吴国盛 科学复兴之路·意大利站

发布日期:2020-02-11 13:44   来源:未知   

  亚平宁半岛层累了希腊古典文明、罗马文明和基督教文明两千多年的苍桑巨变。它既是罗马教廷的所在地,又是文艺复兴的策源地。由南向北,依次呈现由古到今的历史景象。在西西里岛,有希腊科学巨匠阿基米德拼死保卫的故乡叙拉古;在维苏威火山旁边的庞培,有罗马博物学家普林尼留下的足迹;在博洛尼亚,中世纪后期诞生了世界历史上第一所大学;在佛罗伦萨,有达芬奇和伽利略吹响的科学复兴的号角。在访问了科学的故乡希腊之后,我和高山大学的师生们又来到文艺复兴的策源地意大利,追寻科学的第二次起源。

  我凌晨1点从北京出发,一路往西,穿过新疆,穿过巴基斯坦,飞行8个小时之后到达迪拜。我第一次走迪拜,对这个在沙漠上建成的繁华城市充满了好奇。迪拜机场很大,户外温度很高。第二程航线先走波斯湾上空,然后过沙特阿拉伯。凭窗望去,俱是滚滚黄沙。令人惊喜的是,飞机居然路过开罗和亚历山大上空,让我从高空见识胡夫大金字塔和亚历山大曲折的海岸线年,借出席达尔文《物种起源》出版150周年纪念会议的机会,我曾经参访了这两个城市。

  飞机继续在地中海上空飞行,最后于当地时间12:30在西西里岛东部的卡塔尼亚机场降落。这里离我们本次意大利之行的起点叙拉古只有半小时车程。

  见到了陆续到来的同学们。此次很不凑巧,开始报名的20个同学到最后只有7人成行,使本次朝圣之旅的工作人员反超学生人数。不算柯洲(上次是作为工作人员出席)的话,陈菁是唯一一个连续两次朝圣者。不过,新来几位同学热情好动,以“动能”优势弥补了“势能”的不足,也并不感觉人数很少。

  在卡塔尼亚城里匆匆吃了一个味道很棒的海鲜饭,即驱车前往埃特纳火山参观。不幸的是,山下阳光明媚,山上居然下起了大雨,气温骤降。大家冒雨看了一眼山体冒烟,便灰溜溜下山了。不过,要不是下雨降温,也许就看不到山体冒烟这样的奇观,也算是不虚此行。

  从埃特纳火山回到叙拉古。我们入住的宾馆Hotel Mercure在叙城北面,是古代的采石区。

  在开站仪式上我发表了对此次意大利之行的展望。本次意大利科学朝圣,从公元前3世纪到公元17世纪,从阿基米德到伽利略,有长达两千年的时间跨度。如果说希腊站是科学成长的单纯、天真的阶段,那么从意大利站开始,科学将经历各种人性的考验、文明的冲突、历史的风浪。这一路悲剧不断。阿基米德被罗马人刺死、庞贝被维苏威火山淹埋、伽利略被教会囚禁至死。但这两千年,也是人类科学文明由盛转衰,而后浴火重生的历史时期。希腊的科学之路是天真的、单纯的,意大利的科学之路是热烈的、冷峻的、悲剧的、深刻的。这次行程从南到北重演了从古到今两千年的科学史,基本上就是把科学文明的衰落和重生的历史重温了一遍。

  开站仪式后,我们冒着酷暑依次参观了罗马角斗场、希腊剧场、采石场、阿基米德墓地(疑似)。我注意到,罗马角斗场居然呈椭圆型,这是过去在希腊和土耳其都未曾见到的。角斗场的一半和剧场的全部,竟然是在一个石头山体上雕刻出来的。采石场解释了古希腊石柱建筑的原材料来自何处。据历史记载,当年雅典远征叙拉古,全军覆没,士兵们全部成为奴隶在此采石场劳作,直到悲惨地死去。此次战役,决定性的宣告伯罗布尼撒战争雅典失败、斯巴达胜利。今日来到采石场,想象多少雅典的怨魂在此游荡,不禁伤感。

  公元前212年,古代希腊最伟大的数学家阿基米德在沉思之中被破城的罗马士兵刺死。与之缠斗了三年之久的罗马统帅马塞拉斯十分悲痛,遂厚葬之。据说,按照阿基米德的生前愿望,在他的墓碑上刻上了他那个伟大的数学发现:一个圆柱体的内切球的体积是圆柱体的三分之二。可惜的是,阿基米德之后希腊学术每况愈下,阿基米德也逐渐被人忘记。再过了一百多年,当罗马作家西塞罗(前106-前43)在西西里担任总督,向当地人询问阿基米德的墓地,竟然没有人知道。但是,他费了一些力气,还是在灌木丛中找到了被乱草掩埋的坟墓,并进行了修缮。又过了一千多年,经过了更加黑暗、更加漫长的年代,人们真的再也找不到了这位伟人的墓地了。从文艺复兴到今天,人们费尽力气寻找都无际于事。最大的可能是,阿基米德的墓已经被毁。

  但人们还不死心,还在想象古希腊墓群中总有一处是他的安息之地,但找不到墓碑也就无从确认。1960年代,在33 Necropoli Grotticcelle Street修建宾馆Hotel Panorama时,发现了一处墓穴,有专家根据出土的若干文物认为很有可能是阿基米德墓,也有人认为这是公元前317-289年叙拉古的僭主Agathocles的。由于没有发现带有圆柱和球的图案,也不能确定它就是阿基米德的墓地。但是,既然有可能是,我们也去参观一下。

  中午,好几个同学去看《美丽的西西里》电影中女主角穿过的广场,我回宾馆睡了一会儿,换上短裤。上午穿长裤,热得要死。

  下午先看阿波罗神庙遗址,非常小的一块地方。天气太热,大家草草看了一眼,回到跨海桥上的阿基米德雕像处看像。这个阿基米德像比真人高大,右手持一个反光镜,左手拿着圆规。雕像基座上刻有与他有关的几何图案。看完雕像,我们去岛边的餐厅里开始本次行程的第1讲“阿基米德与希腊化科学”。

