技术进步与唐代河东的科学文化——STS视阈下地方科技史的一个案例研究，本文主要内容关键词为：河东论文,唐代论文,技术进步论文,科学文化论文,案例论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：N09文献标识码：A文章编号：1003－5680（2008）06－0086－05
河东，即今山西地区，是大唐王朝“王业所基，国之根本”的战略要地与经济重地，技术取得了空前的进步。而此时，又是河东文化大繁荣的历史时期。这种大繁荣的背后，固然有着唐代社会经济的共性原因，但技术进步也是一个关键而常被人忽视的要素。“欲穷千里目，更上一层楼。”“焉得并州快剪刀，剪取吴淞半江水。”“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。”“借问酒家何处有，牧童遥指杏花村。”……这些，都是人们耳熟能详的唐诗佳句，它们所吟咏寄情的对象——鹳雀高楼、并州刀剪、葡萄美酒、杏花汾酒、河东盐池，有一个共同的特点，那就是都出自唐代的河东。以此为表征的建筑、冶金、酿造和池盐等技术，何以会入了唐诗的韵律之中，并带给世人永恒的艺术享受？而且，更凝练升华为以柳宗元《天对》为代表的科学文化及其“天人不相预”、“在我人力”的有为自然观？
本文拟以STS为视角，就唐代河东技术进步的（历史、文化和现实）原因、技术创新的行业（门类）典型案例、技术进步所折射出的科学文化包括自然观，以及技术与文学艺术的互动，作一个初步的系统探索。
一 河东悠久的技术传统
山西，因其位于太行山以西、黄河以东，历史上有河东、山西、山右之称。这里，“襟山带河，界连关陕”，地理形势险要，人文气象昌盛，古老的中华文明在此发源。尧都平阳（今临汾西南）、舜都蒲坂（今运城鸣条岗）、禹都安邑（今夏县禹王城），这块大致沿汾河谷地南北走向的晋南条状地带，不仅迎来了中华文明的第一缕曙光，而且孕育了河东始自远古的技术传统。1961年发现于芮城的西侯度遗址，出土的动物烧骨化石距今180万年，是迄今发现的人类最早的用火遗迹，比北京猿人用火的历史还要至少早110万年。同时出土的经人工打制的刮削器、砍斫器和三棱大尖状器等工具，反映了西侯度人制造工具与石片加工的技术水平；1926年，李济主持了中国现代第一次独立的考古发掘，在夏县西阴村发现半枚被锋利切割过的蚕茧化石，揭开了新石器时代河东先民养蚕缫丝的历史。
远古的酝酿与沉淀，终于铸就了先秦时期晋国称霸、三晋争雄的辉煌。农业技术的变革特别是犁的应用，畜牧技术的发展，手工业技术的精细分化与全面成熟，奠定了晋国强盛的基础。晋式青铜，华盖天下，黄钟大吕，绝响寰宇，是目前国际通用的专有名词；赵卿墓坑，车马实物，组合机械，独步天下，集先秦技术博物之大成；铁与战车，锋芒无敌，千乘之国，中原逐鹿，冶炼铸造技术是其支撑。反映在社会经济方面，则有曾子“晋楚之富，不可及也”的由衷感慨。后来三晋的科学技术，依然在当时的中国名列前茅。李悝在魏国实行“尽地力之教”，革新了农作技术；“赵人也，用铁冶富。”有了先进的铁冶技术，赵武灵王还引进了匈奴先进的军事技术，从而使赵国一跃而为强国；世界上第一幅星表之出自魏国的石申夫，“制天命而用之”的豪情之发自赵国的荀况，提出“隐栝之道”即有为自然观的韩非之生于韩国……都是三晋科学技术先进性及其对思想文化强大影响力的不争事实。
