1701080773
中国科学技术史稿（修订版） [:1701078163]
1701080774
一 三国、两晋南北朝时期的社会状况
1701080775
1701080776
波澜壮阔的黄巾大起义，以摧枯拉朽之势，瓦解了东汉末期的腐朽政权。军阀间的兼并战争逐步形成了曹魏、孙吴和蜀汉三国鼎立的局面。从三国建立，到隋文帝杨坚建立隋王朝的三百六七十年中，除西晋灭吴后，有过短暂的统一外，我国长期处于南北分裂的状态。在这个历史阶段中，战争虽然时有发生，但主要的是处于各个政权分立、对峙的相对稳定状况下。同时，战争对科学研究和科技文化典籍虽不能不有所破坏，造成损失，但由于民族的融合，中原地区原有的文化传统没有中断，仍然得以继承和发展，科学技术也在秦汉的基础上前进了一步，并出现了一批杰出的科学家。
1701080777
1701080778
这期间，在北方先后出现了二十多个政权。长期的战乱，使千千万万人死于战争、饥饿和疾病，幸存的人也大批背井离乡，流徙到较为安定的江南或边远地区，中原地区的沃野良田大面积荒芜，生产遭受严重破坏。面对着严酷的现实，大多数政权在其建立的初期，为了自身的生存和兼并战争的需要，或多或少地采取了一些措施，以恢复生产。使得在战争间歇期间，出现了生产恢复和经济繁荣的形势。
1701080779
1701080780
曹操在统一中原、奠定魏国基础的同时，针对地多人少的状况，实行屯田制度，招纳流散人口，把农民固定在土地上。此外，为了保证军队的来源和保证军需，又实行军屯。尽管曹魏政权对农民的剥削很重，但由于多少可以得到一个较为安定的生产环境，生活比起颠沛流离时有一定保障，从而使生产得以恢复和发展。建安元年（196年）在许下屯田，即“得谷百万斛”【1】。屯田的同时，还广修水利，开垦稻田。在今安徽宿县一带，当时的萧、相二县界，“兴陂遏，开稻田”，就得到“比年大收，顷亩岁增，租入倍常”【2】的效果。在农业技术上，讲究精耕细作，“不务多其顷亩，但务修其功力”【3】。屯田制的推行，稳定了北方的农业生产，为魏吞并蜀汉和孙吴提供了经济条件。
1701080781
1701080782
取代曹魏的司马氏政权，代表世家大族的利益，政治异常腐败，激化了阶级矛盾和民族矛盾。在各族人民起义的风浪打击下，西晋政权很快瓦解。东晋偏安江南，北方地区进入所谓“五胡十六国”时期。439年北魏统一北方，民族矛盾虽得到缓和，但世家豪强占据着大量土地和劳动力，遭受沉重剥削的农民不断破产，国家赖以剥削的对象日益减少，加上连年用兵，府库空虚。这种状况，加深了阶级矛盾。北魏中期执政的孝文帝拓跋宏亦认识到如此情况，“欲天下太平，百姓丰足，安可得哉？”【4】残酷的现实威胁着北魏政权的生存，促使拓跋宏采取了一些变革措施。他在整饬纪纲，严明赏罚，改革吏治的同时，于太和九年（485年）推行“三长制”和“均田制”，促进了农业生产的恢复和发展。随着农业生产的恢复和发展，户数和人口急剧增加，到6世纪初，北魏的人口比西晋太康年间南北合计，多了一倍。拓跋宏的改革，造成了北方从政治、军事、人力和物力各方面压倒南方的局面，为后来隋文帝杨坚统一全国奠定了基础。
1701080783
1701080784
与北方社会的状况相适应，在科学技术方面得到发展的主要是直接与生产和战争有关的部门，出现了重要的农学著作《齐民要术》，在运输、冶铸、兵器制造等方面也都有所发明创造。这些科学技术成就，反过来又对恢复和发展生产，起了积极的作用。
1701080785
1701080786
这个时期，南方前后经历了六个政权，俗称六朝。除了晋灭吴外，其他的政权更替都是统治阶级内部的篡夺。虽在6世纪中叶侯景之乱时，南朝的政治和经济遭到严重的破坏，但总的说来较北方为安定。东汉末年后，中原地区连年战乱，大批人民逃亡南方，并带去了较先进的科学技术知识，与南方人民共同开发了南方的经济。到刘宋时（420—479）江南已是“地广野丰，民勤本业，一岁或稔，则数郡忘饥。会土带海傍湖，良畴亦数十万顷，膏腴土地，亩值一金，鄠、杜之间，不能比也。荆城跨南楚之富，扬部有全吴之沃。鱼盐杞梓之利，充仞八方，丝绵布帛之饶，覆衣天下”【5】。经济的繁荣和较为安定的社会环境，为科学技术的发展创造了条件。不少科学家继承并发展了秦汉以来所形成的科学体系，在天文、历算、医学等领域取得了重大的突破。
