摘要：文章主要通過阿基米德的數(shù)學與力學工作、安提凱希拉裝置的設計與制造，以及人體生理學的興起三大案例來說明，希臘化時代科學與技術之間存在密切的互動。作為這一互動的結果，在傳統(tǒng)的理論研究與應用研究之間出現(xiàn)了新型的應用性理論研究，突出表現(xiàn)為機械力學的發(fā)展，后者在一定程度上已成為希臘化時代理解自然并指導技藝的“實驗哲學體系”。

關鍵詞：希臘化科學 機械力學 阿基米德 安提凱希拉裝置 亞歷山大里亞的醫(yī)學 科學與技術

科學與技術之間的關聯(lián)，向來是科學史上一個迷人的話題。技術活動系統(tǒng)接受科學理論的指導，只是近兩個世紀才發(fā)生的事實。像19世紀的電力和化工技術，以及20世紀的信息和生物技術，都離不開電磁學、化學、量子物理學和分子生物學的發(fā)展。而在此之前，技術實踐很大程度上是獨立于科學探索的。18世紀中葉至19世紀初葉的工業(yè)革命，其核心技術，鋼鐵、煤炭和蒸汽機，主要是人們在實踐活動中摸索出來的；蒸汽機的改進，也只是間接受到當時關于氣體和熱學研究的影響。大體說來，在19世紀以前，科學和技術仍然是兩大獨立的傳統(tǒng)[路甬祥2001，頁17-24]。

盡管如此，在近代早期的科學革命時代，已有大量跡象表明，科學與技術只要聯(lián)起手來，就能彼此獲益。關于這一點，只要看看17世紀科學儀器諸如望遠鏡、顯微鏡、氣壓計、空氣泵、起電機、溫度計的發(fā)明就夠了。依靠望遠鏡，伽利略發(fā)現(xiàn)了月球山、木星衛(wèi)星和太陽黑子，從而顛覆了亞里士多德關于月上界完美無缺的概念；依靠顯微鏡，馬爾比基（M.Malpighi）和列文虎克（A.VOflLeeuwenhoek）發(fā)現(xiàn)了連接動脈血和靜脈血的毛細血管網(wǎng)；空氣泵等其他工具的發(fā)明，則迎來了氣體力學、熱學、化學、電學、光學等實驗學科的發(fā)展，并預示著科學指導技術時代的來臨。

科學革命時代是科學與技術的互動已現(xiàn)端倪的時代，不過這在人類文明史上并非沒有先例，其中最突出的先例就是希臘化時代。這一點其實并不奇怪?？茖W革命的核心性成就，要么是推翻希臘化時代的科學理論，包括行星天文學的本輪一均輪體系和人體解剖學中的血液運行模式，要么是復興或拓展希臘化時代的科學理論，比如阿里斯塔克的日心體系和阿基米德的靜力學理論。希臘化時代的科學是希臘科學發(fā)展的高峰，希臘科學能達到這個高度，自然離不開其強大的技術傳統(tǒng)。科學是用理性和經驗的手段來認識世界，而技術則是我們感官和肢體的延伸。

本文的目標，并非系統(tǒng)羅列希臘化時代科學和技術的各項成就，而是想用若干突出的實例來表明：在希臘化時代，科學和技術之間的聯(lián)系遠遠超出了人們預想的程度。在我們的印象中，似乎希臘科學更貼近哲學傳統(tǒng)，而非技術傳統(tǒng)。這里我想表明，希臘化時代的科學是介于哲學和技術之間的一項獨特的人類活動，它更多地是從技術活動中汲取營養(yǎng)。希臘化時代科學與技術的互動，突出表現(xiàn)為應用性理論研究特別是機械力學（mechanics）和人體生理學的興起。希臘化時代的機械力學涵蓋純粹與應用力學，前者探討物體的運動與平衡，后者包括各種機械制造的技藝。在某種程度上，機械力學已成為希臘化時代理解自然并指導技藝的“實驗哲學體系”。

一、斷代史概述

所謂希臘化時代，一般是指從亞歷山大大帝之死（323BC）到羅馬帝國崛起（30BC）這一時段，時間跨度約三個世紀；希臘化文明的地域范圍主要包括希臘、馬其頓、小亞細亞、敘利亞和埃及等地中海沿岸區(qū)域。希臘化時代是希臘科學離開本土而向地中海周邊傳播，并在亞歷山大里亞、敘拉古、帕加蒙、安條克等城市落戶的時代。