两汉时期，由技术进步支撑起的山西经济是中央王权的坚实台柱。新型铁农具的普遍使用，耕犁与耧车的革新与改造，迎来了山西农业的一次高潮，由此出现了中国现存最早的平陆枣园汉墓壁画《牛耕图》与《耧播图》。采煤、采矿、冶铸、纺织、皮革、建筑、陶瓷、制盐、酿造等手工业技术都有大的发展。盐铁业，称为“国之宝”，是汉政权极为重要的财税来源。之后动荡但又是民族大融合的魏晋南北朝的山西，由于注入了新鲜的血液，技术取得了令人瞩目的进步，从农业、矿冶、纺织、陶瓷、制盐、酿造到建筑——城市（平城）、石窟寺（云冈、天龙山）、砖石、木构、墓葬、壁画和琉璃等等，辉煌灿烂，独具特色，是民族融合、文化交汇甚至中外交流的伟大产物。
二 唐代河东技术的进步
由太原起兵而建立的唐王朝，开创了中国封建社会的鼎盛局面。隋末李渊起兵太原之际，其子李世民上表直陈：“太原，王业所基，国之根本。河东富实，京邑所资。”对山西之于日后唐王朝的战略地位做了十分精准的定位。太宗李世民及位，山西列入河东道。河东道作为唐王朝王业所基、经济倚重的重镇，政治、军事地位稳固，经济、社会与文化获得了长足发展。在此过程中，从农业、水利、采矿、冶铸、陶瓷、琉璃、制盐、酿造、纺织、造纸到建筑（木构、桥梁及园林）诸行业（门类）的技术进步与技术集聚，成为推动河东经济、社会和文化发展的核心动力。以下仅以（采矿）冶铸和制盐两大行业（门类）的典型案例出发，进行某些深入具体的阐发。
（一）矿冶技术进步与蒲津渡黄河铁牛
先秦三晋尤其赵国冶铸技术已相当发达，到了唐代更有了质的飞跃。特别是以本地原材料供应充足的铁和铜为最著，再加之煤炭的成规模使用，使唐代河东冶铁、冶铜业在全国占有举足轻重的地位。其中，铁冶点占全国的32％，仅次于燕太崤山地区，位居全国第二；[1] 铜矿开采遍及山西南北，成为全国冶铜业的翘楚，仅绛州（冶所在今新绛）一地就占全国近三分之一的份额，当时号称：“天下炉九十九，绛州三十……。绛州铜监每炉岁铸钱三千三百缗，役丁匠三十，费铜二万一百斤、蜡三千七百斤、锡五百斤。”（《新唐书·食货志》）其规模之大、所用铜锡之多，即使在今天看来也让人震撼不已。
最能反映唐代河东冶铸技术水平的，非蒲津渡黄河铁牛莫属。堪称“黄河第一桥”的蒲津渡黄河铁牛浮桥，是唐王朝确保河东与关中畅通这一国策需要的直接产物。出土的4尊铁牛，以铁为主，杂以7种金属成分，突出地反映了唐代发达的冶炼技术。每尊铁牛长3米，高1.8米，重50至70吨，个个赛过著名的沧州大铁狮，并创造性地以牛腹为范腔，将铸铁块叠置其中，再浇灌熔化的铁水，使与铸铁块融为一体，巧妙而科学地解决了大体量铸件的铸造技术。经过炼、烹、错、锻等工艺，铁牛“肤泽晶莹，若灿金英”，是中国古代铸造工艺的点睛之笔。铁牛各以铁人驱策，下部以铁山连接，并将铁牛、铁人、铁山全部焊接在一块硕大的铁板上，增加了铁牛的整体性和拉拽力。板下焊接六根长3米、直径0.4米的铁柱斜向插入河底，功如地锚，以资固济。除了起固定和牵引作用的铁牛系统之外，浮桥由两座连船百艘的曲浮桥相会合在中间岛上而形成，桥每根长约540米，并以直径25～33毫米的铁链锚于牛、柱之上。[2]218 河中所设的中间岛（河心洲），可以减缓水的冲击，桥便一分为二，既缩短了桥身，桥的重心也有了着落。这是向下游弯曲的舟桥，而非直桥，弯曲的浮梁利于减轻水流冲击，类似今天的斜拉桥。
