在早期科學(xué)史上，古希臘的科學(xué)更被大眾所知，似乎躍過(guò)了一段時(shí)間直接進(jìn)入了科學(xué)革命時(shí)代。而在這數(shù)百年時(shí)間里，阿拉伯文明保存了人類早期的知識(shí)成果，這是科學(xué)史重要的一部分。

本文經(jīng)授權(quán)節(jié)選自《科學(xué)的曙光》（中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社·中科書院，2023.6）第六章《阿拉伯地區(qū)的遺產(chǎn)》。

撰文?|?塔努·帕德馬納班（Thanu Padmanabhan）、瓦桑蒂·帕德馬納班（Vasanthi Padmanabhan）

翻譯?|?程光錦
3世紀(jì)，羅馬帝國(guó)日漸衰落，一分為二。其中，東部地區(qū)繁榮發(fā)展，并隨著時(shí)間的推移發(fā)展成為拜占庭帝國(guó)；但西部地區(qū)愈發(fā)衰落，直到476年滅亡。由此開始了西歐多年的不穩(wěn)定和無(wú)政府狀態(tài)。如果希臘人早期的科學(xué)貢獻(xiàn)在世界上徹底消失，那么這將是一場(chǎng)災(zāi)難。事實(shí)上，如果沒(méi)有阿拉伯文明的崛起，這一切都會(huì)成為現(xiàn)實(shí)，幸虧有阿拉伯文明保存了人類早期的知識(shí)成果。
公元632年后的幾年時(shí)間，阿拉伯人迅速征服了小亞細(xì)亞、波斯、北非和西班牙。在9世紀(jì)到11世紀(jì)期間，阿拉伯文明是地中海地區(qū)的主導(dǎo)力量，科爾多瓦、巴格達(dá)、大馬士革和撒馬爾罕逐漸成為學(xué)術(shù)和文化中心。科爾多瓦有一座藏書約40萬(wàn)冊(cè)的圖書館，街道完成鋪設(shè)后還有路燈照明——直到七個(gè)世紀(jì)之后倫敦和巴黎才配置了這些設(shè)施！
阿拉伯人吸收了希臘科學(xué)中的精華，并將他們從波斯、印度和中國(guó)學(xué)到的知識(shí)融入其中。巴格達(dá)的哈里發(fā)鼓勵(lì)將所有重要的科學(xué)著作都翻譯成阿拉伯語(yǔ)。之后幾個(gè)世紀(jì)中，科學(xué)在一些學(xué)者對(duì)這些阿拉伯語(yǔ)文本研究的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，有學(xué)者將這些著作翻譯成拉丁語(yǔ)。這個(gè)阿拉伯知識(shí)庫(kù)幾乎囊括了古代所有的科學(xué)分支——醫(yī)學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、數(shù)學(xué)和物理學(xué)。
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，有兩個(gè)名字在阿拉伯地區(qū)脫穎而出——阿爾-拉齊斯（al-Rhazes，854-925，見圖1）和阿維森納（Avicenna，980-1037，見圖2）。

圖1 阿爾-拉齊斯。歐洲人對(duì)波斯醫(yī)生阿爾-拉齊斯的描繪，摘自克雷莫納的格拉爾杜斯（Gerardus）的《醫(yī)學(xué)條約匯編》（Recueil des traités de médecine，約成書于公元1250—1260年）。拉齊斯是巴格達(dá)一個(gè)醫(yī)學(xué)院的學(xué)生，也是一部重要的醫(yī)學(xué)著作《醫(yī)學(xué)全集》的作者。拉齊斯還是一位優(yōu)秀的化學(xué)家，他還發(fā)明了“巴黎石膏”，用來(lái)固定骨折的骨頭。

圖2 阿維森納小畫像及阿維森納紀(jì)念碑。（A）：阿維森納的小畫像。阿維森納是個(gè)神童，為阿拉伯地區(qū)的醫(yī)學(xué)做出了巨大貢獻(xiàn)。他有上百本著作，其中許多著作都非常權(quán)威，其拉丁語(yǔ)翻譯版本直到公元1650年還在歐洲使用！（B）：位于杜尚別的阿維森納紀(jì)念碑。

