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热与冷的条件下干燥、沉积而成。虽然阿古里可拉没有涉及火成岩与变质岩，
但他已开拓了矿物岩石研究的科学坦途。
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3。中国地学
与中世纪的阿拉伯、欧洲相比，这一时期中国的地学发展迅速，成绩斐
然。
早在汉武帝时，各郡国就开始编修地志。到隋唐时期，官修地理图记的
风气更浓。隋大业中 （公元605—617年），曾“普诏天下诸郡，条其风俗、
物产、地图，上于尚书”。所以隋朝出现了《诸郡物产土俗记》151卷、《区
域图志》129卷、《诸州图经集》100卷等等。其中，《区域图志》是典型的
官修地理图记著作。
官修图记能够集一国之力，搜集资料比较容易。所以到了唐代，地理书
大多是皇皇巨著。贡献较大的有贾耽《海内华夷图》、李吉甫《元和郡县图
志》等。
贾耽（730—805）是唐朝德宗的宰相，酷好地理学。每当周围国家的使
者到来，或是唐朝派出的使者返回，他都要当面询问那些国家的山川、土地
等情况，所以对边外非常熟悉。唐德宗时，吐蕃占领陇右已经很久，内地很
少有人了解陇右情况。他特意绘制了《关中陇右及山南九州等图》一轴，图
说10卷。图中所绘包括洮、湟、甘、凉等地，带有较多写真性质。贞元十七
年（公元801年），贾耽又绘制了《海内华夷图》和《古今郡国县道四夷述》
40卷。贾耽撰成此书（包括图和述）用了30年时间，倾注了他毕生精力。
据《旧唐书》本传记载，《海内华夷图》广3丈，长3丈3尺，以一寸折百
里 （缩尺为1：1，800，000）。照此计算绘制的区域东西3万里，南北3万
3千里。唐本土只占全图面积的15％左右，是中国第一部世界地图。贾耽说，
凡“绝城之比邻，异番之习俗，梯山献琛之路，乘舶来朝之人，咸究其源流，
访其居处，阛阓之行贾，戎貊之遗老，莫不听其言而掇其要；闾阎之琐语，
风谣之小说，亦收其是而芟其伪。”他的图记是包括了当时闻见的所有国家
的。贾耽的地理图志对后世有很大的影响。其中，古地名在地图上用墨书标
出，今名用朱笔标出。贾耽开创的这种标注法一直为后世地理书沿用。
李吉甫 （785—814）是唐宪宗朝宰相。他“分天下诸镇，记其山川险易
故事，各写其图于篇首，为54卷，号为《元和郡县图》（又名《元和郡县图
志》）”。此书内容重点在于叙述天下郡县的“兵饷山川、攻守利害”，凡
有关民生国计的必不惜笔墨。这与唐代传世的数十家地理著作迥然不同。书
的体例是，每记一州，先综述一州的概况，如户口、垦田、贡赋等数字，以
及州境和八到等。对节度使理所还记述管兵若干，有马若干和衣赐匹数。从
项目看，比地理志大大加详了。《元和郡县图志》也是一部传世的重要地理
著作。
唐时重要的游记著作为辩机撰《大唐西域记》和释彦悰撰《大慈恩寺三
藏法师传》。两本书都是根据玄奘口述西游印度的经过，记录整理而成。以
途经先后为序，记述所见所闻，属于游记类地理书。
玄奘（602—664），河南缑凡（今偃师县）人，俗姓陈，名袆。隋大业
间在东都净土寺受戒为僧，钻研佛学。他深感当时佛经各擅一宗，错综其说，
使人无所适从。于是自贞观三年（公元629年）启程，赴印度取经。他过秦、
兰、凉、瓜诸州，西出玉门关，度莫贺延碛，至于高昌。然后经阿耆尼（焉
耆）、屈支 （龟兹），顺丝绸之路北道入中亚，南逾黑岭入印度。在那里瞻
仰佛迹，拜求高明，足迹遍于印度。然后北逾葱岭，取道佉沙国 （疏勒）、
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瞿萨旦那国 （于阗），由丝绸之路南道回国，于贞观十九年（公元645年）
