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在外科方面，元代医学也取得了成就。如危亦林、齐德之等。危亦林主要成就在麻醉和骨折方面。他是祖传医生，著有《世医得效方》，书中有世界上最早全身麻醉的记载。在治疗骨折、脱臼，特别是脊柱骨折方面，运用了悬吊复位法，大桑树皮固定法与现代的整复手术和石膏固定法的基本原理是一致的，达到了很高的水平。齐德之的《外科精义》是一部综合当时三十多家外科著作成就的集大成著作，代表了元代中医外科方面的成就。
针灸学在元代也有发展，代表人物是滑寿。他的《十四经发挥》是一部针灸学专门著作。
此外，元代回回医术因往往有神效而备受人们欢迎。太医院以及上都、大都都有回回医药，并有《回回药方》行世，有不少关于回药和回回外科方面神效的记载。回人聂只儿、维吾尔人答里麻都曾在官设回回药院里任过职。维吾尔人贯云石、回人丁鹤年等曾在民间行过医。
元代医学分科比前代更细。共有十三科，如大方脉科、杂医科、小方脉科、风科、产妇兼妇人杂病科、眼科、耳科、口齿兼咽喉科、正骨兼金镞科、疮肿科、针灸科、祝由科等。而金代只有十科。可见，元代的医学更发达且趋于完备。
元朝在机械制造方面有什么成就？
元朝在机械制造方面有许多精巧先进的发明。许多著名的科学家同时又是精巧的机械制造专家，有代表意义的如郭守敬、王祯等。
郭守敬在观察计算天文资料时，设计和改进了许多天文观测仪器，这些仪器都是精巧的发明创造。如经他改造过的简仪，以铜铸成。在赤道环旋转问题上，郭守敬所用的就是滚珠轴承和滚筒轴承的原理。这比意大利人达·芬奇设计的滚动轴承要早两百年。他还设计制造了大明殿灯漏、浑天漏等，据有关史籍记载，都是异常精巧复杂。郭守敬也曾制造过木牛流马，虽比不上诸葛亮设计的，但也是自有机妙。
大农学家王祯也是机械设计与制造的高手。《农书》中载录的农事机械、水力机械有一些就出自他的匠心独用的改进和发明。比如连磨和水排，虽古代就有，但到元代时已少见，经过他多处寻绎搜索，又使之重新服务于社会；高转筒车在已有的基础上进行扩大改进；他还把磨、砻、碾三用合为一用，以水为动力，既节省了人力、物力、畜力，又提高了生产效率。
此外还有一些记载，比如河中万泉人薛景后、元顺帝等。元顺帝虽然是个政治上的昏君，但是却爱好机械制造，据说他曾自制宫漏，精巧绝出，前代罕有。
第三十一章
上都兴废上都，即忽必烈命刘秉忠所建的开平府。它建于滦河上游岸边。它的遗址已被发现，“在今天内蒙古自治区正蓝旗旗政府所在地黄旗大营子东北20公里处，是一座规模宏伟的古城遗址，城郭、街道和部分建筑的轮廓大体可辨”①。这座城市，背依连绵起伏的山冈，面临滦河，东西两面和滦河之南有广阔的草原。夏季，美丽的金莲花盛开，草原一片金黄。因而，在金元时期有金莲川的美名。在金朝，就被金世宗定为避暑的捺钵地。金莲川原名曷里浒川，金世宗大定八年（1268年），以其地盛产金莲，定名为金莲川②。其南是辽朝皇帝夏捺钵炭山，也称凉陉、陉头、王国崖（旺国崖）。大定八年，改名为静宁山。
忽必烈开府漠南时，夏季常驻这里。当时，这里没有城郭屋宇，依旧是设毡帐以居。当忽必烈广招天下耆儒硕德至藩府时，为了适应汉人城居的习惯，于宪宗六年（1256）命刘秉忠相地筑城。刘秉忠选定滦水北岸的龙冈建城，定名开平。
