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第31章 发明、医学、工艺(2)

我国日晷的早期发展情况还不清楚。目前第一个明确可靠的日晷记载是《隋书·天文志》所载开皇十四年(594年)麟州司马袁充发明的短影平仪,是一种地平日晷。南宋曾敏行《独醒杂志》卷2记载他的族人曾瞻民(字南仲),发明了“晷影图”所说的结构和后世的赤道日晷基本相同,但晷面是木制的。元代著名科学家郭守敬创制的仰仪,兼有球面日晷的作用。明末天启年间(1621—1627年)陆仲玉著《日月星晷式》,介绍了各种日晷的制法,并涉及测星、月用的星晷和月晷。

世界上第一架地震仪

在中国历史博物馆的陈列大厅里,许多国内外的参观者都被世界上第一架地震仪的复原模型所吸引。人们不觉惊叹古代中国人的聪明智慧。

这架地震仪的发明者是我国东汉著名天文学家,南阳郡西鄂(今河南省南召县南)人张衡。他精通天文历算,曾两度担任执管天文的太史令。他在公元132年发明的世界上第一架测定地震方位曲地动仪,比国外类似仪器早1000多年。

张衡发明的地震仪复原图

这架地震仪用青铜制造的,圆径8尺,形状像个大酒樽。上面有个盖子,内部有一个中枢机械“都柱”。柱旁通着8条道,每条道上有发动机关,周围铸有8条龙。龙嘴里各含一个小锕球,对着东、西、南、北和东南、东北、西南、西北8个方位。在地上,对准龙嘴蹲着8个铜蛤蟆,昂着头,张着嘴巴。哪个方向如果发生了地震,仪器上对着这个方向的龙嘴就会张开,嘴里的铜球就落到蛤蟆嘴里发出响亮的声音,报告震源的方向。这是因为,在平时,地震仪平稳地放着,都柱也垂直竖立在仪器的中央。但因为都柱上粗下细,重心高,支面小,像个倒立的不倒翁,这样就极容易受震动而倾倒。譬如东方发生地震,东面的地壳自然发生波动,震波影响都柱,都柱自然倒向震动方向。沉重的都柱向东倒下后,于是推动了东方的横杆,横杆推开含有铜球的东面的龙嘴,于是龙嘴吐出了铜球。

有一次,位于仪器西方的龙嘴里的铜球“当啷”一声落到了蛤蟆嘴里。但洛阳并没有地震的征兆和感觉,有些人便议论纷纷,乘机讥笑说,张衡发明的地震仪并不科学。没想到过了几天,从西北来人飞报消息,说是距洛阳1000多里的兰州、临洗、陇西一带的陇西郡,发生了地震,大家这才信服了地震仪,赞叹它果真如此灵敏准确,从此,“铜龙报警”这个故事便在朝野上下和广大群众中广泛流传开来。

张衡为人正直、治学严谨,是我国科学文化史上一位多才多艺的科学家。他还研究制造成观测风向的候风仪,并曾制造出一种能飞的“木雕”等精巧机械,对天文、地理、数学、哲学都很有研究。他经过长期观察计算出,人们在一个地方看到的星座,共有2500多颗,这和现今天文学家的统计基本一致。他绘制的一幅地形图曾流传了好几百年。他还是东汉有名的文学家,著有《两京赋》,他又是东汉六大画家之一。

僧一行和子午线

我国唐朝的僧一行是世界上最早测量子午线的天文学家。

僧一行(公元673—727年),未出家前姓张,名遂,世称一行阿阁梨,巨鹿(今属河北)人。他是唐朝初年襄州都督、郯国公张公谨的孙子。他从小热爱学习,博览群书,尤其喜欢研究天文和历法。青年时期,他更加不畏艰苦,勤奋好学。21岁时,他跟从荆州景禅师出家为僧,不久又跟从嵩山普寂学禅。后来,他还跟从善无畏、金刚智学密法。

僧一行精通佛学、历法、数学和天文。唐开元(公元713—741年)中,唐玄宗招聘学者、名流进京。他随族叔、礼部郎中张恰被召入长安。从此,他埋头天象观测和历法改革,直至终生。开元十五年(公元727年),一行奉命修成《大衍历》,这在当时是较先进的。在数学上,他发明了不等式间距二次差内插法公式,并著有《大日经疏》20卷和《摄调伏藏》。

他还与梁令赞一道制成浑天铜仪(古代测定天体球面坐标的仪器),以及黄道游仪,用以重新测定150颗恒星的位置。他发现自己测量的恒星赤道(天球赤道,它是地球赤道面和天球相交的大圆圈)坐标和对黄道(地球公转轨道平面和天球相交的大圆圈)的相对位置中得出来的数据,与前代天文学上测量的数据相比,差异很大,而且黄道上的位置也不同。由此,僧一行推断,恒星并非静止,也在运动。

