金銀銅鐵8:唐朝的產業、科技
唐朝黑科技用什麼秘訣 做到人類極限?
前情提要
上幾集是比歷史課本更精彩的「西漢、東漢、唐朝迷你通史」。
大唐帝國站在漢朝和北魏的基礎上,把產業、科技發展到鼎盛。這些人間極品,已經走到人類能力的極限了。
農業政策
唐朝前半(興盛期、太宗到玄宗)的農業政策,看起來完全是普通常識,但漢唐宋規規矩矩做到這些,中國就出現三座高峰。
秦朝、東漢、元明清殺雞取卵,連基本遊戲規則都破壞了,把百姓推進災難。真不夠意思,結果是農民起義,讓帝國崩潰了,皇帝家族也隨著滅亡,政權移交到別人手上。
即使最初遵守遊戲規則的漢武帝、唐玄宗,也在一陣得意當中開倒車。大唐已經攀爬到世界巔峰了,又摔到半山腰,成為一箇中等國家。
那唐朝前半究竟是怎麼做到的呢?不過是推行「靜民務農」政策罷了,把休養生息還給農民,讓他們能投入生產。具體措施有這些:
1. 「勸課農桑」
政府派遣一些倡導小組,去各農村鼓勵百姓耕耘田地。不接受招待或送行,主要行程是「當一日農夫」。
2. 輕徭薄役
不要用勞役、高賦稅來傷害農民,他們得到基本的生存權,自然會耕耘田地來養活家庭。
3. 「不違農時」
用法律手段來提供保障-- 在春夏秋農忙季節,禁止地方官員大興土木或徵集徭役,否則比照貪贓罪判刑。
4. 大型水利工程
唐朝水利工程已經做到周全了,光是列入記載、由當局進行的大型工程,就多達160項;另外還有一票沒有列入記載的小型民間工程。
5. 獎勵墾荒
唐朝前半實施「均田制」,總耕地達到8億頃,食物產量提高到「白米不值錢」的地步。農業發展到「白米不值錢」的地步,「一斗米僅值三、四錢」。杜甫作詩:「稻米流脂粟米白,公私倉廩皆豐實。」
農業技術
在當局的鼓勵之下,農業生產和灌溉工具出現新突破,曲轅犁(生產工具)、水車(灌溉工具)、筒車(灌溉工具)來到人間。
天文學(農業相關科學)
高僧一行出生在一個顯赫的世家,但他不在意那些,他更喜歡在安靜當中進行心靈的活動。
他是「工欲善其事,必先利其器」的信徒,主張在實測的基礎上編定曆法。在製作大衍曆之前,進行了幾個摔破古今中外眼鏡的準備動作:
1. 發明一票極精密的天文測量儀器-- 金屬(銅鐵)黃道遊儀(黃道不固定,可以在赤道上移位,這個設計符合歲差現象)、水運渾天儀、復矩。
2. 主持中國史上頭一次全國性大地測量。從鐵勒(蒙古國喀拉和林)到交州(越南中部)之間13個地點,用復矩測量日影長度和地理緯度(北極高度),推翻了東漢末年鄭玄提出的傳統信念「日影一寸,地差千里」。
測量結果顯示,地理緯度每差一度,日影相差兩寸多,南北兩地距離132公里,而南北距離就是地球子午線一度的弧長。一行成為創始「實測子午線長度」的地球人,而且是用科學方法(實際大地測量)來認識地球。
完美的準備,果然孵出人間極品:
﹡子午線長度跟前朝的測量結果差距相當大,消除了張衡、祖沖之的遺憾。他們發現當代曆法欠精準,因此發明了改良版本,並且極力說服皇帝;但皇帝信任權臣,並沒有採納這些科學天才的貢獻。
﹡大衍曆運用二次差內插法,又創始了近似三次差的內插方式,讓計算技術得到提升。
﹡副產品-- 一行在長期觀測當中,發現「恆星位置移動(恆星自行)現象」,領先英國哈雷1000年。
數學(農業相關科學)
漢朝《周髀》、《九章算術》在魏晉南北朝時期得到驚人的發展。李淳風在內的唐朝數學家團隊集大成,修訂了前人的數學典籍,編訂《算經十書》,當成唐朝國子監(大學、國家最高學府)算學館的教科書。
唐朝很開放,科舉文科測驗詩詞,理科的試題範圍是《算經十書》。其中的數學觀念領導古中國十幾個世紀;分子、分母、平方、立方這些名詞沿用到現在。
《算經十書》囊括了十本寶貝:
《周髀》、《九章算術》
數學牛人劉徽(三國)註釋了這兩本書。不要小看「注」這個動詞,它代表幾個動作:
1. 訂正:一般人很難讀懂這兩本經典,但劉徽用千年難見的天才,不但徹底消化了,更訂正其中的錯誤。
2. 證明:《九章算術》列出題目、解題步驟和答案,卻沒有提出解釋或證明。劉徽為全書提出證實,以及自己的心得和解釋,讓讀者能瞭解這些解法並且流傳下去。
3. 加入其它的補充。
4. 加入大量的創新。
劉徽《海島算經》
從第一題「今有望海島」得名。利用標竿進行兩次、三次和四次測量,為將來的先進地圖學奠基。
劉徽站在張衡和其它科學家的肩膀上,發明了世界數學史上最精彩的割圓術,不但最嚴謹完備,同時也最簡潔。美國數學家弗蘭克·斯委特茲認為,劉徽讓中國數學測量術登峰造極,大約超越西方一千年:
1. 托勒密、阿爾卡西、趙友欣跟日本關孝和的割圓術,通通屬於單向迫近類別,不夠嚴謹。
2. 阿基米得割圓術跟劉徽一樣使用雙向迫近,因而同樣嚴謹完備,但簡潔度遠遠落後。
3. 劉徽割圓術富有程式性,能繼續分割下去,得到更精確的圓周率。南朝數學家祖沖之用劉徽割圓術計算11次,分割圓形成12288邊形,得到圓周率3.1415926,為其後一千年帶來世界上最準確的圓周率。
4. 劉徽首創把極限概念應用在數學問題,比阿基米得的雙歸謬推證法先進。
祖沖之、祖