作者：孫小淳

（作者系中國科學(xué)院人文學(xué)院常務(wù)副院長,、教授）

《光明日報》（ 2017年08月24日 13版）

在科學(xué)史研究中，我特別喜歡“文明的融合”這個概念,。我認為近代科學(xué)的出現(xiàn)不是歷史的機緣巧合,，而是歐亞大陸各文明數(shù)千年融合之結(jié)果。東西方文明都為科學(xué)文明的興起作出了貢獻,。這是一個全球性現(xiàn)象,，了解這一點對處在全球化時代的我們來說非常重要。

絲綢之路是重要的人類歷史文化遺產(chǎn),，也是文明交流的象征,。科學(xué)作為一種力量,，起到了連接古代絲綢之路上不同文明的作用,。今天，我舉兩個例子來進行說明：一是13世紀—15世紀中國和伊斯蘭國家之間的“天文絲綢之路”,，另一個是17世紀—18世紀的“海上絲綢之路”,。

天文絲綢之路

　　在我看來，“天文絲綢之路”上有兩個標志性的城市,，一個是中國的登封,，另一個是烏茲別克斯坦的撒馬爾罕。兩個地方都有中世紀大型的天文臺：登封有13世紀元朝建立的“登封觀象臺”,，撒馬爾罕有15世紀初鐵木耳王朝建立的烏魯伯格天文臺,。兩個天文臺都有非常具有代表性的中世紀大型天文儀器，代表了當(dāng)時最先進的天文觀測技術(shù),。

　　在蒙古帝國統(tǒng)治時期,，有非常明確的證據(jù)表明，中國和伊斯蘭世界存在著天文學(xué)知識的交流,，一些新的概念,、新的方法和新的天文儀器被介紹到中國。

　　首先是天文歷法上“里差”概念的引入?！袄锊睢笔侵敢騼傻氐乩斫?jīng)度不同造成的時間差,，用于校正天文現(xiàn)象發(fā)生的時間?！袄锊睢备恼钕仁怯梢晃唤幸沙牡脑煳膶W(xué)家引入到他所制定的歷法《西征庚午元歷》中,。耶律楚材把這部歷法進獻給成吉思汗，并在《進西征庚午元歷表》中說,，1220年,，他跟隨成吉思汗西征，駐扎在尋斯干城（即撒馬爾罕）,，當(dāng)年的五月之望（公歷6月17日）,，發(fā)生了一次月食。按照當(dāng)時金朝通行的《重修大明歷》推算,，這次月食分當(dāng)為二分，而“食甚”時刻當(dāng)為夜里子正,?？墒撬谌鲴R爾罕觀測時卻發(fā)現(xiàn)，初更未盡,，月食就已經(jīng)發(fā)生了,。由此耶律楚材注意到，天上同一時刻發(fā)生的月食,，在中國中原觀測到的時間,，與在撒馬爾罕觀測到的時間存在一個差值，他將這個地理之差造成的時間改正稱為“里差”,。

　　耶律楚材定的里差系數(shù)比實際值要小,，也就是說他對兩地距離的估算比實際距離要大，約為實際距離的1.42倍,。這樣的誤差是如何發(fā)生的,？他采用的里程數(shù)據(jù)的來源是什么？這些問題現(xiàn)在沒有確切的答案,。但是我們可以猜測,，耶律楚材有可能用了古希臘天文與地理學(xué)家托勒密（公元85—165年）傳統(tǒng)的地理經(jīng)度數(shù)據(jù)來確定距離。托勒密《地理學(xué)》的地理經(jīng)緯度數(shù)據(jù),，是后世西方繪制世界地圖和制造地球儀的標準數(shù)據(jù),，這一傳統(tǒng)一直延續(xù)到16世紀。從托勒密傳統(tǒng)的世界地圖（如15世紀德國約翰繪制的世界地圖）上,，我們可以看到Bactra（接近撒馬爾罕）與開封（接近登封）的經(jīng)度差為65度,，但兩地實際經(jīng)度差為47度，即兩地的距離被夸大為實際距離的1.38倍。這與上面的1.42倍相差不大,，因此推測耶律楚材很可能采用了托勒密的地理經(jīng)度數(shù)據(jù)來確定“里差”的大小,。一般認為，伊斯蘭的科學(xué)傳統(tǒng)是從古希臘的科學(xué)傳統(tǒng)而來,，因此耶律楚材通過伊斯蘭文明接受古希臘托勒密的天文地理知識,，也在情理之中。