公元1718年,英国的天文学家哈雷根据测量恒星的黄道度数与古希腊时代不同,也提出恒星运动的观点。但是,这比一行的发现晚了近1000年。

僧一行在天文学上最大贡献,在于他最早测量了子午线(通过地面某点连接南北极的假想线)的长度。

唐开元十二年(公元724年),在僧一行的倡议和领导下,同太史监(唐掌天文历法的官员)南宫说合作,开展了一次大规模的天文测量活动。测量内容包括春分、夏至、秋分、冬至的正午时八尺之竿的日影长度、北极高度和昼夜的长短等。测量点多达13处。北起铁勒(今内蒙北),南达林邑(今越南中部)。重点测量了滑州(今河南滑县)、浚仪(今开封)、扶沟和上蔡这4个地点的北极高度和日影长度,还测量了这4个地点之间的距离。其结果为,从滑州到上蔡,北极高度差1度半,南北距离为526里270步(唐以300步为一里),夏至日影长相差2寸多。计算结果为,北极高度相差1度,南北两地相隔350里80步,合现在151.07千米。这个结果虽不十分精确,但在方法上是一个极大进步,也是世界上首次如此大规模进行测量子午线工作。

国外最早测量子午线的是阿拉伯天文学家阿尔·花刺子模等人。他们于公元814年在美索不达米亚进行了测量子午线的工作,比我国晚了近90年。

僧一行以其举世瞩目的成就,被公认为世界古代著名科学家。

针灸术

针灸是针法和灸法的总称。针法是用各种特制针具,施行一定的刺激方法作用于经络穴位,灸法主要是用艾绒等物薰灼经络穴位以防治疾病。

上古时,人们以草熏体表,以砭石或荆棘、骨针等刺激人体,是最早的针灸术。《淮南·务修训》记载有“庖牺(伏羲)制九针”。“所谓九针,为镌、网、鍉、锋、铍、圆利、毫、长、大针”,除用于外科、按摩外,也有用于针灸者。针灸针主要内容是通晓经络,选取穴位,控制深度与针灸时间等。

在湖南长沙马王堆汉墓中出土的帛书中,有先秦的《足臂十一脉灸经》、《阴阳十一脉灸经》,书中记载有齿脉、耳脉、肩脉等,可知扁鹊用针灸等法治虢太子尸蹷时,医家已善用针灸术。书中还专门记述了用灸法治疗各种疼痛,各部位痉挛、烦心、恶寒等多样病症。战国时代的医书《黄帝内经》中多方面记述了针灸的适应症,并论述了各种脏腑疾病的针灸疗法。目前所知最早的金针实物是河北满城出土的西汉金针。

医籍中的《灵枢经》奠定了针灸的理论基础。东汉末皇甫谧编著了一部《黄帝三部针灸甲乙经》,简称《甲乙经》。它是以古代的《针经》(后世认为即《灵枢经》)、《素问》、《明堂孔穴针灸治要》3部书汇集整理而成的。全书总共12卷,128篇,是皇甫谧对针灸古书“使事类相从,删其浮辞,除其重复,论其精要”的辛勤劳动的结晶。书中详细地记载了全身649个经穴的部位和主治疾病、针刺分寸、艾灸壮数,并提出了较为科学的针灸操作方法和禁忌等,是一部系统地总结前人用针灸治病的临床经验的著作。唐代孙思邈、王焘绘制的彩色针灸挂图有重要学术价值。宋元太医设有针灸科。天圣间(1023—1032年)王惟一的《铜人腧穴针灸图经》,统一周身651个穴位,并设计监制两具铜人以测试考生。元末滑寿的《十四经发挥》成为日本针灸取穴的依据。明代杨继洲的《针灸大成》汇收古籍、家传,为针灸学的重要文献。

针灸术简易、方便、应用范围广,对内科、外科、妇科、儿科、五官科等各种疾病的预防和治疗都有显著的、迅速的疗效,没有或很少有副作用。

针灸术不仅对我国医疗事业有很大影响,而早在秦汉时期就已传到朝鲜、日本、东南亚和中亚地区。宋元以后,随着海路航运事业的发展,针灸术也被介绍到欧洲一些国家去造福人类。

1958年,我国的医务工作者在继承古代针灸术的基础上。用针刺麻醉代替药物麻醉施行外科手术获得成功,这引起国内外医务界的极大兴趣。针刺麻醉是以针刺穴位,使病人能在清醒状态下接受手术的一种局部麻醉方法。它不用麻醉药,病人神态清醒,能主动配合,生理干扰少,术后恢复快,尤其适用于不宜进行药物麻醉的病人。针刺麻醉安全、简便、经济、有效、没有痛苦,受到人们的普遍欢迎。

