預報日蝕,解決兩國戰爭的哲學家 江銘輝 五夢網
圖1:泰爾斯(Thales,古希臘,西元前624~545年)〈科學之父〉
泰爾斯(圖1)的知識淵博,對宇宙萬物研究非常透澈,因為他是第一位不摻任何神話,純粹用思索來說明自然現象的人,所以被世人尊稱為科學之父。他曾預言西元前585年會出現日食,又發現摩擦琥珀會生電。嚴格說來,他是哲學家,因為當時的哲學家也研究數學、天文、物理學及其他學科。泰爾斯有崇高的聲望,他除被世人尊為古希臘七賢之首外,亞理斯多德更尊稱他為「哲學之父」。他的名言是:只有站得高的人,才有從高處落下的權利。傳說他死後人們在他的塑像下刻了這樣的銘文:這裡長眠的泰爾斯是世界上最聰明的天文學家,米列塔斯和愛奧尼亞的驕傲。
生平及貢獻
柏拉圖(Plato)曾經說過:希臘的所有東西都取自外國,最後又以寶貴的東西奉還。這是希臘與東方古老文明國家〈埃及〉、〈巴比倫〉之間關係的最好寫照,因為希臘的數學及天文學很多學自埃及和巴比倫,最後產生光輝燦爛的希臘文化。西元前六世紀初,東西文化開始交流,並以小亞細亞海岸上的愛奧尼亞(Ionia)城邦的〈米列塔斯〉(Miletus)市為中心熱烈展開。這時的愛奧尼亞產生了世界上第一個著名的科學家、哲學家,他名叫〈泰爾斯〉(Thales)。
泰爾斯出生於希臘殖民地--愛奧尼亞的米列塔斯市。歷史文獻對泰爾斯的記載很少,只知道他是古希臘七位智者之首,出生於貴族家庭,父親愛克薩米斯(Examyes),母親克蕾歐布林(Cleobuline)有腓尼基人(Phoenicia)的血統,對政治深具興趣,早年是一位商人。他精通數學、天文學以及自然科學,經常到埃及、巴比倫經商,使他有機會吸取埃及和巴比倫豐富的文化資源。
亞理斯多德(Aristotle)認為泰爾斯最先提出哲學的問題並解釋哲學,所以尊稱他為哲學之父。又因為他博學多能且又是第一位不摻任何神話,純粹用思索說明自然現象的人,所以人們又尊他為「科學之父」。他在科學及哲學上的重要貢獻有:
1.打破宇宙是神創造的神話,提出宇宙是水所構成的想法。
2.研究天文學,巧妙應用巴比倫的日食和月食的推算方法,預測日食的時間,化解了兩國的紛爭。
3.首先對幾何學命題提出證明,將數學從如何(How)帶入為何(Why)的領域。
4.利用陽光照射在金字塔的塔影,算出金字塔的塔高。
5.發現磁鐵能吸引鐵,被摩擦的琥珀會吸引輕微物體。
泰爾斯一生疵迷於科學,使本來富有的他變成一貧如洗,人們對此議論紛紛,但泰爾斯仍然我行我素,不理會這些流言蜚語。他為勸戒人們要立志作出有意義的事,去尋找真理,不要荒度光陰整天嘮嘮叨叨,因此作了一首詩來規勸這些人,詩曰:多說並不表示有才智,去尋一件唯一有智慧的東西吧!去選擇一件唯一美好的東西吧!如此就會封住饒舌們的舌頭。
有關描述泰爾斯聰敏才智的軼事,至今流傳不絕。例如:
1.有一天夜晚,他邊走邊注視天上繁星,竟不慎跌進水溝,旁邊他的一位秀麗色雷斯(Thrace)女僕看見了,便取笑地說:「大人如果你連所走的路都不能看清礎,又怎麼能看清礎眾星的事呢?」由此可見他對天文研究的著迷簡直到忘我的地步。