拉齊斯出生在德黑蘭附近，在巴格達(dá)的一所學(xué)校學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)。除了在文本翻譯方面的貢獻(xiàn)，拉齊斯還編寫了一本醫(yī)學(xué)巨著（見圖3）——《醫(yī)學(xué)全集》（Kitab-al-hawi），全方位解讀了整個(gè)醫(yī)學(xué)主題。拉齊斯還是位優(yōu)秀的化學(xué)家，他發(fā)明了“巴黎石膏”，用來(lái)固定骨折的骨頭。

圖3 古醫(yī)學(xué)著作。（A）阿爾-拉齊斯《醫(yī)學(xué)全集》的版權(quán)頁(yè)。（B）：1052年出版的阿維森納的《醫(yī)典》阿拉伯文版第5卷（現(xiàn)藏于多倫多阿加汗博物館）。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，這些著作在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的影響。

阿維森納出生于富裕的稅務(wù)員家庭，除了是個(gè)神童，他還有一大優(yōu)勢(shì)，就是有足夠的資金能獲得當(dāng)時(shí)最好的教育。阿維森納一生寫了一百多本書，其中許多是關(guān)于醫(yī)學(xué)的。他的作品非常權(quán)威，其拉丁語(yǔ)翻譯版本直到公元1650年還在歐洲使用！阿維森納的著作《醫(yī)典》（Canon of Medicine），直到17世紀(jì)（甚至更晚）還是歐洲的標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)學(xué)教科書，并且至今仍然被中東地區(qū)一些傳統(tǒng)治療師當(dāng)作權(quán)威參考資料?！夺t(yī)典》分為五卷，第一卷綜合概述了醫(yī)學(xué)和解剖學(xué)的背景；第二卷探討了醫(yī)療物質(zhì)的特性；第三卷介紹特定的局部疾?。坏谒木斫榻B影響全身的一般疾病，如發(fā)熱等；第五卷是藥物學(xué)。阿維森納的醫(yī)學(xué)體系建立在希臘羅馬傳統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，尤其借鑒了蓋倫的研究成果。
這一時(shí)期另一位著名的阿拉伯學(xué)者是伊本·阿爾-納菲斯（Ibn al-Nafis，1213-1288），他為阿維森納《醫(yī)典》中解剖學(xué)的部分做了詳細(xì)評(píng)注。在評(píng)注中，納菲斯清晰描述了發(fā)現(xiàn)血液循環(huán)的過(guò)程，以威廉·哈維（William Harvey，1578-1657）結(jié)尾。除了這個(gè)重要貢獻(xiàn)，納菲斯還創(chuàng)作了一部被認(rèn)為是有史以來(lái)以一人之力編寫的最全的醫(yī)學(xué)百科全書，名為《醫(yī)學(xué)綜合》（Al-Shamil fi al-Tibb），計(jì)劃寫300卷，但在他去世前只出版了80卷。盡管如此，這本書還是對(duì)當(dāng)時(shí)阿拉伯地區(qū)的所有醫(yī)學(xué)知識(shí)進(jìn)行了全面總結(jié)。納菲斯將他的百科全書和其他藏書遺贈(zèng)給了自己生前工作過(guò)的曼蘇里醫(yī)院。隨著時(shí)間流逝，這部百科全書的許多卷丟失或散落在世界各地。目前，埃及只保存了其中的兩卷。
