中国古代科学家传记-第86章
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三锭脚踏纺车是纺织技术史上的一项重大发明，是当时世界上最先进的纺
纱机械，它比欧洲出现的类似纺车早了几个世纪。“织”是指织布。黄道
婆把江南先进的丝麻织作技术运用到棉织业中，并吸收了黎族人民棉织技
术的优点，总结出一套错纱、配色、综线、挈花的工艺。她与家乡妇女运
用这套工艺织制的被、裙、带、手巾等产品，由于上面的折枝、团凤、棋
局、图案字等纹饰，如同画的一样鲜艳，具有独特的风格，因而风行一时。
所织“乌泥泾被”更是驰名全国的产品。当时的上海、太仓等县都加以仿
效，棉纺织生产呈现了空前盛况，因而后来的乌泥泾以及其所在的松江一
带，遂成为全国棉植业的中心，赢得了“松郡棉布，衣被天下”的声誉。
黄道婆生活在中国纺织业以丝、麻为主要原料转变为以棉花为主要原
料的时代里，她适应了时代要求，推动了这个重要转变，为棉花在全国范
围的推广和棉织业技术水平的提高做出了不可磨灭的功绩。她那善于学
习，勇于革新，毫无保留地传授技术的精神，一直铭记在人民心中。清代
上海县一处黄道婆专祠碑文所记：“天怜沪民，乃遣黄婆，浮海来臻。沪
非谷土，不得治法，棉种空树。惟婆先知，制为奇器，教民治之。踏车去
核，继以椎弓。花茸条滑，乃引纺车。以足助手，一引三纱。错纱为织，
灿如文绮，风行郡国。昔苦饥寒，今乐腹果。。。”此碑文表达了人民对
这位伟大的纺织技术革新家的崇高赞颂。
文献
原始文献
＇1＇（元）陶宗仪：辍耕录，陶氏影元刊本，1925。＇2＇（元）王逢：
梧溪集，《知不足斋丛书》本，1798。研究文献
＇3＇（清）包世臣：齐民四术，同治年间刊本。＇4＇李仁溥：中国古代
纺织史稿，岳麓书社，1983。
薛景石
赵翰生
薛景石字叔矩。河中万泉（今山西万荣）人。生卒年不详，生活于13
世纪中期。机械制造、手工工艺。
薛景石的生平事迹，在封建社会编修的正史和地方志中找不到任何资
料，仅能通过他的籍贯和段成已为《梓人遗志》写的序开展研究。
宋代万泉的薛姓，是当地的望族，薛景石可能即是出生于这个宗族。
他早年虽受过较好的教育，具有一定的知识水平，但家境并不是很好，也
未尝踏上宦途，只是一介平民。他自幼就喜爱机械制造技术，并选择它作
为自己的终身职业，他以景石为名，以叔矩为字，可能即是出于这一选择。
“景石”二字无疑与《庄子》：“郢人垩鼻，匠石■之”的典故有关；工
匠制器，离不开规矩，所以又字叔矩。他一生之中都有哪些亲友，曾和哪
些人有过接触，绝大部分已不可考。现知的仅有段成己一家。成己稷山（今
山西稷山）人，亦生于金末元初，少与其兄克己齐名，皆以文学创作著称，
时号二妙。入元后，偕隐于龙门山（今山西河津）。万泉与稷山、龙门比
邻，景石与二段谊属大同乡，且皆宅心淡泊，有较密切的来往，故段成己
为其书作序。景石在他的机械设计和制造生涯中，相当重视“典章”和器
械的“形制”，他曾经用心钻研历代官私手工业传习图谱中许多机械的造
型和结构，并能结合旧法和他自己的设计思想，自行设计在当时社会生活
中具有特殊用途的木质器具和专供手工生产需要的复杂木质机械。凡是经
他之手制造的机具大多是异常精致，既无愧于前人，而又有所创新。对景
石其人以及他所制做的器具，段成己曾在《梓人遗志》的序中作过恰当的
概括：“有是石者，夙习是业，而有智思，其所制不失古法，而间出新意，
