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伊斯蘭文明與幾何學

熱度2788票  瀏覽885次 【共0條評論】【我要評論 時間:2011年4月07日 12:11

一切讚頌全歸安拉,我們讚美他,求他佑助,我們作證穆罕默德是安拉的僕人和使者。

當你第一次翻開伊斯蘭文明的史冊,就擋不住它的魅力,難以抗拒它對你的震動。那震動不僅僅是源自歷史的真實性,也因為璀璨輝煌、獨具魅力的伊斯蘭特色建築。我們可以說:這種文化奇觀永不消失! 因為這種建築文明是在不朽的奇跡——《古蘭經》的照耀下出現的。

在這篇文章裡我們要和讀者共同一覽伊斯蘭在幾何方面的一些貢獻。這是伊斯蘭文明對人類一項非常重要貢獻,其中有許多是令讀者感到驚喜的科學文化,甚至有些偉大貢獻出乎我們的意料——這些文明居然在遙遠的時代就和穆斯林密切相聯。

幾何在穆斯林中的地位:

伊斯蘭培養了穆斯林思考、研究、測量、彙集的習慣,這正是他們在幾何學方面達到一定水準並至優秀的原因。

伊本•哈勒敦(願安拉憐憫他)很誠懇地談到了幾何學,他說: “這(幾何)是有關量的論述,若不將面、體、線連接,就只是一堆獨立的數位”。 在談論完幾何的要素後,他又說:“我們知道幾何學可以激發智慧,完整我們的構思。因為它所有的求證都要有明確的秩序和規律,這些規律和秩序是不容錯用、亂用的。前輩們說過,運用幾何科學去思考,就像用肥皂為衣服清洗污垢一樣。” 這樣的大學者以這種誠懇的態度看幾何學——毫無疑問——反映了伊斯蘭對幾何學的重視。

一個民族的科學家把幾何視為智慧的光明和思路的淨化劑,那麼他們就有能力把各種幾何知識應用到建築、供水、灌溉及機械等方面。

工業復興:

幾何學的發展與工業復興有密切關係,證實這一說法的是法國東方學者讓•塞迪略( 1777 -1833)。他在談到伊斯蘭文明時說:“他們在所有的藝術領域表現都出色,從他們那鋒利的刀劍、輕巧而牢固的盔甲、毛絨絨的鋪毯以及絲綢、羊毛、亞麻的紡織品就可以看出。他們是皮革製造工人、武器的使用者、衣物的織縫者。他們精通幾何和雕刻……” 事實上,西方國家另一位研究員里諾說:“阿拉伯人,從安達盧西亞到法國南部,征服了許多地方和城市,他們當時配備的武器是其他任何民族沒有的!”

伊斯蘭文明的幾何大師和技術員一直在遵循科學的方法。在困難的早期,他們就先開始繪圖,然後再作出的小模型,現代建築界的專業人士有許多設備和儀器都是早期伊斯蘭技術著作提供並解釋的。

(清真寺圍牆的幾何圖案)

建築幾何:


如果我們再看一下建築幾何方面就會發現,穆斯林在建設新城市(由於伊斯蘭帝國的擴大和在整個世界的傳播)方面有著出色表現,主要表現在伊斯蘭世界建築復興時期許多的清真寺、宮殿、橋樑和醫院等建築物的建設方面。


很多歷史書籍還談到了古代伊斯蘭建築文藝復興的開始。謝裡夫•易德里斯(卒於西元1166年)在《走遍天下的旅行者》在中寫到伊曆 99年至101年間,即奧馬爾二世(倭馬亞王朝第8任哈裡發,西元717—720年在位)時期談到科爾多瓦建築的偉大,他說:“科爾多瓦有很多宏偉的建築,是引以為傲的建設。科爾多瓦城有十七個拱門,拱門之間有五十紮,拱門寬50紮,四圍是窗簾,從拱門步行到水池31腕尺。”


伊斯蘭藝術表現在清真寺和學校建築上,增加了很多之前的沒有的風格和特徵,並增添了很多如各式的冠、圓頂和尖塔等建築技術要素。


穆斯林和他們的家園都顯示出這些建築藝術的偉大,舉兩個不同歷史時期的例子:第一個是伍麥葉王朝時期建在安達盧西亞的科爾多瓦清真大寺 ,這是幾個世紀以來建築領域的奇跡, Hmeiri Rawd Almttar形容它說:“它是著名的清真大寺中最優美的。建築優美,結構健全…… ”

(科爾多瓦清真大寺內部的頂部)

(科爾多瓦清真大寺內部)

