一本数学书 为《西游记》玉华州铁匠证清白

  熟铁虽可锻打,但其内部结构松散,质地较软,需进一步锻打成钢才能制造优质兵器。反复加热、锻打、折叠,可以尽可能去除铁中含镁、铝、硅、钙等元素的杂质,让其质量变得越来越好最终成钢。从生铁到熟铁,再从熟铁到钢,锻打过程都会让其重量减少。

  阿基米德以发现浮力定律而在科学史上赫赫有名,这个发现相传来源于叙拉古国王怀疑一顶金王冠的纯度,于是委托阿基米德查明此事。最终阿基米德运用刚发现的浮力定律,测出制作王冠的工匠偷窃了黄金,代之以杂质。从《西游记》里,我们也能看到一桩颇为相似的案件。它发生在第八十八回到第九十回,大致情节是悟空三兄弟在天竺玉华州收了三个小王子为徒,分别传授武艺,王子们组织铁匠仿造悟空等人的兵器,制造期间黄狮精把金箍棒等盗走,铁匠一度被怀疑为盗窃犯。经过一番波折,金箍棒等神兵被找回。铁匠的盗窃嫌疑虽被洗清,但书中透露的两组数字却让他们有了贪污的嫌疑:

  王子又随宣召铁匠,买办钢铁万斤,就于王府内前院搭厂,支炉铸造。先一日将钢铁炼熟,次日请行者三人将金箍棒、九齿钯、降妖杖,都取出放在篷厂之间,看样造作,遂此昼夜不收。

  又见那铁匠人等造成了三般兵器,对行者磕头道:“爷爷,小的们工都完了。”问道:“各重多少斤两?”铁匠道:“金箍棒有千斤,九齿钯与降妖杖各有八百斤。”

  制器之初,钢铁万斤,造成之后,3种兵器的重量合计只有2600斤,两者相差7400斤。读到此处,不免有读者产生疑问,这相差悬殊的数字,是否意味着铁匠们偷偷搬走铁料,充实了自己腰包呢?

  原料的消耗有多少

  欲判断从原料到产品的产出比是否合理,需知道古代从炼铁到打铁,通常会消耗多少原料。

  从原文可看出,铁匠在造作之前,要花一天时间将铁炼熟,所以王子最先买的万斤都是生铁。生铁就是把粉碎的铁矿石与起还原剂作用的煤粉等混合,得到的含碳量大于2%的产物。它只能铸不能锻,要制作兵器必须再精炼成熟铁。中国传统上使用“炒钢法”来得到熟铁,即在炒炉里鼓风让生铁熔化,并通过搅拌让其脱碳。

  以新中国成立前后仍流传于山西等地的“地炉式”炒炉为例,操作者先把木炭、木柴等装入炉缸内,点燃鼓风烧旺,再加入生铁,这些生铁既可以是刚刚从矿石冶炼出来的,也可以是回收利用的铸铁锅碎块。操作者把炉门堵塞,继续鼓风加热,生铁会逐渐烧成红色,这时开始用铁棍搅拌,当生铁进一步烧得发白时,再用力搅拌,让它形成半熔融状态的团块,搅拌可以让生铁所含的碳与空气中的氧结合逸去,从而降低其碳含量。随后,操作者用火钳把团块取出,锻打挤出杂质,经过几次回炉加热、重打,最终形成铁锭或板条。

  熟铁虽可锻打,但其内部结构松散,质地较软,需进一步锻打成钢才能制造优质兵器。反复加热、锻打、折叠,可以尽可能去除铁中含镁、铝、硅、钙等元素的杂质,让其质量变得越来越好最终成钢。成语有云“千锤百炼”,就源于这个过程。从生铁到熟铁,再从熟铁到钢,锻打过程都会让其重量减少。对此北宋沈括记载道:凡铁之有钢者,如面中有筋,濯尽柔面,则面筋乃见,炼钢亦然。但取精铁锻之百余火,每锻称之,一锻一轻,至累锻而斤两不减,则纯钢也,虽百炼,不耗矣。

  关于炼钢损耗,从成书于8世纪末的现存本《夏侯阳算经》里可略窥一二。该书中炒得的熟铁称作黄铁,有两题与之相关:今有生铁6281斤,欲炼为黄铁,每斤耗5两,问为黄铁几何?答曰:黄铁4318斤3两。现在有黄铁4318斤3两,欲炼为钢铁,每斤耗3两,问钢铁几何?答曰:钢铁3508斤8两10铢5絫。

