例如報時的人偶,郭美芳為了考據,從宋磚到繪畫、墓壁畫,所有當時的造型都替他找來了。她在寄來的資料旁,還有過這麼一段評論:「此圖可做雕木範本,但他哥兒倆許是雙胞胎。好像愛吃肥肉──胖了一點。可否商請雕師酌予減肥,頭、身的比例也要修正一點──腿太短了!如此,該員方能錄取──付之司辰之職。」後來林瑞雄果然將人像的臉頰修瘦、腰身提高,現在水運儀象台上的木偶造型,就是這樣來的。古代造型、現代材質
此外,水運儀象台在材質上也無法完全復古。
根據宋史天文志,水運儀象台在做成大木樣後,翻製成銅,共用銅「兩萬斤」(約為現在的一萬兩千公斤)。但是科博館在復原時,遇到經費、時間,以及製作上的問題。首先,銅的價錢高,若全部翻製成銅,預算不足。此外,翻成銅,至少費時兩年,科博館不能等;最嚴重的是,銅太重,光是一個渾象上的赤道環,就兩百多公斤。如果渾儀、渾象全用銅做的話,「就得用吊車吊上去。這等於要先做水運儀象台,再蓋科博館。」承包製作渾象、渾儀的藝術工作者林健成說。
問題是,科博館已經「生米煮成熟飯」了,總不能拆了重蓋吧?那有什麼可以替代呢?一般要仿銅,都是在不飽和聚酯樹脂(FRP)上面噴上金漆,但這樣不夠逼真,而且一段時間就會「脫皮」;為了達到更好的效果,林健成把金屬粉末放在一種耐酸耐鹼、永不氧化的塑鋼中,用手工塑成所需要的形狀,再把表面打亮,看起來外觀就完全像是銅。
事實上,要翻銅的話,郭美芳認為,要有一座煉銅廠來配合才可能。「許多部份需要的銅,合金成分都不相同。像是受水壺,需要不易生鏽的;齒輪部份,需要不易磨損的。中國古代煉銅的技術已經達到顛峰,我們現在得有一個銅的研究機構來實驗,才可能達到標準。」
五色珠變成紅黑配
雖然不是按照宋朝的材質復原,但在斟酌一些造型、圖案時,本身是中國建築專家的漢寶德也提供了不少意見。例如龍爪幾指?怎麼彎才是宋朝的形制?
渾象上星宿的位置是否正確,則請擁有天文博士學位的清大歷史研究所教授黃一農來檢查。這裡又發生了一個困擾:根據《新儀象法要》,渾象上的星座,是用「五色珠」來點的;但古書沒有彩色印刷,只能看見黑或白。在無從參考哪顆星用哪種顏色下,只好以紅黑兩色的人工瑪瑙替代。
儀象台還有一樣沒有按照宋朝復原的部份:少了一個屋頂。這是因為宋朝的水運儀象台是建在戶外,而科博館的這一座卻在大廳裡面。那當時何不也建在室外,讓觀眾親自上台,用渾儀觀察星象,再與中層的渾象相對照,不就更能印證古人的智慧了嗎?若是為了保護這座精巧的天文儀器而非建在室內不可,那也可以在大廳的屋頂開個玻璃天窗呀!
可惜這樣的「異想天開」太過後見之明,因為科博館是先蓋硬體,才有軟體的;另一個因素則是北宋京城開封府所在的緯度和台灣也大不相同,看到的天象就無法和渾象上面演示的相吻合了。
必須捨古就今的,還有齒輪的部份。因為「我們只能靠機械,不可能用人力去切割出古代齒輪的形制,」郭美芳說。幸好主要的齒輪,用現代的機械都可以切出相同的齒數,只有一個例外;但長期運轉下來,還是會造成誤差,無法精準。
做到最後,郭美芳深深感到,「水運儀象台一定是確有其物,絕不是蘇頌編出來的,否則書上的尺寸不可能說得那麼精準。而且就是要照這尺寸來做,否則各構件間彼此會卡到。」
原型機擺烏龍
到最後拼裝的階段了。這時每個人心裡都七上八下,這東西究竟能不能運轉?轉起來究竟準不準?等組裝完成,一天果然轉一圈,大家心裡的大石才放下。
然而時間還是太緊迫,開館時,展示的這架水運儀象台是研究用的原型機,沒有翻製成真正的成品,因此運作得不很穩定。像是木頭遇水膨脹,樞輪經常卡住,不然就是擒縱器失效,一下子跌好幾格,停不住,水漏得滿地。
改善工程不斷進行,今年六月,汲水系統要更換材質,將目前由木頭、竹筒製作的部份改為鍍上青銅色的鋁合金,以保持給水的穩定;此外,過去由於博物館人力不足,「不可能像古代皇宮一樣,整天派個人在那裡打水,」所以將受水壺倒下的水直接回收到給水系統,而非如蘇頌所設計,讓倒下的水流掉,再由人力不斷添水。
為了忠於原作,今年六月也將裝上離合器,平時仍是讓水回收,但展演時,就可以把馬達關掉,讓觀眾自己打水,體會宋朝的這座小型天文台當年是怎麼運轉的。
完成了這座整合多項技術,全世界第一個全尺寸、完全復原運轉的水運儀象台,為科博館帶來了國際間的矚目。承包渾象、渾儀的林健成,連日本博物館都來尋求合作。
只是一只超大型咕咕鐘?
