《科学文化评论》第１１卷第１期（２０１４）：２５—３９ 科学与人文 希腊化时代科学与技术之间的互动 郝刘祥 摘要 文章主要通过阿基米德的数学与力学工作、安提凯希拉装置的设计与制 造，以及人体生理学的兴起三大案例来说明，希腊化时代科学与技术之间存在密 切的互动。作为这一互动的结果，在传统的理论研究与应用研究之间出现了新型 的应用性理论研究，突出表现为机械力学的发展，后者在一定程度上已成为希腊 化时代理解自然并指导技艺的“实验哲学体系”。 关键词希腊化科学机械力学阿基米德安提凯希拉装置亚历山大里亚的医学 科学与技术 科学与技术之间的关联，向来是科学史上一个迷人的话题。技术活动系统接 受科学理论的指导，只是近两个世纪才发生的事实。像１９世纪的电力和化工技术， 以及２０世纪的信息和生物技术，都离不开电磁学、化学、量子物理学和分子生 物学的发展。而在此之前，技术实践很大程度上是于科学探索的。１８世纪 中叶至１９世纪初叶的工业，其核心技术，钢铁、煤炭和蒸汽机，主要是人 们在实践活动中摸索出来的；蒸汽机的改进，也只是间接受到当时关于气体和热 学研究的影响。大体说来，在１９世纪以前，科学和技术仍然是两大的传统［路 甬祥２００１，页１７—２４］。 尽管如此，在近代早期的科学时代，已有大量迹象表明，科学与技术 只要联起手来，就能彼此获益。关于这一点，只要看看１７世纪科学仪器诸如望 远镜、显微镜、气压计、空气泵、起电机、温度计的发明就够了。依靠望远镜， 伽利略发现了月球山、木星卫星和太阳黑子，从而了亚里士多德关于月上 作者简介：郝刘祥，中国科学院自然科学史研究所研究员。 ２６《科学文化评论》第１１卷第１期（２０１４） 界完美无缺的概念；依靠显微镜，马尔比基（Ｍ．Ｍａｌｐｉｇｈｉ）和列文虎克（Ａ．ｖｏｎ Ｌｅｅｕｗｅｎｈｏｅｋ）发现了连接动脉血和静脉血的毛细血管网；空气泵等其他工具的 发明，则迎来了气体力学、热学、化学、电学、光学等实验学科的发展，并预示 着科学指导技术时代的来临。 科学时代是科学与技术的互动已现端倪的时代，不过这在人类文明史上 并非没有先例，其中最突出的先例就是希腊化时代。这一点其实并不奇怪。科学 的核心性成就，要么是推翻希腊化时代的科学理论，包括行星天文学的本轮． 均轮体系和人体解剖学中的血液运行模式，要么是复兴或拓展希腊化时代的科学 理论，比如阿里斯塔克的日心体系和阿基米德的静力学理论。希腊化时代的科学 是希腊科学发展的高峰，希腊科学能达到这个高度，自然离不开其强大的技术传 统。科学是用理性和经验的手段来认识世界，而技术则是我们感官和肢体的延伸。 本文的目标，并非系统罗列希腊化时代科学和技术的各项成就，而是想用若 干突出的实例来表明：在希腊化时代，科学和技术之间的联系远远超出了人们预 想的程度。在我们的印象中，似乎希腊科学更贴近哲学传统，而非技术传统。这 里我想表明，希腊化时代的科学是介于哲学和技术之间的一项独特的人类活动， 它更多地是从技术活动中汲取营养。希腊化时代科学与技术的互动，突出表现为 应用性理论研究特别是机械力学（ｍｅｃｈａｎｉｃｓ）和人体生理学的兴起。希腊化时 代的机械力学涵盖纯粹与应用力学，前者探讨物体的运动与平衡，后者包括各种 机械制造的技艺。在某种程度上，机械力学已成为希腊化时代理解自然并指导技 艺的“实验哲学体系”。 