中国通史(五至十册)-第126章

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　　沿革地理　由于印刷业的发达，书籍流通方便，易于进行排比对照的研究，沿革地理学因而得到发展。这时，出现了不少专门性的著作。据《宋史·艺文志》等书著录，有易祓《禹贡疆理广记》、吴澥《历代疆域志》、杨湜《春秋地谱》。这几部著作依据宋以前历代地理志的材料编纂而成，有的研究历代的地理，有的专门研究一代的地理。在宋代的大部分地志中，也都列专章叙述沿革。《太平寰字记》叙述郡县，首先介绍建置沿革。《舆地广记》记述沿革地理的材料更多。沈括《梦溪笔谈》也有一些沿革地理的论述，如对郢都、云梦泽、唐代扬州等。郑樵《通志》中，有地理、都邑二略，都是沿革地理的著作。其中《地理略》的历代封畛是考证宋以前历代的疆域沿革，而《都邑略》则是郑樵新创的体例，专门论述历代各国的都邑，同时附述历代周邻各族的都邑。南宋王应麟，以研究《资治通鉴》的地理著名，撰有《通鉴地理考》一百卷，此书已失传。今存《通鉴地理通释》十四卷，从历代州域、都邑、形势到石晋十六州、燕云十六州，兼及两宋的地理情况，各为条例，逐一考核。另有《诗地理考》六卷，考证三代时期的疆域地理。元初胡三省注《资治通鉴》涉及历代地理，也有较精辟的论述。
　　河源志——中国古代对于黄河上游地区，已有相当的了解。《禹贡·导水·河水》说：“导河积石，至于龙门。”唐代官员多次到达河源一带，但对河源的记述仍然十分粗略。
　　元世祖时，女真人蒲察都实奉命为招讨使，往求河源，开始了对黄河源的第一次有计划的勘察。一二八○年，都实西行，同年冬天还报，具述黄河上游两大湖（合称“阿刺脑儿”，即今鄂陵湖、扎陵湖）和星宿海（“火敦脑儿”）的情况。后来，翰林学士潘昂霄从都实之弟阔阔出处得悉这次踏勘的详情，撰成《河源志》一书。根据此书，都实已对河源一带的星宿海及“阿刺脑儿”进行了实地勘察，并且对当地的地理情况，如地形、水系、植被、动物、人口、聚落分布等一一作了记录。都实的勘察虽然已经到了河源以下的星宿海和鄂陵、扎陵二湖，但还没有穷源。不过，他的踏勘和记录，使人们对黄河正源的认识前进了一大步。
　　西域南海地理著述　宋代南海贸易发达，元代西域畅通，南海往来频繁。一些学者综述见闻，写成西域南海地理著述多种，扩大了人们的知识领域。
　　萍洲可谈——北宋朱或撰，共三卷。一一一九年写成。朱或父朱服，曾在徽宗初年知广州。朱或记述其父所见所闻，较多地记述广州市舶和善坊的情况。其中也记录了一些亚洲国家如高丽、三佛齐的地理情况。宋朝海船使用指南针进行远洋航行，朱彧注意到这一重大的创举，记录书中，保存了珍贵的资料。
　　宣和奉使高丽图经——北宋徐兢撰，共四十卷，分二十八门。一一二三年，路允迪、傅墨卿出使高丽，徐兢为属官，因撰此书，十分详细地描写高丽的地理、物产、民情风俗、典章制度，还图画其形状，回朝后献上。此书也记载了宋朝海船使用指南针的情况。
　　岭外代答——南宋周去非撰，共十卷二十门。一一七八年作序。周去非根据自己任桂林通判时的见闻，其中外国门、香门、宝货门、金石门等，记录宋朝南方与东南亚、西南亚以及东非各国的地理、交通、物产、风俗等情况，较为详细。周去非撰书的目的，是为了回答人们关于岭外事情的询问，使宋朝人民了解许多外国的地理知识。