  希腊古典科学由小亚细亚的米利都发源(公元前7-6世纪),在南意大利和希腊本土开花结果(公元前6-5世纪),在柏拉图学园和吕克昂学园达到顶峰(公元前5-4世纪)。随着马其顿的崛起和亚历山大的东征,结束了古典时代,迎来了希腊化时代(公元前323-前30)。希腊化时代,科学的重心由雅典迁移到了托勒密王统治下的埃及的首都亚历山大城,那里有王室供养的专门为科学家设置的机构缪斯宫(Museum)。出生在叙拉古的阿基米德也在这里留学。

  学成归国的阿基米德与亚历山大城继续保持着通信联系,他的许多伟大的作品都是通信体。只有亚历山大城缪塞昂中的学者们才能读懂阿基米德的数学构思。缪塞昂的第一代数学家应该是欧几里德,《几何原本》的作者。他活跃在公元前300年左右,可能在柏拉图的学园里呆过,然后去了托勒密王的缪塞昂。柯农是欧几里得的学生,应属缪塞昂的第二代数学家。阿基米德是柯农的学生,属于第三代。阿基米德的许多信是写给柯农的。柯农去世后,收信人换成了柯农的另一个学生。信中,阿基米德明显感到深深地失落,从此陷入“独孤求败”的境地。

  阿基米德生年不详,卒年明确,因为他死于抗击罗马军团的入侵。罗马历史学家普鲁塔克为这场战场的罗马军团指挥官马塞拉斯写下了传记。传记中说,阿基米德指挥叙拉古军民,使用他自行设计制造的神秘武器(包括我们熟悉的起重机吊起军舰、投石机、会聚太阳光点燃军舰),让罗马人一筹莫展。公元前212年,围攻叙拉古三年之后,因为内奸接应,罗马人终于攻陷了叙拉古城池。经过三年征战,马塞拉斯对阿基米德是又恨又佩服,下令士兵不得伤害他。不幸的是,命令未及传达,城池已经攻陷。杀红了眼的罗马士兵,剌死了这位正在沙盘前沉思数学的老人。据说,这一年他75岁。

  很长时间里,阿基米德的形象更多的是一个机械制造师,这是错误的。阿基米德是人类历史上可以排在前5名的伟大数学家。他用几何的方法从事无穷运算,是微积分的直接先驱。他对不规则面积和体积的计算,代表了古代世界的最高数学水平。

  我们讲课的餐厅外边就是海峡,大概只有二三十米宽。古代的叙拉古其实在一个小岛上,与西西里本岛隔着这样一个小海峡。在古代,这个小海峡就足以拒敌于国门之外。叙拉古小岛的东边和南面,是陡峭的悬崖。阿基米德和罗马人斗智斗勇就在这个悬崖处。晚饭之后,大家步行走在叙拉古小岛上。穿过白天有些人已经到过的、夜晚人群依旧熙熙嚷嚷的广场,穿过充满西西里夏夜风情的小巷,听着楼上曼佗玲的演奏,来到阿基米德当年大战罗马人的古战场。海面漆黑一片,海风有一丝凉意。略事凭吊,众人各自打道回府。

  走在叙拉古安静的街道上,夏夜的风不时吹过。美丽的西西里啊,令人惆怅而又心动的叙拉古!

  清晨起床,上酒店楼顶用餐。把早餐厅置于楼顶层是希腊和南意大利的共同特点。从顶层阳台看出去,不远处就是古代的采石场。往北看,是古代叙拉古人的墓地,都是在石头山上开掘出来的洞穴。很有可能,这些洞穴被后人反复使用。阿基米德的墓应该就在这一带。

  公元79年8月24日,威苏威火山爆发,火山灰埋没了南坡的庞贝城。18世纪开始,考古学家开始系统地挖掘这块地方,庞贝这座罗马古城的面貌陆续呈现在今人的面前。考古工作还在进行之中,今天我们见到的只有古庞贝城的三分之一。遗址保留了两千年前的原样,让我们见识到古代罗马人奢糜的生活。这座常住人口两万人的小城,却有着宽阔的广场和马路、宏大的剧院和角斗场、多种多样的公共浴场和妓院、壮丽的神庙、连绵的商场和作坊店铺。可以想见这座商业城市,当年是何等的繁华。座式马桶、铅管上下水道、鲜艳的壁画、马塞克地板,都让人惊叹罗马时代家居生活水平之高。庞贝不幸史家幸。一场不幸的自然灾难,把一座历史名城原汁原味的保存下来了。

  参观完古城遗址,我们在附近一家餐厅开讲此行的第2讲“普林尼与西方博物学”。继承了希腊文明的罗马人,在军事、政治、法律方面技高一筹,但是对希腊的科学并不感兴趣。希腊的科学遗产一点点在罗马人手中丢弃。罗马作家西塞罗就感叹说:“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”。整个罗马时代,重要的科学家只有两位,一位是医学家盖仑,另一位是博物学家普林尼。盖仑继承的是希腊医学传统,通常史家将之归入希腊化科学的行列。而普林尼,差不多是土生土长的罗马学者。

  普林尼(Pliny the elder, 23-79)生于意大利北部的科莫,历史上称其为老普林尼,是为了和他的外甥兼养子小普林尼相区别,因为这位小普林尼也是位著名作家,有很多作品传世。老普林尼青年时期先在罗马学习法律,然后到罗马统治下的日耳曼省从事军旅工作,期间与后来的皇帝提图斯交好,后回到罗马从事法律工作。在皇帝韦斯巴辛当政时受到重用,到北非当过财政官,后来担任海军舰队的司令,负责那不勒斯海湾地区的安全。

  维苏威火山爆发时,普林尼率领的舰队正好停在那布勒斯西南边一个小港口。老普林尼正要去观察火山爆发,却收到了元老院议员朋友Rectina的援救请求信。信中请求老普去援救另一个元老Pomponianus以及她本人。老普林尼率领舰队到了斯达比亚找到了Pomponianus,但没有找到Rectina。当时海上狂风大作,无法航行,舰队就在海边忍了一宿,风停之后大家才走。可是不知道为什么老普林尼居然没有跟着一块儿走。26号回来时发现他坐在椅子上已经死掉了。历史上很长一段时期说他是被毒气毒死的,因为据说,返回寻找他的人们发现他的时候,他的身上并没有外伤。从19世纪开始,也有人认为他死于过度肥胖造成的心脏病突发,不一定与火山灰有关。但是,总归他是死在去救人的途中,无论如何都可以算是以身殉职。

