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发布时间:2021-03-09 18:00:11

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作者:江晓原

出版社:上海人民出版社

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科学外史I

科学外史I试读:

自序

自从严锋主持《新发现》杂志,我就应邀为该杂志写“科学外史”专栏,每月一次,迄今已写了整整七年(从2006年第7期起)。在国内报纸杂志上,这样的专栏也算非常“长寿”了。但这还不是我最“长寿”的专栏——我和刘兵在《文汇读书周报》上的对谈专栏“南腔北调”,也是每月一次,从2002年10月起,迄今已持续了十一年。

回顾这些“长寿”专栏,皆有共同之处,通常刊物对作者高度信任,作者自己也在专栏上很用心。例如,《新发现》从不对我文章的主题和内容提出任何异议,几乎从不改动我文章中的任何字句(哪怕发现误植也要在电话中核实)。写了几年之后,杂志又将我专栏的篇幅从二页调整为三页(稿酬当然也有所提高)。投桃报李,我对“科学外史”专栏的撰写也越来越用心。“科学外史”逐渐成为我写得很开心的一个专栏。“科学外史”当然与科学有关,但我并不想在这个专栏里进行传统的“科普”,而是想和读者分享我对科学技术的新解读和新看法。这些解读和看法都是在“反科学主义”(反对唯科学主义)纲领下形成的,所以经常能够和老生常谈拉开距离。“外史”是双关语:自学术意义言之,是科学史研究中与“内史”对应的一种研究路径或风格,重视科学技术与社会、文化等外部因素的关联及互动。自中国传统修辞意义言之,则有与“正史”相对的稗史、野史之意,让人联想到《赵飞燕外传》、《杨太真外传》之类,更家喻户晓的还有《儒林外史》。以前我写过一本《天学外史》,比较侧重“外史”的学术意义;现在这本《科学外史》,则是上述两种意义并重了。

我写专栏,绝大部分情况下每次写什么题目都不是预定的,总是到时候临时选定题目,这样做的好处是,既可以让喧嚣的红尘生活为专栏的选题提供灵感,还能够让每次的话题在“科学外史”这个广阔的范围中随意跳跃。

这些专栏文章见刊后,我会贴上我的新浪博客,它们经常会上博客首页,有时还会上新浪首页。看来它们得到了一部分读者的欢迎。

复旦大学出版社的贺圣遂社长,一直对这个专栏青眼有加,谬奖之余,遂有结集出版之议,我当然乐从。集子的书名,我和责编姜华想了很久,许多方案都不满意,我干脆就将专栏名称照搬过来,于是定名《科学外史》,开始编纂。

本来以为一个小集子应该很快编完,但中间出版社给我插进了另一个小集子《脉望夜谭》的任务——那是我在《博览群书》杂志上同名专栏的集结;接着我又有迁居之役,四万册图书,六千部电影,我花了近两个月才初步整理停当。另外还有种种俗务缠身,搞得《科学外史》屡编屡辍。责编姜华一直耐心催促和等待,我则惭愧之至。眼看又一个暑假来临,这件事无论如何不应该再拖了,今天终于将它编完。

因为专栏已经写了七年,如果将七年的文章全编进去,篇幅就太大了。我决定先编入一部分,共49篇。其余的将来编入《科学外史·Ⅱ》。但是我打散了这些文章见刊时的先后顺序,将这些题目跳跃多变的文章按照若干专题重新组合,这样阅读起来更有条理;如果读者想挑着阅读,选择起来也更方便。江晓原2013年6月24日于上海交通大学科学史与科学文化研究院

昨夜星辰

为什么孔子诞辰可以推算

并不是所有历史人物的诞辰都可以用天文学方法推算,但孔子的诞辰恰好可以。这是因为在有关的历史记载中,孔子诞辰碰巧与一种可以精确回推的周期天象——日食——有明确的对应关系。

在此之前,孔子诞辰历来就有争议,前人也尝试推算过。但是当我们注意到日食之后,这个推算工作就可以变得相当“投机取巧”了。具体的推算过程我已经于1998年在海峡两岸同时发表了。不过,此事虽然不算复杂,但涉及一些大众不太熟悉的约定,从八年来的反映看,仍有一些读者不无疑问。

关于孔子的出生,一共只有三条历史记载传世:

1.《史记·孔子世家》:鲁襄公二十二年而孔子生。

2.《春秋公羊传》:(鲁襄公)二十有一年……九月庚戌朔,日有食之。冬十月庚辰朔,日有食之。……十有一月,庚子,孔子生。

3.《春秋穀梁传》:(鲁襄公)二十有一年……九月庚戌朔,日有食之。冬十月庚辰朔,日有食之。……庚子,孔子生。

第1条没有月、日的记载,无法提供诞辰;第2条自己有矛盾——“十月庚辰朔”之后20天是庚子,则整个十一月中根本没有“庚子”的日干支。只有第3条自洽而且提供了月份和日期,因此当然只能依据这一条来推算孔子诞辰。

很多人以为,要推算以中国夏历记载的历史事件日期,就必须知道该历史事件当时所使用的历法。这在一般情况下是对的,前人推算孔子诞辰也全都遵循这一思路。但公元前6世纪时中国所用历法的详情,迄今尚无定论,前人推算孔子诞辰之所以言人人殊,主要原因就在这里(因为各家都要对当时的历法有所假定和推测)。

其实孔子诞辰问题非常幸运,它根本不必遵循上述思路。因为在上述第3条记载中,有日食记录,而且已经分别提供了日食那天和孔子诞生那天的纪日干支(历史学界一致约定中国古代的纪日干支数千年来连续并且没有错乱),这就使我们可以借助天文学已有的成果,一举绕过历法问题而直取答案。

这些已有的天文学成果包括:

1.对历史上数千年来全部日、月食的精确回推计算。

2.对公元前日期表达的约定:即公元前日期用儒略历表达。所谓“公元前”,是我们对公元纪年的向前延伸,延伸自然应该连续,不能设想让公元16世纪才开始使用的格里历向前跳跃一千五百多年去延伸。格里历虽比儒略历精确些,但天文学家推算历史日期时,其实并不使用这两种历法中的任何一种,而只是约定使用儒略历来表达——这只是为了方便公众理解而已。

3.“儒略日”计时系统:这是一种只以日为单位(没有年和月),单向积累的计时系统,约定从公元前4713年1月1日(儒略历)起算。这可以使天文学家在推算古代事件时,避开各古代文明五花八门的历法问题,获得一个共同的表达系统。中国古代连续不断的纪日干支系统实际上与“儒略日”异曲同工。

4.中国古代纪日干支与公历日期的对应。

那么,鲁襄公二十一年是公元前552年,这年8月20日(儒略历),在曲阜确实可以见到一次食分达到0.77的大食分日偏食,而且出现此次日食的这一天,纪日干支恰为庚戌,这就与“九月庚戌朔,日有食之”的记载完全吻合(至于“冬十月庚辰朔,日有食之”的记载则无法获得验证,这次日食实际上并未发生)。然后,从“九月庚戌”逐日往下数50天,就到十月“庚子”,这天就是孔子的诞辰——事情就这么简单!

