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画说科技史之五：朝宗两宋（下）
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按：续上一篇博文：朝宗两宋（上），刊发于《百科知识》2018年12月B刊。算“画说（中国古代）科技史”系列文章第五篇，若算开篇语的话，就是第6篇了。
在《朝宗两宋（下）》篇，笔者打算依次从宋代的花鸟画、风俗画和界画三方面谈谈宋代绘画中的科学技术。
名画中杂交的锦鸡
2016年，中国科学院昆明动物研究所的几位研究人员在北宋的一幅名画中有了惊天发现——他们发现了迄今我国最早的杂交鸟的形象。北宋名画如何帮上了科学家的忙？这事还得从宋徽宗说起。
岳飞有一首著名的词《满江红》，其中有一句是“靖康耻，犹未雪；臣子恨，何时灭？”这里的“靖康耻”便与宋徽宗有关。北宋靖康二年（1127年），金军攻占了都城汴梁（今河南开封），掳掠了徽宗、钦宗二帝到北方，由此北宋灭亡；宋室随即南渡，便是南宋。宋徽宗后来客死他乡，异常悲惨。他的一生如同整个宋代一样吊诡：宋代国力积贫积弱，却在科学技术、文化艺术方面空前繁荣；宋徽宗政治上碌碌无为，但在绘画、书法方面有极高造诣，加上他热心倡导、身先垂范，极大推动了宋代文化艺术事业的繁荣，北宋晚期的翰林图画院盛极一时，便与他有直接关系。
发现绘有杂交鸟的是宋徽宗的御题画《芙蓉锦鸡图》（图1），现藏故宫博物院。画面的主体绘有两枝芙蓉和一只锦鸡，右上方绘有两只蝴蝶，左下方绘有几株菊花。右侧中上及右下有宋徽宗的题诗、落款和钤印。此画虽有宋徽宗御题，但据著名书画鉴定专家徐邦达鉴定，该画并非赵佶亲绘，而是画院中高手所作。现在我们看这只锦鸡，普通人只是觉得它明艳绚丽，科学家是如何判断它是一只杂交锦鸡呢？原来，锦鸡仅有两种，红腹锦鸡和白腹锦鸡，顾名思义，红腹锦鸡腹部通红，白腹锦鸡腹部银白。
图1 《芙蓉锦鸡图》
首先要知道画中的锦鸡是一只雄性锦鸡，因为它头上有羽冠、色彩华美，而雌性锦鸡没有羽冠，且色彩暗淡。其实这是动物世界的普遍法则，是性选择的结果，达尔文很早就论述过。比如雄鹿有角，雌鹿无角；雄孔雀拥有可以开屏的华丽翅膀，而雌孔雀尾巴短、无法开屏。其次，《芙蓉锦鸡图》上的锦鸡兼有红腹、白腹两种锦鸡的特征（图2，略）。从羽冠上，雄性红腹锦鸡金黄色的羽冠批覆在后颈上，而雄性白色锦鸡紫红色的羽冠像小辫似地披散在后颈。《芙蓉锦鸡图》的锦鸡符合雄性红腹锦鸡的特征，但在颈部的扇状羽上，又符合雄性白腹锦鸡的特征，因为白腹锦鸡的扇状羽由白色镶黑边的羽毛组成，而红腹锦鸡的扇状羽由棕橙色镶蓝黑边的羽毛组成。因此可以判断，画中的锦鸡是两种锦鸡杂交的结果。
我国古代很早就利用了动物的杂交优势，比如公驴与母马交配后生的骡子，融合了马和驴的优点，既有耐力又有力量。战国末年成书的《吕氏春秋》就记载，赵简子非常喜爱他的两匹白骡。可见，春秋时期已利用了骡子。不过，我国动物杂交的最早图像，便是北宋赵佶的《芙蓉锦鸡图》了。
一丝一缕总关情
谈隋唐、五代部分时，我们谈过敦煌壁画中的立式纺车，也捎带提了一下北宋王居正的《纺车图》（图3）。敦煌壁画中的立式纺车年代早，可惜画得并不清晰，也不够准确，到了宋代，才出现了几幅栩栩如生的纺车图像，它们都可以归到风俗画的范畴。我们不但得以一窥那时的纺织机具，还能体察画中表现的家庭生产劳作关系等。
