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方技传·杜夔传》注称:“时有扶风马钧,巧思绝世,傅玄序之曰:马先生,天下之名巧也。。。为博士,居贫,乃思绫机之变。。。旧绫机五十综者五十蹑,六十综者六十蹑。先生患其丧工费日,乃皆易以十二蹑,其奇文易变,因感而作者,犹自然之成形,阴阳之无穷。”由于绫机的改良简化,使操作简易方便,提高了生产效率。这种新绫机很快就得到推广应用,促进了丝织业的发展。杨泉《织妇赋》描写织绸女工“节奏相应,五声激扬,。。屈申舒缩,沈厚抑扬”。
据《后汉书·张让传》记载,东汉毕岚曾“作翻车”,供洒道之用。这在马钧之前约半个世纪。但毕岚的翻车是否就是后世的龙骨水车,不得而知。而马钧所作之翻车,则无疑是用于农业排灌的龙骨水车。其结构精巧,“灌水自覆,更入更出”,可连续不断地提水,效率比其他提水工具高得多,并且运转轻快省力,儿童都可操作。所以马钧应是龙骨水车的发明者,至少可以说他是继毕岚之后,对翻车作了重大改革,并用于农业排灌的革新家。翻车问世后,迅速得到推广,并沿用至今。在近代水泵发明之前,翻车是世界上最先进的提水工具之一,对灌溉农田,发展农业生产,发挥了巨大的作用。马钧还制成了久已失传的指南车。关于马钧作指南车的问题,以及与高堂隆、秦朗在宫廷上的争论,史书上有很生动的描写。其后的祖冲之曾将一辆只有外壳的指南车,制作安装了内部机构,予以修复。但宋代以前史书关于指南车的记载都较简略。直到宋代,燕肃于1027 年,吴德仁于1107 年又先后制造了指南车,《宋史》详细地记载了指南车的内部构造。据此,人们才对指南车有了更具体的了解。
马钩还改进了连弩和发石车,又利用机械传动装置,创造了以木为轮,以水为动力变化万端的水转木偶百戏。①在这一时期,还出现了一批成就卓著的机械发明家,如杜预、刘景宣、祖冲之等。他们在发明或改进各种机械,如先进的农业加工机械——畜力连机磨,水转连磨,水力连机碓等方面作出了突出的贡献。
① 《三国志·方技传》。
第七节交通运输工具三国以前,陆上运输所用的车辆,多数是双轮车。双轮车只适用于在平地大道上行驶,而在山间小路上则无法使用。三国时,蜀汉在与曹魏的战争中,由于山道运粮困难,运输工具亟待解决。这时,蒲元发明了独轮车——“木牛”,“廉仰双辕,人行六尺,牛(指木牛)行四步,人载一岁之粮也”(《蒲元别传》)。这种独轮车适用于在崎岖小道上行走,一千多年来一直被广泛使用。
造船技术在这一时期也有很大的发展。孙吴政权建立不久,就拥有船舰五千余艘,并不断派出较大规模的船队,北航辽东,南通南海。其中大船上下五层,可载三千人。晋在作灭吴准备时发明将许多小船拼装成一艘大船的造船方法。这种大船称为“连舫”,“方百二十步,受二千人。以木为城,起楼橹,开四出门,其上皆得驰马来往”(《晋书·王濬传》)。这一时期的造船数量很大,东晋安帝时,建康一次风灾,所毁官商船只约达万艘;北魏神■三年(430),在冀、定、相三州造船即达三千艘。由此可见造船业之发达,如何提高船行速度,是船舶设计建造中的重要问题。祖冲之造“千里船”,可“日行百余里”,有人认为这是利用轮桨的车船。关于车船的最早明确记载,出现在唐代。《旧唐书·李皋传》载有李皋设计的新型战船,“挟二轮蹈之,翔风鼓浪,疾若挂帆席”。梁侯景军中有160 桨的高速快艇“鵃■”,“去来趣袭,捷过风电”①;这是史书所见船桨数量最多的快艇,后世快艇大都在40 至60 桨之间。船用设备亦有改进,如船尾已采用升降舵,帆的面积逐渐加大,大帆用布120 幅,高9 丈,并注意到帆的方位,以利于充分发挥风帆效率提高船速。
① 《梁书·王僧辩传》。