从下面这个表可以看得更清楚:电脑模拟的公元前522年8月20日在曲阜所见的日食及天象《史记·孔子世家》说“鲁襄公二十二年而孔子生”,但下文叙述孔子卒年时,却说“孔子年七十三,以鲁哀公十六年四月己丑卒”,鲁哀公十六年即公元前479年,551减479只有72岁,这个问题只能用“虚岁”之类的说法勉强解释过去。

所以结论是:

孔子于公元前552年10月9日诞生,公元前479年3月9日逝世。

这个结果与《史记》中“孔子年七十三”的记载确切吻合。

另外,在上面的推算中,不需要对公元前6世纪的中国历法作任何假定和推测,事实上,我们根本不需要知道当时用什么历法。

顺便说说,邮电部在1989年发行“孔子诞辰2540周年”纪念邮票,是依据孔子诞辰为公元前551年而发的,这就在年份上出了差错,因为1989+(551-1)=2539年。这是一个低级错误,并不存在一个“公元0年”,所以公元前的年数必须减去1。同样道理,2006年就是孔子诞辰2556周年。2007年纪念孔子时,改正这个错误的出路只有两条——或者再纪念一次孔诞2557周年,或者采纳孔诞为公元前552年10月9日的结论,倒又可以纪念2558周年了。

还有的人可能出于“国粹”之类的考虑,对于“阳历的孔子生日”极为反感,其实也无必要——在推算出正确的孔子诞辰之后,我们完全可以用对应的农历日期来表达孔诞(比如2006年这一次就是“丙戌年八月十八日”),只是这样的话,每年对应的农历日期就要浮动了,不方便记忆。

目前国家有关部门和孔子家族尚未正式接受我所推算的结果。他们可能有他们的考虑。关于伟人诞辰之类的问题,以前有一位学者说得非常好:确定孔子哪天诞生是科学问题,而在哪天纪念孔子是政治问题。作为学者,只需关心前者可矣。

天狼星颜色之谜:中国古籍解除恒星演化理论的困扰

天狼星(Sirius,即αCMa——大犬座α星)是全天最亮恒星,呈[1]耀眼的白色。它还是目视双星,其中B星又是最早被确认的白矮星。但自从现代天体演化理论确立之后,这一非常成功的理论,却因西方古代对天狼星颜色的某些记载而被困扰了百余年。

在古代西方文献中,天狼星常被描述为红色。学者们在古巴比伦楔形文泥版书中,在古希腊、罗马时代托勒密(Ptolemy)、塞涅卡(L.A.Seneca)、西塞罗(M.T.Cicero)、贺拉斯(Q.H.Haccus)等著名人物的著作中,都曾找到这类描述。

按现行恒星演化理论,及现今对天狼双星的了解,其A星正位于[2]主星序上,根本不可能在一两千年的时间尺度上改变颜色。赫—罗图

考虑到恒星在演化为白矮星之前会经历红巨星阶段,若认为天狼B星曾经有盛大的红光掩盖了A星,似乎有希望解释古代西方关于天狼星呈红色的记载。然而按现行恒星演化理论,从红巨星演化为白矮星,即使考虑极端情况,所需时间也必然远远大于一千五百年,故古代西方的记载始终无法在现行恒星演化理论中得到圆满解释。

1985年,W.Sehlosser和W.Bergnmma又旧话重提,他们宣布在一部中世纪早期手稿中,发现了图尔的主教格里高利(Gregory)写于公元6世纪的作品,其中提到的一颗红色星可确认为天狼星,因而断定天狼星直到公元6世纪末仍呈红色,此后才变白。由此引发对天狼星颜色问题新一轮的争论和关注。

于是天文学家只能面临如下选择:或者对现行恒星演化理论提出怀疑,或者否定天狼星在古代呈红色的说法。

其实,西方对天狼星颜色的古代记述并非完全无懈可击:塞涅卡、西塞罗、贺拉斯等人,或为哲学家,或为政论家,或为诗人,他们的天文学造诣很难获得证实;托勒密虽为大天文学家,但其说在许多具体环节上仍不无提出疑问的余地(例如他说的那颗红色星是不是天狼星)。至于格里高利所记述的红色星,不少人认为其实是大角(Arcturus,αBoo)——该星正是明亮的红巨星。

而另一方面,古代中国的天文学—星占学文献之丰富,以及天象记录之系统细致,是众所周知的。因此,我感到有必要转而在早期中国古籍中寻求证据。我曾先后花了数年时间,尝试在浩如烟海的中国古籍中寻找能够解决天狼星颜色问题的史料。最后出乎意料,竟在星占学文献中找到了决定性的证据。

古代中国星占文献中所提到的恒星和行星颜色,几乎毫无例外都是着眼于这些颜色的星占学意义。中国古代有“五行”之说,渗透到诸多领域,“五行”学说在星占学中的应用之一,就是用“五行”以配星之五色。而众星既有五色,就需要指定某些著名恒星作为五色的标准星。因此,星占文献中所涉及的恒星颜色,只有对这些标准星本身颜色的记载,才是真正可靠的。

这种关于标准星颜色的记载数量很少,现今所见最早记述出自司马迁笔下,《史记·天官书》中谈论金星颜色时,给出五色标准星如下:

白比狼,赤比心,黄比参左肩,苍比参右肩,黑比奎大星。

上述五颗恒星依次为:天狼星、心宿二(αSco)、参宿四(αOri)、参宿五(γOri)、奎宿九(βAnd)。

司马迁对五颗恒星颜色记述的可靠性,可由下述事实得到证明:五颗星中,除天狼因本身尚待考察,暂置不论外,对其余四星颜色的记载都属可信。心宿二,光谱为M型,确为红色;参宿五,B型,12呈青色(即苍);参宿四,今为红色超巨星,但学者们已证明它在两千年前呈黄色,按现行恒星演化理论是完全可能的;最后的奎宿九,Mo型,呈暗红色,但古人将它定义为黑也有道理——因与五行相配的五色有固定模式,必定是青、红、黑、白、黄,故其中必须有黑,而若真正为“黑”,那就会看不见而无从比照,故必须变通。

这里还有一个可以庆幸之处:古人既以五行五色为固定模式,必然会对上述五色之外的中间状态进行近似或变通,硬归入五色中去,则他们谈论这些星的颜色时难免不准确;然而在天狼星颜色问题中,恰好是红、白之争,两者都在上述五色模式中,故可不必担心近似或变通问题。这也进一步保证了利用古代中国文献解决天狼星颜色问题时的可靠。