國內觀眾的反應也是非常熱烈,今年春節連續假期科博館為慶祝開館十週年,舉辦「中國的科學與技術」展示區最受觀眾歡迎的展品票選活動,結果水運儀象台名列第一。但是經常在現場維修展品的王永信坦承,觀眾多是走馬看花,來到台下張望一番,拍張照片就走,「頂多把它當成一件藝術品,對它整個內涵並沒有真正瞭解的興趣。」
對於這樣的中國古科技,到底展示的目的是什麼?一般人只看到它的造型精巧、建築宏偉,還是在「外行看熱鬧」的層次。就好像看咕咕鐘的小鳥出來報時而已,有點辜負了復原這座古代天文台的目的。
這也正是學者黃一農不盡滿意的地方:「科博館不只應該復原出它的硬體,對於復原過程中遇到的困難,研究人員是如何解決的,乃至於古代天文官如何在這座天文台工作?如果能拍成多媒體幻燈片,讓觀眾在硬體之外,還能接觸到這些,那收穫絕對不止於此,」黃一農說,一個成功的博物館,要滿足各個年齡階層的需求,小學生能玩得盡興,高中生也能滿足旺盛的求知慾。
當然,要求全,還有許多可努力的。不過比起國內其他正在興建籌畫中的國家級博物館,例如高雄的科學工藝博物館也有一個中華科學廳,但所有展品都是委託日本設計公司製作的,科博館這次成功的創舉絕對值得肯定。
「古調雖自愛,今人多不彈」,在中國古代科技產品中,水運儀象台恐怕是現今由國人復原成功少數的例外了。
否決了日本人要求的一億元天價後,復原水運儀象台的重責大任落到科博館研究員郭美芳的身上。為了向李約瑟請益,她特地走訪英國。(郭美芳提供)(郭美芳提供)
古文難讀,用古文寫的工程報告更是讓許多人「有看沒有懂」;但是對修過中國建築,念過這類文言文的郭美芳來說,解讀《新儀象法要》並不困難。(故宮博物院提供)(故宮博物院提供)
研究《新儀象法要》中平面簡圖的立體構造、構件間如何搭組,再畫出尺寸完整的草圖,是郭美芳在設計階段的重點工作。(郭美芳手稿)
水運儀象台動力系統的實驗,花了研究小組許多時間。圖為郭美芳爬上高梯,觀察水流注入受水壺後,擒縱系統動作的情形。(自然科學博物館提供)(自然科學博物館提供)
渾象做好後,林健成監看工作人員把星宿一一點上。(自然科學博物館提供)(自然科學博物館提供)
組裝階段,每個人心中都吊著一塊大石頭:「這東西究竟能不能運轉?」直到裝好,一天果然轉一圈,大石頭才算落地。(林健成提供)(林健成提供)
今年元旦到春節,科博館請觀眾票選中國廳中最受歡迎的展品,結果,最有「賣相」的水運儀象台獲得第一名。(薛繼光)
(上、下)為了讓機械運轉得更穩定,水運儀象台汲水系統的材質將由木頭與竹筒改成金屬,今年六月,這部份的工程就可完成。(薛繼光)
(右)中國人的古科技,在我們自己手中復原成功,科博館幾位研究人員,圓了李約瑟一個未完成的夢。但是這樣的創舉,卻少見國內其他博物館跟進。(薛繼光)