中国最早发明人痘接种法

今天,每一个新生的婴儿都要种牛痘,以预防“天花”。1979年10月21日,联合国世界卫生组织宣布,最后一名天花患者在索马里南部已被治愈,天花从此在地球上绝迹,这是人类第一次征服一种烈性传染病的光辉成绩。战胜天花要归功于牛痘预防接种,正是预防接种免使人们感染天花。在发明接种牛痘之前,人们首先发明了人痘接种技术,该项技术是我国古人对世界医学做出的重要贡献。

我国自古就有以毒攻毒的治疗方法。例如晋代的葛洪记述“疗狂犬咬方,仍杀所咬犬,取脑敷之,后不复发”;隋朝巢元方谈到治恙虫的医方,即杀恙螨制散而服。种痘也是这个道理。

天花这种传染病,大约是在汉代的时候由俘虏传入我国,所以也叫“虏疮”,后又称豆疮、疱疮、登豆疮、天行斑疮等。明代以前,对这种病一直没有有效的防治方法。关于天花的流行,葛洪的《肘后方》已有记载,唐宋记载更多。自宋以后,已有人不满足于疗效不佳的医法,开始探索预防天花的方法。种痘法至迟发明于明朝隆庆年间(公元1567—1572年)(清俞茂鲲《痘科金镜赋集解》)。至于具体的方法,在张璐的《医通》(公元1695年)中记有痘衣、痘浆、旱苗等法,并指出种痘法的推广是“始自江右(宁国太平县),达于燕齐,近者遍行南北”。

古代痘衣法是把天花患者的衬衣,留给被接种人穿用,使受感染。痘浆法是用蘸有疮浆的棉花塞入被接种人的鼻孔里,使受感染。旱苗法是将痘痂阴干研细,用小管吹入被接种儿童的鼻孔里。也有先用水把痘痂干粉调匀后使用,称为水苗法。早苗法和水苗法都是用痘痂作为痘苗,虽然方法上比痘衣法和痘浆法有改进,但仍有一定危险性。

清代朱奕梁在他的《种痘心法》中记述一种经过接种多次的痘痴作疫苗,“其苗传种愈久,则药力之提拔愈清,人工之选炼愈熟,火毒汰尽,精气独存,所以万全而无害也”。这种对人痘苗的选育方法,完全符合现代制备疫苗的科学原理。

我国发明人痘接种法之后,很快传播到世界各地。康熙二十七年(公元1688年),俄国首先派入“至中国学痘医”(俞正燮《癸巳存稿》),不久又从俄国传入土耳其。1717年英国驻土耳其大使蒙塔古夫人在君士坦丁堡学得种痘法,随即传入英国和欧洲各地。18世纪中叶,人痘接种法已传遍欧洲大陆。

1796年英国人琴纳发明牛痘接种法,1806年由葡萄牙商人传入我国。因为牛痘法更加安全,从而逐渐取代了人痘接种法。

中医悬壶

我国古时候,人们的伤病都用中药来治疗。不知你注意过没有,中药常常与葫芦有关。有句俗话叫“不知葫芦里装的是什么药”。看来,药是装在葫芦里的。连古典神话小说《西游记》中,太上老君炼的仙丹都是装在葫芦里呢。

传说,很久以前,发生过一场大瘟疫。有一个集镇死了很多的人。这种病没有办法医治,得了病的人都绝望地等待死神降临。有一天,镇上来了一个神奇的老翁。他在集上开设了一间药店,门前悬挂着一个药葫芦,专门治这种瘟病。来这看病的人,吃了老翁从药葫芦里倒出来的一粒药丸以后,病就好了。可是这个老翁十分奇怪,每到集市罢集时,他跳入药葫芦里就不见了。这样,尽管老翁治好了许多人,可是人们始终不知他葫芦里装的是什么药。后来,人们用“不知葫芦里装的是什么药”这句话,来比喻对某种事物不知其中的隐秘。

这个传说出现以后,各地中医和中药店门前都要悬挂个药葫芦作为标志,人们称为“悬壶”。虽然现在中药店门前已不再挂“悬壶”,但是这个神奇的传说却流传了下来。

孙思邈与《千金方》

孙思邈是隋唐时期京兆华原(今陕西耀县)人。他是我国古代伟大的医药学家。他精湛的医术、高尚的医德、毕生钻研医学的精神,千百年来一直为人们所传颂。

他自幼体弱多病,因家境贫穷,没钱医治,险些夭折。多亏遇到了一位采药人,经抢救才得活命。饱尝疾病之苦和求医之难的孙思邈立志学医,为穷苦人治病解痛。他读了几年经史典籍后,就拜师学医。他孜孜不倦地攻读医书,习医治病,长进很快。由于他博览群书,青年时期就成了远近闻名的“善庄、老及百家之说”的学者。隋文帝杨坚曾召他为“国子博士”,唐太宗李世民给他“授以爵位”,唐高宗李治拜他为“谏议大夫”,孙思邈全“固辞不受”。他这种不慕名利、拒官从医的高贵品格,深为人们所敬重。

孙思邈医虎图