考工记
世界第一部关于手工艺的科技专著
战国
■作者介绍
《考工记》是我国先秦时期的手工艺专著,据考证是春秋末年齐国的官书,作者不详。令人可惜的是,由于年代久远和社会动荡的原因,特别是秦朝统治者的“焚书”暴政,这部珍贵的科学文献一度散佚,直至西汉才重新问世。当时河间献王广征图书,开献书之路,有人献《周官》五篇,失《冬官》一篇,悬赏千金而不得,于是将《考工记》补入代替,所以《考工记》又叫《周礼·冬官考工记》。
背景提示
春秋战国是我国古代社会大变革的重要阶段,农业、手工业、商业、科学技术此时都有了很大的发展。在手工业中,一方面是原有的操作工艺更为纯熟;另一方面又产生了许多新的工艺,而且分工更为精细,打破了春秋以前“工商食官”的格局,除了官府手工业外,还出现了许多私营的个体手工业。学术百家争鸣,许多士人都重视实践,关心社会的进步和生产技术的发展,鲁班、墨翟、李冰这样一些杰出的学者、技术发明家便是这一时期产生出来的。为了进一步组织和指导生产,需对已获得的生产经验和技术思想进行总结,《考工记》便是在这一社会大背景下产生出来的。
生熟铁冶炼图
《考工记》里提出了世界上最早的合金规律,并能根据火焰和烟气颜色来辨别熔炼进程。
名著概要
今见《考工记》一书是作为《周礼》的一个部分出现的。此书原无名称,《考工记》之名亦是汉代人所起。《考工记》全书记载的范围很广,涉及运输和生产工具、兵器、容器、乐器、玉器、皮革、染色、建筑等项目,每一项目又各自有更细的分工。《考工记》记述了三十项手工业生产的设计规范和制作工艺,并在记述各种经验技术知识的同时,力图阐述其中的科学道理。在书中记载手工艺技术的文字中包含了丰富的物理学知识,特别是关于力学、声学、热学的知识,堪称中国古代的物理学技术著作。
《考工记》一书包括两个部分,第一部分约与总目、总论相当,主要述说“百工”的含义,它在古代社会生活中的地位,获得优良产品的自然的和技术的条件。第二部分分别述说“百工”中各工种的职能及其实际的“理想化”了的工艺规范。书中说国有六职,即王公、士大夫、百工、商旅、农夫、妇功。
《周礼郑氏注》书影
《考工记辑注》书影
在《考工记》的卷首,概述了当时工商业蓬勃兴起、手工业高度发展和分工日细的特征,这表明《考工记》的出现不是偶然的,它是春秋时期手工工业生产中各种工艺技术和操作经验的总汇,是对中国自上古到战国初期的手工艺科技知识的总结,对了解我国古代的科技发展具有重要的意义。
本书的主要科技成就在于:
在金属冶铸方面。“攻金之工·六齐”条谈到了不同使用性能的器物应使用不同成分的合金,说:“六分其金而锡居一,谓之钟鼎之齐;五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐……”这是世界上记载最早的合金规律。“堨氏为量”条谈到了合金熔炼过程中,如何依据火焰和烟气颜色来辨别熔炼进程,这是世界上关于观察熔炼火候的最早记载。
在丝绸漂印染技术方面。“氏湅丝”条谈到了“以楝为灰,渥淳其帛”,“昼暴诸日”等丝绸漂湅操作,这是我国古代关于灰水脱胶、日光脱胶漂白的最早记载。“钟氏染羽”条谈到了“三入为,五入为,七入为缁”的染色工艺,这是我国古代关于媒染剂染色的最早记载。这些记载在世界上也是较早的。
在标准化管理方面。“堨氏为量”条说金属熔炼时,需“不耗然后权之,权之然后准之,准之然后量之”。这是对熔炼工艺的一种规范。又如“车有六等之数”条说:“兵车之轮六尺有六寸,田车之轮六尺有三寸,乘车之轮六尺有六寸。” 这是对车轮尺寸的一种标准化管理。若依齐尺(每尺约合19.7厘米)推算,此兵车、乘车之轮直径应为1.30米;而经测量,河南辉县琉璃阁战国墓出土的16号车轮直径正好为1.30米。
