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中国古代如何鼓励科技创新

萨日娜
经纬历史

中国画《沈括与〈梦溪笔谈〉》

中国古代在很长一段时间内,科技水平处于世界领先的地位,这与相应时代国家政府对于科技创新的鼓励分不开。处于社会转型期的宋朝就曾是科技成果井喷时代。英国科学史学家李约瑟率先提出宋代具有超常科技创造力的观点:“每当人们在中国的文献中查找一种具体的科技史料时,往往会发现它的焦点在宋代,不管在应用科学方面或纯粹科学方面都是如此。”他又从多方面探讨中国文明对世界科学作出的贡献,得出的结果是中国古代贡献很多,而宋代却是高峰,其科技发明与成就最为丰厚,在许多方面已经超过18世纪中叶工业革命前的英国,甚至欧洲的水平。

宋代科技的辉煌是社会、政治、经济、文化等诸多因素共同促成的,国内外学者做了大量研究,但鲜有从科技创新视角进行的探讨。本文通过全面考察宋代的科技奖励史料,重现其科技发展的盛况,分析科技奖励对宋代科技创新的推进及其效果,厘清当时科技发展的路径、范式及走向等问题,以期对思考中国当下科技发展、创新之道有所裨益。

 

宋代科技发展盛况

在中国科技发展的历史上,宋朝是一个各门学科成果卓著、发明创造层出不穷的高峰时期。在医学、天文学、工程营建、武器制造、地图测绘等领域均取得了令世人瞩目的成绩。

宋朝统治者非常重视医学,朝廷出台一系列医疗奖励制度,根据医者的水平和成就予以奖励,激励医术提高。史料记载,翰林医官刘翰医术精湛,972年宋太宗患病,刘翰与道士马志共同前往医治。治愈后二人均获官位并获赐银器、缗钱、鞍马等。1034年宋仁宗身患重病,久治不愈,翰林医官许希前往诊治医好获赐绯衣、银鱼袋及器币等。司马光《涑水记闻》记载,太皇太后患疾,御医不能医治,民间医生医好太后,神宗大喜,将其提拔为翰林医官,赐金紫、银帛。1076年,朝廷规定太医局轮流派学官到各行政部门医治病患,年末根据诊治过程和治愈率进行赏罚,这直接推进了太医局医术的精进。1083年,朝廷令太医局选医生八名,到民间医治百姓,据医效赏罚。宋徽宗时期,朝廷规定安济坊僧人若三年医治人数超过千人,赏赐紫衣、祠部牒各1道,鼓励其医术提高。可见,宋代朝廷很重视医学,据医者的水平和成就奖励获提拔,促进了医学的发展,也造福社稷和百姓。

宋代天文历法十分发达,在天象观测、星图绘制和天象仪器制造等方面所取得的成就在世界科技史上占有重要地位。天文方面的奖励史料非常丰厚,可挑几例为证。例如,天文官员王处讷深究历法、精通天文,于961年制新历,宋太祖亲自作序,命为《应天历》;981年,又献新历20卷后被升为司天监,为从三品,这应是宋朝给予技术官员的最高奖励。司天监韩显符擅长浑天之学,淳化初年主持制造“铜浑仪”,皇上特在司天监筑台放置,并赐“杂彩五十匹”。宋神宗熙宁年间诏修新历,沈括时任提举司天监,主持修历,于1075年完成《奉元历》,和共事官员各升一官。

宋代印刷术高度发展,推动了数学的普及。1084年《海岛算经》出版,1085年《张邱建算经》出版,恰逢王安石变法。王安石去世后承其位的蔡京于1108年明确表示鼓励科举考试中的算学研究。1115年刊出《九章算术》的新版本,1116年有算学生武仲轩因完成注释考证了当时通行的算经189卷而受到徽宗的奖励,特赐准他增加两年的升迁年资。正是在政府的支持和奖励制度等多重因素推动下,宋朝出现了中国历史上,乃至世界文明史上享誉盛名的数学家秦九韶、杨辉、李冶等。

