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拜占庭文明的科学与技术

时间: 2021-10-08 10:41:23 | 作者：Makrembolitissa | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 96次

拜占庭文明的科学与技术

理论

人们普遍认为伽利略驳斥了亚里士多德的落体理论。亚里士多德觉得较重的物体下落得更快，与该物体的重量成比例。但是正如伽利略所知，亚历山大里亚的Ioannes Philoponos（约530年）是一位教师兼基督教神学家，他早已对这一理论表示了怀疑。这个公元六世纪的人否认下落速度与其重量成正比，他写道：“这个观点是完全错误的，因为我们通过观察比通过任何抽象的证据都能更好地看出这一点。如果你从同一高度摔下两个重量相差很大的物体，你会发现它们坠落所需时间的差异与它们的重量差异完全不成正比；事实上，两者的差异非常小”。[1]然而，这位比伽利略早一千多年的前辈，很少因这一认知而获得赞誉。大马士革的约翰在《正统信仰的阐述》中解释了日食的原理："日食是由月球的主体作为一种分割物被插入太阳和地球之间所导致的，它投射出阴影，并阻止太阳光到达我们这里。日食的范围与遮住太阳的月亮面积成正比。不要惊讶于月球的体积更小，因为有些人说太阳比地球大很多。神父们说它和地球一样大，很多时候，一朵小云甚至是一座小山或者一堵墙可以覆盖它"。十一世纪的Symeon Seth给出了地球是一个球体的很多证明。首先，当太阳在西方落下之前，它在东方升起，所以波斯人的下午是我们的早晨。但是我们怎么知道有时间差呢？我们从日食和月食中得知：波斯人记录的日食发生在下午，而我们记录的日食发生在早上。第二，当我们在海上航行时，我们看到山顶在地平线上最先出现，就像我们看到向我们驶来的船的桅杆顶部最先出现一样。第三，如果地球不是球形的，那么夜空中的所有星星都可以同时从任何地方看到，但是在北方可以看到一些在南方看不到的星星，反之亦然。[2]

计时

许多便携式日晷是拜占庭早期遗留下来的。小亚细亚的Aphrodisias有一个青铜圆盘，直径75.5毫米（约三英寸）。它的（捕捉阴影的）一面有赤纬和纬度标度，另一面有一个辐射状的地区列表和纬度列表，因此它可以调整到一些特定的方向。两个拜占庭文物列出的大部分地区在东部，包括君士坦丁堡，但是也有罗马、波尔多和梅里达（西班牙）等西部地区。[3]
损坏的便携式拜占庭日晷
某个早期的拜占庭便携式日晷包含一个联锁齿轮和刻度盘的机械装置，使时间与一周中的一天（由太阳、月亮、火星、水星、木星、金星和土星的图像表示）以及月份和月亮的相位同步。其碎片在伦敦的科学博物馆中展出。整个机械装置的宽度约为135毫米，减去晷针（将阴影投射到表面的触针）的厚度约为15毫米（或者5×0.2英寸）。君士坦丁堡的纬度是0。[4]在九世纪，拜占庭人使用了一种电讯系统，这种系统可以在一个小时内将信息传遍小亚细亚。他是由哲学家利奥为皇帝狄奥菲卢斯（829~842）建造的，由两个同步时钟（可能是液压时钟）组成，一个位于东部边境Tarsos附近的城堡，另一个位于君士坦丁堡的宫廷中。它们身上的每一个小时都对应着一条信息——例如，“撒拉森人正在突袭”。在一天中的相应时间，第一座塔上会点燃明亮的火焰，信号沿着一系列的十个山顶哨所传递，直到到达宫廷为止。[5]因此，皇帝们可以在一个小时内得知东部发生的重大事件，而宫廷里的高管们将做好准备。[6]有证据表明，边境地区存在着这种系统的地方性小型版本：皇帝尼基弗鲁斯二世通过kaminoviglae（“熔炉哨所”）告知了将领的叛乱。[7]根据君士坦丁七世所作的《礼仪》一书的说法，当皇帝领兵出征时，他的卧室应该配备一个银钟——更可能是一个沙漏，而非一个机械装置。卧室管理人员会保管一个青铜钟。

