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泰始明昌国文:古籍-梦溪笔谈-技艺

作者: 沈括(1031年-1095年),北宋时期的著名科学家、政治家、文学家。沈括是一位博学多才的学者,涵盖天文学、地理学、数学、物理学等多个领域,是中国古代科技史上的重要人物之一。

年代:成书于北宋(约11世纪)。

内容简要:《梦溪笔谈》是沈括的科学笔记和研究成果的总结,内容涵盖天文、物理、气象、矿物学、医学等各个领域。书中涉及了沈括在各个领域的创新思考与实验,尤其是他对自然现象的科学解释以及对传统文化的批判性分析。沈括在书中提出了一些重要的科学原理,如通过对天文现象的观测,提出了早期的地球自转和天体运动理论。此书是中国古代科技史的经典之一,也为后世的科学研究提供了丰富的资料。

泰始明昌国文-古籍-梦溪笔谈-技艺-原文

算术求积尺之法,如刍萌、刍童、方池、冥谷、堑堵、鳖臑、圆锥、阳马之类,物形备矣,独未有隙积一术。

古法:凡算方积之物,有立方,谓六幂皆方者。其法再自乘则得之。

有堑堵,谓如土墙者,两边杀,两头齐。其法并上下广,折半以为之广以直高乘之,以直高以股,以上广减下广,余者半之为勾。

勾股求弦,以为斜高。

有刍童,谓如覆斗者,四面皆杀。其法倍上长加入下长,以上广乘之;倍下长加入上长,以下广乘之;并二位,以高乘之,六而一。

隙积者,谓积之有隙者,如累棋、层坛及洒家积罂之类。

虽似覆斗,四面皆杀,缘有刻缺及虚隙之处,用刍童法求之,常失于数少。

余思而得之,用争童法为上位;下位别列:下广以上广减之,余者以高乘之,六而一,并入上位。

假令积罂:最上行纵横各二罂,最下行各十二罂,行行相次。

先以上二行相次,率至十二,当十一行也。

以刍童法求之,倍上行长得四,并入下长得十六,以上广乘之,得之三十二;又倍下行长得二十四,并入上长,得二十六,以下广乘之,得三百一十二;并二位得三百四十四,以高乘之,得三千七百八十四。

重列下广十二,以上广减之,余十,以高乘之,得一百一十,并入上位,得三千八百九十四;六而一,得六百四十九,此为罂数也。

刍童求见实方之积,隙积求见合角不尽,益出羡积也。

履亩之法,方圆曲直尽矣,未有会圆之术。

凡圆田,既能拆之,须使会之復圆。

古法惟以中破圆法拆之,其失有及三倍者。

余别为拆会之术,置圆田,径半之以为弦,又以半径减去所割数,余者为股;各自乘,以股除弦,余者开方除为勾,倍之为割田之直径。

以所割之数自乘倍之,又以圆径除所得,加入直径,为割田之弧。

再割亦如之,减去已割之弧,则再割之弧也。

假令有圆田,径十步,欲割二步。

以半径为弦,五步自乘得二十五;又以半径减去所割二步,余三步为股,自乘得九;用减弦外,有十六,开平方,除得四步为勾,倍之为所割直径。

以所割之数二步自乘为四,倍之得为八,退上一位为四尺,以圆径除。

今圆径十,已足盈数,无可除。

只用四尺加入直径,为所割之孤,凡得圆径八步四尺也。

再割亦依此法。

如圆径二十步求弧数,则当折半,乃所谓以圆径除之也。

此二类皆造微之术,古书所不到者,漫志于此。

造舍之法,谓之《木经》,或云喻皓所撰。

凡屋有三分:去声。自梁以上为上分,地以上为中分,阶为下分。

凡梁长几何,则配极几何,以为榱等。

如梁长八尺,配极三尺五寸,则厅堂法也,此谓之上分。

楹若干尺,则配堂基若干尺,以为榱等。

若楹一丈一尺,则阶基四尺五寸之类。

以至承拱榱桷,皆有定法,谓之中分。

阶级有峻、平、慢三等,宫中则以御辇为法:凡自下而登,前竿垂尽臂,后竿展尽臂为峻道;荷辇十二人:前二人曰前竿,次二人曰前絛,又次曰前胁;后一人曰后胁,又后曰后絛,未后曰后竿。