第八节兵器三国两晋南北朝时期,由于战争的需要,攻城略地的战略战术以及攻防器械和兵器制造,都有不同程度的发展。在攻守器具方面,有火车、发石车、钩车、虾蟆车等。梁侯景在制作攻城器械方面尤为突出,曾“设百尺楼车”,又造飞楼、撞车、登城车、钩堞木、阶道车、火车等,“并高数丈,一车至二十轮”②。攻防器械在战争中发挥了很大作用。在官渡之战中,先是曹军失利,袁绍军“为高橹,起土山,射营中”,使曹军“大惧”。曹操便令制造发石车,摧毁了袁军的楼车,于是曹军转危为安。这种发石车被袁军称为“霹雳车”①。在兵器制造方面,诸葛亮改造前人连弩制成一种新式连弩,取名“元戎”,它具有简单的自动发射性能。两晋时弩机趋于大型化,《晋书·舆服志》称:“中朝大弩卤簿,以神弩二十张夹道,。。刘裕击卢循,军中多万钧神弩,所至莫不摧折”。三国时,刀已安上长柄,作为长兵器使用。刀的质量也比前代提高了,蒲元为诸葛亮造刀三千口,用这种刀劈砍装满铁珠的竹筒,象斩草一样。两晋和南北朝,兵器的质量又有了新的突破,东晋时发明横法钢,以制刀剑,锋利无比;南朝时改进了灌钢技术,提高了钢的质量,从而有利于制造兵器;北齐綦母怀文所造钢刀,据说能斩铁如泥。两晋、南北朝的兵器种类,除承袭前代的刀、矛、剑之外,还增加了少数民族的杂色兵器,如鞭、锏之类。原来的戟,已很少用于战阵,而多用于仪仗,矛也逐渐演变为枪。
② 《梁书·侯景传》。
① 《三国志·袁绍传》。
第九节造纸三国两晋南北朝时期的造纸技术比汉代已有明显进步。通过对出土汉纸和三国两晋南北朝纸进行检验,即证明了这一点。汉纸白度差,表面不甚平滑,结构不紧,纸面上纤维束较多,纤维帚化度低,帘纹不显,纸质粗厚。而三国两晋南北朝时的纸则白度增加,表面较平滑,结构较紧凑,纤维束较少,有明显的帘纹,纸质较细薄。有的晋纸纤维帚化度达到70%,已接近机制纸①。
汉代造纸术发明后,在书写纪事材料方面,还是纸与缣帛和简牍并用,纸还不足以完全取代简帛。这种情况,到晋时已发生了根本性的变化。由于晋代已能造出大量洁白平滑而又方正的纸,人们不再使用昂贵的缣帛和笨重的简牍来书写,而逐步习惯于用纸。最后纸成为占支配地位的书写材料,彻底淘汰了简牍。随着造纸术的进步和推广,这一时期的南北各地都建立了官私纸坊。北方以洛阳、长安及山西、河北、山东等地为中心;浙江会稽、安徽南部和建业、扬州、广州等地则为南方的造纸中心。当时主要生产麻纸、桑皮纸和楮皮纸。浙江嵊县剡溪沿岸是藤纸中心。由于藤纸质地优良,曾名噪一时。但在南方仍以麻纸为大宗。
三国两晋南北朝时期的造纸原料,以麻料为主,此外还采用其他韧皮纤维原料如楮皮、桑皮、藤皮等,有时还将树皮纤维和麻料混合起来造纸。造纸原料的扩大,与造纸技术的革新是密切相关的。这一时期的造纸,已在沤制脱胶,碱液蒸煮,舂捣,漂洗,打浆,抄纸等工序上更加精细,如舂捣已不止进行一次,并一般以碓代替杵臼,打浆度有显著增加。为改善纸的性能,晋代已有施胶技术,早期的施胶剂是植物淀粉糊剂,或将其掺入纸浆中,或刷在纸面上,再予以砑光。这样处理的纸在书写时就不会发生走墨、晕染等现象。在设备方面,出现了活动的帘床纸模,即用一个活动的竹帘放在框架上,因而可反复捞取成千上万张湿纸,并且这种先进的抄纸工具,能抄出紧薄而匀细的纸面。这是造纸技术中一项具有重大意义的革新。
三国两晋南北朝时期纸的加工技术也有了发展,其中较重要的加工技术是表面涂布,即将白色矿物细粉用胶粘剂或淀粉糊刷在纸面上,再予以砑光。这样,既可增加纸的白度和平滑度,又可减少透光度,使纸面紧密,吸墨性好。对纸张加工的另一技术是所谓的“潢治”之法。后魏贾思勰在《齐民要术》中有专篇叙述染潢法:“凡打纸,欲生则坚厚,特宜入潢。。。蘖熟后,漉滓捣而煮之,布囊压讫,复捣煮之,凡三捣三煮,添和纯汁者,其省四倍,又弥明净。写书经夏然后入潢,缝不绽解。其新写者,须以熨斗缝缝熨而潢之。不尔,入则零落矣。”这样一整套入潢法,其目的不仅在于染色,更重要的在于借黄蘗药力以防虫蛀。另外,书中还叙述了利用“雌黄治书”以防虫蛀的方法。
