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尼羅河畔,古代測量學(xué)尋蹤

測量員一撥撥地過去,只有尼羅河永恒。

  天色微明,尼羅河里河水在靜靜地流淌。身材高瘦、臉龐黝黑、鼻子尖尖的祭司專注地觀測著東方。這是一位專司觀測天象的祭司。尼羅河以東的沙漠,現(xiàn)在被稱為阿拉伯沙漠(尼羅河以西為撒哈拉沙漠),在這名祭司的眼中,太陽將從這片沙漠中升起。根據(jù)古埃及的歷法推算,新年就要開始了,尼羅河也該泛濫了,但新年具體在哪一天,要由天文觀測來確定。

  在公元前4000年,埃及人就把一年確定為365天。在古王國時代(公元前3100—前2200年),當(dāng)天狼星清晨出現(xiàn)在下埃及的地平線上,也就是與太陽同時升起(天文學(xué)上稱為偕日升)時,尼羅河就開始泛濫,埃及人也把這一天定為一年的第一天。觀測天象的祭司清晨密切注視著東方地平線,就是為了找到那顆天狼星。“啊,天狼星和太陽同時出現(xiàn)了”,祭司精神振奮起來。很快,消息從下埃及傳到上埃及,進(jìn)而傳遍整個埃及。新的一年開始了,尼羅河兩岸的莊稼該收的大部都收了,但還應(yīng)該清理一次;泛濫后勘界用的標(biāo)志該埋的都埋了,但還應(yīng)該檢查一次。然后,就靜靜地等著那浩浩蕩蕩的尼羅河水夾帶著肥沃的泥土和神靈的旨意來吧。

  與黃河、印度河、幼發(fā)拉底河等同樣孕育了古文明的河流不同,尼羅河的泛濫極有規(guī)律,每年洪水何時來,何時退,古埃及人很快就掌握了。每次洪水泛濫都會帶來一層厚厚的淤泥,使河谷區(qū)土地極其肥沃,莊稼在這里可以一年三熟。但洪水之后,土地的邊界全部被掩埋,重新界定土地需要精確的測量,于是在埃及產(chǎn)生了一個特殊的階層——土地測量員。

  這些土地測量員很可能是現(xiàn)代測繪學(xué)的鼻祖。在我所了解的歷史中,找不到更古老的有關(guān)測量的記載。公元前4000年,也就是6000年前,他們就活躍在尼羅河兩岸了,他們真正開始測量的歷史可能更早。悠久的歷史并不讓我太驚訝,讓我驚訝的是他們名聲的顯赫。翻開任何一本稍成規(guī)模的科技史著作,都會對古埃及的土地測量員記上一筆。然而這寥寥數(shù)筆無法讓人領(lǐng)略到測量先輩們真正擁有的輝煌,讓我們來讀一段有關(guān)一名古希臘哲學(xué)家的故事。

  在因特網(wǎng)時代,我們把世界分為兩個部分,一個是實(shí)體的,稱為原子世界;一個是虛擬的,稱為比特世界。第一次提出“原子”這個概念,并宣稱“世界由原子組成”的是古希臘哲學(xué)家德莫克里特(Democritus)。他從希臘出發(fā),游歷了埃及、巴比倫、波斯、印度等文明古國,而他漫游的資金是父親留下來的遺產(chǎn)。等他回到希臘,父親的遺產(chǎn)也基本耗盡,當(dāng)時他所在的城邦對子女揮霍父輩遺產(chǎn)是要問罪的。據(jù)說他在法庭上以自己剛剛完成的學(xué)術(shù)著作《大世界》為自己辯護(hù),終于說服法官,免以處罰。辯護(hù)詞中有這樣一段:

  在我的同輩中,我游歷了地球的絕大部分,我探索了最遙遠(yuǎn)的東西;我看見了最多的土地和國家;我聽見了最多的有學(xué)問的人的講演;勾畫幾何圖形并加以證明沒有人超過了我,就是埃及的土地測量員也未能超過我。

  在遠(yuǎn)離埃及幾千公里的希臘,德莫克里特為了證明自己“勾畫幾何圖形并加以證明”的水平高超,以埃及的土地測量員來做比較,說明什么呢?說明埃及的土地測量員是世界聞名的。這是2500年前的故事,要知道,6000年前埃及就開始土地測量了,是不是在這3500年時間里,他們都是那么名聲顯赫?在測量員默默無聞的現(xiàn)代社會,想一想我們這個行業(yè)的先輩們在人類文明一大半的時間里曾經(jīng)那么輝煌,是什么滋味?