  作家小普林尼本来一直和养父呆在一起,但火山爆发这天,老普让小普留在原地,没有跟着去,就活下来记录了这个动人的故事。

  老普林尼写过很多书,其中只有一本书留下来了,叫做natural history,我建议译成《自然志》。 也有译成《博物学》《博物志》和《自然史》的。这本书37卷,主要是写给手工业和农业的从业者们看的。书里提到了146位罗马作家和327位非罗马作家。由于这些作家的书后世都丢光了,因此,很多古代文献的片断内容通过这本书得以保留。这本书从天上写到地上,天文、气象、地理、人种、动物、植物、药用植物、矿物,然后是加工业,应有尽有,是一个关于自然界林林总总事实的百科全书。

  这本书留了许多很有意思的史实。比如3到6卷里提到丝国,就是中国。罗马人知道中国,证据就是来自这本书。但丝究竟是从哪里来的,他搞不清楚,以为是树上长出来的。这也证明驯养蚕宝宝是古代中国人的独门秘籍。

  从科学史家角度看,普林尼有多大价值?古代有四大博物学家,不算普林尼,亚里士多德写了《动物志》,塞奥弗拉斯特是亚里士多德的徒弟,写了《植物志》,被认为是西方植物学之父,是很牛的。第三个是迪奥科瑞德斯,著有《药物志》,记录了550种药用植物,也很不错。普林尼的植物部分被认为主要抄自塞奥弗拉斯特,又没有达到其理论高度。所以,普林尼的地位和意义,一般认为就是综合,是传承而不是创新。《自然志》扮演的是基础教科书的角色,而且是一个未经甄别的良莠杂混的作品。但是,正是通过这本书,我们能够知道希腊罗马很多事,比如古代怎么造纸,怎么造醋,有没有酱油。这本百科全书好玩又好懂,而基本思想又与基督教相近,所以没有被故意删除掉,结果到了中世纪后期就有200个古抄本,到了1600年,还有55个印刷本,留传至少。

  1492年意大利医生莱奥尼切罗发表了一篇文章,说普林尼的书里有2万个错误。这引起了欧洲学术界的争论,为考察甄别,就有人开始考察拉丁文文本,于是复兴了拉丁文写作和古典拉丁文著作。也有人要去大自然看看究竟有没有这种草那种草,于是推进了走向田野的真正的博物学运动。普林尼本人的成就也许不高,但历史把他推出来,成为传承人类文明的重要角色。

  讲座完毕,大家集体回那不勒斯下榻Grand Hotel Vesuvio。此处就在蛋堡(Castel dell’Ovo)对面。入夜,陆续有同学们冒着牛毛小雨,访问蛋堡。导游告诉我们,意大利中部地区像那不勒斯才是治安较差的地区,相反,令人闻风丧胆的黑手党盛行的西西里,治安倒是没有问题。我们在雨中逗留了片刻,便惶恐不安的逃回了酒店。

  一大早起身前往那不勒斯火车站,乘早8点的火车去佛罗伦萨。火车穿行在亚平宁半岛的山间,一路是葡萄园、古堡,美景观之不尽。大家在火车包厢里分两个小组讨论“为什么文艺复兴发生在意大利”。校董们在另一个包厢里合聚议论了一下办学方针和治校策略。火车穿过罗马,11点到达文艺复兴名城佛罗伦萨。

  从火车站步行穿过佛罗伦萨熙熙攘攘的街道,走过但丁故居,走过圣母百花大教堂,我们先来到了伽利略下葬的圣十字教堂。这个教堂有点类似英国的西敏寺,埋葬了许多文艺复兴以来的托斯卡那地区的名人大家。除了文学家但丁、政论家马基雅维里、雕刻家米开朗其罗、音乐家罗西尼,还有马可尼、费米等科学家。自然,伽利略占据着很显眼的位置:进门左手第一位就是,与右手第一位的米开朗其罗墓遥遥相对。

  墓依墙而建。大理石棺的上方是伽利略的半身像。他右手持望远镜,左手摸着书本上的地球仪,仰望着天空。石棺两旁站立着两位女神,左边是天文女神,右边是几何女神。两位女神俱是目光朝上。

  其实,伽利略1642年去世的时候,并没有埋在现在这个显要的位置。由于他当时是戴罪之身,教皇不允许厚葬。美第奇家族只得把他葬在圣十字教堂隔壁的美第奇家族专用小教堂的一间小房子里。直到1737年,佛罗伦萨人民把伽利略的遗骸请到了圣十字教堂进行了隆重的安葬。今天我们看到的就是这次重葬之后的墓。在这次重新安葬时发生了一件事情,有个迷信者和崇拜者割下了伽利略的三根手指和一颗牙齿,私下收藏。其中的一根右手中指骨,目前就收藏在伽利略博物馆里。

  美第奇家族教堂就在圣十字教堂旁边,伽利略最初埋葬的小房子是一定要看一看的。

  参观完圣十字教堂,我们步行来到了伽利略博物馆(Museo Galileo)。很近,走路5分钟就到了。

  这个与乌菲兹美术馆比邻的博物馆,收藏了目前世界上最古老的科学仪器。它原名科学史研究所与科学史博物馆(Instituto e Museo di Storia della Scienza)。为了纪念伽利略《星际使者》发表400周年,2010年6月10日,在经历了两年闭馆整修之后,改为现名重新向公众开放。

  伽利略博物馆收藏了大量珍贵的科学仪器,主要是美第奇家族(1434-1727年间统治托斯卡那)和洛林大公(Lorraine Grand Dukes,继续美第奇家族的统治)的藏品。这些藏品最早安置在乌菲兹美术馆的(Uffizi Gallery)的数学室,1775年移往新建的物理学与自然志博物馆(Museo di Fisica e Storia Naturale,Museum of Physics and Natural History)。1929年,首届意大利科学史展在佛罗伦萨主办,突出了科学史藏品在意大利文化遗产中的重要地位。1930年,佛罗伦萨大学建立了科学史研究所以及附属科学史博物馆。研究所位于今日博物馆所在地,与乌菲兹美术馆比邻的卡斯特拉尼宫(Palazzo Castellani),专门负责保存和展出美第奇家族和洛林王朝的科学仪器藏品。

