初中“明朝的科技与建筑”剖析

关键词：明代，传统科技，建筑，观察视角

中图分类号：G63 文献标识码：B 文章编号：0457-6241（2019）07-0022-06

部编初中教材将课标要求的两个点“明长城和北京城”，“《本草纲目》《天工开物》《农政全书》”合编成一节课。但是，这节课又加上《红楼梦》以外的三本名著，画蛇添足，实无必要。在“三国鼎立”一课中結合《三国演义》，是历史课讲这本名著最好的时机，何必非要在明朝专门介绍？况且这本书也不完全是明朝的文学创作，流传已久的话本是其基础。初中语文课有“智取生辰纲”节选，语文老师必然介绍《水浒传》，历史课再重复，实在没味道。中国孩子有几个不知道《西游记》的？有些地方的中考将《西游记》列为名著阅读范围，历史课不必面面俱到。

观察明朝的技术水平有两个视角，从中国历史的角度可以得出课本的结论；从世界历史的角度则要看到传统的不足。客观地从三本书剖析明代的科技水平，是深层次认识近代中国落后的基础。而一味地肯定成就，后人却还不能“开眼看世界”，岂不贻笑大方？

对中国古代科技有专门研究的李约瑟博士写道：“毫无疑问，明代最伟大的科学成就，是李时珍那部在本草书中登峰造极的著作《本草纲目》。”这部书共计52卷，190多万字，附图1160幅，共收药物1892种，其中包括李时珍新发现的374种，药物图1109幅，还有医方11096则。该书在药物之下，以正名为纲，附释名为目，故名《本草纲目》。经现代医学证明，这部书对药物的记载大部分准确，至今仍有实用价值。李时珍耗费27年精力完成的这部著作，堪称奇迹。

《本草纲目》对药物的分类清晰而合理，以现在对学术著作的要求审视，这部书也很规范。比如第一卷，首先评述历代诸家本草，有官修本草，大部分是私人著作，共计41部。有价值的，不厌其烦，详尽评论长短；没有价值或失传的，寥寥数笔。此前研究到什么程度，开篇交代得清清楚楚。然后阐述本书所依据的理论，比如采药与时节的关系，处方的原则和种类，药剂的特性与用药的阴阳辩证。第二卷以实例论证自己的用药观点。第三、四卷从病症谈用药处方，比如脚气，有风湿、寒湿、湿热、食积几种病源；用哪些草药针对哪种病源，服用的药怎么配制，洗泡、热熏、敷贴用什么药物，怎样使用，等等。从第五卷开始以“部”分类，总共归纳了16个部，即水、土、火、金石、草、谷、菜、果、木、服器（指绵、布、纸等）、虫、鳞、介（指甲壳虫动物）、禽、兽、人。每个部下又分若干类，共62类。物以类从、目随纲举、条理井然。其中对植物类的阐述所占篇幅最大，人部最少。对每种药物都注不同的名称，再述药性、药理和药效，有些再附药方。比如人参，释名开列了黄参、血参、人衔、神草、地精等10个名称，气味甘、微寒、无毒。主治部分首先叙述前人已知的各种药效，注明出处，如“补五脏，安精神，定魂魄，止惊悸，除邪气，明目开心益智。久服轻身延年。本经”。“本经”指《神农本草经》。然后再述其他药效，也注明出处是哪本书，这些书都在第一卷的41部书里。最后补充李时珍自己发现的疗效，“治男妇一切虚证……胎前产后诸病。时珍”。有些药物加“附方”，就是针对症状的剂量和服用方法，也注明是哪本方剂类书的记载。

《本草纲目》梳理了中药学两千多年来积累的知识和经验，在前人基础上再发展，也纠正了此前本草的一些错误记载。李时珍对药物的分类和叙述使读者一目了然，超过以往，因此该书刊印完毕，很快产生巨大反响。当时文坛领袖王世贞赞誉此书“博而不繁，详而有要，综核究竟，直窥渊海……实性理之精微，格物之通典，帝王之秘箓，臣民之重宝也”。可惜李时珍没有看到刊印的成书。以后这部书多次翻印，还流传到国外，被翻译成日、英、法、俄等文字。达尔文称，《本草纲目》是“中国的百科全书”，他从中引述了不少有关动植物的资料。李约瑟认为，李时珍的科学水平可与伽利略相提并论，是“中国博物学家中的无冕之王”。

