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第2章 古代印度的科学技术

印度的名称起源于印度河,是一个有着5000多年历史的文明古国。我国西汉时称古代印度为“身毒”,东汉时称之为“天竺”,唐玄奘取经归来以后始称之为印度。古代印度一般是指南亚次大陆及其邻近岛屿,其区域包括今天的巴基斯坦、印度、孟加拉、尼泊尔、锡金、不丹和斯里兰卡等国,相当于现今所说的印度次大陆(或南亚次大陆)。印度次大陆三面环海,一面靠山(喜马拉雅山),形成了天然封闭的地理环境。在南亚次大陆境内,有两条比较大的河流,即分别位于次大陆西北部的印度河和东北部的恒河,两河都发源于喜马拉雅山脉北侧,流经印度次大陆后分别从其两边流入印度洋。印度河和恒河所形成的冲积平原,成为世界上人类最古老文明的发源地之一。

古代印度在相当长的时期内,一直是大小王国林立,从未形成过高度统一的中央集权制国家。印度次大陆本身是黑种人(尼格罗种)、黄种人(蒙古利亚种)和白种人(高加索种)的交汇地区,加之在较长时期内,屡次遭受外族人的入侵、占领,所以,印度人种繁多,血统混杂。古代印度从来没有形成统一的语言,在印度次大陆,各民族和各部落所使用的语言和方言大约有50种以上。古代印度最古老的文字是梵文,梵文共有字母47个。古代印度的许多佛教经典都是用梵文写成的。古代印度的文字除了极少数是刻在石头、竹片、木片或铜器上的之外,大量的文字都是书写在白桦树皮和树叶子上的。古时的喜马拉雅山下有很大的一片桦树林,早在公元前若干世纪,印度人就把他们的梵文写在这种树皮或树叶上。据说唐玄奘从印度取回来的佛经几乎都是写在这种白桦树皮或树叶上的。古代印度文化发展的过程是一个多民族融合的过程,先后在这里生活过的有达罗毗荼人、雅利安人,也有先后从外地来到这里的希腊人、波斯人、突厥人和阿拉伯人等,他们共同创造了具有自己特色的古代印度的科学文化。公元前3000年代中叶,印度河流域出现许多早期城市国家。大约在公元前2500年,印度河中下游地区就出现了较高程度的农业文明,史称“哈拉巴文化”时代(又称史前时代),创造这一文化的是当地原始居民达罗毗荼人。公元前750年前后“哈拉巴文化”突然销声匿迹,其原因至今不明。公元前2000年代中叶,印欧语系的雅利安人陆续自中亚南下进入印度次大陆,首先占领了印度河流域,后东移至恒河流域,由此开创了古代印度的“吠陀”文化时代。“吠陀”的原意是“知识”,中国古人也译作“明”。“吠陀”文化时代是因为有留传至今的四部以“吠陀”为名的神话诗集而得名,这些诗集间接记述了那个时期的社会状况,是现代人了解和研究“吠陀”时期古代印度历史的重要依据。在“吠陀”文化时代初期,社会原有的原始氏族组织逐渐解体。大约公元前9世纪至公元前8世纪,雅利安人在这块土地上建立起新的奴隶制国家,并形成了严格的社会等级制度,即“种姓制度”。全部古代印度人被分为四个等级的种姓,等级由高到低为:婆罗门(从事文化教育和祭祀活动的僧侣)、刹帝利(从事行政管理和打仗的武士)、吠舍(从事商业贸易活动的平民)和首陀罗(从事农业及各种手工业劳动的贱民)。种姓为世袭制,并且严格规定不同种姓之间不能通婚。大约在公元前600年左右,印度次大陆上形成了20个左右的奴隶制国家,至此古代印度进入了列国争雄时代。在此后长达2000多年中,各国长年争战不已,经历了很多次的分裂与统一。列国争雄时代中比较著名的王朝有:孔雀王朝(公元前4世纪到公元前2世纪)、贵霜王朝(公元前200年到公元3世纪)和笈多王朝(公元4世纪)等。在列国争雄时代,也发生过多次外族入侵事件,如公元前6世纪时的波斯帝国、公元前4世纪时的亚历山大帝国、公元5世纪的匈奴人、公元3至6世纪初的突厥人(建立德里苏丹国)和蒙古人后裔(建立莫卧尔王朝)等。基于这些历史原因,古代印度的人种、民族和文化类型都非常复杂,与其文化的多样性相伴随,古代印度是一个到处笼罩着宗教气氛的神秘国度,人们信仰的宗教及教派极多。有意思的是,在古代印度最为流行的是婆罗门教(即印度教),而发源于印度、且在亚洲拥有众多信徒的佛教在古代印度却不是很流行。

