■任春光 杨小明
张柏春、王彦雨、李雪编著的《中国工程创造》是一本让人眼前一亮又令人掩卷深思的科技史著作。让人眼睛一亮的是,本书采用“厚图薄文”的活泼形式,以8开本铜版纸、300余页的厚重篇幅,精选中国古今36项(古代16项,近代1项,当代19项)工程,每一项以既精美大气又科学严谨的一组图片进行展示。除提纲挈领的梗概说明之外,还有田野实景、工艺原理和古本图片等展示,使读者窥一斑而知全豹,领略中华科技文明的博大精深,震撼于新中国科技创新的力量。令人掩卷深思的是,本书为我们理解“何为中国”“何以中国”提供了独到视角。正如书序所说:“通过了解中国工程及其历史,我们能够真切地认知科学技术及其社会功能,理解中华文明的灿烂辉煌,从工程创造中汲取智慧和力量,坚定文化自信和创新自信。”
本文谨从后者谈谈本书的学理价值,亦即我们的“掩卷之思”,以期抛砖引玉,并就教于大家先进。
一、中国:工程创造的神奇国度
“遂古之初,谁传道之? 上下未形,何由考之? ……圜则九重,孰营度之? 惟兹何功,孰初作之?”2300年前,屈原发出《天问》:“宇宙这浩大的工程,谁是最初的匠心之师?”不止屈原,上古神话如盘古开天、后羿射日、嫦娥奔月、精卫填海和愚公移山等,无不将天地、星辰、日月、山海等视作工程造物的“物料”和“场景”。这绝非纯粹的异想天开,而是科技伟力及其社会功能带给我们祖先的自信和豪迈。譬如,女娲抟土造人,不就是制陶技术的折射吗? 女娲炼五色石以补苍天,不也是冶炼技术的反映吗?还有五色石,不也是五行配伍及其政治意蕴的滥觞吗? 列子继承了上古中国人造物的豪情,开始了“造人”或者说人造“机器人”的大胆设想——“偃师造人”。偃师所造之“人”非简单的机器人,而是按照人的器官及其外化功能进行的工程创造:“巧夫! 镇其颐则歌合律,捧其手则舞应节,千变万化,惟意所适。”“王谛料之,内则肝、胆、心、肺、脾、胃、肠,外则筋骨、支节、皮毛、齿发,皆假物也,而无不毕具者,合会复如初见。王试废其心,则口不能言;废其肝,则目不能视;废其肾,则足不能步。”尽管是一则寓言,但无疑是中国古代有机造物观的投射,对此列子假借周穆王之口发出“人之巧乃可与造化者同功乎”的惊叹! 有趣的是,嘉兴月河财神堂对联将中国造物的神奇及其社会功能书写殆尽:“天之时地之利人之食三才协济道财源,海可煮淮可分江可浮六省兼资储国计。”所以,正如张柏春研究员书序所言:“古代中国擅长开物成器,成为制造大国和制造强国。”
中华民族很早就开始了工程造物。从观察自然界“作茧自缚”的蚕的习性开始,到将野蚕家化进而栽桑养蚕、剥茧抽丝,我们祖先创造了与农业并举的蚕桑业这一伟大的国计民生工程,同时通过丝绸之路向世界宣示了中华文明生产性与和平性的可贵品质。“万国尽沾尧雨露,九重欲补舜衣裳。”这是明代杨光溥高歌的织女劳作的文明意义。栽桑养蚕的同时,华夏先民也开始了史前复杂城市的工程创造。山西陶寺版筑而成的城墙,居住区与墓葬区的有序排布,特别是集宗教祭祀与观象授时于一体的高岗崇台,无不指向“尧都平阳”的古史传说。藉由农业、蚕桑业和城市建筑等工程创造,华夏大地迎来了文明的曙光。
青铜冶铸,铁和钢的生产,农业水利灌溉,《考工记》《营造法式》等技术规范总集的编纂,大一统国家工程如长城、宫殿、运河、航海等的需要,工程创造在造物实践和理论总结中不断升华、不断突破,遂臻古代世界文明的高峰。工业革命后,中国工程创造在西方科技体制化和本土化进程中经历了艰难的转型,詹天佑主持完成的京张铁路、茅以升主持修建的钱塘江大桥即为典范。新中国成立后,中国在科学、技术和工程创造方面取得一系列重大突破。特别是改革开放后,中国大规模引进、消化吸收世界先进技术和机器装备,发挥科学技术的社会生产力功能,工程创造全面开花、整体突破,三峡水利工程、南水北调、秦山核电站、西电东送、西气东输、青藏铁路、高速公路、高速铁路等等,许多跻身世界前列。
“事物之宜,法天之常。既合利用,得道之方。”(西晋杨泉《织妇赋》)立足历史,把握当下,展望未来,张柏春研究员令人信服地指出:“总而言之,中华民族在漫长的历史上创造了众多具有中国风格和中国气派的伟大工程,为人类文明贡献了中国的智慧和力量。我们可以毫不夸张地说:中国是工程大国,也是工程强国。造物是中国人的禀赋!”
