《人類科學技術史-176》阿拉伯、歐洲中世紀生產技術（上）

阿拉伯、歐洲中世紀生產技術（上）

中世紀的阿拉伯和歐洲在技術方面的成就不多，而且科技史的研究往往發現，許多遲至10世紀或更晚才在阿拉伯或西歐出現的發明，早在中國最初幾世紀里就已經詳細敘述出來了。阿拉伯和歐洲不象中國有非常豐富的歷史文字記載，許多技術方面的成就很容易散佚。我們現在研究阿拉伯和西歐的中世紀技術史時，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于各種藝術的隨筆。這些著作主要是討論用于建筑和教堂裝飾的藝術和技藝，但也記載了少量的其他中世紀技術成就。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史的珍貴文獻。

此外就極少有中世紀的學者提到技術的事情，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成就和我們以后將要涉及的中國繁榮昌盛的古代技術相比，大為遜色。為方便起見，筆者把阿拉伯和歐洲的技術成就放在一起論述，而且主要以歐洲技術為主。

1.農業技術

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

在農作物方面，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驗，并逐漸把這些新的作物和相關聯的技術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、小麥在歐洲一統天下的局面，對歐洲(尤其是南歐）農業產生了深遠的影響。

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

在耕種技術方面，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，從而節省了人的勞動力；第三，犁壁經常把壟溝轉向右方，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，農民用他們的耕牛進行合作，從而奠定了中世紀合作農業村社——莊園的基礎。

到8世紀后期，歐洲又出現了三圃耕種制度。"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。由于三圃制農業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越得多，以二圃制轉到三圃制能使莊園農民增產大約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業起了積極的作用。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，又發明了靴刺和馬嚼。這些變革極大提高了馬匹在農業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"農民的發動機"的牛，牢固確立了在農業中的地位。而且馬匹在許多場合廣泛運用，成為戰爭和旅行的主要工具。

2.水輪磨和風輪磨

水輪磨的實際創制年代十分悠遠，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越，有長期可供使用的溪流和河道。因此，能節約大量勞力的小輪磨在中世紀重整旗鼓，廣為使用。磨成為封建經濟的主要特色，差不多每處領地(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，讓所有的農奴在磨坊里磨他們生產的谷子。

水輪磨最早用于把谷物碾成粉，以后很快又轉向其他用途，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，它們還用以驅動諸如錘、鋸、磨石和車床等工具。到工業革命時，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，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構，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，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農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。他們往來于鄉間，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、按照現代意義所稱的機械工程師。他們是中世紀工藝技術的寶藏庫。

3.交通運輸

古羅馬帝國大一統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。當時道路系統很完善，因此陸路交通十分發達。

然而中世紀的歐洲卻是封建割據，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。只有當發展著的貿易促使城市之間建立更為密切的聯系，商業旅行更加頻繁，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上取得了不起的成就，但他們認識到道路建設與經濟發展關系，還是十分難得的。

由于中世紀歐洲陸路運輸還不發達，水路運輸是最廉價的貨運途徑，大多數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達的港口，經濟往往十分繁華。這一點與中國頗為相似。

西歐發展了內河航運，并積累了造船的技術經驗。由于地中海的優越位置，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。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逐步使用三角帆，而且積累了使用風帆的技術、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明。這兩項重要發明的發源地都在中國。引入這兩項發明，歐洲逐漸開始作遠洋的航行。

航海術的成熟的直接后果是新的地理大發現和商業繁榮。同時，由于羅盤和其他航海儀器的需要，產生了制作航海羅盤和日晷這一新型精巧工業。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，都是優秀的儀器制造者。