亞歷山大里亞是希臘化文明的中心，自然也是希臘化科學與技術的中心。亞歷山大里亞的科學活動，主要依托圖書館（Library）和繆斯學園（Museum）兩大機構，前者大約建于托勒密一世在位期間（304BC-285BC），后者一般認為是公元前280年前后托勒密二世即位初期所建?？娝箤W園是一個以亞里士多德的盧克昂學園為藍本的科研和教學機構，籌建者乃亞里士多德的弟子斯特拉圖（Strato of Lampsacus，290 BC）。與盧克昂相比，繆斯學園主要是一個研究而非教學機構，學園內設有天文臺、動物園、植物園和解剖室；繆斯學園的學者享有國家薪俸，不用依靠教學來維持生計。該學園維持了六個多世紀，不過全盛時期則是其最初的一個多世紀。

公元前3世紀，幾乎當時所有的重要科學家都與這座學園結下了不解之緣。簡要提一下他們的名字或許是必要的：歐幾里得（Euclid，300 BC），《幾何原本》的撰寫者；阿里斯塔克（Aristarchus of Samos，275 BC），日心說的建立者、日地月相對大小和相對距離的測量者；克特西比烏（Ctesibius ofAlexandria，270 BC），壓力泵、機械水鐘等眾多機械的發(fā)明者；希羅菲洛斯（Herophilus of Chalcedon，270 BC），人體解剖學之父；埃拉希斯特拉塔（Erasistratus of Ceos，260 BC），人體生理學之父；阿基米德（Arichmedes of Syracuse，287-212BC），古代偉大的數(shù)學家、力學家和發(fā)明家；埃拉托色尼（Eratosthenes of Cyrene，225BC），地球周長測量者；阿波羅尼（Apollonius of Perga，210BC），圓錐曲線研究者和行星運動的本輪-均輪模型的創(chuàng)立者；菲羅（Philo of Byzantium，200BC），機械發(fā)明家。透過這份名單，我們可以看出，希臘化時代的科學和技術都達到了前所未有的高度。

公元前2世紀，希臘化科學面臨著不確定的命運。伴隨著羅馬的擴張，希臘化文明的中心城市相繼陷落：公元前212年，羅馬占領了敘拉古；公元前146年，羅馬摧毀了迦太基；公元前133年，帕加蒙王國并入羅馬。羅馬人雖然不像后來的基督徒那樣敵視科學，但他們對科學并無熱情。與此同時，埃及的托勒密王朝也越來越埃及化，以致當時最偉大的天文學家希帕克（Hippachus of Nicaea，135BC）及其弟子波希多尼（Posidonius of Apamea，80BC）都不得不避居羅德斯島。公元前86年，羅馬執(zhí)政官蘇拉洗劫了雅典；公元前31年，屋大維在亞克興角（Actium）擊敗安東尼和克里奧帕特拉，希臘化時代宣告結束，地中海成了羅馬的內湖。在羅馬帝國早期（30BC一285AD），昔日這些希臘化科學的中心基本上失去了創(chuàng)造力，不過總體上還能維持一個高水準的理解和鑒賞力。公元2世紀，托勒密（Ptolemy of Alexandria，150AD）和蓋倫（Galen of Pergamum，180AD）分別總結了希臘化時代天文學和醫(yī)學的成果，成為希臘化科學成就的集大成者。

今天我們提起希臘化科學家，一般都會想起阿基米德、托勒密和蓋倫這三個人。不過，與阿基米德相比，后兩者的形象要黯淡得多。在今日的中小學教科書中，阿基米德的成就仍然占據(jù)相當大的篇幅，但托勒密和蓋倫的理論早已成了古董?，F(xiàn)代科學的誕生，在很大程度上得益于用阿基米德的方法來推翻托勒密的天文學體系和蓋倫的血液運行模式。再者，托勒密和蓋倫很大程度上是知識的綜述者而非原創(chuàng)者。蓋倫的人體解剖學，主要是繼承希羅菲洛斯和埃拉西斯特拉塔的解剖學成果；托勒密的天文學，主要是繼承阿波羅尼和希帕克的本輪一均輪體系。下面，我將通過阿基米德的數(shù)學與力學成就、阿波羅尼一希帕克的行星運動模型，以及希羅菲洛斯和埃拉西斯特拉塔的人體解剖學來說明：希臘化時代的科學與技術之間存在著緊密聯(lián)系，并且其程度與近代早期相比一點也不遜色。

