孟暉
每次翻《西京雜記》都是一樣的體驗,一段又一段的只言片語,沒頭沒尾,但是每一句講述的事情都優(yōu)美到直擊心靈,卻又難以理解,因而讓人不敢相信。就像聽到樹林里傳來一聲歌唱,唱了一句就停住,好聽得讓你心里“咚”地一跳,你被深深吸引,但卻不知道這句歌詞是嵌在怎樣的一支完整歌曲里,不知道那支歌的整首旋律,更不知道那支歌的經(jīng)歷,它卷入其中的人文氛圍,唱這支歌的都是些什么樣的男男女女,他們有過怎樣的獲得和失去——這就是讀《西京雜記》的感覺。
讓這本書變得更有魅力的是,現(xiàn)代考古成果不斷證明其中一部分內(nèi)容的真實性,滿城中山王墓的發(fā)掘就讓大家恍然大悟,原來“漢帝送死,皆珠襦玉匣”說的是金縷玉衣。另外,聯(lián)系現(xiàn)實,或者文獻考證,也能搞清楚該書的一些條文,如“入水不濡”的“吉光裘”應(yīng)該是指石棉布。這些研究成果證明了《西京雜記》并不荒謬,而是一冊珍貴的史料摘錄。
該書有一條記載“常滿燈、被中香爐”:
長安巧匠丁緩者,為常滿燈,五龍七鳳,雜以芙蓉連藕
之奇。又作臥褥香爐,又名被中香爐……
其中,“被中香爐”出土了唐代實物,并引發(fā)了廣泛的討論。李約瑟《中國科學(xué)技術(shù)史》之《機械工程》一冊中有專門一節(jié)《“卡丹”平衡環(huán)》,把這個話題發(fā)展為科學(xué)史研究,影響深刻。厲害的是,這位大學(xué)者在該節(jié)的一條注釋里順便解釋了“常滿燈”(漢譯本252頁,科學(xué)出版社一九九九年)。據(jù)注文中講,他在斯里蘭卡考古調(diào)查所博物館看到了幾件常滿燈實物??脊艑W(xué)家在德底伽摩塔的上層房間的廢墟中發(fā)現(xiàn)了它們,而該塔建于十二世紀(jì),因此這幾件常滿燈被認(rèn)定是十二世紀(jì)的文物。
李約瑟簡單地介紹了那幾只燈的結(jié)構(gòu)和運作原理,都是多燈頭的懸燈,四周為放置燈芯的油碗,中間有一只大象作為儲油罐,當(dāng)燈碗內(nèi)的油因燃燒而下降,“氣泡上升的時候”,“大象的生殖器就作為油管向油碗注油”。他指出常滿燈是利用了氣壓原理,但具體怎樣形成“常滿”的效果,卻沒有交代明白。這就意味著,僅僅憑這一條注文,我們還是無法理解丁緩的杰出作品。
由于對伊斯蘭文明的忽視,讓我們難以注意到,常滿燈的秘密記錄在一本九世紀(jì)的里程碑式的工學(xué)著作《奇器之書》里,一千年來都在等著中國人的目光?!镀嫫髦畷返淖髡邽槟滤_·本·沙克爾三兄弟,依次名為穆罕默德(八七三年去世)、艾哈邁德和艾爾哈桑,他們生活在阿巴斯王朝的盛期、英主馬蒙統(tǒng)治的時代,是著名的巴格達“智慧宮”的重要成員。該書介紹了約一百件能制造奇妙效果的器具,不僅講述每件器物的構(gòu)造、制作過程,還解釋運作的原理,并且配有內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,在中世紀(jì)的伊斯蘭世界備受贊譽,并有后世抄本幸運地流傳至今。伊斯蘭科技史學(xué)者唐納德·R.希爾(Donald R.Hill)根據(jù)三份傳世的阿拉伯文手稿,將這一重要作品翻譯成英文并加以校注,這個英譯本于一九七九年出版,讓世界上更多的人從此有機會了解千年前的科技成就。
