《新仪象法要》是北宋苏颂撰写的介绍中国传统天文仪器制作的专门性著作。由于图文并重,也可称是一本古代天文仪器的专门设计书。此书成书于绍圣初年,故尤袤《遂初堂书目》称为《绍圣仪象法要》,《宋史·艺文志》有《仪象法要》1卷亦注云绍圣中编。此书进呈后,即奉诏藏于秘阁,世所罕知。宋室南渡后拟重制浑仪,绍兴三年(1133)曾召苏颂之子苏携“取颂遗书考质旧法”,可惜苏携不通书中原理而作罢。乾道八年(1172),吴兴施元之将此书刊刻面世,可谓该书流传的第1刊本。有元一代,严禁民间私习天文,故此书流传甚稀。明末钱曾得一施刻本,影摹收藏,并据别本补入天运轮等四图和说明,后来进呈而为四库全书本。《四库全书提要》云:“曾所抄尤拯工致,其撰读书敏求记载入是书,自称图样界画不爽毫岁,凡数月而后成,楮墨精妙绝伦不数宋本,良非夸语也。”目前此书常见的版本,为清道光二十一年(1841)钱熙祚所辑《守山阁丛书》本。1937年,商务印书馆据此影印为《万有文库》平装本,普通图书馆均有收藏。
苏颂(1020-1101),字子容,泉州南安(今福建南安)人,后随父徙居于丹阳(今江苏丹阳)。仁宗庆历二年(1042)中进士,皇祐五年后历任馆阁校勘,同知太常礼院和集贤校理。任职九年期间,主要是编审皇家秘阁藏书,因而博览经典秘笈。元祐五年,任尚书左丞,受命领导制作当时最先进的水力运转的天文仪器——水运仪象台。元祐七年升尚书右仆射,次年辞位后专心撰写水运仪象台各部形制的技术专著,于绍圣初年完成此书,书成进呈,苏颂则告老移居京口(今江苏镇江),旋即去世。他一生博学多才,对“图纬、律吕、星官、算法、山经、本草”等无所不通。曾组织医官增补《开宝本草》,共收药物1082种。其著作除《新仪象法要》外,尚有《嘉祐补注本草》和《图经本草》等。
本书分上、中、下3卷,共约1.2万多字。书首附有苏颂《进仪象状》一篇,约2000余字。该文向皇帝详细报告制造水运仪象台的缘起、经过、参加人员以及它不同于前代同类仪器的特点等,同时也评述了前代所传天文学说和水运天文仪器的发展历史。正文以图为主,每图后附一说明文字,分别介绍水运仪象台的总体结构和各部构造,类似今日的机械设计图纸的说明书。卷上有图17幅,文字约3000字,介绍浑仪总体和部件的名称、构造、尺寸以及较前代改进之处。卷中除三幅浑象机械构造图外,另有浑象所用星图五幅,四时昏晓中星图九幅。文字约2000字,分别介绍浑象构造、浑象所绘星官以及观象授时演示之法。卷下有图23幅,别本补图4幅,文字约4500字,分别介绍水运仪象台总体、水力驱动装置、传动机械和报时机构等,其中的主要部分是水力驱动的天文钟运转系统。
本书总共有图57幅,它采用透视和示意两种画法,准确无误地反映出各种部件的尺寸比例和相互关系,可谓是中国保存下来的最古的完整机械图纸。
《新仪象法要》做为古代宝贵的科学遗产,给后代研究者提供了极其丰富的科技信息和大量值得探索的科学课题。一个直接的问题就是按照书中图纸和说明,能否造出一台由水力驱动的天文钟系统——水运仪象台。经过一年半的辛勤探索和反复试验,由王振铎先生领导的仪器复原工作在1958年6月取得成功,造出了为原大五分之一的木结构模型,在水力冲激下运转不息。由此揭开了世界上最早天文钟的秘密,充分证实《新仪象法要》一书原理的科学性和技术的合理性。从那以后,这座模型一直陈列在中国历史博物馆中供中外宾客参观。
《新仪象法要》卷中所附的五幅星图,根据天文学原理可以考察出这些星图的实测地点和年代,恒星位置准确度以及星图制图的技术水平等。潘鼐先生经过各种版本的比对和大量天文计算考核后认为,这些星图是根据北宋元丰五年(1082)在首都开封实际测量后绘制的,各星座相对位置准确无误,可谓“是那个时代世界上最完备的科学星图”。在制图技术上,它所采用的正圆柱投影法和天顶等距投影法,都比西方早4个世纪。英国科学史家李约瑟也曾说过:“欧洲在文艺复兴以前,可以和中国天图制图传统相提并论的东西,可以说很少,甚至简直就没有。”(《中国科学技术史》)这确是一个符合实际而且恰当的评价。
《新仪象法要》在西方科学史界受到很大的重视。李约瑟博士等在研究机械钟的发明史时发现,中国唐宋两朝制造天文钟的悠长传统,正是后来欧洲机械钟表发明的技术先导和源泉。而《新仪象法要》书中所载水力转动机械和控制机构的构成充分地证实了这一重要结论。为此,李约瑟等人在1960年发表一部研究《新仪象法要》中天文钟系统及其历史地位的学术专著《Heavenly Clockwork》。在全书9章中,有4章用来直接讨论《新仪象法要》的作者生平,版本流传和书中各部件在现代机械学中的作用。尤其是第3、4两章,把“进仪象状”和卷下水运仪象台全文翻译成英文刊出,使西方读者能直接读到《新仪象法要》中的精华篇章。在经过详细的论证后,李约瑟得到一个肯定的结论:“我们看到,机械时钟和机械化天文仪器是如何在中国共同成长的,它们事实上是在同一机械上结合起来的。……这方面的发展的成果被欧洲分为两个阶段接受了。”(《中国科学技术史》)。此外,法国汉学家马伯乐(H·Maspero)也介绍过《新仪象法要》的基本内容,并把卷上浑仪全文译成英文发表。