二、偉大的阿基米德

在科學史上，阿基米德不僅可與伽利略和牛頓比肩，更是伽利略和牛頓的先驅和導師。阿基米德的貢獻，大家都耳熟能詳。在數(shù)學上，他用窮竭法求出了多種曲邊圖形的面積和曲面立體的體積，前者如圓、拋物弓形、球面和螺線相鄰兩圈之間面積，后者如圓柱、球缺、三角錐、旋轉拋物面、旋轉雙曲面和旋轉橢球面的體積；在機械力學上，他發(fā)明了水力推動的行星儀、螺旋提水器、大型起重機、巨型投石器和操縱船體下水的滑車，甚至傳說他曾利用拋物鏡聚焦原理燒毀了入侵的羅馬戰(zhàn)艦；與此同時，他還專注于重心和平衡問題，發(fā)現(xiàn)了杠桿原理和浮力定理，從而奠定了靜力學的基礎。在人類歷史上，阿基米德是第一個將數(shù)學方法和技術手段結合起來以尋求物理學原理的科學家。

阿基米德對工程的興趣，顯然與其在亞歷山大里亞的求學經歷相關。大約10歲左右，阿基米德就被送到這里學習，與亞歷山大里亞工程學派的奠基人克特西比烏年齡相仿，后者可能出任過繆斯學園的主持人?？颂匚鞅葹醯闹鳑]有傳承下來，但他的工作通過菲羅和希羅（Hero ofAlexandria，60 AD）而為人們所知：他改進了水鐘，發(fā)明了水風琴，發(fā)現(xiàn)了空氣的彈性并試圖利用壓縮空氣來制造水槍甚至弩炮。阿基米德對機械的研究，無疑源自亞歷山大里亞的工程研究傳統(tǒng)。他所發(fā)明的螺旋提水器，就是為了幫助埃及居民解決提水澆地的困難。

除實用機械外，阿基米德還發(fā)明了天文學測量所用的十字測角器和用水力推動的演示日月行星運行的天象儀。據(jù)傳這臺行星儀能夠準確預報日月食，但我們不清楚這臺行星儀的工作原理。當時行星運動的本輪一均輪模型尚未建立，合理的推斷應該是基于地心的同心球運動模型。阿基米德在亞歷山大里亞的求學歲月，正值阿里斯塔克科學生涯的鼎盛時期。阿里斯塔克的日心說，可以說是希臘化時代最有創(chuàng)見的天文學理論。日心體系是古希臘天文學從同心球體系到偏心輪體系的過渡環(huán)節(jié)，它是為解決同心球體系所面臨的困難，特別是為解釋行星亮度變化問題而發(fā)展起來的。不完整的日心說最初是柏拉圖的弟子和友人赫拉克利德（Heraclides ofPontus，330 BC）提出來的，在他的模型中，地球自轉，水星和金星繞日轉動。而在阿里斯塔克的模型中，所有行星包括地球皆繞太陽公轉，同時地球還繞軸自轉。我們不清楚阿基米德是否贊同日心體系，但他是這一理論的最早記錄者。在《數(shù)沙者》（TheSandReckoner）這部著作中，阿基米德寫道：

您（國王吉倫[Gelon]）知道，所謂“宇宙”，不過是大多數(shù)天文學家對天球的稱謂，其中心即地心，其半徑即日地中心的直線距離。這是您從天文學家那里通常聽到的說法。但阿里斯塔克寫過一本書，提出了若干假設，并根據(jù)這些假設推斷出，我們的宇宙比天文學家所說的“宇宙”大好多好多倍。他的假設是：恒星和太陽固定不動，地球繞太陽做圓周運動，太陽處在該圓周區(qū)域的中央，恒星處在離太陽的同一個距離上，恒星天球是如此巨大，以至于地球繞日軌道離恒星的距離，差不多就是恒星天球的中心到球面的距離。[Heath 1913，p.302]