第二個例子是伊曆964年在伊斯坦布爾建造的蘇萊曼尼亞清真寺,它是建築師米瑪•希南的代表作,也是人們津津樂道的奧斯曼時代的光榮歷史,其最突出的特點就是富於創造力的宏偉大穹頂。

(土耳其伊斯坦布爾蘇萊曼清真大寺外景)

(土耳其伊斯坦布爾蘇萊曼清真大寺內景)

建築聲學:

建築學裡有一門分科叫建築聲學( acoustics ),這門分科的建立要歸功於穆斯林學者的開創性作為、科學方法論及在不同領域的應用。他們發現聲音可通過拱形面產生回音,而回音又會聚集在同一點上——就像光一樣。如果仔細計算拱形資料,弄清楚聲音集中的方向,可加大聲音的清晰度、強度。如果這些設計在計算上不準確,就會導致聽覺上的混亂,出現雜聲。

(伊斯法罕某古清真寺內部)


穆斯林在建築技術上非常重視聲音的特點,特別是對大清真寺的建設。因為穆斯林每日有五時的拜功,禮拜中領拜的人(伊瑪目)要儘量讓跟拜者聽到他的聲音。另外,每週五的聚禮及節日裡伊瑪目和演講人的講經,都要盡可能讓出席者聆聽到。所以穆斯林建築技術在這方面做得非常出色,設計出像伊斯法罕的清真古寺、阿勒頗的“阿迪利亞(Adliyah)”清真寺以及巴格達的一些老清真寺等這樣的建築。這些清真寺的屋頂都設計成凸形,而牆壁都設計成了凹形的, 這種結構對禮拜時聲音的傳播是非常有利的。


毫無疑問,現存的伊斯蘭古跡是穆斯林學者在幾何技術和建築聲學方面領先的最好證明,比20世紀美國著名學者華萊士•k•紮比研究哈佛大學禮堂的聲學要早得多。

(伊斯法罕某古清真寺內部)


(“阿迪利亞(Adliyah)”清真大寺院內)


(“阿迪利亞(Adliyah)”清真大寺大殿內)


(伊拉克一條街上有鄰近的三座清真寺

水利幾何:


穆斯林幾何學者的創造力並不局限於建築方面,還體現在其他許多方面,其中就有以供水、灌溉系統為主的水利幾何。


雖然穆斯林幾何學家不是第一台液壓裝置的發明者,但是在他們居住的地方已發現有利用水資源和河流灌溉的系統。伊斯蘭文明中有關歷史和研究向我們證實,穆斯林很早就發明了用不同方式引水的灌溉設備,主要出現在當時伊斯蘭世界的首府特別是巴格達和庫法以及其他周圍有河流的城市。事實上,歷史資料表明,在十世紀和十一世紀,穆斯林世界的灌溉系統已達到高度發展,甚至有資料記載了當時的灌溉工程對伊拉克中部地區底格裡斯河及幼發拉底河河水流向的重大改變,及對位於巴士拉西北地方的沼澤和淺水湖泊的改變。

(引水工程確實方便了百姓)

因為農業的發展,伊斯蘭很重視灌溉系統的發展。而伊斯蘭世界許多地區是少雨天氣居多,非農業用水也很重要。在任何社會中,人類所需的淡水是種寶貴財富,再加上伊斯蘭教履行拜功需要沐浴清潔等原因,穆斯林就更加迫切地需要乾淨水。

(穆斯林設計的水利建築手稿)

伊斯蘭文明應用水利幾何,不僅解決了迫切的基本用水需求,還在水利服務領域(如灌溉和飲用等方面)有出色表現,這些成就大部分是伊斯蘭文明之前不為人知的。其中一個最重要的方面就是公共浴池,伊斯蘭很多城市都設有公共浴池,這引起西方遊客和商人的注意! 浴室的幾何設計,讓進入浴室洗澡的人從溫暖空氣慢慢轉到冷空氣,浴室通過地熱進行加熱,其內部牆壁上有熱水和冷水管線。

(伊斯坦布爾目前仍在使用的澡堂)

(敘利亞老式澡堂)

水利幾何藝術之美:


眾多浴室的設立,其目的是純宗教和清潔的需要,但是穆斯林水利幾何學家們仍不忘裝飾浴室場所。伊斯蘭宮殿和清真寺的院落裡已經有美麗的噴泉;它賦予了空間美麗與歡樂,有些人(尤其是在清真寺)就經常用這些噴泉洗小淨。