蒲津渡黄河铁牛浮桥，因需而造，因时而生，以如此的浩大投入以及巨大的技术进步，堪称是恩格斯“一旦社会上有某种技术需要，它对于科学发展的推动作用比十所大学还要大”这一论断的鲜活写照。这座铁牛浮桥，不愧是世界桥梁史上唯我独尊的传世之宝。
除蒲津渡黄河铁牛等大型铸件之外，代表唐代河东冶铸技术水平的还有铜镜、刀剪和钱币等。太原出产的铜镜和铁镜，因质量和造型甚佳，尊为贡品，岁入京城。唐代太原诗人工部尚书乔琳曾作《太原进铁镜赋》来赞美其精巧：“晋人用铁兮从革无方，其或五金同铸，百炼为钢。雕镌而云龙动色，磨莹而冰雪生光，灿成形于宝镜，期将达于明王。”同时，作为边防就近的兵工基地，并州（今太原）出产的刀剪也闻名遐迩。因并州出产优质钢，所制刀剪极为犀利。杜甫《戏题画山水图歌》赞道：“焉得并州快剪刀，剪取吴淞半江水。”卢纶《难绾刀子歌》则说：“并刀难绾竟何人，每成此物如有神。”如此优质的钢造出的刀剪自然名闻天下。从保存至今的唐代山西铜镜实物和铁制工具中，还可知这一时期青铜淬火技术与可锻铸铁技术的巨大进步，特别是唐代山西的青铜镜大多经过淬火与回火处理，目的是提高锡青铜的强度和塑性，降低其硬脆性。
（二）垦畦浇晒与制盐技术的革命
河东盐池与中华文明的起源一样悠久，传说中黄帝和炎帝部落为争夺河东盐池而争战。秦汉以降，河东盐业成为国家重要的战略资源和经济命脉。然而数百年来，池盐生产有赖于“天然结晶，集工捞采”的自然提取法。随着唐代国势的增强，国家财政强化了对河东盐业的倚重，盐业的规模扩张与质量改进加大了对技术进步的内在诉求，进而促使原有制盐技术获得质的突破。
垦畦浇晒法应运而生，成为唐代河东制盐技术进步的核心，并引领中国古代内陆池盐采制技术之先。垦畦浇晒法，垦地为畦，人工晒盐，一改过去完全依靠自然之力；制盐中，始创在卤水中搭配淡水之法，使咸淡得均，提高了盐的质量；加快了成盐速度，只需五六天就可晒制成盐。这完全是一场技术革命，它将人力注入自然，将池盐质量和产量都纳入人的有效调控之下。基于成熟的制盐技术以及相应的管理体系，经过近千年发展的河东盐业确立了在唐代国家经济中的战略地位。到唐代宗大历末年（779），全国赋税之半来自盐税，盐税的四分之一则来自河东盐池。因此，国家制定盐法时，江淮之盐悉归盐铁使，惟河东盐池仍旧直隶于度支司。垦畦浇洒法也成为唐代以后乃至中国内陆池盐采制史上一套行之有效的技术范式。元代采制技术曾一度倒退回日晒天成的原始生产方式，导致河东盐产量骤减。可见，垦畦浇洒法为河东盐业的持续发展提供了充分的技术支撑，直到现代制盐业出现才渐被取代。
三 技术进步与科学文化
置身在雍容恢宏的国度，激荡于开放进取的脉搏，发扬着三晋自古一脉传的唯物无神思想传统，由技术进步及其卓越成就所烘托出的自信与豪迈，在唐代的山西升华出更加明确的人力胜天工的技术工具思想、天人和谐的系统有机思想以及“天人不相预”和“在我人力”的有为自然观。
（一）技术工具思想：人力胜天工
在唐代河东技术思想中，发挥人力能动作用以巧夺天工的特征极为突出。