當然，阿基米德首先是一個數(shù)學家，是歐幾里得的弟子。阿基米德的幾乎所有數(shù)學著作，包括《論球體和圓柱體》、《圓的度量》、《拋物線求積》、《論螺線》、《論錐體和橢球體》等，都是用《幾何原本》的風格寫成的，也就是說，從若干定義和公理出發(fā)，運用演繹的方法來證明一條條定理。盡管如此，阿基米德絕不僅僅是一位數(shù)學家。他還是一位理論力學家，是人類歷史上首位用數(shù)學方法來探討物理和機械原理的科學家。在阿基米德那里，力學原理是聯(lián)系數(shù)學發(fā)現(xiàn)和機械設計的紐帶。阿基米德的力學著作，包括《論平面的平衡》、《論杠桿》和《論浮體》，也是嚴格按照公理方法來編排的。阿基米德所建立的重心定理、杠桿原理和浮力定理，無疑都來自具體的工程問題，但在上述著作中，他為這些力學成果給出了嚴格的幾何論證。

事實上，阿基米德的數(shù)學工作和力學工作是密不可分的。對于數(shù)學和力學成果，阿基米德明確區(qū)分了發(fā)現(xiàn)的方法和證明的方法。阿基米德的一系列數(shù)學成果，特別是用窮竭法來求各種圖形和立體的面積和體積，往往是借助力學原理來發(fā)現(xiàn)的。這方面最突出的實例，就是利用杠桿原理來求拋物弓形的面積【克萊因1979，頁124-125】。整個論證的核心，是將面看成是線段的集合，同時將線段和面看成是有重量的，并且其重量分別正比于長度和面積。據(jù)此，阿基米德得出，拋物弓形的面積為其內接三角形面積的4/3。

如果不是阿基米德著作的羊皮紙古抄本C的發(fā)現(xiàn)，我們實在想象不到阿基米德會將數(shù)學與力學結合得如此緊密。阿基米德著作一共有3個9-10世紀拜占庭學者的古抄本，通常稱之為古抄本A、B和C。抄本A包括《論平面的平衡》、《拋物線求積》、《論球體和圓柱體》、《圓的度量》、《論螺線》、《論錐體和橢球體》和《數(shù)沙者》共7部著作，抄本B包括《論平面的平衡》、《拋物線求積》和《論浮體》這3部著作，抄本C包括《論平面的平衡》、《球體和圓柱體》、《圓的度量》、《論螺線》、《論浮體》、《方法》和《十四巧板》，其中《方法》和《十四巧板》是其他兩個抄本所沒有的。古抄本A和B現(xiàn)已失傳，B抄本的最后一次出現(xiàn)是1311年羅馬北部的維泰博圖書館，A抄本的最后一次現(xiàn)身是在1564年意大利人文學者的圖書館，C抄本是唯一一部保留至今的古抄本。

C抄本可謂命運坎坷。它在12世紀被基督教徒刮去文字、打亂、對開裝訂之后，用來書寫祈禱文，損毀非常嚴重。1906年，它被丹麥古典學者海伯格（J.L.Heiberg）發(fā)現(xiàn)于君士坦丁堡附近的一所東正教修道院中。海伯格大約解讀了2/3，包括阿基米德致埃拉托色尼的信，即《方法》，并拍下了照片。正是通過《方法》這部著作，我們才知道阿基米德是用杠桿原理來發(fā)現(xiàn)拋物弓形面積的。1920-1930年代，c抄本在希臘與土耳其的戰(zhàn)爭中失蹤，神秘地流落到巴黎一位藏家手中。1998年，這本羊皮書出現(xiàn)于紐約克里斯蒂拍賣行，被一位神秘買家以200萬美金買走，并委托巴爾的摩華爾特藝術博物館進行修繕和研究。此時的羊皮書，較之海伯格見到的樣子，毀損更為嚴重。比如在其57對開頁正面，在原來覆蓋阿基米德《方法》的祈禱文上，又被人覆蓋上了一幅厚厚的經書抄寫者插圖，以致當代研究者不得不利用斯坦福線性加速器的同步輻射源，借助x射線熒光圖像顯示出頁面上的鐵元素分布圖，我們才能讀到插圖背后的阿基米德文本[內茲、諾爾2008]。原本用物理學方法（杠桿原理）發(fā)現(xiàn)的數(shù)學定理，居然要用現(xiàn)代物理學手段（包括紫外熒光、多光譜成像、共焦顯微鏡，甚至同步輻射源）才能閱讀，歷史真是吊詭！