　　诸蕃志——南宋赵汝适撰，分上、下二卷。据作者一二二五年所撰自序，他这时仕提举福建路市舶官，“暇日阅诸番图”，并“询诸贾胡，俾列其国名，道其风土，与夫道里之联属，山泽之蓄产，译以华言”，据以写成《诸蕃志》。上卷叙述亚、非两洲共五十九国的地理以及与宋朝的关系，下卷叙述龙脑、乳香、没药等四十多种海外物产，每件物产都记载产地、采制方法及用途等。《诸蕃志》是我国古代著名的异域志之一。
　　西游录、北使记、西游记、西使记——一二一九年耶律楚材从成吉思汗西征，在西域居住六年，行程五六万里，写成《西游录》一书。一二二○年金使乌古孙仲端奉派使蒙古，觐见西征中的成吉思汗。他返回后口述行程，由刘祁记录，题为《北使记》。全真道士丘处机（长春真人），一二二一年应成吉思汗之邀西行，经蒙古，到达中亚，三年后回国。随行的弟子李志常记录行程见闻，成《长春真人西游记》一书。一二五九年，常德奉元宪宗之命前往波斯，次年回国。他的旅行历程由刘郁写成《西使记》。以上这些游记都叙述了他们经历的山川城市和沿途的民族风习，是关于西域历史地理的有价值的著述。
　　真腊风土记、岛夷志略——宋代记述海外情况的专书，由于作者得之传闻，不免有些失实。元代一些海上旅行者写作的海外地理著述，由于亲自经历，记载的内容更为详实可靠。周达观在一二九六年随元朝使臣赴真腊一年多，回国后撰成《真腊风土记》一卷，共四十则，记述今柬埔寨的城廓、宫室、服饰、村落、出产、贸易等地理情况。汪大渊在一三三○年到一三三九年，两次随商船出海，途经南海诸岛和印度洋沿岸数十国，还可能到过东非。他随手记下见闻，回国后编写成《岛夷志略》一书。书中某些内容沿袭周去非、赵汝适的旧说，但大部分记载详实，较当时其他的有关地理著述更为可信。
第四节　科学技术
　　在我国科学技术史上，宋元时代是科学技术最为繁荣发展、各种发明创造层出不穷的重要时期。天文学、数学、医学与本草学以及技术科学的许多部门都取得了新成就。下面分别作简要的叙述。
（一）天文学与数学
　　天文学　宋朝历法一共改了十九次，是我国历史上历法改革频繁的一个朝代。历法的不断改革，反映了天文学研究的活跃。
　　宋朝天文学的发展可分为三个阶段。北宋初到神宗前，历法以崇天历为代表，主要成就是超新星的观测；神宗朝到北宋末，历法以纪元历为代表，主要成就是水运仪象台的制造；南宋时代以编撰统天历为著名。
　　北宋初，用后周王朴的钦天历。钦天历在天体运动的计算中提出了等加速运动的公式，是准确的。仁宗朝用崇天历前后达四十年。著名的天文学家楚衍参与崇天历的编撰。在司天监任职四十多年的天文学家杨惟德，在他的著述中曾一再介绍崇天历。崇天历的天文数据较接近天文实际。至和元年（一○五　四年）四月朔　有一次日全食。当时在汴京观测这次日食是“日食既，至申乃见，食九分之余”。用崇天历推算食甚时间在申正一刻二十分，食分为九分半弱，与观测所得几乎相同。北宋又有纪元历，是天文学家姚舜辅等所编撰，它的求赤道坐标变换为黄道坐标的计算方法比较简易。纪元历中还引进了四次方程式的算法。它的各项天文数据多为金大明历和元授时历所采用。北宋沈括提出了十二气历的编制方法，虽没有实行，但在历法史上无疑是一项卓越的成就。
　　北宋的天象观测很有成绩。对天空三十一大区（即三垣：紫微垣、太微垣、天市垣和二十八宿）恒星位置的观测共进行了六次。大中祥符、景祐、皇祐、元丰、绍圣和崇宁年间各进行过一次。元丰时的观测被画成星图，见于苏颂的《新仪象法要》和黄裳的天文图。一二四七年（淳祐七年）黄图在乎江府复刊，即现存的苏州天文图。崇宁年间观测到的记录，部分载入纪元历内，所测二十八宿距度星的平均误差绝对值只有0°。15，已很精密。