說來你可能不信,《奇器之書》記錄了三種常滿燈,即95項、97項和76項。其中,95項(圖一)最為簡單,李約瑟在斯里蘭卡看到的古燈就屬于這一款式:
圖一(希爾整理圖)
燈制,一旦注入之后即保持滿盞,減少之后會隨時補充。于是燈盞內(nèi)始終滿盛著油,不見減少,讓看到的人以為燈焰沒有消耗油。見圖示,制作一根圓柱,頂部標(biāo)為d。其上半截是一個空心球,亦即儲油罐,用fsx來指代……d點開有孔洞,插入一支空心管dq,q端是封閉的,而d端為敞口。在管dq的腔里,再固定一支細(xì)(彎)管jb,由管dq的壁上穿出,形式如插圖所標(biāo),其終端橫伸到球腔里。這樣,當(dāng)油由d口注入,會穿過管dq,于管jb內(nèi)上升,然后流到球罐fsx里。在球罐的側(cè)畔固定一只正常樣式的油燈ah,在燈的盞腔與球腔彼此接合的位置,一上一下開兩個孔,孔e和孔z。由上方的孔e銜接一支細(xì)管el(向上斜舉在球腔內(nèi)部)。在燈盞內(nèi)放一根粗燈芯。由d口注油,令其經(jīng)管jb匯入球腔fsx。在如我們所愿注入適量油之后,打開孔z,油便會流進燈盞,直到淹沒孔e——也可以不堵塞孔z,而是由其口接出一根上舉的彎管。點燃燈芯,燈盞內(nèi)的油便會慢慢燃燒,隨著燈油消耗,孔e會露出油面,這時,空氣經(jīng)由管el進入球腔fsx,空氣涌入多少,便會有多少(球腔內(nèi)的)儲油通過孔z涌出到盞碗里,直至孔e再次被埋沒。如此,每當(dāng)燈油將油消耗,孔e暴露,空氣便能涌入儲油罐,于是造成同等量的油流出,最終將管e封住。就這樣反復(fù)不止。(據(jù)英譯本,下同)
如此完整的介紹,配著插圖,讓人頓悟燈油“常滿”的奧秘,原來是利用氣壓原理,由附設(shè)在燈畔的儲油罐間斷地、有規(guī)律地向燈盞內(nèi)補油。
不過穆薩三兄弟沒有止步于此,在接下來的96項中,介紹了一種能夠自動出燈芯的燈,于燈盞內(nèi)設(shè)置一組包括齒輪與帶齒滑軌、滑輪、鏈條的聯(lián)動裝置,利用氣壓原理驅(qū)使這組裝置隔一段時間就發(fā)生一次運動,讓燈芯從燈嘴里冒出一截。隨之,97項(圖二)則是95款與96款的合體,構(gòu)造也就復(fù)雜了許多:
