第六章
罗马帝国时期的科学

罗马人的祖先大约与希腊人的祖先同时进入地中海地区。正当希腊古典文化的繁荣时期，罗马人已经在意大利北部建立了自己的共和制国家。罗马很像希腊的斯巴达，主要是一个农业民族。为了保护自己的土地和家园，罗马人向来崇尚武力。为了替不断增多的居民找到土地，罗马人也喜欢军事侵略。大约在公元前265年，罗马征服了整个意大利半岛，此后又向地中海其他地区扩张。为争夺海上霸权，罗马与北非的迦太基帝国进行了三次大规模的战争，史称布匿战争。战争以公元前146年迦太基的毁灭而告终。布匿战争的胜利为罗马挥师东进铺平了道路。在不到半个世纪的时间里，罗马实际上控制了整个地中海地区，广大希腊化地区被纳入罗马的版图。直到公元前30年，罗马共和国走完了它200多年腥风血雨的征战历程。虽然它的版图横跨欧亚非大陆，战功显赫，但这一时期科学文化上的建树很少。

随着军事扩张的胜利，罗马的将军们开始有了新的权力要求。共和制遭到践踏。最著名的军事统帅朱利亚·恺撒成了终身独裁官。恺撒死后，他的继承人屋大维则进一步成了罗马皇帝，罗马共和国遂成了罗马帝国。此后200年，罗马进入了比较和平稳定的时期，科学文化有一定的发展。本章主要叙述这段时期的成就。

1. 罗马性格与希腊气质

作为军事奇才和政治老手的罗马人，在科学方面却是十足的低能儿。他们的面前摆着希腊古典时代和希腊化时期留下的丰富的科学遗产，但他们却几乎没有在此基础上增添新的贡献，甚至将遗产逐步丢弃。这是科学史上值得深思的现象。

一般来说，罗马人专注于政治和军事问题，对法律、军事钻研较多，对自然科学则缺乏兴趣和热情。由于这一原因，罗马在有关军事工程和城市建设等技术问题上有不少创造发明，而对纯粹科学贡献很少。此外，还有某些内在的原因，这就是所谓的罗马人的性格。他们注重实际，不喜玄想，对待理性知识没有异乎寻常的热情，这是与希腊人完全不同的。希腊气质追求超越的理想，藐视现实的功利，对纯粹知识充满神圣的渴求，所以演绎科学才会在古代世界一枝独秀。罗马共和时代最杰出的学者西塞罗也不得不说，希腊人在纯粹数学上遥遥领先，而我们只能做点计算和测量工作。现代哲学家怀特海在评论阿基米德遇害一事时说得更清楚：“阿基米德死于罗马士兵之手是头等重要的世界变迁的象征：热爱抽象科学的希腊人在欧洲世界的领导地位，被务实的罗马人所取代……罗马人没有改进他们祖先的知识，他们所有的进步都限于工程方面细微的技术细节。他们没有梦想，因而到达不了新的视点，不能对自然力有一个更加根本的控制。没有一个罗马人是因为全神贯注于对数学图形的冥想而丧生的。” 这话点出了罗马性格与希腊气质的差别。

罗马人偏重实际的性格与东方民族有某些共同之处，罗马科学的衰落对当代中国来讲也是一个不容忽视的历史教训。

2. 儒略历的诞生

现行的公历直接来源于儒略历。所谓儒略历是以罗马统帅朱利亚·恺撒之名命名的一种历法，我国前辈天文学家将朱利亚译成儒略，故此名沿用至今。

古埃及人一直采用阳历。他们很早就发现一年的长度为365天，因此，埃及人一年12个月，每月30天，外加5天作为年终节日。虽然他们知道一年的实际天数比这要多一点（四分之一天），但保守的僧侣阶层还是坚持每年365天，这样，每四年就少了一天，1460年后才与太阳的实际位置相吻合。