　　北宋有两次超新星的观测，一次是一○○六年（景德三年），一次是一○五四年（至和元年）。前者是在司天监内观测到的，在骑官星西，相当今天蝎宫星座，形状如同半个月亮，四周有光芒，亮度可以鉴别物体。后者是杨惟德观测到的。这星本来很暗淡，他观测时忽然亮起来，星的亮度和金星差不多，四周都是光芒，颜色已达到炽白状。这是因为星的内部结构突然变化而引起爆发，亮度增加千万倍所致。杨惟德观测到这颗超新星的位置在天关星附近，相当今金牛宫星座内、所以这超新星称为一○五四年金牛座超新星。
　　一○○二年（咸乎五年）司天监对狮子座流星雨的观测，一○六四年（治平元年）沈括对陨星的观测，一○六六年（治平三年）司天监对哈雷彗星的观测，都很有名。沈括对这次陨星的记录也很翔实。历史上以陨星为陨铁的解释，沈括是第一人。
　　北宋的天文仪器制造也有成就。在计时仪器方面，仁宗朝有燕肃造莲花漏，在很多州使用。莲花漏就是浮漏，用两个放水壶，一个受水壶，再用两根叫“渴乌”的细管，利用虹吸原理，把放水壶中的水，逐步放到受水壶中，使受水壶中水平面高度保持恒定。相等时间内受水壶的水流速度恒定，据以测定时间。
　　元祐年间，苏颂和韩公廉等制造水运仪象台。这是把测量仪器的浑仪，表演仪器的浑象和计时仪器集中在一起的一项划时代创作。这个水运仪象台分三层，高三丈，上层放浑仪，中层放浑象，下层是传动机械设置部分。在报时的设置上又分五层木阁。古代以一天为一百刻，又一天有十二时辰，一夜有五更，一更有五筹（五夜）。这五层木阁都能报告出来。这个仪器用水力转动，吸收前人许多优点而发明了和钟表中相同的擒纵器，使这仪象台有节奏的按时转动，把报时、观象、测天同时表达出来。刘弇（元丰二年进士）在《龙云集》卷二《太史箴并序》一文中说：“其后筑台，别置浑仪象，激金水其下，机擎轮吞排，晦斡明至，与造化分疾徐低昂。”推崇备至。
　　南宋改历，以宁宗朝杨忠辅的统天历为冠。统天历定一回归年的长度是365。2425日，和现代通用的格列高利历相同。后来元朝的授时历也同这个数据。统天历还提出了回归年日数长度变化的法则。
　　绍兴年间，王及甫曾制造假天仪，见他所著的《天经》。这假天仪整个形状象一个瓮，瓮里面“钻穴为星”，把我国看不到的南天星座部分作为瓮口，瓮用柱撑起，瓮口有四柱小梯，观看时可以扶梯进去。这个瓮还有一根轴可以转动表演。元朝郭守敬造玲珑仪也是一个假天仪，是王及甫工作的继续。
　　金灭北宋，把纪元历也带到北方，成为金杨级编大明历的底本。一一八○年（大定二十年），赵知微重修大明历。赵知微的贡献有两条，一是对太阳视运动的计算中初步用了内插法三次差的公式。二是对日月食食限的计算用了几何方法。这都是天文计算方面进步的措施。契丹人耶律履修乙未历，没有实行。后来耶律履之子耶律楚材在元初修庚午历，庚午历内容虽十九采自赵知微的大明历，但耶律楚材在历法中提出了朴素的地球经度（里差）概念，也是我国古代天文学上的一项创见。又据《金史·天文志》，兴定五年（一二二一年）司天台内还有女真族天文学家夹谷德玉担任天象观测工作。
　　金朝从北宋得到的天文仪器，放在法物库内搁置了二十多年。一一五四年（贞元二年）始交司天台管理。贞祐南渡后没有搬回开封。又因当时铜的缺乏，在开封也没有造新的浑仪。据《金史·章宗纪》，承安四年（一一九九年）有丑和尚进浮漏、水称、影仪、简仪等图，当时“命有司依式造之。”浮漏即指莲花漏。水称在北宋水运仪象台中约相同于天衡。影仪和简仪的内容不详（可能为后来郭守敬造简仪和景符时所据）。
