陳方正先生的《繼承與叛逆》一書最近由三聯出版(陳方正:《繼承與叛逆:現代科學為何出現於西方》,北京:生活讀書新知三聯書店,2009年),書中對西方科學產生之千古“內史”源流,做了詳細評述,提出兩次“科學革命”說。文內除精練並頗有啟發的理性評析,又常見深悟之後的感發,飽含曆史抒情。這是一本由中國學者書寫的關於西方科學思想史的相當係統的著作,因為本書的寫作多從中國人的思維背景及語言出發,所以堂室雖深,卻不難進入。讀過這本書,可知當年利瑪竇的話不錯:西人之學“千百為輩,傳習講求者三千年。”
現在,我們多了一份深入闡釋西方科學史的參酌樣本,以後,可以很方便地將問題放在本書提供的係統中做關聯思考。例如,認識古希臘地理學的問題。
地理學本是最不容易科學化的學科,但地理學家一直在執著地探求那個由科學方法所描述的科學世界。在這個方麵古希臘人動腦最早,先行獲得地球形狀、地球周長、經緯度之法、地球氣候帶等科學地理觀念,從而托出一個“科學地球”。我在學校上課,介紹到古希臘這些地理學思想成就,同學多感吃驚,吃驚後遂有疑問:“他們是怎麼想到的?”現在方正先生的書就是要告訴我們“他們是怎麼想到的”。
讀古希臘地理學史,看到至少有四個人被今天學者依不同標準稱作“地理學之父”。按時間順序,第一個是荷馬,第二個是赫卡泰(前550-前475年),第三個是希羅多德(前484-前425年),第四個是埃拉托色尼(前275-前195年)。四個人各自成為“其父”的理由是:荷馬在史詩中最早記錄了一堆地名和某些地理現象;赫卡泰創立了描述地理學;希羅多德在《曆史》中最早詳細記述了大範圍內與人類曆史有密切關聯的地理知識;埃拉托色尼則最早使用了“地理”這個名詞,曾專門討論地理問題,並以幾何之法測定了地球的周長。古希臘有四位“地理學之父”不足為怪,因為地理學是一個範式多重的學問,一個“父親”不夠。
在我們看來,古希臘的這四位地理學開啟性人物中,荷馬、赫卡泰、希羅多德所講的東西並不那麼新奇,它們多是經驗地理知識,沒有多少超越性的整體地理觀的構建,我國古代的《詩經》《左傳》《史記》中的地理內容均不在他們的作品之下。讓我們感到吃驚的主要是埃拉托色尼關於地球的那一番數理探索。方正書中給我們提供的正是這類數理地理學的思智背景。隻是,埃拉托色尼在《繼承與叛逆》中出場時被稱作“著名的天文學家”。
不隻是埃拉托色尼,還有幾位重量級的古希臘地理學家在方正的書中也被稱作“天文學家”,如喜帕克斯、尤多索斯、托勒密。的確,在這些全能人物的學問中,天文學是先導性的,他們的地理學與天文學攪在一起,差不多是一套學問,因為地球兼有天文、地理兩種身份,它既是天體對應的核心,也是人類立足的大地。基於天文學的想象與探究,他們極大地推動了關於地球的認識,最早可能是畢達哥拉斯學派的人提出地圓說,柏拉圖力挺這個觀點,亞裏士多德據日常現象給予論證(如月亮上有地球投影等)。從此,在古希臘學人的圈子裏,地圓說成為公認的大地觀。數理地理學就是在地圓說的基礎上發揮而成。
僅有天文學的想象還不夠,若沒有對數學特別是幾何學的追求,說完了大地是圓球也就無事可做了。“不習幾何學者不得入此門”,據說這是刻在柏拉圖學園門楣上的話。正是濃厚的數學興趣,令那些古希臘學者對這個大球做了進一步的數字化描述。(對於平麵大地進行數字化的難度、價值要小得多。)並對於這個球體表麵地點的表述(有如說明乒乓球上一個黑點的位置),做有數學方式的發明。方正先生對古希臘人的數學追求十分強調,所謂“第一次科學革命”就是指對數學奧秘的崇拜與對數學的嚴格證明方法的探索。這個源頭轉向十分關鍵,埃拉托色尼、喜帕克斯、尤多索斯、托勒密的地理學研究乃是承此之緒。
埃拉托色尼利用幾何方法測量地球南北周長,他選擇同一子午線上的兩地,南部的西恩納和北部的亞曆山大,在夏至之日進行觀測。西恩納附近有一深井,在陽光直射井底的同時,在亞曆山大測量一方尖碑的影長,再量出方尖碑與陽光射線間的角度,根據這些數據,加上已知西恩納和亞曆山大之間的距離(弧長),算出地球周長,修正後為39360公裏,其結果與地球實際周長驚人地接近。在假設了陽光射線為平行線之後,這是一道並不算難的幾何題,但埃拉托色尼的運用卻是一次天才實踐。
埃拉托色尼試圖將數理定位與現實世界相疊合,他繪製了一幅世界地圖,在該圖中選擇橫向通過地中海的基本緯度線,又選定西恩納、亞曆山大、羅德島和拜占庭的一線作為本初子午線。此外,他另引六、七條經緯線,這些線之間距離雖然粗略不等,但無論如何,埃氏是試圖用經緯網標示地圖的倡導者。