三、神奇的安提凱希拉裝置

1900年復活節(jié)，一群潛水員在安提凱希拉海域——伯羅奔尼撒半島與克里特島之間的海峽——發(fā)現(xiàn)了一首古代沉船，希臘政府隨后對該沉船遺址組織了大規(guī)模的海底考古發(fā)掘。沉船遺址在海面以下40米左右，年代被斷定為公元前80-60年。作為這次考古發(fā)掘的文物之一，安提凱希拉裝置剛出水時不過是82塊青銅殘片，其中僅有7片帶有刻度或肉眼可見的銘文，當時的考古報告推斷“這架奇怪的青銅機器”可能具有某種天文用途，有人推測它可能是一個星盤。1970年代，科學史家普賴斯（Derek Price）等人借助x射線分析來解讀青銅銘文，初步確認它是一臺機械計算裝置，可以用來計算日歷和相關天象。不過，大部分銘文尚未得到解讀，關于它的齒輪結構仍然處于猜測之中。直到2005年，希臘國家考古博物館啟動“安提凱希拉裝置研究計劃”（AMRP），復原工作才取得巨大進展。如今，人們終于確認，它是迄今所發(fā)現(xiàn)的最古老的天文計算儀[寧曉玉2010]。

AMRP借助于先進的表面成像技術和計算機斷層掃描技術，解讀了殘片上大約95%的銘文字符，從而使可認字符數(shù)從1000個左右增加到2160個以上。在此基礎上，AMRP對于該裝置的齒輪結構提出了更合理的解釋，并給出了該裝置的復原圖。根據(jù)他們的研究結果，該裝置原先裝在一個寬1.9米、后1米、高3.15米的大木箱中。它的正面是一個黃道盤，能夠演示一年365天中太陽和月亮在黃道的位置和月相，甚至可能演示五大行星在黃道的位置，閏年還可以置閏。它的背面上部是一個默冬盤，演示的是太陽年與太陰年換算的默冬周期——19個回歸年與225個朔望月長度相等，這是現(xiàn)今仍然采用的19年置7閏的由來。背面下部是沙羅盤。沙羅周期（223個朔望月）是日地月回到同一相對位置（包括月球與黃道的交點、月地距離和月相三者）的周期，因此也就是日月食的周期。由于沙羅周期為6585+1/3天，沙羅盤內還有一個附屬的輪轉盤（exeligmos），即3倍沙羅周期，用以調整見食時間。

安提凱希拉裝置最神奇的部分是它的齒輪結構。根據(jù)AMRP模型，其齒輪結構應該有37個齒輪，而出土的青銅殘片中只有30個，這意味著有7個遺失了。安提凱希拉裝置是用來計算日月以及五星的表觀運動的，包括太陽和月亮的不均勻運動。利用齒輪系來實現(xiàn)行星的勻速圓周運動相對比較容易，乘除法可用嚙合齒輪的齒數(shù)比，加減法可以通過將一個轉動的齒輪固定在另一個轉動的齒輪上（即利用本輪一均輪體系）來實現(xiàn)，困難的是如何通過齒輪系來實現(xiàn)變速運動。1970年代，普賴斯曾設想安提凱希拉裝置使用了差速齒輪系，但這一說法未能使人信服。AMRP模型則指出，該裝置是用一個非常精巧的方法來實現(xiàn)月球的不均勻運動的，這就是它的銷槽嚙合齒輪系[Freeth et al，2006]。

如圖所示，k₁和k₂是月球齒輪系中用到的兩個齒輪，固定在齒輪e₃的平面上，但兩者的固定軸略有偏移，相差1.1mm。齒輪e₃可以說是k₁和k₂的本輪平臺，其角速度為ω=-（ω_s-ω_a）（負號表示順時針轉動，ω_s和ω_a分別為一年內恒星月數(shù)和近點月數(shù)）；k₁的角速度為ω_s，因此其相對于e₃的角速度為ω_a。齒輪k₁上有一個突出的銷，插入齒輪k₂的一個槽中，從而驅動k2轉動。由于k₁和k₂不共軸，因此k2輪實際上是繞k₁輪的中心做（相對于e₃的）角速度為ω_a的勻速轉動；從k₂輪自己的中心來看，它就是在做變速運動。這個銷槽嚙合齒輪系，精巧地實現(xiàn)了阿波羅尼一希帕克的偏心輪體系，從而可以演示月球的不規(guī)則運動——以近點月為周期的近地點快、遠地點慢的現(xiàn)象（今天我們當然知道，這是因為月球軌道是一個橢圓的緣故）。鑒于阿波羅尼已經證明，偏心輪體系與特定的本輪一均輪體系等價，因此也可以說，這個銷槽嚙合齒輪系是按照本輪-均輪模型來設計的。

