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木结构建筑和砖塔
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魏、晋南北朝以来，佛教盛行，寺院一类建筑到处兴建，因而遗存下来的建筑实物主要是佛寺大殿，它们都是以我国传统的木结构为主要方式建成的。唐代五台山佛光寺东大殿就是一例，它建于大中十一年（857年），是现存唐代建筑中一座规模较大的木结构建筑。佛光寺利用山坡地形布局建成，东大殿建在一个高台上。大殿面阔7间，进深4间，由立柱、斗拱、梁枋组成梁柱式的构架，属唐代中型的佛殿建筑。殿的内外柱列和梁枋互相连结，组成一个稳固的整体，并以柱的“侧脚”加强构架和榫卯结合。殿的外檐斗拱使用下昂和横拱，形制显得雄壮有力，其中“昂”斗拱起着挑悬和檐部受力平衡的作用。内柱上使用偷心拱上承平阁（小方格式），使殿内整洁明亮。屋檐的翼角翘起以由中心柱向角柱逐渐增高的方法构成，屋顶的“举折”（即曲线轮廓）由各层纵横的大小梁枋和檩条标高的变化形成，出檐深远，采用宏大的斗拱承托，给人以屋顶厚重有力的感觉。它具有一套明确完整的构架体系，反映了唐代木结构建筑技术已达到成熟的程度。
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隋唐两代寺院中曾经建造许多木塔，因历时久远，至今都已不存。现存的这时期的塔只有砖石塔，砖塔规模大，石塔体形小而且数量少。砖塔平面大都呈方形，八角形较少，结构形制采用楼阁式或楼阁与密檐相结合。两种形式都是筒式结构，抗横剪力强，因而抗地震性能良好。塔外壁用砖砌成，各层采用木梁、木楼板，用木梯上下。唐代砖塔简洁质朴，仅在个别塔中有模仿木结构建筑的装饰，例如长安香积寺塔、醴泉香积寺塔、嵩山法王寺塔、蒲城梵彻寺塔等，都是这一时期有名的塔。长安香积寺塔，平面方形，每边9.50米，共13层，底层特高，内设方形塔室，南面开门，上部各层骤然变为低矮，宽度亦由下而上递减。塔身每面3间，砌出槏柱、平柱、角柱以及阑额等。至于一个塔之内部为楼阁式，外部为密檐式的砖塔，首推大理崇圣寺塔，平面方形，内部仍为筒式结构，外部为密檐16层，是我国较高的砖塔之一。
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图6－6 佛光寺大殿
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赵州安济桥
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跨越江河溪谷的桥梁的建造，在我国有着悠久的历史。早在新石器时代，随着人们活动区域的扩大，已用石块在浅河滩上修造过水明桥，或用树干在狭窄的河沟上架设独木桥等。战国时期架空桥梁已在黄河流域和其他的一些地区较普遍地出现。秦始皇时在长安城北建造的中渭桥，“广六丈，南北二百八十步，六十八间，八百五十柱，二百一十二梁”【38】，已是一座规模颇大的多跨梁式桥。拱桥至迟在汉代已有兴造，汉代画像砖上就有一些关于拱桥的形象图案。西晋太康三年（282年），在洛阳宫附近跨七里涧建造的旅人桥，日用七万五千人，历时半年建成，“悉用大石，下圆以通人，可受大舫过也”【39】，说明规模较大的石拱桥建造技术已达相当的水平。此外，根据地形特点而建造的悬索桥，以及由于军事或临时需要而修建的浮桥亦都早有出现。到了隋唐时期，在我国桥梁建筑史上又掀开了新的一页。随着社会经济的繁荣和交通运输的需要，建造了不少桥梁，其中最著名的是赵州安济桥。
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安济桥，俗称赵州桥，建于隋开皇大业间（595—605），跨越在河北赵州（今赵县）洨河之上，是现存最早的大型石拱桥之一。它以首创的敞肩拱结构形式，精美的建筑艺术与施工技巧等项杰出成就，在中外桥梁史上赢得了举世瞩目的地位。
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图6－7 赵州安济桥
