中国古代北方民族科学技术发展述论

刘蒙林

科学技术是民族文化最为集中的体现，也是社会文明发展进程的尺度。中国古代北方少数民族在长期的生产与生活中，在与其他民族文化的碰撞与交流中，掌握了各种科学技术，并有了自己的发明与创造。这种科学技术具有鲜明的民族性，在中华文明史的发展进程中，占有重要的历史地位。

1、匈奴族的科学技术

匈奴是我国北方古老而强大的民族，其科技文化在畜牧技术、皮毛加工、金属冶炼、天象历法、建筑工程等方面尤为突出。以建筑为例：公元413年，大夏政权首领赫连勃勃征发10万人，在朔方无定河北，纳林河南，营建都城统万城。匈奴人的筑城技术十分高超，据史书记载："赫连龙升七年，于是水之北，黑水之南，遣将作大匠梁公叱干阿犁，改筑大城，名曰统万城。蒸土加工，雉堞虽久，崇墉若新，并造五兵，器锐精利，乃咸百炼为龙雀大镮，号曰大夏龙雀。铭其背曰：古之利器，吴楚湛庐，大夏龙雀，名冠神都，可以怀远，可以柔逋，如风靡草，威服九区，世甚珍之。又铸铜为大鼓及飞廉、翁仲、铜驼、龙虎，皆以黄金饰之，列于宫殿之前。"①统万城的称道之处，不仅在于它的规模高大和结构复杂，主要是它采用了"蒸土加工"的建筑技术。所谓蒸土加工，就是将生石灰加水过滤发酵后与白胶泥、细沙相伴而成三合土，然后将其层层铺垫夯筑，故城体坚硬如石。因生石灰加水后产生高温爆裂，蒸气升腾，故称之为"蒸土"。在城体建筑中使用三合土与以前的直接用土夯筑相比，无疑是我国建筑史的一大进步与创造发明。统万城壮丽恢宏，遗址至今尚存。

匈奴人在汉代发明了一种叫"鸣镝"的响箭，这是中国古代北方民族在军器制造史的一大发明。史书载：匈奴单于"昌顿乃作为鸣镝，习勤其骑射。"②它在传达命令和调动军队行动中具有重大的作用。匈奴人还有专门制造弓矢军器的场地，据史书云：在阴山南北，"昌顿单于依阻其中，治作弓矢，来出为寇，是其苑囿也。"③说明阴山一带是匈奴人当时的主要手工业基地。至12世纪末，匈奴人的鸣镝制作技术又被蒙古人所掌握。史书载：蒙古人所制造出的带响的箭，其"箭镞是银制的，布满洞孔，当这种箭射出去时，发出象吹笛似的响声。"④可见鸣镝做为军器已在蒙古草原流传了近1500余年。

2.高车族的科学技术

十六国时期的后赵政权是由羯族建立的，其科技成果蜚声中外，其中以高车人解飞所造的各种车辆为著。据史书记载："石虎有指南车及司里车，又有舂车木人，及作行碓于车上。车动则木人踏碓舂，行十里成米一斛。凡此车皆以朱彩为饰，惟用将军一人。车行则众巧并发，车止则止。中御史解飞、尚方人魏猛变所造。......尝作旃檀车，广丈余，长二丈，安四轮。作金佛像坐于车上，九龙吐水灌之。又作木道人，恒以手摩佛心腹之间。又十余木道人，长二尺余，皆披袈裟绕佛行，当佛前辄揖礼，佛则以手撮香投炉中，与人无异。车行则木人行、龙吐水，车止则止。亦解飞所造也。"⑤高车族本善造车，解飞所造的机械车辆，技艺先进，精巧绝伦，为中国古代的科学技术史写下了光辉的一页。

3.鲜卑族的科学技术

对天文仪器的制造是古代北方草原民族十分关注的事情。北魏初年，太史令晁崇与鲜卑族人解兰合造了一件浑仪，并一直流传到北宋时期。据史书载："今灵台铁仪，后魏明元时都匠解兰所造，规制朴略，度刻不均，赤道不动，乃如胶柱，不置黄道，进退无准。此据赤道月行以验入历迟速，多者或至十七度，少者仅出十度，不足以上稽天象，敬授人时。"⑥可知，该浑仪没有黄道环，只有赤道环，但它有"十字水平"⑦，且是一项重要的发明创造。

鲜卑族还十分注重天文学资料的收集与整理，编著了许多重要著作。史书载：北魏永熙年间(公元532-534年),"诏通直散骑常侍孙僧化与太史令胡世荣、张龙、赵洪生及中书舍人孙子良等，在门下外省校比天文书。集甘、石二家《星经》及汉魏以来二十三家经占，集为五十五卷。后集诸家摄要，前后所上杂占，以类相从，日月五星、二十八宿、中外宫图，合为七十五卷。"⑧该著作为后人保存了大量的天文学研究历史资料。