  博物馆所在的卡斯特拉尼宫共三层,一层是前台和命名为“伽利略与时间的测量”的互动区,二层是美第奇藏品区,三层是洛林藏品区。博物馆为观众设计了一个单向的参观路线:买好票之后就直接上二层,看完二层看三层,看完三层则回到一层互动区,参观完互动区离开博物馆。

  二层的美第奇藏品区分为9个展厅。第1展厅名为“美第奇藏品”,第2展厅“天文与时间”,第3、4展厅“表现世界”,第5展厅“航海科学”,第6展厅“战争科学”,第7展厅“伽利略的新世界”,第8展厅“实验学社:实验的艺术与科学”,第9展厅“伽利略之后:探索物理与生命世界”。从托斯卡纳大公国的创立者科西莫一世(Cosimo l de’ Medici, 1519-1574)开始收集。珍贵展品有,伽利略亲手制作的第一台望远镜(1609-1610年间)、托勒密式天球仪(1588-1593年间制造)、1085年于威尼斯制作的天球仪,特别惊悚的是,博物馆居然还收藏了刚才所说的伽利略本人的右手中指骨。

  博物馆三楼是洛林藏品展区,也分9个展厅。其中第10展厅是“洛林藏品”,第11展厅是“科学奇观”,第12、13展厅是“教学与科学普及”,第14展厅是“精密仪器工业”,第15、16展厅是“测量自然现象”,第17展厅是“化学与科学的公共用处”,第18展厅是“家庭中的科学”。有许多18世纪的电磁学器材,与二楼以天文学和力学为主形成对照。

  看完三楼直接下到一楼的互动展品区。整个展区被命名为“伽利略与时间的测量”,分为三个展厅:第一展厅是“物体运动:时间、距离与弹道”,第二展厅是“时间与空间”,第三展厅是“古代机械钟”。大家可以动手,重温一下中学时代学过的物理学知识。

  今年正好是达芬奇逝世500周年,佛罗伦萨作为达芬奇生活工作过的地方,也多有纪念活动。伽利略博物馆就专门在地下一层增加了一个“列奥那多及其图书”(Leonardo and his books)的特展。特展展出了达芬奇本人购买并使用过的图书,包括欧几里得的《几何原本》(1509年版)、托勒密的《至大论》(1486年版)和普林尼的《自然志》(1476年版),以及达芬奇的手稿和笔记本。这些500多年前的经典科学著作,让人大开眼界。

  下午4点快到的时候,我们依依不舍的从伽利略博物馆出来,外面下着大雨。服务团队叫了几辆出租车,把我们分几批送到阿切特里(Arcetri)的伽利略故居焦耶洛别墅(Villa Il Gioiello)门前。

  其实,等我们陆续到达阿切特里的时候,雨都停了。雨后的阿切特里,清新、凉爽。这是阿诺河南边的高地。极目远望,托斯卡那特有的葡萄园景观真是令人心醉神迷。不幸的是,伽利略故居这一天关闭。我们只能从外面领略一下这座别墅的气势。

  在伽利略晚年居住的焦耶洛别墅(右手边)门前,左手就是我们讲座所在的餐厅。

  在别墅一街之隔、5米之外的Trattoria Omero餐厅里,我们开始本次行程的第3讲“伽利略事件背后的科学与宗教”。这个餐厅建在高地上,坐西朝东。从餐厅的院子里往东看去,一派田园牧歌的景象。这是我第一次在伽利略故居的隔壁讲伽利略,我时时想着,不到十米远处,就是伽利略晚年被软禁的地方。这种感觉非常特别。

  伽利略生于比萨,长于比萨和佛罗伦萨。青年时代就表现出杰出的数学才能,被誉为当代阿基米德。25岁被聘为比萨大学数学教授。27岁转到帕多瓦大学,在这里工作了18年。他在帕多瓦还和一位小他16岁的威尼斯姑娘甘芭(Gamba)同居,生下了两个女儿和一个儿子。他没有和甘芭结婚,而是为她准备了嫁妆将她嫁给了他人。

  1609年是科学史上划时代的年份,也是伽利略命运的转折年。这一年,伽利略制造了望远镜并且将之指向天空,发现了许多奇异的景象。他发现了月亮上的环形山,意识到月亮表面并不是光滑的,发现了太阳有黑子;他发现了金星有位相、土星有光环、木星有卫星,木卫绕木星转动而不是绕地球转动;他发现原来被西方人认为是大气现象的星云、银河,原来全都是密密麻麻的恒星。所有这些发现,都表明以亚里士多德为代表的希腊人关于天空的知识是错的。这个时候,哥白尼的日心说正在受到质疑。伽利略的发现无疑为哥白尼日心说提供了心理上的支持。因为望远镜下的新发现,伽利略获得了空前的名声。美第奇家族聘请他为宫廷数学家,薪水翻了好几倍。

  1616年,52岁的伽利略写了《论潮汐》一书,认为潮汐源自地球的自转。这个观点从今天的眼光看当然是错误的(潮汐并不来自地球的转动,而来自月球的引力),但反映了伽利略支持哥白尼的地动学说。也是同一年,哥白尼学说被罗马教会定为异端邪说,伽利略必须放弃他的观点。红衣主教贝拉明亲自接见他,请他不要再公开鼓吹哥白尼学说,当然,还可以研究。正所谓,研究有自由,宣传有纪律。

  1623年,伽利略的同乡巴贝里尼当上了新教皇,成了乌尔班八世。伽利略以为机会来了。他要写一本新书,阐释天文学和物理学上的新发现。教皇赞同。1632年2月,《关于两大世界体系的对话》经过反复审查得以出版。但是,伽利略的敌人立即行动起来,指控他宣传哥白尼日心地动学说。并且认为,伽利略在书中把教皇乌尔班八世一向持有的观点,让一个明显弱智的对话者辛普里丘的嘴里说出,这也激怒了教皇。9月30日,教皇命令伽利略到罗马受审。1633年6月,69岁的伽利略被判当众承认有罪,并且终身监禁。

