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图5－6 孙吴甘露元年青瓷羊
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南北朝时期的青瓷，胎质坚实，通体施釉，釉层较厚，呈青绿色。瓷器的颜色主要是由釉中所含的金属元素决定的，其中特别是铁元素的含量起着重要的作用。铁在自然界中分布很普遍，其氧化物有氧化亚铁和三氧化二铁，前者呈绿色，后者呈黑褐色或赤色。青瓷是用还原焰使产生氧化亚铁而成。瓷土中氧化亚铁的含量在0.8％～5％，绿色由淡至浓；含铁量太大，超过5％，则因还原困难而存在四氧化三铁，颜色就成暗褐色甚至黑色，所以掌握氧化亚铁的含量是烧制青瓷的关键。这个时期的胎质和釉尚含有杂质，还原火力也还不够强，仍有四氧化三铁存在，故瓷器的颜色绿中带灰色或黄色，胎质也发红。随着原料的精选，氧化亚铁含量的控制以及火候的掌握等技术水平的提高，唐代的青瓷生产达到了一个新的高度，氧化亚铁的含量一般控制在1％～3％，烧制出品种繁多的美丽青瓷器。特别是浙江绍兴、余姚一带的越窑产品最为驰名，被赞为“九秋雨露越窑开，夺得千峰翠色来”【59】。五代时柴窑（虽然至今的考古工作仍未找到窑址）的青瓷亦称盛一时，有“雨过天青”的美誉，被称赞为“青如天，明如镜，薄如纸，声如罄”【60】。
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伴随着青瓷的发展，白瓷的烧制也在南北朝开始。白瓷的呈色剂主要是氧化钙，但它要求铁的含量越少越好，否则会影响白瓷的白度，因此白瓷的烧制说明了对瓷土筛选技术的提高。到了唐代，白瓷的烧制已达成熟阶段，与青瓷相互辉映媲美。唐代名窑——邢窑（在今河北内丘县）的白瓷有“类雪”【61】之誉。杜甫有专诗赞美四川大邑瓷碗，写下了“大邑烧瓷轻且坚，扣如哀玉锦城传。君家白碗胜霜雪，急送茅斋也可怜”的诗句，说明其瓷质薄而坚致，釉质细密而洁白的特色。江西景德镇的唐代白瓷的白度已在70度以上，与现代水平相近。1974年在扬州市郊出土了一件唐代白釉蓝彩盖罐，在表面遍施白釉和间错的大小蓝彩斑点，这种蓝彩的着色剂为氧化钴，斑点疏密得当，滴落自然，在白釉的衬托下，显得素雅可爱，说明当时人工掌握釉料着色技术的工艺水平已相当高超。此外，黄釉、黑釉瓷器也都在南北朝时期出现，为唐代颜色绚丽多彩的瓷器奠定了基础。
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对南北朝时期的瓷窑遗址进行研究后发现，其中有的瓷窑已具相当的规模，如浙江萧山的上董青瓷窑址，长达五百米，堆积层厚度超过一米，并发掘出许多窑具。窑具的使用可以更充分地利用窑中的空间和热量，既可增加瓷器的产量，又可提高瓷器的质量。其中，特别是匣钵的应用具有重要意义，它可以防止烟熏和尘埃的污染，还可以避免釉的分解、碱类挥发、硅酸析出而减少光泽，对于烧制精美的瓷器起了保证作用。这些窑具，一直为后世所沿用。
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灌钢法和鼓风技术
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在汉代炒钢和百炼钢的基础上，南北朝时期制钢技术出现了新的突破，《重修政和经史证类备用本草》卷四玉石部引陶弘景语“钢铁是杂炼生作刀镰者”，这是最早明确记载用生铁和熟铁合炼成钢（即灌钢）的文献资料。东汉王粲《刀铭》“灌辟以数”，晋张协《七命》“乃炼乃烁，万辟千灌”，这些词句似乎表明类似的工艺可能在汉末、晋代已经出现。北齐的綦母怀文用灌钢法造宿铁刀，“其法，烧生铁精以重柔铤，数宿则成钢。以柔铁为刀脊，浴以五牲之溺，淬以五牲之脂，斩甲过三十札”【62】。这是一种和铸铁脱碳、生铁炒炼不同的新的制钢工艺。“生”指的是生铁，“柔”指的是熟铁，先把含碳高的生铁溶化，浇灌到熟铁上，使碳渗入熟铁，增加熟铁的含碳量，然后分别用牲尿和牲脂淬火成钢。牲畜的尿中含有盐分，用它作淬火冷却介质，冷却速度比水快，淬火后的钢较用水淬火的钢硬；用牲畜的脂肪冷却淬火，冷却速度比水慢，淬火后的钢比用水淬火的钢韧。从这里可以看出，不但炼钢技术有较大的发展，淬火工艺也有了提高。灌钢法在坩埚炼钢法发明之前，是一种先进的炼钢技术，对后世有重大的影响。
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冶铸中的鼓风技术，在这时期也有了重大的进步。三国时魏国的韩暨在官营冶铁工场中推广应用水排，计其利益比马排、人排增加了三倍。这种鼓风水排，节省了人力、畜力，提高了生产效率，为后代所流传使用。当时水排的样式和构造，文献没有记述，但与同时期的水碓、翻车比较，应是一种轮轴传动的装置。元时的《王祯农书》中记载有水排的式样，可作为复原这时期水排构造的参考。
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佛教建筑
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这时期佛教的盛行导致了寺院建筑的大量出现。例如，三国时代南京有寺院680处，北魏时洛阳一地的寺院就有一千多处，各州郡计有寺院三万所。这些寺院建筑的布局，基本上仿照西周以来的宫室布局，只多了一个佛塔建筑。北魏时的佛塔都建造在寺院的中心，这是我国寺院早期布局的方式。到了唐代一般将大佛塔布置在大殿之前，也有的建在寺侧，构成塔殿并列的形式。宋代则把塔建在大殿之后。