我国历史上著名的建筑学家宇文恺是北周鲜卑族贵族之子。史书载：他少年时"独好学，博览书记，解属文，多伎艺，号为名父公子。"隋朝建立，他奉事之。"炀帝即位，迁都洛阳，以恺为营东都副监，寻迁将作大匠。恺揣帝心在宏侈，于是东京制度穷极壮丽。帝大悦之，进位开府，拜工部尚书。及长城之役，诏恺规度之。时帝北巡，欲夸戎狄，令恺为大帐，其下坐千人。帝大悦，赐物千段。又造观风行殿，上容侍卫者数百人，离合为之，下施轮轴，推移倏忽，有若神功。戎狄见之，莫不惊骇。"不仅如此，宇文恺为讨好隋炀帝，又提出建造明堂的计划，并作出木样："明堂上圆下方，上圆法天，下方法地，十二堂法日辰，九室法九州。室八窗，八九七十二，法一时之王。室有二户，二九十八户，法土王十八日。内堂正坛高三尺，土阶三等。"⑨以宇文恺为代表的鲜卑族建筑科技成就，在我国科技发展史上，谱写了光辉灿烂的篇章。

4.渤海族的科学技术

渤海族是唐代我国东北地区的渔猎民族。它的手工艺品制作达到了很高的水平，称著于世的有玛瑙柜、紫瓷盆和玳瑁杯。史书记载："玛瑙柜方三尺，深色如茜，所制工巧无比，用贮神仙之书。紫瓷盆量容半斛，内外通莹，其色纯紫，厚可寸余，举之则若鸿毛。"⑩在唐会昌元年（公元841年），这两件艺术精品是渤海国王向唐朝进献的贡品。玳瑁杯传入日本，曾轰动一时。唐乾符四年（公元877年），渤海使臣出使日本，"此行赍有玳瑁杯，欲献于日廷。"日本官员见之叹曰："昔入大唐，获观多珍，未有若此之奇也。" ○11可见渤海的工艺品之精美，超过了唐朝。渤海国其他工艺品，诸如金、银、铜佛像，金耳环，金带钩，骑马铜人，施釉鸱尾、石狮、牡丹花纹砖等，都显示了渤海族手工艺品的精湛技术与高超水平。

5、契丹族的科学技术

契丹族由于崇信佛教，故大兴寺塔，遍布了境内许多地区。其中建于辽道宗清宁二年（1056年）的山西佛宫寺释迦塔（应县木塔）是我国现存最早的木塔。木塔总高67.31米，塔有五个明层，各层间又夹有暗层，实为九层。塔呈八角型，底层为重檐并有回廊，故外观为六层屋檐。塔的整体比例适当，外型显得稳重与高大。塔的结构复杂，轮廓优美，在建筑技术上较以前有许多创新，如斗拱式样就有54种，可谓集斗拱形制之大全。特别是塔的暗层内，在内外槽柱间，使用了斜撑梁和短柱，由此组成不同方向的复梁式木架，以提高其抗震抗弯的能力。应县木塔在我国的寺塔建筑历史中达到了登峰造极的地步，近千年来它经受了多次大风和地震的考验而未损毁，可见契丹人建筑艺术的高超水平。

辽代契丹人的医学水平是很高的。史书载：契丹人迭里特"尤神于医，视人疾，若隔纱睹物，莫不悉见。......会帝（耶律阿保机）患心痛，召迭里特视之。迭里特曰："膏肓有瘀血如弹丸，然药不能及，必针而后愈。"帝从之。呕出瘀血，痛止。"○12针术娴熟而取效迅速。契丹人在与疾病的长期斗争中，极累了丰富的解剖与防腐技术。史书载：辽太宗耶律德光逝后从汴京北归时，"国人剖其腹，实盐数斗，载之北去，晋人谓之"帝羓"。"○13史书又载："契丹富贵人家，人有亡者，以刀破腹，取其肠胃涤之，置以香、药、盐、矾，五采缝之。又以尖笔筒于皮肤，沥其膏血且尽，用金银为面具，锦綵络其手足。耶律德光之死，盖用此法。"○14可知，契丹人为使尸体不腐，有一套使之成为"木乃伊"的处理尸体办法。

