東吳大學物理系副教授 郭中一
1997 年末、1998 年初，湖北博物館的曾侯乙墓出土文物，與鴻禧美術館協商，在台北鴻禧美術館、高雄市立美術館兩處展出，展出前還曾於國家音樂廳舉辦編鐘演奏會。此次展出內容之精彩與重要，堪稱本世紀中國考古發現之最，身為炎黃子孫的我們尤當深入了解，以明白我國多文化中心融合的進程與科學文化、文明上的偉大成就。
曾侯乙墓位於湖北隨縣擂鼓墩，古來皆知此地為春秋戰國時隨國故土，《莊子》的〈讓王〉篇曾有「隨珠彈雀」的比喻，隨珠常與和璧並稱，當作是珍貴的寶物；《呂氏春秋》的〈至忠〉篇中也有楚莊哀王射隨兕申公培移禍的故事；《左傳》莊公六年、八年更載有楚武王伐隨的故事，並提到「漢東之國，隨為大」。隋文帝楊堅最初封於隨，得國後以「隨」字中走之邊不祥而去之，以「隋」為國號。隨國是姬姓國，楚國強大後成為楚的附庸，最後於戰國中期為楚所滅。曾侯乙墓出土文物多處可見「曾侯乙」字樣，不難確定墓主就是曾國國君曾侯乙，然而同時何來兩國於同一土地之上？歷經考證，可以證實曾國就是隨國。
商、周兩朝，漢文化向南進入漢水流域，至春秋戰國時期楚文化勢力已向北侵入，曾侯乙墓出土文物，便可以看到漢、楚文化雜揉的痕跡。由此也可以多少得知，所謂中華文化並不僅僅限於黃河流域的漢民族文化，而是多民族多文化中心彼此交流融合的結果。
曾侯乙墓出土文物中最重要的是大批樂器、漆器、青銅器（全部文物計約一萬五千件），在此擇要來說，談談編鐘、編磬等樂器、龍虎紋漆器衣箱蓋和蟠虺紋青銅尊盤等幾件在中國科學史上極具意義的文物。
樂器中最令人矚目的是完整的一組六十五件編鐘和搭配的一組三十二件編磬，數量之多與完整，無可與匹。鐘、磬相配，允稱「金聲玉振」。1997 年7 月，香港回歸典禮中，這套編鐘的複製品曾與大提琴家馬友友、亞洲青年音樂團、香港葉氏兒童合唱團，合演世界級作曲家譚盾的作品1997 交響曲「天地人」。
這組編鐘型制優美，質料除銅、錫混合的青銅外，並摻以少量的鉛，造成阻尼效應，使鐘聲明白清晰，這表示我國早在戰國時期鑄造工藝便已達到極高水準。周禮考工記中曾記載有各種青銅製品中銅、錫成份的比例，考之於歷代青銅器，絕大多數都相去無幾，這組編鐘的銅、錫成份比例，也符合考工記中所謂「鐘鼎之齊（通劑）」的「六分其金而錫居一」。編鐘呈合瓦形，因此每鐘可發出相差三度的兩個音，舉世罕有，國內外科學家曾以雷射全相術定出兩組振動模式，當年研究成果震撼世界科學史界。
中國古採「宮、商、角、徵、羽」五聲音階，後來則進化到加上「變宮、變徵」的七聲音階（始見於《史記》中記易水瀟瀟送荊軻一段），生律的方法則是以一固定長度的發聲體作為標準，此標準是九寸的吹管，名為「黃鐘」，將其長度反覆增減三分之一，稱為「三分損益法」，便可生出各種音階的吹管來。「黃鐘」吹管長度為一半時，所發出的音又再回到「黃鐘」，比原來的「黃鐘」高八度音，這八度間總共有十二個半音，稱為「十二律」。無論古今中外，音樂的發展到此都遇到一個極大的困難，那便是「旋宮轉調」的問題。
原來各種樂器都有其獨特的音高，為演奏方便，常須將原來的曲調音高提高或降低數個音，這便稱為「旋宮轉調」。分別來說，所謂「旋宮」指的是以「宮」音作為所有各調的總稱，將五聲音階在各律中移動，也就是說以十二律為絕對音高，而「宮」調為首的各調之相對音高並不改變；「轉調」則是以某一音階為調性，可因為主音的提高或降低而改變調性。如果各音訂定時是平均的，那麼提高或降低原曲調音高，雖然絕對音高改變了，但是相對音高仍相同，聽來曲調是不變的。但是無論是中國的「三分損益法」，或是西洋自古希臘畢達哥拉斯以來的生律法（同屬五度相生律），都未能做到十二律間音高相差一致。如三分損益連續做十一次後，並不會達到二分之一，而是略有偏差。因此「轉調」後，人耳便可辨別出調性的改變。直到明朝的朱載堉發明了「十二平均律」，這個問題在理論上才首度完全解決。然而「十二平均律」並未被朱明朝廷採用，而是在數百年後在歐洲於巴哈的手中大放異彩。