断代史概述 所谓希腊化时代，一般是指从亚历山大大帝之死（３２３ＢＣ）到罗马帝国崛起 （３０ＢＣ）这一时段，时间跨度约三个世纪；希腊化文明的地域范围主要包括希腊、 马其顿、小亚细亚、叙利亚和埃及等地中海沿岸区域。希腊化时代是希腊科学离 开本土而向地中海周边传播，并在亚历山大里亚、叙拉古、帕加蒙、安条克等城 市落户的时代。 亚历山大里亚是希腊化文明的中心，自然也是希腊化科学与技术的中心。亚 历山大里亚的科学活动，主要依托图书馆（Ｌｉｂｒａｒｙ）和缪斯学园（Ｍｕｓｅｕｍ）两 大机构，前者大约建于托勒密一世在位期间（３０４ＢＣ一２８５ＢＣ），后者一般认为 郝刘祥希腊化时代科学与技术之间的互动２７ 是公元前２８０年前后托勒密二世即位初期所建。缪斯学园是一个以亚里士多德 的卢克昂学园为蓝本的科研和教学机构，筹建者乃亚里士多德的弟子斯特拉图 （Ｓｔｒａｔｏ ｏｆＬａｍｐｓａｃｕｓ，２９０ ＢＣ④）。与卢克昂相比，缪斯学园主要是一个研究而非 教学机构，学园内设有天文台、动物园、植物园和解剖室；缪斯学园的学者享有 国家薪俸，不用依靠教学来维持生计。该学园维持了六个多世纪，不过全盛时期 则是其最初的一个多世纪。 公元前３世纪，几乎当时所有的重要科学家都与这座学园结下了不解之缘。 简要提一下他们的名字或许是必要的：欧几里得（Ｅｕｃｌｉｄ，３００ ＢＣ）， 几何原本》 的撰写者；阿里斯塔克（Ａｒｉｓｔａｒｃｈｕｓ ｏｆ Ｓａｍｏｓ，２７５ ＢＣ），日心说的建立者、日地 月相对大小和相对距离的测量者；克特西比乌（Ｃｔｅｓｉｂｉｕｓ ｏｆＡｌｅｘａｎｄｒｉａ，２７０ ＢＣ）， 压力泵、机械水钟等众多机械的发明者；希罗菲洛斯（Ｈｅｒｏｐｈｉｌｕｓ ｏｆＣｈａｌｃｅｄｏｎ， ２７０ ＢＣ），人体解剖学之父；埃拉希斯特拉塔（Ｅｒａｓｉｓｔｒａｔｕｓ ｏｆ Ｃｅｏｓ，２６０ ＢＣ），人 体生理学之父；阿基米德（Ａｒｉｃｈｍｅｄｅｓ ｏｆ Ｓｙｒａｃｕｓｅ，２８７—２１２ＢＣ），古代伟大的数 学家、力学家和发明家；埃拉托色尼（Ｅｒａｔｏｓｔｈｅｎｅｓ ｏｆ Ｃｙｒｅｎｅ，２２５ＢＣ），地球周长 测量者；阿波罗尼（Ａｐｏｌｌｏｎｉｕｓ ｏｆ Ｐｅｒｇａ，２１０ＢＣ），圆锥曲线研究者和行星运动的 本轮 均轮模型的创立者；菲罗（Ｐｈｉｌｏ ｏｆ Ｂｙｚａｎｔｉｕｍ，２００ＢＣ），机械发明家。透 过这份名单，我们可以看出，希腊化时代的科学和技术都达到了前所未有的高度。 公元前２世纪，希腊化科学面临着不确定的命运。伴随着罗马的扩张，希 腊化文明的中心城市相继陷落：公元前２１２年，罗马占领了叙拉古；公元前１４６ 年，罗马摧毁了迦太基；公元前１３３年，帕加蒙王国并入罗马。罗马人虽然不像 后来的徒那样敌视科学，但他们对科学并无热情。与此同时，埃及的托勒密 王朝也越来越埃及化，以致当时最伟大的天文学家希帕克（Ｈｉｐｐａｃｈｕｓ ｏｆ Ｎｉｃａｅａ， １３５ＢＣ）及其弟子波希多尼（Ｐｏｓｉｄｏｎｉｕｓ ｏｆＡｐａｍｅａ，８０ＢＣ）都不得不避居罗德斯 岛。公元前８６年，罗马执政官苏拉洗劫了雅典；公元前３１年，屋大维在亚克兴 角（Ａｃｔｉｕｍ）击败安东尼和克里奥帕特拉，希腊化时代宣告结束，地中海成了罗 马的内湖。在罗马帝国早期（３０ＢＣ一２８５ＡＤ），昔日这些希腊化科学的中心基本 上失去了创造力，不过总体上还能维持一个高水准的理解和鉴赏力。