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图5－7 嵩岳寺塔
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在寺院里建造佛塔起源于印度，塔即是“Stupa”，译为“屠波”，它的原形是一个半球体，和现在藏传佛教的佛塔相近。塔式建筑传入中国后，与中国固有的楼阁建筑很快结合起来，成为中国的楼阁式塔。现存的塔式建筑，凡是高大的塔都是楼阁式的。嵩岳寺塔是我国现存最早的著名寺塔。
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嵩岳寺塔建于河南省登封县嵩山南麓的一个山坳中，平面呈十二角形，内部八角，共十五层，高四十多米。它建于北魏，是一座内部为楼阁式，外部为密檐式的砖塔。塔下层的倚柱和佛龛形式是古印度风格，出檐用砖迭涩挑出，呈凹形曲线。整个塔身有较合理的收分，线条柔和圆润，虽是用砖建成，却没有给人生硬的感觉。此塔至今已历时一千四百多年，几经地震等自然灾害仍巍然屹立，说明了我国古代匠师建造高层建筑的设计和技术水平是相当高的。
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佛教建筑的另一种类型是石窟寺。它是依山崖陡壁而开凿出来的洞窟，工程浩大，雕刻精美。石窟寺亦渊源于印度，随同佛教的传播而在中国出现。我国的大型石窟，如云冈石窟、敦煌石窟、麦积山石窟、龙门石窟、天龙山石窟、响堂山石窟等，分布在新疆、甘肃、辽宁、河南、河北、山西、山东、浙江等地。这些大型石窟都开凿于5世纪中叶到6世纪后半叶的一百二十年间。我国现存的石窟群远较印度为多，仅敦煌莫高窟一处就有六百多个洞窟，而且结合中国传统的建筑特点，成为独特的石窟建筑。
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图5－8 云冈石窟
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石窟建筑形式多样。云冈石窟长约一千米，共有大小四十几个洞窟，其式样大多采用椭圆形平面，窟顶为穹隆式，前部开一个门，门上开窗，后壁中央雕刻出一个巨大的佛像，最高达15.6米，左右雕有较小的佛像，窟外为木结构的殿廊。敦煌莫高窟平面都呈方形，每洞分前后二室，中间有中心柱，四周布满塑像和壁画，外部亦设木构殿廊。由于石窟本身就是由人工开凿而成的一种建筑形象，同时在窟壁上都雕绘有殿宇、楼阁、亭台、佛塔以及房屋等多种建筑形象，因而从中可以反映出当时的建筑面貌，为建筑史的研究提供了宝贵的资料。
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中国科学技术史稿（修订版） [:1701078171]
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九 机械制造的新成就
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马钧及其成就
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马钧，字德衡，曹魏时扶风（今陕西兴平东南）人，是这时期出现的一位伟大机械发明家，时人曾称颂他“巧思绝世”。他生活在曹魏时期，当时的统治集团对机械发明很不重视，更谈不上了解机械制造的意义，因而他一生受到权势们的歧视，郁郁不得志。但他刻苦自学，不尚空谈，专心致志地钻研机械设备，因而取得了机械制造方面杰出的成就。他的成就，最突出的是改进织机和发明（或改进）翻车。当时的绫机中，“五十综者五十蹑，六十综者六十蹑”，综是使经线分组一开一合上下运动，以便穿梭的机件，蹑为踏具，这样的绫机笨拙而效率低。马钧感到原有这种绫机“丧功费日”，“乃思绫机之变”，对旧绫机进行改进，把50蹑、60蹑的绫机都改成12蹑，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。据《后汉书·张让传》载，在马钧之前约半个世纪的东汉人毕岚曾“作翻车”，供洒道之用。毕岚的翻车是否就是后世的龙骨水车，不得而知。而马钧所作的翻车，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，“其巧百倍于常”，运转轻快省力，儿童都可操作。所以，马钧应是供农业上排灌之用的龙骨水车的发明者，至少可以说他是继毕岚之后，对翻车作了极重要的改革，并首次用于农业排灌的创新者。翻车问世后，受到了社会上的普遍欢迎，迅速得到推广，并沿用了一千多年。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，它对于灌溉农田，发展农业生产，发挥了巨大的作用。
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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和高堂隆、秦朗在宫廷上的争论，史书有很生动的描写。其后的祖冲之曾将一辆只有外壳的指南车，增补了内部的机构，予以修复。但它们都缺乏具体的机械结构的记述，历代史书关于记里鼓车和指南车的记载也都比较简略。直到宋代，燕肃在1027年，吴德仁在1107年，又先后制造了指南车和记里鼓车，《宋史》详细地记载了它们的内部构造。据此，我们始得知历代指南车与记里鼓车的具体结构。
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