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安济桥设计独具匠心，制造奇特。桥全长50.82米，拱券净跨37.37米，桥面宽9米，桥脚处宽9.6米。设计者为隋代工匠李春，他根据赵州地处华北平原的地理环境，为了减低桥梁的坡度，便利陆上交通，标新立异，改变了石拱桥形式多用半圆形拱的传统，提出了割圆式（即圆弧的一段）桥型方案。安济桥的拱矢只有7.23米，大大小于半径，与拱的跨度之比约1∶5，成为坦拱，适应了车辆行走的要求。李春还对“拱肩”进行重大改革，把以往拱桥建筑中采用的实肩拱改为敞肩拱，在桥两侧各建两个小拱作为拱肩，这是世界“敞肩拱”桥型的开端。敞肩拱式结构在承载时使桥梁处于有利的状态，可减少主拱圈的变形，提高了桥梁的承载力和稳定性，体现了高明的设计思想。同时，敞肩拱比实肩拱节约材料，又减轻桥身的自重，从而也减少对桥台与桥基的垂直压力和水平推力，增强桥梁的稳固，汛期中且有协助泄洪的作用，其建筑形象也较实肩拱美观。安济桥建造时利用洨河的地质特点，选择承载能力较大的多年冲积而成的土层作为天然地基。桥台以五层石板铺筑。在桥台与桥脚连接处，以及上部结构，均采用多种铁件加固，主桥由28道石拱圈并列砌筑而成，拱石间且以腰铁相连，横圈间错缝拼砌，并用9根铸铁拉杆横贯拱背，加强横向连接。由于设计和施工严格精密，“奇巧固护，甲于天下”【40】，使整个桥梁坚实稳固。安济桥“坦平箭直千人过，驿使驰驱万国通”【41】，为历代南北交通要冲，至今一千三百多年，两边桥基下沉水平差仅5厘米，并经历住数百次洪水和多次严重地震等自然灾害的考验，至今仍巍然横跨洨河，雄姿不减当年。
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中国科学技术史稿（修订版） [:1701078179]
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五 地理学的成就和大运河的开凿
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隋唐统治者对编纂全国性的地理著作以了解和掌握全国各地的山川、物产、户口、风俗等情况，较为重视。这时编修的地理著作是以“图经”的形式为主。“图”指地图，“经”是配合地图的文字说明，“图经”即由地图和文字说明两部分组成，而文字说明部分包括的内容比图更为广泛，是对以《汉书·地理志》为代表的传统地理学体系的丰富和发展。现在见于著录的最早的图经是东汉时修撰的《巴郡图经》。到了隋唐，图经著作才大量出现。隋炀帝执政时，曾“普诏天下诸郡，条其风俗物产地图，上于尚书”【42】，汇集成《诸郡物产土俗记》151卷，《区宇图志》129卷，《诸州图经集》100卷。《区宇图志》“叙山川则卷首有山水图，叙郡国则卷首有郭邑图，叙城隍则卷首有公馆图”【43】。唐代的全国性、地区性和关于边疆及外国的地理著作更是大量出现，地图的著作亦有不少问世。这些著作中，以贾耽、李吉甫、僧玄奘的著作最为著名。对海陆变迁、潮汐的认识以及大运河的开凿，则反映了当时人们关于地理学知识的新成就。
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贾耽及其贡献
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贾耽（730—805），字敦诗，河北沧州人，曾任宰相。他一生嗜好读书，年老更加勤奋，对于地理尤其熟悉。他见到域外的使者和出使外域的人，都热心地向他们探查各地风俗，询问其山川土地的情况，坚持了三十年的学习、调查，“是以九州之夷险，百蛮之土俗，区分指画，备究源流”【44】。贾耽经历了“安史之乱”，对“安史之乱”后唐朝一些疆域的丧失深感痛心，热切盼望着能尽快收复失地。他制作的地图和著述的地理著作，正寄托着这一心愿。他最重要的创作是其所撰的《古今郡国县道四夷述》40卷，和他于785年奉唐德宗之命着手绘制，并于801年完成的全国大地图——《海内华夷图》。《海内华夷图》是我国历史上著名的地图，图的画法师承裴秀的制图“六体”，图广3丈，纵33尺，比例尺为一寸折成百里（即1∶1800000）。图中以黑色书写古时地名，以红色书写当时地名，使“今古殊文，执习简易”【45】，这是制图史上的一项创新，为后世的历史沿革地图所沿用。贾耽的地图虽已失传，但它在唐宋时期是影响较大的一幅全国性地图。唐时的李该还画有彩色的《地志图》，图中绘有山岭、河川、城郭、道路、险要以及乾象分野等，可惜这地图亦早已亡佚。