辽墓中绘制的天文图充分反映了契丹族天文学的成就。1974年，考古工作者在河北省宣化县下八里村发掘了一座葬于天庆六年（1116年）的辽墓。其中的主要发现是穹窿顶部绘有一幅彩绘星图。"在穹窿顶部的中心，悬铜镜一面，镜周画莲花，莲外以白灰为地，上涂一层淡蓝色表示晴空。在莲花东北绘北斗七星，四周绘五红、四星蓝。东为太阳，内画金鸟。余红、蓝各四星，大体按正向和偏斜方向分布。中间一层绘二十八宿，最外层分布黄道十二宫图。十二宫图的排列，基本上是三十度一宫。从当时春分点所在白羊宫向东算起，依次为金牛宫、□□宫、双子宫、巨蟹宫、狮子宫、室女宫、天秤宫、天蝎宫、人马宫、摩羯宫、宝瓶宫、双鱼宫。每宫以符号和图形来表现。"○15在我国古代天文学中，有二十八宿和黄道十二次。十二次为：星纪、玄枵、娵訾、降娄、大梁、实沈、鹑首、鹑火、鹑尾、寿星、大火、析木。学界过去认为，巴比伦的黄道十二宫是明朝末年欧州天文学者来我国时传入的，我国天文学者就用十二次名来翻译十二宫名，如称摩羯宫为星纪宫等，同时把各宫在黄道带上的起点作了调整。辽墓彩绘星图的发现，使得这一时间大大提前，有待重新确定与解释。这对研究我国天文学史和辽代天文学的发展有着十分重要的意义。

辽朝有司天监，掌管天文历法。天文历法需要运算，故离不开数学，史籍中有所谓"契丹算法"，这种算法曾被应用到各种算题中。因在运算时，需进行两次假设，故亦称"双设法"。实际上方程解法中的"直线插入法"，也就是中原古老算法《九章算术》中的"盈不足"。这种算法很快由中国传入欧州。十一世纪初，意大利学者斐波拿毕所著的书中，就有"契丹算法"。可见，辽代数学对欧州数学的发展有着巨大的影响。

6、女真族的科学与技术

女真族为渔猎民族，起源于白山黑水间，1115年崛起并建立金王朝。天德三年（1151年），金帝完颜亮迁都于燕京，并广建宫室，不久改燕京为中都，成为金朝最重要的政治中心。新建的中都十分豪华，在我国建筑发展史上占有重要的地位。中都城有三重，最外为都城，中间是皇城，皇城之中又有内城（宫城）。关于内城史书载："内城之正东曰宣华，正西曰玉华，北曰拱辰。内殿凡九重，殿凡三十有六，楼阁倍之。正中位曰"皇帝正位"，后曰"皇后正位"。位之东曰"内省"，西曰"十六位"，乃妃嫔居之。西出玉华门曰同乐园，若瑶池、蓬瀛、柳庄、杏村，尽在于是。"可见内城之豪华与奢侈。关于皇城史书载："城之四围凡九里三十步。天津桥之北曰宣阳门，中门绘龙，两偏绘凤，用金钉钉之。中间惟车驾出入乃开，两偏分双单日开一门。过门有两楼，曰文曰武，文之转东曰来宁馆，武之转西曰会同馆。正北曰千步廊，东西对焉。廊之半各有偏门，向东曰太庙，向西曰尚书省。至通天门，后改名应天楼，观高八丈，朱门五，饰以金钉。东西相去一里余，又各设一门，左曰左掖，右曰右掖。"可见皇城的华丽与壮美。关于都城史书载："都城四围凡七十五里，城门十二，每一面分三门，其正门两傍又设两门。正东曰宣曜、阳春、施仁，正西曰灏华、丽泽、彰义，正南曰丰宜、景风、端礼，正北曰通玄、会城、崇智，此四城十二门也。此外有宣阳门，即内城之南门。上有重楼，制度宏大，三门并立，中门常不开，惟车驾出入。通天门即内城之正南门也，四角皆垛楼，瓦皆琉璃，金钉朱户，五门列焉。门常扃，惟大礼祫享则由之。宣华乃内城之正东门，玉华正西门也。左掖东偏、右掖西偏门也。各有武夫守卫，士夫过者不敢瞬目。拱辰即内城正北门也，又曰"后朝门"。制度守卫，一与宣华、玉华等。金碧翚飞，规模壮丽矣。"○16这是东西对称的轴线建筑群，它的宏伟壮观充分集中了女真族和汉族的聪明与智慧，在我国建筑发展史上留下了浓重的一笔。

