第一节 建筑大师宇文恺
宇文恺（公元555—612年），姓宇文，名恺，字安乐，鲜卑族，祖上为北周宗室，后迁徙到朔方夏州（今内蒙古西部的乌审旗南白城子）。宇文恺出身于北朝后期的豪门贵族世家，他的父亲宇文贵从小就喜武厌文，后来就从军作战，多次立功，受到皇上的封赏，为西魏十二大将军之一，后仕周至大司徒。宇文恺的大哥、二哥也和其父一样因战功卓著而被封为要职，宇文家族因此日渐显赫。
宇文恺和他的父兄不同，他从小就很有才华，不喜武而好文，他读了许多书，尤其喜爱建筑方面的知识，因此在他很年轻的时候，就已经掌握了渊博的建筑知识，以博学多才而闻名。因为是功臣之后，宇文恺三岁便被赐爵双泉伯，七岁晋封为安平郡公，之后又陆续获得过很多荣誉。20多岁时曾被任用为上开府、工部匠师中大夫，成为北周政权主管建筑的管员。
公元581年1月，隋文帝杨坚废周立隋后，立即大肆诛杀北周宗室宇文氏家族。最初宇文恺也在被诛杀之列，但由于宇文恺家族与北周宗室宇文氏并非同一祖先，又因为杨坚非常爱惜宇文恺的才学，加上他的哥哥宇文忻是拥立杨坚称帝的功臣，所以宇文恺终于在最后一刻被赦免一死。随后因为技艺超群受到重用，多次被隋文帝委派监造大型土木、水利工程，如广通渠的开凿、鲁班故道的修复和长城等大型工程，就是在宇文恺的规划设计和领导下完成的，其中许多工程成为我国古代建筑的杰出代表。
宇文恺一生历任营建宗庙副监、营建新都副监、检校将作大匠、仁寿宫监、将作少监、营造东都副监、将作大匠以及工部尚书等职，此外还一度担任过莱州刺史。而长安城、洛阳城两大历史古城的主持兴建则是宇文恺一生中最大的功绩，在古代建筑技术史上占有重要地位。
公元582年（开皇二年），为了加强统治防御措施，隋文帝下令建造新的都城，由高颖、宇文恺分别担任营建正、副监。宇文恺虽然只任副监，可重大工程的规划、设计都出自他之手。面对如此重要且规模浩大的工程，宇文恺进行了周密的规划安排。他首先对旧都城周围的地势进行了勘察，最后选定东南龙首川一带平原作为新城址，并绘制了平面设计图样，这里三面临水，一面傍山，是比较理想的建城之地。新都城在开皇二年（公元582年）六月开始破土动工，到第二年三月就投入了使用，前后仅用了九个月的时间，堪称世界都市建设史上的一大奇迹。新都城被定名为“大兴城”。
新建的大兴城在很多方面都突破了旧都城的传统模式，具有自己独特的风格和鲜明的创新。首先，大兴城气势宏伟，规模宏大，结构严谨。全城分宫城、皇城和外廓城三部分，大体呈方形。宫城北面的广大地区是禁苑。其次，该城实行了科学的分区设计，宫殿、衙署、住宅、商业各有不同区域，采用了中国封建帝王宫殿常用的“前朝后寝”的平面布局。还有，大兴城运用了里坊制的设计原则，南北向大街和东西向大街纵横交错，形成网格布局，把全城分为110个方块，每个方块称为一“里”，城里街道宽直，共有11条南北大街、14条东西大街，交通方便，美观大方，这些都是宇文恺设计的独到之处。此外，城里水源丰富，永安渠、清明渠、龙首渠三条渠水的开引入城不仅便利了航运交通也有利于排除城里积水，而且给新都城美好的景色更增添了几分新鲜与活力。
大兴城的成功建造对以后的中国城市和一些邻国城市的兴建产生了深远的影响，比如日本的平城京和平安京，无论从宫城位置和坊市配置，还是从街道的设计和名称等，基本上都是效仿长安城建造的。