下表是中国早期文献(不必考虑公元7世纪之后的史料)中仅见的四项天狼星颜色可信记载的原文、出处、作者和年代一览。

以上四项记载的可靠性,都经过了详细考证。至此已可确知:在古代中国文献的可信记载中,天狼星始终是白色的。不仅没有红色之说,而且千百年来一直将天狼星视为白色标准星。这在早期文献中是如此,此后更无改变。因此可以说,现行恒星演化理论从此不会再因天狼星颜色问题而受到任何威胁了。

我的发现在1992年的《天文学报》上发表之后,次年即在英国刊物上出现了英文全译本,天文学史泰斗席泽宗院士评论说:“文仅五千字,却解决了困惑着西方天体物理学家百余年的天狼星颜色问题,是我国天文学史古为今用的传统研究方向上又取得的一项重要成果。”这也算是我为天体物理这个我念了四年的专业所作的唯一贡献。

那颗彗星,它是哈雷彗星吗

当年哈雷(E.Halley)研究古代有观测记录的24颗彗星的轨道,发现公元1531年、1607年、1682年出现的大彗星轨道非常相似,遂推测它们应该是同一颗彗星,周期为七十六年,并预言它将在1758-1759年之际再度回归。之后该彗星果然如期而至,证实了哈雷的推测,该彗星由此得名哈雷彗星,哈雷本人也因此名垂青史。

哈雷彗星可以说是天赋异秉,“出道”的故事又名动江湖,围绕着它的前世今生,注定了要有许许多多故事。这里只讲一件不太为人所知的。

在我们的太阳系中,已知其轨道的彗星虽有上千颗,但其中具有椭圆轨道的只占约30%(大致而言,随着统计资料的更新有所浮动),称为周期彗星,其余都是抛物线轨道(约占60%)和双曲线轨道(约占10%)——它们接近太阳一次后就一去不复返了。

之所以说哈雷彗星是“天赋异秉”,首先就表现在周期上。人们将周期两百年以上的彗星称为“长周期彗星”,周期两百年以下的则是“短周期彗星”。那些周期很长的彗星,比如长达几千年的,今人难免觉得几千年后的验证没有什么意义。周期太短的呢?老在你眼前晃动,太司空见惯了,也就没什么稀罕。而哈雷彗星的七十六年周期,长度实在是恰到好处:从等待验证来说,它足够短(哈雷所预言的回归发生时,哈雷本人虽已去世十六年,但一生见到两次哈雷彗星的颇有人在);从预言的惊人效果来说,它又足够长。

对于这样的周期彗星,专门有一个名称——“哈雷型彗星”(周期在二十年至两百年之间的),包括哈雷彗星本身在内,已知的哈雷型彗星共有23颗。

之所以回忆这些数字,是因为有一段公案要靠它们来解决。

很早就有人指出,在哈雷“发现”哈雷彗星之前,这颗彗星至少有30次回归都已经被古人观测到。例如,从春秋时代鲁文公十四年(公元前613年)到清代宣统二年(公元1910年),哈雷彗星共回归29次,中国古籍中都有记录。当然,我们并不能据此就宣称中国人早在春秋时代就“发现”了哈雷彗星,因为中国人虽然记录了它29次,但并未像哈雷那样意识到这些记录的对象可能是同一颗彗星。

虽然中国人未能发现哈雷彗星,但是29次回归记录,毕竟也是非常珍贵的科学史料,所以自然会有天文学家来研究这些记录。已故紫金山天文台张钰哲台长,就是这样的研究者之一。一段有趣的公案由此发生。

张钰哲研究哈雷彗星轨道的长期演化,注意到《淮南子·兵略训》中的记载:“武王伐纣,彗星出而授殷人其柄”,他想到,如果这颗彗星是哈雷彗星,就可以据此确定武王伐纣在哪一年。

但张钰哲并没有说《淮南子·兵略训》所载武王伐纣时的彗星肯定是哈雷彗星,而只是说:“假使武王伐纣时所出现的彗星为哈雷彗星,那么武王伐纣之年便是公元前1057—前1056年。”张钰哲的假设性的结论在《天文学报》发表之后,影响颇大。这本来是一个相当严谨而稳妥的说法,但是不少学者显然忽视了张钰哲上述结论中的“假使”二字。历史学家赵光贤认为“此说有科学依据,远比其他旧说真实可信”,并在《历史研究》上撰文作补充说明,遂使武王伐纣为公元前1057年之说广泛传播。一位历史学家的话堪称典型例证:“1057年之说被我们认为是最科学的结论而植入我们的头脑。”

现在的问题是,张钰哲注意到的《淮南子·兵略训》中所说的那颗出现在武王伐纣时的彗星,它究竟是不是哈雷彗星?或者再退一步问:它是哈雷彗星的概率有多大?

这两个问题,张钰哲在他的上述论文中都没有触及。但是,至少后面那个问题,是有办法解决的。

我们先设法估算古代被观察并记录下来的彗星中,哈雷型彗星所占的比例:

据Hasegawa在1980年发表的肉眼可见彗星星表,公元1701-1900年这两百年间:星等≤6(星等再暗肉眼就看不见了)的彗星共出现177次,其中,哈雷型彗星共9次,占5%。

又,研究表明,历代正史中的彗星记录是可靠的(地方志中的记录不甚可靠)。因此我们可以统计正史中彗星的分布情况:在公元1-1500年间,正史中共记录了345次彗星(如有多处记录,但从时间和方位上判断,是同一颗彗星同一次出现,则只计为一次)。其中,目前已证认的短周期彗星22次(均为哈雷型彗星,其中哈雷彗星就占19次),约占6%。

这样,我们可以认为,在古代记录的彗星中,哈雷型彗星至多只占6%。

接着我们将注意力集中到哈雷型彗星上:

目前已发现的哈雷型彗星共23颗,其中包括哈雷彗星在内的周期小于一百年的有17颗,而武王伐纣年代的争议范围,最大极限不出一百年(公元前1000—前1100年),因此,如果回推的话,至少这17颗哈雷型彗星会在公元前1000—前1100年间出现,这样,确定《淮南子·兵略训》中所记载的彗星为这17颗中的哪一颗的可能性,就小于十七分之一了。

再与前面统计所得哈雷型彗星在古代记录的彗星中所占比例(6%)相乘:即6%的十七分之一,也就是0.35%。

这就是说,确定《淮南子·兵略训》所记载的武王伐纣时的彗星,为某一颗哈雷型彗星的最大概率是0.35%。

如果我们设定这“某一颗哈雷型彗星”就是哈雷彗星,那么就是说,《淮南子·兵略训》所记载的武王伐纣时的彗星,是哈雷彗星的最大概率,只有0.35%。

这等于是说,《淮南子·兵略训》所记载的武王伐纣时的彗星,几乎不可能是哈雷彗星。所以无法根据这一记载来推断武王伐纣的年代。

一段公案,至此终于尘埃落定。

《周髀算经》里那些惊人的学说

——关于古代中外天文学交流的猜测之一《周髀算经》中假托周公与商高的对话,因此曾被古人视为周代的著作,但现今学者们比较普遍的意见是《周髀算经》成书于公元前100年左右(西汉年间)。至于书中的内容究竟有多古老,则只能推测了。