辇前队长一人,曰传倡;后一人,曰报赛。

前竿平肘,后竿平肩,为慢道;前竿垂手,后竿平肩,为平道;此之谓下分。

其书三卷。

近歳土木之工,益为严善,旧《木经》多不用,未有人重为之,亦良工之一业也。

版印书籍,唐人尚未盛为之,自冯瀛王始印五经,已后典籍,皆为版本。

庆历中,有布衣毕昇,又为活版。

其法用胶泥刻字,薄如钱唇,每字为一印,火烧令坚。

先设一铁版,其上以松脂腊和纸灰之类冒之。

欲印则以一铁范置铁板上,乃密布字印。

满铁范为一板,持就火炀之,药稍镕,则以一平板按其面,则字平如砥。

若止印三、二本,未为简易;若印数十百千本,则极为神速。

常作二铁板,一板印刷,一板已自布字。

此印者才毕,则第二板已具。

更互用之,瞬息可就。

每一字皆有数印,如之、也等字,每字有二十余印,以备一板内有重復者。

不用则以纸贴之,每韵为一贴,木格贮之。

有奇字素无备者,旋刻之,以草火烧,瞬息可成。

不以木为之者,木理有疏密,沾水则高下不平,兼与药相粘,不可取。

不若燔土,用讫再火令药熔,以手拂之,其印自落,殊不沾污。

昇死,其印为余群从所得,至今宝藏。

淮南人卫朴精于历术,一行之流也。

《春秋》日蚀三十六,诸历通验,密者不过得二十六、七,唯一行得二十九;朴乃得三十五,唯庄公十八年一蚀,今古算皆不入蚀法,疑前史误耳。

自夏仲康五年癸巳歳,至熙宁六年癸丑,凡三千二百一年,书传所载日食,凡四百七十五。

众历考验,虽各有得失,而朴所得为多。

朴能不用算,推古今日月蚀,但口诵乘除,不差一算。

凡大历悉是算数,令人就耳一读,即能暗诵;傍通历则纵横诵之。

尝令人写历书,写讫,令附耳读之,有差一算者,读至其处,则曰:‘此误某字。’

其精如此。

大乘除皆不下照位,运筹如飞,人眼不能逐。

人有故移其一算者,朴自上至下,手循一遍,至移算处,则拨正而去。

熙宁中撰《奉元历》,以无候簿,未能尽其术。

自言得六七而已,然已密于他历。

钱氏据两浙时,于杭州梵天寺建一木塔,方两三级,钱帅登之,患其塔动。

匠师云:‘未布瓦,上轻,故如此。’

方以瓦布之,而动如初。

无可奈何,密使其妻见喻皓之妻,赂以金钗,问塔动之因。

皓笑日:‘此易耳。但逐层布板讫,便实钉之,则不动矣。’

匠师如其言,塔遂定。

盖钉板上下弥束,六幕相联如胠箧。

人履其板,六幕相持,自不能动。

人皆伏其精练。

泰始明昌国文-古籍-梦溪笔谈-技艺-译文

算术求积尺的方法,比如刍萌、刍童、方池、冥谷、堑堵、鳖臑、圆锥、阳马等,这些物体的形状都已经有了,唯独没有隙积的算法。古法:凡是算方积的东西,有立方,就是六个幂都是方的。它的方法是将自己相乘两次就得到了。有堑堵,比如土墙,两边有斜度,两头是平的。它的方法是将上下宽度相加,然后取一半作为宽度,再乘以直高,用直高减去上宽减去下宽,剩下的部分取一半作为勾。用勾股求弦,作为斜高。有刍童,比如倒立的斗,四面都有斜度。它的方法是将上长乘以二后加上下长,然后用上宽乘以结果;将下长乘以二后加上上长,然后用下宽乘以结果;将这两个结果相加,再乘以高,最后除以六。隙积,就是积有缝隙的,比如堆起来的棋子、层层的坛子以及洒家积罂等。虽然看起来像倒立的斗,四面都有斜度,但由于有刻缺和空隙,用刍童的方法计算常常会少算。