公元605年（大业元年），已担任将作大匠的宇文恺又主持兴建了东都洛阳城。东都又称东京，位于洛阳城西约10千米处。建筑工程自大业元年（公元605年）三月开始，次年正月即告建成，前后仅用了10个月时间。东都原则上和大兴城一致，只是由于地形的关系（即洛水由西向东穿城而过，把全城分为南、北不相平衡的两部分），使得形式上不能完全对称。全城仍采用由宫城、皇城和郭城所组成，只是宫城和皇城位于全城的西北部，郭城则位于二者的东面、南面，仍采用了里坊制的设计。整个城市气势宏伟，宫殿比大兴城更加富丽堂皇。由于东都洛阳的地理位置优越，水陆交通方便，自隋至北宋，一直作为陪都，成为又一个社会政治、经济、文化的中心。
除了大兴城、东都洛阳城的规划、设计外，宇文恺在其他建筑的设计建造上同样表现出了非凡的才华。如陕西歧州（今陕西凤翔县）建筑在山峦之中的仁寿宫，就是宇文恺克服了许多复杂的技术难题、凭借出色的规划设计，用了两年多时间精心组织施工建成的一座雄伟壮丽的宫殿。
另外宇文恺还曾营建过可容纳几千人的“大帐”；他还造过“观风行殿”，能任意集合和分散，上面可以容纳侍卫几百人，并且大殿下面装有轮轴，能够移动，是一座别具一格的活动大殿。隋炀帝曾带大帐和“观风行殿”巡视北部边境，观者无不惊奇、赞叹。宇文恺还为建筑物设计了一些神奇机关。他曾在东都观文殿一个书屋中安置了一个巧妙的机关，在门上悬有锦幔，上面设有两只凌空欲飞的仙鹤，当有人来到门前，踏动地上的机关时，这两只飞鹤就会冉冉升起，收起锦幔，书屋的大门也随之缓缓打开，人们如同进入了虚幻的神话世界。
宇文恺还曾对周王朝时期朝廷的前殿——明堂进行了研究，不仅绘制了设计图，还制作了木制立体模型，其中都使用了比例尺，这种利用比例关系进行建筑设计的方法，是中国建筑史上的一大创举。
宇文恺著有《东都图记》20卷、《释疑》1卷和《明堂图议》2卷。除《明堂图议》的部分内容保存在《隋史》中流传到现在外，其余都已失传。
宇文恺这位有着很高成就的建筑专家是我国古代建筑设计艺术家中的杰出典范，他对我国建筑技术发展所做出的巨大贡献，无愧于“一代建筑大师”的美誉。
第二节 桥梁专家李春
李春是隋代著名的桥梁工匠，他建造了举世闻名的赵州桥，开创了中国桥梁建造的崭新局面，为中国桥梁技术的发展作出了巨大贡献。
赵州桥是安济桥的俗称，它位于今河北省赵县城南五里的洨河上，横跨洨河南北两岸，是中国现存最早的大型石拱桥，也是世界上现存最古老、跨度最长的敝肩圆弧拱桥。大桥全长50.83米，宽9米，主孔净跨度为37.02米。全桥全部用石块建成，共用石块1000多块，每块石重达1吨，桥上装有精美的石雕栏杆，雄伟壮丽、灵巧精美。
赵州桥建于隋代，隋朝统一中国后，结束了长期以来南北分裂、兵戈相见的局面，促进了社会经济的发展。当时的赵县是南北交通必经之路，从这里北上可抵重镇涿郡（今河北涿州市），南下可达京都洛阳，交通十分繁忙。可是这一交通要道却被城外的洨河所阻断，影响了人们来往，每当洪水季节甚至不能通行，为此隋大业元年（公元605年）决定在洨河上建设一座大型石桥以结束长期以来交通不便的状况。李春受命负责设计和大桥的施工。李春率领其他工匠一起来到这里，对洨河及两岸地质等情况进行了实地考察，同时认真总结了前人的建桥经验，结合实际情况提出了独具匠心的设计方案，按照设计方案精心细致施工，很快就出色地完成了建桥任务。
李春他们在设计和施工中创下许多技术成就，把中国古代建筑技术提高到一个全新的水平。
赵州桥采用圆弧拱形式，改变了中国大石桥多为半圆形拱的传统，中国古代石桥拱形大多为半圆形，这种形式比较优美、完整，但也存在两方面的缺陷：一是交通不便，半圆形桥拱用于跨度比较小的桥梁比较合适，而大跨度的桥梁选用半圆形拱，就会使拱顶很高，造成桥高坡陡、车马行人过桥非常不便。二是施工不利，半圆形拱石砌石用的脚手架就会很高，增加施工的危险性。为此，李春和工匠们一起创造性地采用了圆弧拱形式，使石拱高度大大降低。赵州桥的主孔净跨度为37.02米，而拱高只有7.25米，拱高和跨度之比为1：5左右，这样就实现了低桥面和大跨度的双重目的，桥面过渡平稳，车辆行人非常方便，而且还具有用料省、施工方便等优点。当然圆弧形拱对两端桥基的推力相应增大，需要对桥基的施工提出更高的要求。