古代中国天学家没有构造几何宇宙模型的传统,他们用代数方法也能相当精确地解决各种天文学问题,宇宙究竟是什么形状或结构,他们通常完全不去过问。但是《周髀算经》却是古代中国在这方面唯一的例外——书中构建了古代中国唯一的一个几何宇宙模型。这个盖天几何模型有明确的结构,也有具体的、绝大部分能够自洽的数理。

不过,《周髀算经》中盖天宇宙模型以前长期被人误解为“球冠形”,而据我考证的结果,这个模型的正确形状如图所示。

盖天宇宙是一个有限宇宙,其要点和参数如下:

1.大地与天为相距80000里的平行圆形平面。周髀算经宇宙模型示意图及参数

J北极(天中)

Z周地(洛邑)所在

X夏至日所在(日中之时)

F春、秋分日所在(日中之时)

D冬至日所在(日中之时)

r极下璇玑半径=11500里

Rx夏至日道半径=119000里

Rf春、秋分日道半径=178500里

Rd冬至日道半径=238000里

L周地距极远近=103000里

H天地距离=80000里

h极下璇玑之高=60000里

2.天的中心为北极,在北极下方的大地中央有高大柱形物,即上尖下粗高60000里的“璇玑”,其底面直径为23000里,天在北极处也并非平面而是相应隆起。

3.该宇宙模型的构造者在圆形大地上为自己的居息之处确定了位置,并且这位置不在中央而是偏南。

4.大地中央的柱形延伸至天处为北极。

5.日月星辰在天上环绕北极作平面圆周运动。

6.太阳在这种圆周运动中有着多重同心轨道(“七衡六间”),并且以半年为周期作规律性的轨道迁移(一年往返一遍)。

7.太阳的上述运行模式,可以在相当程度上说明昼夜成因和太阳周年视运动中的一些天象(比如季节的变化)。

8.太阳光线向四周照射的极限是167000里,与太阳运动最远处的轨道半径238000里相加,即得盖天宇宙的最大尺度半径405000里。

和希腊化时代托勒密精致的几何宇宙模型相比,《周髀算经》中的盖天宇宙模型当然是相当初级简陋的。这一点也不奇怪,但令我极为惊讶的是,盖天宇宙模型的上述八项特征,竟全都与古代印度的宇宙模型特征吻合!

关于古代印度宇宙模型的记载,主要保存在一些《往世书》(Puranas)中。《往世书》是印度教的圣典,同时又是古代史籍,带有百科全书性质。它们的确切成书年代难以判定,但其中关于宇宙模式的一套概念,学者们相信可以追溯到吠陀时代——约公元前1000年之前,因而是非常古老的。《往世书》中的宇宙模式可以概述如下:

大地像平底的圆盘,在大地中央耸立着巍峨的高山,名为迷卢(Meru,也即汉译佛经中的“须弥山”,或作Sumeru,译成“苏迷卢”)。迷卢山外围绕着环形陆地,此陆地又为环形大海所围绕……如此递相环绕向外延展,共有七圈大陆和七圈海洋。

印度在迷卢山的南方。

与大地平行的天上有着一系列天轮,这些天轮的共同轴心就是迷卢山;迷卢山的顶端就是北极星(Dhruva)所在之处,诸天轮携带着各种天体绕之旋转;这些天体包括日、月、恒星……以及五大行星——依次为水星、金星、火星、木星和土星。

利用迷卢山可以解释黑夜与白昼的交替。携带太阳的天轮上有180条轨道,太阳每天迁移一轨,半年后反向重复,以此来描述日出方位角的周年变化……

唐代释道宣《释迦方志》卷上也记述了古代印度的宇宙模型,细节上恰可与上述记载相互补充:“……苏迷卢山,即经所谓须弥山也,在大海中,据金轮表,半出海上八万由旬,日月回薄于其腰也。外有金山七重围之,中各海水,具八功德。”

根据这些记载,古代印度宇宙模型,与《周髀算经》中的盖天宇宙模型岂非惊人地相似,在细节上几乎处处吻合?

1.两者的天、地都是圆形的平行平面。

2.“璇玑”和“迷卢山”同样扮演了大地中央的“天柱”角色。

3.周地和印度都被置于各自宇宙中大地的南部。

4.“璇玑”和“迷卢上”的正上方都是各种天体旋转的枢轴——北极。

5.日月星辰都在天上环绕北极作平面圆周运动。

6.如果说印度迷卢山外的“七山七海”在数字上使人联想到《周髀算经》的“七衡六间”的话,那么印度宇宙中太阳天轮的180条轨道无论从性质还是功能来说都与七衡六间完全一致(太阳在七衡之间的往返也是每天连续移动的)。

7.《周髀算经》中天与地的距离是八万里,而迷卢山也是高出海上“八万由旬”,其上即诸天轮所在,两者天地距离恰好同为八万单位。

8.《周髀算经》认为太阳光线向四周照射的极限是167000里,而佛经《立世阿毘昙论》卷五“日月行品第十九”末尾云:“日光径度,七亿二万一千二百由旬。周围二十一亿六万三千六百由旬。”虽具体数值有所不同,但也设定太阳光照半径是有限的固定数值,也已经是惊人的吻合了。

在人类文明发展史上,文化的多元自发生成是完全可能的,因此许多不同文明中有相似之处,也可能是偶然巧合。但是《周髀算经》的盖天宇宙模型与古代印度宇宙模型之间的相似程度实在太高——从整个格局到许多细节都一一吻合,如果还要用“偶然巧合”去解释,无论如何是太勉强了。

谁告诉了中国人寒暑五带的知识

——关于古代中外天文学交流的猜测之二

古代中国人最初有所谓“天圆地方”的观念,后来被天学家普遍接受的主流宇宙学说则是“浑天说”——类似希腊化时代托勒密的地心体系,但因为其中大地的半径大到宇宙半径的一半,始终无法发展出希腊天文学家的球面天文学,中国传统的天球和地球坐标系统也一直是不完备的。所以,当我在《周髀算经》中发现相当于地球上寒暑五带的知识时,再次感到非常惊异——因为这类知识是以往两千年间,中国传统天文学说中所没有、而且不相信的。

这些知识在《周髀算经》中主要见于卷下第九节中的三条记载:

1.极下不生万物,何以知之?……北极左右,夏有不释之冰。

2.中衡去周七万五千五百里。中衡左右,冬有不死之草,夏长之类。此阳彰阴微,故万物不死,五谷一岁再熟。

3.凡北极之左右,物有朝生暮获,冬生之类。

这里需要先作一些说明:

根据上篇文章中的说明,我们知道《周髀算经》中的宇宙模型是:天、地为平行的圆形平面,在大地中央矗立着高达六万里的“璇玑”,即大地的北极,向上正对着北天极。围绕着北极的依次是被称为“内衡”、“中衡”和“外衡”的同心环形带——很像从地球北极上方俯视下来时,看到的一圈圈等纬度线。

第1条记载强调了北极下方的大地区域是苦寒之地,“不生万物”、“夏有不释之冰”。

第2条记载中,所谓“中衡左右”,这一区域正好对应于地球寒暑五带中的热带(南纬23°30′至北纬23°30′之间)——尽管《周髀算经》中并无地球的观念,但对于热带地区来说,“冬有不死之草”、“五谷一岁再熟”等景象,确实是真实的。

第3条记载中,说北极左右“物有朝生暮获”。这就必须联系到极昼、极夜现象了。据前所述,圆形大地中央的“璇玑”之底面直径为23000里,则半径为11500里,而《周髀算经》所设定的太阳光芒向其四周照射的极限距离是167000里;于是,由上篇文章图中清楚可见,每年从春分至秋分期间,在“璇玑”范围内将出现极昼——昼夜始终在阳光之下;而从秋分到春分期间则出现极夜——阳光在此期间的任何时刻都照射不到“璇玑”范围之内。这也就是汉代赵爽在为《周髀算经》所作注释中所说的“北极之下,从春分至秋分为昼,从秋分至春分为夜”,因为这里是以半年为昼、半年为夜。《周髀算经》中上述关于寒暑五带的知识,用今天已经知道的知识来判断,虽然它们并不是在古代希腊的球面坐标系中被描述的,但其准确性却没有疑问。然而这些知识,却并不是以往两千年间中国传统天文学中的组成部分!对于这一现象,可以从几方面来讨论。

首先,为《周髀算经》作注的赵爽,竟然表示不相信书中的这些知识。例如对于北极附近“夏有不释之冰”,赵爽注称:“冰冻不解,是以推之,夏至之日外衡之下为冬矣,万物当死——此日远近为冬夏,非阴阳之气,爽或疑焉。”又如对于“冬有不死之草”、“阳彰阴微”、“五谷一岁再熟”的热带,赵爽表示“此欲以内衡之外、外衡之内,常为夏也。然其修广,爽未之前闻”——他从未听说过。

从赵爽为《周髀算经》全书所作的注释来判断,他毫无疑问是那个时代够格的天文学家之一,为什么竟从未听说过这些寒暑五带知识?比较合理的解释似乎只能是:这些知识不是中国传统天文学体系中的组成部分,所以对于当时大部分中国天文学家来说,这些知识是新奇的、与旧有知识背景格格不入的,因而也是难以置信的。

其次,在古代中国居传统地位的天文学说——“浑天说”中,由于没有正确的地球概念,是不可能提出寒暑五带之类的问题来的。因此直到明朝末年,来华的耶稣会传教士在他们的中文著作中向中国读者介绍寒暑五带知识时,仍被中国人目为未之前闻的新奇学说。正是这些耶稣会传教士的中文著作,才使中国学者接受了地球寒暑五带之说。而当清朝初年“西学中源”说甚嚣尘上时,梅文鼎等人为寒暑五带之说寻找中国源头,找到的正是《周髀算经》。他们认为是《周髀算经》等中国学说在上古时期传入西方,才教会了希腊人、罗马人和阿拉伯人掌握天文学知识的——现在我们当然知道这种推断是荒谬的。赵爽为《周髀算经》作注,他总该是接受盖天学说之人,何以连他都对这些知识不能相信?清康熙年间毛晋汲古阁依据宋嘉定六年鲍澣之刻本刻印的《周髀算经》内文

现在我们不得不面临一系列尖锐问题:

既然在浑天学说中因没有正确的地球概念而不可能提出寒暑五带的问题,那么《周髀算经》中同样没有地球概念,何以却能记载这些知识?

如果说《周髀算经》的作者身处北温带之中,只是根据越向北越冷、越往南越热,就能推衍出北极“夏有不释之冰”、热带“五谷一岁再熟”之类的现象,那浑天家何以偏就不能?

再说,赵爽为《周髀算经》作注,他总该是接受盖天学说之人,何以连他都对这些知识不能相信?

这样看来,有必要考虑这些知识来自异域的可能性。

大地为球形、地理经纬度、寒暑五带等知识,早在古希腊天文学家那里就已经系统完备,一直沿用至今。五带之说在亚里士多德的著作中已经发端,至“地理学之父”埃拉托色尼(Eratosthenes,公元前275—前195年)《地理学概论》中已经完备:南纬24°至北纬24°之间为热带,两极处各24°的区域为南、北寒带,南纬24°至66°和北纬24°至66°之间则为南、北温带。

从年代上来说,古希腊天文学家确立这些知识早在《周髀算经》成书之前。《周髀算经》的作者有没有可能直接或间接地从古希腊人那里获得了这些知识呢?这确实是耐人寻味的问题。

三件奇物的复制问题——古代科学仪器真能复制吗?

中国历史文献中记载的古代科学仪器,往往给人神秘莫测、令人敬畏的感觉。这种感觉很容易引发现代人研究这些仪器的热情,而研究热情高涨的极致,就是试图将所研究的仪器复制出来。但是复制古代仪器,费钱费工不说,还有许多理论上的难题。

现今特别知名的中国古代科学仪器,主要有这样三件:

1.宋朝的“水运仪象台”:它被认为是集天体观测、天象演示、计时钟表、自动报时功能于一体的精密天文仪器,记载中说它能够以水为动力自动运行。

2.汉代张衡的“候风地动仪”:历史记载中说它可以报告——经常被误解为预报——远方的地震。

3.历代的指南车:一种相传是黄帝发明的神奇机械车辆,无论向任何方向行驶,车上的木人永远指着南方(与利用磁性的指南针无关)。

这三件奇物有不少共同点,比如,它们迄今都没有发现任何古代实物遗存,关于它们的功效、形制、结构等,都只见于古代文献中的记载。又如,它们都有多种现代复制品问世,而它们的复制者往往坚信只有自己的方案才是得到古人真意的。

此三件奇物的复制,又可以分成两种情形:

第一种情形是水运仪象台。由于有苏颂的《新仪象法要》一书传世,其中记载了水运仪象台的各种部件,有尺寸,有图形,这当然会使许多现代研究者热血沸腾,有不少人一头扎进去,为这件我们基本上可以相信确实是存在过的仪器呕心沥血。研究的最高表现,当然是要复制。现在北京的中国历史博物馆里就有一台1958年的复制品,此后国内和国外的复制品次第出现。