  从1634年开始,伽利略就在我们讲座的隔壁别墅里软禁。软禁期间,他开始着手写作另一部伟大著作《关于两门新科学的对话》,关于惯性力学和材料力学的。这本书于1637年在莱顿出版。伽利略的晚年的不幸在于,一是爱女病逝,二是双目失明(可能由于早年使用望远镜看太阳),但所幸的是,儿子和学生们经常可以来看他。1642年1月8日去世的时候,儿子和托里拆利、维维安尼都在身边,可谓寿终正寝。

  伽利略受审以及终身监禁,不能看成是宗教迫害科学的典型案例。伽利略本人是一个忠实的信徒。他所受到的迫害,应该来自他的私敌,以及教皇当时面临的独特困境所做的过份反应。1992年,罗马教会正式为伽利略平反,撤销了当年对他的指控。但是,请注意,1600年被宗教裁判所烧死的布鲁诺并没有平反。

  从伽利略的别墅出来,我们步行来到米开朗其罗广场旁边的著名餐厅La Loggia吃晚饭。雨后斜阳,把佛罗伦萨映照得一片金色。这天是鲁教授的生日,大家喝了不少意大利葡萄酒。是夜下榻SINA Villa Medici Autograph Collection。

  今天上午集体参观乌菲兹美术馆。我因为一个月前刚刚看过,便没有去。据同学们说,这次的美术馆导游特别棒,把绘画作品背后的故事讲得生动活泼。

  下午在酒店开讲此行第4讲“科学与艺术:历史与哲学的透视”。科学与艺术在今天是属于完全不同的两类文化形式,可是在历史上它们完全属于同一个类型,只是高低档次有区分。在古代古典时期,科学是高贵的、纯粹的,而艺术和技术一样是低级的、实用的。文艺复兴时期,这种对比发生逆转。艺术越来越占据了当年科学的位置,而科学却逐渐丧失了其人类精神的高地,沦为壮劳力。

  讲座完毕,同学们自由活动。我则利用这段时间独自一人去寻访伽利略在佛罗伦萨的另外几处住房。

  第一处房子是在阿诺河南边的佛罗伦萨郊外的Villa dellOmbrellino,这个别墅原名Villa di Bellosguardo,以此地的山名贝洛斯瓜多(Bellosguardo)为别墅之名。1617-1631年,伽利略全家就住在这里。此处地势较高,视野开阔,可以俯看阿诺河北岸的佛罗伦萨全城。伽利略在这里用望远镜观测了木星的卫星,写作了《试金者》和《两大世界体系的对话》两部巨著。我按照Scientific Itineraries in Tuscany网上指示的路线,即通过Via dei Villani 和Via di Bellosguardo可以到达Villa dell’Ombrellino。不幸的是,这个指示太粗糙了,而且地图上根本就没有这个地名。我走到了山腰上的城市公园(Prato Dello Strozzino),逗留了一会儿。作罢。实际上,城市公园离别墅只剩下300米路程了。下次再去。

  第二处房子还是在阿诺河南岸,前往阿特切里焦耶洛别墅的路上,街名Costa San Giorgio,谷歌地图可以查到“伽利略故居”字样。大概在1629-1634年间,伽利略买下了这处房子。这处房子后来主要是他的儿子文森佐一家在住。这里离阿切特里别墅不是很远,步行半小时。因为有谷歌地图的指引,这处房子很容易找到。19号门的墙上画有伽利略的画像。

  伽利略本人不喜欢住佛罗伦萨城里(阿诺河北岸),而喜欢住南岸高地一带。从贝洛斯瓜多别墅(1617-1631)、焦佐街房子(1631-1634),到阿特切里的焦耶洛别墅(1634-1642),都在这一带。伽利略晚年,儿子经常上门去照看他,女儿的修道院也在附近,也算是享受到了一些天伦之乐。

  看完了焦佐街房子,匆匆回宾馆。今天晚饭是William同学请客,到Four Season酒店晚宴。据说这个高档地方要求客人正装,我只好回宾馆换装。到了宾馆门口,William说不需要正装。我就短打扮跟着去了四季酒店。晚宴在花园里的凉蓬下进行。大家兴致极佳,推杯换盏,高谈阔论,喝了很多好酒。几位女生都是葡萄酒的行家,一瓶一瓶的叫,一瓶一瓶的讲解、分析、品味。我不懂葡萄酒,只是跟着牛饮了不少。是夜,星光灿烂。

  一早乘车前往芬奇镇。上午10:30左右到达。这个安静的小镇,处处充满了达芬奇的气息。门上、墙上甚至汽车身上,都喷上了达芬奇的画,商店里的文化衫、店面的招牌亦如此。这个小镇靠达芬奇(1452-1519)就可以享誉五百年。

  我们先参观城堡里的列奥那多博物馆。整个芬奇镇位于一个南北向的瘦长条的高地上,东边就是河谷。列奥纳多博物馆共有两处,一个叫做乌齐利楼(Palazzina Uzielli),另一个叫做康迪·贵迪城堡(Conti Guidi Castle)。博物馆创立于1953年。这一年,IBM向芬奇市政府捐赠了一系列达芬奇发明的机械模型,成为博物馆的第一批藏品。

  从乌齐利楼开始买票参观。这个楼只有一层展区,主要展示达芬奇的建筑机械、纺织技术以及机械钟表。看完了乌齐利楼,再看城堡。这座中世纪的城堡共有三层。第一层有四个展厅,分别是“建筑与民用工程”展厅、“军事机械”展厅、“飞行”展厅、“机械与工具”展厅。第二层有三个展室,分别是“自行车”展室、“光学展室”、“水展室”。第三层是一个阁楼,也是一个视听室,里面悬挂着许多达芬奇绘制的立体模型,观众可以看一个关于达芬奇生平的小电影。再往上走,可以到达楼顶阳台,俯看芬奇镇全景。

  在博物馆下面一家托斯卡那风味餐厅里吃过午餐后,坐车上山,参观达芬奇的出生地。在故居小院子阴凉处,大家三三两两或席地而坐,或站立,听我对达芬奇的生平做了一个初步的介绍。

