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从公元前264年起，经过233年征战，古罗马人相继占领了西班牙、地中海南岸国家、希腊本土、叙利亚和埃及，建立了古罗马帝国。昔日充满生机的多元文化，被笼罩在强大帝国的阴霾之中。 大约公元前200年，古罗马人利用维苏威火山喷出的火山灰，混合生石灰、沙和碎石，加水搅拌，发明了可以随意赋形且固化后具有极高强度的混凝土。之后，他们用混凝土大量修筑道路，在帝国广阔的疆土上建成四通八达的交通网，直到今天西方人仍喜欢用“条条道路通罗马”这样的谚语，寓意“总有办法达到目的”。古罗马人还修建了宏大的引水工程，把清洁的水引入罗马城，这些水道穿山越岭，在低凹地带则由渡槽贯通，有的渡槽高达60多米。 罗马人热衷建筑，而混凝土的使用使2000年前的许多古罗马建筑得以保存至今。面对它们，人们能够想象当年罗马人的壮举和残忍的罪恶娱乐。古罗马人在罗马城内修筑了高42.7米、穹顶内部直径达43.5米的巨大神殿，神殿大厅面积超过1500平方米，大厅没有柱子，在内墙壁龛上供奉多种多样的神。穹顶上有一个直径8.7米的天窗，每天不同的时刻，变幻的阳光在神殿中渲染出强烈的宗教氛围。古罗马人还修建了长径188米、短径156米的椭圆形斗兽场，观众席共有4层，可容纳8万名观众。古罗马贵族经常在数万观众疯狂的呐喊声中，观看奴隶用刀剑相互搏杀或人和狮子格斗的血腥场面。这座斗兽场落成时，曾连续举行100天这样的表演。 罗马人关心工艺技术的改进，但缺乏古希腊人的理性精神，没有探究自然的激情，他们把古希腊创立的学术传统视为无用的清谈。公元前47年，古罗马两大军事首领恺撒和庞培之间发生战争，拥有70万卷藏书的亚历山大城图书馆被战火焚毁。公元380年，罗马皇帝狄奥多西一世宣布基督教为帝国唯一合法的信仰，而当时的主教对希腊哲学与科学怀有极大的恐惧与猜忌，古希腊哲学与自然科学在欧洲和地中海周围广大地区已经没有栖身之处。 公元395年，统治欧洲达6个世纪的罗马帝国解体，分裂为东、西罗马帝国。西罗马帝国名存实亡。东罗马帝国建都君士坦丁堡，称为拜占庭帝国，它的通用语言是希腊语，帝国版图基本上就是原来的希腊化世界。皈依基督教的拜占庭帝国，对希腊化世界的学术活动和学者充满敌意。 公元5世纪，欧洲进入漫长的中世纪，基督教教会敌视一切求真的学问，反对一切自己不能理解和不能控制的思想与行为。学校只讲授《圣经》和神学，用神学替代一切知识，把神的意志视作宇宙法则。思想精神的桎梏摧残欧洲的文化、科学和经济，欧洲历史上这段最黑暗的时期，大约经历了1000年。 公元7世纪初，穆罕默德（570-632）创立了阿拉伯帝国。他死后不到30年，阿拉伯帝国先后占领了波斯、叙利亚、巴勒斯坦和埃及。到公元750年，整个北非、西班牙和印度西北部都已在阿拉伯帝国控制之下。当时的阿拉伯帝国对不同背景的学术研究采取了十分宽容的态度，以极高的兴趣审视古希腊哲学和科学，以开放的心态接纳印度的天文学和数学，并应用了中国众多的技术发明。 公元828年，阿拉伯帝国在当时的首都巴格达建立了一个综合性学术机构，包括研究所、图书馆和翻译馆，开始了科学史上第一次大翻译活动，将古希腊典籍翻译成阿拉伯文字。这场规模空前的翻译运动持续了两个世纪。到公元1000年，许多重要的古希腊哲学和科学文献都有了阿拉伯文译本。 公元9世纪，阿拉伯数学家把印度数字引进阿拉伯。不久，阿拉伯帝国统治者宣布，把印度人发明的计数符号作为帝国法定的计数符号，以至于今天的人们都习惯于把它们称作“阿拉伯数字”。这种数字系统包括从0～9的10个计数符号，采用10进位制，每个计数符号在不同的位置上表示不同的量值，这是迄今人类使用的最方便最先进的计数系统。 公元814年，阿拉伯数学家花剌子模（约780-850），在一部名为《还原与对消》的著作中讲述了解方程的方法，书中有800多个代数问题。代数的发展，为人们理解自然界各种因素之间的定量关系提供了十分重要的思维工具。今天西方世界所使用的“代数”一词，就来自这本书的书名。