10世纪末，北宋的炼丹家在炼制丹药过程中发明了火药的配方，后制成火药用于战争，开创了人类战争史上冷兵器与火器并用的时代。从此，在刀光剑影的战场上又出现了火器巨大的声响与弥漫的硝烟。火球与火药箭是北宋初期创制的两类初级火器。前者的品种较多，主要有火球、引火球、蒺藜火球、霹雳火球、烟球、毒药烟球、铁嘴火鹞、竹火鹞等。其制法是先用纸糊成球形外壳，壳内填火药及碎石废铁。战时用抛石机抛出或用手掷出，以火毙伤敌人。金大定二十九年（1189年），女真人在纸制火球的基础上，创造了用铁罐装填火药的新兵器，这种火器被称为铁火炮。据《辛巳泣蕲录》载：铁火炮"形如匏状而口小，用生铁铸成，厚有二寸，其声大如霹雳，震动城壁。"铁火炮经实战后多次改进，又成为威力更大的震天雷。其形制主要有四种：合碗式、罐式、葫芦式和圆球式。据史书载：金开兴元年（1232年），蒙古兵围开封城，并蒙皮掘城以攻。城上女真将士"以铁绳悬震天雷者，顺城而下，至掘处火发，人与牛皮皆碎迸无迹。"震天雷的威力史书还有记载："铁罐盛药，以火点之，炮起火发，其声如雷，闻百里外，所爇围半亩以上，火点著甲铁皆透。"○17铁火炮的创造与使用，表明爆炸性的火器已从纸壳发展为铁壳，从而增大了杀伤和摧毁力，并成为后世所创制的铁壳爆炸弹的先导，这是金代女真族对我国兵器发展史上所作出的重大贡献。

早在南宋初年，陈规就发明了长竹杆火枪，称突火枪。该枪筒用竹杆制成，较粗长，须三人合力使用，一人持枪，一人点放，一人辅助。由于装药多，火力大，所以能对目标进行较长时间的喷焰，比以前的火球和火药箭有较大的发展；但因体重，不适于单兵使用。女真人在此基础上，创造了单兵作战使用的飞火枪。关于飞火枪的形制构造，史书记载："枪制，以敕黄纸十六重为筒，长二尺许，实以柳炭、铁滓、磁末、硫黄、砒霜之属，以细绳系枪端。军士各悬小铁罐藏火，临阵烧之，焰出枪前丈余，药尽而筒不损。"○18史书又载："飞火枪，注药以火发之，辄前烧十余步，人亦不敢近。"○19由于飞火枪能喷射一丈多远的火焰烧伤敌人，喷射完毕后，又可用锋利的枪头刺杀敌人，所以成为金军单兵作战的利器。它的创造与使用，标志着我国单兵火枪的正式诞生，这也是女真族在我国兵器制造史上作出的又一重大贡献。

7、蒙古族的科学技术

忽必烈建立元朝后，四海一统，天下归一，由于驿站和交通的发达，元廷对边远地区的管理大大加强，从而为组织队伍探索黄河之源的工作提供了先绝条件。至元十七年（1280年），忽必烈下旨云："黄河之入中国，夏后氏导之，知自积石矣，汉唐所不能悉其源。今为吾地，朕欲极其源之所出，营一城，俾番贾互市，规置航传。凡物贡水行达京师，古无有也，朕为之，以永后来无穷利益。"随后忽必烈对女真人都实"授招讨使，佩金虎符"○20令其率队赴黄河源考察，其弟阔阔出随之。之后，都实先后三次进出吐蕃，建置城镇，打制舟船，勘测航道，寻找河源。最终制成地图及说明文字上达元廷。后潘昂霄根据阔阔出口述而撰成《河源志》。朱思本则根据梵字图书汉译了有关河源的记载，为他后来绘成《舆地图》提供了丰富的素材。总之，元廷组织人力对黄河之源的考察活动，在我国地理学研究史上具有重大的意义。

至元二十三年（1286年），元廷领导蒙古、汉、回回、女真族有识之士启动了编纂全国地理志的浩大工程。次年，编纂的筹备工作基本就序。史书载："圣朝天下一统，疆宇宏远，州郡繁多，著而为书，比之前代浩繁数倍。其著述也必须稽考古来图书凭准今日事迹，一一重加编类。若不加之岁月，广其文人，未易成就。" ○21经过各族士人的不懈努力，到至元三十一年（1294年）共450册的《至元大一统志》基本纂成，内缺云南、甘肃、辽阳行省等图志。又经过近十年的补充，到成宗大德七年（1303年）才最后纂成。史书载："秘书监修撰《大一统志》，元钦奉世祖皇帝圣旨编集，自至元二十三年起至今方成，以是缮写。总计六百册，一千三百卷。"○22内分建置沿革、坊郭乡镇、里至、山川、土产、风俗、古迹、宦迹、人物、仙释等内容，极具学术价位。随后，元廷又为该书组织人力配置了彩色天下地理总图。《至元大一统志》是我国历史上第一部由政府主持编纂的全国地理志书。