  达芬奇的中文译名很古怪、很有误导性,因为他既不姓达,也不叫芬奇。他的意大利文名字是Leonardo Da Vinci,意思是“来自芬奇的列奥纳多”(Leonardo from Vinci)。芬奇是一个小镇,是列奥那多的出生地,而“达”只是介词。中国人过去也有在自己的名字后面加上自己家乡的,比如袁世凯是河南项城人,所以人称袁项城。要是照着达芬奇的命名方式,袁世凯就得叫“达项城”了。按这个翻译法,这个小镇出生的所有人都叫“达芬奇”。不过,这也不全是中国人的翻译造成的。事实上在西方文献中,他的名字就经常被简写成Da Vinci。

  达芬奇生于1452年,关于出生的具体日子人们有一些分歧,有的说是4月14号,也有人认为是15号。死于1519年5月2日,到今年刚好500年。

  年轻时候的达芬奇面容俊秀,仪表堂堂,举止高雅,文质彬彬。12岁(也有说14、15岁)之前一直生活在芬奇镇,随后在佛罗伦萨学徒,在佛罗伦萨一直待到了1482年,也就是30岁那年。这段时间是达芬奇的学徒时光,然后他去了米兰,待了17年,这是他事业发达的岁月。48岁到54岁的6年时间里,他又回到了佛罗伦萨,但发展得并不好,再次去了米兰,后来又去了法国,一生活了67岁。

  达芬奇的一生基本上可以大致分为四个时期:芬奇镇出生长大,佛罗伦萨学成手艺,米兰大显身手,最后在法国老死。达芬奇死后葬在法国安波阿斯的圣佛罗伦廷小教堂内。法国大革命的时候,所有的教堂都受到了或多或少的摧毁。那些历史上受到教会庇护的名人,也都受到了“”小将们毫不留情的摧残。安葬达芬奇的教堂被毁掉了,达芬奇的遗体也找不着了。

  达芬奇是一个私生子。他父亲皮耶罗在佛罗伦萨当公证人,回家乡度假期间与达芬奇的母亲卡塔里娜发生了恋情,但不愿意娶这位农家女子。达芬奇出生之后没有多长时间,他母亲就另嫁人了。列奥那多从小没有母爱,一辈子对女人心存怨恨。不过,他母亲晚年的时候,他在米兰发达,也曾接她到米兰享了几年福。

  由于是私生子,不能继承家族的遗产,因此也就没有必要读书。这样一来,倒是成全了这位不世的奇才。假如他是合法的长子,一定会被送到学校去读那些八股,天才一定会受到压抑。达芬奇一辈子靠自学成才,自己学拉丁语,自己发明了一套左手镜象书写方法,自己读数学和哲学经典。

  达芬奇以他的绘画天才而闻名于世。他的油画《蒙娜莉莎》是法国卢浮宫的三大镇馆之宝之一,璧画《最后的晚餐》(现存米兰恩庞圣母修道院)被认为是文艺复兴艺术创造的最伟大成就。不仅如此,他还是天才的科学家、发明家、工程师。在他留存下来的约6千张的手稿里,记录了他关于数学、光学、天文学、生理学、解剖学、地质学、机械力学、水力学、气体力学、建筑学的奇思妙想。在他的手稿中,充满了跳跃性,常常是图文并茂,既有深刻的构思,又有精巧的绘图。人们根据他的手稿复原制造了不少机械,构成了一个达芬奇机械发明系列。我们清华科学博物馆将来也会有一个达芬奇机械发明展区。

  天气很热。我们从达芬奇故居下到镇上,开始了此次的第5讲“达芬奇的科学贡献”。

  达芬奇立下遗嘱,把他所有的手稿1万3千张都留给了他的爱徒梅尔奇。这是达芬奇极为独特的文化遗产。从内容来讲,是一部百科全书;从形式上讲,是天才画家的绘画作品。

  他的每张手稿都是有文字有画,画里面有写实的,也有充满想象力的。其中的写实部分,是科学史家最感兴趣的部分。他的写实特别详细,细到植物的叶子有几根茎、几个尖都清清楚楚;甚至他的山水画,地质学家都能辨认出是白垩纪还是二叠纪的,而别的画家都只是画个大概,所以达芬奇开创了一种科学化的写实绘画风格。

  1570年,也就是达芬奇离世51年之后,梅尔奇去世。这50年间梅尔奇犯了一个重大的错误,那就是他就没有公布达芬奇这些手稿。当然,把这些手稿整理成书出版也是相当有难度的。达芬奇手稿都没有年代编码,而且他往往把一张纸写得密密麻麻,边上一点不留余地,还经常往上添新东西。所以同样一张纸里面,不知道哪些东西是哪一年写的,是同时写的还是不同时期写的。这给达芬奇手稿研究带来了很大的困难。

  由于达芬奇的手稿没有及时公开出版,使得他对当时以及后来的科学史未能产生影响。不过,我们今天评价一个人物是否伟大,除了看他对当时的社会产生了什么影响之外,还要看到,他是否树立了一种标竿,一种人类智慧所能达到的高度。

  我们知道阿基米德在很长的历史时期也没有产生影响,因为他的作品过分艰深繁难,同代人和后代人都难以读懂,以至于他的作品即使摆在人们的面前,读者也会因为读不懂都毫不犹豫的把它抹掉。但是阿基米德毕竟代表了在数学领域里希腊人所能达到的最高水平,我们仍然认为阿基米德是人类历史上最伟大的数学家之一。同样的道理,达芬奇也是这样一个人。虽然他对现代科学没有产生什么特殊的影响,但是今天我们仍然怀着敬仰的心情来颂扬他。

  告别芬奇镇,我们继续驱车前往比萨。下榻Allegroitalia Pisa Tower Plaza Pisa,阳台上可以看到远处的比萨斜塔。今天是文校长的生日,晚餐又是热闹非凡。

  一早前往比萨斜塔参观。分两批上塔。在比萨斜塔上,与科学史最相关的问题是:伽利略当年究竟有没有从塔顶往下扔两个球,以证明重球和轻球同时落地?