垦畦浇晒法，因地制宜，将人力注入自然，通过人工调控与利用自然力的完美结合，改变了以往池盐生产完全“靠天吃饭”的被动局面，从而引发了一场技术革命。
蒲津渡黄河铁牛浮桥，以不羁的创造，铸造了钢铁的巨人系统，设计出桥的中央支点，用斜拉的弯曲抵抗水的冲击，并将不屈于自然、人力胜天工的思想发挥到了极致。包括将铁块铸成大型的牛状，不是随意的，而是极有深意。《周易》云：“牛象坤，坤为土，土胜水。”此寓意铁牛“镇住”黄河之水也。
在以铜镜、铁镜和刀剪著称的冶铸方面，山西工匠通过有意识地改变合金中锡铅比例以及施以淬火、回火和可锻铸铁技术等人工之力，也达到了巧夺天工、出神入化之境，“晋人用铁兮从革无方，其或五金同铸，百炼为钢。”不仅“雕镌而云龙动色，磨莹而冰雪生光”，而且“每成此物如有神”，以至于连大诗人杜甫也不能不生出“焉得并州快剪刀，剪取吴淞半江水”的感慨和想象！
太原井泉咸苦，饮水质量不佳，而当时太原城西南仅十里的晋祠有著名的难老、善应二泉，泉源丰富，泉味甘洌，人们很想利用来灌溉农田，只是隔着一条汾河，无法输水过来。贞观十三年（639），李勚组织人力在汾河上架设长距离的大渡槽，把晋祠的甘泉从汾河西岸通过大渡槽跨越汾河上空引到河东岸的太原城，供给全城人饮用；饮用有余，即以灌溉农田；然后仍以汾河为泄水尾闾。可见，这个渡槽流量之大和精思巧构的人力技术水平之高。
唐代河东的建筑技术，也无不喷薄出人力胜天然的创造激情。唐代太原城规模宏伟，地跨汾河两岸，是当时中国的第三大都市。由东、西、中三城组成，其中东、西二城是城中有城的多层次城市组合体。西城和东城之间“跨水连堞”修筑中城，将东、西二城连为有机的一个整体。此外，佛教圣地五台山大规模的佛寺兴建，气势恢宏的“五台山图”壁画出现在千里之外的甘肃敦煌石窟，也正是唐代河东建筑技术进步和辉煌的醒目标志。
（二）系统有机思想：天人的和谐
唐代河东以冲天的豪气凸现了人力胜天工的有为自然观，但这决不是将人力与自然对立起来，更不是对自然的趾高气扬的役使甚或征服，而是同时又包含着与自然的同一与和谐。
蒲津渡黄河铁牛浮桥，在极具实用技术“应用价值”的铁牛系统之旁，又铸了7根看似毫无实用包括固系作用的铁柱，个中缘由何在？原来，这是为了构筑铁牛系统之外更宏大更完美的天地和谐系统！七星柱的布局，反映了北斗七星的方位。铁牛与七星柱摆在一起，折射出中国古代的自然观。牛代表地，是为坤。阴阳相谐，又需要乾。七星柱所指北斗七星表示天，是为乾。如此，天地乾坤，阴阳并存，桥梁永固。这是七星柱看似毫无实用价值之外的天人和谐的文化意义。
垦畦浇晒技术，是人工调控与利用自然力的完美结合。其中，开创了在卤水中搭配淡水之法，以使咸淡均匀。——这一和谐思想在制盐技术中的“简单”运用，就一举提高了盐的质量。而且，垦畦浇晒这一技术革命中，更渗透了现代系统论的思想。盐池各部分构成一个疏导与堤堵结合、堤堵与导引相合、滩蓄与堵拦相结合、防洪与利用相结合的防洪体系，集导、堵、蓄多种功能于一体，有效地防止了浊水对盐池的侵害，堪称中国水利史上的一大奇迹。[3] 与此相参鉴，上述李勚在汾河上架设的长距离大渡槽引水工程，也是系统思想成功运用的典范之作。
