作品相關 明代科技一角 文 / 浪漫魚
最近傻蛋在書裡好像越吹越神乎了？小胖子不但有了老套筒式步槍後膛速射炮火箭彈，竟然還想搞5萬噸級戰列艦，在沒有獲得西方幫助下僅依靠明代那點可憐的科技能成功嗎？就這個問題俺特意去和度娘閒聊了會，找到一些不太離譜的東西和現在大家分享一下。由於準備得倉促這裡列舉出來的只是冰山一角，只要大家花上幾分鐘都能查到。然而管中窺豹可見一斑，僅這些資料足以證明至少在明末的中國已經具備那個實力了，所欠缺的就是擺脫腐儒的束縛解決國內的民生問題，然後抓只蝴蝶來扇忽扇忽翅膀。
一、數學方面：
王文素用30年時間，於明嘉靖三年（1524年）完成了54卷總計1500多問近50萬字的《新集通證古今算學寶鑒》。這是一部博大精深的中國古典數學巨著，現只存手抄孤本於北京國家圖書館。在對該書的研究中，學者們發現：王文素解高次方程的方法，較英國的霍納（Hirner，1786∼1837）、意大利的魯非尼（Ruffini，l765∼1822）早近300年；在解代數方程上，他比17世紀牛頓和拉夫森（J.Raphson，1648∼1715）早140多年，率先用導數逐步迭代求解，亦即17世紀微積分創立時使用的導數，王文素在16世紀已率先發現並使用。
王文素利用「開方本源圖」，解出像X9+25X8+235X7+1035X6+2160X5+1728X4=27993600000這樣的高次方程。國外類似的圖首見於德國數學家斯蒂非爾（M.Stifel，約1487∼1567）1544年著的《算術大全》中，較《新集通證古今算學寶鑒》遲20年且不如該圖完備。
二、物理、化學：
1596年，李時珍在《本草綱目》中記載了176種無機藥物的化學性質以及蒸餾、蒸發、昇華、重結晶、沉澱、燒灼等技術。
徐光啟在總結前人經驗編撰《農政全書》的手稿《造強水法》中記錄了以綠礬（硫酸亞鐵）與硝為原料製造酸的工藝過程，並說以金屬加入後「皆成水；惟黃金不化水中，加鹽則化」。因能溶解金屬而把它稱為「強水」，此名稱長期在民間沿用。
三、金屬冶煉：
明代的錢幣「永樂通寶」（1403∼1424年）有的含鋅高達99%（朱棣不地道造假錢，俺要去舉報他）。歐洲到18世紀才開始冶煉鋅。
方以智（1611—1671）在《物理小識》卷七中記載了煉焦炭的方法，歐洲到西元1771年才開始煉焦。（中國古代的煉焦方法主要是指把煉焦煤在土法煉焦爐內，燒煉成焦炭，不同於近代的高溫干餾方法。）
宋應星在《天工開物》記載了我國古代冶金技術的許多成就，如冶煉生鐵和熟鐵（低碳鋼）的連續生產工藝，退火、正火、淬火、化學熱處理等鋼鐵熱處理工藝和固體滲碳工藝等。
明代煉鋼技術也有新的發展，嘉靖時已發明了『蘇鋼』冶煉法，現代冶煉專家周志宏說：「（蘇鋼冶煉法）在國外還沒有類似發明，顯然是一種創造性的發明……整個過程適合現代的冶金原理，不用坩堝而創造出一種淋鐵氧化的方法而使渣鐵分開，成為比較純的工具鋼。這是中國古代先進煉鋼工人的智慧結晶。」同時還發明了生鐵淋口法，運用生鐵水淋灌工具刀口，使工具有鋼的鋒刃，也是明朝人民的獨特創造。
當然周志宏先生在說那話的時候可能不知道另一個消息：1979年，洛陽市文物工作隊在黃河北岸的吉利工區發掘了一批漢墓，其中一座出土了11個坩堝。坩堝皆直筒形，口沿稍稍外卷，底圓，外徑一般為14－15厘米，外高35－36厘米，壁厚2厘米。內外壁均有燒流，外表粘有煤塊、熔渣等物，內表面較為平滑，有的地方粘有一層薄薄的鐵渣。其中一個坩堝內壁的中段粘附一鋼塊，鋼塊整體作戟形，表面黃褐色，長10厘米、寬15厘米、厚0.4厘米。伴出物有五銖錢五枚，分別與《滿城漢墓發掘報告》的Ⅱ、Ⅲ型（西漢中期）相當。經坩堝熱釋光斷代試驗，距今為1832±147年。故墓葬年代大體定為西漢中晚期至東漢中期。
