阿拉伯、歐洲中世紀生產(chǎn)技術(shù)（上）

中世紀的阿拉伯和歐洲在技術(shù)方面的成就不多，而且科技史的研究往往發(fā)現(xiàn)，許多遲至10世紀或更晚才在阿拉伯或西歐出現(xiàn)的發(fā)明，早在中國最初幾世紀里就已經(jīng)詳細敘述出來了。阿拉伯和歐洲不象中國有非常豐富的歷史文字記載，許多技術(shù)方面的成就很容易散佚。我們現(xiàn)在研究阿拉伯和西歐的中世紀技術(shù)史時，還只能依靠非常有限的資料。如8世紀的《煉金秘訣》、《論莫柴斯的著色》，10世紀的赫拉克利斯的《論羅馬的繪圖》以及12世紀的柴奧菲魯斯關(guān)于各種藝術(shù)的隨筆。這些著作主要是討論用于建筑和教堂裝飾的藝術(shù)和技藝，但也記載了少量的其他中世紀技術(shù)成就。大石匠弗拉德.德.霍納考特的一本筆記本(約公元1245年）載有許多機器的素描和說明，是我們研究中世紀技術(shù)史的珍貴文獻。

此外就極少有中世紀的學者提到技術(shù)的事情，至于企圖了解它們的就更少了。因此中世紀阿拉伯和歐洲流傳下來的技術(shù)成就和我們以后將要涉及的中國繁榮昌盛的古代技術(shù)相比，大為遜色。為方便起見，筆者把阿拉伯和歐洲的技術(shù)成就放在一起論述，而且主要以歐洲技術(shù)為主。

1.農(nóng)業(yè)技術(shù)

封建制度的經(jīng)濟基礎(chǔ)是土地。因此它的標志是主要依靠自給自足的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，當然也依靠一部分分散的手工業(yè)。中世紀的歐洲和阿拉伯在農(nóng)業(yè)技術(shù)方面還是有一定成就的。

在農(nóng)作物方面，阿拉伯人在灌溉作物如水稻及柑桔類果品的種植上積累了經(jīng)驗，并逐漸把這些新的作物和相關(guān)聯(lián)的技術(shù)向地中海沿岸的西西里和西班牙擴散，后來又進入法國南部和意大利北部，打破了大麥、小麥在歐洲一統(tǒng)天下的局面，對歐洲(尤其是南歐）農(nóng)業(yè)產(chǎn)生了深遠的影響。

作為歐洲傳統(tǒng)作物之一的葡萄在中世紀進一步發(fā)展。葡萄種植業(yè)在許多地區(qū)已然鞏固，而且葡萄釀酒技術(shù)已比較成熟，出現(xiàn)了勃艮第、莫塞利、波爾多等著名的葡萄栽培釀酒地區(qū)。公元800年到1000年間，葡萄擴展至中歐，甚至更遠，歐洲農(nóng)民在葡萄釀酒技術(shù)的基礎(chǔ)上，又生產(chǎn)出蘋果酒和梨酒，這無疑也促進了蘋果和梨樹種植業(yè)的普及。另外，歐洲中世紀釀造啤酒的技術(shù)已很高明。歐洲古老的啤酒是由草藥或混合料調(diào)味密封制成。9世紀以后，歐洲農(nóng)民開始選用略帶苦味的蛇麻草釀造啤酒，基本上奠定了現(xiàn)代啤酒的口味標準。歐洲水果種植業(yè)和釀酒業(yè)的蓬勃發(fā)展不僅幫助了歐洲農(nóng)業(yè)乃至整個經(jīng)濟的發(fā)展，農(nóng)民們在釀酒時所使用的許多技術(shù)，如酒精蒸餾術(shù)等也為歐洲近代化學的發(fā)展提供了技術(shù)條件。

在耕種技術(shù)方面，公元6世紀時當時的斯拉夫人開始使用帶輪的重犁。這種重犁具有犁刀、橫鏵和模板。重犁具有三個顯著的優(yōu)點：第一是它能翻騰稠粘的土壤，這種土壤比通常使用扒犁翻耕的沙土能生產(chǎn)更多的作物；第二是由于重犁上的犁壁能翻出壟溝來，因此交錯犁田就不必要了，從而節(jié)省了人的勞動力；第三，犁壁經(jīng)常把壟溝轉(zhuǎn)向右方，這樣把松土堆成長條，長條與長條之間留出一條排水溝來，田間排水由于這種新模式而方便了。

