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希腊的生活
1.4.3.1 科学家
科学家

和公元前5世纪科学的长足进步以及公元前3世纪革命性的成就一比,公元前4世纪的科学可说是毫无进展。大体说来,这个时代的科学以记录下其所累积的知识为满足。虽然芝诺克拉底写了一本《几何学的演进》,特奥夫拉斯图斯写了《物理学史》,美农(Menon)也写了一本《医学史》,而欧德谟斯(Eudemus)更写了算术、几何还有天文学等各科的演进,但是,由于宗教、道德和政治等问题似乎比大自然的问题更重要,也更迫切,所以人们也就跟着苏格拉底走,由对物质世界客观的研究转向对精神与城邦的关切。

柏拉图很喜欢数学。他将其哲学深深融入数学之中,并使其“学院”以数学为主,更几乎使锡拉库萨成为数学的天下。但是对他来说,算术却是一套半神秘的数字理论,几何学也不是大地的测量而是纯理性的训练,通往“上帝”心灵的门径。普卢塔克记载,柏拉图对欧多苏斯和阿尔克塔斯两人做机械实验一事颇感“愤慨”,认为这是“糟蹋了几何学的一大效用,因为它卑鄙地遗弃那些可使人恢复感觉力与无形的纯智慧,却求助于物质”。普卢塔克又说,如此一来“力学逐渐与几何学脱节,且为哲学家所弃绝或忽视,逐渐转为军事学”。不过,抽象归抽象,柏拉图对数学也很有贡献。他给“点”下了重大定义,说“点”是线的开始,发明求出等于两数平方和的第三个平方的公式,并发明或改良了数学分析——即借结论来推断某一命题为正确或谬误,归谬法即是其一。柏拉图的“学院”课程中对数学一门的重视,就算只培养出克尼都斯的欧多苏斯和庞托斯(Pontus)的赫拉克利底斯(Heracleides)这两名有创造力的学生,对数学也极有贡献了。

柏拉图的朋友阿尔克塔斯除了七度被选任塔拉斯的军事领袖,写下数本关于毕达哥拉斯哲学的小册子外,并曾发展记载谱乐的方法,及制作一立方体使其体积等于原立方体两倍的方法,更写了我们所知道的有关机械方面的第一篇论文。古人都相信他发明过三样划时代的东西——滑车、螺旋和能嘎嘎作响的婴孩玩具,前两者奠下机械工业的基础,亚里士多德说后者“使小孩手中有东西玩,免得弄坏房间里的其他东西”。同时期第诺斯特拉托斯(Dinostratus)借割圆曲线来“制作一正方形使其面积与一已知圆相等”(译按:由此一壮举引申出“做不可能成功之事”的谚语)。其弟梅内克姆斯(Menaechmus)乃柏拉图弟子,创下二次曲线几何学,[1]制作一立方体使其体积等于原立方体的两倍,以公式来作正多面体的理论上的解释,[2]阐扬无理数的理论,并创下一句名言。他对亚历山大说:“陛下,一国之内可以有御用道路和老百姓使用的道路,可是几何学的道理却只能有一个。”[3]

欧多苏斯在公元前4世纪的科学方面很有名气。他和普拉克西特列斯两人使得克尼都斯城的名字流芳于史册。他约在公元前408年出生于该城。23岁左右到洛克利师从菲利斯蒂翁(Philistion)学医,又到塔拉斯向阿尔克塔斯学几何,再到雅典跟柏拉图学哲学。他家境贫困,因此他在比雷埃夫斯过着穷日子,每次上学都由居处步行到“学院”。他在克尼都斯停留一段时间后到埃及,以16个月的时间向赫利奥波利斯的僧侣学习天文学。以后他就在普罗波恩蒂内(Propontine Cyzicus)教数学。40岁时他带着学生搬到雅典,在那里办了一所科学与哲学的学堂,并曾一度与柏拉图相抗衡。最后,他又回到克尼都斯建立天文台,并受托为该城制定一套新法。

他对几何学的贡献都在基础方面。他发明了比例的理论,[4]而这些待证的定理,大都经欧几里得的第五本书而流传下来。他又发明了消去法,使后人能够计算出圆的面积及球体、角锥和锥圆体的体积。如果没有这些成就做基础,那么阿基米得原理很可能就根本无法发现。不过他最热衷的,还是天文学。欧多苏斯对天文学的兴趣之浓,由下面这句话可见一斑。他说要是他能发现太阳的本质、大小和形状的话,他就是跟法厄同(译按:太阳神赫利俄斯之子,曾驾驶其父的日轮马车飞天,几将地球毁于大火,幸亏宙斯放雷电杀之,方免肇大祸)一样为大火烧死亦甘之如饴。“占星术”(astrology)在当时是包含我们今人称为天文学的学科在内的。不过,欧多苏斯劝其学生不必去理那套迦勒底的理论(译按:可指与迦勒底——巴比伦南部一区——有关的,也可指有关占星术的):由某人诞生时辰的星座位置可判断其命运。他很想把天体的运行纳入固定的规则中,在其著作《现象界》(Phainomena)——古人奉为天文学的圭臬——中他奠下了科学化天气预测的基础。