毫无疑问，《本草纲目》是一部伟大的著作。但是，这部书也有一些奇怪的内容。比如水部，记有雨水、露水、冬霜、腊雪、夏冰、井泉水、温汤、山岩泉水8种水可以做药物。其中雨水，指立春那天的雨水，书中说，夫妻在同房前各饮一杯，有怀孕的神效。李时珍虽然注明此为唐朝《本草拾遗》作者陈藏器的说法，但他又补充一条：立春雨水有补中益气的药效。也许那时没有什么污染，雨水都是干净的，如今则无法验证。再如第八卷金石部，古镜，也是药物，主治“惊痫邪气，小儿诸恶，煮汁和诸药煮服，文字弥古者佳”。这也是陈藏器的发现，李时珍抄录了他的记载，最后说：“小儿疝气肿硬，煮汁服。时珍。”看来他是认真的。水煮古铜镜有这种疗效？古铜镜传世至今很多，但没听说哪个老中医开此方剂。“人部”药类更显荒唐，且不说“寡妇床头灰”“人肉”也是药物，“耳塞”，就是耳朵里的脏东西，居然也有“耳垢、脑膏、泥丸脂”等别名，也是药物。李时珍说，被蛇、蜈蚣咬了，挖点儿耳屎涂上就见好。这需要积攒多少耳屎呢？看来总掏耳朵是浪费药材呀。还有人尿、人血、头垢，都能入药，今人无法理解，也许是自然条件变化太大，古代与当代不可同日而语。科学发展到今天，即便笃信中医的患者，恐怕也不愿意服用人部的这些“药材”，至少心理上不能接受。

指出缺陷并不妨碍李时珍的伟大，而是让学生历史地认识李时珍。从《本草纲目》的那些谬误中，可以窥见当时中国的科学还是在传统轨道上运行，没有出现与现代接轨的迹象。尽管中医药学自成体系，但发展仍需吸收先进的科学技术。屠呦呦即是在古代中医药记载的基础上，借助现代科学手段获得成功。若是止步于传统认知，仅凭草药，那她就不会获得诺贝尔奖。

《农政全书》与《天工开物》有很多的共性。一、都是明朝末年的著作；二、都记载农业技术；三、都是后来才受到重视；四、都有一些先进的看法；五、作者都是官员。这两部书与《本草纲目》相比，不在一个水平线上，其实中学课程选择《徐霞客游记》更好，容后再言。

《农政全书》是徐光启在其早年著作《种艺书》基础上，增补、修订但尚未完成的著作。按照现在行政区划，徐光启是地道的上海人，上海市的徐家汇因他而名。徐光启生于1562年，1597年获乡试第一名，3年后在南京见到利玛窦。利玛窦1583年进入中国，在传教中努力学习汉语，钻研儒家经典，以儒家所言的“天”“上帝”称呼天主教的天主，减少了传教的障碍和西学东渐的阻力。初次会晤，徐光启对天主教和西学留下深刻印象，以致3年后再去南京学习教义，接受洗礼，成为天主教徒，教名保禄。1601年徐光启高中进士，入京翰林院学习，此时利玛窦已定居北京。在北京，徐光启与利玛窦密切交往了8年，直至1610年利玛窦去世。

利玛窦绘制的《坤舆万国全图》打破了传统中国“天圆地方”的概念，令每个见到它的读书人惊讶不已。一些中国人开始真切地了解西方，徐光启是其中的佼佼者。他不仅学习西方科学，积极推广西方数学、天文学、地理学等知识，更难得的是，他认为西方人在基督教信仰下的道德观念远胜于中国传统。他指出，传统儒家伦理道德、政治规范虽然详备，但只能约束人的外在行为，不能使人內心产生真实的道德情感和善良意志；社会生活中普遍存在的虚假欺诈现象，源自帝王的人治和圣贤的说教。李贽与利玛窦也有交往，且与徐光启在批判圣贤之道方面颇为相近。但徐光启是反复比较了儒家思想与基督教伦理，以西方宗教批判儒学，比李贽更具分析精神。徐光启已经触及儒学是否适应近代社会的问题，倘若这种思想趋势发扬光大，近代中国社会转型将会是另外一种局面。