古代印度人很早就开始了天文学的研究。古代印度的天文学不仅服务于历法制订,而且与其宗教活动有着直接和密切的关系。现代学者对于古代印度天文学的研究主要依据于一些宗教著作。公元前6世纪开始形成、公元世纪后成书的《太阳悉檀多》,是现存最早的古代印度著名的天文学著作。“悉檀多”的汉语意思是“知识”,该书讲述了时间的测量、日月食、行星运动和天文观测仪器等诸多天文学问题。古印度天文学家圣使大约在公元5世纪后期所著的《圣使集》也是古代印度一部重要的天文学著作,书中主要讨论了日、月和行星的运动及推算日食、月食的方法。公元505年,天文学家彘日汇集古代印度五种最重要的天文历法著作,编成了《五大历数全书》,它在天文学史的研究方面有一定的参考价值。古代印度天文学的一个明显的不足之处在于它不太注重实际的天文观测。一直到8世纪,印度人才在德里等地建立起拥有较为复杂观测仪器的天文台。在“吠陀”文化时代,古代印度人认为天地中央是一座名为须弥山的大山,天似一个由须弥山支撑着的伞盖,日月五星都绕着此山运行,太阳绕行一周即为一昼夜。《太阳悉檀多》则说大地为球形,北极为一称做墨路山的山顶,那里是神仙的住所。日、月和五星的运行是由一股宇宙风所驱使。古代印度的早期历法五花八门,但基本上是阴阳合历。在“吠陀”时代,古代印度人已经认识到月亮运行周不到30天,他们将一年定为360天,每年分冬、春、夏、雨、秋和露六季,每季两个月。为了观察日月运动的方便,古代印度人把天球附近的恒星分为二十八宿,这与古代中国的做法极为相似。

古代印度人在数学方面的最杰出贡献是发明了科学数字记数法,它直接导致了计算技术的重大变革。大约在“哈拉巴文化”时期,古代印度人就采用了0进制记数法。到公元前3世纪前后,出现了数的记号,但没有零,也没有进位记法。现存最早的古代印度数学著作是大约写于公元前6世纪的《准绳经》(实际上是“吠陀”经中的一篇附文),这是一部讲述祭坛修筑的书,内容包括各种祭坛的形状、大小、如何建造以及座位怎样布置等。由此涉及了一些几何学知识,如勾股定理、边长为的正方形的对角线长度等。写于公元前200年的《昌达经》中,提出了印度最古老的帕斯卡三角形(即二项式系数三角形),它相当于二项式定理的内容。在此之后,古代印度的数学研究出现了较长时间的停滞。公元3世纪以后,希腊数学传到了印度,使古代印度的数学研究有了较大的进展,特别是算术和代数得到了更进一步的发展。公元5世纪初,古代印度人提出了“零”的概念及其数字符号0.零号是古代印度人在数学领域的卓越发明,没有零号,就没有完整的位值制记数法,这种记数法能用简单的几个数码表示一切的数。写于公元5世纪的《圣史历书》中出现了平面图形的求积,并通过算术级数的求和方法算出了圆周率π=3.46.此时古代印度人已建立起了完备的0进位制数值体系。此后至公元3世纪,是古代印度数学取得辉煌成就的时期,这期间涌现出很多著名的数学家,出现了很多新的研究成果。写成于公元628年的《梵明满悉檀多》一书,对许多数学问题进行了深入的探讨,其内容主要涉及整数运算、分数运算、数列、比例问题、平面几何和立体几何等诸多方面,同时该书还讨论了负数的运算法则。明确地提出了“零”作为一个数的概念,并探讨了“零”的运算法则。在古代印度人确定的“零”的运算法则中,除了“零除以零等于零”的这个认识是错误的以外,其他关于“零”的论述都是正确的。零号对于完善位值制记数法和数学的进一步发展有着非常重要的作用,零号概念和相应符号的引入,使得人们可以方便地利用0、、2、3、4、5、6、7、8和9十个数码符号的组合表示任何一个大或小的数字。古代印度的数码符号经阿拉伯传入欧洲(由此古代印度的数码一般称为阿拉伯数字),至今仍被作为世界统一通用的数码符号。这是古代印度人对于世界数学发展做出的一个重要贡献。