图3 《纺车图》
画面上的核心人物是右侧坐在板凳上的中年妇女和左侧双手持线团的老妪，这位老妪，应该是中年妇女的婆婆（下文分析）。中年妇女左手抱着婴儿，右手转动纺车。在她身后是一蓬头小儿，手持一木棍，棍上系细绳，绳子末端系一青蛙。小儿正用青蛙戏逗妇女身前的黑狗。中年妇女肩上和老妪膝盖上的补丁非常显眼，这正是下层贫苦劳动人民的真实写照。从纺织技术上看，这是在加工粗麻，或者说给粗麻加捻、牵伸，纺成细的麻纱，用于织造麻布。为了提高生产效率，纺车装有两个锭子，对应到老妪手中的两个麻团。在古代“男耕女织”的生产模式下，对于这种需要两人配合才可进行的劳作，若是女性一起，无非是婆媳、妯娌、姑嫂这几种关系，显然《纺车图》最合理的解释是婆媳合作。那么，宋代有没有一人可以一人便可操作的纺车呢？
有，宋代不但出现了后世流传广泛的卧式手摇纺车，还出现了高效的脚踏五锭纺车。卧式手摇纺车，最早出现在山西高平开化寺的北宋壁画中（图4）。高平开化寺大雄宝殿的壁画，完成于北宋绍圣三年（1096年），距今有近一千年，壁画面积近90平方米，是我国现存面积最大的宋代寺观壁画。2011年寒假的一天，笔者与表弟冒雪“拜访”开化寺，结果大雄宝殿的大门被一道上锁的铁栅栏封住了。殿内光线很暗，隔着栅栏几乎看不见什么。表弟看到右侧一小屋内有灯光，便前去询问，在讨价还价后，我们得以50元进去参观20分钟。在大雄宝殿的西壁上，看到了学界关注许久的立式织机和卧式手摇纺车。望着土墙上历经千载得以幸存的壁画，激动又感慨。2017年4月，北京大学塞克勒考古与艺术博物馆举办了一次“千年壁画、华彩重生”展，主题是利用现代科技手段，高清呈现开化寺的壁画。我亲临现场，这次看到的更精细、更从容。
图4 开化寺壁画《观织图》（局部）
我国纺织技术史的学者已经关注到开化寺壁画中的立式织机与纺车，也有学者对这具部分遮挡的纺车做了并无根据的“复原”。这种立式织机前承莫高窟五代时期壁画中的样式，后接元代薛景石（今山西万荣人）《梓人遗制》中的“立机子”，至少说明宋元时这种立式织机并不鲜见。织机搁下不谈，接下来专门说下这具纺车。
卧式手摇纺车的历史，目前仍不清晰。许多学者倾向认为汉代已经出现，但迄今发现的众多汉代画像石中的纺车形象并不能给予清晰证明，仍是一悬而未决的问题。早年李约瑟认为，宋末元初的画家钱选约在1270年绘有一幅《母别子》的画，描绘了世界上最早的卧式手摇纺车。开化寺壁画中的纺车，已经推翻了这一结论，因为它大约早了200年。这种形式的纺车，便是后世流传最广泛的一种。
接下来谈脚踏纺车。关于脚踏纺车，有两种讹传。首先，有学者认为东晋时已有脚踏纺车，理由是相传东晋的顾恺之曾为《列女传》绘图，后世流传版本的插图均源自顾恺之。这种看法并不可靠，因为《列女传》目前最早的版本是南宋建安余氏刻本（三锭纺车），并无证据表明该版本的插图（图5）与顾恺之有关。其次，另有一种看法，认为是元代纺织技术革新者黄道婆发明了脚踏纺车，这也与事实不符。黄道婆若真是其发明人，元代王祯《农书》不能不提及，因为该书不止一次提到脚踏纺车。几年前，笔者在南宋马和之《豳风图》发现绘有一具脚踏纺车（图6）。与建安本《列女传》脚踏纺车不同的是，该纺车有五个锭子，这种纺车只能用于加工麻缕。从而说明了南宋时已出现了脚踏纺车（参见拙作：《中国古代是否存在五锭棉纺车》，《武汉纺织大学学报》2013年第4期）。
