吳國盛：世界上最古老的文明—東方四大古老文明之「美索不達米亞」篇
吳國盛
「科學的歷程」微信公眾號主編；北京大學哲學系教授、博士生導師，科學史與科學哲學研究中心主任。
導讀
西方第一個哲學家泰勒斯只留下了一句話：「萬物源於水」——這句相當費解的話使他成了西方科學和哲學的鼻祖。從字面上看，這句話顯見是成問題的。但若說生命源於水，又把萬物都理解成有生命的，那麼說萬物源於水就相當正確了。原始生命正是從海洋中誕生並逐步進化到人類這樣的高級生命，而且任何脫離了海洋的陸地動物都不可能長時間離開水而生存下去。在這裡，我們將看到，水也是人類文明的哺育者。正是在幾個大河流域，孕育出了最早的發達文化。人類在這些古老文明的基礎上，把自已推向更燦爛輝煌的科技時代。
《科學的歷程》正在連續推出吳國盛教授所撰寫的東方的四大古老文明，即埃及，美索不達米亞，印度，中國。
◆◆◆ ◆◆
世界上最古老的文明發源於幼發拉底河和底格里斯河流域，在今天的伊拉克境內。希臘人稱之為美索不達米亞，意思是兩河之間的地方。在公元前數千年的漫長歷史中，有好幾個民族依次成為這裡的主人，創造和繼承了高度發達的文明。遠在公元前5000－4000年，在兩河下游地區就有蘇美爾人定居。蘇美爾文化在公元前2250年達到頂峰。公元前21世紀，蘇美爾人的帝國被外族所滅。公元前19世紀中期，地處兩河中部的巴比倫王國興盛起來，開創了美索不達米亞文明的第二階段。巴比倫人中最有名的是他們的國王漢謨拉比，他創製了一部以他自己名字命名的法典，史稱漢謨拉比法典。公元前1650年，巴比倫帝國被蠻族入侵。大約在公元前1300年，底格里斯河上游的亞述人開始掘起。到公元前8至7世紀，其帝國達到鼎盛時期，這是美索不達米亞文明的第三階段。亞述帝國於公元前612年被迦勒底人推翻，美索不達米亞文明進入最後階段。這個階段通常稱新巴比倫時期。迦勒底人建都巴比倫，復興巴比倫文化，但不到100年就於公元前539年被波斯人征服。公元前330年，亞歷山大大帝征服了美索不達米亞，希臘將領塞琉古統治該地區，自那以後直到公元前1世紀，史稱塞琉古時期。美索不達米亞的政治史終結了，但科學文化史卻一直延續到了公元3世紀。蘇美爾人、巴比倫人、亞述人和新巴比倫人（迦勒底人）共同創造了美索不達米亞的文明，有時人們也將之統稱為巴比倫文明。
早在公元前3500年左右，蘇美爾人就發明了象形文字，後來發展成表意和指意符號。到公元前2800年左右，象形文字基本成形，被稱為鍥形文字。因為這種文字往往刻在磚、石或泥板上，筆畫呈鍥形，故而得名。中文又譯「釘頭字」或「箭頭字」。蘇美爾人發明的這種文字後為巴比倫人、亞述人、波斯人所採用。有許多刻在泥版上的鍥形文書流傳到了現在，同埃及紙草一樣，是追溯古老文明史的珍貴材料。
古代美索不達米亞地區有著極為發達的天文學，許多學者相信，這是因為那裡的占星術極為盛行的緣故。近百年來的文獻考證更揭示出，在公元前的最後幾個世紀即塞琉古時期，美索不達米亞出現過高度發達的數理天文學體系，堪與同時代的希臘數理天文學媲美。