徐光启在北京与利玛窦合作翻译了《几何原本》，将西方的科学思维和逻辑推理方法引进中国。与此同时，他还保持着对农学的兴趣，写成《种艺书》。后来，魏忠贤专权，徐光启受到排挤，闲居在家。在这期间他对《种艺书》进行修订和补充，改名《农政全书》，未完稿又被崇祯帝启用，数年后去世。他的门生陈子龙等人整理书稿，删了大约1/10，增补了1/5，最后定稿60卷，50余万字。该书主要将此前文献中所有关于农业的内容抄录下来进行归类、整理，徐光启自己的补充、注解散见各处，总共约有61400字，虽然只占全书内容的1/8，但大多是他亲自试验、调查的成果。比如棉花种植，从选种、播种到棉田管理，很多新技术都是此前没有记录的。1580年甘薯（即山芋、红薯）刚刚传入中国，徐光启在书里就详细介绍了甘薯栽培的方法。他还作《甘薯疏》，大力鼓吹。书中有“荒政”18卷，总记了古代各种救灾、防灾的办法；水利部分9卷，重点讨论了南北不同地区如何因地制宜修建水利工程，还特别介绍了从传教士那里得知的西方水利技术。

《农政全书》刊印之时，正逢明末战乱，流行有限，直到清末才被重印。此书写法类似《本草纲目》，辑录了此前所有关于农业方面的著述，集中反映了古代农学成就。严格地说，书中有些内容不属于农学范畴，比如“荒政”，有如何减灾技术方法，也有救灾救人的措施。书名“农政”也说明不只是农业技术。

《天工开物》也是明末成书，作者宋应星，举人出身，官至亳州知州，崇祯末年弃官回乡，清顺治年间去世。《天工开物》是一部总结农业、手工业生产技术的科技著作，农业生产的内容较少，包括粮食作物栽培、谷物脱粒加工、种桑养蚕、种植棉麻等，这些《农政全书》也有辑录。此书大部分记手工业，纺织、制糖、染色、制盐、制陶、制瓷、冶铁、冶铜、造船、造车、榨油、造纸、酿酒、烧石灰、烧制硫黄、采煤、采玉料，等等，好像除了烹饪、刺绣、盖房子之外，古代手工业几乎无所不包。各项都是从原料开采到生产操作详细说明，也不是只记传统方法，特别重视介绍新技术，比如用砒霜拌麦种防虫，甘蔗育苗移栽，排除矿井瓦斯的方法，等等。宋应星还试图发现规律，比如化学反应中隐含的质量守恒定律、力学上的重心转动、生物学上的生态变种，等等。由于当时中国没有出现基础学科，这些发现都止于感知，不可能上升到科学理论。

天工，表示自然力量；开物，表示人对自然的开发利用。取名“天工开物”表达了作者的理念。该书问世后产生一定影响，但不知为什么，清乾隆朝编撰《四库全书》没有收录《天工开物》，以致其流传渐少。直到1927年，有人根据日本刊本重印，经海归地质家丁文江大力推崇，该书才受到重视，并被翻译成各种文字。

《本草纲目》《农政全书》《天工开物》的写作都是一个思路，就是将此前各种文献中相关内容辑录下来，按照新的体例分门别类，再加上作者的发现和见解。因此可以说，这三部书集中总结了传统医药学、农学和手工业的经验和技术。由于当时中西文化交流有限，西方近代科学也处于起步阶段，因此这三部书基本是沿着中国传统的轨道发展。而中国传统科技能否自然而然地走向近代科学技术，正是“李约瑟之谜”提出的问题。

《农政全书》没有太多的亮点，徐光启最突出的贡献不在于这本书，而是他接受并尽力推广西方科学知识。《徐霞客游记》则是一部创新著作，以前中国没有一部完全类似的书。徐霞客不是一般意义的旅行者，他对自然地理的观察让李约瑟感到吃惊，故其对这部书评价很高。徐霞客的精神也是当今时代需要提倡的，而且学生更容易理解《徐霞客游记》，也更有兴趣。