南宋创制的突火枪和金朝女真人创制的飞火枪，同属管形火器。前者用竹筒作枪筒，后者用纸筒作枪筒，故稳定性和杀伤力都有限。蒙古灭宋后，为巩固自已的政权和继续进行对外战争，因此极为重视军器制造业的发展。元朝根据突火枪和飞火枪的发射原理，创制了铁或铜制枪筒的火铳。这是我国管形射击火器一次划时代的飞跃。现已出土有代表性的元代火铳有阿城铳、西安铳、黑城铳、通县铳、至正十一年铳、至顺三年铳。火铳由铳膛（自铳口至药室前的部分）、药室（装镇火药用的部分）、尾銎（药室后至尾端部分）三部分组成。火铳与突火枪、飞火枪相比有许多优越性。首先，火铳的使用寿命较长。因突火枪和飞火枪的枪筒易被烧蚀或炸裂，故用过数次便无法使用；而火铳铳壁的溶点高，耐烧蚀性好，不易炸裂，故可反复使用无须更换。第二，火铳的制造规格便于统一。因突火枪受制造材料的限制，尺寸不一，长短不齐，故无法按统一规格进行批量生产；而火铳是按统一规格进行成批铸造生产的。第三，火铳的构造较为合理。突火枪和飞火枪的端尾基本同样粗细，呈直筒型，枪膛、药室、尾部之间无明显区别，各部横截面呈不规则圆环形，故影响发射威力；而火铳在外型上已能区分出铳膛、药室和尾銎三个部分，各部横截面呈圆环形，三部之间已有适合发射需要粗略的数量比值关系，故提高了弹丸的飞行速度及杀伤力。最后，火铳的发射速度较快。突火枪的内壁不光滑，易残存药渣，需不时地清除，故迟缓了再发射的时间；而火铳的内壁较光滑，不易残存药渣，即使有也清除较快，从而提高了射速。由于火铳上述的优越性，故元廷将研创成功的火铳大量装备军队，从而极大地提高了元军的战斗力，并给后来的社会政治关系和作战方式带来了巨大的变革。恩格斯说："火器一开始就是城市和以城市为依靠的新兴君主政权反对封建贵族的武器，以前一直攻不破的贵族城堡的石墙抵不住市民的大炮，市民的枪弹射穿了骑士的盔甲。贵族的统治跟身披铠甲的贵族骑兵队同归于尽了。"○23可以说，元朝创制的火铳不但改变了整个世界事物的面貌和状态，而且预示着欧州资产阶级社会的到来。

正骨术和治伤外科是现今传统蒙医学中的一门临床学科，极具民族特色。古代蒙古人在征战、套马、驯马、追击、狩猎等活动中，经常发生跌伤、脱臼、骨折等现象，这就为传统蒙医学正骨术的产生和发展提供了环境和条件，并积累了丰富的临床经验。蒙古人的正骨术起源于人们在宰畜、狩猎等生活实践中对牲畜和野兽的尸体解剖，进而对人体结构有了初步认识。如元代蒙古人治疗前臂骨折和肱骨骨折时，多采用复位后局部夹板固定的方法。膑骨骨折时，多用针刀去血法，首先不使破碎的骨块在密闭充满血液的关节腔中浮动，然后局部贴药后用竹钳固定。这些方法与现代疗法基本一致。随着正骨术的发展和战伤骨科的需要，又展开了对人体的解剖与研究。据史书记载：蒙宋战争时，千户赵匣剌在元帅钦察的统领下，与宋兵展开激战。战斗中"赵匣剌亦被三创，矢镞中左肩不得出。钦察惜其骁勇，取死囚二人，卦其肩，视骨节浅深，知可出，即为凿其创，拔镟出之，匣剌神色不为动。"○24这说明蒙古人在蒙元时期就能进行临床局部解剖，在实践中把外科手术同人体解剖密切结合起来。元朝太医院合设十科，其中正骨兼金镞科为其中之一，它所创造的缝合技术，堪称伤科史上的重要发明，这反映了当时伤科的发展已有较高的水平。清朝初年，蒙古人又发明了冰镇麻醉这一医疗技术，对骨伤病人予以运用，它的原理一直沿用至今。