按照文献的记载,水运仪象台是一个高达12米左右的庞然大物,但1958年的复制品缩小为只是原记载尺度的五分之一。按照机械方面的一般情形,一个可以正常运行的机械装置,放大尺度之后,就未必能正常运行了,但是缩小尺度则通常不会有问题。然而,尽管学者们对宋代水运仪象台真的能够运行这一点深信不疑,但就是这个缩小的水运仪象台复制品,也不能实际运行,以至于被称为“仅供外观观赏的模型”。此后的复制尝试,也未见有报道能长期正常运行的——那种在里面装一个电动机的当然不在此列。

第二种情形是候风地动仪和指南车。这两件奇物没有水运仪象台那么幸运,关于内部结构和原理,只留下了片言只语的、可以有多种解释的原始记载,更没有像《新仪象法要》那样的工程说明书留下来。文献中只是记载了它们有怎样的外形和功能,但这丝毫阻挡不住研究者的热情。特别是指南车的复制,国内学者如王振铎、刘仙洲,国外学者包括英国、荷兰等国的,纷纷投入。如果说在水运仪象台的研究中,许多学者还喜欢沉浸在某个部件是不是近代机械钟表中的擒纵器之类的理论性探讨的话,那么对于候风地动仪和指南车的研究来说,学者们似乎更愿意“直奔主题”进入复制。关于这两件奇物的复制,已经各有多种方案和实物问世。

然而上述两种情形的复制,其实都有很难解决的理论问题或原则问题。

在复制水运仪象台的努力中,研究者们似乎谁也没有怀疑,这个仪器在古代是不是真的成功运行过?这里提出这个怀疑并不是想捣乱,而是因为在中国古代,天文仪器除了作为研究时使用的工具之外,还有一个更为重要的身份——礼器。这是一个悠久的传统,数千年来一直如此。比如,清朝的各种天文仪器,包括西方人作为礼品送给皇帝的天文演示仪器,都记载在《皇朝礼器图式》中。

礼器是什么?礼器是用来和上天沟通、向世人夸示的,或者说就是在政治巫术中使用的法器。所以宋朝的水运仪象台,就是中国历史上最宏大、最奢侈、最壮丽的一件礼器。这样的礼器,平日藏在深宫禁苑,并不需要运行,只有当某些盛大仪式举行时,才会需要它运行一会儿。因此,如果它不能长期有效运行,也并不妨碍它作为礼器的功能——在那些庄严肃穆的盛大仪式中,它只需在仪式进行过程中保持运行即可,而且在这种场合,也不会有人去验证它的运行是否精密准确。

因此,复制水运仪象台的成功标准,实际上是很难确定的。

在候风地动仪和指南车的复制中,问题更为深刻——严格地说,这已经无法称为“复制”了,因为谁也无法明确知道当初的结构和原理。不如将这种努力称为“研制”更为准确。比如,对于候风地动仪,至少有两种方案,机械结构完全不同;对于指南车,目前较成熟的至少有定轴轮系、差动轮系两条技术路径,而仅定轴轮系就有至少三种不同方案。这些方案都能达成同样的效果,但我们无法知道古人到底用了什么方案。

更何况上面说的礼器问题,在这里也同样存在。历代指南车一直都是皇家礼器,它是皇帝出行时的仪仗之一,所以外形都硕大而华丽。关于指南车的实际运行,《南齐书》卷五十二中记载了一个生动例子:宋武帝北伐攻灭后秦姚兴政权,缴获了一具指南车,只是徒具外形,内部机械已经失去,但是这样一件重要礼器,又是北伐的战利品(中国历史上极少有南方政权北伐胜利的),当然要加入皇帝出行时的仪仗行列以便向臣民夸示,结果每次皇帝出行时,只好“使人于内转之”——就是让人躲在车中操纵指南车上的木人,以保持它始终指向南方。这个例子,对于想象礼器在古代的运行,应该不无启发。

古代历法:科学为伪科学服务吗

人们常说“天文历法”,但历法究竟是用来干什么的?也许你马上会想到日历(月份牌)——历法历法,不就是编日历的方法吗?这当然不算错,但编日历其实只是历法中极小的一部分功能。

当我们谈论“历法”时,其实涉及三种东西:

历谱,也就是今天的日历(月份牌),至迟在秦汉时期的竹简中已经可以看到实物。

历书,即有历注的历谱,就是在具体日子上注出宜忌(比如“宜出行”、“诸事不宜”之类)。这种东西在先秦也已经出现,逐渐演变到后世的“皇历”,也就是清代的“时宪书”。作为“封建迷信”的典型,传统的历书在20世纪曾长期成为被打击的对象,一度在中国大陆绝迹,近年则又重新出版流行。只是其中的历注较以前简略了不少。

历法,现今通常是指在历朝官修史书的《律历志》中保存下来的文献。其中包括94种中国古代曾经出现过的历法,时间跨度接近三千年。

许多人希望中国古代的东西多一些“科学”色彩,所以他们喜欢将中国历法称为“数理天文学”,这确实是科学,但这科学是为什么对象服务的?真相一说出来,却难免要大煞风景了。

欲知一部典型的中国古代历法究竟是何光景,可以唐代著名历法《大衍历》(公元727年修成)为例,其中包括如下七章:“步中朔”章6节,主要为推求月相的晦朔弦望等内容。“步发敛”章5节,推求二十四节气与物候、卦象的对应,包括“六十卦”、“五行用事”之类的神秘主义内容。“步日躔”章9节,讨论太阳在黄道上的视运动,其精密程度,远远超出编制历谱的需要,主要是为推算预报日食、月食提供基础。“步月离”章21节,专门研究月球运动。因月球运动远较太阳运动复杂,故篇幅远远大于上一章,其目的则同样是为预报日食、月食提供基础——只有将日、月两天体的运动都研究透彻,才可能实施对日食、月食的推算预报。“步轨漏”章14节,专门研究与授时有关的各种问题。“步交会”章24节,在前面“步日躔”、“步月离”两章的基础上,给出推算预报日食、月食的具体方案。“步五星”章24节,用数学方法分别描述金、木、水、火、土五大行星的运动。

很容易看出,这样一部历法,主要内容,是对日、月以及金、木、水、火、土五大行星这七个天体(古代中国称为“七政”)运动规律的研究;主要功能,则是提供推算上述七个天体任意时刻在天球上的位置的方法及公式。至于编制历谱,那只能算是其中一个很小、也很简单的功能。

那么古人为什么要推算七政在任意时刻的位置呢?