希腊人的历书受希帕克斯的影响，坚持用阴历，即用月亮的周期作为历年的标准，再加上默冬周期作为太阳年与太阴月的换算规则。总的来说，希腊传统的阴历使用起来不是很方便。

恺撒征服埃及后，带回了埃及的阳历。原来的罗马使用的也是阴历，十分混乱，有时与太阳历相差几个月，以致春秋难分。亚历山大里亚的希腊天文学家索西吉斯建议恺撒改用埃及现行阳历，并且注意四年置闰一次。恺撒接受了建议，决定在整个罗马推行阳历。此历规定，每四年中前三年为平年，每年365天，第四年为闰年，一年366天。一年12个月，单数的月份31天，为大月，双数的月份30天，为小月。恺撒的生日在7月，为了体现自己至高无上的威严，他要求这个月必须是大月，天文学家于是将单月定为大月。6个大月6个小月使平年多出了一天，只能从某一个月中扣除一天。当时罗马的死刑都在2月执行，人们认为这是不吉利的一个月，所以从这个月减去一天。恺撒去世后，他的外侄孙屋大维继位，这位屋大维的生日偏偏在8月，他也要摆一摆谱，所以下令将8月定为大月，并且从8月以后双月定为大月。这样一来，一年就有7个大月，又多出一天，再从“不吉利”的2月减去一天，使它成为28天。每逢闰年，将2月加一天，变成29天。

儒略历是阳历，它比较精确地符合地球上节气的变化，对农业生产很有利，所以很受人们欢迎。公元325年，基督教罗马教皇规定儒略历为教历。实际上，儒略历并不十分精确，它以365天为一年，比实际回归年要长0.0078天。这个差别不是很大，但时间久了，就显出来了。到了公元1582年罗马教皇格里高利十三世宣布改革历法时，日期已比实际上多了10天。在儒略历的基础上，教皇颁布了新的历法，称为格里高利历。它与儒略历主要的不同有两点：一是去掉了10天，将公元1582年10月5日直接变成15日；二是逢百之年只有能被400整除的年份才算闰年。我们今日的公历就是格里高利历。我国从民国元年即1912年开始采用格里高利历，但同时保留我国自己的阴阳合历即农历。

历法的统一也是大一统国家政权有效施政管理的要求。像罗马帝国这样大的版图，命令要准确地上传下达，没有高度统一的历法是不可想象的。儒略历的诞生可以说是罗马时代比较重要的科学史事件。

3. 卢克莱修与《物性论》

卢克莱修是罗马人中对希腊文化继承得比较好的。他以其长诗《物性论》而闻名近代。该书是古代原子论唯一留传下来的文献，因此具有重要的历史意义。

卢克莱修大约于公元前99年出生于罗马，公元前55年去世，据说是因为患精神病而服毒自杀的。他是恺撒的同代人，西塞罗校订过他的手稿。《物性论》是在卢克莱修死后才发表的，当时并未引起人们的注意，直到公元1473年才又被重新发掘出来。

古代原子论经历了三个发展阶段。第一阶段是希腊古典时期，留基伯和德谟克利特首创原子论思想，对世界做一种唯物论的、机械论的解释；第二阶段是希腊化时期，雅典的伊壁鸠鲁进一步发展了原子论，并将之运用到人生哲学之中，提出了著名的享乐主义哲学。在今天的西方词汇中，伊壁鸠鲁主义被当作享乐主义的代名词。伊壁鸠鲁的哲学迎合了希腊古典文化江河日下时期希腊人的心态，有着长远的影响。

古代原子论的第三阶段是罗马时期，主要由卢克莱修加以发展。很显然，卢克莱修深受伊壁鸠鲁的影响，因为在他的时代，伊壁鸠鲁的著作有近300卷在流传。从《物性论》中也可以看出他对伊壁鸠鲁的赞颂。卢克莱修在书中不但全面叙述了原子论者的哲学立场，而且提出了某些新颖的观点，例如进化思想。

原子论思想在罗马时代的复活是不寻常的。当时宗教迷信盛行、社会精神萎靡不振，原子论断然否定神界的存在，力排一切怀疑论和消极的情绪，充满昂扬向上的精神风貌。这在罗马时代可以算是比较杰出的精神气质。