在呼和浩特市五塔寺街有一建于雍正五年（1727年）的慈灯寺，俗称五塔寺，或称"金刚座舍利宝塔"。在塔后的山墙上镶嵌着一幅珍贵的蒙古文石刻天文图。它的样式呈圆形，直径为144.5厘米，是用八块汉白玉分为四层，每层两块拼制而成的。这是一幅以北极为中心的呈放射状的盖天图。它用5个间隔不等的同心圆和28条经线及1113颗可见星来表示。全图绘有5个同心圆，由里向外，直径依次为13厘米、46.1厘米、71.4厘米、95.5厘米和127.6厘米，分别代表北极圈、北回归线、赤道、南回归线和南极圈的纬度。还有一双线刻的圆，外切于北回归线而内切于南回归线，表示黄道。该图的28条经线，每条都穿越"二十八宿"中的一宿，并标有名称。该图的最外圈，圆周均分为12段，表示黄道所讲的十二生肖和十二宫，即一年中的12个月；最里一圈，圆周被均分为24段，表示一年中的24个节气。该图还刻有弯曲的银河，所有星座用连线连结，并用蒙古文标注。该图的旋转方向是逆时针排列，与中国传统的画法顺时针排列有较大的区别。前者可谓是"天外观天"，后者则是"天内观天"，观测看天的方位不同，故方向也不同。该图是迄今世界上发现的唯一用蒙古文铭刻的天文图，有较高的科学研究价值，是一件极为珍贵的天文学文物，也反映了清代蒙古人的才智。

清朝初年，清廷十分重视自然科学，特别是天文、历象、数学和地理测绘学的发展。当时，相当一批西方的天文、数字书籍被翻译成满、汉文。康熙帝为加强钦天监的技术力量，汇集了国内满、蒙、汉各民族的专门人才，也招进了一些通天算的西洋传教士于钦天监，并改造观测仪器，添置地平经纬仪等新设备。蒙古族杰出的科学家明安图就生活在这一时期。明安图，字静庵，八旗蒙古正白旗人，约生于康熙三十一年（1692年），曾历任钦天监五官正、兵部郎中和钦天监监正等职。康熙五十二年（1713年），明安图参加了官修《律历渊源》的工作。这是一部内容包括历法、数学和音律三部分的100卷本巨著，他与其他学者做了大量的研究和测定工作后，于雍正元年（1723年）完成其编纂工作。雍正八年（1730年），明安图又与他人合作，编修出《日躔表》和《月离表》，这是关于太阳与月亮的天文表。从乾隆二年（1737年）始，明安图用5年时间又奉命编修成《历象考成后编》。该书集中了明朝以来我国中西天文历法知识的总成就，第一次在我国历法中采用了刻卜勒定律，之后的万年书和时宪书，都是依此而编定的。康熙四十七年（1708年）至乾隆二十四年（1759年），明安图又参加清廷组织的前所未有的对全国山川道里的大规模测绘工作，并先后测制成举世闻名的《皇舆全览图》和《乾隆内府舆图》，其精确度较之以往地图更高，绘制更精。这是中外地理学史上的一大创举，也是我国第一次用近代科学方法绘制成功的全国地图，明安图在测量绘制工作中做出了巨大的贡献。乾隆九年（1744年），明安图又主持编撰《仪象考成》，他首先进行了大规模的恒星测量，所测星数为3083颗，比同时代欧州两次测量的星数都多，是当时世界上所载星数最多的星表。○25

西洋人进入中国后，不得不以介绍新自然科学为手段，但他们又设法垄断知识，对某些关健的科学技术问题秘而不宣。例如，法国传教士杜德美曾向清朝介绍过西方新的数学成就--割圆法。但他只介绍3个无穷级数公式，不介绍反证公式，这就给中国学者学习和利用西洋算法带来不便。为了吸取西洋算法的新成就，推进我国数学科学的发展，明安图在中国传统初等数学的基础上，独立论证了杜德美介绍来的割圆法，创造性地建立了 "割圆连比例法"，并又推导出6个无穷级数，为用解析方法研究三角函数和圆周率开拓了新的途径，这就是当时著名的"九术"。"割圆连比例法"的核心，是根据三角形对应边成比例的关系求出适当的析线长度，然后用析线逼近圆弧，从而导出弦和弧的关系。这种以直线求圆线，以圆线求直线的思想与西方的微积分具有相同的意义。同时把"割圆连比例法"用于解决无穷级数的研究上，在当时的数学领域中还是第一次。明安图病逝后，他的数学研究手稿在其弟子陈际新和儿子明新的整理下于乾隆三十九年（1774年）编成，定名为《割圆密率捷法》，全书共四卷。这是18世纪我国最优秀的数学著作之一。鉴于明安图在数学、历法、天文和测绘学上的创造性贡献和巨大成就，2002年5月，经中国科学院和国际天文学联合会小天体提名委员会批准，将国家天文台发现的28242号小行星命名为"明安图星"。用古代少数民族科学家的名字命名小行星，这在我国尚属首次，它将永载我国史册，也是蒙古民族的光荣。