美索不達米亞同埃及一樣很早就發展了農業，但自然條件與埃及很不一樣。在埃及，尼羅河定期泛濫，相當規律，因此埃及人的天文學也相對較為簡單。在美索不達米亞，底格里斯河和幼發拉底河河水的漲落並不規則，確定一年四季全靠天象觀測；此外，這裡因缺乏天然屏障，外族頻繁的入侵，也使當地居民的精神生活蒙上了一層悲劇的色彩。埃及人處世泰然、心平氣和，而美索不達米亞人則陰鬱消沉、疑神疑鬼，他們發達的占星術顯然來自這種精神狀態，而他們對天象的細緻觀測又使他們極大的發展了天文學。
▲ 巴比倫泥板上的天象解說圖
大約在公元前4000年，蘇美爾人就發明了陰曆曆法，以月亮的虧盈現象作為計時標準。到公元前2000年左右，他們已將一年定為12個月，大小月相間，大月30日，小月29日，一共354天。為了與回歸年相吻合併將每年的第一天固定在春分時節，他們發明了置閏方法。很長一段時間，置閏無一定規律，由國王根據情況隨時決定。到了公元前500年，開始有固定的置閏規則。開始是8年3閏，後是27年10閏，最後於公元前383年定為19年7閏。這個19年7閏規則即著名的默冬周期，是由古希臘天文學家默冬於公元前432年宣布的，不過，美索不達米亞地區在那時實際上已經開始使用了。
美索不達米亞空氣清朗，夜空繁星密布。僧侶們日復一日、年復一年的觀測，並在泥板上記下他們的觀察結果。早在公元前2000年，他們就發現了金星運動的周期性，至於太陽在恆星背景下的周年視運動自然早就知道。如果我們經常觀察夜空的話就可以發現，夏夜天空的星星分布與冬夜是不同的。夏天納涼時我們可以看到銀河以及居銀河兩岸的牛郎星和織女星，而冬季的夜晚則可以看到天空最亮的恆星天狼星以及獵戶座。這是因為，我們永遠只能看到背對太陽那面天空的星星（白天被太陽光所籠罩），而由於地球有公轉，故不同的季節，背對太陽的那面天空也不一樣。在旭日方升的時候，人們可以看到太陽在恆星背景上的位置，這樣也就能知道，太陽的位置是周年變動的。太陽在恆星背景下所走的路徑，天文學上叫做黃道。古代美索不達米亞人早已經知道了黃道，並將黃道帶劃分成12個星座，每月對應一個星座。每個星座都按神話中的神或動物命名，並用一個特殊的符號表示，它們是：
這套符號沿用至今，形成了所謂黃道十二宮，是占星術的常用術語。當時的春分點恰在白羊宮，故在天文學上一直用白羊宮的符號表示春分點，雖然今日實際春分點已處在雙魚座，人們還是沿用了當初的符號。美索不達米亞人的計時方法對後世產生了很大的影響，例如將圓周分成360度，1小時分成60分，1分為60秒，以7天為1星期等，就沿用至今。
美索不達米亞最重要的天文學成就是編製了日月運行表，從表中可查出太陽月運行度數（以天球坐標計）、晝夜長度、月行速度、朔望月長度、連續合朔日期、黃道對地平的交角、月亮的緯度等。特別值得一提的是，使用日月運行表計算月食極為方便。目前發現的最早的日月運行表，是公元前311年的。當然，在此之前很久，美索不達米亞人就可以預測月食了。一般還認為，遠在公元前600年左右時，迦勒底人就已經發現了223個朔望月為一個日食周期。日食是因月球正好處於日地之間，而月食是地球正好處在日月之間造成的，這兩種現象都只有在日月軌道相交點的地點才有可能發生，並且還必須恰好太陽和月亮都在這個交叉點上，也就是月亮處在朔（月亮在日地之間）或望（地球在日月之間）的時候。太陽在天空中的視軌道稱為黃道，月亮的視軌道稱為白道，它們的軌道交點稱為黃白交點。太陽兩次經過同一個黃白交點之間的時間稱為一個交點年。