文/[美]斯蒂芬·溫伯格 譯/張軍 凌復(fù)華 彭婧珞
摘編自《給世界的答案：發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)》，中信出版社出版,，看歷史獲授權(quán)刊登
亞歷山大死后，其帝國分裂成若干個繼承國,，其中在科學(xué)史上舉足輕重的是埃及,。埃及相繼由多位希臘國王統(tǒng)治,，第一任是亞歷山大的將軍托勒密一世（Ptolemy I）,，最后一任是克利奧帕特拉（Cleopatra）的兒子托勒密十五世。
公元前31年,，安東尼（Antony）與克利奧帕特拉戰(zhàn)敗于亞克興,，其后不久，最后一位托勒密被害,，埃及并入羅馬帝國,。
從亞歷山大統(tǒng)治希臘到亞克興戰(zhàn)役爆發(fā)的這段時間，通常被稱為希臘化時期,。希臘化文化并非完全的希臘文化,，而僅僅是對公元前5世紀-前4世紀古典時期成就的模仿。
然而,，希臘化時期的科學(xué)所達到的高度,，不僅讓古典時期的科學(xué)成就相形見絀，而且長期保持世界領(lǐng)先水平，直到16,、17世紀發(fā)生科學(xué)革命時才被超越,。
希臘化時期的科學(xué)之都，是充滿活力的托勒密王朝的首都亞歷山大,。這座由亞歷山大大帝建立的城市,，位于尼羅河入海口,。亞歷山大后成為希臘世界第一大城市及羅馬帝國時期第二大城市,，其人口和財富僅次于羅馬。
公元前300年左右,，托勒密一世創(chuàng)辦了亞歷山大博物館,，將其作為皇宮的一部分。該博物館供奉著主管藝術(shù)與科學(xué)的9位繆斯,，托勒密一世原本打算將其作為文學(xué)與文獻學(xué)研究中心,。但公元前285年托勒密二世（Ptolemy II）繼位后，博物館同時成為科學(xué)研究中心,。
在托勒密王國消亡后,，博物館與希臘科學(xué)依然維系時日。古代科學(xué)最偉大的成就,，除部分出現(xiàn)在羅馬時期的希臘諸邦,，絕大部分都出現(xiàn)在亞歷山大。
 希臘化時期埃及文化與希臘本土文化之間的關(guān)系,，與20世紀美國與歐洲之間的關(guān)系頗為類似。埃及的富裕以及托勒密前三世的大力支持,，吸引了許多著名雅典學(xué)者來到亞歷山大,，正如自20世紀30年代以來大量歐洲學(xué)者涌向美國。
約從公元前300年起,，呂克昂學(xué)園前成員,，帕勒隆的德米特里（Demetrius of Phaleron），攜其藏書從雅典來到亞歷山大,，成為博物館第一任館長,。
幾乎與此同期，呂克昂學(xué)園的另一位成員,，蘭薩庫斯的斯特拉托（Strato of Lampsacus）,，受召于托勒密一世，來到亞歷山大輔導(dǎo)其子托勒密二世,。而在托勒密二世繼承王位后,，可能正是斯特拉托將博物館的研究重心轉(zhuǎn)向了科學(xué)領(lǐng)域。
希臘的自然哲學(xué)中心如亞歷山大，以及米利都和雅典,，也都是商業(yè)中心,，這一點或許并非巧合?；钴S的市場匯集了不同文化的人群,，調(diào)和了農(nóng)業(yè)的單調(diào)性。
亞歷山大的貿(mào)易市場廣闊：海運貨物從印度到地中海世界需穿過阿拉伯海,，進入紅海,，再陸運到尼羅河，最后沿尼羅河抵達亞歷山大,。
但亞歷山大與雅典的學(xué)術(shù)氣氛迥然不同,。首先一點便是，從泰勒斯到亞里士多德的歷代希臘學(xué)者無不專注于追求包羅萬象的理論,，而博物館學(xué)者則不然,。
弗洛里斯·科恩（Floris Cohen）指出：“在思維方式上，雅典人擅長概括綜合,，亞歷山大人習(xí)慣逐一擊破,。”亞歷山大人致力于理解具體現(xiàn)象,，取得實際進展,。
他們所感興趣的課題包括光學(xué)、水力學(xué)以及天文學(xué),。早在遠古時代,，人們就學(xué)會用火燒煮食物，以及用兩塊石頭相互敲擊來制造簡單工具,。但在古典時期的學(xué)術(shù)界,，對知識的市儈主義長期盛行，阻礙了諸如柏拉圖和亞里士多德等哲學(xué)家將其理論指向技術(shù)應(yīng)用,。