公元２世纪， 托勒密（Ｐｔｏｌｅｍｙ ｏｆＡｌｅｘａｎｄｒｉａ，１５０ＡＤ）和盖伦（Ｇａｌｅｎ ｏｆＰｅｒｇａｍｕｍ，１８０ＡＤ） 分别总结了希腊化时代天文学和医学的成果，成为希腊化科学成就的集大成者。 今天我们提起希腊化科学家，一般都会想起阿基米德、托勒密和盖伦这三个 ①指其活跃年代，下同。 ２８《科学文化评论》第１１卷第１期（２０１４） 人。不过，与阿基米德相比，后两者的形象要黯淡得多。在今日的中小学教科书 中，阿基米德的成就仍然占据相当大的篇幅，但托勒密和盖伦的理论早已成了古 董。现代科学的诞生，在很大程度上得益于用阿基米德的方法来推翻托勒密的天 文学体系和盖伦的血液运行模式。再者，托勒密和盖伦很大程度上是知识的综述 者而非原创者。盖伦的人体解剖学，主要是继承希罗菲洛斯和埃拉西斯特拉塔的 解剖学成果；托勒密的天文学，主要是继承阿波罗尼和希帕克的本轮．均轮体系。 下面，我将通过阿基米德的数学与力学成就、阿波罗尼．希帕克的行星运动模型， 以及希罗菲洛斯和埃拉西斯特拉塔的人体解剖学来说明：希腊化时代的科学与技 术之间存在着紧密联系，并且其程度与近代早期相比一点也不逊色。 二伟大的阿基米德 在科学史上，阿基米德不仅可与伽利略和牛顿比肩，更是伽利略和牛顿的先 驱和导师。阿基米德的贡献，大家都耳熟能详。在数学上，他用穷竭法求出了多 种曲边图形的面积和曲面立体的体积，前者如圆、抛物弓形、球面和螺线相邻两 圈之间面积，后者如圆柱、球缺、三角锥、旋转抛物面、旋转双曲面和旋转椭球 面的体积；在机械力学上，他发明了水力推动的行星仪、螺旋提水器、大型起重机、 巨型投石器和操纵船体下水的滑车，甚至传说他曾利用抛物镜聚焦原理烧毁了人 侵的罗马战舰；与此同时，他还专注于重心和平衡问题，发现了杠杆原理和浮力 定理，从而奠定了静力学的基础。在人类历史上，阿基米德是第一个将数学方法 和技术手段结合起来以寻求物理学原理的科学家。 阿基米德对工程的兴趣，显然与其在亚历山大里亚的求学经历相关。大约 ｌ０岁左右，阿基米德就被送到这里学习，与亚历山大里亚工程学派的奠基人克 特西比乌年龄相仿，后者可能出任过缪斯学园的主持人。克特西比乌的著作没有 传承下来，但他的工作通过菲罗和希罗（Ｈｅｒｏ ｏｆＡｌｅｘａｎｄｒｉａ，６０ ＡＤ）而为人们所 知：他改进了水钟，发明了水风琴，发现了空气的弹性并试图利用压缩空气来制 造水甚至弩炮。阿基米德对机械的研究，无疑源自亚历山大里亚的工程研究传 统。他所发明的螺旋提水器，就是为了帮助埃及居民解决提水浇地的困难。 除实用机械外，阿基米德还发明了天文学测量所用的十字测角器和用水力 推动的演示日月行星运行的天象仪。据传这台行星仪能够准确预报日月食，但我 们不清楚这台行星仪的工作原理。当时行星运动的本轮一均轮模型尚未建立，合 郝刘祥希腊化时代科学与技术之间的互动２９ 理的推断应该是基于地心的同心球运动模型。阿基米德在亚历山大里亚的求学岁 月，正值阿里斯塔克科学生涯的鼎盛时期。阿里斯塔克的Ｅｔ心说，可以说是希腊 化时代最有创见的天文学理论。日心体系是古希腊天文学从同心球体系到偏心轮 体系的过渡环节，它是为解决同心球体系所面临的困难，特别是为解释行星亮度 变化问题而发展起来的。不完整的Ｅｔ心说最初是柏拉图的弟子和友人赫拉克利德 （Ｈｅｒａｃｌｉｄｅｓ ｏｆＰｏｎｔｕｓ，３３０ ＢＣ）提出来的，在他的模型中，地球自转，水星和金 星绕日转动。