安提凱希拉裝置的工作原理，特別是其月球齒輪系，加上關于其制造年代的推斷，促使人們猜測，這個裝置很可能就是希帕克本人設計的。日月和行星運動本輪-均輪模型雖然是阿波羅尼提出來的，但希帕克是采用觀測數(shù)據(jù)來確定本輪-均輪半徑比和偏心率的第一人。為說明太陽繞黃道的不均勻運動，以及由此產生的四季不等長現(xiàn)象，希帕克采用了偏移率為1/24的偏心輪模型。關于月球的不均勻運動，希帕克既采用了偏心輪模型，也采用了本輪，均輪模型。在偏心輪模型中，他根據(jù)公元前383—382年間巴比倫三次月食的觀測數(shù)據(jù)，得出偏心率為327+2/3：3144；而在本輪一均輪模型中，他根據(jù)公元前201-200年亞歷山大里亞的三次月食數(shù)據(jù)，推算出本輪一均輪的半徑比為247+1/2：3122+1/2。顯然這兩者并不一致，希帕克在后期的工作中主要采用本輪一均輪模型。利用四季不等長來確定太陽軌道的偏心率，以及利用三次月食數(shù)據(jù)來確定本輪-均輪半徑比，是希帕克對于本輪，均輪體系最大的貢獻，它使得本輪，均輪體系從一個純粹的幾何模型演變?yōu)橐粋€真正的天文學理論。

作為古希臘最偉大的天文學家，希帕克在羅德斯島進行了長達35年的天文觀測。他發(fā)明了新的天文瞄準儀——星盤和渾儀，發(fā)現(xiàn)了分點歲差，測定了黃赤交角，改進了阿里斯塔克關于日一地一月相對距離和大小的測量結果。除此而外，希帕克還測定了至少850顆恒星的方位，并且對恒星亮度做了六級分類。由希帕克編制的恒星表，至今仍被人們所采用。他還建造了一臺天球儀，上面描繪出了基于觀測所得的星座。希帕克在羅德斯島建立的天文學傳統(tǒng)隨后為波希多尼所繼承，所以也有人推測，安提凱希拉裝置是由希帕克設計、波希多尼建造的。青銅殘片所在的沉船上，載有羅德斯島風格的瓶子，似乎也印證了這一點。

不過，最新的研究揭示，安提凱希拉裝置可能源自科林斯的殖民地。青銅銘文中上的月份名稱，業(yè)已證明曾為科林斯及其殖民地所用。敘拉古是科林斯的殖民地之一，并且是阿基米德的故鄉(xiāng)，因此有人推測這臺裝置與阿基米德學派有關[Freeth2008]。阿基米德自己就制造過行星儀；利用科學原理來設計機械裝置，正是阿基米德建立的傳統(tǒng)。雖然我們尚不能確定安提凱希拉裝置是否源自阿基米德學派，但它的確是科學與技術完美結合的典范。一方面，它利用了當時最先進的天文學理論；另一方面，它展現(xiàn)了希臘化世界精美的制作工藝。這臺神奇的天文計算儀兼具實用的和科學的雙重功能，既可以安排日歷，也可以演示七曜運行，還可以計算日月食。

四、醫(yī)學：理論與實踐

希臘化時代科學與技術之間的合作同樣體現(xiàn)在醫(yī)學領域。在古典希臘時代，醫(yī)生與自然哲學家秉承各自的傳統(tǒng)。但在希臘化時代，至少在公元前3世紀，希波克拉底的醫(yī)學和亞里士多德的生物學開始走向融合，亞歷山大里亞的醫(yī)生采用了亞里士多德的解剖學方法來認識人體的結構與功能，其中最著名的兩位就是希羅菲洛斯和埃拉西斯特拉塔。

