科學史話

漢武帝征和4年，也就是公元前89年的時候，漢武帝非常后悔自己早年發動征戰，導致國庫空虛、百姓生活貧困，于是決定休養生息、富民養民。為了表明自己的決心，他不僅把當時的丞相田千秋封為富民侯，還下了“方今之務，在于農力”的詔令，指出當時最大的任務就是發展農業生產。同時，漢武帝還設置了一個官職，叫搜粟都尉，主要掌管農耕和屯田等事宜。這個官職并不是常置，在當時，它幾乎和管理農業的最高官職——大司農平行，被漢武帝任命為搜粟都尉的人叫趙過。

史籍中關于趙過的生平和家世的記載非常少，我們甚至無法知道他的籍貫和具體生卒年，但他對中國早期農業生產作出的貢獻卻被史籍詳細記載了下來。根據《漢書·食貨志》記載，趙過上任后，在農業耕作方法、農業生產技術和播種工具三方面都作出了貢獻。

在農業耕作方法上，趙過推廣了代田法。所謂代田法，就是在一畝田上挖三甽，甽就是溝，寬一尺，深一尺；甽與甽之間的土地叫做隴，也就是我們今天說的壟，壟地比較寬大。把農作物種在溝里，每年將溝和壟的位置進行互換，所以稱為代田。代田法最明顯的優點是將土地分為利用和休閑兩部分，每年進行交替，在肥料不足的情況下，能夠使地力得到自然的恢復，保持土地的肥沃。此外，代田法對御風、抗旱都有著很好的效果。將農作物種植在溝里，相當于為幼苗構建了天然屏障，使其不容易受到風吹；溝還有保持溫度和水分的作用，把種子種在其中，不僅能夠為種子出苗創造好的環境，也能夠在幼苗生長的過程中減少葉面的水分蒸發，使其茁壯生長。當農作物需要除草、松土的時候，就把田壟上的土逐次推到溝里，保護農作物的根系，促進它們的生長、培養。到了夏天的時候，田壟上的土就都推入溝中，溝和田壟就齊平了，這就使得農作物的根扎得很深，不僅能夠吸收更多的水分，也有著更強的耐風和抗旱能力。

代田法相傳在后稷時就有，并不是趙過發明的，但趙過對其進行了大力推廣。他的推廣工作有著科學、嚴謹的計劃和步驟。首先，他讓人在離宮，也就是人們在國都之外為皇帝修筑的宮殿的空地上用代田法耕種，通過試驗證實每畝代田確比其他田多收一斛以上；其次，在使人們認識到代田法能夠提高糧食產量之后，趙過又通過各個郡的郡守下令，對縣令、鄉村中的鄉官“三老”、農官“力田”以及善于耕種的農民進行技術培訓，通過他們將代田種植技術傳播開來；第三，讓三輔地區，也就是今天陜西中部地區的公田，以及那些有爵位封賞之家的田地用代田法耕種，樹立典型，然后再逐步擴大范圍，讓邊郡、居延城，也就是今天內蒙古自治區額濟納旗東南這些較為偏遠的地方用代田法，最后讓河東郡（大概是今天山西省）、弘農郡（大概是今天河南省）、三輔地區這些離都城比較近的地方都用代田法。

百姓們運用代田法耕作，糧食產量大增，“超出常田一斛以上，善者倍之”，能超出用平常耕作方式耕種的田地一斛以上，耕種好手還能超出一倍。

為了使代田法發揮出更高的效率，趙過還推廣了一種被稱為耦耕的牛耕方法。耦耕在戰國時期就已經存在，當時由于人們駕馭耕牛的技術不熟練，工具也比較落后，所以馭牛犁田這項生產活動并不能由一個人獨立完成，需要兩人或三人進行協作。趙過推廣的耦耕，特點是“二牛三人”，大概是由兩人各牽一牛在前，兩牛共挽一犁，第三個人在犁后扶犁。趙過還改造了耕田所用的犁，原先的犁非常笨重，大概有14斤到18斤左右，不適合牛耕，而通過改造后，減輕為不到3斤。但牛在漢代非常珍貴稀少，老百姓往往因為沒有牛，錯過雨后土潤的耕種時機，這時，平都縣令教給趙過一個解決辦法，那就是用人拉犁。趙過就奏請漢武帝，讓平都縣令來幫助自己，組織缺少耕牛的農戶通過換工互助的方式來拉犁。這樣一來，人多的大概一天能耕30畝，少的能耕13畝，大量的田地得到了開墾。

發明三腳耬車是趙過在播種工具上的一大貢獻。根據史書記載，耬車在戰國時期就已經很普遍，但當時的耬車一次只能播種一行，被稱為獨腳耬。后來，隨著生產技術水平的提高，人們對獨腳耬進行了改造，制作了一次能夠播種兩行的耬車，也就是二腳耬。趙過在總結、吸收前人經驗的基礎上發明了三腳耬。三腳耬的主要部件有三把鐵鏵，也被稱為耬腳，以及裝種子的耬斗、控制耬腳入土深淺的耬柄、用于系牛的轅木等。根據東漢崔寔在《政論》中的記載，播種的時候，讓一頭牛拉著耬車前行，一個人在后面扶著耬柄，耬腳在土地上開溝，人通過搖動耬柄，使得耬斗內的種子經過子粒槽，分成三股，經過耬腿（耬腿為中空的木棒，在耬腳后部各嵌有一根，上端與子粒槽相通），順著耬腳落入開出的溝中。耬車后還懸掛著一塊方形的木棒，隨著耬車前進，在種子落入溝中后，能夠自動把壟上的泥土推入溝中，覆蓋住種子。這樣一來，耬車一次性就能完成開溝、下種、覆蓋三道播種工序，大大地提高了播種的效率，使百姓可以日種一頃。

經過趙過的努力，百姓“用力少而得谷多”，不僅在一定程度上復蘇了當時的經濟，而且對我國農業的發展也產生了深遠的影響。他所推廣的代田法中的技術被漢代另一位偉大的農學家氾勝之所吸收，發明了區田法；他所發明的三腳耬，在東漢時期還被廣泛應用；他所推廣的牛耕，不僅大大提高了百姓的勞動效率，也為牛在農業上的廣泛運用奠定了基礎，導致后世很多人把他當作牛耕的發明者，比如賈思勰在《齊民要術》中就說過“趙過始為牛耕，實勝耒耜之利”。

作者系濟南中華文化學院（濟南市社會主義學院）講師