科学技术
西周时期科学技术不断进步,表现在天文、历法、气象、农学、金属冶铸、乐律、医学等多个方面。
古代天文学的发展与“观象授时”、制定历法关系密切。周人对于恒星与星座的观察已经远超前代。比如火,又称大火,是心宿二、天蝎座α星。商人已经认识大火,而西周时期的记载渐多,并且为合理安排农事提供依据:《诗经·豳风·七月》上有“七月流火”的诗句,“火”就是大火星,意思指,七月时大火星逐渐向西方迁移、坠落;《国语·周语中》说“火朝觌矣,道茀不可行”,“火见而清风戒寒”,“火之初见,期于司里”;《左传·昭公三年》也有“火中,寒暑乃退”的说法。大火星还是三代制定历法的重要参考:“火出,于夏为三月,于商为四月,于周为五月。”(《左传·昭公十七年》)虽然三代岁建不同、月份有异,但借助大火星为历法参考都是一致的。
除了大火星,《诗经》中出现的星宿还有箕、斗、女、牛、毕、心、室、参、昴,《国语·周语中》又有房、角、亢、氐。对这些星座的认识,把二十八星宿这一恒星区划系统的形成推进了一大步。当时对于星体运动规律也有一定的掌握。比如《诗经·小雅·大东》记“东有启明,西有长庚”,其实就是叙述金星黎明见于东方、黄昏见于西方的情形。《诗经·唐风·绸缪》中说:“绸缪束薪,三星在天……绸缪束刍,三星在隅……绸缪束楚,三星在户。”三星,东汉经学家郑玄注称是心宿,认为这首诗正是通过三星位置的移动,来表明夜晚时间的推移。西周时期仍然沿袭商代的“天干地支”计时。
西周历法以子月为岁首,确立自己的正朔。“改正朔”,也是后世每个新王朝立国之初必定要实施的一项有象征意义的工作。不过西周时仍然参用夏历,《诗经·豳风·七月》就是例证,这是因为夏历与农业生产最为契合。夏代历法已知制闰,晚商是年终与年中置闰并行,周代逐渐归于年中置闰。西周又创造了“月相”法,根据月球从初光到盛明、圆满,又渐亏至黯然的过程,将一月划分为几个阶段。西周金文中有“初吉”“既生霸”“既望”“既死霸”“旁生霸”等术语,文献中也有“朏”“哉生魄”“既生魄”“望”“旁死魄”“死魄”“既死魄”等表现时间的概念。对这些术语所标示的具体日期,研究者看法不一,大致有“四分”说和“定点”说两种解释。
通过对朔望月逐渐准确地测定,西周后期渐渐以“朔日”为月首。张培瑜先生认为,这是历法的一大进步,从此进入推步制历的新阶段,也就有了天子“颁历告朔”的措施:每年岁末向各邦国颁发来年的月朔,王朝藏于明堂,邦国藏于本国太庙。每月朔日,国君到太庙朝拜并取出施行。
由于资料的缺失,西周时期对于日、月食的记录并不多见,只有少量的记载,却都非常具体。比如《诗经·小雅·十月之交》就说“十月之交,朔月辛卯。日有食之,亦孔之丑”,记录了日食日具体的干支。《古本竹书纪年》有“懿王元年,天再旦于郑”的记载。“天再旦”,指天两次放亮,有人认为这是一次发生在早晨的日食,也有人认为这是一次日全食。对于“天再旦”的天象研究,成为夏商周断代工程中非常重要的一项内容。
周人非常重视农业生产,对与农业相关的一系列事物的认识也有很大发展。比如对影响农业生产的天气和物候现象的观测:当时已经知道月亮如果进入毕星宿,就会下大雨(《诗经·小雅·渐渐之石》);冬天天空积满黑色的云层,就会下大雪(《诗经·小雅·信南山》);蟋蟀在堂,岁末将至(《诗经·唐风·蟋蟀》);而《诗经·豳风·七月》,更是罗列了各个季节和月份的虫鸣鸟叫、植物荣枯,以及相对应的农作生活。又比如对于土壤变化的认识——《国语·周语上》记录了虢文公劝说周宣王籍田的时候,提到自立春至二月初一,土壤中阳气蒸发,水分上腾,如果不加以翻动,让其输送,热气就会饱和导致灾情,农作物就无法生长的内容。此外,在农业上重视改良作物品种,重视种子的选择,等等,都是西周农业技术有所发展的种种表现。
采矿和冶铸技术也达到了相当的水平。采矿方面,周人进一步改进了井巷支护、掘进以及井下排水、通风、提升等技术。冶铸方面,周人使用鼓风熔炉,获得更高的炉温;一模多范,能够浇铸出多个器型、纹饰一样的器物,提高了生产效率;使用焊接法,使零件与器物的结合更加灵活方便;冶铸合金成分更加合理,含锡量高的锡青铜质量趋于稳定。
冶铁技术得到催生。周人利用陨铁制造铁刃铜钺,铁刃与铜体的接铸,已经兼用锻造和铸造两种工艺。西周晚期出现了铁剑。
西周青铜钟的创制,标志着多方面技术的发展。一是对乐钟形制、尺度、合金配比和组织的设计。编钟已明确构成大三度音程,每件具有两个基频,音响结构逐渐定型。悬挂的形制,也使得编钟得以发挥演奏技巧,推动了钟制的变化。二是乐律的发展。《周礼》中“大司乐”官职的职掌之一,就是“以六律、六同、五声、八音、六舞,大合乐以致鬼神”。“大师”的职责中,更详细罗列了“六律、六同、五声、八音”的名目:六律、六同合称“十二律”,包括阳声黄钟、太蔟、姑冼、蕤宾、夷则、无射,阴声大吕、应钟、南吕、函钟、小吕、夹钟;五声包括宫、商、角、徵、羽;八音包括金、石、土、革、丝、木、匏、竹。
除以上列举的各项之外,西周时期,建筑、制车、医药、纺织等方面的技术也都有不小的发展。西周时代科学技术的进步,是中国早期文明的重要组成部分。