关于中国古代科技发明，历史教科书回避了很多东西

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文 | 杨津涛

中国历史悠久，有很多伟大的发明。但由于历史教科书在编写时，常进行选择性叙述，导致今人对这些发明存在很多误解。试举几个最常见的例子：

司南是一把磁勺吗？

高中《历史》第3册，提及「司南」时说，「世界上最早的指南仪器是中国在战国时期发明的‘司南’。后来人们利用磁石指南的特性，制成指南针」，同时配有汉代司南（模型）的图片。

有关司南最重要文字，见诸《论衡》「司南之杓，投之于地，其柢指南」。1948年，科技史学者王振铎将「杓」解释为勺柄，「柢」理解为停止，制作了我们现在通常所见的司南模型。后来又相继发现一些资料，被视作司南为磁勺的观点的支持。

有关司南的制造和使用，有几个问题至今没法解释。首先，将磁石加工为勺柄状，即使在今天也很难实现。1995年，学者刘秉正曾委托玉器厂将几块磁石加工成勺形，结果三只磁勺中有两只断裂。当初王振铎还原司南时也遇到过同样的问题。其次，天然磁石的磁力并不足以让磁勺转起来。王振铎制作司南时，使用的是「人造条形磁铁」及在磁场磁化过的天然磁石。1952年，郭沫若曾要求中科院做一个司南，作为访苏礼物，结果也是一样，「找到最好的磁石，请玉工做成精美的勺形，遗憾的是它不能指南。由于磁矩太小，地磁场给它的作用不够克服摩擦力。只得用电磁铁做人工磁化。」第三，宋代以前，我国古文献中完全不曾提到过磁石的指极性。

《论衡》中说的司南，没有留下实物。除王振铎的解释外，国家博物馆的学者孙机认为，司南其实是靠机械指向的「司南车」；东北师范大学的学者刘秉正，则将司南解释为同样有指南功能的「北斗」，并引申为指导者。

中国最早发明指南针是一个事实——中国在11世纪已有磁体指南针出现，而欧洲有同样的记载，是在12世纪末。但现行历史教科书在为司南配图时，选择磁勺且仅模糊标示其为「模型」，则是一种选择性叙述。这种叙述，回避了至少两个存在争议的问题：1、司南是不是勺状？不能确定；2、勺状司南的复原，是失败的。

图注：现在历史教科书在为司南配图时，仅模糊标示其为「模型」

「世界上最早的纸」灞桥纸，是一块无法书写的麻絮

现行初中《中国历史》教科书上册，论及「造纸术的发明」时，引用了一段材料，「考古学家在西安灞桥、甘肃天水、敦煌等地几次发现了西汉时期的麻纸，有的纸上面还有文字和地图。这证明西汉时已生产纸。但这种纸质地粗糙，使用不便」。其中提及1957年出土于西安灞桥的「灞桥纸」，曾经被誉为「世界上最早的纸」。

图注：现行教科书仍将「灞桥纸」称之为纸

事实上，所谓「灞桥纸」，并不足以被认定为「纸」。

第一，发现「灞桥纸」的过程缺少科学性。参与灞桥墓发掘的工作人员回忆，当初在「一个坛子里发现一团麻絮卷状物」，很可能是一名推土工人看到后，随手扔进去的。后来又有人用「两块玻璃（把麻絮伸展）夹住，外面用胶布粘住而压平的」，这意味着「灞桥纸」在墓中时，很可能并不呈纸状。第二，「灞桥纸」原料为麻絮，表面粗糙，无法用于书写。即使是将「灞桥纸」认定为纸的著作，也承认其「纸质粗厚（厚0.14毫米），表面皱涩」「表面有较多的纤维束，甚至是未打碎的麻绳头」「无文字，不便写字，用于包装」。第三，「灞桥纸」未经打浆程序，保持了麻类单纤维端部的原形，不符合我们对纸的定义。

至于「灞桥纸」究竟是何用途，学界尚没有一致答案。有人认为「灞桥纸」是铜镜底下的垫衬物，也有人说它是擦拭铜镜的麻絮。随着1979年敦煌出土西汉粗纸、1986年甘肃天水出土纸质地图残片等发现，西汉已有纸张的观点得到证实，因此「灞桥纸」是否为纸，究竟有何用途的争议，变得不再那么重要了。