图5 南宋本《列女传·鲁寡陶婴》
图6 马和之《豳风图》（局部）
大型官营水磨作坊
这里我们谈谈著名的界画《闸口盘车图》（图7）。所谓界画，顾名思义，是指画师作画时使用界尺引线，这样可以画出均匀笔直的线条。显然，界画主要用于绘画亭台楼阁或者舟车这类器物。界画起源很早，到唐代已经成熟，比如曾被央视“国家宝藏”栏目隆重介绍的唐懿德太子墓壁画《阙楼仪仗图》就是典型的界画。雄伟的“三出阙”（一母阙，二子阙）给观众留下了深刻印象，该壁画现藏陕西历史博物馆的“唐代壁画珍品馆”。
图7 《闸口盘车图》
到了宋代，界画发展到了鼎盛时期，出现了群星璀璨的界画大师，他们有郭忠恕977、王士元、赵伯驹、刘松年、李嵩等，当然还有我们曾提到的张择端。《清明上河图》通常归在“风俗画”名下，但其中的城楼、酒肆等店铺以及舟船均是界画的画法。今天谈的《闸口盘车图》与《清明上河图》类似，从绘画主题也可归入风俗画，但就绘画手法又多采用界画。
《闸口盘车图》现藏上海博物馆，有关该画的创作年代，有必要交代一下。因为在画卷上有楷书“卫贤恭绘”的落款，故过去认为是五代南唐画家卫贤的作品。后来有专家认为该题款是后来重填，无法肯定为卫贤作品。近年甚至有人论证该画是张择端所绘，但学界并未认同。又有专家从建筑、人物服饰等特征判断，大致为北宋早中期的作品。上海博物馆官方介绍，认为是五代到北宋初的作品。
我们先看下这幅画的整体布局。画面的中左部是一官营水磨作坊，一大一小卧式水轮分别驱动一石磨和一面罗。作坊两侧各有一望亭，望亭下的台基上是劳作的场院，有筛粮、扛粮、引渡的劳工，再前面是运粮的河道，右下角是一彩楼和酒家。
最值得关注的自然是这座大型水力磨坊。先看左侧的水磨，这种水磨从机械结构上并不复杂，但在形式上与常见的不同，卧轮通过立轴驱动的是下磨盘，上磨盘是悬吊在屋梁上的，磨盘上硕大的粮斗也悬挂在屋梁上。后来这种形式的水磨在西北甘肃、青海一带非常流行，如今在西北的个别偏僻乡村还能见到其遗踪。再看右侧的面罗，它是由下方小卧轮驱动的，故称为“水击面罗”。由于面罗的部分结构被阁楼遮挡，其机械原理至今仍是一个谜。1966年，上海博物馆的郑为提出一种机械设想，复原了这种水击面罗的机械结构。近年，长期关注我国古代机械复原的李崇州也提出一种方案。笔者在他们的基础上，遵循我国古代的机械传统另提出了一方案，由于内容过于专业，此处不赘（参见拙作：《对古代脚踏风扇车和水击面罗复原的商榷》，《中国科技史杂志》2017年第2期）。去年，笔者听说安徽淮北市在打造运河古镇旅游名片，其中一项目是利用运河水闸的水位差（作动力源），复原《闸口盘车图》的场景。该项目目前进展如何，水击面罗的机械结构如何，暂不得知。
无论如何，即使除去目前学界仍存争议的水击面罗，单就该画逼真描绘的水磨以及相关劳作场景而言，其在机械史上的地位便可不朽。
得益于宋画高超的写实技巧，无论对自然摹绘之精到，抑或对世间风俗关照之细微，与科学技术相关之题材，绝非“朝宗两宋（上、下）”篇可以含纳。这些例子，权作管中窥豹吧。两宋以降，画界的这种兴趣和技巧日渐式微，虽有吉光片羽般地在惜存于少数几位画家的作品中，但气象和意境已不可同语。
史海钩沉
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