“智慧宫”里的参天大树

陈巍，理学博士，现为中国科学院自然科学史研究所副研究员。主要研究科技知识在古代世界的传播并把世界连为一体的历程。喜爱“上穷碧落下黄泉”，品鉴各个文明在应对相似问题时展现出的智慧。

从8世纪中叶起的百余年间，阿拉伯帝国阿拔斯王朝的统治者们推行开明包容的文化政策，在他们的支持及造纸术传播的推波助澜下，来自古希腊、古波斯、古印度甚至古代中国的深厚文化传统犹如百川汇流，彼此冲撞激荡，铸造了伊斯兰黄金时代的繁荣。众多古典时期的科技典籍被翻译成阿拉伯语，逃过中世纪早期黑暗岁月的毁坏而传承下来。这里的科学家们以前人成就为基础，发挥自己的创造精神，逐渐形成延续数百年辉煌的伊斯兰科学传统。

当时在巴格达等大城市里，图书馆与书肆林立，学者们在此翻译书籍、传授学问。其中最著名的图书馆当属哈里发（即最高统治者）亲自开设的“智慧宫”。这一机构在哈里发麦蒙在位（813—833年）期间达到顶峰。本文所介绍的，就是在智慧宫里成长，学成后大力促进科技活动，并在数学、天文和机械领域均达到很高造诣的巴努·穆萨兄弟。

学出正统

“巴努·穆萨”是三兄弟的合称，意为“穆萨的儿子们”（图1）。他们的父亲穆萨·本·沙克尔，年轻时曾是现今伊朗东北部呼罗珊地区的一名盗贼。当时还没做上哈里发，驻守呼罗珊木鹿城的麦蒙发现了这名富有智慧的年轻人。我们不知道他们之间具体发生了什么，只知道后来穆萨成为了麦蒙的亲密侍从，掌管天文和占星事务。

穆萨英年早逝，临终前他把3个儿子——按长幼顺序依次是穆罕默德（约803—873）、艾哈迈德和哈桑——托付给麦蒙。麦蒙指定智慧宫里的天文学家叶海亚·曼苏尔教导孩子们成长。这或许因为叶海亚本来就是4个孩子的父亲，拥有丰富的育儿经验，同时他的专业也与穆萨相近，有利于孩子们子承父业。

当时麦蒙已经从四面八方延揽了不少杰出学者到智慧宫就职。其中的领军人物，是被誉为“阿拉伯代数学之父”的花拉子米。除撰写数学著作外，花拉子米还领导了在智慧宫观测天文、制作仪器和星表、绘制地图等任务。他的科学理念对日后巴努·穆萨兄弟产生了相当大的影响。

在智慧宫肥沃学术土壤的滋养下，巴努·穆萨兄弟分头出击，很快就学有所成。尽管我们很难把三兄弟的事业截然分开，但他们各自在不同领域拥有专长。其中长兄穆罕默德的学术成就最杰出，也最有组织才华，他在天文、数学方面都造诣不凡。老二艾哈迈德主攻精巧装置。一心沉浸在学术研究中的老三哈桑最擅长几何学，具有非常高超的逻辑推理能力。

据说麦蒙曾要求研习数学者都必须熟读欧几里得的《几何原本》，有人在他面前中伤哈桑只读过《几何原本》13卷中的前6卷。当麦蒙召来哈桑询问时，哈桑说他没必要读那么多内容，并很快就把《几何原本》后面几卷的命题都证明了出来。尽管如此，麦蒙仍诫勉哈桑说：“你应当避免让懒惰阻挠你通读《几何原本》，它对于数学，正如字母abc对于书写和阅读，都是最基础的。”

巨木成阴

得知三兄弟才華过人后，麦蒙开始把许多重要任务托付给他们。最初进入智慧宫学习时，三兄弟还一贫如洗，但连续几任哈里发的宠信使得他们很快变得富有权势，有能力成为巴格达城科学翻译与研究活动的重要资助者。

与哈里发一样，他们不拘一格用人才。在他们麾下，景教徒（主要活动于叙利亚的一个基督教教派）、犹太人、穆斯林等不同宗教背景的学者济济一堂，和平共处，携手把许多古希腊著作引入伊斯兰世界。巴努·穆萨兄弟为保证学者们能对学术全身心投入，创造了相当优裕的条件。据说每个月三兄弟付给学者们的报酬高达500第纳尔，也就是超过2公斤黄金。