而在阿里斯塔克的模型中，所有行星包括地球皆绕太阳公转，同时 地球还绕轴自转。我们不清楚阿基米德是否赞同日心体系，但他是这一理论的最 早记录者。在（（数沙者 （Ｔｈｅ Ｓａｎｄ Ｒｅｃｋｏｎｅｒ）这部著作中，阿基米德写道： 您（国王吉伦［Ｇｅｌｏｎ］）知道，所谓“宇宙”，不过是大多数天文学家对天球 的称谓，其中心即地心，其半径即日地中心的直线距离。这是您从天文学家那里 通常听到的说法。但阿里斯塔克写过一本书，提出了若干假设，并根据这些假设 推断出，我们的宇宙比天文学家所说的“宇宙”大好多好多倍。他的假设是：恒 星和太阳固定不动，地球绕太阳做圆周运动，太阳处在该圆周区域的，恒星 处在离太阳的同一个距离上，恒星天球是如此巨大，以至于地球绕日轨道离恒星 的距离，差不多就是恒星天球的中心到球面的距离。［Ｈ锄血１９１３，Ｐ．３０２］ 当然，阿基米德首先是一个数学家，是欧几里得的弟子。阿基米德的几乎所有 数学著作，包括 论球体和圆柱体 、（（圆的度量 、（（抛物线求积 、（（论螺线 、 论 锥体和椭球体））等，都是用（（几何原本》的风格写成的，也就是说，从若干定义和 公理出发，运用演绎的方法来证明一条条定理。尽管如此，阿基米德绝不仅仅是一 位数学家。他还是一位理论力学家，是人类历史上首位用数学方法来探讨物理和机 械原理的科学家。在阿基米德那里，力学原理是联系数学发现和机械设计的纽带。 阿基米德的力学著作，包括 论平面的平衡 、 论杠杆 和 论浮体 ，也是严格按 照公理方法来编排的。阿基米德所建立的重心定理、杠杆原理和浮力定理，无疑都 来自具体的工程问题，但在上述著作中，他为这些力学成果给出了严格的几何论证。 事实上，阿基米德的数学工作和力学工作是密不可分的。对于数学和力学 成果，阿基米德明确区分了发现的方法和证明的方法。阿基米德的一系列数学成 果，特别是用穷竭法来求各种图形和立体的面积和体积，往往是借助力学原理来 发现的。这方面最突出的实例，就是利用杠杆原理来求抛物弓形的面积［克莱因 １９７９，页１２４．１２５］。整个论证的核心，是将面看成是线段的集合，同时将线段和 面看成是有重量的，并且其重量分别正比于长度和面积。据此，阿基米德得出， ３０《科学文化评论》第１１卷第１期（２０１４） 抛物弓形的面积为其内接三角形面积的４／３。 阿基米德：利用杠杆原理求抛物弓形面积 Ｓ￣ｅｉ５＝４Ｓ ８ｃ 图中Ｄ是ＡＣ的中点，ＤＢ平行于 纵轴；ＣＦ是过Ｃ点的切线；ＫＨ是ＫＣ 的延长线，两者长度相等；Ｍ是ＡＣ上 任意一点。 已证：（１）Ｂ是弓形的顶点，并且 是ＤＥ的中点； （２） ： ： 兰 ＭＮ ＡＭ ＫＰ ＫＰ． 要点：（１）将线段看成有重量的，且重量正比于长度；面的重量由线段 的重量构成，且正比于面积； （２）将Ｋ看成杠杆ＨＰ的支点，ＭＮ重量置于Ｈ点，ＭＱ重量置于Ｐ点， 那么两者平衡。因此，弓形面积集中在Ｈ点，而三角形ＡＦＣ面积集中在其 １ 重心Ｇ上，且ＫＧ＝二ＫＨ。利用ＡＡＦＣ与ＡＡＢＣ的关系，即可得出结论。 ３ 如果不是阿基米德著作的羊皮纸古抄本ｃ的发现，我们实在想象不到阿基 米德会将数学与力学结合得如此紧密。阿基米德著作一共有３个９—１０世纪拜占 庭学者的古抄本，通常称之为古抄本Ａ、Ｂ和Ｃ。