北宋慶曆年間的杭州城,最不缺的就是書坊。但雕版印刷那叫一個費勁:刻工師傅每天趴在木板上,一刀一刀刻字,刻錯一個字就得整塊板報廢。
畢昇就是刻工,這哥們兒是湖北英山人,祖傳的刻字手藝,卻有嚴重的\"強迫症\"——看見浪費就難受。他蹲在廢板堆裡扒拉,突然一拍大腿:\"掌櫃的,您說要是每個字都能拆下來,用完再拚新的,不就不浪費了嗎?\"老掌櫃白了他一眼:\"畢昇啊畢昇,你這腦洞比西湖還大,字要是能拆,那不成了積木了?\"
畢昇沒吭聲,偷偷攢弄了塊膠泥。下班回家就躲在灶房裡鼓搗,又是和泥又是刻字,弄得滿臉花。他老婆端著飯碗罵:\"你看看你,跟個泥猴似的!再玩泥巴就彆吃飯了!\"畢昇嘿嘿一笑:\"娘子,我這是搞"大宋科技部重點項目"呢,以後刻字不用雕板了!\"
畢昇的\"重點項目\"其實就是活字印刷術。他先把膠泥做成小方塊,在上麵刻字,然後放進窯裡燒硬。這些\"泥活字\"像麻將牌一樣,每個字都是獨立的。排版時,在鐵板上刷一層鬆脂、蠟和紙灰的混合物,把活字按順序排上去,加熱讓混合物融化,冷卻後活字就固定了,這樣就能刷墨印刷。
但新問題又來了:有些字常用,比如\"之乎者也\",得刻好多份;有些字很少勇,比如\"饕餮\",刻了又用不上。畢昇想了個招:做個木格子,按《廣韻》韻部分類,每個格子裡放常用字,生僻字單獨放。這樣排版時,伸手就能拿到需要的字,跟現在的鍵盤打字差不多。
最絕的是他的\"快速換版\"技術。比如印完正麵要印反麵,他準備兩塊鐵板,一塊排版,一塊印刷,這邊印完,那邊版也排好了,效率翻倍。這簡直就是北宋版的\"流水線作業\",比歐洲穀登堡的活字印刷早了四百年!
畢昇發明活字印刷時,有個\"追星族\"正在杭州當通判,他就是後來寫出《夢溪筆談》的沈括。這哥們兒是個\"科技控\",沒事就往書坊跑,聽說畢昇搞出了活字印刷,立刻帶著筆記本上門拜訪。
沈括見到畢昇時,他正在收拾活字:\"沈大人您看,這是"之"字,刻了一百個;這是"宋"字,刻了五十個......\"沈括一邊記一邊驚歎:\"畢師傅,您這發明太牛了!以前雕版印書,刻一套板要幾個月,您這活字,幾天就能排好版,還能重複用,簡直是"印刷界的變形金剛"啊!\"
畢昇歎了口氣:\"可惜沒人信啊,書坊老板說我這是"歪門邪道",不如雕版看著氣派。\"沈括拍拍他的肩膀:\"彆怕,我給您寫"測評報告"!\"於是在《夢溪筆談》裡,沈括詳細記錄了活字印刷的步驟,還加了批注:\"若止印三二本,未為簡易;若印數十百千本,則極為神速。\"意思是:印少了看不出優勢,印多了才叫快!