宋代河患频繁,朝廷投入大量的人力、物力和财力进行整治,根据治理情况对官员予以奖惩。960年,黄河决堤,朝廷派陈承昭治理河患,事后奖励钱300贯。1010年,高绅主持修筑黄河堤岸,将废弃石头堆砌成河堤,省工省料,且十分牢固,朝廷下诏书予以表彰。1019年,朝廷组织人员开通扬州古河,修成后“漕船无阻,公私大称其便”,取得了良好的经济和社会效益,遂颁发诏书奖励参与工程营建者。1020年,因滑州河道堵塞,朝廷动用役兵9万人,事后除了奖励修河部署官吏使臣之外,宋真宗还亲自制文刻碑记录其功绩。1072年,皮公舱提议开通六十里洪泽河以“稍避其害”,朝廷令其负责开挖工程,方便了来往的大小船只。皮氏受敕书奖谕,另获银200两、绢200匹。

从以上史料不难看出宋代科技创新和科技发展的盛况。宋代科技奖励学科种类丰富、形式多样,有加官晋爵、赏赐实物、降诏奖谕、树碑立传、赐诗文等各类物质和精神奖励。

 

科技奖励对宋代科技创新的推进及其效果

宋代重视嘉奖科技方面的发明者、管理者和专业人才,激发了他们的创造热情,有力地促进了科技的进步。对天文、医学、军事、海运等机构,宋代政府经常组织实施赏罚活动,鼓励其推陈出新。

宋代大规模的工程营建较为频繁,在政府的主导和鼓励下,主管者多能积极采取较为先进的技术和经验并加以推广,受益者越来越多。984年,黄河决堤,朝廷派人治理河患,刘吉主动请缨,在实践中摸索出新技术,堵塞决口,得官爵与丰厚的物品奖赏。仁宗时期,陈希亮任宿州知州,汴河横穿全城,水流湍急,“水与桥争,常坏舟”。于是他设计了一种无柱桥梁,称“飞桥”,方便舟楫往来,减少了船只倾覆的危险。朝廷奖励陈希亮绢帛,并将“飞桥”技术推广至京畿及泗州等其他地区。

宋朝天文领域奖励幅度广、次数多,天文工作者有创新突破,朝廷便予以嘉奖,或迁秩升官,或发放实物,以激励其创造热情。北宋初年,天文学家韩显符因“少习三式,善察视辰象”,被补为司天监生,专习浑天学。990年,韩显符开始制造铜浑仪、候仪。五年后,根据唐代李淳风流传下来的方法研制成功,朝廷给予杂彩50匹的奖励。正是由于皇帝的奖励,为配合大规模观测天象的计划,韩氏又重新设计制作新的浑仪,并撰《浑仪法要》十卷上奏朝廷,为观星、测天、治历工作提供了重要的保障。1072年,沈括推荐精通历法的淮南人卫朴参与制历,三年后修成《奉元历》,朝廷奖励卫朴钱100贯。沈括又献《浑仪》《浮漏》《景表》,朝廷令工匠据其理论制造仪器,对其加官进爵并赏赐银、绢等物。这些措施无疑是一种激励,沈括辞去提举司天监职位后,仍然继续探索漏刻计时的精度,经过十多年的探索,在漏刻计时方面取得了新的突破。

正因为政府重视科技,所以对科技人员采取诸多鼓励政策,鼓舞他们积极创新。1088年,在宰相苏颂的倡议和组织下,创制了天文记时仪器——水运仪象台,这代表了中国11世纪末天文仪器的最高水平。在创制过程中,苏颂不拘一格拣选人才,把职位较低却在天算方面具有杰出才华的韩公廉直接选拔到创制小组。水运仪象台有三项令世界瞩目的发明,其屋顶设计成可开闭的,是现代天文台活动圆顶的雏型,其浑象能一昼夜自动旋转一周,是现代天文跟踪机械转移钟的先驱,其报时装置能在一组复杂的齿轮系统的带动下自动报时,报时系统里的锚状擒纵器是后世钟表的关键部件。李约瑟曾说水运仪象台“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。