火焰喷射器和手榴弹

阿拉伯人未能击败帝国的一个原因是，从七世纪开始，拜占庭船只装备了一种燃烧化学武器，在西方被称为希腊火——它被拜占庭人称作液体火、海火或者人造火。这是一种易燃树脂、硫磺和石脑油的化合物。它的确切成分依然是一个精心保守的国家机密，由一个秘密的特种部队管理。该化合物似乎是由泵入加热密封容器的空气压力推动的；在离开喷嘴时被点燃。它的效果就像凝固汽油弹一样：可以点燃船只，并在水面上漂浮时继续燃烧，这样潜水时就无法救援船员了。他还描述了拜占庭人如何在维京人的袭击中存活下来：他们在近距离的战斗中焚烧了维京人的长船。
忠于皇帝的舰队用希腊火焚烧叛军舰队；选自Skylitzes
一些拜占庭船只的船头挂着狮子或者其他野兽的头颅，因此希腊火似乎从他们的嘴里喷出。这些头颅由青铜或者铁制成，但是镀金。[8]当需要使用希腊火时，这种武器可以指向任何方向：上、下、左、右，这样蛮族就无法逃脱。[9]便携式火焰喷射器：皇帝利奥六世（886~912）声称发明了一种小型手持装置，用于向敌舰投掷希腊火，这是一种“虹吸管”，海军陆战队可以在安全的后方远距离使用。[10]希腊火可以放在手持式容器中，由导火索点燃，可以投掷并点燃木制目标。1054年，当突厥人围攻曼齐克特这座城市时，拜占庭驻军的一名士兵骑马上前，用一个希腊火装置焚烧了敌人的主要攻城器械。因此突厥人放弃围攻并离开了。[11]安娜·科穆宁娜的《阿莱克修斯传》记载了这样一件事情，当诺曼人在1107~1108年进攻提拉西乌姆时，拜占庭守军用希腊火予以回击：他们就是这样火攻的。首先，他们从松树和其他常绿树中收集树脂，这些树脂很容易燃烧。它与硫磺摩擦，放在簧片中，操作这个仪器的人通过簧片以强烈而持久的呼吸将其吹出来；然后，它与装置末端点亮的火焰接触；它像闪电一样点燃并落在敌人的脸上。

军事发明

当哥特人在536年围困罗马时，他们切断了沟渠，因此便没有水来为磨坊提供动力，而正是这些磨坊供养了城内的居民。拜占庭掌管城市的将军贝利萨留发明了以下装置。他在台伯河上尽可能地拉紧两根绳子，然后在水流最湍急的地方系上绳子，许多船的侧面都装有磨轮。这一举措使罗马城度过了危机。哥特人将原木和尸体扔进上游的河里来反击，结果这些东西卡住并损坏了磨轮。为了反制哥特人的手段，贝利萨留在一座桥的拱门之间悬挂了厚厚的铁链，使残渣碎片不能干扰居民，然后他让人用钩子把碎片从水里拖了出来。[12]马镫在大约公元600年首次出现在拜占庭帝国的军事手册中，该军事手册是皇帝莫里斯编撰的《战略》。最有可能的解释是，马镫是由阿瓦尔人带到西方的中亚发明。据《一个掌管被围困城市的将军应该如何反击》的记载：“如果敌人想让乌龟填满护城河，就必须把人类的粪便倒在它们身上，从而将其击退。事实上，人类排泄物对各种工程装置都富有成效，包括互锁盾牌”。[13]964年，一支拜占庭舰队横渡墨西拿海峡，入侵阿拉伯控制的西西里岛。阿拉伯文献讲述了阿拉伯蛙人部队如何游到拜占庭船只上，并将绳索系在舵上，然后再连接到自己的船只上。之后，阿拉伯船长可以让他们自己的希腊火沿着绳索滑向船只，在接触时点燃船只。[14]十二世纪的小说家Theodoros Prodomos曾写过一场虚构的海战，在这场海战中，一位海军将领派出潜水员手持小锤子在敌舰下方游动，将敌舰从下方击沉。[15]

饮水

君士坦丁堡缺乏充足的水源，因此有三条主要的输水管道从色雷斯引水。其总长度为592公里，超过了罗马城的十一条渡槽（总长度520公里），是所有古城中最长的。[16]引自外界的水储存在数百个蓄水池中，其中一些蓄水池很大。露天的Aetius蓄水池的尺寸为244×85×13~15米，今天用作足球场。另外一个有盖蓄水池Philoxenos由224根双柱支撑，容量为四万立方米。它的土耳其语名字是Binbirdirek（“一千零一柱”），今天此处举办婚礼招待会。最大的有盖蓄水池是巴西利卡蓄水池，与圣索菲亚大教堂隔街相望，可容纳八万立方（其尺寸为138×65米，有336根柱子）。1963年，詹姆斯·邦德的电影《俄罗斯之恋》（From Russia with Love）便是以此为背景的。
君士坦丁堡的Basilica Ciestern
蒸汽动力的早期实验是由圣索菲亚大教堂的建筑师Anthemios（六世纪早期）进行的。他有一个名为Zenon的律师邻居，这位邻居用一个建筑物挡住了他的视线。由于在法庭上起诉他无效，Anthemios策划了以下行动。在Zenon的房子下面的地下室的一部分，他建造了大桶，并将其密封的盖子连接到上面的地板横梁上。他把里面的水煮沸，使地板震动，随后Zenon惊恐地冲出街道。Zenon因询问其他人是否遭受了地震的袭击从而受到嘲笑。Anthemios赢得了“雷神宙斯”和“大地震撼者波塞冬”的绰号。[17]这些设备没有其他用途，只不过是创造性思维下的“精美玩具”。顺带一提，Anthemios还是用了一排聚焦的镜子将耀眼的光线射入Zenon的房子，这是一份他亲笔写的记述，这份记述留存至今。