古代有很多人喜欢游山玩水，比如“驴友”李白，走的地方很多，但纯属“玩儿”，兴致来了，作首诗而已，不具任何考察意义。徐霞客则不然，他在旅游的同时，观察细致入微。尤其是他从51岁起历时4年的西南之行，从江苏出发，取道浙江、江西、湖南进入广西、贵州、云南。那时交通不便，道路崎岖，一人步行几千里，这种“长征精神”非常人能比。徐霞客是有文化之人，只是不愿当官，远离科举。他以简洁生动的文笔记下沿途风土人情、农副产业、城镇沿革、地形地貌、水文地质，以及遇险遇恶人的情景，读起来让人身临其境。丁文江曾为《天工开物》作跋，但其实他更看重这部书。丁文江16岁出国，26岁学成归来，是民国北京政府农商部地质调查所第一任所长，笔者叙述“北京人”发现过程曾提到他。1914年他入滇考察，一路对照此书，感叹三百年前徐霞客精力之富、观察之精、记录之详，于是回来后亲自整理《徐霞客游记》，1927年交付出版。

朱元璋的各项政策迫使子民安土重迁，但明朝却出现一个游走四方的徐霞客。他的情趣不止于游山玩水，他的社会观察能力尤其值得今人效仿。

现在能够见到的明长城，北京八达岭段、天津黄崖关段、河北山海关段修缮保护得最好。明朝时护卫北京的长城一线也是建筑最好的。站在长城的制高点远眺，没有修复的长城弯弯曲曲延伸到远方，呈断垣残壁状态。长城已经是中国的符号，其图片、影像资料都不难找到。如果仅仅感叹长城的雄伟和人民的劳动，那不是教历史，也不是历史教师的长项，甚至不如导游的水平。长城是军事设施，古代叫“边墙”，用以阻挡游牧民族的侵扰。如果长城足够万里，需要多少士兵守卫？怎样守卫？这么长的防线，一旦被突破怎么办？士兵常年在长城上巡逻吗？他们住在何处？吃、喝怎么解决？长城是哪些人修建的？明朝为什么修建长城？守备长城花费了多少银子？对明朝有何影响？在漫长的边界线上建城墙似乎是消极防御的笨办法，当时没有别的选择吗？教师提一两个问题，启迪学生再提出问题，教师再讲解，效果也许更好。

明代守备长城从辽东到甘肃共有9大军事重镇，又称“九边”。据肖立军教授的研究，九边军队常在60万左右。①若以长城万里计算，平均1里（500米）60人防卫，人均守卫8米多的距离。但这60万人不可能排列在长城上，正常的巡逻也不是步兵，是骑马的哨兵。利用长城进行防御，不是消极地在城墙上等待，有两个措施很重要，一是不断地向长城外派出“夜不收”，打探敌情。夜不收就是侦察兵，他们经常化妆深入草原，打探蒙古人的动向；二是在长城外建墩台，也叫烟墩、烽堠。一般墩台高约10米左右，墩臺上建房，看守墩台的叫墩军，日夜坚守，每墩少则5人，多则10余；望见敌人在百人以下，放一响号炮，多则多放，万人以上放5响。天晴举炮，天阴举烟，天黑举火，或直接派人报告。由于墩台多设在荒无人烟、五谷不生之地，吃水都很困难，因此墩军的生活十分艰苦。夜不收的危险性更大，1529年，隶属甘肃镇的夜不收被蒙古人发现，死亡155人。墩军与夜不收合称“瞭侦兵”，数量可观。如开平卫（今河北赤城北独石口）有“七千九百余人”；守备宣府（今河北宣化）一带长城的瞭侦兵有“三千二百余人”。②