砻断余暇，求器图之所起，参以时制，而为之图。”
薛景石生活在13 世纪中期，这时蒙古统治下的北方地区处于一种相对
稳定时期，遭战火破坏的社会生产已经得到恢复和发展，科学技术和手工
业亦因能满足统治者的物质享受而得到重视。当时手工业工匠受到比农民
优厚得多的待遇，在一定程度上刺激了工匠生产积极性，使手工业得到了
较其他行业更加突出的发展。万泉的所在地恰处于当时耕织业比较发达的
黄河流域，手工业生产更是呈现出一片繁荣景象，这些都为景石整理、总
结各种机械的制造方法和编写《梓人遗志》提供了必要条件。
《梓人遗志》是景石的代表作，也是当时在机械研究方面具有突出地
位的学术论著。在他之前不久，曾刊行过一本讲木工技术的书《梓人功造
法》（姜氏代刊，原著者不详，已佚），内容相当疏略，远较他的书逊色。
景石在撰写《梓人遗志》时态度十分严谨，他在论述每一种机械时，
都认真查考有关资料，比照当时仍在使用的实物，明确其结构变化和各部
位的规格大小，然后落笔，真实地反映出那些机械原有的面貌和优点，否
则绝不写入。这部书是在元中统二年（1261）定稿，但由于封建统治者对
科学技术的偏见，不可能将这本书作出应有的介绍，因此这本重要的技术
著作在元代似乎始终未得到刊印，仅以稿本或个别传抄本面世，流传不广。
及至明代，知者益少，只剩一本入藏于明之内府。我们现在能够见到的，
是载于《永乐大典》卷18245“匠”字部的摘抄本，即据是本过录，不过
早非完璧。原书内容十分丰富，共收有标准的专用机械和器具110 种。现
存抄本仅有其中“车制”和“织具”两部分的14 种机械。其余的俱已亡佚。
《梓人遗志》一书具有很高的历史价值和学术价值，通过现存部分看，
它至少在三个方面很有意义。
（1）编写方法科学。景石在叙述每一类别机械的制造方法时，都是先
写与其有关的“叙事”，亦即对那一类机械总的说明和历史沿革的评述；
再写“用材”，亦即那一类机械所有部件的规格尺寸和装配方法；再写“功
限”，亦即制造那一类机械需用的时间。特别应予指出的是为了便于读者
阅读、理解、仿造，书中绘有大量机械图，既有总体装配图又有各部位的
零件图。如将其所绘的图与“用材”说明对照之后，即可顺利地安装起来，
可以说《梓人遗志》已具有现代制图学的一些概念。
（2）保存下许多重要资料。书中“织具”部分所载罗机子是早已失传
的中国古代织制结构复杂通体绞结罗的织机之唯一记载；所载“立机子”
是盛行于中国古代部分地区的竖立式织机之最详细记载，也是现存这种织
机的唯一材料；所载“华机子”则是研究古代提花机时不可缺少的重要文
献；所载“白踏椿子”（绞综的一种）、“斫刀”（兼有织筘和织梭两种
功能的工具）、“文杆”（制织显花织物的辅助工具）等工具，均系这些
工具的最早记载，亦颇为重要。另外，《梓人遗志》对纺织机具结构的介
绍比之同时期及以后的《农书》、《农桑辑要》、《天工开物》、《农政
全书》等书的有关部分，要详尽具体得多。
（3）是研究金朝礼制的参考文献。书中“车制”部分收录的“亭子车”、
“五明坐车子”、“平等楼子车”和《金史·舆服志》所记金朝皇后专用
的一些车相似，极有可能就是金朝的遗制，至少在形式上有许多相同之处。
《金志》虽提到金后所有车的名称，却无其形制的详细描述，通过景石这
一部分的叙述，对于我们探讨金之车制，是大有帮助的。
景石是个重义轻利的人。在封建社会里，各工匠对自己掌握的技术，