以前有一个非常流行的说法,说中国古代的历法是“为农业服务”的——指导农民种地,告诉他们何时播种、何时收割,等等。许多学者觉得这样的说法能够给我们古代历法增添“科学”的光环,很乐意在各种著述中采用此说。

但是许多事情其实只要稍一认真就能发现问题。姑以上面的《大衍历》为例,我们只消做一点最简单的思考和统计,就能发现“历法为农业服务”这个说法是多么荒谬。

且不说农业的历史远远早于历法的历史,在没有历法的时代,农民早就在种植庄稼了,那时他们靠什么来“指导”?我们就看看历法中研究的七个天体,六个都和农业无关:五大行星和月亮,至少至今人类尚未发现它们与农业有任何关系;只剩下太阳,确实与农业有关。但对于指导农业而言,根本用不着将太阳运动推算到“步日躔”章中那样精确到小时和分钟——事实上,只要用“步发敛”章的内容,给出精确到日的历谱,在上面注出二十四节气,就足以指导农业了。

那好,我们就来统计《大衍历》:整部历法共103节,“步发敛”章只有5节,也就是说,整部历法中只有不到5%的内容与指导农业有关。由于《大衍历》是典型的中国古代历法,其他的历法基本上也都是这样的结构,因此也就是说,“历法为农业服务”这个说法,只有不到5%的正确性。

那么数理天文学剩下的95%以上的内容,是为什么服务的呢?——为星占学服务。

因为在古代,只有星占学需要事先知道被占天体运行的规律,特别是某些特殊天象出现的时刻和位置。比如,日食被认为是上天对帝王的警告,所以必须事先精确预报,以便在日食发生时举行盛大的仪式(禳祈),向上天谢罪;又如,火星在恒星背景中的位置经常有凶险的星占学意义,星占学家必须事先推算火星的运行位置。

如果认为星占学是伪科学,那么历法(数理天文学)这个科学就是在为伪科学服务。古波斯的《卡布斯教诲录》中说:“学习天文的目的是预卜凶吉,研究历法也出于同一目的。”这个论断,对于古代诸东方文明来说,都完全正确。

望远镜及其在中国的早期谜案和遭遇

——纪念天文望远镜四百周年

一千五百年前就有望远镜了吗?

望远镜与中国的渊源,如果从17世纪初来华耶稣会士汤若望(Johann Adam Schall von Bell)专门介绍望远镜的中文作品《远镜说》算起,已有将近四百年的渊源。再早些,耶稣会士阳玛诺(Manuel Dias)的中文作品《天问略》(公元1615年)中已经提到望远镜了。但这个渊源也可能更早些,这就要牵涉到望远镜究竟何时发明的问题了,而这个问题在现代西方学者中至今未有定论。

以前中国人曾以为是伽利略发明了望远镜,后来大都采纳西方比较流行的说法:由荷兰人于1608年发明,而伽利略只是闻讯仿制并首先将其用于天文学观测,1610年他在威尼斯出版了《星际使者》(Sidereus Nuntius),书中报道了他用望远镜获得的六大发现。

但也有许多学者相信,在伽利略之前就已经有望远镜了。在望远镜发明权之争中,英国数学家迪格斯(Digges)父子是重要的候选人。据说托玛斯·迪格斯留下了一份详细的望远镜使用说明,这被认为可能是其父伦纳德·迪格斯生前已发明了望远镜的证据。伦纳德死于1571年,其时伽利略才7岁。

还有的学者相信,望远镜的历史还可以再往前追溯至少一千五百年!例如,在希腊化时代斯特拉博(Strabo)的《地理学》中,已经出现了最早的关于望远镜的记载。而13世纪的罗吉尔·培根(Roger Bacon)则是另一个著名的候选人,相传他曾在牛津亲自制作了一架望远镜。而在培根的著作中,甚至提到古罗马统帅恺撒(Julius Caesar)就拥有望远镜了。英国的罗伯特·坦普尔(Robert Temple)还报道了现今收藏在雅典卫城博物馆等处的多个古代水晶透镜,他认为用这些透镜构成一架简易的望远镜是轻而易举的,因此坚信古人早已拥有了望远镜。

从郑仲夔到李渔

中国明代留下的有关史料,在年代上当然不足以支持上述夸张的说法,但却也有若干可能将望远镜的历史推前的证据。

明人郑仲夔《玉鏖新谭·耳新》卷八中的记载,如果属实的话,那就表明望远镜早在伽利略用以进行天文观测之前很久就已有了,并且还被最早进入中国的耶稣会传教士之一利玛窦(Mathew Ricci)带到了中国。利玛窦于1582年到达中国,1600年起定居北京,1610年逝世——伽利略正是在这年出版《星际使者》的。《耳新》成书于1634年,此时《天问略》、《远镜说》两书皆已刊行,郑氏读到它们固属可能;但是上述二书中所述伽利略用望远镜观测到的六大天文发现(金星位相、月面山峰、土星光环、太阳黑子、木星卫星、银河众星),有五项郑氏都未提到。因此郑氏所记不像是因袭耶稣会士中文著作之说,很可能另有所据。

关于利玛窦的望远镜,《耳新》所言并非唯一的中文文献。比如清初的王夫之在《思问录·外篇》中也有“玛窦身处大地之中,目力亦与人同,乃倚一远镜之技,死算大地为九万里”之语,这是中国文献中关于利玛窦拥有望远镜的又一记载。而晚清著名学者王韬曾与传教士伟烈亚力合译《西国天学源流》一书,其中也谈到16世纪的望远望,说“伽利略未生时,英国迦斯空于1549年已用远镜于象限仪”,但学者们目前还未发现《西国天学源流》所据的原本。诸如此类的说法,都有可能从郑氏《耳新》的记载中获得间接支持。

1629年,徐光启奉命成立历局,召集来华耶稣会士编纂《崇祯历书》。据学者们考证,历局中已经装备有望远镜。在此后的年代中,西方的望远镜不断改进并越造越大,最终催生了现代天文学的主流——天体物理学。例如,1671年牛顿制作了反射望远镜,1672年卡塞格林(Cassegrain)式的反射望远镜也问世了。而海维留斯(Johannes Hevelius)1679年毁于大火的天文台上的长焦距望远镜(当时为了避免“球面像差”而采用的流行做法)长达150英尺。但是一个令人印象深刻的事实是:中国人虽然也早就学会了制造望远镜的技术,却几乎不把它用在天文学上。

清代李渔(公元1611-1680年)有小说集《十二楼》,其中《夏宜楼》一篇,讲述一个书生在市场上购买了望远镜,用来窥看他心仪的美女,最后有情人终成眷属的故事。李渔要卖弄才学,居然在小说中留下了一长段关于望远镜的记述:

千里镜:此镜用大小数管,粗细不一。细者纳于粗者之中,欲使其可放可收,随伸随缩。所谓千里镜者,即嵌于管之两头,取以视远,无遐不到。……皆西洋国所产,二百年以前不过贡使携来,偶尔一见,不易得也。……数年以来,独有武林诸曦庵讳某者,系笔墨中知名之士,果能得其真传。所作显微、焚香、端容、取火及千里诸镜,皆不类寻常,与西洋土著者无异,而近视、远视诸眼镜更佳,得者皆珍为异宝。

其中“二百年以前不过贡使携来”一语,将望远镜来到中国的历史提前到了1480年之前,听起来相当大胆。毕竟是小说家言,不能完全视为信史,但据此推测望远镜的制造在17世纪后期的中国已经开始商业化,应该不算离谱。

南怀仁造的仪器上为何没有望远镜?