瞭侦兵隶属九边各军镇，军镇设在长城内，在网上可查《皇明九边考》所绘图示。军镇由若干卫组成，各负责一个地段的防御。如辽东镇在明后期下辖锦州至山海关一带，共25个卫，兵力在10万以上。各卫部队分驻在若干小城堡内，统领一个军镇的总兵驻在较大的城内。如果得到瞭侦兵的报告，有敌军来犯，总兵调度军队出击。相邻军镇也有相互支援的义务，每个军镇都有无固定防区的机动部队，叫“援兵”“游兵”，用于镇内和镇外相互援助。总兵还直接掌握着一支兵强马壮的精锐主力部队，出现紧急情况及时出击。另外还有专司守城的守城兵，将领还有自己的家丁，家丁少则几百，多达几千，他们护卫主将、镇压兵变，也参加防御战斗，因此也由官府发放粮饷。

明朝中后期，北方有蒙古侵扰，南方有倭寇侵扰。“北虏南倭”比较，北方更严重。“北虏”指退回草原的蒙古人，15世纪初，统一草原东部的政权自称蒙古，明朝称之为鞑靼，称西部蒙古为瓦剌。明成祖朱棣曾5次亲率大军征讨蒙古，但收效不大，后来明朝允许蒙古来京朝贡。草原没有农业，缺衣少食，因此蒙古每年来北京的“贡使”经常多达两千余人，期望得到更多的赏赐；若不能满足，他们就一路抢掠。明朝军队的战马不及蒙古，不得不修建和加强长城防御。1449年和1550年，蒙古两次集中10万骑以上，大规模南下，直抵北京城外。但是，蒙古也没有灭亡明朝的企图，就是要通过战争掠夺财物。北京距离草原太近，边防形势一直很紧张。戚继光平倭之后就被调到蓟州，承担北京东北的防御任务，他的麾下也有10万人马。长城边线经常处于战时状态，九边必须维持庞大的部队，每年所需粮饷的数额也很大。军饷主要从国库支出，还有北方各省直接供应的粮食，和其他名目的收入转归九边，长城沿线的军屯也解决部分口粮。明中后期，九边军费是国家财政最大的一笔开支，最多一年达到595万两，而明朝全年税收白银最多时只有435万两。1571年以后，明朝与蒙古和解，恢复朝贡关系，开放边贸，蒙古的物质需求得到很大满足，长城防御的压力终于缓解。但不久，明朝援助朝鲜，对日战争又打了7年，而后满族崛起，辽战不断。没有李自成起义，大明王朝也已经被战争折腾得差不多了。

长城、墩台属于边防工事，沿线屯堡多为军营，因此主要由各镇总兵等军官负责督建，有些地方巡抚也参与城堡建设。建筑者主要是九边士兵，也雇佣附近民工。明朝初年，在长城沿线先是修建城池、屯堡和墩台，没有大规模修复长城。当时北京以北的长城叫“拦马石墙”，是简易的长城。屯堡建有围墙和敌台，堡内建营房、住宅、仓库、水井，堡外有菜园、教场等，有的屯堡还挖防护壕。墩台几乎是每隔10里一个，有大有小。大规模修建长城始于明宪宗成化九年（1473年），大约近百年才停止。长城的建筑材料主要是土、砖、石、石灰，因地制宜、就地取材。有石头的地方就砌石墙，没有石头夯土墙，重要关口以砖石包砌夯土。西部长城很多是土墙。土墙是用一层草做“筋”，夯一层土，再加草筋，再夯土。这种筑墙的方法也叫“干打垒”，到1970年代北方还在使用。最好的长城就是北京以北的地段，最后是戚继光任蓟州总兵时加固修建的。修建长城的同时还在建屯堡、墩台，所以修长城用了多少银子是弄不清的事。长城与九边防卫耗费了明王朝很大一部分财富，填又填不满，不填又不行。朝廷开支虽然很大，但底层士兵仍然艰苦，地位低下，明末起义军中很多就是九边士兵。

长城的防御作用在当时十分有效，骑兵过不去，步兵也爬不上去，蒙古人也不善于攻坚。后来清朝不修长城，皇族与蒙古贵族联姻，对闹分裂的西蒙古坚决打击，使整个蒙古草原成为中国北部的屏障，长城从此成为摆设。

北京城的布局融合了几千年来形成的中华传统文化的都城礼制观念，将天人合一贯彻其中，但最主要的是体现了以皇权为中心的理念。北京城有一条由北向南的中轴线，皇宫，即紫禁城，坐落在中轴线的中央。皇城是百姓不可接近的禁地，天宫又叫紫宫，皇帝是天子，天子所居宫殿也称紫宫，这是紫禁城的含义。民国时期紫禁城改为“故宫博物院”，于是“北京故宫”成为“紫禁城”的现代名称。

紫禁城内的宫殿都是坐北朝南，体现“面南而王”，唯我独尊的意识。更具象征意义的是，紫禁城里的宫殿坐落在中轴线中央的位置上，在今天安门广场上的中央各府衙分列中轴线的两侧，象征性地表达了皇权对国家的控制。紫禁城南面的大门叫“午门”，是群臣上朝候旨之处，如果打仗获胜，也在此举行凯旋仪式。北门叫“神武门”，取神武护卫之意。南门和北门均面阔九间，进深五间，含义为帝王具“九五之尊”。“九五”出自《易》“九五，飞龙在天”。九，阳爻；解释为九五阳气盛达于天，故飞龙在天。后世儒生神化皇权，将“九五”喻为帝位。紫禁城的东华门与西华门，与其内的文华殿、武英殿，象征“左辅右弼”，辅弼，即辅佐之意。文武左右辅佐君王。

紫禁城外还有皇城，皇城南门叫承天门，清朝时更名天安门。皇帝的圣旨开头一句“奉天承运”，承天的意思是皇帝承接、代表天意。天安门两侧皇城内，东边是太庙，西边是社稷坛，在面南位置看是“左祖右社”，一边是祖宗，一边是社稷（土神、谷神），保佑皇帝长治久安。从天安门前过金水桥原来有一条南北笔直的街道，称作“天街”，天街两侧是中央各部门的衙署。北海、中海、南海三个湖泊原来都在皇城内，有黄瓦红墙与外部隔绝。民国时，北海已开辟为公园。

皇城的南门是天安门，北门是地安门，南北相对，也在中轴线上。天安门再往南，现在毛主席纪念堂的后面还耸立着正阳门，俗称前门。正阳门外穿过前门大街正对着的永定门。原来正阳门、崇文门、宣武门外就是南郊了，为防御蒙古侵扰，明中期加筑外城，于是才有了永定门和左安门、右安门。本来的想法是再加筑一圈外城，类似现在二环外有三环一样。但朝廷实在没钱，只在前门外建了一圈，使北京城形成“凸”字形轮廓。永定门内的天坛与先农坛相对，加上朝阳门外的日坛、阜成门外的月坛、安定门外的地坛，这五坛是国家祭祀的地方，原本都属于城郊地带。

明朝的北京城基本是重建，历时14年完工。以帝王为中心的北京城既体现了中华传统文化，又造就了皇权的威严和神秘。北京城的建设与明清强化君主专制相伴相生、相辅相成。唐都长安、北宋汴京、南宋临安，以及各个朝代的都城，没有一个像明朝北京城这样突出皇帝的位置。唐朝的皇宫在长安城的最北面，皇城的南门也叫承天门，对着朱雀大街的两侧是尚书省等府署，但中书省、门下省在皇城内太极宫两侧。中书、门下两省虽然脱胎于内宫，但这时已属于政府机构，在宫内办公，好像显示了皇权对这两个机构的重视。宋朝的皇城太小了，周长才500米，明代紫禁城的周长是3428米。由于皇城太小，宋徽宗在皇城北部又建延福宫。据《东京梦华录》记载，皇城四周形成繁华的商业圈，整天熙熙攘攘，热闹非凡。由于皇城与民间的隔离不是很严格，所以宋徽宗能够经常溜出皇城，混迹坊间，寻花问柳。南宋的临安限于地形，城市建设更趋向于融合自然，无法体现以皇权中心的思想。明清有条件也有意识地将北京城建设与政治理念结合在一起。

如果认真落实课标要求，“体会中国古代人民的智慧和创造力”，则需要探微北京城建筑。比如紫禁城的角楼，梁架与斗拱交错，设计难度在哪里？皇宫里怎样解决冬季取暖？北京城有污水排放系统吗？皇城宫苑用水与城内居民日常用水都是依靠水井？这样也有趣味性，也是一种选择，其教学效果是另外一个方向，未尝不可。

【作者简介】任世江，《历史教学》顾问。

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