　　其次,，要談?wù)劻硪晃粊碜晕饔虻奶煳膶W(xué)家扎馬魯丁,，他可能來自當(dāng)時西方著名的馬拉加天文臺。元世祖至元四年（1267年）,，扎馬魯丁向忽必烈進獻了7件天文儀器,。據(jù)《元史·天文志》記載，其中第一件儀器是“咱禿哈剌吉,，漢言渾天儀也”,，相當(dāng)于中國傳統(tǒng)的渾儀。第二件是“咱禿朔八臺,，漢言測驗周天星曜之器也”,，這是希臘傳統(tǒng)的天文儀器，應(yīng)指托勒密的“雙股儀”,。第三件和第四件分別是“魯哈麻亦渺凹只,，漢言春秋分晷影堂也”和“魯哈麻亦木思塔余，漢言冬夏至晷影堂也”,，就是測量太陽高度以定春分,、秋分和冬至、夏至?xí)r刻的儀器,。第五件儀器是“苦來亦撒麻,，漢言渾天圖也”，就是天球儀,。第六件是“苦來亦阿兒子,，漢言地理志也”，就是地球儀,。第七件是“兀速都兒剌不,，漢言定晝夜時刻之器也”，這實際上是一個星盤,。這些儀器被認為是阿拉伯天文儀器,。

　　扎馬魯丁制定了一部天文歷法《萬年歷》。1271年,，元朝大都建立回回司天監(jiān),，即穆斯林天文臺,，與漢兒司天監(jiān)并列，扎馬魯丁成為回回司天監(jiān)的監(jiān)正,。1273年,，他又成為秘書監(jiān)監(jiān)正，相當(dāng)于皇家圖書館館長,，他在《元秘書監(jiān)志》里面提到了100多條關(guān)于伊斯蘭世界,、波斯世界的數(shù)學(xué)、天文,、地理及天文儀器的記載,，其中包括歐幾里得的《幾何原本》和托勒密的《至大論》等著作，可見當(dāng)時有很多西方天文學(xué)知識傳到了中國,。

　　當(dāng)然,，東西方天文學(xué)知識的傳播并不是單向的。雖然天文學(xué)知識從東方傳到西方很難有直接的證據(jù),，但是如果我們分析東西方的天文測量數(shù)據(jù),，就可能找到一些間接的證據(jù)。

　　我想通過中西兩個星表的比較來說明這一問題——一個是中國的“郭守敬星表”,，另一是西方的“烏魯伯格星表”,。郭守敬是中國元初的天文學(xué)家，他開展了大規(guī)模的天文觀測,，使傳統(tǒng)星表中的恒星數(shù)從宋代的300顆左右增加到739顆。（我認為,，現(xiàn)存的“郭守敬星表”的數(shù)據(jù)實際是明朝初年所測,，郭守敬原來測定的數(shù)據(jù)顯然失傳了。）“烏魯伯格星表”是西方天文學(xué)史上的重要星表,，總共記錄了1025顆恒星的位置,。烏魯伯格（Ulugh Beg，1394—1449）于1447年成為帖木兒帝國君主,，并于1420年在撒馬爾罕建造天文臺,。經(jīng)過幾十年的觀測，于1447年制成“烏魯伯格星表”,。這個星表雖然還是傳統(tǒng)的托勒密星表,，但其數(shù)據(jù)卻是重新測量所得，而不是像以往的西方星表那樣,，只是在托勒密星表的基礎(chǔ)上加上歲差改正而已,。