宋代兵器制造水平普遍超过前代,朝廷对制造与改进者的奖励是推进新型兵器研制的主要因素。970年,冯继昇、岳义方献上火箭法,得赏赐衣物和布帛。二人是文献记载最早的火器发明家和火药技术的奠基人。998年,官员石归宋献上木羽弩箭,射程远、杀伤力大,为此,朝廷不仅增加石归宋的月俸,还授予其子官位。1000年,唐福献上新研发的火箭、火球、火蒺藜等多种武器,获缗钱奖励。冯、唐等人在奖励政策的鼓励下又献3个新研制的火药方,记于《武经总要》。有关他们新型武器的记载侧面反映了10世纪中国火药技术水平,是现存世界上最早的军用火药配方。

在宋代,地图测绘技术大幅度提高。如果向朝廷呈现新绘制的地图,一般都会得到皇帝的嘉奖或提拔。1266年,两淮制置使李庭芝“以工役费用及图来上,诏奖劳之”。《沈括传》提到“至契丹庭,契丹相杨益戒来就议,括得地讼之籍数十,预使吏士诵之,益戒有所问,则顾吏举以答……括乃还,在道图其山川险易迂直,风俗之纯庞,人情之向背,为《使契丹图抄》上之。拜翰林学士、权三司使”。《宋球传》写到“再使高丽,密访山川形势、风俗好尚,使还,图纪上之,神宗称善,进通事舍人”。都记载着测绘技艺的创新得到朝廷奖励鞭策的历史。

宋代航海技术也有重大的创新。海上航行时运用的指南针技术此时有了新的发展,《武经总要》《梦溪笔谈》等书都进行了非常详细的记载,其在航海活动中发挥了重要作用。1123年,出使高丽的徐兢在《宣合奉使高丽图经》中写道“是夜,洋中不可住,维视星斗前迈。若晦冥,则用指南浮针,以揆南北”。若说北宋时期指南针的使用还处于初期阶段,到了南宋时期指南针的应用则变得较为普遍,使用技术也日渐成熟。1242年,南宋泉州市舶司提举赵汝适在《诸藩志》里“海南”条记下,“东则千里长沙,万里石床。渺茫无际,天水一色。舟舶来往,惟以指南针为则,昼夜守视唯谨。毫厘之差,生死系焉”。这说明南宋时指南针测定的方位在航海活动中发挥着非常重要的作用,也表明当时指南针导航技术已趋于成熟。

此外,在奖励体系的保障和支持下,宋代出现了许多创新领域,也涌现了许多博学多才的科技人物。除了上文提到的沈括和苏颂,还有燕肃,他于1027年重新研制出指南车,改进了莲花漏刻,根据自己的海潮理论绘制《海潮图》,撰写《海潮论》,科技创新成就斐然。

中国古代科技体系水平在宋朝达到一个新的高度,科技奖励是其背后的有力支撑,有效的奖励措施既让科技工作者传承了前代的科技文明,又促进了本朝的科技创新,在传播和发展科技知识方面发挥了不可估量的推动作用。与此同时,宋代社会生产飞跃发展,商品经济异常活跃,文化教育事业繁荣昌盛,出现越来越多的未知领域,对科技提出迫切需求,当时的历史背景也要求宋代科技人才在国防、军事领域有所发明和创造,其奖励措施更是拓宽了科学技术发展的广阔空间。

宋代科技奖励制度的广度和力度超越前朝,奖励体制的发展与完善体现了宋朝国家治理能力的提升,在维护国家统治与稳定、促进经济繁荣与昌盛、推动社会文明与进步等方面发挥了重要作用。

 

来源:《人民论坛》2022年15期

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