  《夏侯阳算经》把炼钢分成两步,第一步从生铁炼熟铁,产出率为11/16,第二步从熟铁炼钢,产出率为13/16,总计从生铁到钢,产出率约为55.9%。

  《夏侯阳算经》是数学书,它里面的数字能否反映炼铁的实际效率呢?从工艺调查和历史记载来看,倒是相差不多。例如20世纪50年代,学者们在云南调查的毛铁炉炒钢,从生铁炒成熟铁后,损耗三分之一,与“每斤(16两)耗5两”接近。明末的宋应星在《论气》中说,“凡铁……初入生熟炉时,铁华铁落已丧三分之一”,在《天工开物·锤锻》里又说,“凡出炉熟铁,名曰毛铁,受锻之时,十耗其三”。其比例与前面都接近。如果取宋应星和云南调查数据,生铁炼熟铁要损耗1/3,熟铁炼钢损耗30%,则产出率约为46.7%。

  从46.7%到55.9%,可视为传统炒钢工艺的生铁产钢率范围。代入到《西游记》玉华州的情况,工匠从万斤生铁可得钢约5000斤。

  如果用熟铁打制兵器,需要反复折叠锻打,让结构变得致密,增加其强度。如已准备好优良钢材,那么锻打过程就可精简一些。这个环节材料的损失主要是锻打时去除钢材表面的氧化皮,也就是我们旁观打铁时,被铁锤砸落的暗色小块。当然,产品质量也不一定只能减,不能增,对于已经磨损严重的兵器,铁匠也可以取其他钢材,把它们再重新打到一起,日久天长,反复折叠锻打,兵器上就可能呈现出弯曲回转的美丽花纹。

  这道工序造成的损耗视产品种类而定。比如木工所用的刨刃,恰需要利用熟铁的松散性,锻打次数较少,凿子小刀等质地就密实很多,刀剑等则可达“九炼”“七十二炼”乃至“百炼”。锻打次数越多,砸掉的氧化皮也越多,损耗也越大。据有经验的师傅告知,要得到质量上等的刀剑,在前一步基础上还可能耗费材料约20%。也就是说,5000斤钢出的兵器,总重量应在4000斤左右。

  这么看来,玉华州的铁匠给出的产品确实不够足斤足两,比合理情况还要少约1400斤。也许他们把剩余原料交还给官府,但作者并没有记下这件与取经关系不大的闲事,再联系兵器被盗的波折给工匠们带来的警示,他们下手贪污的可能性实在不大。

  铁棒为何重千斤

  如果我们搜集《西游记》一书里的有关数据,会发现,工匠打出的千斤铁棒,恰好对应于孙悟空金箍棒的常用尺寸。

  金箍棒有多重?《西游记》第三回提到它上面铭文记录“重一万三千五百斤”,书里没说悟空的使用体验有什么变化,我们可以认为它的重量保持恒定。金箍棒的材料是“神珍铁”,含义或是随其体积按主人心意伸缩的同时,密度相应可大可小。那么孙悟空惯用什么规格的铁棒呢?《西游记》第五回说孙悟空大战九曜星君,晃一晃铁棒,“碗来粗细,丈二长短”。第八十八回他给小王子们演示武艺时,也是“碗来粗细,有丈二三长短”,看来这就是悟空实战中的金箍棒尺寸了。

  值得一提的是,悟空平常身高只有4尺,“丈二”即12尺,悟空站在地上只能手持棒的一头,因此他不会像戏曲、电视剧里所演的那样站着舞棍,第八十八回他是在半空“离地约有三百步高下”处,撒开架势表演的。

  一丈为10尺,明代常用营造尺为32厘米,“丈二”相当于3.84米。“碗来粗细”是多粗呢?各地博物馆收藏有不少传世和发掘出的明代碗,从故宫博物院等藏品资料,可看到明代大碗口径多为27—30厘米,茶碗或小碗口径多在10厘米左右,大小适中的碗口径多为15—20厘米。如果我们取16厘米为“碗来粗细”,那么就能算出整条棒的体积约77.2立方分米。

  玉华州仿造的铁棒可不是神珍铁,其密度只能是接近于致密的纯铁或钢,即约7.8克/立方厘米,这样可算出如按悟空日常所用棒一模一样的尺寸仿造,铁棒总重量约为602千克。明朝的一斤又有多少呢?据度量衡史学者考证,其重量相当于现在的596.8克,如此则仿造铁棒合1009斤,恰与书中所说“千斤”相差无几。

  (作者系中国科学院自然科学史研究所副研究员)

  来源:科技日报

溪水正急于奔向大海,云雨携风雷重回陆地。

在风起云涌的天地间,有人看见风,有人看见雷,有人看见雨滴,有人看见溪流,但只有一种人,不到海边,就能看见大海,因为他,通过科学原理。可以推论:地低成海,百川归流。