  所以,在我的心目中,尼羅河是測量員的圣地。我一直盼望有一天能夠朝拜尼羅河。然而,第一次看到尼羅河卻不是在埃及,是在蘇丹首都喀土穆。那是1998年11月,我作為一名測量工程師被派往蘇丹進(jìn)行油田地面建設(shè)的勘察工作。我們的業(yè)主是大尼羅河石油作業(yè)公司(英文簡稱GNPOC),公司的辦公地點(diǎn)就位于尼羅河邊。我到GNPOC去拜訪一位朋友,在這位朋友的十層樓上的辦公室,一眼就看到了窗外的尼羅河。11月底,北京剛剛下了入冬以來的第一場雪,蘇丹卻是烈日炎炎,明媚的陽光照著波光粼粼的尼羅河,兩岸翠綠的棕櫚樹和農(nóng)作物生機(jī)盎然,有皮膚黝黑的蘇丹農(nóng)民在地里勞動,也有人坐在烈日下休息。我奇怪,離他不遠(yuǎn)處就有一個樹,為什么他不到樹蔭下休息?這種景象與我想象中的尼羅河完全相符,時光倒退5000年,埃及的尼羅河兩岸也是這樣一番景象吧?

  然而,等到1999年7月,我完成了在蘇丹的工作,回國順路游覽開羅時,尼羅河卻讓我那么失望。這哪里是埃及的尼羅河?這分明是武漢的長江嘛!尼羅河兩岸高樓林立,河上大橋飛渡,汽車穿梭。蕩舟尼羅河,那種神圣的和神秘的感覺沒有了,卻有在武漢讀書時從武昌到漢口坐輪渡的感覺。余秋雨在隨鳳凰衛(wèi)視的千禧之旅途中感嘆,想不到大名鼎鼎的開羅這么破舊。我卻沒有這種感覺,只覺得開羅與中國任何一個大城市都相像。

  我知道,拜訪尼羅河不能在開羅,要到離開羅780公里以外的盧克索。那里曾經(jīng)是法老時代古埃及的中心,那里有法老的后代,更有數(shù)不清的古老陵墓和石雕。古老的祭司就是在那里觀測天象的,土地測量員就是在那里的尼羅河兩岸創(chuàng)造輝煌的??上?,我沒有去盧克索的機(jī)會。

  沒有機(jī)會去盧克索,卻有機(jī)會參觀金字塔,因?yàn)榻鹱炙嚅_羅城不遠(yuǎn)。看了金字塔,就知道埃及的測量員水平有多高。埃及最著名的金字塔是古王國第四王朝(公元前2700年)國王胡夫的陵墓。胡夫金字塔高146.5米,底邊寬240米,由230萬塊大石塊疊壘而成,每塊石頭都經(jīng)過精工磨平,堆疊后縫隙嚴(yán)密,連小刀也插不進(jìn)去。它的北面正中央有一入口,從入口進(jìn)入地下宮殿的通道與地平線恰成30度傾角,正好對著當(dāng)時的北極星。據(jù)說,金字塔坐落的巖石地基經(jīng)過仔細(xì)平整,水平度極高。所有這些,都需要精密的施工測量。然而,在我所見到的科技史著作中,從沒有人把金字塔的建造和尼羅河邊的土地測量聯(lián)系起來,我想,在金字塔的建造過程中從事施工測量與在尼羅河邊從事土地測量,應(yīng)該是同樣一批人,至少應(yīng)該采用的是相同的儀器和技術(shù)吧?然而,他們究竟使用的是什么儀器,采用的什么技術(shù)呢?沒有人知道。

  在歷史學(xué)家心目中,古埃及的土地測量員對歷史的最大貢獻(xiàn)是在幾何學(xué)方面。古希臘哲學(xué)家泰勒斯把埃及的測量技術(shù)引進(jìn)希臘,并將之發(fā)展成一般性的幾何學(xué)。有個故事說他在埃及求學(xué)期間運(yùn)用相似三角形原理求出了金字塔的高度。方法是:當(dāng)人的影子長度與人的高度相等時,測量金字塔的影子就得出了金字塔的高度。幾何和代數(shù)是整個數(shù)學(xué)大廈的基石,沒有數(shù)學(xué)就沒有電腦,沒有電腦就沒有網(wǎng)絡(luò)。我們今天所擁有的一切竟然與數(shù)千年前尼羅河兩岸的測量員有密切聯(lián)系,他們當(dāng)然應(yīng)該享有全世界的尊敬。