他最有名的理论也是一个光荣的失败。他认为宇宙乃由27个透明看不见的球体所组成,这些球体各以不同的方向与速率环绕地球运行,天体则分别固定在这些同心圆球体的外围。这套理论在现在看来有点荒唐,不过它却是人类最初几次想对天体的活动提出科学解释中的一次。为配合这套理论,欧多苏斯又很精确地(如果我们不以我们现有的“知识”为标准来衡量)计算出行星的会合期与黄道期。[5]这个理论在古代天文学的理论中最能刺激人们研究天文学的兴趣。

锡拉库萨的艾克芬托斯(Ecphantus)在公元前390年左右记载:“地球向东自转。”庞托斯的赫拉克利底斯是古代的一个伟大的万事通——在文法、音乐、诗歌、修辞、历史、几何、逻辑和伦理学各方面都有力著——他根据这个说法而独立研究,主张宇宙间各天体并未绕地球运行,较中肯的说法应该是地球绕其轴自转。赫拉克利底斯说金星和水星是绕日运行的。赫拉克利底斯或许真有那么光辉的片刻较阿利斯塔克和哥白尼(Copernicus)更棋高一着,因为格米奴斯(Geminus)的断简残篇(公元前70年左右)中提道:“庞托斯的赫拉克利底斯主张,就算地球果真以某种方式运转,只要太阳以某种方式不动的话,和太阳之间显然不规则的关系应可减少。”遗憾的是,赫拉克利底斯意究何指,恐将永远是个不解之谜了。

同一时期在各种科学方向也稍有进展。在地理学方面,墨西拿的狄凯阿科斯,即希腊传记作家,测量各山的高度,算出地球的圆周约为30 000英里,并注意到太阳对潮汐的影响。公元前325年,亚历山大诸将中有名叫尼尔库斯(Nearchus)者,自印度河口起航沿亚洲南海岸驶向幼发拉底河。他的航海日志是古代地理学名著之一,其中部分保存在阿里安(Arrian)的印第卡(Indica)中。测地学——测量地表、高地、洼地(地表之升降)、位置与体积的学问——已有其名称而与地理学有所区别。意大利属的洛克利的菲利斯丁在本世纪初也已进行动物解剖,更给我们的心脏取了一个名字——生命的调整器,或灵魂的座位。埃维亚岛上卡里斯图斯(Carystus)城的狄奥克莱斯(Diocles),约在公元前370年解剖动物的子宫,画出27天40天胚胎期的人类胚胎,使解剖学、胚胎学、妇科、产科都更进步,并纠正一项希腊人误信已久的错误,他说男女两性都贡献出形成胚胎的“种子”。第二个阿斯帕西娅后来成为公元前4世纪雅典的内科名医,以妇人暗疾、外科手术及其他各科见长。为了避免因医学太发达以致将死亡率降低得太快,导致生存成问题,阿卡狄亚的埃涅阿斯·塔西佗(Aeneas Tacticus)就在公元前360年左右及时为菲利普和亚历山大出版第一本希腊军事学的名著。


[1]希腊人给二次曲线(锥线)下的定义是:以垂直于某一母面的平面割于已知锐角、直角或钝角的圆锥体所成的圆形,如椭圆、抛物线、双曲线等。现代数学中再加上圆及相交的直线。

[2]即四面体(锥体)、六面体(正立方体)、八面体、十二面体及二十面体——由4个、6个、8个、12个或20个正多边形所包围形成的凸立方体。

[3]“御用道路”即“国王专用道路”,通常指波斯帝国的大路。欧几里得(Euclid)和托勒密也都提到这个故事。

[4]他最钟爱的问题之一是找出“黄金分割”——即将一直线由某点分为大小两部分,使整个线段与较长一部分之比等于较长这一部分与较短一部分之比。

[5]某天体的会合期就是以地球为准,该天体两次与太阳会合所隔的时间(所谓会合就是该天体与地球、太阳成一直线);所谓黄道期就是在黄道带十二宫中,某天体两次出现在同一宫之间所需的时间。欧多苏斯算出来的会合期之数字中:土星是390天,我们算的是378天;木星:390,我们399;火星:260,我们780;水星:110(某抄本之数字为116),我们116;金星:570,我们584。欧多苏斯所算出的黄道期:土星是30年,我们的数字是29年166天;木星:12年,我们的数字:11年315天;火星:两年,我们的数字一年又322天;水星与金星是一年,我们所算的也是一年。