8、满族的科学技术

16世纪初，女真--满族崛起于长白黑水之间，并于1644年入主中原，建立了统一全国的清王朝。满族是一个善于学习的民族，在天文、地理、算学、水利、测绘等方面，人才辈出，一些科技的具体领域也取得了辉煌的成就。就瓷器烧造业而言，唐英就占有一席之地。唐英，八旗内务府旗人。雍正六年（1728年），清廷命他监景德镇窑务，即督陶官。他上任之初，并不懂烧造技术，但他刻苦学习，反复实践，终于掌握其全部技能。据史书记载：他在烧造中，"讲求陶法，于泥土、釉料、坯胎、火候，具有心得，躬自指挥。又能恤工慎帑，撰《陶成纪事碑》，备载经费、工匠解额，胪列诸色瓷釉，仿古采今，凡五十七种。自宋大观、明永乐、宣德、成化、嘉靖、万历诸官窑，及哥窑、定窑、均窑、龙泉窑、宜兴窑、西洋、东洋诸器，皆有仿制。其釉色，有白粉青、大绿、米色、玫瑰紫、海棠红、茄花紫、梅子青、骡肝、马肺、天蓝、霁红、霁青、鳝鱼黄、蛇皮绿、油绿、欧红、欧蓝、月白、翡翠、乌金、紫金诸种。又有浇黄、浇紫、浇绿、填白、描金、青花、水墨、五彩、锥花、拱花、抹金、抹银诸名。"○26唐英的烧造技术可谓集此前之大成。他还著书立说，将瓷器烧造经验流传后世。他撰著的《陶冶图》是一部相当完整的制瓷工艺专著。史书记载："奉敕编《陶冶图》，为图二十：曰采石制泥，曰淘炼泥土，曰炼灰配釉，曰制造匣钵，曰圆器修模，曰圆器拉坯，曰琢器做坯，曰采取青料，曰炼选青料，曰印坯乳料，曰圆器青花，曰制画琢器，曰蘸釉吹釉，曰镞坯挖足，曰成坯入窑，曰烧坯开窑，曰圆琢洋采，曰明炉暗炉，曰束草装桶，曰祀神酬願。各附详说，备著工作次第，后之治陶政者取法焉。英所造者，世称唐窑"○27把烧制瓷器分为20个工艺流程，每一过程都配图一幅，图文并茂，通俗易懂，为后世提供了经验，至今仍是研究清代瓷器生产的珍贵资料。乾隆三年（1738年）和十八年（1753年），唐英又分别撰成《陶人心语》与续集，共19卷。他系统地总结了景德镇制造瓷器的工艺和生产，从而为我国的制瓷业提供了珍贵的科学技术资料与文献。

舒兰是正红旗满洲人，清初著名的地理探险家。康熙四十三年（1704年）三月，康熙帝命舒兰与侍卫拉锡勘探黄河源，谕曰："河源虽名古尔班索里玛勒，其实发源之处，人迹罕到，尔等务直穷其源，察视河流，从何处入雪山边内。凡经流诸处，宜详阅之。"舒兰等人从京城出发，历时两个月，行程数千里，排除各种艰难险阻，到达了河源地区。他对河源地区的地形、水系、气候、动物及鱼类资料等方面都做了详尽的考察，并有生动的描述与记载。经过实地勘察，他看到："三山之泉，溢为三支流，即古尔班索里玛勒也。三河东流，入扎棱诺尔，扎棱一支入鄂棱诺尔。黄河自鄂棱出，其他山泉与平地水泉，渊沦萦绕，不可胜数，悉归黄河东下。"○28于是舒兰得出结论，认为黄河不止一个源头，除世人已知的西南支卡日曲外，还有西支的约古宗列曲和北支的扎曲，从而把在星宿海汇合的这三条河都定为黄河源。这一结果与现代的勘察完全一致，是比较科学的。这一成果标志着清初对黄河源的认识达到了新的高度，丰富了我国有关河源地区的地理知识。在对河源地区较为详实勘察的基础上，舒兰还绘制了《星宿海河源图》，撰写了地理著作《河源记》，为后人认识和了解河源地区的历史、地理概况提供了宝贵的资料文献，也为我国地理学的发展做出了杰出的贡献。