阿拉伯人對(duì)醫(yī)學(xué)的另一個(gè)重要貢獻(xiàn)是藥物的實(shí)際制備。人們今天使用的許多藥物以及其蒸餾和升華等過(guò)程都源自阿拉伯。阿拉伯人與聶斯脫利派（獨(dú)立于君士坦丁堡的東方教會(huì)）合作，在君迪沙普爾（波斯西南部）建立了一家大型醫(yī)院，將患者治療、醫(yī)學(xué)教育和醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)翻譯匯聚在同一個(gè)屋檐下，開啟了學(xué)術(shù)研究和臨床實(shí)踐相結(jié)合的模式。
與醫(yī)學(xué)相比，人們現(xiàn)在稱之為“化學(xué)”的科學(xué)分支，在古希臘和阿拉伯 地區(qū)的發(fā)展卻相當(dāng)緩慢?；瘜W(xué)的起源可追溯至名為“khem”的古埃及科學(xué)，主要用于木乃伊的保存。關(guān)于化學(xué)的古埃及著作知之甚少，大部分信息來(lái)自希臘科學(xué)家佐西姆斯（Zosimus，約公元300年）編寫的一部28卷的百科全書。不幸的是，這部書中的內(nèi)容神秘色彩過(guò)濃。
早期和中世紀(jì)大多數(shù)煉丹術(shù)士的主要目的是找到將賤金屬轉(zhuǎn)化為黃金的方法。中世紀(jì)有許多科學(xué)家一方面進(jìn)行了非常有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)和準(zhǔn)確的觀察，另一方面，他們也浪費(fèi)了大量時(shí)間尋找一種可以將賤金屬轉(zhuǎn)化為黃金的神秘物質(zhì)——al-iksir。后來(lái)，al-iksir在拉丁語(yǔ)中演變?yōu)椤癳lixir”，即靈丹妙藥。
吉伯（Geber，721-815）就是這樣的一位科學(xué)家，他與《一千零一夜》（Arabian Nights）中著名的哈倫·阿爾-拉希德（Harun-al-Rashid）生活在同一時(shí)期。吉伯成功地制造了好幾種化合物，如白鉛、氯化銨、硝酸和醋酸，大概是真的希望能找到al-iksir！不幸的是，后來(lái)的煉金術(shù)士跟隨吉伯的錯(cuò)誤理論走向了更加荒謬的泥沼，反而忽略了吉伯真正重要的貢獻(xiàn)。雖然經(jīng)歷了這些曲折，甚至有些好笑，阿拉伯人還是在“日常”實(shí)用化學(xué)方面有出色的表現(xiàn)。例如，阿拉伯人是制作香水的先驅(qū)。在阿拉伯上層社會(huì)，制作香水是一門家喻戶曉的技藝。
在造紙術(shù)和火藥制造這兩項(xiàng)重大的化學(xué)技術(shù)發(fā)明從中國(guó)傳播到西方的過(guò)程中，阿拉伯人也發(fā)揮了重要作用。幾乎就在希羅設(shè)計(jì)機(jī)械裝置的同時(shí)，一位名叫蔡倫（約62-121）的中國(guó)人在造紙術(shù)上取得了突破性的進(jìn)展。中國(guó)歷史學(xué)家認(rèn)為蔡倫在公元105年左右用樹皮、破布等為原料發(fā)明了造紙術(shù)。根據(jù)漢朝的正史記載，蔡倫向漢和帝（88-105年在位）獻(xiàn)紙，并因此獲得封賞?？上Ш镁安婚L(zhǎng)，因?qū)m廷斗爭(zhēng)，漢安帝（106-125年在位）下令將他監(jiān)禁，蔡倫最終服毒自殺。
在接下來(lái)的幾個(gè)世紀(jì)里，造紙術(shù)向西方傳播。阿拉伯人在撒馬爾罕戰(zhàn)役（公元751年）中俘虜了一些中國(guó)工匠，從他們那里學(xué)會(huì)了造紙技術(shù)。到公元800年，這項(xiàng)技術(shù)在巴格達(dá)得到完善。在接下來(lái)的50年里，第一批阿拉伯造紙商在巴格達(dá)開展了新的貿(mào)易。然而，造紙術(shù)向歐洲的滲透經(jīng)歷了一個(gè)緩慢的過(guò)程，又過(guò)了四個(gè)世紀(jì)，歐洲直到十字軍東征后（13世紀(jì)）才獲得這門技術(shù)。圖4是關(guān)于中國(guó)古代造紙過(guò)程的中國(guó)圖畫。