我思考后得到了一个方法,用刍童的方法作为上位;下位另外列出:下宽减去上宽,剩下的部分乘以高,然后除以六,再并入上位。比如计算堆起来的罂,最上面一行横着和竖着各有两个罂,最下面一行横着和竖着各有十二个罂,一行一行依次排列。先计算最上面两行,按照比例到第十二行,就是第十一行。用刍童的方法计算,将上行长度乘以二后加上下行长度,得到十六,用上宽乘以结果,得到三十二;再将下行长度乘以二后加上上行长度,得到二十六,用下宽乘以结果,得到三百一十二;将这两个结果相加,得到三百四十四,再乘以高,得到三千七百八十四。将下宽列出十二个,用上宽减去,剩下十,乘以高,得到一百一十,并入上位,得到三千八百九十四;除以六,得到六百四十九,这就是罂的数量。用刍童的方法求出实方的积,用隙积的方法求出合角不尽的部分,这就是额外的羡积。

测量田地的方法,无论是方形、圆形还是曲线,都已经有了,但还没有会圆的方法。对于圆形的田地,如果能够拆分它,就必须让它重新恢复成圆形。古法只有用中破圆法来拆分,它的误差有达到三倍的。我另外发明了拆分和恢复圆形的方法,放置圆形田地,将直径的一半作为弦,再用半径减去所分割的数,剩下的部分作为股;各自乘以,用股除以弦,剩下的部分开平方除以,得到勾,乘以二作为分割田地的直径。用所分割的数自乘再乘以二,再用圆的直径除以得到的结果,加上直径,作为分割田地的弧。再次分割也像这样,减去已经分割的弧,就得到再次分割的弧。比如有圆形田地,直径十步,想要分割两步。用半径作为弦,五步自乘得到二十五;再用半径减去所分割的两步,剩下三步作为股,自乘得到九;用减弦外的部分,得到十六,开平方,除以得到四步作为勾,乘以二作为分割田地的直径。用所分割的数两步自乘得到四,乘以二得到八,退上一位得到四尺,用圆的直径除以。现在圆的直径是十,已经足够填满,没有可以除的部分。只需要用四尺加上直径,作为所分割的弧,总共得到圆的直径八步四尺。再次分割也按照这个方法。如果圆的直径是二十步,求弧数,那么应该折半,这就是所说的用圆的直径除以的方法。这两类都是精细的算法,古书中没有记载,我随便记在这里。

建造房屋的方法,叫做《木经》,有人说这是喻皓所写的。房屋有三部分:梁以上的部分为上分,地以上的部分为中分,台阶为下分。梁的长度是多少,就配以多少极,作为榱等。比如梁长八尺,配以三尺五寸的极,这就是厅堂的方法,这就是上分。柱子的长度是多少,就配以多少阶基,作为榱等。如果柱子长度是一丈一尺,那么阶基就是四尺五寸之类。直到承拱榱桷,都有固定的方法,这就是中分。台阶有陡、平、慢三种,宫中用御辇作为标准:从下往上升,前面的人将手臂垂尽,后面的人将手臂展开到极限为陡道;抬辇的有十二人:前面两人称为前竿,接下来两人称为前絛,再接下来两人称为前胁;后面一人称为后胁,再后面一人称为后絛,最后一人称为后竿。辇前面有队长一人,称为传倡;后面一人,称为报赛。前竿平肘,后竿平肩,为慢道;前竿垂手,后竿平肩,为平道;这就是下分。这本书有三卷。近年来土木工程越来越精细,旧的《木经》多不使用,没有人重新编写,这也是一个好工匠的一项技艺。

