古埃及的科学技术

大约在公元前3500年，古埃及人创造了自己的文字。最初的文字是图形文字，如一个圆圈中间加一点表示太阳，三条波形横线上下排列起来表示水。后来出现了标示音节的符号——24个辅音字母，这是人类最早创造的标音字母，它对后来腓尼基人发明文字产生了重要影响。在古埃及第一王朝和第二王朝时期，形成了以表形符号、表意符号和表声符号相结合的象形文字，但始终没有发展为纯粹的拼音文字。古埃及人的庙宇和墓室的墙壁上、纪念碑上，以及他们的棺椁上，都保留下了他们的文字。

古埃及盛产纸草（papyrus，英文“纸”一词paper即来源于此），这是尼罗河两岸沼泽内生长的一种水生植物，将其茎干剖开，再压平晒干就可以制成“纸”使用，用烟黑制成墨汁就可以在上面书写。纸草后来一度盛行于整个地中海地区，古希腊人、古罗马人，甚至后来的阿拉伯人都曾用它书写，但是如今这种植物已经濒临灭绝。纸草制成的“纸”易裂成碎片，难以久存，现在保存下来的为数不多的纸草“书”是从古墓中发掘出来的。纸草“书”一般宽约30厘米，长度则可达数米甚至一二十米，视书写内容多少而定，写好以后卷起来保存，所以人们又称它为“纸草卷”。古埃及王国灭亡以后，古埃及的文字逐渐成为“死文字”，到了近代已经无人可以识读。1799年，拿破仑的士兵在尼罗河口小城罗塞达发现了一块公元前196年刻的石碑，内容是赞颂托勒密五世即位，同样的内容用古希腊文、古埃及文祭司体、古埃及文世俗体三种文字书写。通过研究这块石碑，人们读通了古埃及文字。如今，“罗塞达石碑”已经成了西方的一个典故，意为赖以破译某种秘密的材料。

古埃及人在公元前2781年采用了人类历史上最早的太阳历，根据这个历法，每当天狼星（夜空中最亮的恒星）和太阳共同升起的那一天，就是一年的开始。首先是尼罗河水开始泛滥的季节，接着是播种季节和收获季节，这三季共12个月，每月30天，再加上年终5天宗教节日，一年共有365天。这与回归年每年只有1/4天的误差，是现今大多数国家通用公历的原始基础。事实上，古埃及人从很早起，就把尼罗河每年一度的泛滥当作一年的开始；等到发明了精确的年历，就把太阳与天狼星同出的一天当作一年的开始。考古学家从棺柩盖上的铭文和所画的天象图发现，古埃及人将天球赤道带的星分为36群，并将一年分成以10天为周期的36段，每当一个星群在黎明前恰好升到地平线上时，就标志着一个10天周期的开始。古埃及人知道一年差不多是365天，因此在36个10天周期之外又加上5天。这个发现可能是将好多年来尼罗河每年定期泛滥之间相隔的天数加以平均而得出的。^[11]

古埃及人心目中的宇宙大体上和古巴比伦人心目中的宇宙一样。他们以为宇宙是一个方盒，南北的长度较长，底面略呈凹形，埃及就处在凹形的中心。天是一块平坦的或穹隆形的天花板，四方有四个天柱，即山峰所支撑，星星是用链缆悬挂在天上的灯。在方盒的边沿上，围着一条大河，河上有一条船载着太阳来往。尼罗河是这条河的一个支流。

对于古埃及数学的了解，主要是依据两份数学纸草卷。一份名为“莱因特纸草”，发现于埃及古都底比斯，1858年被英国人莱因特得到，现存于伦敦大英博物馆。另一份名为“莫斯科纸草”，俄国收藏家1893年得到，现存于莫斯科博物馆。莱因特纸草上有85个题目，莫斯科纸草上有25个题目。这些问题很可能是被作为一些典型问题和典型解法的示范例子而记来的。两批纸草文书的撰写年代在公元前1700左右，但其中所含的数学是埃及人早在公元前2200年就已经知道。他们用数学来管理国家和教会的事务，确定付给劳役者的报酬，求谷仓的容积和田地的面积，征收按土地面积算出的地税，计算建筑物所需的砖数，计算酿造一定量啤酒所需的谷物数量——出酒率。