沈括的《夢溪筆談》就像北宋版的\"知乎\",裡麵全是硬核乾貨。比如他記錄了磁偏角現象:\"方家以磁石磨針鋒,則能指南,然常微偏東,不全南也。\"這比歐洲早了幾百年發現指南針不是正南正北的。他還解釋了彩虹的成因:\"日光照之,則為虹。\"用現在的話說就是\"光的色散\"。
最絕的是他發明的\"隙積術\"。有次他去倉庫,看見管理員在數陶罐,一層一層堆成金字塔形,數了半天還數錯了。沈括琢磨出個公式:\"上底寬a,長b;下底寬c,長d;層數n,則總數=n\6[(2b+d)a+(2d+b)c]。\"這其實就是高階等差級數求和,比歐洲早了六百年。
沈括還特彆關注民間發明。除了畢昇的活字印刷,他還記錄了水工高超的\"三節壓埽法\"——用分段的埽體堵黃河決口,以及木工喻皓的《木經》——古代建築手冊。他在書裡說:\"技藝之精,未必出於士大夫,民間自有高人。\"這在重文輕武的北宋,可是相當超前的觀念。
沈括不隻是科學家,還是個政治家。他曾出使遼國,靠著地圖和數學知識,把被遼國侵占的土地又要了回來。他還參與了王安石變法,負責整理農田水利,發明了\"淤田法\"——利用黃河淤泥改良鹽堿地。但也因為變法,他得罪了不少人,有人罵他\"科學怪人亂政\"。
最戲劇性的是他和蘇軾的\"愛恨情仇\"。烏台詩案時,沈括是舉報蘇軾的人,他拿著蘇軾的詩稿,逐條批注\"黑料\"。但後來他又很佩服蘇軾的才華,在《夢溪筆談》裡記錄了蘇軾的\"透光鏡\"研究——這種鏡子能把背麵的花紋投影到牆上,沈括猜測是\"鑄造時冷卻速度不同造成的\",雖然沒說對,但思路很超前。
晚年的沈括隱居潤州今鎮江)夢溪園,專心寫《夢溪筆談》。他在園裡挖了個池塘,養了各種動植物,整天拿著放大鏡觀察。有次朋友來拜訪,看見他蹲在池塘邊看蝌蚪變青蛙,一蹲就是半天,忍不住說:\"存中沈括字),你都六十歲了,還跟個小孩似的!\"沈括哈哈大笑:\"科學這事兒,就得有顆童心啊!\"
畢昇的活字印刷術在北宋並沒有大規模推廣,原因很現實:書坊老板覺得雕版雖然貴,但印出來的書氣派,適合賣給讀書人;活字雖然便宜,但排版麻煩,還得備大量字模。直到元朝王禎改進了木活字,明清時期才廣泛使用。
沈括的科學發現也大多停留在\"知其然\"的階段,沒能發展成係統的科學理論。比如他記錄了磁偏角,卻沒研究出地球磁場;他發明了隙積術,卻沒發展出微積分。這其中有個重要原因:北宋重文輕理,科舉隻考四書五經,科學家沒地位,畢昇到死都是個刻工,沈括的《夢溪筆談》也被歸為\"筆記小說\"。
但這不影響他們的偉大。畢昇的活字印刷術後來傳到朝鮮、日本,又經絲綢之路傳到歐洲,直接推動了文藝複興和宗教改革。德國穀登堡發明金屬活字時,應該說受到了畢昇的啟發。沈括的《夢溪筆談》被英國科學家李約瑟稱為\"中國科學史上的裡程碑\",裡麵記錄的\"隙積術會圓術\"成為後來中國數學的重要分支。
今天我們看畢昇和沈括,會發現他們代表了中國古代科技的兩種路徑:畢昇是\"工匠精神\"的典範,靠經驗積累和反複試驗搞發明;沈括是\"腦洞科學家\",靠觀察思考和邏輯推理提理論。這兩種路徑要是能結合起來,中國可能真的會提前爆發工業革命。
可惜曆史沒有如果。但畢昇和沈括的故事告訴我們:科技進步從來不是一蹴而就的,它需要耐心、好奇心和不怕失敗的勇氣。畢昇失敗了無數次才做出活字,沈括被罵\"不務正業\"仍堅持研究,這種精神比任何發明都珍貴。
畢昇和沈括可能沒想到,他們的\"小發明小筆記\",會成為照亮人類文明的火炬。正如沈括在《夢溪筆談》裡寫的:\"事非前定,造化之跡,後亦不能知。\"