一般都加以保密，惟恐别人知道，所制机具也有所不同，给机具的生产、
维修带来很大不便。而景石却颇为不同，他不但将自己掌握的技术广传于
人，还主张对各种机具加以规范化，以利于维修和使用，他写《梓人遗志》
的目的，就是基于这个原因。段成己《序》中所言足以说明景石在这一方
面的态度和努力。“夫工人为器，以利言也，技苟有过人，惟恐人之我若，
而分其利，常人之情也。观景石之法，分布晓析，不啻面命提耳而诲之者，
其用心焉何如”。这种精神，在古代工匠之中是难能可贵的。
文献
原始文献
＇1＇（元）薛景石：梓人遗志，见《永乐大典》卷一八二四五，中华书
局影印本，1986。
研究文献
＇2＇何■修、冯文瑞：万泉县志，台湾成文出版社影印民国6 年石印本。
＇3＇上海纺织科学院：纺织史话，上海纺织科技出版社，1978。
赵友钦
刘钝
赵友钦一说赵敬，字子恭（或子公），一说字敬夫，自号缘督。鄱阳
（今江西波阳）人。南宋末年生；元初卒。天文学、数学、物理学。
赵友钦为宋室汉王之后，宋亡后隐遁自晦，“习天官遁甲钤式诸书，
欲以事功自奋。”他曾在江西德兴居留，后移往浙江龙游（今衢县、金华），
在龙游东之鸡鸣山麓定居并从事天文学研究。后来他在龙游的芝山遇见抉
风道士石得之，“自是视世事若漠然”。又曾“往东海上独居十年。注《周
易》数万言”。他常骑一青骡，携一书童来往于衢婺山水之间。时人很少
了解他的思想和行为，惟有一个叫付立的学者对他敬服万分。他的弟子朱
晖是龙游人。他的赘婿范■是北宋名臣范仲淹之后。赵友钦死后，葬于龙
游鸡鸣山。
赵友钦的传世著作是《革象新书》，原书共5 卷，主要讨论天文学问
题，也涉及数学和光学。书中称“岁策加减法自至元辛已行之至今”，可
知其写成于1281 年之后。赵氏生前曾将此书授予弟子朱晖，后者又续传给
同里门人章■。章氏恐此书年久泯灭，遂请金华学者宋濂作序并自加整理
刊行。明代王■对原书作了删润，将其编为2 卷，自后元刊本反鲜为人知。
清代乾隆年间四库馆臣从《永乐大典》中录出原本《革象新书》，连同王
■删本一道收入《四库全书》。除此之外，赵友钦尚有兵家、神仙、释老、
天文方面的著作多部，其有名目可考的有《金丹正理》、《金丹问难》、
《盟天录》、《仙佛同源》、《三教一源》、《推步立成》等。
《革象新书》目次为：“天道左旋”、“日至之景”、“岁序终始”、
“闰定四时”、“天周岁终”、“历法改革”、“星分棋布”、“日道岁
差”、“黄道损益”（以上为卷一）、“积年日法”、“元会运世”、“气
朔没灭”、“日月盈缩”、“月有九行”、“时分百刻”、“昼夜短长”、
“气积寒暑”、“天地正中”、“地域远近”（以上为卷二）、“月体半
明”、“日月薄食”、“目轮分视”、“五纬距合（以上为卷三）、“盖
天舛理”、“浑仪制度”、“经星定躔”、“横度去极”、“占景知交”、
“偏远准则”（以上为卷四）、“小罅光景”、“勾股测天”、“乾象周
髀”（以上为卷五）。王■删定本的卷末还提到“天文图”，但图、文今
已不存。清初梅文鼎曾目睹赵氏石刻星图，并将此事记入他为胞弟梅文■
所撰的《中西经星同异考》之序文中。由上述目录可知，赵友钦的意图在
于对中国古代天文学的理论及方法给出一个较系统的介绍。
在“经星定躔”一节，赵友钦提出了一种新的测量两颗恒星赤经之差
的方法。他使用一套特制的漏壶，控制水的流量，使浮箭在一定的时间内
移动一定的格数。另在一木架上依南北方向放置两条平行的木条，其间留