  亚里士多德物理学认为,运动分成自然运动和受迫运动两种。自然运动是事物根据其本性的运动。每样事物都有一个本性(nature),因而也有一个由本性决定的本来位置(natural place)。地面上的自然物都是由土水气火四元素组成的。土元素是最重的元素,因此它的本来位置就在“下面”,火元素是最轻的元素,本来位置在“上面”。“重”物都要“下”落,这是基于本性的运动(natural motion)。运动的快慢取决于“重性”的多少。重性越多,运动越快。这就是众所周知的亚里士多德(学派)关于自由落体运动的观点:物体越重,下落越快。

  今天我们知道,如果抛去空气阻力不论的话,所有的物体,无论轻重,下落速度都是一样的。据说,最早用实验证明这件事情的人就是伽利略,实验地点就是比萨斜塔。这个说法靠谱吗?

  这个故事并没有出现在伽利略公开出版的著作里,最早是伽利略的学生维维安尼在《伽利略生平》(1654年写作,1717年出版)里提到。维维安尼陪伴着晚年的伽利略,经常听他回忆往事,应该说有一定的权威性。当然,也可能伽利略晚年回忆有误,或者是维维安尼自作主张、添油加醋。

  由于实际上存在空气阻力,让两个重量不同的球落下,落地时间很难保证同时。这个实验其实不能决定性的证明亚里士多德是错的。20世纪头半个世纪,科学史家普遍相信,伽利略很有可能没有做这个实验,是维维安尼文学化的描述。著名科学史家柯瓦雷加强了这个信念。他认为,伽利略主要采纳的是思想实验,而不是实际的物理实验。的确,伽利略在《两门新科学》中就提出了那个著名的思想实验,以证明亚里士多德理论自相矛盾:如果让一重一轻两个物体绑在一起下落,会发生什么情况?一方面,绑后的物体是最重的,因而是落得最快的;另一方面,一快一慢两个物体绑在一起,运动速度应该居中才对。

  不过,1960年代,又有科学史家发现伽利略手稿里提到了高塔实验(没有说是比萨斜塔),而且还描述说重的物体一开始反而运动得比较慢。这个明显反常被记录下来,说明伽利略的确是做过实验的,如果没有做这个实验,那是不容易想出这个反常的。这个反常也被今天的科学史家证明是真实的。因为实验者在同时放手重物和轻物时,往往重物被抓得比较紧,放得比较迟,导致了上述反常的现象。由此可见,伽利略既然做过实验,那说这个实验是在比萨斜塔做的,也合情合理。

  看完斜塔,接着看附近的Camposanto Monumentale墓地里的菲波纳齐(Fibonacci, 约1175-约1250)像。这位中世纪欧洲的大数学家,向欧洲引入了阿拉伯数字(实则印度数字),是欧洲数学走出黑暗时代的关键人物。他也被称为比萨的列奥那多(Leonardo of Pisa)。可是,关于他的生卒年,后人并无可靠历史证据。这座雕像是1859年动议,1863年雕成立于此。1926年,比萨市政府决定将包括菲波纳齐在内的比萨历史名人雕像集中放置到市中心。1944年,盟军轰炸比萨,市中心几乎被炸毁,但奇迹般的这座雕像未有大的损坏(小损还是有的,请注意他的手指不全)。1990年代,被重新放回墓地原位。

  看完墓地,继续看附近的主座教堂。历史上传说,伽利略在这里观察一座灯的摆动,而发现了摆的等时性。这个传说也是维维安尼在那本《伽利略生平》里说出来的,发现的时间被定为1602年。这个说法也有科学史家置疑,比如1602年这个教堂有没有开放、当时有没有安置大灯等。但总的来看,这个传说更靠谱一些。

  看完主座教堂,继续看旁边的洗礼堂。据说,伽利略生下来之后是在这里受洗的。我们参观的时候,正碰上一位唱诗者开始了一段圣咏,就像是测试洗礼堂的声学效果一样。

  离开游人如织的斜塔区,穿过比萨城,我们先去午餐。午餐后,就在当地做了此行的第6讲“伽利略与近代科学的起源”。

  伽利略的主要科学成就是两项:用望远镜下的新发现支持哥白尼天文学;以自由落体运动为契机提出了实验加数学的新物理学框架。这两项成就,现在听起来都比较简单,可是,如果我们了解当时占支配地位的旧天文学和旧物理学如何交织在一起、形成了一个非常严密的逻辑体系的话,就能理解伽利略的工作是何等困难。不幸的是,生活在以伽利略思想为常识的我们,不再能够理解旧物理学和旧天文学的合理之处,因而也就不再能够真正理解伽利略的开创性和革命性意义。

  讲座结束后,我们最后探访了比萨此行的最后一个科学史胜迹:伽利略的诞生地。确定伽利略的诞生地也不是一件容易的事情。

  根据保存在主座教堂内的受洗纪录,Sant’ Andrea 教区是他的诞生地,这个毫无疑问,但是具体在哪个房子历史上却有不同说法。

  其一,是说他诞生于城堡之内。1864 年庆祝他诞辰 300 周年时,偶然发现城堡墙上有一块牌子,上书“伽利略·伽利莱于1564年2月18日诞生于此”,人们因此认为城堡小教堂旁边的房子是他的出生地。但这个说法充满疑问,最大的疑问是,只有武士的孩子才可以诞生在城堡内,而伽利略不是。再说,出生日期也不对。

  其二,是说他诞生于他父亲 Vincenzo曾经向Bocca 家族租过一年(从1563年8月开始) 的房子(位于Chiasso dei Mercanti),但这个房子并不属于 Sant’Andrea 教区,而是属于San Michele 教区。再说有记录表明,他父亲提前几个月撤回了租赁合同。

  其三,是他母亲的房子Ammannati House,原来过去一直把教堂理解成Chinzica quarter那个教堂,其实应该是同名的另一个教堂。目前,学者们公认伽利略就诞生在这个房子。

  诞生地门前合影,中间红色的楼房是伽利略母亲娘家的房子,1564年2月15日伽利略诞生于此。

  这个房子是伽利略母亲的娘家,伽利略就诞生在这里。如今这是私宅。宅主人在二楼的窗户中挂上了伽利略的画像。一楼走廊里,也有关于伽利略生平的展板。

  告别了比萨,我们乘车前往大学城博洛尼亚。当晚下榻Grand Hotel Majestic Gia’Baglioni。晚餐在酒店附近的一家中餐馆。今天是我的身份证生日(实际生日不是今天),大家纷纷与我碰杯祝贺,喝了不少啤酒。也线月开头几天居然都有高山大学的师生生日。