抄本Ａ包括 论平面的平衡 、 抛 物线求积））、 论球体和圆柱体 、 圆的度量 、《论螺线》、 论锥体和椭球体 和 （《数沙者》共７部著作，抄本Ｂ包括（（论平面的平衡》、 抛物线求积》和《论浮体 这３部著作，抄本ｃ包括 论平面的平衡 、（（球体和圆柱体 、 圆的度量 、（（论 螺线》、 论浮体 、 方法 和（（十四巧板 ，其中 方法 和 十四巧板 是其 他两个抄本所没有的。古抄本Ａ和Ｂ现已失传，Ｂ抄本的最后一次出现是１３ｌ１ 年罗马北部的维泰博图书馆，Ａ抄本的最后一次现身是在１５６４年意大利人文学 者的图书馆，Ｃ抄本是唯一一部保留至今的古抄本。 ｃ抄本可谓命运坎坷。它在１２世纪被教徒刮去文字、打乱、对开装订之 ３２《科学文化评论》第１１卷第１期（２０１４ 这部著作，我们才知道阿基米德是用杠杆原理来发现抛物弓形面积的。１９２０ １９３０ 年代，Ｃ抄本在希腊与土耳其的战争中失踪，神秘地流落到巴黎一位藏家手中。 １９９８年，这本羊皮书出现于纽约克里斯蒂拍卖行，被一位神秘买家以２００万美金 买走，并委托巴尔的摩华尔特艺术博物馆进行修缮和研究。此时的羊皮书，较之海 伯格见到的样子，毁损更为严重。比如在其５７对开页正面，在原来覆盖阿基米德《方 法》的祈祷文上，又被人覆盖上了一幅厚厚的经书抄写者插图，以致当代研究者不 得不利用斯坦福线性加速器的同步辐射源，借助ｘ射线荧光图像显示出页面上的 铁元素分布图，我们才能读到插图背后的阿基米德文本［内兹、诺尔２００８］。原本 用物理学方法（杠杆原理）发现的数学定理，居然要用现代物理学手段（包括紫外 荧光、多光谱成像、共焦显微镜，甚至同步辐射源）才能阅读，历史真是吊诡！ 三神奇的安提凯希拉装置 １９００年复活节，一群潜水员在安提凯希拉海域——伯罗奔尼撒半岛与克里特 岛之间的海峡——发现了一首古代沉船，希腊随后对该沉船遗址组织了大规 模的海底考古发掘。沉船遗址在海面以下４０米左右，年代被断定为公元前８０—６０年。 作为这次考古发掘的文物之一，安提凯希拉装置刚出水时不过是８２块青铜残片， 其中仅有７片带有刻度或肉眼可见的铭文，当时的考古报告推断“这架奇怪的青 铜机器”可能具有某种天文用途，有人推测它可能是一个星盘。１９７０年代，科学 史家普赖斯（Ｄｅｒｅｋ Ｐｒｉｃｅ）等人借助ｘ射线分析来解读青铜铭文，初步确认它是 一台机械计算装置，可以用来计算Ｆｔ历和相关天象。不过，大部分铭文尚未得到 解读，关于它的齿轮结构仍然处于猜测之中。直到２００５年，希腊国家考古博物 馆启动“安提凯希拉装置研究计划”（ＡＭＲＰ），复原工作才取得巨大进展。如今， 人们终于确认，它是迄今所发现的最古老的天文计算仪［宁晓玉２０１０］。 ＡＭＲＰ借助于先进的表面成像技术和计算机断层扫描技术，解读了残片上大 约９５％的铭文字符，从而使可认字符数从１０００个左右增加到２１６０个以上。在 此基础上，ＡＭＲＰ对于该装置的齿轮结构提出了更合理的解释，并给出了该装置 的复原图 。根据他们的研究结果，该装置原先装在一个宽１．９米、后１米、高３．１５ 米的大木箱中。它的正面是一个黄道盘，能够演示一年３６５天中太阳和月亮在黄 ①Ｂｉｔｓａｋｉｓ，Ｙ．ｅｔ ａ１．２００９．Ｔｈｅ Ａｎｔｉｋｙｔｈｅｒａ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｂｏｏｋｌｅｔ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ“Ｔｈｅ Ａｎｔｉｋｙｔｈｅｒａ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ Ａｓｔｒｏｎｏｍｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｉｔｓ Ｔｉｍｅ”． 