一　希腊科学的背景

古希腊的概念与现在所言的希腊并不一致，它的地理范围比现在的希腊要大得多，大致包括现在巴尔干半岛南端的希腊半岛、爱琴海东岸的爱奥尼亚地区、南部的克里特岛以及南意大利地区这些地方。就是在地中海海域的这片地区，希腊人创造了灿烂辉煌的希腊文化。

从公元前8世纪开始，希腊文明开始了它的发展时期。一方面，希腊人在已有的腓尼基字母中增补了元音字母，将其发展成希腊字母，使之适合己用。这种做法，打开了智力交流的世界，使得已有的文化更便于保存，新的思想能得到更好的消化吸收、能更快地传播开来。希腊字母经进一步改进后，罗马人把它传播到了西方，拜占庭人则把它传播到了东方。另一方面，希腊民族也开始了向外的殖民扩张，建立了一些新的城邦。地域的扩大以及经济上的需要，使得希腊人与外界的接触和交流大大增加了。外界的知识源源不断地进入古希腊，为希腊文化增添了新的活力。

希腊民族是一个善于吸收外来文化的民族，他们把吸收到的外来文化融会贯通，再加上自己的创造，最终使得希腊文化成了世界文明之源。正如英国著名的科学史家丹皮尔所言：“古代世界的各条知识之流都在希腊汇合起来，并且在那里由欧洲的首先摆脱蒙昧状态的种族所产生的惊人的天才加以过滤和澄清，然后再导入更加有成果的新的途径。”29在汇入希腊的“知识之流”中，有两条最为引人注目，分别来自巴比伦和埃及。希腊在地理位置上接近古代四大文明中的巴比伦文明和埃及文明，能够自其成就中获取好处。迄今人们对巴比伦文明和埃及文明的了解，主要还是依靠希腊历史学家的记载。仅据此而言，也可以看出希腊文明对这两大文明吸收的程度。但希腊毕竟不是这两大文明的直接继承者，它在吸取它们的文明成就的同时，也保持着自己的特点，这是希腊科学得以产生的一个重要因素。

古巴比伦文明发源于幼发拉底河和底格里斯河流域，希腊人称该地区为美索不达米亚，意为两河之间的地方。在公元前几千年的漫长历史中，这块土地曾经数易其主，苏美尔人、闪米特人、亚述人、迦勒底人相继在这里继承和创造了灿烂的文明，它们构成了美索不达米亚文明的不同阶段。为了叙述的方便，我们将其统称为巴比伦文明，将这些民族也泛称为巴比伦人。

同世界上其他古老文明一样，巴比伦文明的灿烂主要表现在其文化的丰富多彩上。在古代社会，没有丰富多彩的文化，科学不可能一枝独秀，因为科学作为独立的文化形态而存在，是近代社会的事。巴比伦文化多有独到之处。例如，早在公元前3500年前（也有人说在公元前4000年前），苏美尔人就创造了象形文字。这种文字经过进一步发展，到公元前2800年左右基本成形，现代人把它叫做楔形文字。苏美尔人“书写”这种文字时，用削尖的木棒做笔，用湿润的泥版做纸，在上面将其压刻出来。因为是压刻，起笔和抽笔处刻痕深浅不同，每一笔画都形如木楔，所以被称为楔形文字。这种文字一直被使用到公元前后。又如，在公元前2500年左右的巴比伦国王的敕令中，已经有了借用王室权威发布的长度、重量、容量的标准。再有，公元前17到18世纪之间，巴比伦王汉谟拉比在位，他主持制订的法典，史称汉谟拉比法典，在法学史上占有重要地位。还有，巴比伦的建筑举世闻名，新巴比伦王国的都城被誉为当时世界上最雄伟壮观的城市，城内的王宫富丽堂皇，王宫旁的空中花园被称为世界七大奇观之一。如此等等，此类例子可以举出许多。正是这样的文化百花园，孕育了巴比伦科学的奇葩。