2.他預見橄欖會豐收,而控制了所有可能租到的橄欖榨油機。由於他的壟斷,使他能隨意訂價,出租橄欖榨油機獲取很高的利潤,幸好泰爾斯沒有全心致力於壟斷橄欖市場,他只是向世人表明:哲學家只要願意是很容易致富的,只是他們的抱負並不在此。
3.這個故事是記載在伊索(Aesop)寓言,故事是描述泰爾斯趕著一隻騾子到海邊去買鹽。在回家的路上,經過一條小河的時候,他的騾子一失足就跌到河裡去,等騾子爬起來時,牠發現身上所背負的鹽已被水溶解了,負擔減輕了許多。第二天,泰爾斯又去買鹽,當他再回到昨天失足的小河時,騾子又故意在河中跌倒,再爬起來時,牠的擔子又減輕了。騾子不覺自鳴得意。泰爾斯也看透了騾子的詭計,但他並沒有立刻採取處罰的行動。第三天,他又趕著騾子去市場買貨。這次他不買鹽,去買了一大包的海棉。當騾子到了小河時,又想重施故計故意跌倒到河中,可是由於海棉吸飽了水,牠的擔子大大的加重起來,起來時,騾子不但沒有把背上的重擔減輕反而加重了。
4.希臘天文學家兼雅典的執行官〈梭倫〉(Solon)(圖2),他也是名列古希臘七大賢者之一,其名言是:法律有如蛛網,小的被它抓住,大的把它扯破。又言:語言是行為的影像。有一天他從雅典到米列塔斯去探望好朋友泰爾斯。梭倫問他為什麼一輩子不結婚,泰爾斯當時沒有回答。幾天之後,一個陌生人來到梭倫的面前,聲稱十幾天前曾去過雅典,又說:「有一個青年人的葬禮轟動全雅典城,因為他父親是一個賢能高貴的人物,兒子死時父親卻不在家,因為他已出外游歷很久了。」梭倫急切地問:「他叫什麼名字?」那人回答說已記不清楚了,接著陌生人描述他聽說到的青年人特徵。當驚慌失措的梭倫就要猜出死者是他自己的兒子時,邊旁的泰爾斯說:「不必緊張,這個消息完全是虛構的,我只不過告訴你,不結婚沒有子女負擔的好處罷了!」
圖2:梭倫〈希臘人,西元前639~559年〉
雅典執政官暨詩人、天文學家。他不但為雅典建立了新型政體,而且解決當時的社會危機還取消了窮人所欠的債務。
有關泰爾斯對人類的貢獻很多,茲舉其中三例如下:
1、宇宙的一切都是由水構成的
泰爾斯一直想宇宙究竟是由什麼構成的?在泰爾斯以前,無論是埃及人或希臘人都認為宇宙是由神所創造的。但泰爾斯卻不這樣想,他認為宇宙的一切應該由所有的人類所共識的東西構成的才對,於是他認為水最合適了。所以他下結論說:「宇宙的一切都是由水所構成的,而地球像一個圓盤漂浮在浩瀚無垠的水中。」當然沒有人知道為何泰爾斯會認為水是構成宇宙萬物之源?推測可能的原因有二:
(1)受埃及神話的影響
古埃及人認為宇宙間原本是充滿原始水的渾沌狀態,後來由其中誕生了太陽神華(Ra),祂結合了自己的影子產生一對雙胞胎–大氣之神〈修〉(Shu)和雨神蒂娜(Tefnut),修和蒂娜再結合又產生一對雙胞胎–地神傑(Geb)和天神奴特(Nout),但是祖父(華)不高興孫輩的撮合,於是命令〈修〉高舉美麗的天空女神〈奴特〉,使〈奴特〉只能用她的指頭與腳尖撫摸著(傑),天地被分開,而女神身上熠熠閃爍的珠寶,又化成群星,於是宇宙誕生了(如圖3)。
圖3:古埃及人的宇宙觀:宇宙是由水中誕生的。
(2) 萬物皆由水所滋潤
