡：《李约瑟〈中国科学技术史〉中译本序》，见《中国科学技术史》第一卷，科学出版社、上海古籍出版社1990 年版。
第二节本草学中的化学知识明代，炼丹术虽已彻底衰落了，但炼丹术的制药化学成就和实验技术仍为医药学家继承和发扬，进一步丰富了中国古代医药学和医药化学的宝库。刘文泰等编纂的《本草品汇精要》和李时珍《本草纲目》是明代本草学的杰出代表，尤其是后者，它不仅是中国古代的一部医药学巨著，同时又是一部包括各门自然科学的内容丰富的博物学全书，其中也包括大量的化学知识。如《本草纲目》所载二百七十六种无机药物，绝大部分载于金石部，其中有非金属元素、金属单质、合金和多种矿物及无机化合物。而无机化合物中则有氧化物、氢氧化物、硫化物、氯化物、硼酸盐、碳酸盐、硅酸盐、硝酸盐和硫酸盐等。
《本草纲目》对药物的来源、性质和鉴别方法大多有明白的记述。从现代化学知识来看，其中多数是相当确切的。例如，关于金的来源和纯度的鉴别，书中指出：“金有山金、沙金二种。其色七青、八黄、九紫、十赤，以赤为足色也”，“［金］和银者性柔，试石则色青；和铜者性硬，试石则有声”。并在此基础上进一步提出了什么是伪金、伪银：“水银金、丹砂金、雄黄金。。并药点成者。。皆假金也”，“水银银、草砂银、雄黄银。。皆以药制成者，皆假银也。”值得指出的是，这种根据在试金石上的擦痕颜色与标准样品颜色相比较而估量金的纯度（成色）和真假的方法，在地质矿物鉴定中至今仍在沿用。关于各种矾类的鉴别，《本草纲目》中也载有十分简便的方法。如石胆“涂于铁及铜上，烧之红者，真也”，“其状如赤石脂有金星者，为铁矾”，绿矾“色绿、味酸，烧之则赤”等等。
《本草纲目》还记载了许多重要无机药物的合成方法。如关于水银霜（轻粉，Hg2Cl2）的制备，其中写道：“用水银一两，白矾二两，食盐一两，同研不见星，铺于铁器内，以小乌盆覆之。筛灶灰、盐水和、封固盆口，以炭打二柱香，取开，则粉升于盆上矣。其白为雪，轻盈可爱。一两汞可升粉八钱。”这里所述不但有工艺过程，而且有反应物的定量关系，所制得物质的纯度也很高，显然这是一种比《本草品汇精要》所载更为简明可行的水银霜制作方法。现代有人依法进行模拟试验，获得很好的结果。
又如铅粉［碱式碳酸铅，Pb（OH）2·2PbCO3］，书中也记有详细的制作工艺：“每铅百斤，熔化，削成薄片，卷作筒，安木甑内。甑下甑中各安醋一瓶，外以盐泥固济，纸封甑缝。风炉安火四周，养一七，便扫入水缸内。依旧封养，次次如此，铅尽为度。”这一反应的实质是铅与空气中的氧和醋酸蒸气作用而生成碱式醋酸铅，进一步在空气、水汽、二氧化碳的作用下生成白色的铅粉。这种制铅粉法的原理和步骤与欧洲的荷兰法几乎完全相同，但要早近一百年。
《本草纲目》在叙述药物的制作过程中，还提到了水浴加热、蒸馏、冷凝、蒸发、干燥、升华、重结晶、沉淀、洗涤、过滤、灼烧等一系列化学实验操作技术。这些方法至今仍在化学实验中沿用。追本溯源，中国古代医药学无疑对近代化学发展作出了不可磨灭的重要贡献。
第三节西方化学知识的传入明中叶万历以后，欧洲耶稣会士利玛窦、邓玉函、汤若望等陆续来华。
这些传教士传入了一些西方科学技术知识，其中也包括化学知识。但当时传入的化学知识在数量上要比数学、天文历法、地理、机械和火器等要少得多，并且由于近代化学在西方尚未建立起来，所以传入的内容也只是属于古典化学的范围。