西方學者一向認為中國音樂極為原始，只有固定單一調式，五聲音階理論不全，沒有十二律俱全的八度音觀念，隋唐以後才由西方傳入巴比倫較為先進的樂律。曾侯乙墓的編鐘出土後，我們實測各鐘發出的音高，發現十二律俱全，其中只有兩音高低略偏，「旋宮」至少可達六宮，六十五件編鐘跨越五個八度音程，音域寬廣，可供古今中外各種樂曲演奏。曾侯乙墓出土的編鐘，明白指出中國音樂獨立發展，非但不源於巴比倫，而且在早期便已達到極高的水準。
此次展品中尚有以弦定律的「均鐘」，在中國的樂律發展中有極重要的地位。原來中國傳統生律的方法是以固定長度的吹管「黃鐘」做為標準，而西洋則是以固定長度的弦做為標準，吹管因為有管末氣體溢出而須加修正量的問題，所以定律較為複雜。古來皆以為漢代易學家京房設計稱為「準」的儀器，是以弦定律之始。「均鐘」出土，證實我國傳統也有以弦定律的做法，而且來由甚早，並不始於京房。
龍虎紋漆器衣箱蓋是此次未曾展出，而在出土文物中對中國天文的起源影響極為重大的。此一龍虎紋漆器衣箱蓋中央大書一「斗」字，環繞「斗」字則有二十八宿名稱，兩側則為青龍、白虎圖樣。除曾侯乙墓出土龍虎紋漆器衣箱蓋而外，時間晚兩百餘年的還有馬王堆帛書，都曾有二十八宿名稱的出現。而以往所知，二十八宿系統初見於《史記天官書》，完整的三垣（北極附近，《史記天官書》中稱為「中宮」）二十八宿系統，則是出現於唐代丹元子所作的《步天歌》之中。
舉世天文體系中，將天空劃分為二十七或二十八個區域的，除我國外，印度、阿拉伯皆有。原來西方學者多主張中國天文學源自巴比倫，由於龍虎紋漆器衣箱蓋上二十八宿名稱的出現，確證青龍、白虎、朱雀、玄武四象與二十八宿相配系統形成之早，而巴比倫文物中並未有類似系統。雖然二十八宿系統究竟出自中國還是印度，仍然議論紛紜，但印度主要以二十七宿系統為主，晚期才有二十八宿系統出現，而且二十七宿等分，與中國二十八宿不等分的系統有很大差異。中國天文學獨立產生極為可能，而且尤與巴比倫天文學並無淵源。
展品中最為精緻，令人不禁驚嘆的莫過於蟠虺紋青銅尊盤。其細緻鏤空的紋路，在行家看來，馬上會興起一個疑問：這是以何種方法鑄造而成的？早期青銅器的鑄造多為範鑄，而且為泥範鑄造。鑄造若要求花紋細緻清晰，就得在泥上下工夫，泥製模型完成後，用細篩過的澄泥敷上，烘乾成形後取下即為泥範，可用作鑄造灌銅之用。如早期常見的鼎，通常為外範三件、內範一件，拼合鑄造而成。
晚期青銅器的鑄造日益精巧，為求花紋更為細緻清晰與繁複，除利用多件泥範鑄造外，並發展出了「失蠟法」，或稱熔模鑄造法。失蠟法的做法是以蠟做模，精雕花紋，再於外以細土層層敷上，然後加熱使蠟模從預留的小孔中融化流出，泥範便已成形，就孔中注入銅汁即可。如此做來，器物一體渾成，而且紋路細緻清晰。
以往外國學者多主張失蠟法的出現應不早於漢朝，日本更有學者認為中國至唐代才從西域傳入蜂蠟，在此之前應該無法發展出失蠟法才是。曾侯乙墓出土蟠虺紋青銅尊盤後，證據確鑿，中國早在戰國以前就發展出失蠟法，而且以其工技的成熟程度來看，失蠟法的發明當更早無疑。
以上所介紹的幾種文物，對了解中國科學的發展進程都有關鍵性的影響，也讓我們得以窺見中國古代類似歐洲文藝復興時期，結合科學、工技與藝術的傳統。而中國古代科學的發展如何，解釋權始終操於人手，成為文化上的租借地。近數十年來，考古發掘多有斬獲，由本國的科學史家及相關研究人員孜孜矻矻的研究，將中國古代科學的發展逐漸勾畫出一個清晰的面貌來。不但將文化的租借地收回，以紮實的研究駁斥了不實的揣度，而且扭轉了清末至民國以來疑古與自鄙的風氣，重現中華文化的光輝。而曾侯乙墓出土編鐘上錯金銘文中包含了許多古代樂律學知識，本省南管音樂來源甚早，在各個地方音樂中獨樹一幟，保留了不少古調古風。南管音樂與其比對而溯源，應是饒有意義的工作。
（刊載於中國時報1998年7月17日人間版）
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