版印书籍,唐朝人还没有大规模制作,自从冯瀛王开始印刷五经,之后的典籍都成为版本。庆历年间,有个平民毕昇,又发明了活版。他的方法是用胶泥刻字,薄得像钱币的边缘,每个字一个印,用火烧使其坚固。先准备一个铁版,在上面用松脂腊和纸灰等东西覆盖。想要印刷,就把一个铁范放在铁板上,然后密密麻麻地布上字印。一满铁范就是一个板,拿去火上烤,药稍微熔化,就用一个平板按住它的面,字就平得像磨刀石。如果只印三、两本,还不够简便;如果印几十、几百、几千本,那就非常快速了。通常制作两个铁板,一个用来印刷,一个用来布字。这个印完,那个板已经准备好了。交替使用,瞬间就能完成。每个字都有几个印,比如“之”、“也”等字,每个字有二十多个印,以备一板内有重复的字。不用的时候,就用纸贴上,每个韵为一贴,用木格存放。有生僻字平时没有准备的,马上刻出来,用草火烧,瞬间就能完成。不用木头的原因是,木头的纹理有疏密,沾水后高低不平,还容易和药粘在一起,不可取。不如用陶土,用完后再次用火烧使药熔化,用手一擦,印就掉了下来,不会沾染污渍。昇死后,他的印被我的亲戚朋友得到,到现在还在珍藏。

淮南人卫朴精通历法,是一行的流派。春秋时期有三次日食,其他历法通验,最多只能得到二十六、七次,只有一行得到了二十九次;卫朴得到了三十五次,只有庄公十八年的一次日食,古今算术都没有计算入蚀法,怀疑是前史记载错误。从夏仲康五年癸巳岁到熙宁六年癸丑岁,共有三千二百一年,书中记载的日食,共有四百七十五次。各种历法考验,虽然各有得失,但卫朴得到的是最多的。卫朴能够不用算盘,推算古时的日月蚀,只是口头背诵乘除,不会错一个数。所有大历都是算数,让人读一遍,就能默诵;旁通历则是纵横诵之。曾经让人抄写历书,抄写完后,让人贴近耳朵读,有一个数错了,读到那个地方,就说:“这里错了某个字。”他的精妙就像这样。大乘除都不用看位,运算如飞,人的眼睛跟不上去。有人故意移动一个数,卫朴从上到下,用手摸一遍,到移动数的地方,就纠正过来。熙宁年间撰写《奉元历》,因为没有候簿,没能完全发挥他的技术。他自己说只得到了六七而已,但已经比其他历法精密了。

钱氏家族统治两浙地区的时候,在杭州的梵天寺建造了一座木塔,这座塔有二层或三层,钱帅(钱氏的统帅)登上塔去,发现塔会晃动。

工匠师傅说:‘这是因为塔顶还没有铺上瓦片,上面比较轻,所以会晃动。’于是他们开始铺瓦,但塔还是像原来一样晃动。

工匠们感到没有办法,就秘密地派自己的妻子去见喻皓的妻子,用金钗作为礼物,请教塔晃动的原因。

喻皓笑着回答:‘这很容易解决。只要在每一层铺好木板后,就用钉子把木板牢固地钉紧,塔就不会晃动了。’