1701080787
1701080788
三国、两晋南北朝时期，是我国历史上民族大融合的重要时期。东汉以来，生活在西北边陲的许多民族，即已陆续内迁。汉魏统治者为了边防和经济的需要，也常常招引这些民族入塞。东南和西南各民族，在这期间与内地人民来往也较以前频繁，密切了汉族与各民族之间的关系。
1701080789
1701080790
1701080791
各兄弟民族在与内地的密切联系中，把他们的畜牧兽医知识和优良的动植物品种带进了内地，与此同时，居住在边远地区的各民族对与内地先进的科学技术的交流也非常重视。如近年来发现的处于中西交通要冲的高昌国（今新疆吐鲁番盆地）的文物，说明当时农业和畜牧业生产，棉、丝纺织技术已达到相当高的水平。辽东的慕容廆取得江南的优良桑种，“平州桑悉由吴来”【6】，发展了辽东的蚕桑和丝织生产。河西的赵善历算，在历法中有着重大的贡献。河西王茂虔在刘宋元嘉年间（424—441）献给刘宋书笈154卷，其中有《周髀》一卷，以及史书，地方志等书，并得到刘宋的“杂书数十件”【7】。南齐建元年间（479—482），河南王易度侯爱好星文，曾向南齐政权求取星书。芮芮在宋世出现了“解星筹数术，通胡、汉语”的国相希利垔。南齐时芮芮王曾向南齐政权要求医工等。永明六年（488年），羌族的岩昌国曾遣使向南齐政权要求取得军仪及伎杂书。【8】这些事例说明了汉族和兄弟民族人民之间的交往与融合，提高了整个中华民族的科技文化水平。
1701080792
1701080793
西汉以来处于统治地位的儒家今文经学和谶纬神学在东汉末农民起义和唯物主义思想打击下，已经支离破碎。到了三国、两晋南北朝时期，各政权的统治者已不能再现成地搬用前代的精神武器了，加上长期的分裂和战争，统治阶级不得不采取一些较开明的政策，文化专制受到了很大削弱，因而各种思想比较活跃。封建士大夫阶层为了巩固各朝的统治，纷纷引古论今，借鉴前代的统治经验，抒发政见。一些君主亦采取了较宽容的态度，听取臣下的建议，甚至容忍臣下的指责。同时，这时期玄学、佛教、道教盛行，唯心主义发展到一个新的阶段，唯物主义思想也在与唯心主义的斗争中得到了发展。思想上的活跃，必然造成学术上的繁荣。这期间，私人著书和修史的风气比较盛行，并出现了分类记载异境奇物及古代琐闻杂事的“博物学”著作（其中保存了不少有关科技的史料），以及记载地方风物、史地的书笈，如《博物志》、《华阳国志》、《洛阳伽蓝记》等。不少关于科技的重要著作如《水经注》、《齐民要术》，以及一些重要的算经、医经和丹书，亦在这时期问世。
1701080794
1701080795
中国科学技术史稿（修订版） [:1701078164]
1701080796
二 贾思勰和农学名著《齐民要术》
1701080797
1701080798
贾思勰撰写的农学名著《齐民要术》，成书于北魏末年（约533—534），是我国现存最早的一部完整的农书，也是世界科学文化宝库中的珍贵典籍。它系统地总结了6世纪前我国北方的农业生产和农业科学技术，对后世农学影响很大。它在国外也备受赞誉，特别在日本更是受到重视。
1701080799
1701080800
《齐民要术》全书约十一二万字，除“序”和卷首的“杂说”外，共分10卷、92篇。书中内容十分丰富，“起自耕农，终于醯醢（制酱醋），资生之业，靡不毕书”【9】，涉及作物栽培，耕作技术和农具、畜牧兽医、食物加工等各个方面。元代司农司编的《农桑辑要》，王祯的《农书》，明代徐光启的《农政全书》和清代的《授时通考》，这四部综合性的农书从体例到取材，基本上都是采自《齐民要术》。许多范围较窄小的农书也与之有渊源的关系。所以，它的功绩在于总结了以前农学的成就，也为后来的农学奠定了基础。
1701080801
1701080802
贾思勰的农学思想
1701080803
1701080804
