细说宋朝

  二是坊刻系统，即以营利为目的的书坊或书肆刻印的图书，表明雕版印刷的图书已完全进入了市场流通。当时坊刻书技术质量以浙江最好，称浙本；四川次之，称蜀本；福建以量多取胜，称建本，尤以建阳（今属福建）麻沙镇出版最多，世称麻沙本。开封、杭州、成都、眉山（今属四川）、建宁、建阳（今属福建）、福州和建康（今江苏南京）都是当时的印刷中心。三是私刻系统，即官僚世绅私宅或家塾所刻的图书，表明宋代图书文化的普及程度。宋版书纸墨精良，版式疏朗，字体圆润，传世稀少，价值连城。
  雕版印刷是书写印刷技术的一次革命。但印行一部大书所需雕版往往累百千万，雕刻既费工时，保存也占空间，仍有改革的必要。宋仁宗庆历年间（1041-1048年），毕昇发明了活字印刷。
  其法是以胶泥刻字，每字一印，火烧泥活字使其坚硬备用。然后在一块铁板上敷以松脂、蜡和纸灰，上加一铁范，内放满所需字印，持铁板在火上加热。等松脂等溶解软化，再用一平板压平字印，使字平如砥，即可开印。
  印刷时准备两块铁板，一板印刷，一板排字，交替使用，效率极高。每字多刻数印，常用字更多至二十余枚，以备一板内重复使用，以韵分类储入木格，少数僻字则临时烧制。印刷完毕，加热再令药物熔化，以手拂印，字印自落。毕昇出身平民，生平事迹不得而详。他也试制过木活字，但木纹有疏密，沾水易变形，还容易与松脂等药粘住，不易拆版，认为还是泥活字方便。实际上，只要选用优质木料，改变拼版方式，木活字的这些缺点也是可以解决的。
  毕昇以后，使用活泥字印成的图书，目前确认最早见诸文献记载的是绍熙四年（1193年），周必大用胶泥活字印行了他的《玉堂杂记》。但现存西夏翻印佛经有光定六年（1216年）“御前疏润印活字都大勾工院”的题记，表明当时西夏已专设主持活字印刷的机构，则可推测西夏使用活泥字与木活字印刷不会迟于周必大印书的年代，可见传播之快。
  毕昇发明活字印刷术，是人类文明史上的一件大事。大约在13世纪，活字印刷东传朝鲜，后经朝鲜传入日本；另一路同时传入中亚与波斯，并因蒙古西征传入欧洲，启发了古腾堡金属活字的使用与推广。但古腾堡比毕昇的发明整整晚了四个世纪。
  除了三大发明，就应说到宋代科学最具代表性的人物沈括。他是一位百科全书式的科学家，在天文学、数学、物理学、地学、生物学、医药学和工程技术上都深有造诣，这里只能择要而说。
  在天文学上，沈括曾将提举司天监，改进天文仪器，提倡十二气历。他改制了浑仪，使其结构简化，精度提高，操作方便。他还吸取了燕肃莲花漏法的成果，提高了浮漏计时的准确性。他所提倡的十二气历是一种纯阳历的历制，以立春节气为一年之首，将传统的二十四节气与十二个月建立起对应的稳定关系，与现行公历格列高利历有相似之处。但这一个新创举终因遭到传统势力的“怪怨攻骂”而没能推行。
  在数学上，沈括一方面为隙积术给出了正确求解公式，隙积术是求解垛积问题的方法，解决的是高阶等差级数的求和问题。另一方面，他创立了会圆术，给出了一个近似公式，会圆术就是已知弓形的圆径和矢高求解弦长与弧长。
  在物理学上，沈括进行了凹面镜成像的光学实验，取得了新结果；首次记载了地学上地球磁偏角的现象；以实验证明了弦线的基音与泛音之间的共振关系。
  在医药学上，他编著了《沈氏良方》，自称“必目睹其验”，才写入书中。其中的“秋石方”，是关于提取荷尔蒙的最早记载。后人将其书与苏轼的医说合编为《苏沈良方》，也许因苏轼名声比他还大，可以招徕读者。
  沈括最主要著作当然还是他的《梦溪笔谈》，共二十六卷，另有《补笔谈》三卷，《续笔谈》一卷，共计六百零九条。据统计，关于科学技术的条目占全书的百分之四十以上，其中既有他自己对科学技术诸问题的观察、实验与思考，还保存了当时科学技术的具体史料，例如的毕昇的印刷术、喻皓的《木经》，都因该书而得以传世。科学史家李约瑟对其书评家最高，盛赞为“中国科学史上的里程碑”。
  不过，国人对这一评价也不必过于陶醉。从其结构体例来看，《梦溪笔谈》还称不上是一部严格的科学著作（在这点上，甚至还不及秦九韶的《数术九章》有意识）。他采用的完全是两宋笔记的传统体制，著述宗旨也只是“谈噱”，与其他以资谈助的宋代笔记没有形式与内容上的根本区别。仅仅因为关注的兴奋点与众不同，因而保存的科技史料就较其他笔记远为密集。《梦溪笔谈》在保存沈括与他同时代的科技史料上确有价值，无视其地位自然不对，不切实际的过高评价也是不必要的。