圖4 關(guān)于中國(guó)古代造紙過(guò)程的中國(guó)圖畫。阿拉伯人從在撒馬爾罕戰(zhàn)役（公元751年）中俘虜?shù)囊恍┲袊?guó)工匠那里學(xué)到了這門技術(shù)。在接下來(lái)的50年里，第一批阿拉伯造紙商在巴格達(dá)全面開展貿(mào)易。但又過(guò)了四個(gè)世紀(jì)，造紙術(shù)才在歐洲推廣。

關(guān)于火藥的發(fā)展脈絡(luò)就不是那么清晰了。中國(guó)漢代時(shí)期發(fā)現(xiàn)火藥可能是一次意外，和煉丹術(shù)有關(guān)。中國(guó)的煉丹術(shù)士和其他國(guó)家的煉金術(shù)士一樣，試圖煉金或煉丹制備長(zhǎng)生不老藥。他們使用的是硫黃和硝石，和火藥的成分更為接近。晚唐時(shí)期有一本書（但其中可能包含年代更早的材料）明確提醒煉丹術(shù)士在處理硫黃、硝石和木炭時(shí)要格外小心。
東漢時(shí)期的煉丹術(shù)士魏伯陽(yáng)曾寫到過(guò)一種與火藥性質(zhì)非常相似的物質(zhì)。魏伯陽(yáng)在其著作《周易參同契》（道教關(guān)于煉丹術(shù)的著作）中，描述了三種粉末的混合物會(huì)“狂飛亂舞”。在中國(guó)，火藥最初只在娛樂(lè)、宗教活動(dòng)和儀式上使用，后來(lái)用于軍事（見圖5）。

圖5 《武經(jīng)總要》內(nèi)頁(yè)。中國(guó)古書《武經(jīng)總要》（1044年）的這幾頁(yè)上寫了已知最早的火藥配方?；鹚幨侵袊?guó)人發(fā)明的，13世紀(jì)后半期，火藥通過(guò)阿拉伯人傳入歐洲。

在10世紀(jì)之前，沒(méi)有在戰(zhàn)場(chǎng)上使用火藥的記錄。12世紀(jì)初，火藥的知識(shí)傳到了女真族在中國(guó)北方建立的金朝（1115-1234年）。1232—1233年，蒙古軍打敗了金軍，獲得了他們的火藥，俘虜了他們的火器技術(shù)人員。后來(lái)蒙古軍進(jìn)入歐洲時(shí)，就部署了火器。
與此同時(shí)，阿拉伯人在開羅建立了馬穆魯克哈里發(fā)政權(quán)，并于1260年在敘利亞進(jìn)行的一場(chǎng)戰(zhàn)斗中擊敗了蒙古人。火器和技術(shù)人員再次被獲勝的一方——阿拉伯人從被俘的蒙古人手中獲得。阿拉伯人將火器引入戰(zhàn)場(chǎng)，并在后來(lái)的戰(zhàn)爭(zhēng)中使用，如十字軍東征。在接下來(lái)的幾個(gè)世紀(jì)里，歐洲人也學(xué)會(huì)了使用火器。

圖6 希臘火?！恶R德里的思利特扎》（Madrid Skylitzes）手稿中描繪的“希臘火”。這種混合物可能是7世紀(jì)希臘煉金術(shù)士卡利尼科斯為了對(duì)抗阿拉伯人而發(fā)明的。它包含三種基本成分：易燃石油化合物、硝酸鉀和生石灰。這種混合物接觸到水就會(huì)劇烈燃燒，因此可以用來(lái)燒毀由木材制造的船只。公元673年，拜占庭帝國(guó)的希臘人用希臘火擊退了阿拉伯海軍對(duì)君士坦丁堡的進(jìn)攻。據(jù)稱，這件“出其不意”的武器在那場(chǎng)戰(zhàn)斗中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