燈制,自動出燈芯,自動補油,讓任何人看到都以為火焰既沒有消耗油也沒有消耗燈芯。這種燈被稱為“神燈”。方法在于,造一座自動出燈芯的燈,我們對其復(fù)制(并加以調(diào)整),做出了圖示,即內(nèi)里有個轉(zhuǎn)輪k,上掛鏈條k,鏈條一端固定著重墜s。我們再將自動補油燈的圖示亦加以復(fù)制(即將兩座燈結(jié)合在一起),但加裝一根長管(由油燈盞腔接出,豎立在儲油罐里),空氣由這根管從油燈流通到燈柱上的儲油罐jb里。鏈條要延伸到這根豎管內(nèi),并如圖所示,在豎管的上方再設(shè)置一個小滑輪,讓鏈條由其上繞過(然后垂在儲油罐里),末端墜一個浮標(biāo)t。浮標(biāo)t的重量必須是垂墜s的兩倍,它是浮于油面上。在儲油罐與燈之間開兩個孔,孔a以及孔j,由孔a接出一根細(xì)管ae,其終端出口為一只鳥頭的喙。油燈的頂面板上開有孔f,該鳥頭應(yīng)該位于孔f之上方,這樣,當(dāng)油流過管ae后,會滴落入孔f,匯進盞腔。
圖二(希爾整理圖)
須知,一旦通過孔l注油,油會落入管ls,再經(jīng)管wz,涌進此管插入其中的儲油罐。浮標(biāo)t上升,重墜s下沉,在下沉過程中拉動鏈條,后者牽扯滑輪轉(zhuǎn)動,引發(fā)齒輪與之一同運動。帶齒輪的桿ms跟著滑動,讓燈芯向方向x移動。
注入足量油后,燈腔fb灌滿了油,此時在眾目睽睽之下點燃燈芯。油漸漸消耗,直到孔j暴露出來,空氣通過孔j進入儲油罐,油便從儲油罐通過管ae進入燈盞,接著會有油滴從鳥喙滴落,直到管口j被堵住為止。隨后,儲油罐內(nèi)的油平面逐漸下降,浮標(biāo)t降低,拉動鏈條,重墜s上升,滑輪k和齒輪y轉(zhuǎn)動,嵌裝有燈芯線的曲桿向方向x轉(zhuǎn)動,于是燈芯冒出。
要明白,我們制作的是一只自動吐露燈芯的燈,但利用這些裝置也可以造出一座標(biāo)記時間的燈,每過一個小時,就掉下一個小球。這一方法無法達到絕對精確,但能大致精確。如果愿意的話,那么還可以做到每過去一天,浮標(biāo)下沉能引發(fā)一個球落下,于是,任何人如果想知道自燈點起之后過去了多少時間,只要看看落球的數(shù)目,把一個球算作一天。信徒愿意使用這種燈——他們看到它,以為是一盞永恒的燈,燈焰永遠(yuǎn)不滅,油管里永遠(yuǎn)有燃料。他們就成了魔術(shù)師。在教堂里,基督徒把燈柱和儲油罐都嵌在墻內(nèi),用墻體隱藏起來,只顯露燈的部分,由此在觀看者的眼里更顯美麗。
這個裝置聽起來就很神奇了,如果藏在墻內(nèi)的儲油罐很大,而燈焰又微弱的話,那么每添一次油之后,自動出燈芯、自動補油的機械化工作可以持續(xù)一段時間,按文中的說法,是可以幾天都不添油而裝置自行運作,在不明就里的人看來,真是一盞不需要外力就永遠(yuǎn)長明不熄的燈了,難怪古人稱之為“神燈”。更讓人驚奇的是,這種神燈還能改裝成時鐘,利用書中未加詳解的辦法,可以每隔一小時——大概是從吐燈捻的油燈嘴處——掉下一個小球,或者設(shè)定成每一天掉下一個小球。“阿拉丁神燈”的故事之能出現(xiàn),大概是受了這類魔術(shù)燈的啟發(fā)吧!