月亮兩次經過同一個黃白交點之間的時間稱為一個交點月。一個交點年的長度是346.62天，交點月的長度是27.21天，朔望月的平均長度是29.53天。這三個數字的最小公倍數差不多是6585.5天，也就是差不多223個朔望月，242個交點月，19個交點年。這個周期就是巴比倫人所發現的沙羅（Saros音譯，巴比倫文中是「恢復」的意思）周期。它可以用來預測日食。比如2009年7月22日在我國長江流域發生日食，那麼19年之後的2028年7月22日也會有日食發生，不過觀食地點和食的類型會有所變化。沙羅周期的發現標誌著相當高的天文學水平。
從考古發掘的泥板文書中，我們可以發現，美索不達米亞人有著更為豐富的數學知識。大約在公元前1800年，巴比倫人就發明了60進位的計數系統。他們有進位制的概念，但沒有表示零的記號，因此計數系統並不完善。他們會做加減乘除四則運算，其中除法是通過將除數化成倒數來完成的。在出土的泥板文書中，有不少倒數表。
巴比倫人知道如何解一元二次方程。泥板文書中記載過一個基本的代數問題，即求一個數，使它與其倒數之和等於一個已知數，用現代公式表示就是
這表明他們已知道了二次方程的求根公式。不過他們沒有負數概念，只求正根。在公元前1600年的一塊泥板上，記下了許多畢達哥拉斯三元數組（即勾股數組），取值方法是令ａ＝ｕ2－ｖ2，ｂ＝2ｕｖ，ｃ＝ｕ2＋ｖ2，其中ｕ，ｖ是任取正整數，這樣可得出ａ2＋ｂ2＝ｃ2。據考證，此取值方法與希臘代數學家刁番都的方法相同。
巴比倫人的幾何略遜代數一籌，許多幾何問題都被化為代數問題處理。在求圓面積時，他們用3代替π，在另外的場合又用
像埃及人一樣，巴比倫人雖然天文觀測上積累了相當豐富的經驗知識，但他們的宇宙論卻依然籠罩在神話的氣氛中。對宇宙結構和起源的總體構思，尚未同日常的經驗觀察密切關聯起來。巴比倫人設想地是浮在水上的扁盤，而天是一個半球狀的天穹覆蓋在水上。天地都被水所包圍，水之外是眾神的居所。天上的星星和太陽都是神，每天出來走一趟。由於他們決定著世間的命運，所以他們的行蹤即天體的運動尤其值得注意。占星術正是從天體軌跡中推測人間禍福，故而受到極大的尊崇。在巴比倫的許多圖書館裡，都藏有大量占星術著作。
美索不達米亞的醫學很不起眼，現存泥板文書中沒有比公元前十世紀更早的醫學文獻。但漢漠拉比法典中曾經提到，如外科手術失敗則砍掉醫生的手，這就表明那裡古代就有醫生行業，而且不全是巫醫。
美索不達米亞最值得一提的技術成就是它的冶鐵術和城市建設。大概在新石器時代，原始人類就在打制石器的過程中發現了天然的金屬。金、銀、銅可能是最先被發現的，因為它們在自然界中可以單體的方式存在。在新石器時代後期，由於天然銅即紅銅也被用來作為工具，故出現了一個金石並用時代。紅銅雖然便於打制，但不夠堅硬，後來人們在長期的冶煉實踐中發現，在銅中加入錫可增加銅的硬度。銅錫合金即青銅的使用，標誌著人類進入了一個新時代。在美索不達米亞，大約在公元前4000年就已開始應用青銅鑄件。