在明代传入的西方化学知识中，最重要的是关于无机酸（硝酸、盐酸和硫酸）的认识和制作方法。中国古代炼丹家和医药学家早已熟悉并实际应用了制造无机酸所需要的基本原料，如硝石（硝酸钾，KNO3）、绿矾（硫酸亚铁，FeSO4·7H2O）和食盐（氯化钠， NaCl）等，也具有相应的设备和技术手段，因此，他们在实践活动中完全有可能自觉或不自觉地制得无机酸，但遗憾的是迄今尚未在丹书、本草书或其他著作中找到有关无机酸的明确记载。从现有资料来看，中国最早记述无机酸的是徐光启的一篇手稿《造强水法》①。据研究，《造强水法》即制硝酸的方法，其原文如下：“绿矾五斤（多少任意），硝五斤。将矾炒去，约折五分之一。将二味同研细，听用。次用铁作锅，约乘（盛）药外，尚有空。锅口稍敛，以承过筒。另用内外有油（釉）大坛一具，约乘（盛）四五十斤者则不裂。以玻璃或瓷器为过筒，一端合于锅口，一端合于坛口。铁锅置炭炉上。坛中加水如损绿矾之数，如矾折一斤则加水一斤也。次以过筒接锅坛二口，各用盐泥固济。锅下起火，初四刻用文火，渐加武火，满二十四刻灭火，取起冷定，开坛则药化为水，而锅亦坏矣。用水入五金皆成水，惟黄金不化水中，加盐则化。化过它金之水，加盐则复为砂，沉于底，惟黄金不能成砂必以酒靛（点）之。。。强水用过无力，或有它物杂之，仍用前之器制，则复为水，滓留于锅矣。盛水坛下宜置一缸，恐一时迸破，水犹在缸也。”②“强水”一词是意译的名词，其拉丁文原文指的就是硝酸。徐光启在这里记述了硝酸的性质、制备方法和操作时应注意的事项。这是中国化学史上关于硝酸的最早记载。从当时的背景看，这种方法无疑是西方传教士介绍过来的。
方以智《物理小识》提到：“有■水者，剪银块投之，则旋而为水。倾之孟中，随形而定。复取硇水归瓶。其取硇水法，以玻璃窑烧一长管，以炼砂，取其气。道未公为予言之。”①道未是汤若望的字，因此这是汤若望向方以智介绍的一种制取无机酸的方法。“■”就是硇砂（氯化铵，■NH4Cl）。但这段记载过于简略，难于借以判断硇水（或■水）是什么物质。有学者认为，如将硇砂加入较浓硝酸（强水），则可得到王水，因此才能对贵金属（金、银）起溶解作用。也有学者认为，如将硇砂加入绿矾蒸馏，则可得到盐酸②。究竟何者为是，尚有待进一步研究。方以智《物理小识》还提到：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，栽木不茂。”这里所说的“青矾厂气”，当指煅烧① 张子高：《中国化学史稿（古代之部）》，科学出版社1964 年版，第190 页。② 徐光启：《造强水法》，载《徐光启手迹》，中华书局1962 年影印本。① 方以智：《物理小识》卷七《金石》。
② 张子高：《中国化学史稿（古代之部）》，科学出版社1964 年版，第191 页；潘吉星：《我国明清时期关于无机酸的记载》，载《大自然探索》1983 年第3 期。
硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）后产生的三氧化硫和二氧化硫。这类气体遇水或湿空气，会生成硫酸、亚硫酸或具有腐蚀性的酸雾，说明当时对于硫酸也有了一定的接触和认识。
