《阿基米德寶典》導讀文

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撰文者:王道還

書名:阿基米德寶典:失落的羊皮書 作者:內茲,諾爾 譯者:曹亮吉 出版社:天下文化 出版日期:2007 年 08 月 27 日

《阿基米德寶典》是一個失而復得的精彩故事。一二二九年四月十四日,歐洲有 個人以再生羊皮紙製作了一本祈禱書。那些羊皮紙上,本來抄錄了古希臘文獻,其中 最重要的就是阿基米德的作品,有些可能當時已是孤本。幸好這本祈禱書流傳下來, 一百年前,學者認出了阿基米德作品,做過初步研究。本書報導了最新的研究成果。 在研究過程中,許多科技與人文專家合作無間,創造了一個現代傳奇。古希臘是西方 文明與科學的源頭,兩千兩百年後,有那麼多人還願意以各種方式奉獻,只為了明白 古代大師鑽研的問題與思路,證明那個傳統仍然生氣健旺。 阿基米德是西方古代世界中的數學大師,出生於地中海西西里島東南海岸上的敘 拉古城。西西里本是希臘人的殖民地,不過到了西元前三世紀,也就是阿基米德度過 了一生的那個世紀,希臘早已淪為其他強權的殖民地,前是馬其頓,後是羅馬。西西 里的希臘城邦只好自求多福。 希臘人在軍事、政治上的失敗,更突顯了他們的文化成就。亞歷山大征服埃及後, 建立了榮耀自己的城亞歷山卓(Alexandria,意思是「亞歷山大建的城」 )。後來總 督托勒密自立為王,在城裡興建了規模空前的圖書館以及研究院。當年這個圖書館保 存的希臘文獻,質量無與倫比,成為古代世界最燦爛的學術中心。 阿基米德的父親是天文學者,他到過亞歷山卓,而且與圖書館館長埃拉托斯尼斯 年歲相彷,交情莫逆,時常相互切磋。埃拉托斯尼斯精通天文學、數學、地理學,曾 經想出過一個極為優雅的方法,測量地球周長。他們兩人可說旗鼓相當,今天我們還 能讀到阿基米德寫給埃拉托斯尼斯的書簡,討論自己得意的發現。 阿基米德還是敘拉古著名的工程師,與雅典全盛時期(西元前五世紀)的典型希臘 學者不同。他樂於動腦,但不輕視動手。關於阿基米德,大家最熟知的故事,就是他 跳出澡盆,大叫「我發現了!」這個故事可能是虛構的,但反映出他解決實用問題的 興趣。阿基米德成年後,西西里成為羅馬與迦太基的爭霸標的。羅馬與迦太基之爭綿 延半個世紀,敘拉古先倒向羅馬,最後與迦太基結盟,遭到羅馬海陸軍的攻擊。根據 比較可靠的資料,阿基米德設計的拋石弩是對付攻城部隊的利器。儘管如此,西元前 二一二年(秦始皇三十五年),羅馬人攻下了敘拉古,燒殺擄掠無所不為,震驚了地 中海世界,事後主帥都承認過分。阿基米德死於羅馬兵之手。


阿基米德的數學成就以簡潔、優雅,而且意義深遠著稱。例如他是史上第一位算 出精確的圓周率近似值的人,可是他使用的方法非常簡單,就是用內接正方形與外切 正方形「包夾」圓形,然後將正方形逐步化為多邊形。這種「化圓為方」的技術,藏 著微積分的種子,而微積分是現代物理學家最基本的分析工具。阿基米德求幾何重心 的方法,在運動學、力學上的應用價值非常高。第一部比較完整的阿基米德著作拉丁 文譯本,在一五四四年出版,日後發動科學革命的伽利略(1564-1642)、牛頓(1643-1727) 無異他的弟子。 (案,前一年,一五四三年,哥白尼發表了《天體運行論》 ;維薩琉斯 出版了《人體構造與機能》。)可惜傳世的阿基米德著作顯然不完整,有些部分甚至 無法解讀。 《阿基米德寶典》介紹了直到十九世紀才發現的阿基米德作品,它們藏在一本祈 禱書中。那些作品中,有兩篇已是世上孤本,學者從來沒見過。研究那兩篇作品,最 重要的新發現是,阿基米德的數學造詣,比我們已知的深刻得多,例如他對於「無窮 數」的理解與現代數學家很容易溝通。此外,他對組合學也很感興趣,那可是現代數 學的重要領域,學者一直認為發現「費馬最後定理」的費馬(Fermat, 1601-1665)是先 驅。 然而《阿基米德寶典》並不只是為數學愛好者或學究寫的。那本祈禱書本身就是 個有趣的故事。而西方文獻的傳抄過程與書寫方式的變化,對於數學演變的影響,是 另一個故事。 當年阿基米德寫作,用的是紙莎草製造的紙。在印刷術發明之前,所有文獻的流 傳都靠抄寫。紙莎草紙很脆弱,不易保存,無論怎麼小心,每傳抄一次,都可能對原 件造成或大或小的傷害。閱讀也會。查考資料時,紙莎草紙的書特別不便,因為它們 都是書「卷」。 後來羊皮紙問世。在中世紀,大部分抄本都用羊皮紙。羊皮紙比較貴,但可以重 複使用。以特別配置的溶液將原有字跡抹掉,或者用小刀刮,就「再生」了,可用來 抄寫別的文件。 大約八百年前,歐洲有個人將抄錄了古希臘文獻的一批羊皮紙「再生」後,製作 成一本祈禱書。天幸這書流傳了下來,十九世紀有位學者發現其中隱藏了重要文本; 一百年前,另一位學者解讀了其中的阿基米德作品。然後這書就下落不明,直到一九 九八年十月底,突然現身,成為美國紐約佳士得拍賣公司的拍賣品。一位隱名的收藏 家以兩百萬美元買下了它。 本書兩位作者受這位收藏家委託,研究隱藏在那本祈禱書中的古代文本。他們面 臨的挑戰、解決方案、得與失、心情起伏,是個精彩的故事。這個故事以一個特例, 彰顯了文物保存的困難,以及現代科技為保存文物帶來的希望。除了各種專家基於各 種理由奉獻絕活兒之外,那位隱名人士為「收藏家」建立了新的形象,特別令人感動。


