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第三章 社会科技纵横（第2页）

李春设计建造赵州桥

河北省赵县的洨河上，有一座世界闻名的石拱桥，叫安济桥，又叫赵州桥。它是隋朝的石匠李春设计和参加建造的，到现在已经有一千三百多年了。李春首创单孔敞肩拱桥，在赵州桥的桥体上设4个小拱，即减轻了桥了桥自重，也减缓了急流对桥体的冲击。赵州桥坡度平缓，造型美观，非常坚固。经历了1000多年的风风雨雨，如今依然屹立在洨河之上，不仅在中国建桥史上，而且在世界建桥史上写下了光辉的一页。

河北赵州地区是南北交通要道，但在城南处，有一条由西往东的大河，名叫洨河，洨河的流量随季节变化，时涨时消，差别很大。每到夏秋季节，降雨增多，山洪暴发，河水犹如脱缰的野马，奔腾咆哮，凶猛异常，给河两岸的居民和来往的行人带来了极大的不便，一位白发苍苍的老车夫望着波涛滚滚的洨河，长长地叹了口气说：“该死的河，我运粮的期限，又被你误了，要造一座桥该多好啊！”

李春刚好路过这里，他听说自己的师傅在赵州桥修路时，不幸被一块石头砸伤，生命垂危，就星夜兼程赶来探望师傅，不料被洨河水拦住，心急如焚又无可奈何，等雨停了，水退了，才乘船过河赶到赵州城里，不料师傅已离开人世，李春悲痛欲绝地说：“要是河上有座桥，我就可以与师傅见上一面了。”他想，当匠应该为民造福，我一定要在洨河上架一座石桥。

李春和他的师兄弟一起决定到洨河的上游进行考察。一路上，他们含辛茹苦，走了半个多月，终于来到了洨河的源头。这里崇山峻岭，山势险要，平时，只有几股山泉汇聚洨河，所以水势不大；可一到雨季，山洪暴发，两岸高山上的水倾泻下来，全部汇集到洨河中，必然会引起泛滥成灾。

3-3李春雕像

李春想，造桥的时间绝不能放在夏秋两季，但在冬季造的桥墩，到夏季难保不被冲垮，得造座不用桥墩的石拱桥，可当地的工匠们对此有点担忧：“河边的地层可是砂层啊！”李春自信地说：“我知道，只要在砂层上铺几层石板当桥台，就行，另外，我还有减轻桥身重量的方法。”

工匠们又说：“要桥不塌，就必须让石拱的拱圈在一年内合龙，才不会被水冲垮，可十丈多宽的拱圈又怎能在一年内合龙呢？”

一位年轻的工匠天真地说：“要是造一座独木桥就好了，我担保它不用一年的合龙！”

“独木桥，”李春心里一亮，独木桥容易建造，很快就可竣工；虽然它桥面狭小，不能行走，但十几座、二十几座独木桥合起来不就成了一座大桥吗？如果把横跨洨河两岸的石拱分成纵向排列的若干道拱圈，然后一道道分开砌造，每年春冬两季施工，夏秋两季之前合龙，这样拱圈就不会被洪水冲垮。拱圈与拱圈之间再用铁钉相连，必然十分坚固。

静夜，李春在烛光下勾画着图纸。按一般情况设计，赵州桥桥洞的宽度为，桥洞就要高达，车马行人过桥就得像翻小山一样。然而，他克服了技术上的种种困难，打破了传统的形式，采用了小于半圆的弧形桥洞。通过不断地修正图纸，缩小桥洞宽度，终于设计出了高的桥洞。李春又在大桥洞的两边各设计了两个小桥洞，估计可以节省石料，使桥自身的重量减轻了大约500吨。另外，水涨的时候，一部分水可以从两边4个小洞往下流，既可以使水流畅通，又减少了洪水对桥的冲击，保证了石桥的安全。而且一边两个小桥洞，还形成了赵州桥在造型上的对称美。这种“拱上加拱”的近代所谓“敞肩拱”的桥型，在欧洲直到14世纪才出现，那就是法国太克河上的赛雷桥。赛雷桥比赵州桥要晚700多年，不如李春设计的坚固，并且早已毁坏无存。所以，赵州桥在世界桥梁建筑史上有占有十分重要的地位。

第二年深秋，造桥工程正式开始了。赵州一带的老百姓纷纷捐钱出力，附近的工匠们也都赶来参加施工，赵州城顿时热闹起来。赵州附近的获鹿、赞皇和元氏等县出产一种青色的石灰岩，这种石灰岩既坚硬，又耐压，李春决定用它来作为造桥的主要材料。工程一开始，大批年轻力壮的石匠就被派出去开山采石。可时值冬季，造桥用的石料还没运到，工匠们不免担忧起来。李春笑道：“全部石料保证如期运到。”

然后，李春组织石匠们将石头凿成一块块1尺宽、2~3尺长的“拱石”，供建造拱圈用。在每块拱石的两侧，李春还让石匠们凿上有规则的细密的斜纹。这样，拱石与拱石之间拼砌起来就更加牢固了。李春还请来一批手艺高超的铁匠，锻造出一种两头翘起的“腰铁”，把它嵌在两块连在一起的拱石上，起加固作用；还打造了一种长长的“铁栏杆”，专门用来连接横向关系的拱石。事实证明，这些铁件，后来的确在加固拱圈、延长石桥寿命上起了很大作用。