然而你以為魔術(shù)到這一步就完了嗎?不,沒有,書中還有76項(圖三),要復(fù)雜好多,實際上這一裝置的首要目的是作為常滿酒盆,但也可以用作油燈或熏爐,或供人或家畜的飲水器:
圖三(希爾整理圖)
其制品為一只容器,這個容器應(yīng)有美觀的外形,我們以abf標(biāo)示。內(nèi)部用一片平板xl平均分割成上下兩半,而其下半部lxf再用一片豎板SH隔開。在平板xl上開一個孔w,安裝一個能朝上活動的閥門。在頂面ab開一個大洞j,在其中嵌入一個寬管jz,在將近管jz的底部升起管zd,延伸到近于頂部之處破壁而出。制作兩個小箱khe和M,以一只管Mkh將二者相貫接,并把它們安排成如插圖所示的樣式。在管Mkh中間的下面,豎立一根立桿Ty,并在y點通過一個轉(zhuǎn)軸令其與管相銜。管zd落入箱khe中。用一根桿ew把閥門w的塞子與箱khe的底部連在一起,這樣,當(dāng)箱M下沉的時候,箱khe就會升起,而閥門w也打開。在箱abx的頂面,由a點接出一根管as,此管穿過平板lx進入箱H——空氣就是由這支管進出。制造一只箱tk,將其豎立在我們選中的地方,固定好之后,箱頂亦即盆緣需比管的s端略高——標(biāo)為sh之處需與箱內(nèi)的m處位于同一水平上。在水盆(即箱tk)之內(nèi)安放一只鳥的雕像,由箱1HS伸出一根管tm,一路進入雕像的腿部,最終通到鳥喙,形成出口,如圖所示。
根據(jù)文字與插圖應(yīng)該清楚,酒或者油或者其他液體如果被注入容器頂部的孔j,會流進管jz,再經(jīng)管zd,泄漏到箱khe中,又從箱khe通過管khM匯入箱M,接著從箱M溢出,落在容器abxl里。一旦中止注酒,箱khe變空,而箱M仍然是滿的,便會下沉。于是箱khe上升,活閥w打開,液體流入容器1HS,隨即進入水盆k。當(dāng)酒或其他液體達到盆內(nèi)的sh點、箱1HS內(nèi)的s點,液體便被阻住,既無法流入水盆k也無法流入1HS,因為空氣流出的通道,即管as,遭到了堵塞。須知,無論酒還是其他任何液體,一旦從水盆k舀出,導(dǎo)管的s端就會暴露出來,于是空氣通過管ls進入箱abx,也就會有等量的液體由此箱流出。要明白,如果用一只點著燈芯的油燈替換掉水盆,那么每當(dāng)燈油耗掉,便會有等量的油補回?zé)舯K中。
如此復(fù)雜的機關(guān)設(shè)計,不知實際操作的效果如何?可能機械專業(yè)的人才一眼就能看明白,也或者需要通過重建這套裝置來加以檢驗。希爾并沒有否定此款常滿裝置的可行性,只是指出原版插圖中的一根管子的位置不對。
這三則設(shè)計足以讓我們明白,在古代世界,常滿燈并非人們幻想中的奇跡,而是經(jīng)過一代代能人巧匠不斷研究形成的技術(shù)成果。實際上,95款常滿燈并非穆薩三兄弟的首創(chuàng),拜占庭的菲隆(公元前三世紀(jì))、亞歷山大城的希羅(公元前一0年至公元七0年)在各自的著作中都已經(jīng)提到了它。因此,《西京雜記》中的相關(guān)記載不是信口雌黃,而是在某種程度上記錄了歷史真實——你可以懷疑是否真有丁緩其人,懷疑是否在西漢時、在公元前一世紀(jì)、在趙飛燕的時代中國人已經(jīng)掌握了常滿燈制作方法,你也可以認(rèn)為,既然菲隆發(fā)明在前,那么常滿燈是由西方傳入的,但是,在《西京雜記》成書的年代,當(dāng)時的中國人了解和見識過常滿燈,那是可以肯定的。
實際上,所謂丁緩制造常滿燈,我們也無法證偽,沒有什么方法去證明書中所言不可信。倒是一條條考古發(fā)現(xiàn)和文獻考證反復(fù)教導(dǎo)我們,《西京雜記》的內(nèi)容是可靠的史料。也就是說,我們其實沒有任何理由否認(rèn)書中的這一條資料。
所以,可以動腦筋發(fā)散思維的倒是,丁緩的常滿燈,究竟接近95款,僅僅能夠自動補油,還是接近97款,能同時補油和吐燈芯?甚或更接近76款?須知,書中接著還提到丁緩的另一項能耐:“又作七輪扇,連七輪,大皆徑丈,相連續(xù),一人運之,滿堂寒顫?!本褪钦f這位天才工程師非常擅長使用滑輪、鏈條傳輸裝置乃至齒輪裝置制造大型的聯(lián)動設(shè)備。97款,恰恰是齒輪、帶齒軌、滑輪與鏈條的組合。所以,何以見得丁緩不是創(chuàng)造了一個類似結(jié)構(gòu)的常滿燈呢?