郝刘祥希腊化时代科学与技术之间的互动３５ 帕克对于本轮一均轮体系最大的贡献，它使得本轮．均轮体系从一个纯粹的几何 模型演变为一个真正的天文学理论。 作为古希腊最伟大的天文学家，希帕克在罗德斯岛进行了长达３５年的天文 观测。他发明了新的天文瞄准仪——星盘和浑仪，发现了分点岁差，测定了黄赤 交角，改进了阿里斯塔克关于日一地－月相对距离和大小的测量结果。除此而外， 希帕克还测定了至少８５０颗恒星的方位，并且对恒星亮度做了六级分类。由希帕 克编制的恒星表，至今仍被人们所采用。他还建造了一台天球仪，上面描绘出了 基于观测所得的星座。希帕克在罗德斯岛建立的天文学传统随后为波希多尼所继 承，所以也有人推测，安提凯希拉装置是由希帕克设计、波希多尼建造的。青铜 残片所在的沉船上，载有罗德斯岛风格的瓶子，似乎也印证了这一点。 不过，最新的研究揭示，安提凯希拉装置可能源自科林斯的殖民地。青铜铭文 中上的月份名称，业已证明曾为科林斯及其殖民地所用。叙拉古是科林斯的殖民地 之一，并且是阿基米德的故乡，因此有人推测这台装置与阿基米德学派有关［Ｆｒｅｅｔｈ ２００８１。阿基米德自己就制造过行星仪；利用科学原理来设计机械装置，正是阿基米 德建立的传统。虽然我们尚不能确定安提凯希拉装置是否源自阿基米德学派，但它 的确是科学与技术完美结合的典范。一方面，它利用了当时最先进的天文学理论； 另一方面，它展现了希腊化世界精美的制作工艺。这台神奇的天文计算仪兼具实用 的和科学的双重功能，既可以安排日历，也可以演示七曜运行，还可以计算日月食。 四医学：理论与实践 希腊化时代科学与技术之间的合作同样体现在医学领域。在古典希腊时代， 医生与自然哲学家秉承各自的传统。但在希腊化时代，至少在公元前３世纪，希 波克拉底的医学和亚里士多德的生物学开始走向融合，亚历山大里亚的医生采用 了亚里士多德的解剖学方法来认识人体的结构与功能，其中最著名的两位就是希 罗菲洛斯和埃拉西斯特拉塔。 希罗菲洛斯的 论解剖 现已失传，不过通过盖伦的引用我们仍能窥知其大略。 希罗菲洛斯发明的许多解剖学术语，比如十二指肠、视网膜等，我们现今仍在使 用。他对大脑做过细致的研究。与亚里士多德不同，他认为大脑是神经系统的中枢。 他区分了大脑的主要脑室，确认了脑室中的脉络膜丛，描述了第四脑室底部的“写 翮”。关于脑中的血管组织，他发现了窦汇；关于眼的构造，他辨认出了网膜。希 郝刘祥希腊化时代科学与技术之间的互动３７ 时的医生大多认为动脉内流动的是血和气的混合物。埃拉西斯特拉塔虽然知道动 脉损伤后会流出血液，但它仍然坚持认为动脉输送的是气。他对此的解释是：动 脉损伤后，气体就会逃逸，从而留下局部真空；根据其导师斯特拉波的实验，真 空具有吸引力，能够将静脉血吸引进来。 饶是如此，埃拉西斯特拉图却第一次认识到，心脏就像一台泵，心脏的四个 主要瓣膜如同单向阀。三尖瓣允许血液流人右心室，但不能回流到右心房；半月 瓣让血液流入肺部，但不能回流到心脏。同样，二尖瓣和主动脉瓣控制着心脏左 侧的流动，只不过这里进出的是气而非血。