本書作者的結論是,阿基米德的思路比我們過去所相信的還要「現代」,他們一 再強調「阿基米德是有史以來最偉大的科學家」。為什麼? 這得從牛頓在科學史與西方文化史上的地位談起。我們從小就聽說,牛頓的偉大 成就來自一粒蘋果。(案,撒旦的成就也是。)話說一日傍晚,牛頓正在蘋果樹下, 樹上掉下一粒蘋果,打斷了他的思緒。他抬頭一望,只見月兒正在樹梢,心中若有所 悟,尋思道:那麼月亮為什麼不會掉下來呢?最後他以運動定律、重力定律回答了那 個問題。 西方自亞里斯多德以來,就相信天上、人間屬於不同範疇,有完全不同的物理性 質。牛頓以同一套原理解釋月亮、蘋果的運動,推翻了古希臘的信念,不僅是科學的 突破,對文化史也產生了革命性影響:機械宇宙觀從此發榮滋長,逐漸銳不可擋。 可是,牛頓分析運動物體(如月球與行星)或自由落體(如蘋果)的軌跡,是把 它們當作幾何的「點」 。本書作者認為這個技術是阿基米德開啟的(求物體「重心」 )。 牛頓的分析工具是微積分,作者也認為阿基米德的思路與微積分相通。追根究柢,原 來讓牛頓站在肩上的巨人就是阿基米德。於是,阿基米德必然是有史以來最偉大的科 學家。 作者的新發現與新詮釋很重要,卻引發了新的問題,例如阿基米德當年是個孤鳥 怪胎呢,還是,他是與一群師友共同發展出那些研究興趣與思路的?果真如此,地中 海古代世界失傳的學術,就比我們過去估計的大得多了。 其實,人文世界的永恆悲劇就是:每個世代都要重新學習過去的經驗與智慧。因 此「傳承」是非常大的問題。每個人類社會都摸索到了以韻文幫助記憶重要資訊的竅 門,可見克服這種困難是多麼迫切的需求。少數社會發明了文字,為人類史揭開了「文 明」的序幕。文字除了有傳遞主、客觀資訊的功能,最大的優點是讓人得以將心中的 思緒客觀化,因而自己都能對作品進行批判性的思考。此外,文字還方便將不同的資 訊整齊排比,取精用宏;或重新組合,創造全新的心理或認知經驗。 但是文字的載體,無論甲骨、簡帛、紙莎草紙、羊皮紙,以及書寫的墨水,都有 先天的限制,各有必須滿足的條件,才可能歷久猶新。何況時勢推移,後人對於前人 作品的選擇性保存,以及人世難以逆料的滄桑,都大幅提升了文獻失傳的機率。 俗話說得好,富不過三代。這是古人對失傳的寫實之言。 最近三十年,中國出土了許多失傳的古代文本。例如一九九三年湖北荊門郭店出 土的一批竹簡,超過一萬兩千字,有十二篇並未傳世,書寫時代約在戰國中期或晚期, 也就是阿基米德出生前後。學者預期,新出土的簡帛文獻將會改寫中國上古思想史。 閱讀本書更容易體會解讀那些簡帛遭遇的困難。


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