據(jù)《西京雜記》,丁緩的常滿燈“五龍七鳳,雜以芙蓉連藕之奇”,具有那個時代流行的多枝燈形式,因此尺寸不會太小,至少應(yīng)與目前出土的漢代多枝燈實物差不多,在一米上下。據(jù)此推測,這架燈像李約瑟見到的斯里蘭卡古燈一樣,環(huán)繞著儲油罐分布多個燈頭,也就是說,把中央的主燈桿擴大成儲油罐,在罐式桿的外壁上附著多條立體的龍鳳雕塑,于龍頭、鳳喙處做出燈盞,點亮燈芯。不過,龍鳳數(shù)目如此之多,顯示它可能是一架組合燈,即,燈頭至少分為兩層,甚至分更多層,上下錯落分布,要做到這一點,可能需要至少兩架常滿燈上下疊置才行,在一架多燈頭常滿燈之上再固定另一架多燈頭常滿燈。另外也可能如97款一樣,上層的一個乃至幾個龍或鳳頭負(fù)責(zé)滴油。一條條呈飛翔騰降姿態(tài)的龍鳳之間,還纏繞著蓮花荷葉等裝飾,就是這樣的華燈,曾經(jīng)照亮漢成帝的宮殿。如果你堅持《西京雜記》中描寫的這種燈具是在夸張,那也該明白,如此的夸張是建立在堅實的技術(shù)基礎(chǔ)之上的。
也許,我們該做的是留意考古發(fā)現(xiàn)與文獻,看看歷史上是否還有其他常滿燈的蹤跡。97款也可以做成燈鐘,內(nèi)里利用了滑輪與齒輪,而《宋史·天文志》“皇祐漏刻”一節(jié)提到,古代有“輪漏”,或者便有著相似的結(jié)構(gòu)。另外,李約瑟《中國科學(xué)技術(shù)史》第三卷《數(shù)學(xué)、天學(xué)和地學(xué)》中注意到,北宋人王普設(shè)計的刻漏有一處與眾不同,給最低一級安置刻箭的受水壺添加了特殊裝置:“即當(dāng)刻箭上升到最高位置時,便把流水經(jīng)過的管口堵塞了”,“不過這種裝置不是用以控制水流,而是堵塞水流”。顯然,這是反向應(yīng)用了95款的構(gòu)造和原理,每當(dāng)受水壺內(nèi)的水位讓刻箭升至終點時,會堵住通空氣的孔洞,于是進水管內(nèi)的水無法再滴入受水壺。這時候,一個晝夜的周期正好結(jié)束,而刻漏拒絕繼續(xù)運作,這就提醒相關(guān)的負(fù)責(zé)人立刻去調(diào)整漏壺,拔開受水壺壁低處的退水口,排清壺內(nèi)的水。接下來,空氣流通恢復(fù),進水隨著也恢復(fù),新一輪運作便自動開始了,啟動又一個十二時辰的計時。
敏銳如李約瑟者,也沒有醒悟到此般設(shè)計的原理與意義,表示:“并且這樣做的目的也未全部弄清?!逼鋵嵞康暮芮宄?,就是利用氣壓原理,讓漏壺在經(jīng)過整整一個晝夜的滴流之后,在十二時辰終結(jié)的那一刻戛然而止,用這個方法,強迫管理者每天準(zhǔn)時準(zhǔn)點為受水壺排水,順便對整套刻漏裝置加以整理,由此保證新一輪計時順暢地啟動。用斷流的方式為時間的流逝打點,說起來還真是別致。