  可是,如此顯赫的群體,他們當(dāng)中的杰出代表叫什么名字?有誰知道嗎?沒有人知道。我在埃及博物館參觀時想努力尋找一張古老的地圖,尋找一位古老的測量員的名字??上?,我的學(xué)問不夠,參觀的時間也不夠,或者,博物館里就根本沒有這些。古埃及文明的湮沒是歐洲人犯下的不可饒恕的罪行。公元前47年,凱撒大帝攻占埃及,將亞歷山大圖書館的70萬卷圖書付之一炬,包括那本著名的《埃及史》;400多年后,公元390年,羅馬皇帝禁異教,驅(qū)散了唯一能讀懂古代文字的埃及祭司階層,結(jié)果所有的古跡、古碑很快沒有人能夠解讀了。輝煌了幾千年的埃及土地測量員,只留下讓人驚嘆的成就和無數(shù)未解之謎,隨古埃及文化一起,像來去無蹤的飛碟一樣,消失了。

  其實(shí),我早已明白,即使沒有人為的破壞,測量員的名字也是不容易讓人記住的。即使名字被記住了,也是冠以別的頭銜。在任何一本科技史著作中都被濃墨重彩地描寫的泰勒斯,精通埃及的土地測量學(xué),可以算是一位測量學(xué)家吧,可他總是被稱為“古希臘哲學(xué)家”,他的名言是:“萬物源于水”;第谷是一位杰出的天文測量學(xué)家,他一生都在觀測和記錄,臨終,他把畢生的觀測資料交給了眼睛不好但腦子極好的弟子開普勒,于是有了著名的開普勒三定律,可史書上記載,第谷是天文學(xué)家;伽利略也是測量學(xué)家,在窮困潦倒時,他制作了一些天文觀測表格,售給那些喜歡航海的貴族子弟,幫助他們在大海中航行時通過觀測天象來確定經(jīng)緯度,他還曾為他的軍人學(xué)生寫了一篇論述三角測量的論文,后來還發(fā)明了“軍用測位羅盤”,可每一個中學(xué)生都知道,伽利略是一名物理學(xué)家;高斯是測量學(xué)家,他創(chuàng)立的高斯投影在世界上包括中國在內(nèi)的許多國家都還在使用,可他卻被稱為“歐洲數(shù)學(xué)王子”。也許,發(fā)生在十七世紀(jì)的這樣一件事具有某種象征意義:牛頓根據(jù)力學(xué)原理推測地球應(yīng)該是兩極稍扁、赤道略鼓;格林尼治天文臺臺長,也是一名大地測量學(xué)家,根據(jù)測量結(jié)果推測,地球應(yīng)該是兩極略鼓、赤道稍扁。雙方爭論不下,再一次測量,一支隊伍到格陵蘭,一支隊伍到印度,這一測就是十年,結(jié)果證明,牛頓是正確的,測量學(xué)家錯了。是不是從此以后,測量學(xué)家再也不會與物理學(xué)家齊名了?

  其實(shí)理智地想一想,測量就是一種為其他工作提供資料和數(shù)據(jù)的手段,上面提到的泰勒斯、伽利略、第谷和高斯確實(shí)是優(yōu)秀的測量學(xué)家,但他們之所以名揚(yáng)四海,還是因?yàn)槠渌矫娴某删停蛘邽槠渌删偷膭?chuàng)立提供了具有決定意義的資料(比如第谷)。

  離開尼羅河,離開那個以尼羅河冠名的國際石油公司,已經(jīng)一年多了(本文寫于1999年末),心中卻時時地想起尼羅河。什么時候,能夠到盧克索,在尼羅河邊,在測量先輩們創(chuàng)立輝煌的地方,擺一臺全站儀,或GPS接收機(jī),接收來自遠(yuǎn)古先輩的信息?或者向他們表達(dá)一聲后來者的問候?

  測量員一撥撥地過去,只有尼羅河永恒。

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