水利幾何在花園和果園的美化方面發揮了作用,小溪不僅做灌溉之用,也讓人們感到心曠神怡. 這種伊斯蘭審美情趣來自安拉在《古蘭經》裡多處描繪下臨諸河的花園。

(土耳其清真寺裡的噴泉和小淨處)

在我們看到了上述水利幾何的應用之後,對穆斯林地理學家異常重視城市供水及水源就不足為奇了。穆斯林幾何學家在城市供水方面的努力和奮鬥是顯而易見的。為了能夠給人們提供用水,他們盡力調配各方資源,滿足多種需求。


伊斯蘭文明在各個領域的表現都很出色,知識的任何領域都有他們創造性的貢獻。在這篇文章裡,我們知道穆斯林在幾何學領域也沒有落後其它學科,領略了穆斯林幾何學家們把幾何學的重要性和藝術審美結合起來的才能。這種結合賦予伊斯蘭文明進程中的人文精神以永恆的美麗。

 

穆斯林和機械幾何:


我們現在來瞭解一下穆斯林在機械幾何方面的貢獻。那些卓越的科學家稱之為“實用方法學”,它和其他幾何學科一起構成了伊斯蘭幾何學科系統,就像在別的學科裡一樣,穆斯林學者們在機械幾何學科中的貢獻也很出色。


穆斯林先輩們在該學科的真誠態度和嚴謹作風,吸引人們關注他們在機械幾何應用技術方面的突出貢獻。有一部分人認為那些技術都是現代西方文明才有的,但我們在閱讀中發現,穆斯林很早就隨著“實用方法學”的發展,發明了很多機械和工具,甚至製造了原始的“機器人”!我們現在看到和瞭解的只是其中很少的一部分。


為了更多地瞭解“實用方法學”,我們必須首先瞭解“實用方法學”在當時的功能。就像一位先輩描述的那樣:“以更少的力量幹更多的工作,意思就是運用智慧代替力量,以頭腦代替肌肉,以機器代替身體。”
這是文明的特徵,人類眾多民族的學者及他們在科學與文明領域裡不計其數的發明創造,無一不是遵循著“克服困難,改善人類生活”這條規律。


穆斯林在“實用方法學”方面的人道精神:


也許在道德方面引導穆斯林在“實用方法學”方面有所創新的原因,是他們之前在許多民族存在的奴隸制度。在奴隸制度中,奴隸被強迫勞動。對那些十分消耗體力的工作,沒有人去考慮奴隸的承受能力。伊斯蘭禁止強迫奴隸勞動,並尊重他們。甚至連動物也予以保護,不讓它們超負荷疲勞工作。另外,伴隨著伊斯蘭文明繁榮,迫切需要建設,穆斯林在技術領域這一方面就顯露出其獨特才能。


機械幾何最重要的成就:


機械幾何最重要的成就,明顯地體現在穆斯林用石材、建材對拱門、清真寺、水壩、宣禮塔等大型建築的應用上。看看伊斯蘭世界裡層層疊疊的清真寺建築,高大挺拔的宣禮塔,就足以讓我們瞭解這一點。當時的穆斯林工程師們以什麼辦法建築了七十米高——相當於二十層高樓的宣禮塔呢?
眾所周知,當時並沒有千斤頂一類的設備工具,看看伊斯蘭建築那高大的牆體,就可想像穆斯林幾何學家完成這些工作是多麼令人驚歎!


大家不要忘記,這方面還有薩拉赫•丁(願安拉慈悲他)在開羅修建的“泉水輸送牆”。 水從尼羅河灣口中通過靠動力旋轉的機械被抬高10多米,再灌入“泉水輸送牆”管道,慢慢地流入城堡 。


(開羅的“泉水輸送牆”遺址)  

穆斯林學者在機械幾何方面的發展:


的確,穆斯林學者在機械幾何方面的努力讓後人驚歎不已。 他們的著作裡充滿了數以百計的機械和工具以及相關圖片解釋,這些全是為改善生活和周圍環境而發明的,這在極大程度上反映了伊斯蘭國家達到的文明和先進程度。


穆斯林在機械幾何領域傑出的人才有巴努•穆薩兄弟(Banou Moussa)。巴努•穆薩兄弟是三個親兄弟:穆罕默德、艾哈邁德和哈桑,都是穆薩•本•沙克爾的孩子,生活在伊曆三世紀(西曆九世紀)。當時他們組成了伊斯蘭科研組織,以便科學家們齊心協力進行創新和發明,這種合作是現代西方文明的前身。這三兄弟以他們的著作《巴努•穆薩家族的方法論》而聞名。著名歷史學家伊本•赫裡康(Ibn Khallikān)評價這本著作說:“巴努•穆薩的書是少見的奇書。它記載的都是新奇的發明,是最好的書籍之一,它只有一卷……”這本書裡記載了100多種機械圖及其組裝和使用方法,包括巴努•穆薩家族當時使用的自動楔子和機械控制的原理。可以說這是科學和技術史上最重要的成就。他們的發明還有“風吹不滅的油燈”和“自動出油芯和注油的燈”。當人們看見這種燈的時候,都以為火不是借助油和芯燃燒的。除在機械幾何領域外,他們在天文和其他應用科學技術領域也很傑出。