现存的隋唐新绛绛守居园池，成功地把江南园林引入北方，开创了山西建筑的新门类，既是在黄土高坡创江南园林的人力胜天工之举，也是系统和谐思想纯熟运用的案例。特别是，水自鼓堆泉引入，大部分水在途中作田园灌溉及居民饮水之用，其余自园西北入口导入西部水池，再由水池导入园东的“苍塘”中。这样通过“苍塘”，既增加了水面，又作了退水处。这种经济合理的用水方法，使蓄水与灌溉、功能与艺术完美结合，形成北方旱塬独特的理水特色和建园基础。[2]219
（三）从“天人不相预”到“在我人力”：有为的自然观
唐代河东技术的进步，尤其是其中所凸现的人力胜天工思想，经柳宗元等人的总结，升华为“天人不相预”的有为自然观。
山西先哲荀况早就提出“明于天人之分”进而“制天命而用之”的有为自然观，并大声疾呼：
“天行有常，不为尧存，不为桀亡。应之以治则吉，应之以乱则凶。彊本而节用，则天不能贫；养备而动时，则天不能病；修道而不贰，则天不能祸。故水旱不能使之饥，寒暑不能使之疾，祆怪不能使之凶。……故错人而思天，则失万物之情。”（《荀子·天论》）
荀况千年之后的河东柳宗元，针对汉儒董仲舒“天人感应”的谬说，又鲜明地提出了“天人不相预”进而“在我人力”的有为自然观，这绝不是偶然的。
山西不仅有着悠久深厚的技术传统，也有着往继不衰的唯物无神的思想传统。柳宗元之前，三晋大地上涌现出：尸佼发展的宇宙观，荀况“天行有常”进而“制天命而用之”的有为自然观以及性恶的人性论，韩非的进化是时代的趋向、利己是人类的天性、经济是政治的基础的思想，西门豹治邺时对河神迷信的破除，裴頠的“崇有论”，以及孙盛的神灭思想等等。[4] 技术与唯物无神思想两大传统相结合，在三晋大地上蔚然成风。譬如荀况，即对农业、采矿、冶金、铸造还有造车等手工业技术极为关注，所以才会流传“相高下，视肥墝，序五种”（《荀子·王制》）、“刑范正，金锡美，工冶巧，火齐得”（《荀子·强国》）等名篇佳句。也正是技术与唯物无神思想两大传统在其身上的有机结合，加之先秦“百家争鸣，百花齐放”时代风气的触发，方有荀况“天行有常”进而“制天命而用之”的大放光明的有为自然观。
同样，感召着技术进步的时代脉搏，柳宗元对科学技术及其应用也尤为关注。
譬如，其《晋问》中就以“但至其所”的亲历考察极为细致地记述了垦畦浇晒这一制盐业的新技术革命，并为之欣喜歌狂：“……无声无形，熛结迅诡，回眸一瞬，积雪白里。”又如，其《天对》更以冲天的豪情和过人的智识回答了千年前屈原《天问》中提出的有关宇宙、自然的怀疑和质问，阐发了自己的自然观。其中，明确提出了“惟元气存，而何为焉”的元气一元论，并将当时特别是河东技术实践中人力胜 天然的技术工具思想引申为自然界变化发展的内在自然的动因，即（元气阴阳）“合焉而三，一以统同，吁炎吹冷，交错而功”，（阴阳二气）“或合或离，或吸或吹，如轮如机”（《非国语·三川震》）。在对元气一元的宇宙自然这一对象进行了某种技术工具倾向的象征性比喻之后，柳宗元阐发了其“天与人不相预”进而“在我人力”的有为自然观：“生植与灾荒，皆天地；法制与悖乱，皆人也。二之而已，其事各行不相预。”（《答刘禹锡天论书》）“受祸为福，易曲成直，宁关天命？在我人力！”（《愈膏肓疾赋》）