安全保护

四世纪的皇家大法官使用了一种特殊而复杂得到文字来保护其文件的真实性，并颁布法令禁止任何人使用这种文字（狄奥多西法典9.19.4）.皇帝们还用一种特殊的紫色墨水签名，这种墨水的使用受到限制；对未经授权制造墨水的罪犯将处以死刑（查士丁尼法典1.23.6）。
皇帝安德罗尼卡二世·巴列奥略（1281~1318）的签名，由特殊的御用紫色墨水制成
我们只有一个早期拜占庭皇帝的笔迹样本，是用特殊的御用墨水书写的：这是狄奥多西二世（408~450）给埃及一位指挥官的一封信的末尾加的一句问候语。[18]由于皇帝查士丁一世（518~527）不会写字（无论是由于年事已高还是本身文盲），他的助手制作了一个木制模板，以便他可以用特殊的御用墨水签署法律命令。[19]文件的真实性和完整性通过封条得到了保障，纸条被折叠起来，并用穿过直径约一英寸的蜡或者铅封条的绳子牢牢地困扎在一起。然后用一套特殊的动物制成的钳子敲打，一边刻有寄件人最喜爱的圣徒，另一边刻有他的职务和姓名。有些印章使用复杂的花押字。喜欢研究这些东西的人被称为印章学家（这门领域被称为印章学）。印章在社会的各个阶层都有使用，特别是在六世纪之后。超过六万个铅封仍然留存于世，每个铅封都代表一种通信方式。皇帝也可以用黄金来密封文件：这便是著名的金玺（chrysoboulla），这是一个复合词，包含希腊语的黄金，拉丁语的印章（bulla）。历史学家常常奇妙地把这个词翻译成“金牛”。许多拜占庭人用锁和钥匙把门关上，但是大多数锁和钥匙都是通用的，没有独特的切口、洞和通道，因此，几把万能钥匙就可以打开帝国的大部分门。[20]
拜占庭钥匙

数学与天文学

拜占庭人坚持使用希腊数字系统，该系统使用希腊字母表中的各个字母组合来表示数字。学者Maximos Planoudes（约1305年卒）写了一篇关于我们称之为阿拉伯数字的论文，解释了如何在算术中使用拜占庭人理解的阿拉伯数字，他将其称之为“印度”数字，从某种角度上来说也没有问题。他是这样解释的：“鉴于数字是无限的，但是我们不能书写无限的数字，更富有哲理的天文学家发明了符号和使用符号的方法，以便他们能够以简洁的方式精确地写出所需的数字。这里只有九个符号：123456789。还有一种假设性的符号，他们称之为暗号，根据印度人的说法，这个暗号的意思是‘什么都没有’；这个暗号写作0”。[21]Nikephoros Greogoras（1295~1361）是拜占庭最优秀的天文学家之一，因反对主流神学而被软禁多年。1329年，他给同事Georgios Pepagomenos写了一封信，预测来年将发生三次天空异象，一次日食和两次月食。他预测了日食的年份、日期，其时间和范围。

参考

  1. ^Commentary on Aristotle's Physics v. 17, p. 683.
  2. ^Summary of Physics 1.5.
  3. ^D. J. de Solla Price, "Portable Sundials in Antiquity, Including an Account of a New Example from Aphrodisias," Centaurus 14 (1969): 242-266.
  4. ^J. V. Field and M. T. Wright, "Gears from the Byzantines: A Portable Sundial with Calenderical Gearing," Annals of Science 42 (1985): 87-138.
  5. ^pseudo-Syemon the Logothete, Chronicle, pp. 681~682.
  6. ^Konstantinos VII, Book of Ceremonies: Appendix 3 to Book 1: On Imperial Expeditions.
  7. ^Skirmishing Warfare 2.
  8. ^Anna Komnene, Alexiad 11.10.2.
  9. ^Ibid, 11.10.4.
  10. ^Naval Warfare 63-64.
  11. ^Michael Attaleiates, History 46-47.
  12. ^prokopios, Wars 5.20.
  13. ^D. Sullivan, "A Byzantine Instructional Manuel on Siege Defense: The Deobsidione toleranda: Introduction, English Translation and Annotations,"收录于Byzantine Authors: Literary Activities and Preoccupation: Texts and Translations Dedicated to the Memory of Nicolas Oikonomides, ed. I. Nesbitt (Leidon, 2003), 139-266, here 207-208.
  14. ^L. C. Chiarelli, A History of Muslim Sicily (Malta, 2021), 107.
  15. ^Rodanthe and Dosikles 6.8-21.
  16. ^J. Crow et al., The Water Supply of Byzantine Constantinople (London, 2008), 1.
  17. ^Agathias, Histories 5.6-8.
  18. ^Papyrus Leidon Z.
  19. ^Prokopios, Secret History 6.15-16.
  20. ^g. Vikan, Security in Byzantium: Locking, Sealing and Weighing (Washington, DC, 1980), 3.
  21. ^Planoudes, The Great Method of Calculation according to the Indians.
文章标题: 拜占庭文明的科学与技术
文章地址: http://www.xdqxjxc.cn/jingdianwenzhang/125059.html
文章标签：拜占庭  中世纪  欧洲历史
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