阿拉伯天文学家还丰富和发展了三角函数计算方法，编制了详细的三角函数表，用于航海星盘计算，使人们能够更加简便准确地借助天文观测，确定大海中船只的位置。 阿拉伯帝国兴盛之时，正值中国大唐盛世，通过“丝绸之路”频繁的交流和交往，中国人创造的许多技术相继进入阿拉伯世界。不久，阿拉伯人学会了造纸，把中国的指南针用于航海，还为航行在地中海的大船安装了中国人发明的舵。随着阿拉伯世界与欧洲之间的贸易和时断时续的战争，尤其是在公元1096～1291年间发生的十字军东征之战，使中国、印度和阿拉伯世界的科学技术大量进入欧洲。 公元11世纪至12世纪，阿拉伯世界的学术中心转移到由穆斯林统治的西班牙。12世纪，欧洲基督教徒攻陷西班牙绝大部分地区，阿拉伯人建立的一些学术中心相继落入欧洲人手中，科学史上的第二次大翻译活动随即开始，主要是把已经译成阿拉伯文的古希腊典籍译成拉丁文（拉丁文是古罗马使用的官方文字）。通过先后两次大翻译运动，欧洲人系统地获得了古希腊人的知识。这些知识绕了一个大弯，从欧洲东部的希腊出发南下，逐渐沿地中海南岸向西移动，从北非通过直布罗陀海峡北上西班牙，到达欧洲中西部。 差不多与此同时，东方的哲学、艺术、科学和技术辗转传播到死寂的中世纪欧洲，人们以惊奇的目光打量这些新的观念和事物，欧洲人麻木的心灵开始复苏。 在中国人发明的火药传入欧洲后，欧洲人结合自己的机械制造技术，很快造出具有巨大杀伤力的新式武器。1350年，欧洲人发明了世界上最早的手枪，其外形看起来像一柄短剑或一把战斧，在格斗时会冷不防地从枪管中射出子弹置人于死地。但是，这种枪在射击时必须一只手握枪，另一只手点燃枪膛中的火药，射手无法瞄准。1411年，德国人发明了有扳机的枪，扳机上绕着一条引火绳，在射击时，只要扣动扳机，引火绳就与火药迅速接触，引燃火药射出子弹。射击时，射手可以双手持枪，精确瞄准。1520年，欧洲人去掉引火绳，利用镶嵌在扳机上的铁块撞击硫化铁矿石，产生火花点燃火药，无需点火的“火枪”从此发明出来。这种枪可以随时射击，阴雨天也能使用，已经具备现代枪械的主要特征。 1377年，欧洲人铸造出用150千克重的石块当炮弹的巨型铁炮。1413年，欧洲人铸造出每次装10千克火药、石霰弹重300千克的铁炮。到1475年，欧洲人制造炮的技术已有很大发展，炮装在轮式炮架上，可以移动，可以调整角度，有的还带瞄准镜。 1528年，法国发明手榴弹，将炮弹的爆炸力和人的灵活机动结合在一起，可以近距离攻击，摧毁隐蔽的防御工事，给敌方造成重大人员伤亡。在不到200年的时间里，欧洲枪炮制造技术已经具备取代冷兵器的条件，为发生在欧洲的战争和征服海外殖民地准备了威力强大的武器。 公元13世纪以后，借助中国人发明的指南针和经过阿拉伯人改进的实用星盘，欧洲人迅速扩大了海上的活动范围。指南针和星盘对航海无比重要。海面是一个接近完美的球面，凸起的球形海面会阻断向远方遥望的视线，水手站在20米高的桅杆顶，即使风平浪静，最多也只能看到12千米远的地方。如果远离海岸陆地标志，航船就会迷失方向。指南针和星盘出现之前，在海上远航几近于死亡冒险。而借助星盘，人们可以根据在船上观测到的标志性星座位置，推算自己的地理坐标；借助指南针，人们可以在即使看不到星星和太阳的情况下，正确把握船的航向。 从1429年到1470年，葡萄牙人先后发现了亚速尔群岛、佛得角群岛和西非黄金海岸。1471年，葡萄牙航海家通过赤道，第一次到达南半球，这也是欧洲人首次到达那里。1487年，葡萄牙人从海上绕过非洲最南端的好望角到达印度洋。 1492年，葡萄牙航海家哥伦布受西班牙王室派遣，怀揣西班牙国王致中国皇帝的信函，率三艘帆船探寻从西方通往印度的航线，8月3日从西班牙帕罗斯港出发，于同年10月12日到达中美洲巴哈马群岛。在持续70天的航程中，哥伦布全凭指南针和星盘，在一望无际的大西洋上确定航向。到1502年，哥伦布率船队四次横渡大西洋往返于美洲、欧洲之间，并且发现了中美洲大陆。他一直以为这就是印度，把遇到的当地人称为“印第安人”（意即印度人），这种叫法一直延续至今。1502年，意大利航海家亚美利加・维斯普奇第二次进行南美航行，在到达南纬25度之后，确认南美是一块单独的大陆而不是印度。