贾思勰生活于5世纪末到6世纪中叶，曾任过高阳（今山东青州）太守。他的详细经历，由于缺乏文献记载，已经无从查考。贾思勰生活在北魏政权由兴盛转入衰亡的时代，他亲眼看到孝文帝改革后，北魏政权比较稳定和社会经济比较繁荣的景象，也亲身经历了北魏政权的衰落，并为北魏的没落深感忧虑。出于维护北魏政权的目的，贾思勰总结了历史上的重农思想，引证历史经验，希望北魏的统治阶级向历史上提倡课督农桑，对发展农业生产作出贡献的人物学习，注意发展农业生产，作好“安民”工作，以稳定和巩固封建政权。为此，他“采捃经传，爰及歌谣，询之老成，验之行事”【10】，查阅文献达一百六十多种，同时收集农谚，调查访问和亲身实践，吸取了前人的成就，总结和发展了当时黄河中、下游地区的农业生产经验，写成著名的农学著作《齐民要术》。
1701080805
1701080806
从农业典籍和生产经验的搜集、整理和研究中，贾思勰认识到，气候有一年四季的变化，土壤有温、寒、燥、湿、肥、瘠之分，农作物的生活和生长既有其自身的规律，又因时因地而各有所宜，要获得农业生产的好收成，就必须了解农作物的生活规律和所需生活条件，顺应农作物生长的要求。他继承了我国农学注重天时、地利和人力三要素的思想，特别强调农业生产的基本原则：“顺天时，量地利，则用力少而成功多。任情返道，劳而无获。”【11】要求人们掌握农作物的生活规律，依据天时、地利的具体特点，合理使用人力，收取“用力少而成功多”之效。否则，违背客观规律则将造成“劳而无获”的后果。这一基本思想贯穿于《齐民要术》的全书之中。但是，贾思勰并没有要人们仅仅被动地去顺应天时、地利。他对人力的作用非常重视，要人们在掌握天时与农作物生长关系的同时，能动地利用“地利”，创造农作物的最佳生活环境，并采取各种促进农作物生长的经营管理措施，以求取更好的收成。例如，他引用古人的话说：“耕锄不以水旱息功，必获丰年之收。”【12】在经营田地时，他要求根据人力情况，合理安排，在人力不足时，“宁可少好，不可多恶”【13】。在《齐民要术》各篇中，贾思勰都着意地介绍和评述如何合理利用人力、物力，搞好经营管理的重要性。这种把天时、地利、人力有机地结合起来，强调因时制宜、因地制宜、精耕细作、合理经营的思想，在我国古代农业生产中有着深刻的影响。
1701080807
1701080808
《齐民要术》反映的北方干旱地区农业技术
1701080809
1701080810
《齐民要术》不但总结了前人关于农业生产的科学技术知识，而且反映了北魏时期，我国北方农业科学和技术的水平。
1701080811
1701080812
1701080813
1701080814
《齐民要术》所讨论的地区范围，包括现在山西东南部，河南中南部和北部，以及山东。这些地方大都位于黄河中下游，气候干旱少雨。因此合理地整地和中耕，保持土壤的水分，亦即保墒，对于保证作物的生长是十分重要的一环。《齐民要术》中反映的保墒技术比汉代有了进一步发展，形成了耕—耙—耱一整套保墒防旱措施。北方旱作地区的耕作技术至此就基本定型了。耕、耙、耱技术的发展，与整地方面有铁齿和耢等耙细土壤的农具的出现也是分不开的。要做好保墒工作，关键在于整地和中耕除草工作，它们是构成旱作地区精耕细作的主要内容。贾思勰在《齐民要术》中，把“耕田”放在首位，系统地记述在不同的天时、地利情况下的不同耕地方法和耕地深浅。如按时间不同分为春耕、夏耕、秋耕和冬耕，按先后顺序分为初耕和转耕，按深浅分为深耕和浅耕、逆耕。按方向分为纵耕和横耕。这比起前代农书所讲的具体细致，充实得多。贾思勰还根据北方冬季寒冷，不宜农作物生长，土地冬休，以及春夏种植的情况，首先总结出了“秋耕欲深，春夏耕欲浅”【14】的经验。这是符合科学的总结，因为深耕，可以把生土翻到地面上，经冬天风化而变熟，使熟土层加厚，增加地力；春夏耕后马上得播种，耕深了把生土翻到上面来，反而对作物不利。他还指出，耕地时，必须根据土壤中所含水分的情况，掌握耕地的时机。“凡耕高下田，不问春秋，必须燥湿得所为佳。若水旱不调，宁燥不湿。”【15】这是因为燥耕时土壤成块，但一遇到雨水就会松散，湿耕则干后结成硬块，几年都搞不好，并引用农谚说“湿耕泽锄，不如归去”，否则将“无益而有损”。【16】耕后必须把地耙平，把土耱细。《齐民要术》中把耙耱的作用提高到理论的高度，明确指出耙耱有保墒防旱的功效，具体总结了耙地时间和次数的经验。《齐民要术》还认为在作物生长过程中，必须中耕除草，以便使土壤保墒和促进地熟，保证供给作物水分和养分。其所述中耕除草技术上的特点，概括起来说，就是中耕贯彻多锄、深锄的精神，除草则要锄小、锄早、锄了。