他把心脏比作一个风箱，动脉比作气 囊，心脏扩张时动脉也随之扩张。 埃拉西斯特拉塔对脑神经系统也做过细致的研究。他区分了大脑和小脑，并 把大脑沟回的复杂性和人类的高级智慧联系起来。不过，他认为神经输送的也是 气。这样，在他的生理学中，共有三种的输气管道：气管、动脉和神经。不过， 他认为三种管道内的气具有不同的性质，气管和肺内是空气，左心和动脉内是活 气，大脑和神经内是灵气。 埃拉西斯特拉塔还利用力学原理来解释人体消化和营养功能。他认识到，食 物沿消化道进入胃部，是被食管的蠕动和胃的收缩所推进的。在胃部，食物被机 械作用所研碎，并以乳糜的形式透过胃壁进入与肝相连的血管。最终，营养成分 透过血管壁为组织所吸收。对此他解释道，组织会清除部分残余物，留下部分真 空，从而能够吸收血管中的部分营养。 埃拉西斯特拉塔的生理学固然都包含不少错误，但它体现了希腊化时代科学 与技艺互动的一般特征。根据埃拉西斯特拉塔学派的见解，医学不能单纯依靠医 疗经验的积累，而是要在形态解剖的基础上，借助已知的科学原理来对生理和病 理现象作出合理的解释，并用之指导医疗实践。 五初步结论 与古典希腊时代相比，希腊化时代的科学更多地是从技术传统，而非从哲 学传统中汲取营养。古典希腊时代，特别是柏拉图和亚里士多德时代，理论与实 践之间存在比较大的鸿沟。根据柏拉图的精神，只有数学才是真正的知识，而基 于感官经验所获得的知识只能算作“意见”。亚里士多德在很大程度上强调了经 ①本文关于希罗菲洛斯和埃拉西斯特拉塔的介绍，主要参考Ｌｌｏｙｄ １９７３，ＰＰ．７５—８５ ３８《科学文化评论》第１１卷第１期（２０１４） 验研究的重要性，但他仍然对理论知识与应用知识作了明确的区分，理论知识包 括数学科学（数学和应用数学）和自然哲学（物理学和生物学）两大类【郝刘祥 ２００７］。通过本文所讨论的三个案例，我们看到，在后亚里士多德时代，理论与 应用之间的界限不再那么清晰了。 理论研究与应用研究的融合，导致了应用性理论研究的发展，突出体现为机 械力学和人体生理学的兴起。机械制造传统上属于工匠所为，但在希腊化世界出 现了一种新的社会角色，即机械工程师（ｍｅｃｈａｎｉｃｉａｎ）。克特西比乌、菲洛和希 罗这些人不再是传统意义上的工匠，而是应用数学和应用力学家。他们的工作方 式，不再是单纯依靠经验摸索，而是借助观测和实验等手段来认识数学和力学原 理，进而利用这些原理设计各种机械。根据晚古哲学家普罗克鲁斯（Ｐｒｏｃｌｕｓ）的 评论【参见Ｌｌｏｙｄ １９７３，ＰＰ．９２—９３］，机械力学的范围包括：（１）战争器械的制造；（２） 利用气流、重量和绳索的各种神奇装置的制造；（３）重心和平衡的研究；（４）天球 仪的制造；（５）关于物体运动的研究。这意味着，希腊化时代的机械力学不仅包 括各种用途的（军事的、民用的、娱乐的和科学的）机械制造，而且包括静力学 甚至一般力学的研究。本文提到的阿基米德的许多工作，以及安提凯希拉装置的 设计与制造，都严格属于机械力学的范畴。 同样，医学在传统上也主要是医疗经验的积累，但亚历山大里亚的医生已不 满足于这一点。他们开始通过解剖人体，并借助机械力学原理来认识人体的结构 与功能。希罗菲洛斯和埃拉西斯特拉塔对大脑－神经系统和心脏．血管系统的研 究，是人体解剖学和生理学的奠基性工作。希罗菲洛斯对脉诊的重视和埃拉西斯 特拉塔对放血疗法的拒斥，都是建立在他们的解剖学和生理学研究基础之上的。 