大约从公元前3000年开始，埃及已经使用十进位制，在文字中有了特别的符号表示一、十、百、千、万、十万甚至百万。埃及的数字同后来的罗马数字相似，每一个十进位数由不同的数字组成，没有位值制。例如，要表示“111”这个数字，他们要依次写一个“100”的符号、一个“10”的符号和一个“1”的符号。要表示“999”这个数字，他们要依次写9个“100”的符号、9个“10”的符号和9个“1”的符号。这种记数法使计算工作很困难。

由于尼罗河每次泛滥后都要重新丈地划界，古埃及人积累了丰富的几何学知识，建筑神庙和金字塔应用并推进了这些知识。他们能够确定长方形、三角形的面积，特别是能够求得等腰三角形、梯形甚至圆的面积。古埃及数学家得到的圆周率π值为3.16（古巴比伦数学家只得到粗略值3） ；同时，他们还掌握了计算立方体、柱体等体积的公式。西文“几何”一词的本意为“测地学”，人们认为它起源于古埃及的土地测量。

古埃及的医学较为发达，他们留下的较完整的医学纸草书有六七部。其中埃伯斯纸草书是一部宽0.3米、长20.23米的医学巨著，成书于公元前1600年。该书记载了700种病症的医疗方法，包括内科、妇科、眼科、解剖、生理、病理等多方面的知识，载有877个药方。另一个重要的埃及纸草书是1862年发现的“史密斯医学纸草”。该书写于公元前1700年，被称为世界上第一部外科学著作。书中记载了48种外伤的诊断与治疗方法，所使用的药物有植物药、矿物药、动物药，还有人体的分泌物；药物制剂有涂抹的药膏、内服药，还有熏蒸剂、嗅药等。古埃及人相信灵魂不死，人有来生。因此，古埃及人有制作木乃伊的传统。大约在公元前3000年，发现了可以保存尸体的特殊方法，他们把尸体的内脏取出，用盐液、树脂、香料等多种物质进行处理以防腐败，尸体干后即成木乃伊，有些4000年前的木乃伊一直保存到现在。古埃及人在制作木乃伊的过程中积累了许多解剖和防腐知识。

在公元前2500年左右的雕塑中，可以找到埃及外科医生施行手术的证据。当时有僧侣学校训练出的医生，有治疗骨折的接骨郎中，有医治埃及经常流行的眼病的眼科医生。配制药物和香科的技术达到高度完美的状态，许多埃及药品当时都闻名全世界。埃及医学后来传到希腊，或许是经过克里特岛传去的，接着又由希腊和亚历山大里亚传到西欧。^[12]

古埃及的金字塔世界闻名。金字塔是古埃及国王的陵墓。和制木乃伊一样，修建宏伟的金字塔也是出于他们的宗教信仰。现在知道的埃及金字塔有80多座，分布在开罗以南10多千米的地区，修建于公元前20多世纪，即古埃及的第三至第六王朝。金字塔的底座是正方形，以巨石垒起，整个金字塔是一个四棱锥形。因为它每一面都是三角形，看上去如汉字的“金”字，所以汉语译为“金字塔”。最大的金字塔是第四王朝法老胡夫的金字塔。原来塔高146米，底边边长230米，用大约230万块巨石垒成，每块石头平均重约2.5吨。这些石头是经过细工磨平，角度精确，砌缝虽未施泥灰，却仍很严密。大金字塔内部有许多暗室、石柱和甬道。在当时人们仍使用石器和青铜器而无铁器的情况下，建造如此巨大的建筑，不仅是建筑史上的奇迹，而且至今仍是一个谜。大金字塔的布局，保持了非常准确的南北和东西方位，只有掌握了数学，才能进行如此设计和准备材料。这反映了当时的数学和力学已经达到了相当高的水平。根据公元前5世纪的古希腊历史学家希罗多德（Herodotus）的说法，建造大金字塔动用了10万人、辛苦工作历时20年。古埃及的另一惊人建筑是神庙，其中位于尼罗河畔卡纳克的一座神庙建于公元前14世纪，它的主殿占地约5000平方米，矗立着134根巨大的圆形石柱，其中最大的12根直径为3.6米、高21米。