科學(xué)外史II（24）

大運河，可能是古代中國作為“基建狂魔”留下的僅次于長城的第二大奇跡了。今天我們能看到的通常被稱為“京杭大運河”，這實際上是大運河的后期形態(tài)。如今的大運河除了作為旅游景觀，仍在發(fā)揮一部分運輸功能，但和它的全盛時期相比早已不可同日而語了。

帝國中晚期的經(jīng)濟命脈

關(guān)于大運河的政治經(jīng)濟學(xué)，諸如為何要開挖大運河、大運河發(fā)揮著怎樣的功能等，人們已經(jīng)談?wù)摰帽容^多了，關(guān)于大運河的一般性論述通常也主要集中在這個方面。

雖然大運河常與隋煬帝的名字聯(lián)系在一起，但事實上在隋煬帝之前，運河建設(shè)早已開始。春秋戰(zhàn)國時代，人們已經(jīng)出于軍事或經(jīng)濟目的而開挖區(qū)間水道，最著名的如魏國開挖的鴻溝——這個地名至今還在現(xiàn)代漢語中發(fā)揮著修辭功能；鴻溝后來成為隋代大運河的組成部分通濟渠（公元605年）。而隋代大運河的另一組成部分永濟渠（公元608年），則利用了曹操當(dāng)年開挖的白溝（公元204年）。隋煬帝的大手筆是將前代各區(qū)域性的運河水道貫通成為一體。

隋煬帝開通大運河，固然有他好大喜功和想去江都（揚州）過糜爛生活的個人偶然性，但同時也有政治經(jīng)濟學(xué)大背景下的歷史必然性。

至遲從隋代開始，位于中國北方的政治中心，僅靠周邊地區(qū)的經(jīng)濟產(chǎn)出已經(jīng)無法支撐。帝國政治中心包括費用浩繁的宮廷、數(shù)量不斷增長的大量官吏、數(shù)以十萬計的駐防軍等，僅這些人員的口糧供應(yīng)，就遠非周邊地區(qū)所能提供。在隋唐時代，政治中心是以長安/洛陽為軸心的區(qū)域，但朝廷越來越依賴富庶的江南地區(qū)的糧食和財富，所以必須有一條直接貫通北方政治中心和江南財富中心的運輸動脈。于是大運河應(yīng)運而生，成為中華帝國中晚期的經(jīng)濟命脈，長達千余年。

北宋為何選擇汴京（開封）這樣一個缺乏地理屏障的城市做首都？原因之一是汴京正處于大運河系統(tǒng)的樞紐位置。表面上看，北宋只是將政治中心向東移動一點，但實際上這縮短了北方政治中心和江南財富中心的運輸距離。南宋小朝廷固然偏安一隅，卻直接控制了江南財富中心，連大運河都不需要了。

元朝再次統(tǒng)一中國后，元、明、清三朝的政治中心移到北京地區(qū)，連接江南財富中心的動脈再次需要貫通。由于北京地區(qū)位于當(dāng)年長安/洛陽軸心地區(qū)的東北方，大運河可以取一個更為簡捷、近乎南北垂直的方案，這就是留存至今的京杭大運河。

大運河驚人的技術(shù)含量

關(guān)于大運河的技術(shù)史，以往主要停留在水利史學(xué)術(shù)小圈子里，大眾讀物中很少涉及。造成這種現(xiàn)象的重要原因之一，可能是這些相關(guān)技術(shù)講述起來難度大、趣味小，不容易適應(yīng)大眾傳播的要求。但這次我打算冒險試一試。

中國的地勢總體上西北高東南低，主要河流都是東西走向的，水向東流是常態(tài)。而大運河是南北走向，它穿越（溝通）了海河、黃河、淮河、長江、錢塘江五大河流。在古代開挖這樣的大運河當(dāng)然是極為浩大的工程，施工中需要克服種種技術(shù)困難，這不難想象。但人們?nèi)菀紫胂蟠┰轿宕蠛恿鞯碾y度，卻往往忽視其中的技術(shù)含量。

開挖大運河是為了形成水上交通線，所以運河中必須長期保持足夠的水量方可行船。那水從何來？就要從五大河流及附近的湖泊中引入。如果中國大地上沒有這些河流，也就不可能有大運河。開挖大運河固然需要技術(shù)，但要讓大運河這條水上交通線長期暢通，需要更多的技術(shù)。這些技術(shù)中最突出的，莫過于如何解決下面這個難題：