重犁在歐洲逐漸流傳開來。由于重犁需要很大的動力，而歐洲在公元10世紀以前還沒有學會合理使用馬力，因此在用馬拉犁以前很長一段時間，農(nóng)民用他們的耕牛進行合作，從而奠定了中世紀合作農(nóng)業(yè)村社——莊園的基礎(chǔ)。

到8世紀后期，歐洲又出現(xiàn)了三圃耕種制度。"三圃制"就是把耕地分成三大部分，一塊地休耕，一塊秋播地主要種小麥、黑麥和大麥，一塊春播地大部分種植燕麥以及豆科植物。由于三圃制農(nóng)業(yè)比舊的三圃輪種制更易耗費地力，所以這種耕種方法比較適合地力肥沃的土地。但是三圃制比原先的二圃制優(yōu)越得多，以二圃制轉(zhuǎn)到三圃制能使莊園農(nóng)民增產(chǎn)大約50％。因此歐洲在合理使用土地方面還是比較科學的。

莊園除耕地以外，還有樹林，用來提供木材和柴薪；有池塘，用來養(yǎng)魚；有草地，用來放牧牲畜；莊稼收割以后的土地或休耕地，也可以用來放牧。

馬力的合理使用也對中世紀的農(nóng)業(yè)起了積極的作用。歐洲古代使用的胸帶和肚帶因為處置不當，勒迫馬匹的氣管，而且也很少使用馬掌保護馬蹄，因此馬匹的作用很受影響。后來在東西方的交往中，從東方尤其中國引進了水平胸帶，解放了馬的束縛。10世紀后又研制了墊肩馬軛，廢除肚帶。把項圈套上馬肩來著力，僅此一項馬的牽引力就可以增加4倍。歐洲同時輸入了釘馬掌法，馬掌能保護馬蹄，使馬蹄更好地抓牢地面，使馬能更好地馱貨和輓車。此外，歐洲人從東方學會使用了馬鐙，又發(fā)明了靴刺和馬嚼。這些變革極大提高了馬匹在農(nóng)業(yè)中作為牽引牲畜的重要性。從公元10世紀起，馬匹開始取代在整個中世紀作為"農(nóng)民的發(fā)動機"的牛，牢固確立了在農(nóng)業(yè)中的地位。而且馬匹在許多場合廣泛運用，成為戰(zhàn)爭和旅行的主要工具。

2.水輪磨和風輪磨

水輪磨的實際創(chuàng)制年代十分悠遠，維持魯維阿在公元前約50年時就曾提及這種裝置。然而因為古羅馬的川流對磨不太適宜，而且當時有足夠的奴隸可以被驅(qū)使做工，因此水輪磨很少被使用。然而中世紀的歐洲荒蕪貧瘠土地眾多，勞動力卻極為匱乏，而且西歐地理條件優(yōu)越，有長期可供使用的溪流和河道。因此，能節(jié)約大量勞力的小輪磨在中世紀重整旗鼓，廣為使用。磨成為封建經(jīng)濟的主要特色，差不多每處領(lǐng)地(英格蘭的古老的"土地清丈冊"開列了5000處）都有一座磨和一個磨手。地主充分使用他們的特權(quán)，讓所有的農(nóng)奴在磨坊里磨他們生產(chǎn)的谷子。

水輪磨最早用于把谷物碾成粉，以后很快又轉(zhuǎn)向其他用途，如提水、壓榨油籽、麥芽制作、磨碎赭石和其他染料、漂洗、造紙、鞣料生產(chǎn)，它們還用以驅(qū)動諸如錘、鋸、磨石和車床等工具。到工業(yè)革命時，水輪磨運用更為廣泛，用于紡線、織布或打谷。

西北歐低洼有風海岸的風輪磨(風車）也很有特色。西方的風輪磨可能來源于水輪磨，它具有十分相似的由水平軸帶動的機構(gòu)，此軸由一組豎帆推動，一組一般是8至12張帆。最古老的風輪磨是一種固定的結(jié)構(gòu)，稱為柱狀風輪磨。以后又建造了塔狀的風輪磨，其冠或頂部可以轉(zhuǎn)動，以使風帆對準風向。風輪磨原先也是用于磨谷用，但到中世紀末期，它們開始被用作原動機，在難以利用流水的濱海地區(qū)，逐步起到了水輪磨相同的作用。