　　明昌年间，张行简又造星丸漏，比较新颖。星丸漏北宋叫辊弹漏刻，很少记载，相传是后唐僧人文浩所发明。利用一铜丸，通过四个曲折的孔道，从上放入自下落出，保持恒定速度而测定时刻，在行军和旅途中应用。后来元朝都城用的碑漏，也是星丸漏的一种。又据《金史·章宗纪》，泰和四年（一二○四年）司天台长行张翼曾进《天象传》。长行是司天台内的散职官名，《天象传》当是天象记录的专书。
　　元朝天文学以郭守敬等人编制授时历为其高潮。清代所编《畴人传·郭守敬传》说：“推步之术，测与算二者而已。简仪、仰仪、景符、�菁钢�制，前此言测候者未之及也；垛叠招差、勾股弧矢之法，前此言算造者弗能用也。先之以精测，继之以密算，上考下求，若应准绳，施行于世，垂四百年。可谓集古法之大成，为将来之典要者矣。”这不独是对郭守敬等人的评价，也是我国古代天文学的总结。测是观测，代表仪象；算是历算，代表历法。先通过观测实践，再通过计算实践，所得结论是“若应准绳”，便以为法。一二八○年（至元十七年）授时历编成，郭守敬等人在给忽必烈的奏报中说：自西汉三统历到北宋纪元历共一千一百八十多年，历法改了七十次，其中新创法的有十三家。从纪元历到至元十七年又一百七十多年，授时历考正凡七事，新创法又五事。按授时历中考正七事都是对天文数据的重新测定。包括冬至时刻、回归年长度、太阳的位置、月亮的位置、交食的辰刻、二十八宿距度和太阳出入时刻。其中测二十八宿距度比北宋崇宁年间观测的还要精细。回归年长度则采用了统天历的数据而加以详细证明。创法五事都是对天文计算的改革，可归纳为两点，一是全面用内插法三次差计算并定出公式，即所谓“垛叠招差”。二是引进了球面直角三角形法，即所谓“立浑比量”。
　　授时历的完成主要归功于郭守敬在仪象观测上的贡献。在天文仪器制造上郭守敬确有惊人的创造力。他十五六岁时即致力于这方面的工作，一直到大德年间将近七十高龄还造天文钟呈进。专研于此，达半个世纪。郭守敬在天文仪器制造方面勇于创新，力求提高精确度和切合实用。元以前的浑仪上有七八个大小的环，环环相套，在观测上妨碍视线。郭守敬造简仪以简化浑仪，只保留了两套观测用环，一个是测量赤道坐标，一个是测量地平坐标。元以前的圭表高八尺，郭守敬造高四十尺的铜表比旧有的表高五倍，这样对测量日影长度的相对误差可减少到五分之一，测量的精确度大为提高。又在高表上设置了景符，能测量到太阳圆面中心的精确位置。他又造七宝灯漏、柜香漏、屏风香漏等计时设置，都是根据不同要求而制造使用的。
　　元朝在天文学上还有一项重要的成就，即一二七九年（至元十六年）的大规模纬度测量。这次测量在二十七个观测站举行，地理纬度从北纬15°到65°。观测的结果在陕西行省、河南行省和中书省直辖地的十四个观测点用纬度值来比较，平均误差在半度以内。可见观测的精细可贵。
　　数学　与天文学关系密切的数学，宋元时代也很发达，出现了好几位有成就的数学家。北宋有贾宪，南宋末有秦九韶和杨辉，金末有李冶，元初有朱世杰。秦、杨、李、朱是金元之际数学上的四大家。
　　贾宪是天文学家楚衍晚年的学生，做过右班殿直和左班殿直。时在沈括之前。王洙《谈录》上说：“贾宪运算亦妙，有书传于世。”贾宪在数学上的发明有二：一是开方作法本源图，就是指数为正整数的二项式定理系数表，从商除、平方、立方、