为尽可能多地搜集前人科技文献，穆罕默德时常派遣使者，有时甚至亲自前往拜占庭帝国收购古代手稿。由此不仅保存了古人的大量智慧结晶，还发现了不少人才。其中有一位叫塔比特·伊本·库拉（826—901）的年轻人，就像麦蒙发掘三兄弟的父亲穆萨那样，穆罕默德察觉到这名年轻人的才华，便把他带回巴格达，传授给他科学知识。后来塔比特不仅在学术翻译上成果卓著，在数学、天文学等方面也有许多创见。

对宫廷政治的过多涉足，让穆罕默德逐渐染上党同伐异的不良风气。当时除他们兄弟外，著名哲学家肯迪（801—873）也是重要的学术赞助人。巴努·穆萨兄弟与肯迪分别拥戴不同王子，但巴努·穆萨一派最终得势。三兄弟在哈里发面前进谗言，导致肯迪被痛殴，而他的图书馆也被夺去。巴努·穆萨还放逐了一位与肯迪相友好的工程师萨纳德·阿里。

不久，巴努·穆萨兄弟奉命主持开掘现位于伊拉克东南部的贾法里耶运河。他们把测量工作交给能力平庸的亲信，结果工程做到一半就卡了壳。听到消息后暴怒的哈里发警告，假如报告确凿的话，就要把穆罕默德处死在运河岸边。惊慌失措的穆罕默德赶快向萨纳德·阿里求助。萨纳德提出只有把肯迪的图书馆物归原主，他才会施以援手。三兄弟依此条件办理后，萨纳德说当时正是河流的丰水期，测绘错误到4个月后才会显现出来，而根据占星家预言，哈里发将在此之前死去。果然，2个月后哈里发被刺杀，三兄弟得以逃脱惩罚。由此可见，权势与欲望会如何扭曲、侵蚀人的心智，让原本明智的人变得行事荒唐。

科学成就

在组织翻译大量古典著作之外，巴努·穆萨兄弟留下了约20部著作，在多个科技领域都取得了突出成就，给后世带来深远影响。

在数学方面，他们重新发扬了埋没已久的阿基米德等古希腊科学家的科学遗产。巴努·穆萨兄弟最有影响的数学著作是《论平面与球形的测量》。这本书曾由欧洲学者克雷莫纳的赫拉德（1114—1187）翻译成拉丁语，13世纪又由阿拉伯数学家纳西拉丁·图西（1201—1274）加以订补。从塔比特·伊本·库拉、伊本·海什木、斐波那契、罗吉尔·培根等著名学者的作品里均可看到受到此书影响的痕迹，可以说它在东西方数学史上均意义深远。

这本书延续了阿基米德计算圆面积和球体积的探索。从方法上讲，巴努·穆萨兄弟的创新不大，不像阿基米德那样把穷竭法运用到极限程度，而是主要利用《几何原本》中的几何证明与“逼近法”，得出与阿基米德相同的面积与体积公式。他重新提出了阿基米德计算圆周率的外切多边形方法，15世纪伊斯兰数学家卡西利用类似方法，求得圆周率小数点后16位准确数字，从而为伊斯兰数学增光添彩。

巴努·穆萨兄弟并没有完全因袭古希腊学者的几何学，而是把花拉子米开创的代数学与几何学结合起来，从而为伊斯兰数学传统的形成作出贡献。他们用确切数字而非图形之比表示面积和体积，又把古希腊阿尔库塔斯和梅内劳斯等学者对圆锥曲线的论述应用于求方程的解，从而奠定了后世伊斯兰数学家求解三次方程等问题的基础。

在天文观测方面，他们牵头完成了麦蒙计算地球周长的任务。在伊拉克北部和南部的沙漠里，他们分别丈量了北极星的高度每变化1度，在地表南北方向上对应的距离，最后测得地球周长约为8000帕勒桑（古波斯长度单位），相当于38400千米。尽管这与现代值还有4%的误差，但已经比古希腊的埃拉托色尼，以及稍早的中国僧一行的测量结果都要准确。

三兄弟里的老二艾哈迈德，撰有《论自动机械》等著作（图2）。在一些方面，书中所提原理和设计，例如曲柄连杆的系统运用，以及用于模拟星空运转的水运浑象等，比古代中国要晚，但仍比欧洲早得多。这部书呈现了自动水壶、喷泉、自动灯、提水装置等共计100种机械设计，其高度综合的设计、华丽的外观、多样化的功能前承拜占庭的菲罗、亚历山大的希罗等古希腊发明家，后启里德万、加扎里等伊斯兰能工巧匠。

概览巴努·穆萨兄弟的生平与成就，可以看到他们不仅通过大力赞助翻译运动，推进了古代科技中心从地中海沿岸向两河流域转移，还亲身参与了多个研究领域内伊斯兰科学传统的确立。他们不愧是智慧宫里培育成长起来的郁郁葱葱的参天大树。