(關於自動燈的設計圖手稿)  

穆斯林在機械幾何方面的成就:


在巴努•穆薩兄弟之後的伊曆五世紀,卓越的科學家有的伊本•哈拉福•穆拉迪。他撰寫了寶貴的《思路的秘密》一書。這本書的手稿1975年在法國奧涅(orneen)圖書館被發現。書裡記錄了包括關於“磨和水活塞”在內的重要設計的三十多種,以及機器的解釋、對非常發達的太陽能計時器的解釋。


另外,伊本•哈拉福•穆拉迪在他的書中講述了現存於科爾多瓦清真寺的《古蘭經》閱讀架,這是將稀有的《古蘭經》版本放在一個不用手、而是通過機械可以自動翻開的書架上。書裡還詳細地闡述了很多別的先進技術,如塔里格山上的宮殿裡是怎麼樣通過機械轉動原理使宮殿大廳的牆壁轉動的。


在伊本•哈拉福•穆拉迪之後不到一個世紀,出現了另外一個學者,他就是生活在十二和十三世紀的加紮利(1136-1206)。他著有兩部機械幾何方面的書籍:其一是《精巧機械裝置的知識之書》,內容是對50種機械設備的描述以及製造原理;其二是1974年被譯成英文的《幾何操作和技術總匯》,現代的科學史學家喬治•薩頓形容這部著作時說:“它是同類著作裡最清晰明瞭的,可以說是穆斯林在這種技術上的顛峰之作。” 這本書中包含了各項發明,及對各式記時器和機械的不同設計,其中通過齒輪系統將直線運動變成圓周運動的規律是現代引擎的基礎。該書第一部分是關於水式記時器.另一部分是關於汲水機械。


(《精巧機械裝置的知識之書》的一頁) 

加紮利發明的記時器能用自動的木偶來顯示時間的推移,有些是小球從鳥喙裡反彈出來,有些是小門打開會有人走出來,另外一些則是旋轉的塔或打鼓吹小號的音樂家等等,這些記時器是通過非常精密的軸把動力轉移到木偶系統的。


(加紮利的時間顯示器)

關於汲水機械方面,加紮利的著作裡為我們提供了一個水泵的設計描述,歷史學家認為這設計很接近蒸汽機。這個泵(機)是由兩根相對的管子組成,每根管子帶一個臂,當其中一根管子推壓時第二根則為提升(吸力)狀態 。為了保證這對組動作的運行,他還在遠離軸心的地方安放了齒輪圓盤,而齒輪圓盤是靠中心機架的齒驅動的,每個泵有3個朝相同方向從下往上汲水的閥門,這些閥門阻止了水倒流。

(加紮利的取水設計圖)  

令人驚奇的是,加紮利還是使用移動式機器人的第一人。當時的哈裡發要求他做出一台為哈裡發洗小淨的機器人,他便按年輕小夥子的模樣製造了一台機器,一手握著水壺,另一手拿著毛巾,他的頭巾上還有一隻鳥。禮拜時間到了那只鳥就會叫,然後機器人就會從手裡的水壺倒出適量的水,哈裡發洗完小淨後,機器人就遞上毛巾,然後返回原地,鳥再叫!

(加紮利為哈裡發設計的機器人)  

從這裡,我們可以看到機械幾何在伊斯蘭文明裡已經朝著有益於人們生活的方向發展。顯然,很大程度上機器已經取代體力。而再此之前,人們只是將它用於宗教領域,舉例來說,神甫們使用的移動和發出聲音的雕像,或在寺廟裡使用的樂器,都是為宗教來服務的。而伊斯蘭的到來,把人類和他們的主直接聯繫起來,中間不需要設備或視覺欺騙。 用機械節省了人們的精力和時間,在伊斯蘭文明的照耀下,技術有了新的目的。這正好印證了另一方面——正如我們所看到的——穆斯林的發明對並不限於有些人所稱的遊戲娛樂。

【原作者:拉格卜•賽爾迦尼教授(埃及)】


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