现行教科书仍将「灞桥纸」非常肯定地称作「西汉时期的麻纸」，回避其存在的争议，无疑也是一种选择性叙述。

图注：1957年出土的「灞桥纸」

熟知的地动仪模型，复原于1951年，无法监测地震

中学历史教科书曾按《后汉书·张衡传》的说法，重点介绍地动仪，「地动仪用铜制成，内部竖着一根铜柱，周围有八组杠杆连接外面。外面铸有八条龙，分别朝着八个方向。龙的口中各衔一枚小铜球。哪个方向发生地震，铜柱就倒向那个方向，触动杠杆，使哪个方向的龙口张开，吐出铜球，落入下面的铜铸蛤蟆口中，并发出响声。这样就能知道哪个方向发生了地震。」

地动仪早已中失传。现在我们所见的地动仪模型，是王振铎在前人研究基础上，在1951年复原的。

王振铎的地动仪模型出现后，一方面被写入教科书，另一个方面各地也纷纷仿制这种并没有测震功能的地动仪，让这个地动仪形象很快深入人心。事实上，国内外学者对地动仪模型的质疑声从来没有停止，发表了一系列严肃论文，指出其原理性错误——王振铎复原地动仪所用的「直立杆原理」，只是依靠一根竖立直杆的随意倾倒，不具有制造验震器的可行性。美国地震学家博尔特更说，「地动仪模型工作原理模糊，模型简陋粗糙，机械摩擦大大降低了灵敏度，对地震的反应低于居民的敏感，其作用应予以质疑，而且利用铜丸的掉落方向来确定震中也是不确定的」。在王振铎之后，一些学者又依照其他原理复原了多种地动仪，至今未能实现《后汉书》中说的测定「震之所在」。

在多番复原地动仪不能成功的情况下，不少学者对张衡发明地动仪的科学性产生争议。如学者赵冠峰梳理史料后发现，地动仪测中陇西地震的说法很值得怀疑，而东汉史官也未曾利用地动仪测定地震。他认为，地动仪「虽然其设计思路与现代地震仪器的原理较为一致，但限于技术条件，当时所造的地动仪没有发挥出应有的作用，致使这种仪器有可能在公元133年洛阳地震后被淘汰」。学者冯锐等则肯定张衡率先利用物体惯性，发明了人类历史上第一个地震仪，和英国人米尔恩发明的现代地震仪有承继关系。

总之，对于地动仪的测震原理，至今依旧有很多未解之处，无法成功复原。因此，教育部于2010年暂时删除了中学历史教科书中有关地动仪的内容，这是一种值得称赞的严谨态度。待地动仪复原成功时，再将其写回教科书，亦为时不晚。

图注：在博物馆展出的地动仪，不具有测震功能

华佗的麻沸散，其源头可能在印度

初中《中国历史》教科书上册，对中国医学有不少介绍，说到华佗「发明了‘麻沸散’，让病人和酒服下，失去知觉，然后进行各种手术」。

在记有「麻沸散」之名的《三国志·华佗传》中，并没有说明配方，以至现在众说纷纭。如清人托名所作的《华佗神医秘传》中说是羊踯躅、茉莉花根、当归等；而更多人则相信，麻沸散主要成分是押不芦草，即来自印度的曼陀罗花，这是古印度人进行外科手术时常用的麻醉剂，也是蒙汗药的主要原料。

印度对曼荼罗花的应用极早，约公元前6世纪就已有外科手术。那华佗是如何得知曼陀罗花的呢？史载，华佗早年「游学徐土」。当时徐州恰恰是汉末佛教传播的重要地区，很多西域高僧为躲避战乱，从长安、洛阳来到徐州。如据《三国志》记载，与华佗同时代的笮融，曾花费巨资在徐州修筑可容纳三千人以上读经的浮屠寺，其举办的浴佛会吸引万人参与。华佗很有可能是从这些佛教徒那里了解到曼陀罗花的麻醉功效。有学者认为，在梵语中，「曼陀罗花」是mandara-puspa，「麻沸」两个字则分别对应mandara（曼陀罗）和puspa（花）的首音节ma-、pu-。

当然，麻沸散的成分不会仅是曼陀罗花，华佗肯定还加入了其他药物，才有可能达到《三国志》所说的效果。教科书只说「华佗发明麻沸散」，而回避外来医学对华佗的影响，以及印度、希腊使用麻醉剂早于中国的事实，无疑也是一种选择性叙述。