經化學分析，鋼塊含碳量為1.21%，屬過共析高碳鋼。掃瞄電鏡（能譜）成分分析結果為：鐵98.637%、磷0.277%、硫0.584%、硅0.117%、鋁0.383%.可見其含磷、硫較高。從金相分析看，金屬基體為珠光體，晶粒間界上分佈著許多網狀滲碳體，磷共晶和氧化物。碳分佈較為均勻，基本上是等軸晶，未見明顯的柱狀晶，磷共晶以不規則的星形分佈於晶粒間界上。經掃瞄電鏡分析，共晶區含磷9%－12%.不管金屬晶粒還是非金屬夾雜，均無拉伸和破碎現象，說明鋼塊冷凝後並未進行過任何壓力加工。
經分析，坩堝成分為：二氧化硅43.57%、氧化鋁37.28%、氧化鐵3.46%、氧化鉀0.63%、氧化鈉0.26%、碳13.66%，可見其中氧化鋁和碳含量都較高，這顯然是有意選擇配製的。優點是耐火度較高、熱穩定性較好。經測定，坩堝耐火度為1580－1610℃。依Fe－C平衡圖，並考慮到其他夾雜元素的影響，坩堝附著鋼完全熔化的溫度約低於1470℃，故坩堝耐火度是能夠滿足冶煉要求的。這也體現了我國古代耐火材料技術的高超。
關於坩堝附著鋼的冶煉工藝，目前尚無更多的資料可尋，經推測很可能是一種直接冶煉，即以鐵礦石為原料，以木炭、煤炭作還原劑和滲碳劑，在坩堝中直接還原滲碳。一般而言，這樣冶煉得到的產品應當是生鐵，但控制得當，也可以得到鋼。據說古印度的坩堝鋼便是這樣直接冶煉得到的。但古印度坩堝鋼多未達到液態，而是一種膠融狀的半液態，其出爐產品往往是一種組織和成分極不均勻的固體塊。洛陽坩堝鋼卻是充分熔化了的。在西方，液態坩堝鋼在1740年才出現，我國在漢代就煉出了液態坩堝鋼，這得領先了多少年？（嘿嘿，坩堝煉鋼本來是小胖子在獲得墨門幫助後才扒拉出來重新開始使用的，被俺先給洩露了！）
四、計量單位：
關於重量和體積單位傻蛋在這裡就不說了，大家都比較熟悉。中國古代的長度單位有裡、丈、尺、寸、分、厘、毫、絲、忽、微其中除了1里等於150丈以外其餘皆為十進制，最小的微折算成現在長度為0.0333微米。這裡就更別說宋朝洪邁在《容齋隨筆》中提到的極微塵（那個算下來等於10億分之1.335米都接近納米級了）很打擊人的,當時的主要困難還是沒法在實際測量中應用。
五、生物地理：
王夫之提出了關於生物體的新陳代謝的觀念，他說：「質日代而形如一……肌肉之日生而舊者消也，人所未知也。人見形之不變而不知其質之已遷……」
明代著名地理學家徐弘祖（1586∼1641）所著《徐霞客遊記》是當時世界上第一部廣泛系統地探索和記載巖溶地貌的地理學著作，他比歐洲最早系統地研究巖溶地貌的德意志人瑙曼（NaumannKartFriedrich，1797∼1873）要領先二百餘年。著名科學史學家李約瑟稱：「他的遊記讀來並不像是17世紀的學者所寫的東西，倒像是一位20世紀的野外勘測家所寫的考察記錄。」充分說明了這部著作的開創性貢獻。
六、氣象天文：
十四世紀中葉的《白猿獻三光圖》載有132幅雲圖，並與天氣變化聯繫起來，絕大部分與現代氣象學原理一致。歐洲到西元1879年才出版只有16幅的雲圖。
嘉靖年間，萬戶進行世界上最早的火箭升空試驗，不幸犧牲，成為人類載人飛行先驅，為紀念其為科學獻身精神，現在月球和火星有以其名字命名的環形山。