在力学方面的论述较多,在“轮人”、“骑人”、“弓人”、“矢人”、“匠人”等条都曾涉及,有古代关于滚动摩擦与轮径关系的最早记载,有以沉浮法来确定物体的质量分布,把箭羽作为负反馈控制装置的最早记载,对惯性现象也有明确的记载,书中指出“马力既竭,辀犹能取也。”意思是说,马拉车的时候,马虽然停止前进了,即对车不再施力了,但车还会前进一段距离。此外,《考工记》中还记载了一些其他的力学知识,如力的测量、斜面受力分析、材料强度和建筑施工中的一些力学知识等等。
作品评价
《考工记》一书从多方面反映了先秦科学技术的发展状况和先进水平以及人们对生产过程规范化的一些设想和周王朝的一些典章制度。这是我国古代比较全面地反映先秦时期整个手工业技术的唯一的一本专著。《考工记》一书自被汉代人发掘出来,并被拼入《周礼》后,一直受到世人推崇,历代知识分子多以之作为必读之物,在国内外都产生过许多积极的影响。大约在唐代,《周礼》便传到了日本;19世纪50年代,《周礼》又被译成了法文,《考工记》现在已受到了更多外国学者的注意和重视。
在声学方面,中国古人就已经认识到了物体发声的高低与物体的振动之间的关系。《考工记》中记载:“凫氏为钟……薄厚之所震动,清浊之所由出。”意思是说薄钟和厚钟的振动是声音清浊的来源,这里清浊讲的是音调的高低。我们现在知道音调的高低由振动的次数决定,而振动情况与发声物体的厚薄有关。中国古代工匠在公元前3世纪就已经发现了这个道理,并应用于实践。《考工记》中记载:“磐人为磐,让则磨其旁,已下则磨其端。”意思是说,当石制的磐体发声太高,则磨磐体的两旁,使其变薄,振动次数减少,声音就正常了;反之就磨它的两端,使磐体相对变厚,因而提高振动次数,声音就正常了。此外从《考工记》记述制钟、制鼓的文字中可以看出中国古代工匠对声音的音品、响度等概念也有一定认识。
《考工记》内页
《考工记》中有关“六齐”之记载。即青铜合金的六种配比,是世界上最早的合金配比的经验性科学总结。
在实用数学方面。“车人之事”条、“筑氏为削”条、“辀人为辀”条、“轮人为轮”条、“矢人为矢”条、“堨氏为量”条等,都包含有丰富的实用数学知识,并分别涉及到了分数、角度、嘉量容器的计算方法等问题,对后世产生过不同程度的影响。如“车人之事”条谈到了矩、宣、、柯、磬折,这是我国最早的一套角度概念。
在天文学方面。“辀人为辀”条谈到了二十八星和四象,且明确地提到了其中一些星的名称,一般认为,这是我国古代关于二十八星最早的较为明确的记载。《周礼·春官·冯相氏》、《周礼·秋官·哲簇氏》虽也提到过二十八星,但都不曾明确地提到星名和四象。
《考工记》中对春秋时期,中国古人所掌握的测温知识也有记载。据《考工记·轮人篇》记载,当用火烧烤一根木条并希望把它弯成轮牙时,只有恰当地控制火候,才能使木条外不断绝,内不折裂,旁不弯曲。在论述熔铸青铜合金时,书中明确记载要先把铜熔化再加进锡料(含有锌、铅),并对冶炼过程中火候、合金颜色的变化进行了准确的描写。今天我们知道,在熔铸青铜过程中,温度的控制是至关重要的,特别要注意缩短液体合金在高温下停留的时间。因为组成青铜的几种原料铜、锡、锌等,铜的熔点最高(1083℃),锡、锌等熔点都远低于这个温度。所以现代冶炼青铜时,都总是先把铜熔化,然后加锡、锌等原料。中国古人在两千多年前就掌握了这个诀窍,实在难能可贵。
春秋冶铁遗址
阅读指导
因为《考工记》是先秦时期的作品,很多术语与现在相差甚远,所以在阅读时,最好翻阅一下字典词典;其次先从第一部分了解当时获得优良产品的自然的和技术的条件;最后了解“百工”中各工种的职能及其实际的“理想化”了的工艺规范,这是作者比较有见地的方面。