① 潘吉星:《中国造纸技术史稿》第三章,文物出版社1979 年版。
第十节陶瓷三国两晋南北朝时期,中国烧制瓷器的生产技术已进入更成熟的阶段。
当时南方以青瓷为主,北方以白瓷为主,间有黑瓷等。三国时,各地的瓷窑都用当地的瓷土作为制坯原料,而西晋的越窑则可能有意识地选用了铁、钛含量较高的瓷土作为坯料,使胎烧成灰色,对釉起衬托作用,并使釉青中带灰,色调比较沉静①。这一时期,南方各青瓷窑场都使用石灰釉。由石灰石和瓷土配成的石灰釉,其特点是光泽好,透明度高。而黑釉则是用含铁量很高的紫金土配制。北魏时期,青瓷烧造技术传到中原,以后又发展了黑瓷和白瓷。而白瓷的产生,为我国制瓷工业开辟了广阔的前程。早期的白瓷,胎料经过淘练,比较细白,釉层薄而滋润,呈乳白色,但仍普遍泛青,有些釉层厚的地方呈现青色,说明它脱胎于青瓷。北方青瓷、黑瓷、白瓷的烧制成功,为以后唐、宋时期北方名窑的普遍出现准备了技术条件和打下了基础。
三国两晋南北朝时期的陶器,在南方作为日用器皿的数量并不多,大量流行的是明器。北方的铅釉器在三国至东晋时期已日趋衰落,北魏以后才开始复兴,并在汉代传统基础上有了改进,其用途日益扩大,花色品种增加,施釉方式也增多了,或黄地加绿彩,或白地加绿彩,或黄、绿、褐三色并用;从汉代的单色釉向多色釉迈进了一步,并为过渡到唐代三彩陶器奠定了基础。这一时期的陶塑艺术不甚发达,制作简陋,形态呆板,数量不多。但北朝的陶塑艺术则突破了生硬的作风,注意了神态的刻划,因而造型优美。这一时期的建筑用陶,继续得到发展,砖瓦的生产规模较大,产量质量都有所提高。砖瓦的大小、形制均不同于汉代,花纹瓦少见,大多数是素面瓦。瓦当上的卷云纹渐被莲花纹所代替。吉祥文字仍旧流行,并出现印有纪年的瓦当。北魏已使用了琉璃瓦,施浅绿色的釉。砖除了有长方形素面砖和绳纹砖外,还有供装饰用的大小雕塑砖两种。其中一面塑有神态凶猛、巨口虬须,怒目獠牙的兽面,造型生动,气魄宏伟,有很高的艺术水平。
① 郭演义等:《中国历代南北方青瓷的研究》,《硅酸盐学报》,1980 年第3 期。第十一节石油天然气经过秦汉长达四百余年的大一统局面,社会经济有了巨大的发展,这就为三国两晋时期石油天然气的开发利用奠定了基础。同时,经过这四百年的凿井实践,也为石油天然气的开发利用提供了基本的技术手段。
首先,人们对酒泉延寿、高奴等地的石油苗有了新的认识。郦道元在《水经·河水注三》写道:“酒泉延寿县南山出泉水,大如筥,注地为沟,水有肥如肉汁,取著器中,始黄,后黑如凝膏,然极明,与膏无异,膏车及水碓缸甚佳,彼方人谓之石漆。水肥亦所在有之,非止高奴县水也。”这是对石油的形态、性质及用途所作的详细和真实的记录。其中还明确指出石油非高奴独有。从上述材料中还可以发现,三国两晋南北朝时石油不但被用于照明,而且还用作润滑剂,“膏车及水碓缸”。
随着三国两晋南北朝时期民族融合的进一步加强,新疆地区与内地的联系更加密切,这时史书中出现新疆石油的最早记载。《北史》中记载龟兹国(今新疆库车县一带)“西北大山中有如膏者,流出成川,行数里入地,状如■ ,甚臭”①。这里讲的“流出成川”者即石油在地表风化后,大量流出的现象。当时人们把这种石油视作灵丹妙药,认为“服之发齿已落者能令更生,病人服之皆愈”。世界其他地区的人们也在长期实践中,发现了石油的药用价值。17 世纪中亚地区的人们认识到巴库地区石油的药用价值。19 世纪初,美国的丹纳用石油制成药品,号称可医治百病。相比之下,中国对石油药用性的认识,要比世界其他地区早得多。
此外,这一时