在此起彼伏、层出不穷的现象后面,人们眼花缭乱,人们目不暇接,人们心随物转,人们无所适从。

中国人讲究“透过现象看本质”,但更多时候却是一叶障目不见森林”,因为认识事物的顺序颠倒了。应该先有全局理性认知,再来看局部;先洞察全局核心本质,再来看局部、暂时现象,而不是从局部暂时现象,去推导整体。

心中有大象之全相,才能认清象鼻象腿象肚象牙:心中无大象之全相,就会以局部代整体,横看成岭侧成峰,盲人摸象各不同。

表面现象无法穷尽,本质规律却九九归一。

涅槃是什么

前言

修学佛法最后的归趣在求证涅槃,
那么学佛修行的人,

当要彻底明白它,
不可轻易忽略它。

然而它到底是个什么东西?

让我来略说一下 :

一 、涅槃的意义

涅槃是梵语,
正音为波利匿缚男,
旧云涅槃,
今顺古亦云涅槃。

又名泥洹,
或云涅槃那,
皆音之讹略,
或楚夏不同。

旧译为灭度,

或云寂灭、
无为、
解脱、
安乐、
不生不灭等,

名虽异其义则同。

今单举灭度和寂灭二义释之 :

灭度,
即“ 灭 ”除烦恼,

“ 度 ”脱生死的意思。

寂灭,
寂谓理性“ 寂 ”静,
灭谓烦恼“ 灭 ”除。

亦可说,
证得“ 寂 ”静之体性,
自然烦恼“ 灭 ”除;

烦恼灭除,
自然证得寂静体性。

“ 智论 ”云 :

涅名为出,
槃名为趣,

谓永出诸趣生死,
则亦可译为出趣也。

若据新译 ——

玄奘法师则译为
“ 圆寂 ”,
此义比较来得完善,

因为寂灭、
灭度、
解脱等译,

不过仅约断德方面,
言断灭生死烦恼。

圆寂则统明智断二德。

今略释之 :

具足一切福德智慧叫做
“ 圆 ”;

永离一切烦恼生死叫做
“ 寂 ”。

简单的说 :

即德无不“ 圆 ”,
患无不“ 寂 ”。

详细的说 :

即福慧二严做到圆满无缺( 圆 ),
三惑烦恼彻底清除,
二种生死完全度脱( 寂 ),
永远不再被烦恼生死所困扰,

回复
“ 圆 ”明“ 寂 ”照的本有心体,

而获到一种纯善纯美的庄严解脱。

这就是涅槃的境界 ——
圆寂。

圆约进善方面言
( 成就一切福德 );

寂约灭恶方面言
( 断惑灭苦 )。

据此研究起来,
圆寂似乎大乘无为的涅槃,

寂静、
灭度等为小乘涅槃。

要之,
圆寂也就是指得
“ 圆明寂照之真心 ”。

因为它 ——
真心 ——

本具一切功德( 圆 ),
永离一切烦恼( 寂 )故。

成佛即证此真心,
故涅槃并非诸佛的专有品,
不过凡夫一向为梦想所蒙昧,
因此不能证得。

所谓迷则颠倒梦想,
悟则究竟涅槃。

当知梦想,
根本是由本觉真心而起的,
我人如能灭一分梦想,

即证一分真觉
( 如镜子去一分尘埃,
即现一分光明 ),

乃至全灭全证。

至此则一切功德无不复归
“ 圆 ”满,

一切烦恼生死无不毕竟空
“ 寂 ”,

是证到大乘究竟涅槃的境界。

二 、涅槃的种类

现在再来把它的种类介绍一下 :

涅槃有二种,

一 、有余,
二 、无余,

要详细明白它当分三段来讲 :

( 一 )就小乘方面 :

证得阿罗汉果,
对于招感生死业因的见思惑,
虽已断尽而更不生起,

但尚有前业所招的生死果报身未灭
( 生命体犹存 ),

叫做有余涅槃
( 尚有余此有漏依身的生死苦果可灭故 )。

若连以前烦恼业所受之身亦灭,
更不随业受生死,

叫做无余涅槃
( 无余外生死苦果可灭故 )。

换言之 :
不但招感生死之本的心理上之烦恼业惑已经解脱,

即众苦所聚的生理上之现实生命体亦同称解脱,

此为无余涅槃。

以上为小乘的有余、
无余涅槃
( 此有余、
无余同为一体,

因同断见思,
同证真理。

其不同处,
唯在有漏依身上灭,
未灭上分 )。

( 二 )就大乘方面 :