由于这位航海家写过许多关于新大陆的考察报告，并且印刷出版广泛传播，哥伦布发现的新大陆便一直以后来的这位航海家的名字命名，称为亚美利加洲，简称美洲。 为避开阿拉伯人的海上阻挠，1497年，葡萄牙人达・伽马率船队绕过非洲南端的好望角向东航行到达印度，开辟了从欧洲西端直达亚洲东南部的航线。19世纪，西方列强的炮舰沿着当年达・伽马行驶的航线侵犯中国海疆，打开了中国的大门。 1520年，葡萄牙航海家麦哲伦离开欧洲向西航行，发现了南美大陆和火地岛之间的海峡。他穿过海峡继续向西航行，希望绕地球一周从东面回到出发的地方。航行中麦哲伦不幸在菲律宾遇难，后来这艘船由其同伴驾驶完成了历时三年的环球航行，人类第一次通过亲身经历确认地球是一个球体。 借助东方的航海技术发明，欧洲进入地理大发现时代，被大洋分割的陆地日渐紧密地连接在一起，一些欧洲国家开始大规模掠夺海外殖民地。 公元12世纪，中国发明的造纸和印刷技术传入欧洲，但当时的欧洲信息闭塞，物资匮乏，简单零星的商业活动无须大量书写票据契约，为数不多的学校只机械地重复背诵羊皮卷经文，欧洲人很少读书写字，对纸和印刷技术没有特别的需求。直到公元15世纪中期，中产阶级在欧洲出现，他们渴求知识，有富余的钱买书，有闲暇的时间读书。这时，造纸和印刷技术才引起欧洲人关注。 几乎完全越过雕版印刷阶段，欧洲人直接采用活字印刷技术创建其印刷技术体系，这可能一方面是由于拉丁字母有一半以上是圆弧形状，雕刻极为不便，另一方面是拉丁字母只有26个，铸造活字需要的模具很少，用活字印刷远比制作雕版方便。 公元1445年，德国金匠古登堡发明活字印刷机。他用铅锡合金制作拉丁字母的活字模，通过拣字排版组合成待印文章。印制时，将字模固紧在底盘上，在其表面刷一层薄薄的油墨（欧洲人在50年前更新绘画技术时已经发明了油墨），用压榨机通过长臂螺杆加力，使字模紧紧地贴压在平整的纸张上，油墨中的颜料微粒在表面张力作用下渗入纸的纤维内部，留下经久不褪的印迹：在加压过程中，纸张与字模接触的部分发生轻微形变，油墨依据字模的造型转移到纸上，印出的文卷非常清晰。 古登堡的印刷机实际上是由四件此前已有的发明组合而成：中国人毕�N发明的活字印刷技术，欧洲美术家发明的油墨，古希腊人发明的压榨机（过去一直用来榨橄榄油），以及中国人发明的纸。缺少其中任何一件，印刷机都难以成功地使用。 从1445年到1500年，欧洲先后建起1000多个印刷所。印刷机的大量采用，使欧洲书籍成本骤降，价格昂贵的羊皮抄本转眼之间即被普通人能够买得起的廉价书籍代替。印刷机加速了新思想和科学技术的传播，促进了教育平民化进程，对推动欧洲宗教改革和文艺复兴起到了巨大的作用。不幸的是，古登堡在发明印刷机的过程中债务缠身，最后在贫病中死去，他发明的印刷机从来没有印过他的名字。 公元11世纪，阿拉伯数字经西班牙进入欧洲。尽管当时欧洲人使用的罗马数字体系十分落后，但阿拉伯数字系统在欧洲还是遭遇了顽强的抵制。 罗马数字体系大约发明于公元前750年，有如下符号：I、V、X、L、C、D和M，分别代表1、5、10、50、100、500和1000；为了表示更大的数，I分别放在V或X的左右两旁，表示减去或加上它们以后的数；人们在这些符号上方画一横道表示乘一次1000，画两横道表示乘两次1000；罗马数字没有“0”，运算时不能进位，不能做除法，即使十分简单的运算，也极为困难。 阿拉伯数字自进入欧洲400年间，与罗马数字进行了艰难的斗争，许多支持阿拉伯数字系统的学者被抄家甚至被判处死刑。直到1489年，在维德曼的算术书里才第一次正式出现了阿拉伯数字符号。阿拉伯数字系统在欧洲站住脚，并逐渐取代罗马数字体系。 阿拉伯数字体系提高了欧洲人的数学计算能力，为其工程技术和科学探索活动提供了必需的基础数学工具。今天，阿拉伯数字已经成为全世界公共文化的一部分，只有在钟表盘或纪念碑上，人们才能偶尔见到罗马数字的踪影。（未完待续） |
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