古代印度的医学可以称得上比较发达,这可能与古代印度思想中的大慈大悲、普度众生的仁爱意识有一定的关系。在古代印度,医学的知识体系称之为“阿柔吠陀”,汉语的意思为“长寿的知识”,这意味着古代印度的医学不仅关注治病,而且还注重防病和养生。古代印度的文献中很早就有医学方面的记载。现在所知古代印度最早的有关医学的文字记载,出现于《吠陀》一书中。这本书中记载有许多疾病的名称,如发烧、咳嗽、水肿、肺病等,并提出了一些治病的方法。大约成书于公元前世纪的《阿柔吠陀》是古代印度最早的一部医学著作,书中提出躯干、体腔、体液、胆汁和气是人体的五大要素,并与自然界中的地、空、水、火和风五大元素一一对应,以此来解释人的生理和病理。在人体的五大要素中,躯干和体腔是人体中比较稳定的因素,而体液、胆汁和气则属于相对不稳定的因素。疾病是由于人体中体液、胆汁和气这三种不稳定因素失去平衡而引起的。因此,古代印度人认为,治病是试图恢复人体中体液、胆汁和气三者之间的平衡;而防病和养生则是维持这种平衡。以上这些论述构成了古代印度医学最重要的理论基础。《阿柔吠陀》中还记载有内科、外科、儿科等许多疾病的治疗方法及相应的药物。在古代印度较早期的医学文献中,混杂着很多有关巫术的内容,以后随着医学研究的发展,医学与巫术才逐步分离,转为以医学治疗为核心。《阇罗迦本集》和《妙闻集》是古代印度最著名的两部医学名著,它们被认为是古代印度独特的医学知识体系走向成熟的标志。《阇罗迦本集》在阐述古代印度医学理论的基础上,对人体很多种疾病的病因、病理进行了比较深入的研究,并提出了一套相应的诊断和治疗方法,这本书被认为是古代印度内科医学的经典;而《妙闻集》则记载了一些解剖学、生理、病理、内外科、妇科、儿科等方面的知识,书中涉及的各种病症达20种,采用的治疗方法多以外科手术为主,并记载有外科手术器材20种,这本书被认为是古代印度外科医学的经典。在历史上,古代印度的医学曾经与外界医学相互产生过影响,如古代印度的医学就曾经受到过古希腊和古代中国医学等的影响;而阿拉伯帝国的医学和中国西藏地区的藏医则显然受到过古代印度医学的影响。然而,在社会上居支配地位的宗教观念把疾病看做是一种命中注定的报应,认为人体解剖是不可饶恕的恶行,这在某种程度上妨碍了古代印度医学的应用和更进一步发展。

印度河和恒河的中下游地区土地肥沃,气候温和,雨量充沛,是比较适宜于进行农业生产的地区。大约在公元前3500年前,印度次大陆北部的居民已开始经营农业。到公元前2500多年的“哈拉巴文化”时期,农业生产已经达到了较高的技术水平,畜耕技术得到了广泛的应用。近代考古发现的这个时期用青铜制造的兵器和锄、镰等农具,表明当时的古代印度已进入了青铜器时代。古代印度的农作物主要有大麦、小麦、水稻、豌豆、甜瓜和棉花等,古代印度人是世界上最早的棉花种植者。当时他们饲养的家畜已有羊、猪、狗等,甚至可能还有大象。“哈拉巴文化”时期的繁荣中断以后,原先以畜牧业为主的雅利安人又重新发展了农业。到了“吠陀”时代,畜耕技术得到了更进一步的发展,人们已经懂得通过人工灌溉和施肥可以提高农作物的产量。到“吠陀”时代的后期,由于铁器的使用,农业生产的技术水平得到了更大程度的提高。公元前4世纪末,孔雀王朝统一印度之后,政府设高级官吏专门管理全国的水利事业,大规模兴修水利。中国唐代僧人玄奘在《大唐西域记》一书中记载了许多反映古代印度农业经济繁荣的事例。