若变易生死因尽为有余涅槃,
变易的果尽为无余涅槃。

此为大乘的有余、
无余涅槃。

( 三 )就大小相对言 ;

小乘所证涅槃为
“ 有余 ”,

因为它仅断见思烦恼,
灭分段生死而已,

尚“ 有 ”其“ 余 ”的尘沙、
无明烦恼未断,

变易生死未了,
故曰有余。

至于大乘所证的涅槃,
则为
“ 无余 ”,

因为它是三惑全断,
二种生死永灭,

再“ 无 ”其“ 余 ”的烦恼可断,

生死可了,
故曰无余。

此为大小相对的有余、
无余涅槃。

又近代的学者说 :

果报身未灭为有余
( 虽惑断而身尚在 )
待果报身灭时,
始称为无余的涅槃。

更对于小乘和大乘涅槃的分解,

详细可再分为三点说明 :

1 、小乘灭生死而涅槃,
大乘达生死即涅槃,

这叫做本性寂灭非寂灭异,
此其一也。

2 、小乘唯断界内见思,

大乘并断界外
( 三界外 )
尘沙、
无明,

这叫做界内界外断惑异,
此其二也。

3 、小乘无身无智,
未彻证法身般若之德;

大乘则身知具足,
众德圆备,

这叫做众德具不具异,
此其三也。

我来引一段经文补释这众德具不具的道理,
使读者易懂。

“ 法华玄赞 ”二云 :

“ 一 、真如之体灵明妙觉,
名为般若 ”;

彼为觉性故也。

小乘之涅槃体非觉性,
故不名般若。

二 、真如之体出所知障,
名为
“ 法身 ”;

彼为一切功德法所依故。

小乘之涅槃非为功德法所依,
故不名法身。

三 、真如之体众苦都尽,
名为
“ 解脱 ”;

彼离分段变易故。

小乘之涅槃唯离分段,
未脱变易,
故非圆满解脱。

据上所说,
小乘涅槃所断的是见思烦恼,

所灭的是分段生死,
所证的是偏空真理,
所以它的生死因便是见思烦恼,

它的生死果即指有漏依身
( 为有漏烦恼感受生死所依之身 )。

大乘涅槃,

所断的是尘沙、
无明烦恼,

所灭的是变易生死,
所证的是中道实相理。

此则以尘沙、
无明为变易生死因,

空及二边之法相为变易生死果。

二乘人灭分段生死,
不受后有而入涅槃。

大乘菩萨及佛虽变易生死,
息妄归真,
而证无余涅槃。

或云 :
“ 佛息应身之化,
归于真身之本 ”

谓之无余涅槃。

总之,
二乘所证涅槃,
它的本体是见思烦恼永寂,
偏空真谛理显现。

菩萨所证涅槃,
它的本体是尘沙烦恼永寂,
但中俗谛理显现。

佛所证的涅槃,
它的本体是无明烦恼永寂,
实相中谛理显现。

小乘虽然不算圆满解脱,
可是它已能了脱分段生死,

因此,
亦得称为涅槃 ——
小涅槃;

三德中仅具解脱一分。

至于大乘所证的涅槃,
可就不同了,

它是圆断烦恼、
圆满解脱、
圆证三身、
圆获三智;

那法身、
般若、
解脱三德具备,

常乐我净的四德不缺。

此外还有性净涅槃、
无住涅槃,

合前有余、
无余为四种涅槃。

有余、
无余是三乘共证,

凡夫无分;

性净涅槃是凡圣同具;

无住涅槃是佛果独证。

今略说明之 :
“ 性净涅槃 ”

谓诸法自体,
性本空寂,
不假他修,
法法平等,
圣凡不二的理性。

“ 无住涅槃 ”
是说不住生死,
不住涅槃,

因为它是福慧圆满,
更无所求。

体虽如如而能不变随缘;

用虽生灭而能随缘不变。

又以大悲故不住涅槃
( 不忍坐视沉溺生死的众生而不救 );

以大智故不住生死
( 不被无明所迷,
业力所转 ),

故云无住。

结语

如上所明,
涅槃是学佛修行最后的归趣,
不消说它当然是个无法估价的圣果。

嗟嗟!世有一班不懂教义的人,
竟以涅槃认为是死的别名,
这是根本错误的!

要知道,
它 —— 涅槃,
乃诸佛圣者所同证的圣果,

是由历劫辛苦,
积行一切功德所换来的代价。

就以小乘涅槃来说 :

并不是个个死了就能即证涅槃。

请大家认识清楚为幸!


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