图注：可能是麻沸散主要成分的曼陀罗花

活字印刷术在古代未能推广，现代汉语活字印刷术由日本发明

在高中《历史》第3册中，活字印刷术被给予很高评价，「11世纪中叶，北宋平民毕昇发明了胶泥活字印刷术。它既经济，又便捷，是印刷业的一大革新」「欧洲人还借鉴中国的印刷术，造出了自己的活字印刷机，大大推动了文艺复兴运动和宗教改革，促进了思想解放和社会进步」。

毕昇发明活字印刷的事迹，史料方面，仅见于沈括所著《梦溪笔谈》。

同大多数人想象的不同，活字印刷发明后，并没有取代雕版印刷——直至清末为止，使用雕版都是中国印刷业的绝对主流，据统计，活字本的数量仅相当于雕板书1%—2%。

就汉字印刷而言，使用活字有几个困难，不易克服：一、汉字数量庞大，使用活字印刷的话，常用字要准备几个、甚至几十个，为区分正文、注释，不同字体还要有不同的活字，一副活字通常要有2万个，普通从事印刷的人无力铸造；二、中国在金属活字上着墨技术较落后，印制出的书籍效果较差；三、活字比雕版程序更复杂，如排版工人要识字、排版后要校对、印刷完要将活字归位、再版要重排等。加之，中国有大量技艺精湛的雕刻工人，雕版成本长期保持在较低水平，通常比使用活字印刷更划算。相反，在刻工较少的韩国，政府长期推动活字印刷，使其活字工艺远超同时代的中国。

至于中国的活字印刷术是否曾对欧洲产生影响，目前还很难说清，但德国人谷登堡在15世纪独立发明西方活字印刷前，听闻中韩已有此种印刷术的可能性，是存在的。由于使用拉丁字母制作活字，远较汉字容易，因此谷登堡的活字印刷一经问世，便在欧洲广泛应用。如学者郑也夫所说，「即使谷登堡的发明是受中韩活字影响，活字的全部潜力，也要靠字母民族去发掘。其巨大潜力在很长一段时间与非字母民族绝缘，只属于字母民族」。

让活字印刷在中国取代雕版印刷的技术，也是来自西方。从活字材料上说，谷登堡率先使用铅锑合金制作活字，较中韩使用的铜活字、铅活字熔点更低（容易刻字）、硬度更大（经久耐用），被长期沿用。从刻写方式上说，美国传教士姜别利在1858年按照汉字特点，发明了电镀铜模，出售给总理衙门及上海各报馆等。后来日本人本木昌造在姜别利的协助下，发明了更加优质的汉字印刷技术。1897年，商务印书馆成立后，即采用日本先进的活字印刷，很快成为中国出版业的领头羊。这项技术在中国一直使用至1955年。

综上。简言之，中国古代的很多著名发明，确实典籍有据，但具体形态、实际效果等，往往存在争议。历史教科书在编写过程中，应坚持严谨的学术立场，不可只选择性叙述其中一面；更不能将存在争议的观点，当成毫无疑义的结论，传递给学生。

图注：元朝时绘制的活字印刷流程图

注释

杨琳：《勺形司南未可轻易否定》，《自然辩证法通讯》2016年第3期。

刘秉正：《再论司南时磁勺吗》，《自然科学史研究》2006年第3期；孙机：《中国古代物质文化》，中华书局2014年，第417—422页。

宗实：《伦功难泯维国尊——兼揭所谓「灞桥纸」公之于世的内幕》，《纸史研究》1986年第2辑。

陈启新：《还灞桥纸的本来面目》，《中国造纸》1987年第6期。

冯锐等：《张衡地动仪的科学性及其历史贡献》，《自然科学史研究》2006年增刊。

赵冠峰：《张衡地动仪文献蠡读》，《自然科学史研究》2004年第4期。

林梅村：《麻沸散与汉代方术之外来因素》，《学术集林 卷10》，上海远东出版社1997年，第233—237页。

张秀民：《中国印刷史》，浙江古籍出版社2006年，第629—632页。

郑也夫：《活字印刷的起源》，《北京社会科学》2015年第9期。

刘元满：《近代活字印刷在东方的传播与发展》，《北京大学学报（哲学社会科学版）》，2000年第3期；罗树宝：《近代印刷术传入及初期铅活字字体》，《印刷杂志》2004年第5期。

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