二、中国:何以高效的工程创造
中国何以能进行高效的工程创造? 是科技的发展和突破,支撑、催化了中国高效的工程创造。
书序中张柏春研究员指出,史前中国就开始创造性地开发和利用自然资源,特别是开采金属矿并发明冶铸技术,发展了以夯土高台和木骨泥墙相结合的营造技术,以及如大禹疏九泽、导洪水的治水技术,成为大型都邑宫殿建筑工程、曾侯乙编钟和铜车马等冶金工程以及都江堰、灵渠等水利工程的技术先导。春秋战国和秦汉时期中国科学技术体系的形成,为工程创造奠定了坚实的基础。特别是《考工记》这一先秦技术及其规范的集大成之作,开创了中国天地人和谐共生的“和”的技术观和工程观。隋唐时期是工程创造的一个高峰,宇文恺创造性地采用图纸和模型进行建筑和城市规划设计,主持营建了新都大兴城(今西安)和东都洛阳城。宋元时期中国古代科学技术达到高峰,工程创造也取得重大突破。《营造法式》与佛宫寺释迦塔(应县木塔)标志着木结构建筑技术的成熟,机械设计的突破成就了北宋的“大科学装置”——水运仪象台,大运河是水利科技综合运用及其突破的生动展示,水密舱技术的成熟、转轴舵发展为平衡舵以及指南针应用于航海等托举起郑和下西洋的世界航海壮举。本书专门以瓷器这一中国国名所宗阐述科技与工程造物的关系。从商初原始瓷的出现到东汉青瓷烧制技术的成熟,瓷器烧制在很长的历史时期都是中国的独门绝技。经过唐宋的积累,至明清制瓷工艺取得新突破,同时加彩工艺也多样化。中国瓷器独步世界的历史,就是一部瓷器科技的进化史。由此张柏春研究员总结道:“中国作为一个发明的国度,发明了精耕细作技术、造纸术、水碓、水排、指南车、龙骨水车、雕版印刷术、火药、火器、活塞式风箱等技术以及上文提到的重要技术,创造了用于实践的算法等,这些为工程创造奠定了坚实的科技基础。”技术与算法,是一个有见地的发现,也许可用“神机妙算”一词加以概括。具体到纺织,“机”可指代织机,“算”可指代程序。“机”与“算”的软硬件结合,或者说科学与技术的互动融合,成就了中国古代的伟大工程创造。
本书尽可能地将中国古今工程创造的技术以示意图、复原图或扼要文字等标示互补,以回答中国工程创造何以高效这一硬核之问。譬如,第一项铜绿山古铜矿,先绘制完整的井巷平面、竖井井架结构示意图,继辅以采矿工具如辘轳及其提升原理的设想图,后给出春秋炼铜炉的复原图,令读者对中国古代铜冶工程从挖井、采矿到冶炼全过程有清晰完整的认知。第九项安济桥指出,是两大技术创造即28道石拱劵上铺设用铁条拉紧的块石“伏”以及两侧桥肩的两个小拱,成就了“世界桥梁史上石拱桥的卓越典范”。其中,敞肩圆弧拱、联结条石的“腰铁”还有桥底结构均以实景特写。第十三项水运仪象台,以构造总图、结构复原图、机械传动示意图和中国式擒纵机构复原图等向读者复原了中国这一登顶古代世界最高水平的机械工程创造。第十六项郑和航海,以过洋牵星图及其牵星板使用示意图、宝船布置示意图、船帆复原图、二千料海船模型以及郑和宝船与哥伦布旗舰的对比等,向读者生动展示水密舱、平衡舵、硬帆、减摇龙骨、磁罗盘、牵星术等先进技术如何支撑起郑和七下西洋的航海壮举。
三、中国:造物为何是民族禀赋
为什么造物是中国人的禀赋呢? 书序中张柏春研究员指出,工程创造仰赖自然资源、人力、技术和资金等要素的投入,大型工程技术与国力直接相关。至少在四个方面中国具备大型工程创造的巨大优势:第一,幅员辽阔,自然资源丰富;第二,人力资源充裕,且不乏能工巧匠以及工程师、创新者和创业者;第三,中国作为一个发明的国度,不仅实现了技术的发明、发展和突破,而且创造了用于实践的算法等;第四,中国作为以大一统为主旋律的大国,拥有强大的动员和整合资源、资金的能力。
