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水土科技人文歷史(十三) 希臘文化的鼎盛時期(二)--撒摩城與水數學

  撒摩城(Samos)位於小亞細亞西邊的一個港口,這裡以陶瓷藝術與釀酒技術出名,在公元前六世紀,這裡出了一位數學大師畢達哥拉斯(Pythagoras, 582-560 B.C.),他所成立的研究數學的團體「Mathematikoi」,成為後來數學的字源。
  畢達哥拉斯是「哲學之父」泰勒斯的學生,如同他的老師,他也曾四處環遊,更在埃及遊學其間,遇上埃及與波斯之戰,他被擄到巴比倫,約在公元前532年來到義大利西南方克羅多那(Crstona)成立一所學校,這所學校後來成為「畢達哥拉斯學派」的中心。著名的「畢氏定理」即來自此學派。
  畢達哥拉斯最大的特點是他認為「自然界的事物可以用數學去表示」,他提出土地可以視為六面體,空氣可以視為八面體,天體為十二面體,水是二十面體。當時他已知道三角形的夾角總和為180度,也知道多面體角度總和的算法,但是後人仍不清楚水與二十面體的關係,這個學派後來被政治勢力消滅,大部份的資料均無留下,不過「用數學表示自然」是很重要的思考。
  畢達哥拉斯認為樂器弦上不同位置發出不同的音符,這些位置可以用數學表示,因此數學不祗是數字的哲學,也能量化音樂。他又提出宇宙穹蒼的星體位置,就是一首浩大的無聲樂章,這位宇宙的創造者不是希臘、雅典的諸神,而是一位「未識之神」。
  畢達哥拉斯學派雖已消失,卻影響了希臘民間住在以弗所城的赫拉克利特(Heraclitus, 544-438 B.C.),他提出「水不斷的流動,是力量平衡的結果。」他進而觀察出,自然界的物質並非都在靜止中獲得平衡,而是在運動中取得平衡。
  此外,巴門尼德(Parmenides, 480-? B.C.)提出自然物既然可用數字表示,就可以用實驗量測,他的學生芝諾(Zeno, 450-? B.C.)更用無窮等比級數去解釋物質運動的軌跡,這是「微積分」觀念的萌芽。
  學界認為「數學可以描述自然物質的變動」的同時,另有一個學派興起,以流西普斯(Leucippus)與德謨克利特(Democritus, 460-370 B.C.)為首,他們認為物質雖有變動,但是其基本粒子─「原子」(atoms)卻是永存不變的,這對後來的科學發展,有關鍵性的影響。

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