仁寿四年（604年），隋文帝去世，隋炀帝杨广即位。隋炀帝认为大兴城地处偏远的西北地区，物资转运困难，不能满足京城对庞大物资的需求，而且也不利于对全国的控制，于是，在大业元年（605年）三月在洛阳营建新都，仍由宇文恺主持规划设计。东都又称东京，位于洛阳城西约10公里处。建筑工程自大业元年（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。如陕西岐州（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。
宇文恺还曾造“大帐”（类似大礼堂），下面可以坐数千人，可见其规模之大。他又造过“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。宇文恺除主持大型土木工程以外，还负责过水利工程。开皇四年（584年），他受命主持开凿广通渠，将渭水导入黄河，从大兴城到潼关，全程300多里，既大大改善了当时的漕运，又灌溉了两岸农田，因此被人称为“富民渠”。这一工程是隋朝开凿大运河的先声，它为以后大运河各段的开凿积累了经验。
宇文恺无论在城市规划建筑方面，还是在宫殿建筑技术上，都有很高的造诣，堪称一代建筑大师，他对中国古代建筑技术的发展作出了巨大的贡献。他生前曾着有《东都图记》二十卷、《释疑》一卷、《明堂图议》两卷，流行于当时。但是除《明堂图议》的部分内容保存在《隋书》中而流传到现在外，其余的都失传了。
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勒内·格鲁塞这样说过：中国古代的优秀人才灿若群星，而宇文恺这位有着很高成就的少数民族建筑家则是中国古代建筑设计艺术家中的杰出典范，他对中国建筑技术发展所作出的巨大贡献使得他无愧于“一代建筑大师”的美誉。他的名字将和他的历史杰作——古城长安、洛阳一起被永远载入史册。
历史的遗憾——《皇极历》
隋朝因为政治经济的繁荣也使得科技水平获得很大的发展，出现了刘焯编的当时最先进的历法《皇极历》。可惜的是，因为各种原因，《皇极历》并没有颁行，这也是一大历史遗憾。
刘焯，字士元，隋朝经学家、天文学家。信都昌亭人，生于544年。刘焯出身于一个小官吏的家庭，他的父亲刘洽曾为郡功曹，家境并不富裕。刘焯天资聪敏，深沉好思，他青少年时最好的朋友是刘炫，两人一同寻师求学。后师从武强交津桥藏经大儒刘智海门下，寒窗十载，苦读不辍，终于学有所成，以儒学知名受聘为州博士，与刘炫当时并称“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，与着作郎王劭一起修订国史，并参议律历。他曾与诸国子共论古今，常有高论，众人皆佩服其学识渊博。开皇六年（586年），洛阳“石经”运抵京师，文字多处磨损，极难辨认。隋文帝便诏刘焯、刘炫等人考证，他们经过努力，一一辨清。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。
后隋文帝派刘焯到蜀王杨熹府下做事，他不肯去。杨熹得知，将刘焯发配到边远充军。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。刘焯仕途挫折，遂使他专心着述，不问政事。先后写出《历书》、《五经述义》等若干卷，传播开来，名声大振。据史书载：“名儒后进，博学通儒，无能出其右者。”他的门生弟子很多，成名的也不少，其中衡水县的孔颖达和盖文达，就是他的得意门生，孔、盖后来成为唐初的经学大师。
隋炀帝即位，刘焯被重新起用，任太学博士，当时，历法多存谬误，刘焯多次建议修改。600年，他呕心沥血，造出了《皇极历》，很可惜未被采用。但他对天文学的研究，达到很高水平。唐初李淳风，依据《皇极历》造出《麟德历》，被推为古代名历之一。
《皇极历》是当时最好的历法，有许多革新和创造。刘焯首先考虑到了日月视运动的不均匀性，并主张改革推算二十四节气的方法，废除传统的平气，使用他创立的定气法。这些主张，直到1645年才被清朝颁行的《时宪历》采用，从而完成了中国历法上第五次也是最后一次大改革。
刘焯开始用较合理的内插公式“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。刘焯又改岁差（假定太阳视运动的出发点是春分点，一年后太阳并不能回到原来的春分点，而是差一小段距离，春分点逐渐西移的现象叫岁差）为七十五年差一度，比晋代天文学家虞喜和祖冲之的推算更接近实测值（今测为每隔七十六点一年差一度。当时欧洲还沿用一百年差一度的数据）。
唐、宋时期，大都沿用刘焯的数值。
刘焯所着的《皇极历》曾在理论上提出测量子午线长度的方法，目的在于否定过去所谓表“影千里差一寸”的说法。中国史书记载说，南北相距一千里的两个点，在夏至的正午分别立一八尺长的测杆，它的影子相差一寸，即“千里影差一寸”说。刘焯第一个对此谬论提出异议。后于724年，唐张遂等才实现了刘焯的遗愿，并证实了刘焯立论的正确性。
他开创的“定气法”和二次差内插法，为后世所沿用，在天文学和数学发展史上都很有意义。由于刘焯所着历书与当时权威人士——太史令张胄玄的天文、历数观点多有不同，所以实测子午线没有实行，《皇极历》也未颁行。