京杭大運河的兩端，北京和杭州，海拔倒是差不多（都在海平面附近），但大運河全程流經(jīng)之處，海拔相差最高達到約50米。按照常識，水必定向低處流，如果沒有特殊技術(shù)，面對這50米海拔，只有三個解決途徑：

一、將整條運河用堤壩攔起來，運河的大部分將修造成地上懸河，海拔最低的地方堤壩高度將超過50米。這將面臨難以想象的土方工作量和水源需求量、長途地上懸河幾乎無處不在的潰壩危險……肯定完全不可行。

二、將河道挖得很深，海拔最高之處河道深度超過50米——基本上就是第一方案的鏡像，但這同樣會面臨難以想象的土方工作量和水源需求量，仍完全不可行。

三、繞路，讓運河始終運行在海平面附近高度。即使在中國大地上找得到這樣一條彎彎曲曲的等高路徑，運河必將變得極長，也必將面臨難以想象的土方工作量和水源需求量，而且完全違背了建立南北直達交通線的本意，同樣完全不可行。

可是，一千多年來，古人竟以有限的土方工作量、有限的水源供給量、近乎南北垂直的運河路徑，讓大運河上的船隊源源不斷地運送糧食和物資！

原來，大運河根本不是我們通常想象中的河流，它實際上是由呈階梯狀的一段段水渠構(gòu)成，每段水渠內(nèi)的海拔基本相同，兩個相鄰的水渠用堰壩或可以啟閉的船閘隔開。船只在大運河上航行，實際上是在水渠構(gòu)成的階梯中上上下下。

啟閉船閘，當(dāng)然會導(dǎo)致上階渠水的流失，所以運河需要有足夠的水源補充。北宋時代發(fā)明了“復(fù)閘”技術(shù)（如圖所示），可以減少上階渠水的流失。不過復(fù)閘的管理頗為不易，據(jù)水利史專家考證，大運河大部分時間仍使用單閘，因為實際上也夠用了。比單閘更簡單的技術(shù)是堰壩（埭）——可以理解為一側(cè)有斜坡的、無法開啟的固定閘，船只由下向上過堰壩時需要用人力或畜力拖曳。

在京杭大運河上，糧船從杭州出發(fā)，如果順風(fēng)順水，兩三個月可以到達北京，如遇水旱災(zāi)情，航程就會更長。雖然如此，只要大運河可以通航，帝國的經(jīng)濟命脈就不會中斷。

大運河有負面作用？

明代曾規(guī)定，允許每艘大運河漕運糧船攜帶貨物兩成沿途販賣，并允許漕船沿途代客運輸大宗貨物。有人認為這些規(guī)定促進了大運河沿途的商業(yè)活動，所以運河沿線的德州、臨清、東昌、濟寧、淮安、揚州……在明清時代都是繁華的商業(yè)城市。

今人談到大運河，通常必從正面論述，首先贊嘆工程奇跡，稍深入者則肯定它作為帝國經(jīng)濟命脈的社會功能，對于大運河帶來的沿途商業(yè)繁華，通常也必作正面評價，對此大家都已習(xí)以為常。但是《中國國家地理》雜志的單之薔主編，卻在近年異調(diào)獨彈，提出了“大運河在歷史上的負面作用”這一新穎議題。

他認為，大運河是一條“沒有峽谷絕壁，只有一處處繁華都市”“不需要與激流險灘搏斗，而只是不斷地與閘官和稅吏周旋”的河，他不喜歡這樣的大運河。大運河沿岸繁華商業(yè)都市的歌舞升平，也讓他感到“這種精致的文化里彌漫著一種休閑、享受、奢侈的情調(diào)，缺乏剛健、豪邁、宏大的氣魄”。至于大運河沿途的船閘管理系統(tǒng)，則被視為滋生官僚主義和商業(yè)腐敗的溫床。

如果說上述意見有著濃厚的文學(xué)色彩，不像嚴肅的史學(xué)論證，那么他最后的猜想確實具有相當(dāng)嚴肅的思想性：由于有大運河構(gòu)成了南北交通動脈，就無需海運（元代曾嘗試過），因此將東部沿海的發(fā)展推遲了一千年，“大運河阻擋了中國人奔向大海的步伐”。

上述猜想當(dāng)然無法驗證，東部沿海的海運也未必有決定性意義——今天取代大運河成為北方政治中心和江南經(jīng)濟重心之間動脈的，是與京杭大運河大致平行的鐵路京滬線，仍然不是元代和清末都出現(xiàn)過的沿海海運。

（作者系上海交通大學(xué)講席教授，科學(xué)史與科學(xué)文化研究院首任院長）