  一早步行前往波吉宫博物馆参观。博洛尼亚大学被认为是人类历史上第一所大学。创立的时间无法考评。1888年,博洛尼亚大学庆祝了自己的800年校庆,同时也宣告了自己的创校时间为1088年。实际上这个日期是可疑的,但现在人们也将错就错,默认了这个说法。

  早期的大学并没有自己的校舍和教学楼,直到文艺复兴时期才在市中心建立了自己集中的校总部。18世纪,大学教学楼向城市的东北方向扩展,形成了以Zamboni大街为轴线的新大学区。波吉宫就在这个新区。

  1711年,波基宫成了博洛尼亚科学研究所的驻地,各种实验室迁入(都在一楼),附近也陆续修建了天文塔(1726)、图书馆(1744)。这个科学研究所是一个雄心勃勃的文化计划的一部分,既从事科学研究,也从事科学教育,研究范围包括博物学、考古学、化学、物理学、天文学、解剖学、数学与理性力学等,被认为是欧洲的百科全书式科学研究中心。拿破仑时期,大学总部迁到这里,而这里的科学仪器和自然标本逐步散失到各院系。2000年秋天,博洛尼亚大学决定将这些散失的仪器和标本逐步收回,建筑物也按照18世纪的原样恢复,于是有了波基宫博物馆。目前博物馆共占据15个房间,每个房间相当于一个展区,其中第1、2、3号房间是博物学(Natural History)展区,第4号房间是临时展区,第5、6、7号房间是解剖学与产科展区,第8、9、10号房间是物理学与化学展区,第12、13号房间是军事建筑展区,第11、15号房间是地学和海洋科学展区,第14号房间是图书馆。

  波基宫博物馆中套着阿尔德罗万迪博物馆,它占据第1号房间。阿尔德罗万迪(Ulisse Aldrovandi, 1522-1605)是16世纪最重要的博物学家,被认为是现代博物学的奠基人。他生前收集了1万8千个自然物品,7千个植物标本。1617年,他的藏品单独建立了一个博物馆。1742年,他的藏品博物馆整体移到了波基宫,成为科学研究所的一部分。19世纪他的藏品大部分散失,1907年部分重新找回。

  马思利(Luigi Ferdinando Marsili, 1658-1730)是一位将军,又是一位热心科学研究的学者,是博洛尼亚科学研究所的创立者。他收集的博物学标本被集中放置在第2号房间。

  意大利医生伽伐尼(Luigi Galvani, 1737-1798)在电学史上有重要的地位。墙上的巨幅油画(Antonio Muzzi画于1862年)讲述了伽伐尼的故事。画面上,伽伐尼正在解剖一只青蛙。他的夫人Lucia Galeazzi当他的助手。每当手术刀划过蛙腿,蛙腿就筋挛抽动。伽伐尼错误地认为生物体本身带电,不知道这是不同金属接触带来的电流,而蛙腿在这里只起了验电器的作用,但是,他所发起的关于动物电的争论使更多的欧洲人关注这一现象,从而客观上推动了电学研究的进展。

  看完新校区的波吉宫博物馆,去看老校区的解剖室。这是一个像小剧场一样的空间。中间是一个解剖台,四周是阶梯状的学生坐位。中世纪直到近代,很长时间,医学院的解剖课都是由教授高高在上的讲课,而由理发师或屠夫做解剖示范。直到维萨留斯改变了这个传统,教授们亲自开始解剖。

  到市中心的双塔下面吃午餐。午餐是意大利比萨饼,香脆可口,名不虚传。饭后再次回到老校区古色古香的小礼堂里,开讲此行第7讲也是最后一讲“大学的起源与使命”。

  大学不是一般意义上的高等教育机构。高等教育机构自古有之。中国的国子监、希腊的柏拉图学园、亚历山大城的缪斯宫、巴格达的智慧所,都是这样的机构。但它们都不是大学。大学是基督教中世纪特有的产物。

  首先,大学是一个自治组织。中世纪晚期,随着工商业的发展,欧洲各地出现了城市这样的社会组织,它们在当时欧洲王权和教权的夹缝中生长,成为欧洲社会的第三种力量。由于罗马法的复兴,以及教皇的法律革命,欧洲开始走上了以法确权的道路,形成了教会、国王和市民社会三足鼎立的局面。在城市里,各式各样的行会作为自治组织出现。从一开始,大学就是教师和学生的自治行会。“大学”(university)本来的意思就是“行会”。只是形形色色的行会,此消彼长,而师生行会“会祚绵长”,霸占了这个名字。

  其次,大学提供基督教世界普适的学问标准和普适的人才证书。大学第一次设立学位制度,凭着学位可以在基督教世界的大学里教书、教堂里任圣职、当律师或法官、医院里当医生。大学的出现,呼应的是中世纪晚期日益活跃的社会生活对于神父、法官律师和医生的日益紧迫的需求。因此,第一批大学,都有神学院、医学院、法学院。这三大学院是早期大学的标配。

  再次,大学是希腊文明与基督教文明相融合的场所。大学起源于大翻译运动。11世纪的大翻译运动,从阿拉伯世界转译希腊学术著作,把希腊科学文明带回了欧洲。面对日益丰富的希腊文化遗产的回归,如何融合两希文明就再次成了基督教世界必然面对的任务。大学不只是基督教世界的高端人才培养基地,拥有三大专业学院,更是希腊古典文化的基地,拥有艺学院作为三大专业学院的入门必修。在大学的制度设计里,只有先经过艺学院的学习,充分领会了希腊古典的文化精神,才能进入三大专业学院学习。先成人(Liberal Arts),后成材。

  在我们中国,大学的本质很少被反思。我们只是把它当成一个高等教育机构,高端人才的培养场所,但是,它其中包含的自治、自主、独立、自由的精神,兼容、包容、融汇、融通的精神,很少得到意识、认可和自觉。或许,像高山大学这样的新型教育机构,有可能更接近大学的原初理想。

  讲座结束后,是闭营式。由文校长主持,各位同学就大学的使命各抒己见。博洛尼亚大学副校长亲临现场发表演讲,欢迎来自中国的客人们。本次科学复兴之路意大利站的行程就此画上了完美的句号返回搜狐,查看更多