泰爾斯在埃及旅遊時,看到埃及人的生命完全依賴著尼羅河的水,以及許多小生物自 然地發生於河中,才想到水。泰爾斯本身當然也沒有談過水如何構成萬物。因為他認為宇宙由水構成的,是天經地義的事,無須解釋。他的這種主張不用說一點科學根據也沒有,根本談不上邏輯不邏輯。但是無論如何,最重要的是他肯動腦筋去想,打破神話,提出答案說:水才是萬物的根源。其實,水也好,火也好,這種思維本身的精神才是科學的起源,因此稱他為科學之父是實至名歸。
2.預報日食,解決兩國戰爭
日食(Solar eclipse)是太陽被月球遮蔽的現象,當月球運行到太陽和地球中間,地球的前方被月球擋住,這時從地球上看太陽,則太陽有一部分或全部被月球遮住,叫作日食(圖4)。
圖4:當月球位於地球和太陽之間,月球之陰影落至地球上之一部分地區,位於此區域內的人,就無法全部看見太陽或部分太陽不能看見,而產生日食。如果從地球上全完看不見太陽稱為日全食,有部分太陽尚能見到稱為日偏食。月球無法完全遮蔽太陽,留下一個環狀的光亮部分,稱為日環食。
圖5:日食依太陽被月球遮蓋的部分,可分為日全食(左)、日環食(中)、日偏食(右)
太陽有一部分被月球遮住時,叫作日偏食;太陽的外圍剩下一圈光環叫做日環食;太陽全部被月球遮住,叫日全食(圖5)。天文學發達的今日,日食並不恐佈,但是在古時候,日食卻是一件驚天動地的大事情。當時位於今日伊朗、阿富汗北部、土耳其東部地區的米底亞(Media)和位於今日土耳其西部的律底亞(Lydia),兩國發生劇烈戰爭,連續五年未見勝負,橫屍遍野,哀聲載道。泰爾斯預先推算某月某日有日食,便揚言天帝反對兩國戰爭,在某月某日必以日食來警告兩國的互相屠殺。果然到了那一天,兩軍正在酣戰不停時,突然太陽失去光輝,大地暗淡無光。雙方軍隊大為恐懼,於是兩國立刻停戰和好。
據考證這次日食發生在西元前585年5月28日下午3時。泰爾斯是應用了巴比倫人發現的日食每隔18年又10天發生一次的沙羅週期(Saros Cycle)(註一)推算日食的時間。他根據西元前603年5月18日發生過一次日食,推算在下一次發生的日食時間將是西元前585年5月28日下午3時。
註一:沙羅週期
約18年10天為一個食循環,相對地球每隔一沙羅週期,太陽、月亮和交點線都返回18年10天前相同的位置,重新開始另一次月食及日食。
3.測出金字塔的高度
泰爾斯另一項為人津津樂道並備受讚揚的成就,是他在埃及旅遊時,不用許多測量工具,僅僅在金字塔影子的端點處樹立一根柱子,借助太陽的光線,利用兩個相似三角形的比例關係,測出金字塔的高度。贏得埃及二十六王朝法老亞默士二世(AhmoseⅡ,在位西元前570-526)龍心大喜,讚賞不已。這件事最早由亞理斯多德的徒弟海隆尼莫斯(Hieronymus,西元前4-3世紀)記載,羅馬學者普利尼(Pliny,西元23-79年)也有類似的說法。
泰爾斯所使用的方法如下:
如圖6,泰爾斯利用金字塔與塔的影子所形的大三角形ABD和柱子與柱影所形成的小三角形DCE是相似三角形。
在這種情形下,用AB代表金字塔的高度,CD代表柱的長度,BD是金字塔的塔影,DE是柱影。所以我們得到:
AB/BD = DC/DE..............(1)
泰爾斯事先測出BD、DC與DE的長度。再利用(1)式算出:
AB = (DC×BD)/DE
也就是說,金字塔的高度= (柱高×金字塔的塔影)/柱影
圖6:泰爾斯測量金字塔