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李吉甫和《元和郡县图志》
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李吉甫（758—814）字弘宪，赵郡（今河北赵县）人，曾任唐朝宰相。他晚年著有《元和郡县图志》54卷，“分天下诸镇，纪其山川险易故事，各写其图于篇首”【46】，记述了当时全国10道所属州县的沿革、通道、山川、户口、贡赋和古迹等。篇首附图于南宋时已佚亡，因而往后来便被略去“图”字，以《元和郡县志》为名。《元和郡县志》是唐时一部重要的全国性地理著作。李吉甫鉴于以往地理著作所存在的缺欠，“尚古远者或搜古而略今，采谣俗者多传疑而失实，饰州邦而叙人物，因丘墓而征鬼神，流于异端，莫切根要”，他从国家政治、经济和军事管理的需要出发撰写这部地理书，是为提供政治和军事所必需的地理知识，“扼天下之吭，制群生之命，收地保势胜之利，示形束壤制之端”【47】。《元和郡县志》是现存最早的魏晋以来所著述的全国性地理书，它继承和发扬了《汉书·地理志》的传统地理学体系并对后世全国性地志的编纂影响很大，《四库全书总目提要》称其“体制最善，后来虽递相损益，无能出其范围”。
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图6－8 玄奘旅行路线图
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玄奘和《大唐西域记》
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随着中外交通的发展，有关祖国边疆地区和国外的地理著作，不断有人著述。唐高宗时，曾遣使分往西域各地“访其风俗物产，及古今废置，画图以进”【48】，由许敬宗于658年撰写成《西域图志》60卷。继东晋名僧法显所著的《佛国记》之后，唐初名僧玄奘口述，辩机笔录的《大唐西域记》是一部关于我国西北部边疆地区和中亚、南亚的重要地理著作。玄奘（596—664）俗名陈祎，洛州缑氏（河南偃师缑氏镇）人，是一个著名的佛教学者和旅行家。他于唐太宗贞观元年（627年）或三年（629年）秋离开都城长安，西行取经，历经了无数艰难险阻，饱经风霜，以顽强的意志，孤身长途跋涉五万多里，足迹遍及中亚和南亚当时的110个国家和地区，“见不见迹，闻未闻经，穷宇宙之灵奇，尽阴阳之化育”【49】，于贞观十九年（645年）正月回到长安，完成了世界史上一次伟大的旅行壮举。回到长安后，唐太宗即让他修书，“以示未闻”【50】，第二年玄奘完成了著作《大唐西域记》。书中以文雅生动的笔法，记述了他亲身经历的110个地区和国家，以及传闻中的28个国家地理位置，历史沿革、风土人情、山川、物产、气候及宗教等情况，对地理知识的发展和传播，对促进当时的中外交通，都作出了重大的贡献，至今仍是研究中亚、印度和巴基斯坦等地历史地理的重要文献。
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对海陆变迁和潮汐的认识
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关于海陆变迁的思想，虽在唐代以前已经产生，如葛洪在所著《神仙传·麻姑传》中，记载一位女神仙麻姑与王方平的对话说，自“接待以来，已见东海三为桑田”等语，但不见有对这种海陆变迁思想的科学论证。唐代宗大历六年（771年），颜真卿（709—785）任抚州刺史的时候，在今江西省南城县的麻姑山顶一座古坛附近发现了螺蚌壳化石，他认为这就是沧海桑田变化的遗迹，于是写成《抚州南城县麻姑山仙坛记》【51】一文，其中在引述了葛洪所记沧海桑田的故事之后，随即指出在南城县麻姑山顶的“高石中犹有螺蚌壳，或以为桑田所变”，并“刻金石而志之”。颜真卿以实地观察到的事实，为海陆变迁的地质思想，第一次提供了实物的证明。后来，北宋的沈括和南宋的朱熹把对海陆变迁的认识又推进了一步。