早在“哈拉巴文化”时期,古印度的冶金技术就达到了比较高的水平。有证据表明,当时的人们已经掌握了青铜冶炼技术,这比古巴比伦人大约早了000多年。人们广泛地用铜或青铜来制造斧、锯、凿、锄、鱼钩、剑、矛头、匕首和箭镞等工具和兵器。通过对一些出土文物的分析发现,那时人们已经基本掌握了锻打、铸造和焊接等金属加工技术。“哈拉巴文化”时期的工匠们已经能够熟练地制作金银饰物,且已达到了很高的技术水平。根据史料记载,大约在公元前4世纪,古印度人就已经能够炼钢了。现仍矗立在德里的一根铁柱(高为7.25米、重约6.5吨),是在公元5世纪初笈多王朝期间建造的。这根铁柱至今几乎没有被锈蚀。在同一时期,古代印度还铸有很多工艺精美的铜佛像,其中有的竟高达2米。这些都反映出当时古代印度高超的冶金技术水平。

印度次大陆是世界上最早种植棉花的地区,因而古代印度也成为棉纺织的发源地。“哈拉巴文化”时期遗址中出土的一些棉布残片表明,当时的古代印度人已经掌握了棉布染色技术。公元前2世纪(孔雀王朝时期)古代印度的棉纺织技术达到了更高的水平,当时已有一些棉纺织产品销往国外,成为当时古代印度出口的大宗货物。此外,古代印度人还从中国学会了养蚕和丝织技术。

出于货物运输和贸易的需要,古代印度的造船业比较发达。“哈拉巴文化”时期的遗址中已发现一座造船台。笈多王朝时期已能建造可容数百人的大海船。古代印度人曾经向东航行通过马六甲海峡到达过中国,向西航行经阿拉伯海到达过红海。

古代印度人在建筑技术方面也取得过一定的成就,他们在世界上最早发明了采用烧制方法制取建筑用的砖块,当时古代印度的建筑物大多为砖木结构。经过考古发掘,在印度次大陆发现有“哈拉巴文化”时期的城市建筑遗址00多处,其中规模最大的城市建筑遗址有哈拉巴和摩亨佐·达罗两处。这两座城市都是由卫城和下城两部分组成。摩亨佐·达罗城占地260公顷,街道布局整齐,主要街道宽达0米。其卫城建有用烧制砖砌筑的高厚城墙和塔楼,城内建有许多公用建筑物,其中最大的建筑物是占地面积800多平方米的一个大浴室,处于大浴室中心的浴池长2米、宽7米、深2.4米,浴池四周布有房屋与走廊。卫城内其他较大的建筑物还包括一座占地200平方米的大谷仓和一座占地600平方米的会议室。下城为居民区,建有许多民用住宅,其中包括一些砖木结构的二层或三层楼房。城内布有平直相交的交通网,并配置有给排水系统。整个遗址展现的是一座经过规划设计并精心建成的大城市。远在4000多年前就能建成如此宏伟的城市,确实体现了古代印度人非凡的聪明才智。孔雀王朝以后,由于当时在古代印度佛教盛行,因而出现了许多佛教建筑,主要是一些庙宇和佛塔,还有一些开山凿石而建成的石窟。后来在德里苏丹国时期,由于很多人信奉伊斯兰教,这里又出现了许多伊斯兰式的建筑。莫卧儿帝国于公元7世纪建造的泰吉-玛哈尔陵墓,是现在能看到的古代印度最华丽的建筑物之一,整个建筑物完全采用白色大理石砌成,并镶有各种宝石。据说这是由波斯、土耳其等许多国家和本地的建筑师、工匠共同参与设计建造完成的,前后共用了20多年的时间。这座建筑物坐落在现今印度北方邦亚格拉附近,是世界穆斯林建筑的代表作之一。

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