开平城的建造前后用了三年时间，第一年营宫室，第二年修宫城。董其役者有真定藁城人董文炳，获鹿人贾居贞和丰州丰县人谢仲温。兴建时，首先要排干积水，故在民间留下了世祖向龙借地的神话传说③。
1260年，忽必烈召集他的拥戴者在这里召开了忽里勒台，他被推举为大汗，中央的办事机构也在开平理事，开平实际上已经成为忽必烈的都城。在平定阿里不哥和李璮之乱时，忽必烈除出征和进驻大都外，大部分时间驻跸开平。由于和林地理位置的偏北，物资转输的困难，诸叛王的袭扰，特别是统治重心的南移，决定了忽必烈放弃和林作为都城的地位，开平对他就更为重要了。
中统二年，燕京行中书省也奉命北迁开平，这里进一步成为忽必烈的政治中心和平定叛乱的基地，忽必烈已初步选定其为未来的都城。这一年十二月，“初立宫殿府，秩正四品，专职营缮”④。三年，将兴州（今河北省承德西）、松山州（今内蒙古赤峰市松山区）和望云县（今河北赤城县西南）划归开平。并在燕京至开平途中置驿，以方便两地交通。
忽必烈四年（1263）五月，升为上都⑤。明年（至元元年，1264），改燕京为中都，正式确立了两都制。上都处在蒙古草原南部，南下燕京有驿道沟通，既不嫌辽远，又便于同草原各部联系，对蒙古贵族统治草原地区和汉地都是十分适宜的。上都路东与辽阳行省毗邻，西以今太仆寺旗与兴和路分界，北面是弘吉刺部领主的应昌路和全宁路，南至古北口与大都路分界。辖一府六州十五县。境内居民既有游牧的蒙古部落，也有大量农业人口、工匠、商人和猎户。除历代斡耳朵和诸王投下户外。人口最多时达4万余户，11万余口。
“上都城由宫城、皇城、外城组成，皇城在全城的东南角，宫城则在皇城的中部偏北。城外有关厢，离城不远有西内”⑥。
宫城东西宽570米，南北长620米，略成长方形。城墙用黄土板筑，四角有角楼，东、南、西各开一门。
宫城外25米处，有宽约1．5米的石砌夹墙，墙基仍在。沿夹墙外有一条环城街道。城外有一平坦的广场。宫城内分布着一些自成体系的建筑群，主要宫殿遗址有30余处。主要街道是通向三门的丁字大街。
宫城中的主要建筑物是大安阁。它是用拆毁宋汴京熙春阁的建筑材料，仿照熙春阁建造的。国家的重大典礼，多在这里举行。此外，见于记载的历代增修的殿阁尚有穆清阁、洪禧阁、水晶殿、香殿、宜文阁、睿思阁、仁春阁、鹿硕殿、歇山殿、崇寿殿、楠木殿、隆德殿、万安阁、清宁殿、统天阁等等。
时人描写宫城的景色称：“绿阑青草玉花骢，驯鹿游眠殿阁东”；“曲曲栏干兔鹿驯，雨肥绿草度青春”；“数树青榆延阁东，云窗霞户绮玲珑，上林文鹿高于马，时引黄碧草中”；“宫草葱茸拂槛青，苑中扈鹿自和鸣。云边仙子锵环佩，日暮君王幸穆清”。宫城之内，殿阁之旁，时有骏马、驯鹿、驯兔出没于碧草丛中，增添了宫城的闲逸气氛。并体现了上都行官草原城市的特点和牧业生产的气息⑦。
上都的外城大体上呈正方形，每边长约2200米。现存遗址高约5米，下宽10米，上宽2米。皇城在外城的东南角，亦呈正方形，每边长约1400米，皇城的东南城是外城东南墙的一部分。墙身残高约6米，下宽12米，上宽2．5米。