而在希臘化時期,，盡管這種偏見并未消失，但其影響力已大大減弱,。事實上,，那個時期的人們，即便出身寒門,，也能成為著名的發(fā)明家,。
亞歷山大的克特西比烏斯（Ctesibius of Alexandria）便是明證。他是理發(fā)師之子,，卻于公元前250年左右發(fā)明了真空壓力泵,，并對水鐘進行了改進——通過發(fā)明調(diào)節(jié)閥保持容器內(nèi)水位恒定,，使水鐘計時更加準確。
重要的是,，在希臘化時期,，一些技術(shù)正是由關(guān)注系統(tǒng)性科學(xué)探索的學(xué)者開發(fā)，這些探索本身有時便會促進技術(shù)的發(fā)展,。
希臘化時期（或者也許是有史以來的任何時期）最令人印象深刻的希臘科學(xué)家兼技術(shù)專家,，非阿基米德莫屬。公元前3世紀,，阿基米德生活在西西里島的希臘城市錫拉庫薩,，但世人認為他至少去過一次亞歷山大。據(jù)說他發(fā)明了多種滑輪和螺旋裝置,，以及許多武器,，如他根據(jù)杠桿知識而制造的“鐵爪式起重機”，利用這種機器可以抓住近岸停泊的船只,，并將其掀翻,。
他還發(fā)明了引水灌溉農(nóng)田的螺旋式抽水機，這一發(fā)明在農(nóng)業(yè)上沿用數(shù)個世紀之久,。傳說阿基米德用曲面鏡聚焦陽光使羅馬戰(zhàn)船著火,，保衛(wèi)了錫拉庫薩，這一故事幾乎毫無可信度,，但卻體現(xiàn)出他在技術(shù)方面的口碑,。
在《論平面圖形的平衡》（On the Equilibrium of Planes）中，阿基米德說明了杠桿原理：在橫桿兩端掛上重物,，當重物到支點的距離與重量成反比時,，橫桿保持平衡。
例如,，橫桿左右兩端分別掛有5磅和1磅的物體,，當兩端到支點的距離之比為1:5時，橫桿保持平衡,。
阿基米德在物理學(xué)的成就巔峰體現(xiàn)在其著作《論浮體》中。阿基米德指出,，如果流體的一部分被流體,、浮體或浸沒物體所壓，且其壓力大于另一部分流體,，那么流體將移動直到所有部分所受壓力均等,。以下是他的原文：
假定流體具有以下特性：它的各部分均處于均勻連續(xù)狀態(tài)，承壓較小的部分將為承壓較大的部分所推擠,；如果流體中浸入了任何物體,，或被其他物體壓縮，則流體各部分均受到其上面的流體在垂直方向的推擠。阿基米德由此推斷,，浮體將下沉,，直到被排開水的重量等于它自重。（這就是為什么船的重量被稱為“排水量”,。）因為過重?zé)o法懸浮而浸沒在流體中的物體,，若用一根繩索懸掛于天平臂上，則該物體“會因被流體托起而比它的真實重量輕”,。
根據(jù)物體的真實重量與它懸浮在水中時重量的減少值,，他得出物體的“比重”，即其重量與同體積水的重量之比,。每種材料都各有其比重：黃金是19.32,，鉛是11.34，等等,。
這種由流體靜力學(xué)系統(tǒng)理論研究導(dǎo)出的方法,，使阿基米德能夠辨別純金皇冠與摻假皇冠。
更令人印象深刻的是阿基米德的數(shù)學(xué)成就,。用一種類似于積分的技巧,，他計算出了多種平面圖形的面積和多種立體的體積。
例如,，圓的面積等于1/2周長乘以半徑,。他用幾何方法證明了我們現(xiàn)在所說的π（阿基米德沒有用這個詞），即圓周與其直徑之比,，是3.71和3.7110之間的一個數(shù)字,。
西塞羅說他曾在阿基米德的墓碑上看到一個球內(nèi)切于圓柱的幾何圖形，即球的表面接觸圓柱體的側(cè)面和上下表面,，類似一個網(wǎng)球裝在錫罐里,。這顯然是阿基米德最引以為豪的證明：在這種情況下，球的體積是圓柱體積的2/3,。
公元前212年,，馬庫斯·克勞迪厄斯·馬塞洛（Marcus Claudius Marcellus）率領(lǐng)羅馬士兵血洗錫拉庫薩，阿基米德在這場浩劫中罹難,。
（錫拉庫薩當時已在第二次布匿戰(zhàn)爭中被親迦太基派占領(lǐng)）羅馬士兵擁入錫拉庫薩時,，據(jù)說阿基米德正在解一個幾何問題，他被一名士兵發(fā)現(xiàn)并殺害,。
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