此外，在李天经主持下，汤若望、杨之华、黄宏宪等翻译出《坤舆格致》一书，共四卷。《坤舆格致》的原著是德国学者阿格里科拉（G。Agricola，1494…1555）的《矿冶全书》。《矿冶全书》共十二卷，是欧洲矿冶技术的一部经典著作，书中介绍了各种金属的分离、制取和提纯方法，也详细介绍了各种无机酸的制法，包含有许多重要的化学知识。崇祯十六年（1643）十二月，朱由检在户部尚书倪元璐《请停开采疏》上批示户部将《坤舆格致》分发各地，“着地方官相酌地形，便宜采取，仍据实奏报”，并命汤若望“赴蓟督军前传习采法并火器、水利等项”。由于次年三月明朝灭亡，因而这项有利于传播西方化学知识和矿冶技术的措施未能实现。
第五十九章地理学明代地理学的发展明显地可以分为前后两期。前期由于封建经济有较大发展，国力强盛，出现了郑和七下西洋的壮举。在这个背景下，域外地理、军事地理、地图学、地志等均取得了较大成就。在后期，特别是万历以后，中国出现了资本主义萌芽，西方传教士传入的一些西方科学文化，给当时思想界、学术界带来一定的影响。当时一些思想进步的学者，批判封建礼教，鄙弃科举，关注“考察天地人身之故”①，为科学技术的发展做了大量的工作。地理学则以徐霞客为代表，在考察自然、探索自然奥秘方面作出了杰出的贡献。
① 方以智：《滕寓信笔》。
第一节郑和航海与域外地理学著作永乐三年（1405）至宣德八年（1433），中国伟大的航海家郑和奉命率领庞大的船队七下西洋，直达非洲东岸沿海国家。郑和的成功，对中国地理学主要有两项重要贡献。
航海记录郑和航海的原始资料虽然被人销毁了①，但经后人搜集转载，仍留下了一图一编，即《自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸番图》（简称《郑和航海图》）和《针位编》。
《郑和航海图》今收入《武备志》中，《针位编》已佚。明人曾将《针位编》与《星槎胜览》、《瀛涯胜览》并列。②《郑和航海图》是我国现存最早最详细的海图，绘有针路，包括针位和航程。来回针路一百零九条。图上标有地名、城垣、官署、庙宇、宝塔、桥梁、港湾、礁石、浅滩等。全图收入地名五百多个，其中外国地名占五分之三弱，大大超过《岭外代答》、《诸蕃志》、《岛夷志略》等书的记载。③明代学者称此图“详而不诬”④，当代英国著名科学史家李约瑟则称此图为“一幅真正的航海图”⑤。
《针位编》记录郑和航程中罗盘针所指的方位，相当于航海手册。
郑和随行人员撰写的域外地理著作郑和随行人员撰写的域外地理著作就目前所知有四种，即马欢的《瀛涯胜览》、费信的《星槎胜览》、巩珍的《西洋番国志》和匡愚的《华夷胜览》。《瀛涯胜览》不分卷，写于1416 年。作者随郑和三次下西洋，充当翻译。同时“采摭各国人物之丑美，壤俗之异同，与夫土产之别，疆域之制，编次成帙”①。全书采用分国叙述的方式，国与国之间，一般记有航向和日程。共记二十个国家，内容详略不等。一般有地理位置、气候、民族、宗教、风俗、物产、服装、住房、商品交易、货币、文化、刑法、历法、神话传说以及郑和活动情况、华侨状况等。
《星槎胜览》，原本二卷，于1436 年写成。后经他人改订为四卷，较原本有增删，文字亦由芜俚而雅洁。1936 年出版的冯承钧校注本分前后两集，前集为作者亲览目识的二十二国情况，后集为作者得自传闻的二十二国情况。费信随郑和四次下西洋，书中记载的内容颇为丰富，包括航线、航行日① 严从简：《殊域周咨录》卷八。
② 黄省曾：《西洋朝贡典录·序》。
③ 钮仲勋：《〈郑和航海图〉的初步研究》，载《郑和下西洋论文集》第一集。人民交通出版社，1985 年版。
④ 茅元仪：《武备志》卷二四○。
⑤ 李约瑟：《中国科学技术史》（中译本）第五卷一分册，科学出版社1971 年版，第169 页。① 《瀛涯胜览》序。