　　中國星表與西方星表有很大不同。中國星表以“入宿度”和“去極度”兩個坐標標明恒星的位置,，相當(dāng)于今天的赤道坐標系,。而西方星表中恒星位置用的是“黃經(jīng)”和“黃緯”兩個坐標,，屬于黃道坐標系。坐標系不同,，采用的天文觀測儀器也不同,。中國采用渾儀。渾儀是在公元前1世紀的漢代發(fā)明的,，中國最早的星表——《石氏星經(jīng)》中的恒星坐標就是用渾儀測量的,。渾儀測量的方法，具體而言,，就是將渾儀的樞軸對準北天極,，然后將儀器固定安裝，相當(dāng)于現(xiàn)代天文學(xué)望遠鏡普遍采用的赤道式安裝,，觀測起來比較方便,。西方采用的是黃道天文儀器，如黃道渾儀,、六分儀之類,。由于黃緯不因歲差變化，所以用于標注恒星的兩個坐標數(shù)據(jù)有一個是固定的,，另一個也很容易根據(jù)歲差作加減修正,。但在實際測量中，黃道儀器要比赤道儀器難以操作,，前者需要不斷轉(zhuǎn)動儀器以跟蹤黃道的運動,。中世紀為了提高測量精度，將天文儀器大型化,，如果烏魯伯格采用大型黃道儀器來測定恒星位置,，其操作難度可想而知。

　　因此,，我在2014年訪問撒馬爾罕烏魯伯格天文臺時,，腦子閃出的問題是，現(xiàn)在的烏魯伯格星表中的黃道坐標,，真的是用黃道儀器測量的嗎,？有沒有可能是先用赤道儀器測量赤道坐標，然后再把它們換成黃道坐標,，以符合西方星表的傳統(tǒng),？

這個問題促使我對烏魯伯格星表進行了一些分析，看看從中能否發(fā)現(xiàn)赤道儀器測量的痕跡,。我曾用數(shù)學(xué)上的傅里葉分析法分析星表數(shù)據(jù),。這一方法對于分析用赤道儀器測量的星表數(shù)據(jù)特別有效，不僅能夠準確地確定星表的年代,，而且能夠分析出觀測的系統(tǒng)誤差,。（我就是用這一方法分析了“郭守敬星表”,，發(fā)現(xiàn)星表的觀測年代是在1380年前后，并不是郭守敬所在的元初,，而是在明朝初年,。）我首先對烏魯伯格星表中的恒星進行識別，即要認出星表中每一顆星的現(xiàn)代恒星通用名稱,，其次把烏魯伯格星表中的黃道坐標轉(zhuǎn)換成赤道坐標,，最后將傅里葉分析法運用于這些赤道坐標數(shù)據(jù)。分析結(jié)果表明,，烏魯伯格星表數(shù)據(jù)確實含有用赤道天文儀器觀測的系統(tǒng)誤差,，儀器的樞軸方向偏離了北極3個角分，而星表的觀測年代在1444年左右,。由此我們可以推測,，烏魯伯格星表的觀測，很可能受到中國赤道式天文觀測技術(shù)的影響,。從這兩個星表的比較可知,，中世紀東西方天文學(xué)交流，不僅存在從西向東的知識傳播,，也存在從東向西的知識傳播,。

海上絲綢之路

　　再談?wù)?/span>17世紀至18世紀的海上絲綢之路。這一時期西方發(fā)生了科學(xué)革命,，大量西方科學(xué)知識通過傳教士傳到中國,，歷史學(xué)家稱之為“西學(xué)東漸”。有一種相當(dāng)普遍的看法認為中國在這一時期主要是被動地接受西方科學(xué)知識,。我認為這個看法是相當(dāng)片面的,。科學(xué)革命本身就是文明融合的結(jié)果,，是一個全球化的過程。在這個過程當(dāng)中,，主要是西方先進科學(xué)知識向東方的傳播,，但明清時期的中國，不是完全被動地接受西方科學(xué)知識,，而是在接受西方知識后,，主動進行發(fā)明創(chuàng)造。

　　我們以地球經(jīng)度測量問題為例加以說明,。

　　明朝萬歷三十年（1602年）,，意大利傳教士利瑪竇向明神宗進獻的世界地圖以《坤輿萬國全圖》為名出版，中國人開始初步了解世界地圖的全貌,，也了解了地球概念及相應(yīng)的地理經(jīng)緯度概念,。