4. 维特鲁维：建筑学之鼻祖

如果说罗马人也有自己的科学的话，那维特鲁维就是最杰出的代表人物。这位恺撒大帝的军事工程师是罗马人，大约生活在公元前1世纪。他受过相当好的希腊教育，但作为罗马人，他热衷的是将希腊知识运用到实际中去。他最有名的著作是10卷本的《论建筑》。这部书一直广为流传，被称为建筑学的百科全书，维特鲁维也因此被称为西方建筑学的鼻祖。

《论建筑》共10卷。第1卷讲建筑原理；第2卷讲建筑史和建筑材料；第3卷和第4卷着重分析了希腊式神庙，包括爱奥尼亚神庙、多里亚神庙和科林斯神庙的建筑结构，讨论了其中出现的工程技术问题；第5卷谈及城市整体规划，包括公共建筑、剧院、音乐厅、公共浴场、港口等；第6卷论民居；第7卷谈居室设计；第8卷谈供水技术；第9卷论计时器；第10卷讨论一般工程技术问题，包括建筑工具如吊车的使用等问题。维特鲁维本意是想为建筑新手提供一部入门书，但《论建筑》最后写成了一部建筑学的百科全书。

维特鲁维也研究了不少天文学和数学问题，但在这方面，他表现出作为一个罗马人的不足之处。虽然他精通希腊的科学知识，并力图将它们运用到实际中去，但他的理论修养还不足以达到希腊人的水平。比如他算出的圆周率等于3.125，远不如200年前的阿基米德算得准确。

5. 塞尔苏斯与罗马医学的百科全书

罗马人在理论科学方面的工作基本上是复述希腊人的知识成就，在这方面比较突出的是塞尔苏斯。此人大约生于公元前25年，是一位罗马贵族，自小受过很好的希腊文化教育。他用拉丁文写过好几本书，向罗马人介绍希腊的科学知识，但只有关于医学的著作留传下来了，所以他以罗马医学百科全书的编写者而闻名。也有人称他为“医学上的西塞罗”，因为西塞罗是罗马众所周知的博学之士。

说他是医学上的西塞罗倒也符合事实。在漫长的中世纪，唯有拉丁书籍在知识界流传，希腊光辉夺目的知识成就被历史所湮没，只有那些有幸被罗马人用拉丁文介绍过来的希腊知识得以在人类生活中发挥作用。塞尔苏斯的医学著作虽然得自希腊人，但确实自成体系地影响了西方医学的发展，特别是外科学和解剖学。比如，他的著作中谈到了扁桃体摘除术、白内障和甲状腺手术以及外科整形术。文艺复兴时期，他的著作被医学界大力推崇，许多解剖学术语都是从他那里来的。有意思的是，近代科学形成时期的著名化学家帕拉塞尔苏斯的名字就得自塞尔苏斯。“帕拉”的意思是“超过，胜过”，“帕拉塞尔苏斯”的意思就是比塞尔苏斯更高明。可见塞尔苏斯在当时是很有影响的。

6. 普林尼与《自然志》

罗马时期另一位重要的科学人物是普林尼（又称老普林尼，以区别于他的外甥兼养子小普林尼）。他是一位博物学家，公元23年生于意大利北部的新科莫（今科莫）。12岁时赴罗马深造，学习当时流行的课程：文学、辩论术和法律。23岁时参军，在莱茵河畔指挥军队，并周游欧洲各地。他兴趣广泛，学识渊博，在战争期间亦不忘写作，同时积累了大量的自然知识。公元58年，普林尼退役回到罗马，在那里从事法律工作达10年之久。公元69年，他的朋友韦斯巴辛当了罗马皇帝，他也恢复官职，被任命为西班牙行政长官，后来又被委任罗马海军司令。公元79年，意大利那不勒斯附近的维苏威火山大爆发，附近的古城庞贝被厚厚的火山灰淹没。当时，普林尼率领的罗马舰队正驻留在那里。为了记录火山爆发的实况，普林尼独自一人上岸观察。由于待的时间太长，火山灰以及有毒气体使他窒息死亡。普林尼为了探索自然的奥秘而献出了自己的生命。

