【大宇宙小故事】27 大科學家

撰文｜葉李華

提到天文台，你是不是立刻會聯想到穹頂建築，以及巨大的望遠鏡？

不過，望遠鏡是伽利略那個時代才出現的發明，距今不過四百多年。這是否代表在此之前，世上根本沒有天文台？

答案當然是否定的。例如目前仍完好的韓國慶州「瞻星台」，就比伽利略早了一千年。而在中國境內與阿拉伯世界也曾出現過許多「欠缺望遠鏡」的古代天文台，但如今只剩下一堆遺址，甚至連遺址也找不到了。

話說回來，既然古代天文學家使用肉眼觀測星空，還需要天文台做什麼？或者我們可以這麼問：既然沒有望遠鏡，這些天文台裡有些什麼呢？

最簡單的答案就是測量天體位置的儀器。比方說，如果你要測量北極星的仰角，用一個量角器應該就行了，但是誤差在所難免，而且恐怕不小。可想而知，量角器越大，精確度就越高；如果量角器像房子那麼大，精確度一定非常高。

事實上，古代天文台幾乎都建有這樣的「巨型量角器」，正式名稱是「牆象限儀」(mural quadrant)。比方說，位於伊朗馬拉蓋的古天文台，其中的量角器就真的好像一堵高牆。

這座建於公元1259年的古代天文台，背後有個相當傳奇的故事，必須從蒙古西征的歷史講起。

根據歷史記載，蒙古帝國總共發動過三次西征，路線各有不同。若以成吉思汗御駕親征的首次西征為基準，大致來說第二次路線偏北，第三次則偏南。

第三次西征(1252-1260年)由成吉思汗的孫子旭烈兀領軍，從中亞一路打到地中海岸。公元1258年，大軍攻陷阿拉伯帝國的首都巴格達，結束了伊斯蘭世界的黃金時代，乃是這次西征最深遠的影響。不過在此之前，還有一項相當重要的戰果，那就是消滅了神秘的「木剌夷國」。

嚴格說來，木剌夷並不算是一個國家，而是神秘的宗教團體。這個名叫阿薩辛派(Hashshashin)的教團是伊斯蘭教的一個異端，由於他們人數不多，沒有正統的軍隊，因此採用暗殺方式與敵人周旋──英文的刺客(assassin)就是這麼來的。

從十一世紀末到十三世紀中，阿薩辛派總共傳了八代教主，他們佔據裡海南方的險要山區地形，儼然成為一方霸主。旭烈兀西征時，斷斷續續花了三年的時間，才終於在1256年底打到阿薩辛派的主要據點阿剌模忒堡(意為「鷹巢」)。第八代教主眼看大勢已去，趕緊派出求和使節，希望至少能夠保住身家性命。

在這個使節團中，有一位名叫圖西(Nasir al-Din al-Tusi, 1201-1274)的成員，他並不是異端，更不是刺客，而是當時伊斯蘭世界的一位大學問家。

像圖西這樣的斯文學者，為何會投靠神秘且邪惡的阿薩辛派，背後自然有不足為外人道的苦衷。

話說圖西生在圖西(正如達文西的家鄉是文西)，十幾歲時前往附近的內沙布爾求學，豈料不久之後，這兩個城市都遭到蒙古首次西征的蹂躪。圖西經歷這樣的戰禍，深知「苟全性命於亂世」萬分不易，想來想去，據地稱王的阿薩辛派成了他唯一的選擇。

於是圖西從二十幾歲起，就在阿薩辛派的山中碉堡從事學術研究，如此二、三十年，居然也著作等身，甚至在伊斯蘭世界享有大名。

或許正是這個緣故，旭烈兀對圖西另眼相看，給了他一個類似顧問的職位，並帶著他踏上征途。阿薩辛派的教主則難逃一死，換言之圖西的求和任務以失敗告終。蒙古大軍攻陷巴格達之際，據說圖西也在現場，卻未能阻止旭烈兀大開殺戒，也未能勸阻他毀掉藏書萬卷的智慧宮。

這並不代表旭烈兀輕視圖西的意見，而是只有在學術方面，旭烈兀才對他言聽計從──馬拉蓋天文台就是最好的例證。公元1259年，這座當時世界頂尖的天文台順利落成，圖西順理成章擔任台長。雖然當時西征尚未結束，旭烈兀已在佔領的土地上建立了伊兒汗國，因此馬拉蓋天文台是一所正式的國家級研究機構。

這座位於裡海西岸的天文台，在各方面皆可算是首屈一指，成了後來許多天文台模仿的對象。在全盛時期，它網羅了東西方許多優秀的學者(很可能超過百人，包括不少中國天文學家)，幾乎是一個小型聯合國。

身為台長的圖西當然在天文學上有重大建樹，例如他根據十多年的觀測結果，編成《伊兒汗星表》，對五大行星的運動有相當精確的描述。後來這個星表傳到歐洲，出現了拉丁文譯本，成為哥白尼研究太陽系的重要參考資料。

然而，如果我們把圖西定位成優秀的天文學家，甚至當時最偉大的天文學家，其實都太小看他了。

因為在圖西的學術研究中，天文學只佔一小部分而已。比方說，圖西也是一位優秀的數學家，對三角學有重大的貢獻，著名的「正弦定理」就是他發現的。此外他還是生物學家，在其相關著作中，有著非常接近達爾文學說的理論。

不過，即使我們稱圖西為全能科學家，仍不足以彰顯他在科學史上的地位。因為在伊斯蘭黃金時代，這樣的全能學者不在少數，稍後我們還會介紹兩三位。

就歷史定位而言，圖西最重要的身份應該是有史以來第一位「大科學家」，更正確的說法則是「大型科學計畫的主持人」。

一般我們都以為大型科學計畫是二十世紀才出現的，例如登月任務、人類基因組計畫，以及粒子加速器的相關實驗──這些大型科學計畫至少都有兩個特點：一是政府出資，二是團隊合作。

然而，就十三世紀的人力與物力而言，馬拉蓋天文台絕對符合「大科學」的定義。更重要的是，身為台長的圖西完全符合「大型科學計畫主持人」的條件：除了自身學養深厚，還兼具應付政治人物的本領，以及高超的領導力甚至個人魅力。

直到將近七百年後，西方世界才出現了一位能和圖西媲美的大科學家，那就是二次大戰期間主導「曼哈頓計畫」的物理學家歐本海默(他也是一位百科全書派人物)。有不少人認為，如果沒有歐本海默居中協調，同盟國的原子彈不一定會那麼順利誕生。

由於大科學一定有政府的影子，身為大科學家就必須善於和政治人物打交道，而從上面這個故事，我們瞭解到圖西可說是箇中翹楚。無論阿薩辛派的教主，或是蒙古的可汗，都是豺狼虎豹般的人物，卻一個接一個成了圖西的保護傘與加油站。

還記得阿基米德是怎麼死的嗎？(如果不記得，請複習一下〈阿基米德與漢尼拔〉)。當蒙古大軍兵臨城下之際，圖西只要態度稍微強硬一點，就有機會步上阿基米德的後塵。然而，正應了「性格決定命運」這句老話，他非但沒有死於敵手，反而藉著敵人之力，成就了另一番科學大業，對天文學的發展造成深遠的影響。

在那個濁濁亂世中，圖西不只苟全了性命，還能做出重大的學術貢獻，令人不得不佩服他的智慧和勇氣。至於他是否趨炎附勢，甚至賣主求榮，就由得歷史去評說了。