阿拉伯學(xué)者將波斯和印度文本、托勒密的《天文學(xué)大成》（Almagest）以及歐幾里得和阿基米德的作品翻譯成阿拉伯語(yǔ)，推動(dòng)了天文學(xué)的發(fā)展。阿爾巴塔尼（Albategnius，858-929）也被稱為巴塔尼，是研究托勒密的阿拉伯天文學(xué)家之一，他在幾個(gè)方面改進(jìn)了托勒密的研究成果。例如，巴塔尼注意到，當(dāng)?shù)厍螂x太陽(yáng)最遠(yuǎn)時(shí)，太陽(yáng)看上去最小，但這個(gè)位置不是固定的，而是有周期性變化。巴塔尼還算出了更精確的一年長(zhǎng)度、春分的精確時(shí)間以及地軸相對(duì)于旋轉(zhuǎn)平面的傾斜度。七個(gè)世紀(jì)后，在將儒略歷變?yōu)楦窭餁v的改革中，改革者使用的就是巴塔尼提出的年份長(zhǎng)度值。
巴塔尼指出了早期學(xué)者在繪制行星運(yùn)動(dòng)圖時(shí)犯的一些錯(cuò)誤，還在其中巴塔尼指出了早期學(xué)者在繪制行星運(yùn)動(dòng)圖時(shí)犯的一些錯(cuò)誤，還在其中添加了全面的恒星目錄，太陽(yáng)、月球和行星表，三角表和示意圖。巴塔尼的發(fā)現(xiàn)和著作對(duì)后來(lái)的天文學(xué)家產(chǎn)生了重大影響，包括開普勒、伽利略和第谷·布拉赫。巴塔尼指出托勒密關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)（見圖7）是錯(cuò)誤的，但他同時(shí)表示行星運(yùn)動(dòng)背后的真正原理尚未被發(fā)現(xiàn)。在學(xué)術(shù)史上對(duì)托勒密理論的駁斥成為在幾個(gè)世紀(jì)中反復(fù)出現(xiàn)的一個(gè)主題，但未能發(fā)展到日心說(shuō)。巴塔尼在數(shù)學(xué)，尤其是三角學(xué)方面做出了重大貢獻(xiàn)，并在計(jì)算中使用了三角學(xué)方法（而不是像托勒密那樣使用幾何學(xué)）。這些數(shù)學(xué)方面的進(jìn)步不僅能夠應(yīng)用于天文學(xué)，也在工程上有許多應(yīng)用。

圖7 巴塔尼的行星運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)。托勒密的地心說(shuō)認(rèn)為地球位于中心，行星、月亮和太陽(yáng)圍繞地球運(yùn)動(dòng)。托勒密的《天文學(xué)大成》是眾多被阿拉伯學(xué)者翻譯為阿拉伯語(yǔ)的著作之一。有些阿拉伯學(xué)者，尤其是阿爾巴塔尼在評(píng)注中糾正了托勒密的幾個(gè)錯(cuò)誤。盡管阿拉伯學(xué)者對(duì)托勒密的觀點(diǎn)表示懷疑，但《天文學(xué)大成》及其提出的地心說(shuō)后來(lái)繼續(xù)在歐洲產(chǎn)生重大影響。

作者簡(jiǎn)介

塔努·帕德馬納班（Thanu Padmanabhan）：理論物理學(xué)家和宇宙學(xué)家，其研究領(lǐng)域包括引力理論、宇宙結(jié)構(gòu)形成和量子引力等。他曾發(fā)表近300篇技術(shù)論文，出版了11本影響深遠(yuǎn)的著作。他的研究曾7次獲得美國(guó)引力研究基金會(huì)的重要獎(jiǎng)項(xiàng)。他曾是國(guó)際純粹與應(yīng)用物理學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAP）天體物理學(xué)委員會(huì)主席（2011—2014），國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（IAU）宇宙學(xué)委員會(huì)主席(2009—2012)，劍橋大學(xué)天文學(xué)研究所賽克勒杰出天文學(xué)家。他還曾獲得印度總統(tǒng)榮譽(yù)勛章。

［印度］瓦桑蒂·帕德馬納班（Vasanthi Padmanabhan）：瓦桑蒂·帕德馬納班博士在孟買的塔塔基礎(chǔ)研究院(TIFR)獲得了天體物理學(xué)博士學(xué)位，研究領(lǐng)域是宇宙中的暗物質(zhì)和結(jié)構(gòu)形成。幾十年來(lái)，她一直積極參與她的丈夫塔努·帕德馬納班所著書籍的編輯和排版工作。