皇城四角有高大的角楼台基，南北各开一门，东西各开二门。外城东城的门就是皇城的东门。外城西开一门，北开二门，南面除皇城南门外，另有一门。皇城与外城的所有城门都筑有瓮城，有的为方形，有的为马蹄形。皇城内街道宽窄不等，主次分明，相互对称。城内建有很多官署、寺院和手工业作坊，见于记载的有乾元、龙光、华严等寺以及孔子庙和老子宫等。皇城北面是皇家园林。
上都城的东、南、西都有关厢，东关长约800米，西关长约1000米，南关长约600米。宋本《上京朵咏》称：“西关轮舆多似雨，东关帐房乱如云。”《元史·河渠志》有“大西关南马市口”的记载，可知西关有马市，或为商业区；东关近皇城，帐房错落，或为前来朝觐诸王安置部众的所在。
传说刘秉忠建城时，曾作法驱龙，并立铁幡竿镇之。上都城遗址西北哈灯台山发现一块长2．1米、宽1．1米、厚0．6米的白石条，石条一面正中并排凿有两个小洞，石条当是一种树竿座，可能是铁幡竿的座基。现在，铁幡竿已成为上都的名胜之一。
上都城外有离宫，称西内。有昔刺斡耳朵，又称棕殿、棕毛殿。昔刺，蒙古语，意为黄；斡耳朵即宫帐、营帐，昔刺斡耳朵即“黄色的营帐”。这里是元举行大宴的地方。此外，上都附近还有专供皇帝巡幸时打猎的场所三不刺和东、西两凉亭。
蒙古王公贵族大聚会时，要举行“诈马宴”，也称“只孙宴”。这是一种规模最大，费用最多，最为隆重的宴会。只孙，蒙古语，意为颜色。诈马，波斯语，意为外衣、衣服。凡有资格参加这种宴会的人，都有皇帝赐与的织金文衣。届时，他们必须按统一规定，穿上皇帝赐与的同种颜色的服装，按尊卑次序就座。臣僚被赐只孙衣，能参与只孙宴也是地位和荣誉的象征。汉官周伯琦对此有详细的记载⑧。
两都制确定后，忽必烈每年春夏至上都，秋冬回大都。上都虽为陪都，却因皇帝有半年时间驻跸于此，而具有实际上的政治地位。忽必烈行汉法后，遭到守旧派诸王的不满与反抗。但时势使然，不得不尔。为了更好地维护黄金家族的团结，进而巩固元朝的统治，忽必烈也必须充分照顾蒙古贵族的习惯和利益，上都是他加强对草原地区的统治和维系与蒙古贵族关系的渠道，这里的政治、经济、文化生活保留了更多的草原文化特点和蒙古旧俗。每年二、三月，皇帝驾幸上都，九月前后，返回大都。
在上都的政治活动主要有举行忽里勒台和正常的政事处理。忽里勒台的内容有公推大汗，举行大汗即位仪式，宣读先朝圣训，对诸王、公主和各部首领等进行赏赐，然后是大宴会（只孙宴）。
皇帝巡幸上都，中央机构的主要长官也需随驾，在上都继续辅佐皇帝，议理朝政。一些重要的衙属，在上都均设有分支机构。如中书省上都分省，御史台上都分台，翰林院上都分院等。“天子时巡上京，则宰执大臣下至百司庶‘府，各以其职分官扈从”⑨。“各行省宣使并差官起解一应钱粮，常典至京又复驰驿上京飞报”⑩。
上都地区农业毕竟不甚发达，皇室、百官所需则仰赖大都转输与和籴，上都建有规模宏大的仓库万盈仓和广积仓，储粮不下三四十万石，足以供应上都官民所需。
为了保障上都与大都间的密切联系，元朝在两地间设有驿道，建有驿站。周伯琦说：“大抵两都相望，不满千里，往来者有四道焉，曰驿路，曰东路二，曰西路。东路二者，一由黑谷，一由古北口。”“古北口路东道，御史按行处也”；黑谷辇路，“每岁扈从，皆国族大臣及环卫有执事者，若文臣仕至自首或终身不能一至其地也”。
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