  说完沈括这位科学巨星，接着说说宋代科技的一般情况。
  先说数学。传统数学在宋代取得了多项突破性的成就，涌现了贾宪、沈括、秦九韶和杨辉等顶级的数学家，迎来了中国数学发展史的高峰期。
  贾宪大约生活在宋仁宗时期，曾在司天监任过职。他的数学著作《黄帝九章算经细草》和《算法敩古集》已经佚失，前书经杨辉的《详解九章算法》转引才保留了部分内容。
  贾宪的“开方作法本源图”是一个三角形数表，实际上就是指数为正整数的二项式定理的系数表，比西方阿尔·卡西的同类成果约早四百年，数学史上称为贾宪三角（因出现在杨辉书中，也称杨辉三角）。贾宪根据开方作法本源图，创建了增乘开放法，提供了求解任何告辞弥合高次方程正实根近似值的方法。
  秦九韶生活在宋宁宗、宋理宗时期，代表作为《数书九章》。他将增乘开方法成功的应用于一般高次方程的数值解，比西方同类成果早了五百多年，达到了当时数学的最高峰。他还创立了大衍求一术，简洁严密的解决了一次同余组问题的理论与算法，比西方欧拉与高斯的同类证明早了五百年。
  杨辉、秦九韶与元代的李治、朱世杰并称宋元数学四大家。杨辉的活动年代比秦九韶略晚，大约在宋元之际。他的数学著作有《详解九章算法》、《日用算法》、《乘除通变本末》、《田亩比类乘除捷法》和《续古摘奇算法》，后三书也合称《杨辉算法》。
  杨辉的贡献主要有三。其一，他在沈括“隙积术”的基础上提出了“垛积术”，推动了高阶等差级数的研究。其二，他研究了组合数学中高阶纵横图的构成规律。其三，他对筹算算法归纳了一整套歌诀，有助于捷算法的应用与推广。
  再说天文学。其成就主要表现在天文仪器、天象观察、星图绘制与历法改进诸方面。
  在天文仪器的研制发明上，燕肃在天圣八年（1030年）发明的莲花漏，首次使用了漫流系统，前所未有的提高了漏壶的计时精度。苏颂在元祐七年（1092年）研制成功的水运仪象台，实现了浑仪、浑象与报时三位一体、协调运作的构想，既能观察天象、演示天象，又能计时、报时，已具有近世天文台开启式圆顶、望远镜转仪钟与机械钟的科学结构原理。
  在天象观察方面，北宋在大中祥符三年（1010年）至崇宁五年（1106年）的近百年间，先后举行过五次大规模的天文观测，其中崇宁年间观察，姚舜辅等测得二十八宿距度误差的绝对值仅有0.15度，取代了沿用三百余年的唐代一行的数据。景德三年（1006年）对豺狼座超新星爆发的观测记录，至和元年（1054年）对天关客星的观测记录，都为现代天体物理学的研究留下了重要的历史资料。
  在星图绘制上，苏颂也有杰出的贡献。他的天文学名著《新仪象法要》附有五篇星图，首次采用了较科学的全天星空表示法。皇祐年间（1049-1054年），天文学家周琮主持了重测二十八星宿与周天恒星的工作，这次实验的结果，编制了三百四十五个星官距星的入宿度与去极度，这一星表收入《灵台秘苑》，所收星数超过了前代。元丰年间（1078-1085年）的恒星测量精度更高，其星图以刻石形式保存下来，此即现存苏州博物馆的石刻《天文图》，上半部为星图，下半部为碑文，是研究宋代全天星空的珍贵文物。
  两宋共三百二十年，先后颁历达二十部，后出转精，历法修订之频繁为历代所仅见，也可见天文历法研究的活跃。神宗时，卫朴制定的《奉元历》依据二十四节气修成，颇有特色。宁宗时，杨忠辅主持修成的《统天历》所测定的回归年长度为365.2425日，与现行公历所用之完全一致，但比西方格列高利早了将近四百年。
  最后说说医药学。
  宋朝政府对医药学十分重视，设有太医局与翰林医官院，大体说来，太医局就是中央医科大学，翰林医官院就是皇家医院。在医疗设置方面，宋代政府设立了官药局，按方配售成药，名称几经变动，最后称太平惠民和剂局；另外还官设了专供有病官员诊病与休养的保寿粹和馆，供行旅患者医养的养济院，为贫苦病人服务的安济坊，给弃儿与贫苦幼儿治病的慈幼局。
  官修医方与本草也受到政府高度重视。重要的官修医方有太宗时修成的《太平圣惠方》，徽宗大观年间编撰的《和剂局方》，南宋绍兴年间在此基础上校补而成的《太平惠民和剂局方》。