除了上述四大显性优势外,张柏春研究员认为中国古代造物观特别是天地人“和”的技术观和工程观及其孕育、沉淀数千年的工匠精神在工程创造中发挥了关键作用。工匠精神不仅反映在“物勒工名”即标注制作者姓名制度上,而且格外强调精益求精。书的扉页以图文互注的醒目形式镌刻着朱熹对《论语》“如琢如磨”的注解:“治玉石者,既琢之而复磨之;治之已精,而益求其精也。”老字号同仁堂对联“炮制虽繁必不敢省人工,品味虽贵必不敢减物力”,正是这种精神的写照。关于中国古代造物观,书序既指出《考工记》所言“天有时,地有气,材有美,工有巧,合此四者,然后可以为良”在中国造物制器史上的思想和方法价值,又以都江堰水利工程剖析因地制宜以及人与自然和谐共生的实践意义。
国学大师钱穆认为,天人合一论是中国文化对人类最大的贡献。具体到工程造物,则是将科技的“真”与艺术的“美”以及政治的“善”合而为一、发扬光大。中国工程创造,如建筑、桥梁、城池、宫殿等,无不具备科技的真、艺术的美并服务于政治的善,是仰望星空与内省道德的完美统一。都江堰、长城、安济桥、大运河、紫禁城、京张铁路等无不如此。本文谨就书序提及的固定黄河浮桥而铸造的铁牛这一大铸件予以说明。“肤泽晶莹,若灿金英,彩烂初阳之照耀,荡乎银烛之光明。”(《蒲州府志》)四尊铁牛,小者55吨,大者78吨,个个赛过沧州铁狮。如此气魄,非盛唐之泱泱,谁能为之! 铁牛与七星柱摆在一起,折射出中国古代的自然观。《周易》云:“牛象坤,坤为土,土胜水。”土胜水,寓意铁牛震黄河之水。牛代表地,是为坤。阴阳相谐,又需要乾。七星柱所指北斗七星代表天,是为乾。天地乾坤,桥梁永固。这是七星柱实用价值之外的文化深意。连接河东盐税区与都城长安的这座铁索浮桥,是唐玄宗亲自决策完成的国家工程,用铁量竟在1100吨以上,消耗了当时全国年产铁量的80%!
道法自然,巧夺天工,物我合一,以人为本。中国古人对自然欣赏、感恩之余也时刻充满着敬畏,化育天地大美、四时明法、万物成理于科技,应和“崇高美、灵魂美、宗教美、最终极的美”(杨振宁语)于造物,力臻实现“止于至善”的政治文明。这正是精益求精的工匠精神。庖丁解牛、削木为鐻、佝偻承蜩、吕梁丈夫、津人操舟和轮扁斫轮等寓言很好地诠释了中国“用志不分,乃凝于神”的工程造物气质。人,是中国工程造物的起点和终极目标。人文关怀是永恒的精神动力! 这可从七夕乞巧这一融会纺织造物与星象崇拜于一体的中华岁时风俗中窥其一斑。乞巧,即向天上织女祈求织造之巧以及美满姻缘,既表达对织女的感恩和对幸福的向往,也反映工程创造的人文意蕴。正如东汉王逸《机赋》所云:“俯覃圣思,仰览三光。悟彼织女,终日七襄。爰制布帛,始垂衣裳。”
历史与逻辑相统一,是黑格尔对近代科学革命所凝练的思想方法的总结,也是人类从What(是什么? 即哥白尼回答了是太阳还是地球在运动?)经过How(怎样的?即伽利略和开普勒回答了物体和天体如何运动)到Why(为什么?即牛顿回答了天体和物体为什么按规律运动)认识历程的概括。本书将中国工程创造的神韵和风采镶嵌进了从What(中国:工程创造的神奇国度)经How(中国:何以高效的工程创造)到Why(中国:造物为何是民族禀赋)由表及里、由浅入深的全过程,实现了历史与逻辑的统一。同时,本书本身也是一个“工程创造”,科技原理的真、图片震撼的美以及文化自信的善充实光辉、止于至善,理实交融,雅俗共赏。正如张柏春研究员在书序中的表白:“显然,工程早已成为中国创造的靓丽名片,起到了展现中华文明成就和中华民族精神的作用,值得大书特书。”
(作者分别为上海应用技术大学、东华大学教师)