希羅菲洛斯的《論解剖》現(xiàn)已失傳，不過通過蓋倫的引用我們仍能窺知其大略。希羅菲洛斯發(fā)明的許多解剖學術語，比如十二指腸、視網(wǎng)膜等，我們現(xiàn)今仍在使用。他對大腦做過細致的研究。與亞里士多德不同，他認為大腦是神經系統(tǒng)的中樞。他區(qū)分了大腦的主要腦室，確認了腦室中的脈絡膜叢，描述了第四腦室底部的“寫翮”。關于腦中的血管組織，他發(fā)現(xiàn)了竇匯；關于眼的構造，他辨認出了網(wǎng)膜。希羅菲洛斯對神經系統(tǒng)做過廣泛的研究，他不僅區(qū)分了感覺神經和運動神經，還區(qū)分了神經與筋腱、韌帶等通常也被稱為神經的組織。關于血液系統(tǒng)，他描述了心臟的主要腔室以及相連的血管，區(qū)分了動脈與靜脈，但他把肺動脈稱為“動脈狀靜脈”。關于生殖系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)了卵巢，并將其與男性生殖器進行了比較。

希羅菲洛斯的病理學主要繼承了傳統(tǒng)的體液說。作為從業(yè)醫(yī)生，他最突出的貢獻是強調了脈搏的診斷價值。希羅菲洛斯認識到，脈搏并不是動脈自身的內在功能，而是導源于心臟的搏動。他不僅從定量上，而且從定性上區(qū)分了脈搏與心悸、痙攣、震顫之間的不同，指出后者是心肌性的。根據(jù)脈搏的大小、速度、強度、節(jié)律、規(guī)則性和平穩(wěn)性，希羅菲洛斯對脈搏做了系統(tǒng)的分類，認識到脈搏速率隨年齡而不同，鑒定出了三種主要的異常類型。不消說，這一診斷手段的發(fā)展與他的解剖學工作有著密切的聯(lián)系。

與希羅菲洛斯一樣，埃拉希斯特拉塔也是一位醫(yī)生。作為從業(yè)醫(yī)生，埃拉西斯特拉塔非常謹慎，對當時盛行的放血和導瀉療法持激烈的批評態(tài)度；但作為生理和病理學家，他敢于思辨并富有創(chuàng)見，并徹底拋棄了疾病的體液學說。埃拉西斯特拉塔是斯特拉圖的弟子，因此特別重視利用機械力學原理來解釋生理學過程。

埃拉西斯特拉塔的生理學中最有趣的部分是關于心血管系統(tǒng)的解釋，它是真理與謬誤的奇妙混合物。一方面，他認識到心臟是一個泵；另一方面，他認為動脈中運送的是氣，而非血液。動脈與靜脈的區(qū)分，在當時差不多算得上是共識。首先，動脈血和靜脈血在顏色上的顯著差異，暗示著這兩者的成分不同；其次，動物尸體解剖顯示動脈管是中空的，血液全部流進了靜脈系統(tǒng)?；谶@兩點，當時的醫(yī)生大多認為動脈內流動的是血和氣的混合物。埃拉西斯特拉塔雖然知道動脈損傷后會流出血液，但它仍然堅持認為動脈輸送的是氣。他對此的解釋是：動脈損傷后，氣體就會逃逸，從而留下局部真空；根據(jù)其導師斯特拉波的實驗，真空具有吸引力，能夠將靜脈血吸引進來。

饒是如此，埃拉西斯特拉圖卻第一次認識到，心臟就像一臺泵，心臟的四個主要瓣膜如同單向閥。三尖瓣允許血液流入右心室，但不能回流到右心房；半月瓣讓血液流入肺部，但不能回流到心臟。同樣，二尖瓣和主動脈瓣控制著心臟左側的流動，只不過這里進出的是氣而非血。他把心臟比作一個風箱，動脈比作氣囊，心臟擴張時動脈也隨之擴張。

埃拉西斯特拉塔對腦神經系統(tǒng)也做過細致的研究。他區(qū)分了大腦和小腦，并把大腦溝回的復雜性和人類的高級智慧聯(lián)系起來。不過，他認為神經輸送的也是氣。這樣，在他的生理學中，共有三種獨立的輸氣管道：氣管、動脈和神經。不過，他認為三種管道內的氣具有不同的性質，氣管和肺內是空氣，左心和動脈內是活氣，大腦和神經內是靈氣。

埃拉西斯特拉塔還利用力學原理來解釋人體消化和營養(yǎng)功能。他認識到，食物沿消化道進入胃部，是被食管的蠕動和胃的收縮所推進的。在胃部，食物被機械作用所研碎，并以乳糜的形式透過胃壁進入與肝相連的血管。最終，營養(yǎng)成分透過血管壁為組織所吸收。對此他解釋道，組織會清除部分殘余物，留下部分真空，從而能夠吸收血管中的部分營養(yǎng)。