清代，满族人在治理黄河和水利器具方面的贡献也是值得称道的，其中尤以满洲镶黄旗人麟庆为甚。道光十三年（1833年），清廷任他为湖北巡抚，寻授为江南河道总督。从此，他与黄河结下不解之缘。他上任后，经常巡视黄河水事，亲到实地调查，并博览河书，寻求治河方法。随后，他将成熟的治河方法上奏清廷曰："近年河湖交敝，欲复旧制，不外蓄清刷黄。古人引导清水，三分济运，七分刷黄，得力在磨盘埽。自废弃后，河务渐坏，拟规复磨盘埽旧制。洪泽湖水甚宽，高家堰工绝险，各坝多封柴土蓄水，盛涨启放，辄坏坝底，糜费不赀。应仿滚水坝成法，抬高石底，至蓄水尺寸为度。山圩五坝暨下游杨河境内车逻等坝，一遵奏定丈尺启放，水定即行堵合。至黄河各工，当体察平险，节可缓之埽段，办紧要之土工。一切疏浚器具，只备运河挑挖。若黄河底淤，非人力所能强制，惟储备料工，遇险即抢，以防为治，而其要全在得人。又以芦苇为工程必需，右营荡地荒废，产芦不足，请筑圩蓄水以资灌溉。"由于他的方法和措施得当，道光帝十分高兴，嘉其"慎勉从事"。道光二十一年（1841年），黄河 "决祥符，黄水汇注洪泽湖，南河无事，诏嘉其化险为夷，予议叙。"○29次年七月，黄河又"决桃源十五堡、肖家庄，溜穿运由六塘河下注。未几，十五堡挂淤，肖家庄口刷宽九十余丈，掣动大溜，正河断流。河督麟庆意欲改道，遣尚书敬征、廖鸿荃履勘。敬征等言，改河有碍运道，惟有迅堵漫口，挽归故道，俟明年军船回空后，筑坝合拢，从之。"○30由于他从实际出发，规化较为周详，办法也多，故未造成大的水患。道光二十三年（1843年），鉴于他治河的业绩，清廷任他为二等侍卫与库伦办事大臣。麟庆在治理黄河工程中，十分注意水利器具的使用。道光十六年（1836年），他根据多年的考察和治水经验，撰著了四卷本的《河工器具图说》。此书共有145幅图和289种器具，包括了当时所修河工所用的全部工具与器械，分门别类，种类有4类，主要是修防器具、疏浚器具、抢护器具和储备器具。○31该书是我国刊行最早的关于河工修防器具的工具书和操作性很强的水利科技著作，这标志着我国治理河工技术的完善，也为日后治水提供了宝贵的方法与经验。此外，他还著有《黄运河口古今图说》。总之，麟庆在我国治理黄河工程史上写下了辉煌的篇章。

上述史实充分说明，中国古代北方民族在科学技术方面做出了杰出的贡献。诸民族在历史发展的长河中，都具有发明创造的精神，他们从客观实际出发，形成了适合本民族社会发展需要的科技成果。同时，古代北方草原诸民族又是一个善于学习的民族，在各民族交往的过程中，他们相互学习，相互促进，并结合本身的实际发展科学技术，从而为丰富我国的科学文化宝库做出了历史贡献。

注释：

○1郦道元：《水经注》卷3，94页，上海人民出版社，1984年。

○2《史记》卷110《匈奴列传》，中华书局，1959年。

○3《汉书》卷94《匈奴传下》，中华书局，1962年。

○4道森：《出使蒙古记》，77页，中国社会科学出版社，1983年。

○5陆翙：《邺中记》。

○6《旧唐书》卷35《天文上》，中华书局，1975年。

○7《隋书》卷19《天文上》，中华书局，1973年。

○8《魏书》卷91《张渊传》，中华书局，1974年。

○9《隋书》卷68《宇文恺传》。

○10《古今图书集成》道裔典，引《杜阳杂编》。

○11金毓黻：《渤海国志长编》卷10《诸臣列传》，《社会科学战线》杂志社铅印本。

○12《辽史》卷112《耶律辖底传》附传，中华书局，1974年。

○13《资治通鉴》卷286《后汉纪一》，中华书局，1974年。

○14厉鹗：《辽史拾遗》卷3引《虏廷纪实》，中华书局，1985年。

○15《河北宣化辽壁画墓发掘简报》，《文物》1975年第8期。

○16《大金国志》卷33《燕京制度》，中华书局，1986年。

○17《金史》卷113《赤盏合喜传》，中华书局，1975年。

○18《金史》卷116《蒲察官奴传》。

○19《金史》卷113《赤盏合喜传》。

○20陶宗仪：《南村辍耕录》卷22《黄河源》，中华书局，1959年。

○21王士点：《元秘书监志》卷4《编修》，江苏广陵古籍刻印社，1988。

○22《元秘书监志》卷5《秘书库》。

○23恩格斯：《反杜林论·暴力论（续）》，载《马克思恩格斯选集》第三卷，207页，人民出版社，1972年。

○24《元史》卷165《赵匣剌传》，中华书局，1976年。

○25李迪：《卓越的蒙古族科学家明安图》，《实践》1976年10月。

○26《清史稿》卷505《唐英传》，中华书局，1977年。

○27《清史稿》卷505《唐英传》。

○28《满洲名臣传》卷22《舒兰列传》，黑龙江人民出版社，1991年。

○29《清史稿》卷383《麟庆传》。

○30《清史稿》卷126《河渠志一》。

○31《河工器具图说》，载《万有文库》本。

2007年6月8日

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