鐵器的出現是更為重要的科學史事件，因為鐵的用途比銅更廣，地球上鐵礦石也豐富得多。自然界中沒有作為單體的鐵，只有偶爾從天上掉下來的隕鐵是單體。不過隕鐵量少，而且大部分被作為聖物。要得到鐵，必須從鐵礦石中提煉。最早的煉鐵術是赫梯人發明的，到了大約公元前1500年即已相當普及。考古學家曾發現過一封埃及國王公元前1250年寫給赫梯國王的信及回信，信中要求赫梯人供應鐵，回信中答應給一把鐵劍，並要求用黃金交換。這表明當時埃及用鐵不多，相反在美索不達米亞地區已相當普遍。大約在同一年代，亞述人也從赫梯人那裡學習了先進的冶鐵技術。用鐵製造的武器堅硬而又鋒利，它造就了強大的亞述帝國。在考古發現的公元前8世紀的亞述宮殿中，發現有大量各式各樣的鐵制工具和武器，表明亞述人已經進入了鐵器時代。要知道，到今天為止，人類還可以說處於鐵器時代，鋼鐵產量依然是一個國家國力的象徵，而3000多年前，美索不達米亞人就已率先走進了這個文明時代。
古代美索不達米亞人很早就建立了城市，而且非常注重城市的建設。當時的巴比倫城有用石板鋪成的寬闊馬路，而且設有地下水道。新巴比倫城城牆有三道。主牆每隔44米就有一座塔樓，全城共有300多座塔樓。據希羅多德記載，該城有100多座城門，城門的門框和橫樑都用銅鑄造。城門高達12米，城牆和塔樓上鑲嵌有許多浮雕。城內有許多巴比倫的傳統建築塔廟。塔廟由一層層檯子堆壘而成，供奉神的廟宇建在最頂層。高台周圍有斜橋和階梯。巴比倫的塔廟建築從公元前3000年就已出現。新巴比倫城內還有富麗堂皇的王宮，王宮的旁邊是號稱世界七大奇觀之一的巴比倫空中花園。該花園是當時的國王尼布甲尼撒為他的一位過慣了山村生活的外國寵妃而建的。在人工堆起的小山頂上，一層層栽種著各種植物和花卉，頂上有灌溉用的水源和水管。由於人工小山平地拔起，遠看花園彷彿懸在空中。新巴比倫城中最高的建築物是巴別塔。該塔始建於公元前3000年，後歷經戰火，毀而又修，修而又毀，如今只剩一堆瓦爍殘桓。在新巴比倫時期，它曾被修整一新。希羅多德遊覽過這裡，他寫道：
「在這個聖城的中央，有一個造得非常堅固，長寬各有一斯塔迪昂的塔，塔上又有第二個塔，第二個塔上又有第三個塔，這樣一直到第八個塔。人們必須從外面循著像螺旋線那樣地繞過各塔的扶梯走到塔頂的地方去。在一個人走到半途的時候，他可以看到休息的地方，這裡設有座位，而到塔頂上去的人們就可以在這裡坐一會兒休息一下。在最後的一重塔上，有一座巨大的聖堂，聖堂內部有一張巨大的、鋪設得十分富麗的卧床，卧床旁邊還有一張黃金的桌子。……神常常親自下臨到這座聖堂並在這個床上安歇。」
這段讚詞被刻在一塊古碑之上，後人從通天塔旁邊的馬都克神廟內找到了這塊古碑。它真實的描繪了這座古老的建築奇觀。
美索不達米亞與埃及不一樣，非常缺乏岩石，但擁有豐富的瀝青和高明的燒磚技術。中東盛產石油，瀝青常常從地面上天然滲出，是天然的建築材料，所以當地的建築大都用磚和瀝青構築。聰明的美索不達米亞工匠們建設了當時世界上最雄偉氣派、最富麗堂皇的城市。
原刊載於《科學的歷程》
版本信息：
第一版：湖南科學技術出版社，1995年12月，責任編輯：李永平
第二版：北京大學出版社，2002年10月，責任編輯：張鳳珠
第三版：湖南科學技術出版社，2013年8月，責任編輯：雷蕾
責任編輯 劉小編
本文來自科學的歷程 轉載請聯繫本公眾號
推薦閱讀：
※作為一個文明人網上被罵了該怎麼辦？
※【@文明蕭縣 上榜全國十大文明辦微博】
※格鬥文明時代何時到來？我們應當樹立格鬥的正確認知
※銀行文明服務禮儀培訓
※90分鐘中國古代科技與文明