七：造船工藝（這裡引用鐵血上面superyi於2006年整理的一個圖表說明）：
技術項目名稱中國採用大致年代歐洲採用大致年代
搖櫓公元前1世紀17—18世紀
平衡式梯形斜帆公元2—3世紀15世紀末
船尾舵1—2世紀12—13世紀
平衡舵11世紀18世紀末19世紀
水密隔艙晉代之前18世紀
船殼包板11世紀16世紀以後
車船(輪船)8世紀16世紀
航海指南針11—12世紀12世紀末13世紀初
利用八面風12世紀初16世紀
綜合上面這些常識，有了紮實的數學功底、先進的理化知識、高超的冶煉技術、精密的計量單位，大明王朝要華麗變身還需要什麼？別忘了朱由驄那小胖子是只體重超標的企鵝，他的翅膀威力更大。
另外還有些是明朝人在吸收了西方知識後取得的成就，可以從一個側面證實明朝的人不比現代人笨，至少他們比俺聰明上萬倍！
1637年，宋應星在《論氣·氣聲》中對聲音的產生和傳播作出了合乎科學的解釋，他認為聲音是由於物體振動或急速運動衝擊空氣而產生的，聲音是通過空氣來傳播的，同水波相類似。
方以智從氣一元論自然觀出發，提出樸素的光波動學說，認為：「氣凝為形，發為光聲，猶有未凝形之空氣與之摩蕩噓吸。故形之用，止於其分，而光聲之用，常溢於其餘：氣無空隙，互相轉應也。」亦即，方以智認為光的產生是由於氣受到激發的緣故。由於氣瀰漫分佈於所有空間，彼此間無任何空隙，被激發的氣必然與周圍靜止的氣發生相互作用，「摩蕩噓吸」，將激發傳遞出去，這就形成了光的傳播。（光的電磁波動說？）
同樣是那個方以智他不但對於光的反射和折射和聲音的發生、傳播、反射、隔音效應有心得，還對色散以及比重、磁效應等諸多問題有記述，又在《物理小識》卷二中提出：「宙（時間）輪於宇（空間），則宇中有宙，宙中有宇。」也就是提出了時間和空間不能彼此獨立存在的時空觀。（這個……太超前了點沒法理解，嚴重懷疑他娃可能是穿越眾！）
附明後期主要著作：
未受外來影響明朝人自己整理編撰的有：李時珍《本草綱目》1578年朱載堉《律學新說》1584年潘季馴《河防一覽》1590年程大位《算法統宗》况1592年屠本畯《閩中海錯疏》1596年徐光啟《農政全書》1633年宋應星《天工開物》1637年徐霞客《徐霞客遊記》1640年吳有性《瘟疫論》1642年况。
同時期翻譯的有：《測量法義》利馬竇和徐光啟1607年《表度說》熊三拔611年《泰西水法》熊三拔和徐光啟1612年《幾何原本》利馬竇和徐光啟1613年《同文算指》利馬竇和李之藻1613年《乾坤體義》利馬竇1614年《圓容較義》利馬竇和李之藻1614年《天問略》陽馬諾1615年《職外方紀》艾儒略1623年《遠鏡說》湯若望1626年《寰有詮》傅泛際和李之藻1628年
《名理探》傅泛際和李之藻1631年《奇器圖說》鄧玉函和王徵1634年《主制群征》湯若望1636年《寰宇始末》王豐肅1637年《五緯歷指》羅雅谷1637年《性學粗述》艾儒略1637年《建築十書》古羅馬建築學家維特魯維《測量全義》羅雅各《數學札記》荷蘭數學家軍事工程學家西蒙·史特芬《礦冶全書》德國礦冶學家喬治·鮑爾《各種精巧的機械裝臵》意大利工程技術專家拉梅裡《原本》拉丁文本科隆版《天體運行論》哥白尼《哥白尼天文學概要》開普勒《地中海航海術》羅馬版《比例規解》羅雅谷《地球表周與其直徑的關係》《宇宙儀》雅克·貝松《皮埃爾·勒孔特發明陸𤥂海雙用幾何天文測輻儀製造與用法》《磁石測量法》紀堯姆·德諾噸涅《神功催吐藥》薩拉·安吉魯著《大西洋𤥂地中海等海洋鹽度𤥂漲落潮海流流動因果實論》克洛德·舉雷鍄鍄