本则笔记记载沈括绘制的《守令图》。《守令图》,又名《天下州县图》,是沈括于熙宁九年(公元1076年)奉旨编绘的一套州县地图,比例为九十万分之一。历时十二年方才完成,全套地图共有二十幅,包括全国总图和各地区分图,其中大图一轴高一点二丈,宽一丈,并附有专书说明,现已失传。其间他由于“永乐之败”而被贬谪,但仍然努力不懈,于元佑二年(公元1087年)最终完成了这套地图的编绘。这是一套在当时最为精确的地图,除了有准确的计算比例——分率外,又设置了“准望、牙融、傍验、高下、方斜、迂直”共七个方法,并按方域划分出“二十四至”,从而大大提高了地图的科学性。
我国早在先秦时代已有地图。西晋时裴秀绘制地形方丈图,同时提出“制图六体”的理论,第一次阐明了地图的比例尺、方位和距离三个因素,解决了将地面曲折道路长度改为水平直线长度的问题(见《晋书·裴秀传》)。沈括正是借鉴了前人的积极成果,并有所革新创造,才绘制出了《守令图》。这在我国地理测绘学上无疑是一次具有重要意义的实践。
地理之书,古人有《飞鸟图》,不知何人所为。所谓“飞鸟”者,谓虽有四至【四至】指地图上某一点至东、南、西、北四个方位某一点的距离。里数,皆是循路步之,道路迂直而不常,既列为图,则里步【里步】指地图上标示的距离与实际测量所测得的距离。无缘相应,故按图别量径直四至【径直四至】指到东、南、西、北四个方位某点的直线距离。,如空中鸟飞直达,更无山川回屈之差。予尝为《守令图》,虽以二寸折百里为分率,又立准望、牙融、傍验、高下、方斜、迂直七法,以取鸟飞之数。图成,得方隅【方隅】“方”指东、西、南、北四方,“隅”指东北、东南、西南、西北四隅。隅,音yú。远近之实,始可施此法。分四至、八到【八到】即四方、四隅八个方位。为二十四至【二十四至】在八到的基础上,再把每一方位分为三份,共二十四个方位,沈括将四至、八到再分为二十四至,使地图的精确度提高了三倍。,以十二支【支】即地支,它们是子、丑、寅、卯、辰、巳、午、末、申、酉、戌、亥。、甲乙丙丁庚辛壬癸八干【干】即天干,它们是甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。、干坤艮巽【干坤艮巽】是八卦(干、坎、艮、震、巽、离、坤、兑)中的四卦,古人常用八卦表示四方四隅。巽,音xùn。四卦名之。使后世图虽亡,得予此书,按二十四至以布州县,立可成图,毫发无差矣。
【译文】
地理书中,古人有《飞鸟图》,不知道这是何人所作的。所谓“飞鸟”,是说以前的地图虽然有四至的里数,但都是沿着道路用步测量的。道路有曲有直,没有定规,画成图以后,图上标示的里数与实际测得的距离就不可能相符合,因此要按图再计算四至的直线距离,这就像空中鸟飞一样直接到达,再也没有山川曲折所引起的误差了。我曾经绘制过《守令图》,用二寸折算一百里作为分率,又建立了准望、牙融、傍验、高下、方斜、迂直共七个方法,来求得“鸟飞”的里数,图绘制成后,求得四方四隅远近的实际里程,才可以运用这一方法。将地图的四至、八到分为二十四至,用十二地支、甲乙丙丁庚辛壬癸八干和干坤艮巽四个卦名来称呼它们。即使后世将图亡失了,只要得到我这本书,按二十四至来分布州县,立刻可以绘成图,不会有丝毫的差错了。
梦溪小辞典
七法:沈括提出的绘制地图的七个准则,是在裴秀“六体”的基础上有所增删而成的,分别为:分率,制图的比例尺。准望,校正相对位置的方法。牙融,指拼合地图时相邻部位要相互吻合。傍验,参考其他资料和实地观察加以校正核实。高下,显示地势高低起伏的方法。方斜,将道路折线换算为直线距离的方法。迂直,将曲线距离换算为直线距离的方法。锻钢法
本则笔记记载了我国古代锻铁为钢的两种工艺方法:团钢法和百炼钢法,并对它们的优劣作了比较。
团钢法(或称灌钢法)是我国古代一种低温炼钢法。团钢是把生铁与柔铁相掺和。经过“泥封炼之,锻令相入”的工艺制成的。这一炼钢法在古代运用得相当广泛,许多钢制件都是用这一方法制作的。例如,北朝时代的工匠綦母怀文造“宿铁刀”,锋利无比,可以“斩甲过三十扎”,就是用团钢法锻制的(见《北史·艺术列传》)。
百炼钢法是通过烧炼使铁掺碳,再锻打使掺入的碳分布均匀,使晶粒变细,并清除掉原有的杂质,从而获得优质钢。沈括用“淘面”的过程对这一炼钢法作了生动的比喻,他把纯钢比作是面中之“筋”,“濯尽柔面,面筋乃见”,精铁经过百次锻打,才能成纯钢。
这则笔记对宋代的炼钢方法作了如实的记录,为我们研究中国冶炼技术史提供了宝贵的资料。但是他在文中把团钢称为“伪钢”,这一观点却带有很大的片面性。
世间锻铁所谓钢铁【钢铁】含碳量小于003%的叫熟铁,含碳量在003%~20%之间的是钢,含碳量大于20%的叫生铁。者,用柔铁【柔铁】即熟铁,由于性质柔软不易折断,故称柔铁。屈盘之,乃以生铁陷其间,泥封炼之,锻令相入,谓之团钢,亦谓之灌钢。此乃伪钢耳,暂假生铁以为坚,二三炼则生铁自熟,仍是柔铁。然而天下莫以为非者,盖未识真钢耳。予出使,至磁州锻坊,观炼铁,方识真钢。凡铁之有钢者,如面中有筋【筋】面筋,面粉揉和后,其中有韧性、弹力强的部分。,濯尽柔面,则面筋乃见。炼钢亦然,但取精铁【精铁】指含有渣滓的熟铁。,锻之百余火,每锻称之,一锻一轻,至累锻而斤两不减,则纯钢也,虽百炼不耗矣。此乃铁之精纯者,其色清明,磨莹之则黯黯然【黯黯然】色彩不鲜明,略带黑色。黯,音àn。 青且黑,与常铁迥异。亦有炼之至尽而全无钢者,皆系地之所产。
【译文】
世上锻铁所称的钢铁,是用柔铁盘屈起来,再把生铁嵌裹在它的中间,用泥封好烧炼,锻打使它们相互渗入,这叫团钢,也叫作灌钢。这不过是伪钢罢了,暂时依靠生铁使它坚硬,再经过两三次烧锻,生铁自然成为熟铁,仍然还是柔铁。然而天下没有人认为不对,是因为不认识真钢罢了。我出使时,到过磁州锻铁作坊,看过炼铁,才认识了真钢。凡是有钢的铁,就像面里有面筋,洗尽柔面,那面筋就现出来了。炼钢也是这样,只需要选取精铁,锻打一百余次,每锻一次就称一次,锻一次就减轻一点,直到锻打多次而斤两不再减少,这就是纯钢了。即使再锻百次,也不会损耗了。这乃是铁里面的精纯部分,它的色泽清明,磨光后就呈现出黯淡的青黑色,与一般的铁迥然不同。也有锻炼精铁,直到耗尽而完全没有钢的,这全取决于出产的地方。
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