有一道窄缝，此缝隙正中恰好对准当地的子午线。观测者候于架下，当某
星出现于缝隙中央时即发呼声，另一人即记下漏壶中浮箭的指数；由两星
过隙浮箭刻数之差就可算出它们的赤经差来。这种利用两颗恒星上中天的
时刻差来求其赤经差的方法，与近代子午线观测的原理是完全一致的。“横
度去极”一节则介绍了一种测量去极度或赤纬的方法，其设计比较复杂，
却仅适于在地球赤道上使用。这一方法的主导思想是力图把人在天中下的
观测转化成人在天中的观测：即先在东西方向上观测赤道恒星在不同视天
顶距时到中天所需的恒星时刻，从而算出真天顶距，再将此读数刻在原来
标识天顶距读数的位置上，这样在子午方向上观测时就可以直接读出真天
顶距的读数。这也是一种子午观测法。
“乾象周髀”中讨论了圆周率问题。赵友钦首先历数了古代各家所取
π值，认为355 最为精密。接着他由直径为千寸的圆内接正方形算起，利
113
用勾股定理，依次算出圆内接正8、16、32。。16384 边形的边长，而圆内
接正16384 边形的周长“三千一百四十一寸五分九厘二毫有奇，即是千寸
之围也”。“以一百一十三乘之，果得三百五十五尺”，从而验证了
π =
355 的精确性。关于这一算法的原理，赵友钦说：“围自四角之方增
113
为八角曲圆为第一次，若第二次则求为曲十六，若第三次则求为曲三十二，
若第四次则求为曲六十四。加一次，则曲必倍。至十二次则为曲一万六千
三百八十四。其初之小方，渐加渐展，渐满渐实。角数愈多而其为方者不
复为方而为圆矣。故自一、二次求之以至一十二次，可谓极其精密，若节
节求之，虽至千万次，其数终不穷。”这是刘徽之后中国数学家关于极限
思想的又一个较完整的文字表述。
《革象新书》中最为精彩的一节是关于光学实验的“小罅光景”。赵
友钦首先通过观察日光通过壁间小孔所成的象，指出其大小及形状并不依
小孔的大小（在一定程度内）及形状而变，只是其浓淡程度（即照度）不
同而已；他也指出随着象屏的移近（远），象逐渐变小（大）变浓（淡）；
同时他还观察到日食时通过壁间小孔而成的象与食分保持一致。然后，他
提出了一个利用楼房和人工光源来模拟自然景观的大型实验，对光的直线
传播、小孔成象、照度与光强及距离的关系等问题进行了周密而系统的研
究。他的实验步骤如下：在一所空楼内的地面上挖两个直径为4 尺多的圆
井，左边的井深8 尺，右边的并深4 尺，另外备一4 尺高的桌子置于左边
井中。再取两块直径4 尺的圆板，其上各自密布蜡烛千余支，点燃后作为
光源置于右井井底和左井桌面上。又在井口各置一圆盖，左盖中心开一一
寸见方的小孔，右盖中心开一半寸见方的小孔。“于是观其楼板之下有二
圆景，周径所较甚不多，却有一浓一淡之殊”，即说明光源、小孔及象屏
距离固定时，照度与孔径有关；至于象的形状，赵友钦解释道：“烛在阱
心者，方景直射在楼板之中。烛在南边者，方景斜射在楼板之北。烛在北
边者，方景斜射在楼板之南。至若东西亦然。其四旁之景斜射而不直者，
缘四旁直上之光障碍而不得出，从旁达中之光，惟有斜穿出窍而已。阱内
既已斜穿，窍外止得偏射，偏中之景干数交错。周遍叠砌，则总成一景而
圆。”这里明确地表达了光线直线传播及小孔成倒象的见解。
随后他熄灭右井中东半面的蜡烛，此时在右边的楼板上看到一个缺少
西半部的半圆形状的影象。他又灭去左井中靠外布列的大部分蜡烛，只留
下中心部分稀疏布列的二三十支烛光，此时在左边的楼板上可看到一个非
常淡的圆象，但细看则