工匠师傅按照喻皓的建议去做,结果塔果然不再晃动。这是因为钉子把木板上下紧紧地固定住,六个面相互连接得像箱子。

人们踩在木板上,六个面相互支撑,自然就不会晃动了。人们都佩服喻皓的精湛技艺。

泰始明昌国文-古籍-梦溪笔谈-技艺-注解

算术求积尺之法:古代计算体积的方法,包括刍萌、刍童、方池、冥谷、堑堵、鳖臑、圆锥、阳马等不同形状的物体体积计算方法。

刍萌:古代计算体积的一种方法,类似于现代的“层积法”,用于计算层层堆叠的物体体积。

刍童:古代计算体积的一种方法,类似于现代的“锥体体积计算法”,用于计算四面都有斜边的锥体体积。

方池:古代计算体积的一种方法,用于计算长方体体积。

冥谷:古代计算体积的一种方法,用于计算不规则形状的体积。

堑堵:古代计算体积的一种方法,类似于现代的“土墙体积计算法”,用于计算两边斜边、两头平齐的长方体体积。

鳖臑:古代计算体积的一种方法,用于计算类似鳖甲形状的物体体积。

圆锥:古代计算体积的一种方法,用于计算圆锥体积。

阳马:古代计算体积的一种方法,用于计算类似马形状的物体体积。

隙积:古代计算体积的一种方法,用于计算有间隙的物体体积,如累棋、层坛等。

履亩之法:古代计算田地面积的方法。

会圆之术:古代计算圆形田地面积的方法。

拆会之术:古代将圆形田地分割后重新组合成圆形的方法。

造舍之法:古代建筑的设计和施工方法。

木经:古代建筑方面的著作,可能由喻皓撰写。

榱等:古代建筑术语,指屋檐与屋脊之间的距离。

版印书籍:古代用木板印刷书籍的方法。

活版:古代印刷技术,使用可移动的活字进行印刷。

胶泥刻字:古代印刷技术,使用胶泥刻字的方法。

松脂腊和纸灰:古代印刷技术中使用的材料,用于制作印刷板。

候簿:古代历法中的记录簿。

大乘除:古代数学中的乘除法运算。

运筹如飞:形容计算速度极快,如同飞鸟一般。

钱氏:指钱镠,五代十国时期的吴越国国王,据有两浙地区。

两浙:指今天的浙江省东部和江苏省南部地区。

梵天寺:位于杭州的一座古寺,梵天即梵音,指佛教圣地。

木塔:用木材建造的塔,中国古代建筑中常见的一种塔型。

钱帅:钱镠的尊称,帅为古代对武将的尊称。

匠师:指建筑工匠,这里指建造木塔的工匠。

布瓦:在木塔的表面铺设瓦片,用于防水和装饰。

喻皓:一位著名的工匠,此处可能是后人附会或误记。

金钗:古代妇女佩戴的首饰,此处指用金子制成的发钗。

易耳:容易的事情,表示事情简单。

布板:在木塔的每一层铺设木板。

实钉之:用钉子牢固地固定。

弥束:非常紧密地连接。

六幕:指木塔的六个面,即四面和两个顶部。

胠箧:古代的箱笼,此处比喻木塔的结构坚固。

伏其精练:佩服他的精湛技艺,精练指技艺高超。

泰始明昌国文-古籍-梦溪笔谈-技艺-评注

钱氏据两浙时,于杭州梵天寺建一木塔,方两三级,钱帅登之,患其塔动。

此句开篇点明背景,钱氏家族在两浙地区掌权,于杭州梵天寺建造一座木塔。塔的规模为两层至三层,钱帅(钱氏的将领)登塔时感到塔身晃动,说明塔的稳定性存在问题。

匠师云:‘未布瓦,上轻,故如此。’

匠师对此现象的解释是,因为塔顶还未铺设瓦片,导致上部较轻,所以塔会晃动。这里的‘匠师’指的是建造木塔的工匠,他通过观察和经验提出了自己的见解。

方以瓦布之,而动如初。

匠师按照自己的解释,铺设了瓦片,但塔的晃动现象并未得到改善。这说明匠师的分析和解决方法存在缺陷。

无可奈何,密使其妻见喻皓之妻,赂以金钗,问塔动之因。

面对匠师的失败,钱帅感到无奈,于是采取秘密行动,通过贿赂喻皓的妻子来询问塔动的原因。这里的‘喻皓’是一位技艺高超的工匠,‘金钗’作为贿赂的物品,体现了古代社会中的交易方式。

皓笑日:‘此易耳。但逐层布板讫,便实钉之,则不动矣。’

喻皓面对钱帅的询问,轻松地表示解决这个问题很简单。他提出的解决方案是逐层铺设木板,并确保木板固定牢固,这样塔就不会晃动了。这里体现了喻皓对建筑结构的深刻理解和对稳定性的重视。

匠师如其言,塔遂定。

匠师按照喻皓的建议进行施工,最终塔的晃动问题得到了解决。这说明喻皓的方案是有效的,同时也表明匠师对喻皓的信任和尊重。

盖钉板上下弥束,六幕相联如胠箧。

喻皓进一步解释了他的解决方案,指出通过钉板上下紧密连接,六个面相互连接,就像古代的箱子(胠箧)一样,使得塔体结构稳固。

人履其板,六幕相持,自不能动。

喻皓通过比喻说明,当人们踏上塔板时,六个面相互支撑,使得塔体不会因为人的重量而晃动。

人皆伏其精练。

最后一句总结了人们对喻皓技艺的赞叹,‘伏’字表达了人们对他精湛技艺的佩服和敬仰。这一故事不仅展示了古代工匠的智慧,也体现了中国传统文化中对于工艺精湛的推崇。

内容标题:《泰始明昌国文:古籍-梦溪笔谈-技艺》
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