風輪磨和水輪磨必須由人制造并看管，而這種工作不是大多數(shù)農(nóng)村鐵匠的技藝所能勝任。因此就有了風輪和水輪匠這個行業(yè)。他們往來于鄉(xiāng)間，制造并修理風、水輪磨。他們懂得輪的做法和作用，也同樣曉得管理堤和閘。所以他們既是水利工程師，又是最初的、按照現(xiàn)代意義所稱的機械工程師。他們是中世紀工藝技術(shù)的寶藏庫。

3.交通運輸

古羅馬帝國大一統(tǒng)的中央政府使它有能力完成龐大的公共工程，因此古羅馬時期以羅馬城為中心，呈輻射狀地大量修筑寬闊平坦的大道，古諺中有"條條大道通羅馬"之稱。當時道路系統(tǒng)很完善，因此陸路交通十分發(fā)達。

然而中世紀的歐洲卻是封建割據(jù)，沒有一個強有力的政府可以承擔古羅馬人那樣的壯舉。封建莊園的地主們也吝于出錢從事公路維護，而貧寒交迫的農(nóng)民需要石料建筑擋風蔽雨的小屋，甚至把許多羅馬時期的道路拆除。因此，羅馬的道路工程在阿拉伯地區(qū)保存尚為完好，但在西歐，陸路旅行則是一件很困難的事。后來市政當局和個人開始頻繁地為維持橋梁和道路而贈款，但仍然入不敷用。只有當發(fā)展著的貿(mào)易促使城市之間建立更為密切的聯(lián)系，商業(yè)旅行更加頻繁，新的公路就變得必要的了，在國家預算中占相當大的比重。

中世紀的筑路工程師采用由松砂路基上鋪設(shè)鵝卵石或碎石筑成的大路。不過這種道路較易于隨著冷熱變化而縮漲。后來又修建用灰漿石沙躒粘砌的石板路，以及在沙土或地面上用碎石鋪成的、加以適當夯實的道路。交通工具主要是兩輪或四輪的馬車。歐洲人雖然沒有在道路建筑技術(shù)上取得了不起的成就，但他們認識到道路建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系，還是十分難得的。

由于中世紀歐洲陸路運輸還不發(fā)達，水路運輸是最廉價的貨運途徑，大多數(shù)陸路運輸也往往取道捷徑到達河岸或海濱。因此中世紀歐洲水運發(fā)達的港口，經(jīng)濟往往十分繁華。這一點與中國頗為相似。

西歐發(fā)展了內(nèi)河航運，并積累了造船的技術(shù)經(jīng)驗。由于地中海的優(yōu)越位置，它具有海洋的特征，但又不象遠航大西洋、太平洋那樣風高浪險，路途遙遠。所以它孕育了歐洲的航海技術(shù)。富有冒險精神的歐洲航海家們可以在這里訓練他們的身手。

當西歐開始日益意識到大西洋海岸的重要性時，海運船只的建造取得了重要進展。當時地中海的多槳船已經(jīng)逐步使用三角帆，而且積累了使用風帆的技術(shù)、但是這些船只還不宜在多風暴的大西洋中遠航。到12世紀，北歐開始建造大型的遠洋商船。到14世紀，一種新型平面接縫式船開始普及，它在海上逐漸排擠老式船。而且較舊式的三角帆發(fā)展為前后帆，從此就不再需要等候船尾來風才開船。水手們甚至學會了逆風行駛的技巧，風浪較猛時也可以航行。

船尾舵和羅盤(指南針）的引入是促進海上航行的最重大發(fā)明。這兩項重要發(fā)明的發(fā)源地都在中國。引入這兩項發(fā)明，歐洲逐漸開始作遠洋的航行。

航海術(shù)的成熟的直接后果是新的地理大發(fā)現(xiàn)和商業(yè)繁榮。同時，由于羅盤和其他航海儀器的需要，產(chǎn)生了制作航海羅盤和日晷這一新型精巧工業(yè)。做這種東西的人樹立了越來越高的準確量度標準，對后來的科學起了重大的影響。許多科學家，連牛頓本人在內(nèi)，都是優(yōu)秀的儀器制造者。