可以说，柳宗元“天人不相预”进而“在我人力”的有为自然观，既是对以荀况“明于天人之分”进而“制天命而用之”的有为自然观为代表的三晋唯物无神思想传统的发扬光大，也是受鼓舞于三晋悠久深厚的技术传统及其在唐代河东所绽放出的“人力胜天工”的技术工具思想的折射和升华，是唐代哲学、科学思想的顶峰，正如宋代王伯思就其《天对》思想成就的评价：“《天问》之章，词严义密，最为难诵。柳州于千祀后，独能作《天对》以应之。深弘杰异，析理精博。”（《东观余论·校定楚词序》）
四 技术、造物与文学艺术
科学技术与文学艺术，自古以来就是和谐共生并互动放大的“对偶体”，或者说是“一枚硬币的两面”。
一方面，科学技术及其物化成果，激发文学艺术创造的激情和豪迈，并从而带给人们由造物、文境、艺趣乃至哲理的享受。如果没有对“宥坐”这种欹器重心与稳定关系的认识及其在实际上的应用，哪有荀况“虚则欹，中则正，满则覆”（《荀子·宥坐》）生动的人生感悟？如果没有对植物找矿的认识和应用，何来荀况“玉在山而草木润”（《荀子·劝学》）不朽的劝学名句？如果没有西汉耕犁与耧车的革新与推广，我国现存最早的《牛耕图》与《耧播图》怎会现身于平陆枣园汉墓壁画？同样，如果没有唐代河东技术的进步甚至革命，怎会有从建筑而生的“欲穷千里目，更上一层楼”、由冶铸而来的“焉得并州快剪刀，剪取吴淞半江水”、由酿酒而出的“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催”、“借问酒家何处有，牧童遥指杏花村”以及由垦畦浇晒激发的“回眸一瞬，积雪百里”等无数名篇佳作呢？
另一方面，文学艺术以“凝固的音乐”、技术的“活化石”及创造的“见证者”等生动的形式，反映、折射和记录着技术发明及其社会影响的“科技的社会功能”等多方面的内容，是科学技术史、科学技术哲学研究的一个新向度。[5] 譬如，垦畦浇晒这一唐代制盐技术的革命，如果没有唐代柳宗元、张守节[2]208 等人在文学作品中的记载和描述，恐怕早已湮没在历史的烟尘之中了；又如，如果不是唐代太原诗人工部尚书乔琳的《太原进铁镜赋》，今人如何得知唐代太原领全国之先的制铁与铸造技术呢？
所以，唐代河东文化的繁荣，科学文化包括自然观之独领风骚，离不开三晋独特的技术传统和唯物无神的思想传统，当然更直接是唐代河东技术进步的折射和升华。技术之于文化的这种关系，也许可以用矗立河东的鹳雀楼及其流传千古的《登鹳雀楼》诗做出形象的诠释。“万里黄河第一楼”鹳雀楼的技术成就及其巍峨外观，不能不在河东人的胸中激起无比自豪的情感，于是，王之涣“欲穷千里目，更上一层楼”的颇富哲理意味的名篇就横空出世了。——“更上一层楼”的技术（物质）进步，不正是“欲穷千里目”的文化（精神，哲学）繁荣的基础吗？
河东唐代技术与文化的这种关系，也许可以用爱因斯坦《论科学》中的文字加以概括：
“至于艺术上和科学上的创造，那末，在这里我完全同意叔本华的意见，认为摆脱日常生活的单调乏味，和在这个充满着由我们创造的形象的世界中去寻找避难所的愿望，才是他们的最强有力的动机。这个世界可以由音乐的音符组成，也可以由数学的公式组成。我们试图创造合理的世界图像，使我们在那里面就像感到在家里一样，并且可以获得我们在日常生活中不能达到的安定。”[6]
［收稿日期］2008－07－21