正月到达长安。前后17年，途经110国。
《大唐西域记》全书12卷，目录所列共138国。注明在印度境内的80
国，其余大部分是中亚国家，少数是西域、西亚国家。书中对每一国都先介
绍它的疆域、都城大小，然后介绍土地、山脉、河流、物产、风俗、文化以
及佛教流行情况等。除亲眼所见外，对于“先志”所载、佛典所记以及故老
相传，都收入书中，是一部研究中世纪中亚、南亚历史、地理的珍贵资料。
《大慈恩寺三藏法师传》有10卷。此书与《大唐西域记》相比，对玄奘
起行的经过记述较为详细，对西域地形、地貌的描述更有见地，文字也更精
彩。书中描述了沙漠中的幻影和磷火，既令人心悸神惊，又增长了人们沙漠
旅行的知识。书中有对冰川的描述。文中点明冰川的成因——“自开辟以来，
冰雪所聚，积而为凌”，很有见地。因此，《大唐西域记》和《大慈恩寺三
藏法师传》都是珍贵的地理著作。
宋元时期，地理学著作异常丰富，比以前任何朝代都多。其中属于地理
志著作的有正史《宋史》、《元史》等）地理志，如宋人乐史撰《太平寰宇
记》200卷，李存等撰《元丰九域志》10卷，元人朱思本撰《九域志》80卷
等。此外，类似的地理著作还有宋人郑樵《通志》中的《地理略》、《都邑
略》、《回夷略》3篇，元人马端临 《文献通考》中的《舆地考》、《四裔
考》2篇等。李志常记录成书的 《长春真人西游记》则属于游记类的地理著
作。这些著作对地理学本身贡献不大，但具有珍贵的史料价值。
宋元时期对地理学的重要贡献在于地方志的著作在宋元大为增加，并定
型为郡县志。地方志是按行政区划，记述区域情况的综合性专著。修地方志
后来成为统治者非常重视的一个传统，把它看成是规划施政或立德立言的依
据。南宋以后，地方志数量大增。明清两代则形成风气。地方志不是科学著
作，但是提供了丰富而系统的科学历史资料。其中涉及地学的为数甚多，诸
如关于经济地理、政治地理、气象、水文、潮汐、地震、矿产、测量等都有
很大参考价值。地学是门区域很强的学科，在交通不发达的封建时代，依靠
少数人作全面考察难以办到，因此地方志记录的资料就更加显得重要。后来
许多伟大的地学工作者都把对地理志的研究，看作是地学研究的重要资料准
备。
还应该指出的是，宋代地理图曾经大量翻印，出现了商品化的趋势。地
图便利了交通，对宋元商业的发展、社会的繁荣起了很大的促进作用。
与丰硕的地理学成果相比，中世纪中国的地质学成就毫不逊色。
宋朝哲学家朱熹 （1131—1200）把山脉或褶曲地层与波浪形状相类比，
并认为是水把它们塑造成这种形状的。他在《朱子全书》卷49中说“今登高
而望，群山皆为波浪之状，便是水泛如此”，便是他这个观点的说明。朱熹
关于地球表面层变化的看法是：波涛使整个大地发生不停息的震荡，并使海
陆发生永不休止的变动，结果有些地方突然有山岳升起，有些地方却变成河
川。这种观点的依据是：“尝见高山有螺蛙壳，或生石中。此石即旧日之土，
螺蚌即水中之物。下者即变为高，柔者却变为刚。”这段话的意义在于朱熹
当时已认识到，自从生物的甲壳被埋入海底软泥当中的那一天以来，海底已
经逐渐升起而变为高山了。在欧洲，达·芬奇（1452—1519）才有类似见解，
朱熹比达·芬奇要早300多年。
中国在关于海洋——如海潮、海洋气象等方面的知识，尤其是海潮理论
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在当时也很突出。自隋唐始，人们注意到海潮涨落与月亮圆缺之间的关系。
窦叔蒙《海峤志》（约成书于公元8世纪中叶）除认识到“月与海相推，海