程、各国地理位置、风俗民情、物产、气候、历法、房屋建筑、语言文字、宗教、民族、货币、贸易、神话传说以及郑和在各国活动情况。
《西洋番国志》不分卷，写于1434 年，作者曾随郑和下西洋。全书记载二十个国家，先后次序和内容与《瀛涯胜览》大致相同。卷首有永乐至宣德的三篇敕书，是研究郑和下西洋的重要原始资料。作者所写的序言也很有价值，其中讲到下西洋时曾用牵星术过洋，用水罗盘定向，火长的职责，宝船巨大的篷、帆、舵乃至淡水的积贮等。这些对于研究十五世纪中国航海史都有重要的价值。
《华夷胜览》已佚，作者是随郑和三次下西洋的医生。他用业余时间留心观察所到西洋各国的山川形胜，逐一记录，绘成图册。今仅存张洪为此书写的序文。从序文得知，此书记载了交阯、占城、爪哇、三佛齐、满刺加、苏门答腊、锡兰、暹罗、孛尼等国的地理形胜、风俗、物产、人物等。①郑和航海以后，陆续出现了一些域外地理著作，如《西洋朝贡典录》、《海语》、《东西洋考》、《咸宾录》、《日本考略》、《日本图纂》、《日本考》、《日本风土记》、《日本一鉴》等。
① 载《归田稿》卷三，常熟市图书馆藏抄本。
第二节地方志明代地方志的发展已走向高潮，其表现是：（1）数量较宋、元有所增加；（2）志书范围有所扩大，如出现了大行政区的省志；（3）志书种类增多，如出现了边务图志。据初步统计，明代方志已达九百余种，“今天下自国史外，都邑莫不有志”②。
关于一统志，明洪武三年（1370），朝廷即下令按照《元一统志》体例修明一统志，但没有实现。景泰年间（1450—1456），朝廷再次下令修《寰宇通志》，成书一百一十九卷。英宗复辟后，天顺二年（1458）令李贤等人在《寰宇通志》基础上重编《大明一统志》，天顺五年（1461）成书，得九十卷。万历中又有所增补。此书的体例沿袭《大元大一统志》，以京师、南京、中都三京及十三布政使司分区，每府、州、县分建置沿革、郡名、形胜、风俗、古迹、人物等十数目，而殿以外夷各国。此书取材简略，卷帙不及《大元大一统志》的三分之一。主要缺点是引用古事错误较多，甚至句读不通。明代的省志和边务志，大多记事广博，包含有大量的人文地理和自然地理资料，如《山西通志》十七卷，李侃修，胡谧纂，有成化十一年（1475）刊本。此书体例完善，详略得体。分建置沿革、疆域、山川、形胜、城池、关塞、津梁、烽堠、公署、学校、宫室、陵墓、寺观、物产、户口、田赋、人物、诗文等。其中户口目下记载汉至明历代各郡、府、州、县的户口数，十分详细而珍贵。又如《四镇三关志》十卷，刘效祖撰，万历二至四年（1574—1576）成书。全书分建置考（图画、分野、沿革），形胜考（疆域、山川、乘障），军旅考（版籍、营伍、器械），粮饷考（民运、京帑、屯粮，附盐法），骑乘考（额役、免给，附互市胡马赔补），经略考（前纪、令制、杂防），制疏考（诏制、题奏、集议），职官考（部署、文秩、武阶），才贤考，勋考（勋劳、谋勇、节义），夷部考（外夷，附入贡、属贡、入犯等）。明代边务志书有数十种，以此志最详。
② 万历《满城县志》张邦政序。
第三节地图学明初朱元璋对地图很重视，洪武六年（1373）令州、府绘上山川险易图。十六年（1383）诏天下都司上卫所城池、地理、山川、关津、亭堠、水陆、道路、仓库。十七年（1384）令朝觐官上土地人民图。十八年（1385），上览《舆地图》。①此后各朝也有不少学者致力于编绘地图。
在明代地图中，政区图比较多，且多数以图集形式出现。例�
