北宋庆历年间的杭州城,最不缺的就是书坊。但雕版印刷那叫一个费劲:刻工师傅每天趴在木板上,一刀一刀刻字,刻错一个字就得整块板报废。
毕昇就是刻工,这哥们儿是湖北英山人,祖传的刻字手艺,却有严重的\"强迫症\"——看见浪费就难受。他蹲在废板堆里扒拉,突然一拍大腿:\"掌柜的,您说要是每个字都能拆下来,用完再拼新的,不就不浪费了吗?\"老掌柜白了他一眼:\"毕昇啊毕昇,你这脑洞比西湖还大,字要是能拆,那不成了积木了?\"
毕昇没吭声,偷偷攒弄了块胶泥。下班回家就躲在灶房里鼓捣,又是和泥又是刻字,弄得满脸花。他老婆端着饭碗骂:\"你看看你,跟个泥猴似的!再玩泥巴就别吃饭了!\"毕昇嘿嘿一笑:\"娘子,我这是搞'大宋科技部重点项目'呢,以后刻字不用雕板了!\"
毕昇的\"重点项目\"其实就是活字印刷术。他先把胶泥做成小方块,在上面刻字,然后放进窑里烧硬。这些\"泥活字\"像麻将牌一样,每个字都是独立的。排版时,在铁板上刷一层松脂、蜡和纸灰的混合物,把活字按顺序排上去,加热让混合物融化,冷却后活字就固定了,这样就能刷墨印刷。
但新问题又来了: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。毕昇想了个招:做个木格子,按《广韵》韵部分类,每个格子里放常用字, 生僻字单独放。这样排版时,伸手就能拿到需要的字,跟现在的键盘打字差不多。
最绝的是他的\"快速换版\"技术。比如印完正面要印反面,他准备两块铁板,一块排版,一块印刷,这边印完,那边版也排好了,效率翻倍。这简直就是北宋版的\"流水线作业\",比欧洲谷登堡的活字印刷早了四百年!
毕昇发明活字印刷时,有个\"追星族\"正在杭州当通判,他就是后来写出《梦溪笔谈》的沈括。这哥们儿是个\"科技控\",没事就往书坊跑,听说毕昇搞出了活字印刷,立刻带着笔记本上门拜访。
沈括见到毕昇时,他正在收拾活字:\"沈大人您看,这是'之'字,刻了一百个;这是'宋'字,刻了五十个......\"沈括一边记一边惊叹:\"毕师傅,您这发明太牛了!以前雕版印书,刻一套板要几个月,您这活字,几天就能排好版,还能重复用,简直是'印刷界的变形金刚'啊!\"
毕昇叹了口气:\"可惜没人信啊,书坊老板说我这是'歪门邪道',不如雕版看着气派。\"沈括拍拍他的肩膀:\"别怕,我给您写'测评报告'!\"于是在《梦溪笔谈》里,沈括详细记录了活字印刷的步骤,还加了批注:\"若止印三二本,未为简易;若印数十百千本,则极为神速。\"意思是:印少了看不出优势,印多了才叫快!
沈括的《梦溪笔谈》就像北宋版的\"知乎\",里面全是硬核干货。比如他记录了磁偏角现象:\"方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。\"这比欧洲早了几百年发现指南针不是正南正北的。他还解释了彩虹的成因:\"日光照之,则为虹。\"用现在的话说就是\"光的色散\"。
最绝的是他发明的\"隙积术\"。有次他去仓库,看见管理员在数陶罐,一层一层堆成金字塔形,数了半天还数错了。沈括琢磨出个公式:\"上底宽a,长b;下底宽c,长d;层数n,则总数= n\/6[(2b+d)a + (2d+b)c]。\"这其实就是高阶等差级数求和,比欧洲早了六百年。
沈括还特别关注民间发明。除了毕昇的活字印刷,他还记录了水工高超的\"三节压埽法\"——用分段的埽体堵黄河决口,以及木工喻皓的《木经》——古代建筑手册。他在书里说:\"技艺之精,未必出于士大夫,民间自有高人。\"这在重文轻武的北宋,可是相当超前的观念。
沈括不只是科学家,还是个政治家。他曾出使辽国,靠着地图和数学知识,把被辽国侵占的土地又要了回来。他还参与了王安石变法,负责整理农田水利,发明了\"淤田法\"——利用黄河淤泥改良盐碱地。但也因为变法,他得罪了不少人,有人骂他\"科学怪人乱政\"。
最戏剧性的是他和苏轼的\"爱恨情仇\"。乌台诗案时,沈括是举报苏轼的人,他拿着苏轼的诗稿,逐条批注\"黑料\"。但后来他又很佩服苏轼的才华,在《梦溪笔谈》里记录了苏轼的\"透光镜\"研究——这种镜子能把背面的花纹投影到墙上,沈括猜测是\"铸造时冷却速度不同造成的\",虽然没说对,但思路很超前。
晚年的沈括隐居润州(今镇江)梦溪园,专心写《梦溪笔谈》。他在园里挖了个池塘,养了各种动植物,整天拿着放大镜观察。有次朋友来拜访,看见他蹲在池塘边看蝌蚪变青蛙,一蹲就是半天,忍不住说:\"存中(沈括字),你都六十岁了,还跟个小孩似的!\"沈括哈哈大笑:\"科学这事儿,就得有颗童心啊!\"
毕昇的活字印刷术在北宋并没有大规模推广,原因很现实:书坊老板觉得雕版虽然贵,但印出来的书气派,适合卖给读书人;活字虽然便宜,但排版麻烦,还得备大量字模。直到元朝王祯改进了木活字,明清时期才广泛使用。
沈括的科学发现也大多停留在\"知其然\"的阶段,没能发展成系统的科学理论。比如他记录了磁偏角,却没研究出地球磁场;他发明了隙积术,却没发展出微积分。这其中有个重要原因:北宋重文轻理,科举只考四书五经,科学家没地位,毕昇到死都是个刻工,沈括的《梦溪笔谈》也被归为\"笔记小说\"。
但这不影响他们的伟大。毕昇的活字印刷术后来传到朝鲜、日本,又经丝绸之路传到欧洲,直接推动了文艺复兴和宗教改革。德国谷登堡发明金属活字时,应该说受到了毕昇的启发。沈括的《梦溪笔谈》被英国科学家李约瑟称为\"中国科学史上的里程碑\",里面记录的\"隙积术会圆术\"成为后来中国数学的重要分支。
今天我们看毕昇和沈括,会发现他们代表了中国古代科技的两种路径:毕昇是\"工匠精神\"的典范,靠经验积累和反复试验搞发明;沈括是\"脑洞科学家\",靠观察思考和逻辑推理提理论。这两种路径要是能结合起来,中国可能真的会提前爆发工业革命。
可惜历史没有如果。但毕昇和沈括的故事告诉我们:科技进步从来不是一蹴而就的,它需要耐心、好奇心和不怕失败的勇气。毕昇失败了无数次才做出活字,沈括被骂\"不务正业\"仍坚持研究,这种精神比任何发明都珍贵。
毕昇和沈括可能没想到,他们的\"小发明小笔记\",会成为照亮人类文明的火炬。正如沈括在《梦溪笔谈》里写的:\"事非前定,造化之迹,后亦不能知。\"