然而就在这个时候,另一位著名来华耶稣会士南怀仁(Ferdinand Verbiest),1673年奉康熙之命建造了六座大型天文仪器——它们至今仍陈列在北京建国门古观象台上,基本保存完好。这六座大型皇家天文仪器有一个奇怪的、但是很少有人注意到的特点:它们全都未曾装置望远镜(哪怕只是用于提高测量精度的——这种想法和措施至迟1640年以后就在欧洲开始出现了)。古观象台上还有两座建造年代更晚的大型天文仪器,上面也未装置望远镜。

也就是说,最初是作为天文利器传入中国的望远镜,在中国甚至可以商业化生产之后,却并不被应用于天文学上。

北京古观象台上的大型仪器之所以没有装置望远镜,一个可能的解释是:南怀仁受了海维留斯保守观点的影响。海维留斯那时以精于天文观测著称于世,俨然第谷后身;他自己明明也热衷于装置大型望远镜用来观测天体,却终其一生坚决拒绝在用于方位测量的天文仪器上装置望远镜——尽管后来证明这样做可以明显提高观测精度。这一在今天看来难以理解的矛盾态度表明,一个新技术问世之初,有时并不能马上得到专家的充分信任。

千秋寂寞

羊皮书上的一场科学史奇案

——从《阿基米德羊皮书》看科学、技术、文物和投资

拍卖场上起波澜

古希腊阿基米德(Archimedes,约公元前287—前212年)是最富传奇色彩的古代科学家。如果说,“欧洲哲学传统最可信赖的一般特征就是,它是由对柏拉图的一系列注脚所构成的”(英国哲学家怀特海的说法),那么仿此完全可以说,“欧洲科学传统最可信赖的一般特征就是,它是由对阿基米德的一系列注脚所构成的”。事实上,阿基米德在世界科学史上的地位,在专家眼中远比公众眼中要高得多。

1998年之前,传世的阿基米德著作共八篇,依次是:《论平面平衡》、《抛物线求积》、《球体和圆柱体》、《测圆术》、《论螺线》、《论浮体》、《圆锥体和椭球体》、《数沙者》。这八篇的内容传自两个古代抄本系统,它们被专家称为“抄本A”和“抄本B”。不幸的是这两个抄本都已佚失。

1998年,纽约克里斯蒂拍卖行出现了一件名为“阿基米德羊皮书”的拍品,这是一本非常破旧的小开本古代羊皮书,品相极差,起价却极高——80万美元。这是一本很不起眼的中世纪抄写的祈祷书,但是因为据信它原先是一本阿基米德著作的抄本,只是后来被人刮掉了原书字迹,再用来抄写祈祷书的(这种“废物利用”在古代并不罕见),所以身价不菲。

但更惊人的是,尽管希腊政府派出了官方代表参加竞拍,为购回国宝志在必得,却遇到一个神秘买家,此人挥金如土,在希腊代表的出价上不停地加价,最后竟将价格推升至200万美元!希腊政府无力再加价,“阿基米德羊皮书”遂被此人拍得。

神秘买家财大气粗,竟将希腊政府击败,真正用得上中国古代成语“富可敌国”了。此事立刻上了次日的《纽约时报》头版。更为神秘的是,这位神秘买家拒绝现身——拍卖会上出现的只是他的代表。面对媒体,他的代表只肯披露两点:一、买家是美国人;二、此人不是比尔·盖茨。

神秘买家和豪华团队

神秘买家拍得“阿基米德羊皮书”后不久,就自称“B先生”,派人找到巴尔的摩市的华尔特艺术博物馆手稿部主任诺尔博士,他要诺尔组织团队来研究“阿基米德羊皮书”,研究经费由他来资助。但研究结束后羊皮书要归还给他。

诺尔非常兴奋,就组织起一支阵容“豪华”的研究团队,包括了古代科学教授、数学史教授、中世纪艺术史教授、化学教授、数码成像专家、X射线成像专家、古籍手稿研究专家,等等,甚至“美国国家侦察局”的官员也自愿加入——不过他们都主要是在周末业余时间从事这项研究的。

研究过程中,B先生也经常参与决策。诺尔博士说,B先生“一直是负责的、考虑全面的、大方的”。这支研究团队辛勤工作了七年——从1999年至2006年,“这个项目从来没有发生资金短缺的问题”。

他们的第一步目标是:要将被那位祈祷书抄写者刮掉的阿基米德著作抄本复原!

本来已经快要散架的“阿基米德羊皮书”被一页页拆开,利用各种现代的成像技术,最终竟然真的完整重现了那份在七百多年前已经被从羊皮纸上刮去的抄本内容。于是传世阿基米德著作的第三个抄本重新出现了。它现在被称为“抄本C”,成为存世的阿基米德著作抄本中最古老的版本。“阿基米德羊皮书”改写了科学史“抄本C”中包括了阿基米德的七篇著作:《论平面平衡》、《球体和圆柱体》、《测圆术》、《论螺线》、《论浮体》、《方法论》、《十四巧板》。其中前五篇是以前“抄本A”和“抄本B”系统已经承传下来,为世人所知的;而最为珍贵的是最后两篇,即《方法论》和《十四巧板》,这是以前从未出现过的。

我们知道,文艺复兴得名“复兴”,“复兴”的对象就是希腊的知识和传统,所以那时的大师们无不汲汲以追求希腊著作为务(哪怕是经过希腊文—阿拉伯文—拉丁文这样重重转译的)。达·芬奇就曾尽力搜寻阿基米德的著作,但他无法看到《方法论》,因为文艺复兴时期的大师们只能依赖“抄本A”和“抄本B”(那时还未佚失)来了解阿基米德。而达·芬奇要是看到了《方法论》,他一定会爽然自失——原来阿基米德的研究和成就早在一千七百年前就大大超过他了。

学者们惊奇地发现,阿基米德在《方法论》中已经“十分接近现代微积分”,这里有对数学上“无穷”的超前研究,贯穿全篇的则是如何将数学模型进行物理上的应用。研究者们认为,“阿基米德有能力创造出伽利略和牛顿所创造的那种物理科学”,只不过当时其他的事占据着他的头脑,他是“非不能也,是不为也”。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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