关于巴比伦的科学，在现存巴比伦人的泥版书上，人们发现过乘法表、平方表和立方表、倒数表、勾股弦表等。在当时的世界，能有这些数学发明，是很值得骄傲的。在进行数学计算时，巴比伦人既采用十进位制，也采用十二进位制。为把这两种进位制结合起来，他们对六十这个数目特别重视。这种情形，与中国古人采用六十甲子作为计数顺序的方法是类似的。这种方法的应用成为现代圆周及其角度划分的基础。在历法编制方面，巴比伦人的成就也颇值得一提。随着文明的进步，时间计量必然要被提上议事日程，历法就是一种大尺度的时间计量。大自然提供给人们的自然时间单位是昼夜交替的日、圆缺变化的月和寒来暑往的年。只考虑日和年之间的自然关系而制订的历法是阳历，综合考虑三者之关系而制订出来的历法是阴阳历。巴比伦人的历法是阴阳历。阴阳历的特征是置闰，对此，大约在公元前2000年左右，巴比伦人已经有所考虑了。一开始，他们的置闰无一定规律，何时置闰由国王酌情决定。到了公元前500年左右，开始有了固定的规则。先是8年3闰，后又27年10闰，到公元前383年明确定为19年7闰。这一闰周极其精确，每19年才误差2个小时左右。在天文学史上，19年7闰这一闰周被称为默冬章，因为它是由古希腊天文学家默冬在公元前432年宣布的。巴比伦人采用该闰周的时间实际上并不晚于默冬。此外，巴比伦人对日月和五大行星的运行也有比较精密的观测。当然，与世界上其他古老的天文学一样，巴比伦的占星术也相当发达。

埃及文明也同样历史悠久，同样灿烂辉煌。埃及文明诞生在尼罗河两岸的一条狭长的地带上，尼罗河水的定期泛滥造就了肥沃的河谷区土地，养育了埃及人民。埃及人就是在这块土地上创造了令后人为之倾倒的埃及文明。早在公元前3100年左右，埃及人就发明了象形文字。他们书写在纸草上的文字，当代人还有幸目睹。埃及的建筑举世闻名，他们的金字塔工程浩大，胡夫金字塔在长达4000多年的时间内一直是世界上最高的建筑物。此外，埃及的神庙高大雄伟、气派恢宏，其留存下来的一些雕刻华丽的大圆柱，至今还让人们产生着无限的遐想。在科学的历程上，埃及人也同样起步很早。尼罗河水的定期泛滥，使得他们曾把洪水到来的日子作为一岁之首。这种做法一开始当然还比较粗糙，随着天文观测的进步，埃及人又把天狼星（全天最亮的恒星）与太阳同时升起的日子作为年的开始，从而极大地提高了历法的准确度。他们把一年分为365天，后来又意识到这一数据有约四分之一日的误差，他们发现，如果某年的第一天天狼星与太阳同时升起，那么到第1461年的第一天天狼星就会重新与太阳同时升起。埃及人把天狼星叫天狗，所以他们把这个周期叫“天狗周”。尼罗河水每年的泛滥，导致了不断界定土地边界的要求，这促成了几何学的产生。

与巴比伦人相比，埃及人在天文学方面稍微落后些，不过他们在医学方面的情形却恰恰相反。对木乃伊的制作，增长了埃及人的解剖知识，促进了外科的发展。在现存的约公元前1600年左右的埃及纸草书卷中，人们发现了古埃及人写的医学文章，其中记述了47种疾病的症状及诊断处方。由这些记载来看，埃及人的内科也有相当水平。此外，埃及人的药品和香料制作当时也是闻名全世界的。

巴比伦人和埃及人创造的这些科学奇葩，主要是其中的数学、天文学和医学，被希腊人撷取了。对此，希腊人自己也毫不讳言。希腊历史学家希罗多德就曾说过，毕达哥拉斯曾游历埃及，从埃及的祭司们那里学到了数学秘诀，他又到了巴比伦，接触到了巴比伦数学。最后，当他回到自己的家乡时，他把埃及和巴比伦的数学宝藏带回了希腊。希腊人熟知他们的先驱巴比伦人和埃及人的工作，并通过多种渠道从中汲取了养分，使之变成了希腊科学的基础。这是希腊科学得以产生的背景之一。

另一方面，希腊人之所以能够发展出灿烂的希腊科学，除了他们从巴比伦文明和埃及文明中吸取了其精华之外，最重要的因素还在于希腊的社会。希腊历史的关键是城邦制。所谓城邦，是一种规模有限、独立自治并得到其公民的最高忠诚的共同体。它以中心城市为主，周围是田地和村庄。希腊的大部分地区崎岖不平，沿海虽然有一些小平原，又被关山所阻隔。这些关山在冬季几乎不能通行。城邦就是在这样的自然条件基础之上形成的。希腊人维持他们各自为政的城邦达几个世纪之久，并为此付出了沉重的代价：彼此征战不休，最终先后被来自外部的马其顿和罗马强行统一。不过，城邦制为希腊文化的繁荣提供了必需的制度上的保证：这些城邦虽然独立自治，但它们的人民讲同一种语言，有共同的血统，信奉相同的宗教，还有广泛的往来。独立自治确保了公民在其城邦内享有的自由，广泛交流又给彼此以启发，城邦之间长期存在的这种既保持高度的独立性、又有广泛交流的现实，造就了一个统一的但又具有普遍多样性的希腊文化。这种多样性是希腊文化的生命，希腊科学就是它的产物。