1701080815
1701080816
选优汰劣，适时播种，在我国农业生产中有着丰富的经验。《齐民要术》强调指出，种子优劣，播种时间迟早，与作物的产量、品质及病虫害的防治有着密切的关系。同时，随着农业生产的发展，作物的品种亦不断增加，如粟，在3世纪时的《广志》中仅列有11个品种，《齐民要术》的记载已增加到86个品种【17】。不同的品种各有其自身的特性，成熟有早晚之别，产量有高低之分，口味有美恶之异，有的耐旱，有的耐水，有的耐风，有的抵御病虫害能力强，人们可以按照天时、地宜和需要选取合宜的品种。种植时，必须选用品种纯净的种子。如果品种混杂，作物生长和成熟就会“早晚不均”，给收获、加工、食用带来很多困难。《齐民要术》对种子的选择、收藏和种前的处理非常重视，把“收种”列为全书的第二篇，在其后各种农作物的栽种中也都有所论及。特别是其中所提出的选取“好穗纯色”的植株妥善保存起来，“至春治取别种，以拟明年种子”。有点类似现在留种子田的保纯防杂技术。书中还具体地记述了水选、溲种（即拌种）、晒种等种子的处理办法，并最早记录了我国水稻的催芽技术。
1701080817
1701080818
采取各种措施，保持和提高地力，使土地能够长期种植，而不丧失地力，是我们祖先的创造发明。从《齐民要术》中，我们可以看到当时我国已熟练地掌握了施肥、合理换茬、轮作和复种等保持和提高土地肥力，“用地养地”的技术。例如在论述作物换茬、轮作和复种方面，把前茬作物分为上、中、下三类，说：“凡美田之法，绿豆为上，小豆胡麻次之。”【18】书中还说明各种作物换茬的作用，谷子换茬是为了防杂草，谷用瓜茬是利用瓜地施肥多的余力，把豆科作物和禾谷类作物、深根作物和浅根作物搭配起来，进行合理的复种和轮作，既可达到用地养地的目的，又能提高土地的复种指数。轮作方法虽然产生很早，但对这方面进行总结，却自《齐民要术》才开始。足见当时轮作已被广泛利用，并且已经多样化。根据《齐民要术》中《耕田第一》、《种谷第三》等篇所记载的产量数字，则北魏的单位面积产量比汉文帝时要高得多。
1701080819
1701080820
《齐民要术》中还反映了我国古代丰富的生物学知识。当时人们已使用插——即无性繁殖的嫁接法，例如说用棠树（即杜梨）做砧木，用梨树苗作接穗，梨结果大而细密。在嫁接时注意到接穗要选择向阳的枝条，说明对光在植物生长中的作用已有所认识。强调嫁接时木质部与木质部，韧皮部与韧皮部要密切接合，说明对植物的生长特性有较深的了解。对马、驴杂交所生出的骡的生物优势和禽畜去势催肥等认识亦较以前深入。在开垦树林荒地时，书中总结了树木的环刈法，把树木韧皮部割去一环，阻止树液通过，使树木枯死，然后放火烧，可以连根去掉，这对开垦荒地是很有用处的。我国在农产品加工方面，利用微生物发酵来加工豆类、酿酒和制奶酪等有着悠久的历史，到南北朝时，人们已能较熟练地掌握微生物发酵技术，《齐民要术》中记载了丰富的微生物学内容，并用之加工多种食物，有些还上升到比较系统的规律性认识。
1701080821
1701080822
北朝时期，大量的游牧民族进入内地，使中原地区的畜牧业得到发展。《齐民要术》既总结了历代的家畜饲养经验，也吸收了北方各民族的畜牧经验。书中有根据动物形态鉴别品种优劣的知识，并介绍了饲养牲畜的各项措施，提出了要依据各种动物的生长特性，适其天性，进行管理。《齐民要术》对于种畜的培育非常重视，记述了留取优良品种，注意孕期环境，繁殖仔畜的方法等等。如羊要选腊月、正月生的羊羔留种最好，母鸡要选择形体小、毛色浅、脚细短、生蛋多、守窝的。书中还收集了兽医药方48种，内容包括外科、传染病、寄生虫病和普通病等，这是我国现存最早的有关兽医药学的记载。