当然，《皇极历》的日躔表也存在一些缺陷：第一，《皇极历》的日躔表以春分、秋分和夏至、冬至时太阳的盈缩度相同；第二，对春分、秋分前两个节气太阳盈缩度的测算存在着极大的误差；第三，对太阳中心差极值的测算也偏大。这三个大缺欠都极大地损害了对太阳运动整体规律的描述，也降低了日躔表的整体精度。
在《皇极历》中，对二十四节气昼夜漏刻长度，昏旦中星度及月亮人交去黄道（即求月亮极黄纬）等表格也做了重新测算，其精度保持在前代的水平上。
刘焯的着述有《稽极》十卷、《历书》十卷、《五经述议》等书，后散佚。清马国翰《玉函山房辑佚书》中辑有《尚书刘氏义疏》一卷。唐魏征《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。”现代历史学家范文澜在《中国通史》第三册中写道：“隋朝最着名的儒生只有刘焯、刘炫二人。”
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梁启超对刘焯是这样的评价：刘焯的创见和一些论断，在当时未被采纳，但却在后世被接受，或在他的研究基础上发展、改进。因而他对科学的贡献是不容磨灭的。
隋朝医学的发展
隋朝时，我国中医学已经经历了1000多年的发展，在各个方面取得了突出的成就。例如：医理与治法方面的巨着《黄帝内经》、方书之祖《伤寒论》、药学专着《神农本草经》等。至此，中医学在理、法、方、药等方面已具备了一定的规模，其学术体系也基本达到了全面和详尽的程度。中医理论方面的着作，大多是在汉代以前完成的。这时候病源学和证候学说方面的专着也出现了，这就是隋太医博士巢元方率众编着的《诸病源候论》一书。
巢元方约生活于隋唐年间，籍贯、生卒年均不详，一说为西华人。巢元方在隋大业年间（605～615年）医事活动频繁，任太医博士，业绩卓着。然而《隋书》无巢氏传记，仅宋代传奇小说《开河记》有一段关于巢氏的记载：隋朝大总管麻叔谋，患了“风逆”证，不能行动，头晕恶心，每天只好卧床。巢元方为他诊病后，认为是风邪侵入腠理造成的，病的部位在胸臆之中。便叫他用嫩肥羊蒸熟，掺上药粉同食，麻依法服后，很快就好了。从此便常服此方以自养。巢元方在治疗过程中，灵活掌握，可以做到药食同疗的地步，可见医术很高。而这种小方治大病、药食相合的治疗方法，足以见得医者的强闻博识，聪颖敏锐。
《诸病源候论》是对各种病症的证候、病源进行探讨的专书，又称《诸病源候总论》、《巢氏病源》，50卷。隋代巢元方等撰于大业六年（610年）。该书对临床各科病证进行了搜求、征集、编纂，并予以系统地分类。全书分67门，载列证候论1739条。叙述了各种疾病的病因、病理、证候等。诸证之末多附导引法，但不记载治疗方药。《诸病源候论》内容丰富，包括内、外、妇、儿、五官、口齿、骨伤等多科病证，对一些传染病、寄生虫病、外科手术等方面，有不少精辟论述，对后世医学影响较大。《外台秘要》、《太平圣惠方》等医着的病因、病理分析，大多依据此书。
《诸病源候论》总结了隋代以前的医学成就，集5世纪以前病候之大成，是我国最早的一部内容丰富、系统完善的病因病理学专着。其继《内经》、《难经》、《伤寒论》、《金匮要略》等书之后，进一步探讨并发展了祖国医学的理论体系，实为我国医学遗产中一部宝贵的文献，赞誉它是隋代千古不朽的着作，或许不为过分。
《诸病源候论》一书的特点：一是内容极为丰富，涉及的范围非常广泛，并且发展了证候分类学体系；二是在病因学说方面较以前有很大进步；三是对证候与发病特征描述得十分细致、逼真而准确等。
书中把1700多条疾病证候分成67门叙述，包括内、外、妇产、小儿、五官诸证，其中不乏相当精彩的论述，如书中记载了“疥虫”是疥疤的病源，它藏在湿疥的脓疤中，可用针头挑得，形似水中的蜗牛，其观察十分细腻，也是病因学说在形态学上的一大进步。书中对“绦虫”也进行了比较详尽的解说。
对寸白虫病因，其中讲道：寸白虫会一段段地增生，逐渐长大达四五尺长，这与现代医学对绦虫的描述十分接近，并且指出了这种病的发生与食用未熟的鱼和牛肉有关。过敏性疾病如漆疮，书中认为这是一种发生在对漆敏感的体质的人身上的米粒样的丘疹。当接触到漆以后，只有这类人身上会出现，而其他人没有，这也是最早的免疫学研究，可以说这时的病因学说，对于过敏的认识已经十分全面了。书中还对传染病，如肺结核、天花、脚气病等都有较详细的记载，甚至提到了妇女人工流产。在养生方面，也很有真知灼见：文中提出刷牙是保证牙齿健康的关键。甚至还描写了肠吻合手术的步骤、方法、缝合以及护理等，可见当时的外科手术也是比较发达的。
隋朝建立了中国历史上最早的医学教育机构“太医署”，这也是世界文明史上最早见于记载的、规模宏大的官办医学教育机构；隋王朝还组织海内学者广泛搜集中医药资料，主要是历代及民间方剂、验方单方，编撰浩大的大型方剂学着作《四海类聚方》，该书共计2600卷。
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韩国磬说过：《诸病源候论》是我国历史上第一部专述病源和证候的书，书中虽没有记载治法和方药，却有很强的资料价值。