　　對中國來說,，地理經(jīng)度的測量有兩個目的。第一是為了制定天文歷法,。明末,，原來使用的歷法《大統(tǒng)歷》已經(jīng)用了三百年，出現(xiàn)很大偏差,，預(yù)報日食,、月食都不準確。崇禎年間,，徐光啟提出要對歷法進行改革,。但是如何改卻有很大的爭議。有人主張繼續(xù)使用《大統(tǒng)歷》,，只進行修正,；有人主張采用伊斯蘭天文學(xué)的“回回歷”；還有人主張用明末傳入中國的歐洲天文學(xué)“西法”,。徐光啟主張采用“西法”,。為了證明“西法”的優(yōu)越性，他預(yù)測了五次月食,，包括初虧,、食甚、復(fù)原時刻,、食分,、初虧所起方位等，并在每次月食發(fā)生前上奏折,，以期驗證,。他不僅給出月食在北京的情況，還給出在其他14個省會的情況,，這是前所未有的,。這些預(yù)測都用到了地理經(jīng)度的信息。徐光啟主張的“西法”在歷法競爭中取得優(yōu)勢,。后來確定采用西方天文學(xué)系統(tǒng)進行歷法改革,，所謂“溶彼方之材質(zhì)，入大統(tǒng)之型?！?，中國天文學(xué)從此開始了中西融合的進程。

　　地理經(jīng)度測量的第二個目的是地圖制作,。制作地圖對于國家治理非常重要,。清朝康熙皇帝親自領(lǐng)導(dǎo)了大規(guī)模的天文大地測量，并在1718年繪制完成《皇輿全覽圖》,。為開展這項工作,，康熙聘用了很多傳教士,，他們大部分來自法國，大都與法國科學(xué)院保持密切聯(lián)系,。因此,，可以說康熙時期，中國與法國之間有很多科學(xué)交流,。例如巴黎天文臺的天文學(xué)家,，就通過在華傳教士獲得來自中國的天文、地理數(shù)據(jù)和信息,。

　　中國的這一測量活動與西方近代科學(xué)上一個重要爭論相關(guān)——17世紀至18世紀關(guān)于地球形狀的爭論,。按照牛頓力學(xué)，地球由于自轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力,，使地球在赤道地區(qū)凸鼓出來,，成為一個扁圓體。但巴黎天文臺臺長卡西尼領(lǐng)導(dǎo)的測量卻顯示地球在赤道地區(qū)應(yīng)該更扁平一些,，是一個橢球體,。兩派的爭論持續(xù)了近一個世紀，直到18世紀中期法國科考隊分別到秘魯和拉普蘭德進行子午線測量,，才證明牛頓的觀點是正確的,。

　　在這樣的背景下看中國康熙時期的天文大地測量，就在近代科學(xué)發(fā)展史上具有特別意義,。當(dāng)時在中國進行的測量,，從南方的海南島到北方的黑龍江，地域非常廣闊,，這在歐洲是不可能做到的,。因此在中國所做的天文大地測量一定會得到歐洲科學(xué)家的密切關(guān)注，因為這些數(shù)據(jù)對于解決他們關(guān)注的科學(xué)問題非常有價值,。所以傳教士在測繪結(jié)束后,，把測量數(shù)據(jù)報告給康熙皇帝的同時，也發(fā)回歐洲,。這些數(shù)據(jù)很快就出現(xiàn)在1735年法國傳教士杜赫德編撰的《中國帝國圖志》中,，在歐洲廣為流傳，成為制作世界地圖的最新數(shù)據(jù),。因此，中國康熙朝的天文大地測量,，實際成為歐洲近代科學(xué)活動中的一部分,。

　　康熙時期為繪制《皇輿全覽圖》所做的大規(guī)模天文大地測量，充分說明那個時候的中國并不是完全被動地接收來自西方的科學(xué)知識,，而是非常主動地開展相關(guān)的科學(xué)活動,。中國可以說是西方科學(xué)近代化進程的參與者,。這也從一個側(cè)面說明，近代科學(xué)的發(fā)展是一個全球化的過程,，是東西文明交流融合的過程,。

　　我認為，自古以來,，科學(xué)就在文明的交流中扮演著重要角色,，同時科學(xué)也在這種文明的互動中獲得新生。這提示我們以一種全球的視角來看待歷史上的科學(xué)與文明,?！敖z綢之路”為我們提供了這樣的新視角。我們將歷史的點點場景連接起來,，可以構(gòu)成一個全球科學(xué)史的圖景,。古代世界相互連接的程度比我們想象的要豐富得多。這一歷史遺產(chǎn)應(yīng)該得到傳承,，因為,，我們是探索科學(xué)真理的同一個人類。