3-4赵州桥

由于大家齐心协力，夜以继日地砌造，第一道由60几块拱石组成的小拱圈，只用两个多月的时间就砌成了。按照李春的设想，把整道拱圈分成28道纵向拱圈，一道道地分开来砌。由于每道小拱圈都是从桥这头砌到桥那头的，所以基础都落到两岸的桥头上，每道小拱圈都是从桥这头砌到桥那头的，所以基础都落到两岸的桥头上，每道小拱圈都能独立地担负起桥上的重量，即使某一道损坏了，也不影响整个拱圈的安全，修复起来也很方便。

李春也十分注重桥的外观，他和工匠们按艺人的画样，桥上刻了蛟龙、兽面和花饰。为了保障行人的安全，在大桥的两侧还竖起了瞭望栏和挡板。

3年后，也就是隋大业八年（612年）在波涛滚滚的洨河之上，架起了一座可“舟楫航行其下，人马车舆通过其上”的大型单孔拱桥，赵州桥全长50。82米，宽9米。桥拱的净跨度长达37。02米，是当时世界上跨度最大的石拱桥，远远望去，大桥就像“初月出云，长虹饮涧”，历经1300多年，依然雄踞在清澈的洨河上，辉耀千古。

刘焯制定《皇极历》

刘焯，字士元，隋朝经学家、天文学家。信都昌亭（今冀州市）人，生于公元544年。自幼聪敏好学。少年时代曾与河间景城（今献县东北）人刘炫为友，两人一同寻师求学。后师从武强交津桥藏经大儒刘智海，后受聘为州博士，与刘炫并称“二刘”。

刘焯天资非常聪明。据说，少年时代，先后跟从多位老师学习《诗经》、《左传》、《周礼》、《仪礼》和《礼记》时，他的天资就开始显现出来，但这些老师们的讲课水平根本不能满足他的求知欲望，每次他都未等学业结束就离开了。后来，他帮一位藏书家刘智海整理典籍，埋头十年，以致穷困潦倒，连吃饭穿衣都发生困难。但这个时候的刘焯，却已是精神上的富人，并因深通儒家学说而远近闻名，不久后当了州博士，充分沾了知识分子的光。

随后，刘焯开始平步青云，年纪轻轻就成了员外将军，有机会参加编纂国史、议定乐律和历法。在与京城各大学子研究古今贤达之士所不能解决的疑难问题时，他那满肚子的学问更是厚积薄发。每次他一落座，辩论诘问之声四起，却没一个人能把他驳倒。但官场风云变幻莫测，因一起偶然事件，刘焯38岁那年遭遇诽谤，罢官回乡，专以教书著述为主。这期间他对《九章算术》、《周髀算经》、《七曜历书》等十几部涉及日月运行、山川地理的著作悉心研究，著出了《稽极》、《历书》和《五经述议》，这些都成为当时的天文名著。当读到这些观点新颎、见解独到的著作时，不计其数的儒者和年轻学生纷纷以他为偶像，不远千里前来当面求教。有人评论说：几百年来，凡学识渊博、精通儒学的人，没有能够超过他的。可以说，刘焯如果能乘势而上，广收门徒，中华民族的史册上也许又会再现一个“孔子第二”了。

3-5刘焯

然而，刘焯虽学富五车、才高八斗，为人却心胸狭窄，贪财吝啬。眼见得自己的学问形成了一个潜力极大的市场，当即念头一转，就做起学问生意了。不向他送见面礼、或者送少了礼的，根本就得不到他的真正教诲。这样一来，人们对他所做所为由崇拜转为失望，并开始看不起他。等到他满腹经纶化作不菲的财富后，他的门庭也开始冷落。去世时，好友刘炫为他请赐谥号，却得不到一个大臣的拥护。就是他的代表作《皇极历》，本是一部含金量极高的天文著作，因与太史令张胄玄的观点相左而被排斥。直到多年以后，他的学术观点逐渐被世人所识。然而，由于做人方面的缺陷，他的作品始终不能与一些划时代的东西相提并论，哪怕它本身已含很高的科学价值。刘焯的才华，即便与他的为人处世有不相协调的出入，但尊重知识的后人还是给了他一个公正甚至超常的评价。遗憾的是，千百年之后，人们记起、说起的只有《皇极历》，而没有刘焯这个人，吃水忘了挖井人。

《皇极历》采用的岁差值较为精确，七十五年差一度；考虑到了太阳和月亮运行的不均匀性，创立了等间距的二次差内插法公式，较好地解决了太阳运动不均匀性的计算问题；主张改革推算二十四节气的方法，废除传统的平气，使用定气法，并运用等差级数法和坐标变换法等数学方法解决计算问题。所有这些原理和方法的运用，使得《皇极历》成为中国一部具有里程碑意义的历法，是中国历法走向成熟的标志。

虽然由于政治、人际关系等原因，《皇极历》在隋朝没能实行，但被后人所采用。唐高宗时，李淳风参考《皇极历》制定了一部古代名历--《麟德历》。刘焯对古书所记载的“千里影差一寸”提出异议，唐玄宗时张遂等人经过实地测量证明了刘焯说法的正确性。刘焯提出的定气法，被清朝颁行的《时宪历》所采用。刘焯创立的等距的二次差内插法公式，不仅在中国历法史与数学史上占有重要地位，而且在世界数学史上也居于领先位置。

裴矩与《西域图记》

裴矩字弘大，河东闻喜（今山西闻喜县）人，原名裴世矩。曾在北齐、北周为官，入隋，文帝使其南略岭南，北抚突厥。又与牛弘参定隋礼，任吏部侍郎。炀帝时，隋炀帝时任尚书左丞、吏部侍郎、黄门侍郎、右光禄大夫等职。主要经营西域，他是隋炀帝时期，制定对突厥等少数民族政策的主要人物之一。他在隋朝统一西域的大业中，起到了重要作用。