应用性理论研究特别是机械力学的兴起，还导致希腊化时代的科学家借用各 种机械力学模型来解决理论科学中的基本问题。按亚里士多德的观点，理论科学 包括数学科学（尤其是几何学和天文学）和自然哲学（特别是物理学和生物学）。 在希腊化时代，所有这些学科都在借助机械模型来解决各自的基本问题。在几何 学中，阿基米德利用杠杆原理来求抛物弓形的面积；在天文学中，阿波罗尼．希 帕克的本轮．均轮体系很可能是从齿轮装置中得到启发而提出来的 ；在物理学 中，亚里士多德关于运动原因的哲学探讨转化为斯特拉图的力学实验研究；在生 物学中，埃拉西斯特拉塔借助泵以及风箱模型来解释心脏的工作原理。如果把所 有这些元素拼接起来，我们甚至能看到一幅若隐若现的机械论世界图像。 ①本轮－均轮体系也可能是受赫拉克利德的部分日心体系的启发而提出来的，参见Ｌｌｏｙｄ１９７０，Ｐ．９６。 郝刘祥希腊化时代科学与技术之间的互动３９ 参考文献 Ｆｒｅｅｔｈ ｅｔ ａＬ ２００６．Ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｔｈｅ Ａｎｔｉｋｙｔｈｅｒａ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｎａｔｕｒｅ，４４４ ｆ７ ｌ１ ９１：５８７—５９ １． Ｆｒｅｅｔｈ ｅｔ ａＬ ２００８．Ｃａｌｅｎｄａｒｓ ｗｉｈ Ｏｌｙｍｐｉｔａｄ Ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ Ｅｃｌｉｐｓｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｎ ｈｅ ｔＡｎｔｉｋｙｔｈｅｒａ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｎａｔｕｒｅ．４５４（７２０４）：６１４—６１７． 郝刘祥２００７．希腊哲学与科学之间的关系． 科学文化评论》．４（４）：１７—４０． Ｈｅａｔｈ． Ｌ．１９１３． ，／ｓｔａｒｃｈｕｓ ｏｆＳａｍｏｓ，ｔｈｅ Ａｎｃｉｅｎｔ Ｃｏｐｅｒｎｉｃｕｓ：Ａ ｈｉｓｔｏｒｙ ｏｆＧｒｅｅｋ ａｓｔｒｏｎｏｍｙ ｔｏ Ａｒ ｔａｒｃｈｕｓ ｔｏｇｅｔｈｅｒ ｗｉｈｔ Ａｒｉｓｔａｒｃｈｕｓ ｔｒｅａｔｉｓｅ ｏｎ ｔｈｅ ｓｉｚｅｓ ａｎｄ ｄｉｓｔａｎｃｅｓ ｆｔｏｈｅ ｓｕｎ ａｎｄ ｍｏｏｎ，ａｎｅｗＧｒｅｅｋｔｅｘｔｗｉｔｈｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｎｄｎｏｔｅｓ．Ｏｘｆｏｒｄ：ＣｌａｒｅｎｄｏｎＰｒｅｓｓ． 克莱因１９７９．（（古今数学思想》（一）．张理京、张锦炎译．上海科学技术出版社． Ｌｌｏｙｄ，Ｇ．１９７０．ＥａｒｌｙＧｒｅｅｋＳｃｉｅｎｃｅ：ＴｈａｌｅｓｔｏＡｒｉｓｔｏｔｌｅ．ＮｅｗＹｏｒｋａｎｄＬｏｎｄｏｎ：ＷＷＮｏｒｔｏｎ＆Ｃｏｍｐａｎｙ． Ｌｌｏｙｄ．Ｇ．１９７３．Ｇｒｅｅｋ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｆｔｅｒＡｒｉｓｔｏｔ 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