普林尼最重要的著作是37卷的《自然志》（ Natural History ）。该书发表于公元77年他死前不久，题献给韦斯巴辛的儿子、当时的罗马皇帝泰特。这部巨著是对古代自然知识百科全书式的总结，内容涉及天文、地理、动物、植物、医学等科目。普林尼以古代世界近500位作者的2000多本著作为基础，分34707个条目汇编自然知识，范围极为广博。但是，他在复述前人的观点时缺乏批判性，各种观点不论正确还是荒谬一概得到忠实反映。特别是谈到动物和人类时，许多神话鬼怪故事夹杂其中，像美人鱼、独角兽等传说中的动物也被普林尼当作真实的东西与其他生物并列。《自然志》对第二手材料的忠实，为后人研究古代人的自然知识提供了珍贵的依据，特别是在它所参照的绝大多数著作都已失传的情况下。

普林尼的基本哲学观点是人类中心论。这一哲学立场贯穿在他的《自然志》中，得到了日益兴盛起来的基督教的认同，从而大大有助于著作的流传。无论如何，《自然志》出自一位对大自然充满好奇心的人之手，它诱使人们保持对大自然的新奇感。这种对自然的好奇和关注的态度是自然科学得以发展的内在动力。

7. 罗马人的技术成就

罗马人确实不擅长理论科学，他们最多能准确转述希腊人的知识，而且即便是转述，他们做得也并不令人满意。但是，在实用技术和公益事业方面，罗马人有非常杰出的创造和伟大的业绩，这特别反映在农学、建筑工程和公共医疗方面。

罗马人比较注重医疗卫生事业，希腊医学是罗马人学习得最好的一门科学。罗马政府在每个行省都设有医疗中心。城市有医院，还有医学院，由政府给医学教师发薪水。只是到了罗马帝国后期，骄奢淫逸的罗马人才开始淡化医生职业的神圣性。医生通常不再亲自动手，而是让奴隶们去为病人做手术，自己则在一旁监督。这样一来，医学的发展就自然停止了。

版图广大的罗马帝国为了巩固自己的统治，很重视交通运输业、通信事业的发展。罗马人以首都罗马为中心，建立了通往各行省的公路网。罗马城内主要街道都用石子铺就，而公路网上遇河架桥、逢山凿洞，表现出了高超的工程技术水平。罗马人的引水渠工程尤其著名。为了给越来越多的城市人口供水（到公元1世纪时，罗马城的居民可能达到了100万），罗马政府从水源处开始兴建引水渠到市内。据说，罗马城附近的引水道有近200千米长，引水道进入低洼地带便架桥，还采用了虹吸技术。

罗马的公共建筑也不亚于希腊建筑。它们规模宏大、结构坚固，用的是大理石和罗马人自己发明的速凝混凝土。最著名的建筑物有万神庙和圆形竞技场。万神庙是罗马皇帝哈德良于公元120年至124年建造的。它的屋顶是圆的，直径达42米。前门由两排16根列柱支撑，带有希腊式神庙的建筑风格。罗马可里西姆大圆形竞技场建于公元72年至80年，直径180米左右，四周是四层高高的看台，据说可容纳5万人观看奴隶角斗。除了神庙和竞技场，罗马的公共建筑还有凯旋门、纪功柱、公共浴场等。罗马统治者以各种各样的建筑形式表现他们的赫赫战功和奢靡排场。

罗马是一个农业民族，以农立国，因此对农业科学比较重视。许多行政长官都写过农学著作。公元前180年，罗马首席执政官卡图发表了《论农业》。公元前37年，大法官瓦罗发表了《农业论》。瓦罗是一位著名的拉丁语作家，据说正是他开创了罗马时代的百科全书式写作传统。塞尔苏斯和普林尼实际上是追随他的脚步。他最先将学问划分为九科：文法、修辞、逻辑、几何、算术、天文、音乐以及医学、建筑。最后两门没有为中世纪的学者所接受，故在中世纪流传的是“学问七科”“七艺”的说法。瓦罗以后，还有不少罗马人写过农学著作，足见罗马人对农业和农学的重视。