埃拉西斯特拉塔的生理學固然都包含不少錯誤，但它體現(xiàn)了希臘化時代科學與技藝互動的一般特征。根據(jù)埃拉西斯特拉塔學派的見解，醫(yī)學不能單純依靠醫(yī)療經驗的積累，而是要在形態(tài)解剖的基礎上，借助已知的科學原理來對生理和病理現(xiàn)象作出合理的解釋，并用之指導醫(yī)療實踐。

五、初步結論

與古典希臘時代相比，希臘化時代的科學更多地是從技術傳統(tǒng)，而非從哲學傳統(tǒng)中汲取營養(yǎng)。古典希臘時代，特別是柏拉圖和亞里士多德時代，理論與實踐之間存在比較大的鴻溝。根據(jù)柏拉圖的精神，只有數(shù)學才是真正的知識，而基于感官經驗所獲得的知識只能算作“意見”。亞里士多德在很大程度上強調了經驗研究的重要性，但他仍然對理論知識與應用知識作了明確的區(qū)分，理論知識包括數(shù)學科學（數(shù)學和應用數(shù)學）和自然哲學（物理學和生物學）兩大類[郝劉祥2007]。通過本文所討論的三個案例，我們看到，在后亞里士多德時代，理論與應用之間的界限不再那么清晰了。

理論研究與應用研究的融合，導致了應用性理論研究的發(fā)展，突出體現(xiàn)為機械力學和人體生理學的興起。機械制造傳統(tǒng)上屬于工匠所為，但在希臘化世界出現(xiàn)了一種新的社會角色，即機械工程師（mechanician）?？颂匚鞅葹?、菲洛和希羅這些人不再是傳統(tǒng)意義上的工匠，而是應用數(shù)學和應用力學家。他們的工作方式，不再是單純依靠經驗摸索，而是借助觀測和實驗等手段來認識數(shù)學和力學原理，進而利用這些原理設計各種機械。根據(jù)晚古哲學家普羅克魯斯（Proclus）的評論[參見Lloyd 1973，pp.92-93]，機械力學的范圍包括：（1）戰(zhàn)爭器械的制造；（2）利用氣流、重量和繩索的各種神奇裝置的制造；（3）重心和平衡的研究；（4）天球儀的制造；（5）關于物體運動的研究。這意味著，希臘化時代的機械力學不僅包括各種用途的（軍事的、民用的、娛樂的和科學的）機械制造，而且包括靜力學甚至一般力學的研究。本文提到的阿基米德的許多工作，以及安提凱希拉裝置的設計與制造，都嚴格屬于機械力學的范疇。

同樣，醫(yī)學在傳統(tǒng)上也主要是醫(yī)療經驗的積累，但亞歷山大里亞的醫(yī)生已不滿足于這一點。他們開始通過解剖人體，并借助機械力學原理來認識人體的結構與功能。希羅菲洛斯和埃拉西斯特拉塔對大腦一神經系統(tǒng)和心臟一血管系統(tǒng)的研究，是人體解剖學和生理學的奠基性工作。希羅菲洛斯對脈診的重視和埃拉西斯特拉塔對放血療法的拒斥，都是建立在他們的解剖學和生理學研究基礎之上的。

應用性理論研究特別是機械力學的興起，還導致希臘化時代的科學家借用各種機械力學模型來解決理論科學中的基本問題。按亞里士多德的觀點，理論科學包括數(shù)學科學（尤其是幾何學和天文學）和自然哲學（特別是物理學和生物學）。在希臘化時代，所有這些學科都在借助機械模型來解決各自的基本問題。在幾何學中，阿基米德利用杠桿原理來求拋物弓形的面積；在天文學中，阿波羅尼，希帕克的本輪，均輪體系很可能是從齒輪裝置中得到啟發(fā)而提出來的；在物理學中，亞里士多德關于運動原因的哲學探討轉化為斯特拉圖的力學實驗研究；在生物學中，埃拉西斯特拉塔借助泵以及風箱模型來解釋心臟的工作原理。如果把所有這些元素拼接起來，我們甚至能看到一幅若隱若現(xiàn)的機械論世界圖像。