李春在赵州桥施工中将以往桥梁建筑中采用的实肩拱改为敝肩拱，即在大拱两端各设两个小拱，靠近大拱脚的小拱净跨为3.8米，另一拱的净跨为2.8米。这种大拱加小拱的敝肩拱具有优异的技术性能，首先可以增加泄洪能力，减轻洪水季节由于水量增加而产生的洪水对桥的冲击力。古代洨河每逢汛期，水势较大，对桥的泄洪能力是个考验，四个小拱就可以分担部分洪流，据计算四个小拱可增加过水面积16%左右，大大降低洪水对大桥的影响，提高大桥的安全性。其次敝肩拱比实肩拱可节省大量土石材料，减轻桥身的自重，据计算四个小拱可以节省石料26立方米，减轻自身重量700吨，从而减少桥身对桥台和桥基的垂直压力和水平推力，增加桥梁的稳固。第三增加了造型的优美，四个小拱均衡对称，大拱与小拱构成一幅完整的图画，显得更加轻巧秀丽，体现建筑和艺术的完整统一。第四符合结构力学理论，敝肩拱式结构在承载时使桥梁处于有利的状况，可减少主拱圈的变形，提高了桥梁的承载力和稳定性。
中国古代的传统建筑方法，一般比较长的桥梁往往采用多孔形式，这样每孔的跨度小、坡度平缓，便于修建。但是多孔桥也有缺点，如桥墩多，既不利于舟船航行，也妨碍洪水宣泄；桥墩长期受水流冲击、侵蚀，天长日久容易塌毁。因此，李春在设计大桥的时候，采取了单孔长跨的形式，河心不立桥墩，使石拱跨径长达37米。这是中国桥梁史上的空前创举。
第三节 天文学家刘焯
刘焯（公元544-610年），字士元，信都昌亭（今属河北）人。他是刘献之的三传弟子，传其《毛诗》学。又受《礼》于熊安生。与刘炫齐名，时称“二刘”。
隋文帝开皇年间，刘焯中举秀才，射策甲科，拜为员外将军，与著作郎王劭一起修定国史，并参议律历。他曾与诸国子共论古今滞义，常有高论，众人皆佩服其学识渊博。开皇六年，洛阳“石经”运抵京师，文字多处磨损，极难辩认。隋文帝便诏令刘焯、刘炫等人考证，他们经过努力，一一辩清。在国子监举行的一次经学辩论中，他与刘炫力挫诸儒，因此受到忌恨和诽谤，被革职还乡。后来隋文帝派刘焯到蜀王杨熹府下做事，他不肯去。杨熹得知后，将刘焯发配到了边远充军。杨熹的蜀王封号被废后，刘焯才重新得到起用，在朝中做了云骑尉。刘焯秉性耿直，为官期间经常抨击时政，终为朝廷所不容，再次被罢职回乡。自此他游学授徒于闾里，致力于教育和著述，其间天下名儒有了疑问、学子求学，常千里慕名而至。隋炀帝即位后，他又重被起用，任太学博士。
刘焯精通天文学，他发现隋朝的历法多存谬误，多次建议修改。公元600年，他创《皇极历》，首次考虑到太阳视运动的不均性，创立“等间距二次内插法公式”来计算日、月、五星的运行速度。推日行盈缩，黄道月道损益，日月食的多少及出现的地点和时间，这都比以前诸历精密。“定朔法”、“定气法”也是他的创见。《皇极历》推定的每76.5年春分点在黄道上西移一度的岁差，与现行数值非常接近。由于刘焯所著历书与当时的权威人士——太史令张胄玄的天文、历数观点多有不同，故呕血而成的《皇极历》被排斥不得施行。然而该书提供的天文历法在当时是最先进的，历史证实刘焯研究天文学已有相当高的水平。唐代高宗时李淳风就是依据《皇极历》造出了《麟德历》，被推为古代名历之一。
刘焯著有《稽极》十卷、《历书》十卷、《五经述议》等书，后来都散失了。清代马国翰《玉函山房辑佚书》中辑有《尚书刘氏义疏》1卷。唐代魏征所撰的《隋书》“儒林”中介绍刘焯时说：“论者以为数百年以来，博学通儒，无能出其右者。”