就社会形态而言，希腊的城邦属于奴隶制社会。从公元前5世纪起，雅典在各城邦中取得了盟主的地位，建立了奴隶主民主制度。这一时期史称雅典时期，是希腊文化的大繁荣时期。奴隶的劳动供养了奴隶主，使他们有更多的闲暇时间去关注政治、关注艺术、关注哲学和科学。虽然大多数雅典公民没有奴隶，他们不得不靠当农民、工匠、水手等谋生，但这并不影响那些奴隶主们有足够的闲暇时间去从事知识的创造。

雅典时期希腊社会制度是奴隶主民主制，这种制度为能够享受这种民主的人们提供较为自由地思考和发表意见的保证，而这种自由思考是科学发展所必不可少的。此外，人们在民主制度下要脱颖而出，就要善于吸引别人的注意力，善于公开演讲、当众辩论。正因为如此，辩论技巧成为古希腊人悉心钻研的内容，逻辑学也由此得到了发展，从而为希腊科学的产生和发展准备了最必要的条件。

希腊人对外部世界有强烈的好奇心，他们“常到国外去旅行，在这一方面，连其他民族中的商人、士兵、殖民者和旅行者都相形见绌；旅行时，他们总是保持着怀疑的精神、批判的眼光。他们探究一切事物，将所有的问题都搬到理性的审判台前加以考察”30。这种好奇心和理性的思索，使得希腊人博学多才、富有常识。

古希腊哲学家亚里士多德在其《形而上学》一书中曾说过，哲学和科学的诞生需要三个条件。第一是好奇心，是人们对外部世界所表现出来的困惑和惊奇。有了这种感觉，就会感受到自己的无知，并为摆脱无知而去求知。第二是闲暇，知识阶层不必为生计而忧虑，他们可以专心致志地从事自己喜爱的脑力劳动。第三是自由，哲学知识纯粹为了自身而存在，没有别的功用目的，人们对哲学的思考是自由的，不受他种目的和利益的支配。亚里士多德所说的这些条件，在古希腊都是具备的。

宗教从本质上说与科学是不相容的，但希腊人对神的信仰并没有阻挡他们发展出希腊科学来。希腊人的宗教很有特点，他们从未系统地提出过共同的宗教教义或编出一部宗教经典，并在此基础上形成严密的宗教组织。这就使得希腊宗教很难对科学进行有组织的摧残。但他们编织的诸神谱系却非常完备。希腊人按照他们自己的形象想象着他们心目中的神，认为这些神和他们一样有个性、有情欲、爱争斗，甚至还会介入到他们的社会中去，随时在人们的生活中出现，帮助他们建造城市，留下英雄的儿子开基立国，还参与他们的战争，用计谋战胜那些在幕后隐身作怪的黑暗势力。这样的神让他们感到亲近，使他们觉得自己生活在一个由熟悉的、可以理解的力量统治的世界里。有了这样的感觉，希腊人在面对外部世界时就少了一份恐惧，对大自然的探索就多了一份勇气，这对其科学的发展当然是有益的。另外，完备的诸神谱系，弘扬了秩序、规则的概念，体现了一种原始形式的逻辑体系。这对于希腊理性精神的孕育，也是不无裨益的。

在上述背景下孕育出来的希腊科学是有缺陷的。希腊奴隶们的劳动为奴隶主提供充足的闲暇，使他们能够自由自在地思考，从而发展了希腊的哲学和科学。但是，这也使得奴隶主们倾向于把体力劳动同奴隶相联系，认为从事体力劳动有损于他们的尊严。这种倾向对科学的健康发展是有害的。例如，曾从事过力学研究的欧多克斯（Eudoxus，约前400—约前347）和阿契塔（Archytas，约前420—约前350）运用特定的工具通过实验证实，对某些问题，以当时的理论为依据是不能解决的。但他们的做法遭到了柏拉图的指责。柏拉图说他们的行为败坏了优秀的几何学，使得几何学从纯智力的领域降低到了物质的、实用的领域，到了需要有大量体力劳动介入的地步，这就使得几何学蜕变成了奴隶们从事的对象。正是在这种倾向的影响下，古希腊的哲学家们善于滔滔雄辩，推崇理性思辨的结果，却很少亲自动手制作仪器工具、亲自观察自然现象，对各类手工作业更不愿问及，这使得希腊科学缺少实验精神，也缺少与实际相联系的传统。但如果考虑到实验方法只是在伽利略的时代才堂而皇之登上科学的殿堂，科学与技术的结合也只是在工业革命之后才成为现实，对于希腊人的贡献，我们仍然充满了由衷的敬意。