与月相期”之外，还注意到每日两潮，每月朔望两大潮，上下弦两小潮；每
年春秋分两大潮，冬夏至两小潮等，还推算出潮汐与月亮盈亏之间的相位差
为50′28。04＂，比同时期冰岛主教贝德（673—735）的观测更为精确。宋
元时期进一步认识到海潮涨落不仅与月亮，还与太阳运行有关。宋代姚宽《西
溪丛语》记载，会稽有一石碑，记海潮事说，海潮“随日而应月，依阴而附
阳”，“潮常附日而右旋”。碑上记载的潮、月相位差为53′34＂，比窦叔
蒙更为精确。
宋代著名学者沈括不仅是一个伟大的物理学家，也是一个卓越的地质学
家。在他百科全书式的巨著《梦溪笔谈》中，有关地学的知识十分广泛。
沈括论述了海陆的变迁。他有一次去河北，曾在太行山北面的山岸间看
到一些含有螺蚌壳和卵石的地层。沈括认为，这些地方虽然距离东海已有千
里之遥，但以前曾一度是海滨。由此可知，我们现在看到的大陆，一定是位
于水下的泥土和沉积物形成的。至于海滨变成陆地的原因，沈括认为黄河、
漳水、滹沱河、涿水、桑乾河这些河川，今天全都携有大量泥沙，这些泥沙
被河水携带着向东流去，这样，年复一年，就沉积下整个大陆的泥土。11世
纪沈括的这些观点，在欧洲直到19世纪的赫顿（1726—1797）和赖尔（1797
—1875）的著作中才能看到。
沈括还首次使用了“石油”这一名称，延用至今。他于1079年出任延州
时，曾考察鄜延境内的石油矿藏与用途。看到陕延一带人民燃烧石油取暖，
石油燃烧浓烟滚滚，给喜欢动脑筋的科学家以极大启发。于是亲自实验，创
造了用石油烟代替松烟作原料，制造文房四宝之一——墨的方法。他记述说：
“（石油）燃之如麻，但烟甚浓，所霑幄幕皆黑。予疑其烟可用，试扫其煤
以为墨，黑光如漆，松墨不及也，遂大为之，其识文为‘延川石液’者是也。
此物后必大行于世，自予始为之。”沈括开拓了原始化学工业，这是很可取
的。
《梦溪笔谈》中还多次提到了化石。“泽州人家穿井，土中见一物，蜿
蜒如龙蛇状，畏之不敢解；久之，见其不动，试扑之，乃石也。……鳞甲皆
如生物；盖蛇蜃所化，如石蟹之类”。说化石是生物所化，这是完全正确的。
这个问题，欧洲在16世纪还在争论。
“近岁延州永宁关大河岸崩，入地数十尺，土下得竹笋一林，凡数百茎，
根干相连，悉为化石……延郡素无竹，此入在数十尺土下，不知其何代物。
无乃旷古以前，地卑气湿而宜竹耶？”沈括根据化石推断古气候温湿，是非
常卓越的见解。同一看法，在欧洲是1763年由俄国科学家罗蒙诺索夫提出。
《梦溪笔谈》以后，又有《云林石谱》（公元1133年）等书籍，不仅记
载了三叶虫的化石、鱼的化石等，还正确地指明了这些化石的成因：鱼化石
的成因，很可能是在太古的时候，山一度塌陷进这些鱼所栖息的河流里，经
过很长的岁月以后，土凝为石，使之变成我们现在看到的样子。这些历史资
料表明，中世纪中国的古生物学远比欧洲来得先进。
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八、生产技术
1。阿拉伯、欧洲生产技术
中世纪的阿拉伯和欧洲在技术方面的成就不多，而且科技史的研究往往
发现，许多迟至10世纪或更晚才在阿拉伯或西欧出现的发明，早在中国最初
几世纪里就已经详细叙述出来了。阿拉伯和欧洲不象中国有非常丰富的历史
文字记载，许多技术方面的成就很容易散佚。我们现在研究阿拉伯和西欧的
中世纪技术史时，还只能依靠非常有限的资料。如8世纪的《炼金秘诀》、
《论莫柴斯的着色》，10世纪的赫拉克利斯的《论罗马的绘图》以及12世
纪的柴奥菲鲁斯关于各种艺术的随笔。这些著作主要是讨论用于建筑和教堂
装饰的艺术和技艺，但也记载了少量的其他中世纪技术成就。大石匠弗拉
德·德·霍纳考特的一本笔记本（约公元1245年）载有许多机器的素描和说
明，是我们研究中世纪技术史的珍贵文献。
此外就极少有中世纪的学者提到技术的事情，至于企图了解它们的就更
少了。因此中世纪阿拉伯和欧洲流传下来的技术成就和我们以后将要涉及的
中国繁荣昌盛的古代技术相比，大为逊色。为方便起见，笔者把阿拉伯和欧
洲的技术成就放在一起论述，而且主要以欧洲技术为主。
（1）农业技术
封建制度的经济基础是土地。因此它的标志是主要依靠自给自足的农业
生产，当然也依靠一部分分散的手工业。中世纪的欧洲和阿拉伯在农业技术
方面还是有一定成就的。
在农作物方面，阿拉伯人在灌溉作物如水稻及柑桔类果品的种植上积累
了经验，并逐渐把这些新的作物和相关联的技术向地中海沿岸的西西里和西
班牙扩散，后来又进入法国南部和意大利北部，打破了大麦、小麦在欧洲一
统天下的局面，对欧洲 （尤其是南欧）农业产生了深远的影响。
作为欧洲传统作物之一的葡萄在中世纪进一步发展。葡萄种植业在许多
地区已然巩固，而且葡萄酿酒技术已比较成熟，出现了勃艮第、莫塞利、波
尔多等著名的葡萄栽培酿酒地区。公元800年到1000年间，葡萄扩展至中欧，
甚至更远，欧洲农民在葡萄酿酒技术的基础上，又生产出苹果酒和梨酒，这
无疑也促进了苹果和梨树种植业的普及。另外，欧洲中世纪酿造啤酒的技术
已很高明。欧洲古老的啤酒是由草药或混合料调味密封制成。9世纪以后，
欧洲农民开始选用略带苦味的蛇麻草酿造啤酒，基本上奠定了现代啤酒的口
味标准。欧洲水果种植业和酿酒业的蓬勃发展不仅帮助了欧洲农业乃至整个
经济的发展，农民们在酿酒时所使用的许多技术，如酒精蒸馏术等也为欧洲
近代化学的发展提供了技术条件。
在耕种技术方面，公元6世纪时当时的斯拉夫人开始使用带轮的重犁。
这种重犁具有犁刀、横铧和模板。重犁具有三个显著的优点：第一是它能翻
腾稠粘的土壤，这种土壤比通常使用扒犁翻耕的沙土能生产更多的作物；第
二是由于重犁上的犁壁能翻出垄沟来，因此交错犁田就不必要了，从而节省
了人的劳动力；第三，犁壁经常把垄沟转向右方，这样把松土堆成长条，长
条与长条之间留出一条排水沟来，田间排水由于这种新模式而方便了。
重犁在欧洲逐渐流传开来。由于重犁需要很大的动力，而欧洲在公元10
世纪以前还没有学会合理使用马力，因此在用马拉犁以前很长一段时间，农
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民用他们的耕牛进行合作，从而奠定了中世纪合作农业村社——庄园的基
础。
到8世纪后期，欧洲又出现了三圃耕种制度。“三圃制”就是把耕地分
成三大部分，一块地休耕，一块秋播地主要种小麦、黑麦和大麦，一块春播
地大部分种植燕麦以及豆科植物。由于三圃制农业比旧的三圃轮种制更易耗
费地力，所以这种耕种方法比较适合地力肥沃的土地。但是三圃制比原先的
二圃制优越得多，以二圃制转到三圃制能使庄园农民增产大约50％。因此欧
洲在合理使用土地方面还是比较科学的。
庄园除耕地以外，还有树林，用来提供木材和柴薪；有池塘，用来养鱼；
有草地，用来放牧牲畜；庄稼收割以后的土地或休耕地，也可以用来放牧。
马力的合理使用也对中世纪的农业起了积极的作用。欧洲古代使用的胸
带和肚带因为处置不当，勒迫马匹的气管，而且也很少使用马掌保护马蹄，
因此马匹的作用很受影响。后来在东西方的交往中，从东方尤其中国引进了
水平胸带，解放了马的束缚。10世纪后又研制了垫肩马轭，废除肚带。把项
圈套上马肩来着力，仅此一项马的牵引力就可以增加4倍。欧洲同时输入了
钉马掌法，马掌能保护马蹄，使马蹄更好地抓牢地面，使马能更好地驮货