陳巍，理學(xué)博士，現(xiàn)為中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所副研究員。主要研究科技知識在古代世界的傳播并把世界連為一體的歷程。喜愛“上窮碧落下黃泉”，品鑒各個(gè)文明在應(yīng)對相似問題時(shí)展現(xiàn)出的智慧。

9世紀(jì)詩人賈希茲有云： “拜占庭人的腦筋，中國人的巧手和阿拉伯人的舌頭?！碑?dāng)時(shí)的阿拉伯世界還在向創(chuàng)造時(shí)代邁進(jìn)，對更東方和更西方的文明充滿自信的向往。和其他偉大文明一樣，伊斯蘭文明黃金時(shí)代（相當(dāng)于歐洲中世紀(jì)）不乏追求極致的科技“極客”，而這些智士往往被羅致和服務(wù)于追求新奇知識的地方統(tǒng)治者。加扎里（Ismailal-Jazari，1136-1206）就是這些科技怪才中的杰出代表。

小邦大匠

加扎里出身于工匠世家，他的阿拉伯語全名很長，其中包括類似于“技術(shù)大神”“史上最強(qiáng)”這樣的榮譽(yù)稱號，顯示出他在當(dāng)時(shí)就備受推崇。他的生平信息流傳下來不多，根據(jù)他的名字，我們可以推測他來自加扎拉，這是美素不達(dá)米亞中北部地區(qū)（包括現(xiàn)在伊拉克北部、敘利亞東部和土耳其東南部等地方）在中世紀(jì)的稱謂。他的具體出生地點(diǎn)則可能是在賈茲拉（現(xiàn)在土耳其吉茲雷），據(jù)說這是諾亞方舟停靠過的地方。

自幼接受工匠訓(xùn)練，讓加扎里熏陶于源遠(yuǎn)流長的伊斯蘭機(jī)械設(shè)計(jì)傳統(tǒng)之中，從他的著作可以看到，他充分掌握了巴努·穆薩等前賢的成果。成人后，他繼承父親衣缽，來到家鄉(xiāng)附近一個(gè)稱作阿爾圖克的小朝廷擔(dān)任宮廷機(jī)械師，在這里服務(wù)長達(dá)30年之久，設(shè)計(jì)制作了許多帶有自動(dòng)裝置的水鐘、噴泉和其他機(jī)械。史料中對與加扎里同時(shí)期的幾位統(tǒng)治者描述也很少，我們不了解他們的性情愛好會給加扎里的工作提供哪些機(jī)會。在其去世前不久，加扎里完成了他的著作《論精妙的機(jī)械裝置》，我們對他的了解基本來自于這本書。

設(shè)計(jì)大師

中世紀(jì)伊斯蘭世界的科技巨星往往是百科全書式學(xué)者，涉足領(lǐng)域廣泛，加扎里只專注于發(fā)明和建造機(jī)械裝置。甚至他在著作中對于機(jī)械的原理也少有論述，有人認(rèn)為他主要通過試錯(cuò)法，而不是像阿基米德那樣以演繹推理方式制作精巧的機(jī)器。我們只能從他的作品中體會他對機(jī)械知識的理解。

在《論精妙的機(jī)械裝置》中，加扎里向我們展示了50種機(jī)械裝置的制造方法。其中包括水鐘、分配液體的自動(dòng)裝置、噴泉和音樂裝置、提水機(jī)械等。書中為每一種機(jī)械都繪制了精美的成品圖。對于這些美輪美奐的樣品，我們一點(diǎn)都不用擔(dān)心1000年前的作者自吹自擂，聲稱自己的作品實(shí)現(xiàn)了多么巧妙的功能，卻通過故意省略關(guān)鍵步驟故弄玄虛。加扎里沒有給我們留下謎題，而是展現(xiàn)出十二分的誠意，從最初的零件如何制備，到零件之間的位置關(guān)系，它們?nèi)绾谓M裝，都盡量用淺顯和清晰的語言解釋出來?？梢哉f，只要具備一定理解能力和動(dòng)手能力，就能把這些裝置復(fù)原出來。

加扎里服務(wù)于宮廷，但他也注意傾聽來自實(shí)際事務(wù)的需求。他既可以設(shè)計(jì)供王公貴族賞玩的受程序控制的機(jī)器人，又能制作兼顧天文觀測和公眾使用的鐘表。他往往把精密的計(jì)算結(jié)果、精巧的機(jī)械結(jié)構(gòu)、精美的造型藝術(shù)熔于一爐，從而留給人嘆為觀止的印象。

水鐘是近代擺鐘發(fā)明之前的主要計(jì)時(shí)工具之一，包括加扎里在內(nèi)許多古代工匠都對它展開過研究。加扎里設(shè)計(jì)的水鐘既比前人準(zhǔn)確，不少還很壯觀。他設(shè)計(jì)的水鐘按驅(qū)動(dòng)方式可以分兩種，第一種以量筒內(nèi)浮標(biāo)的沉浮牽動(dòng)表盤的運(yùn)動(dòng)，第二種則用一個(gè)小斗盛注入的水流，水滿后小斗傾覆，推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)。這些水鐘除指針外，還經(jīng)常以小鳥嗚叫、樂隊(duì)演奏、小球撞擊等多種方式顯示時(shí)間。這種“多媒體”在古代無疑很容易吸引大家的眼球。

另一種加扎里關(guān)注的機(jī)械，是各類提水裝置。對于多處于干旱地帶的伊斯蘭地區(qū)來說，該領(lǐng)域技術(shù)的進(jìn)步與社會發(fā)展息息相關(guān)，加扎里在已有技術(shù)基礎(chǔ)上作出許多改進(jìn)。在他之前，人們大多需要用牲畜轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)形水輪，讓水輪上固定的水桶提水。加扎里一方面改進(jìn)了連桿系統(tǒng)，利用原本不足以推動(dòng)水輪的水流，從而節(jié)省畜力;另一方面用掛著水桶的鏈條取代水輪，適應(yīng)從深井中提水的需要。

此外，他還通過橢圓形齒輪形成往返運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)了一種活塞式水泵，把以往用桶向上提水的方式，改進(jìn)成用活塞向上壓水。在加扎里之前，古希臘工程師亞歷山大的希羅，以及中國的冶金工匠，都用活塞抽水或鼓風(fēng)，但都需要人直接施力。加扎里的橢圓形齒輪和氣門設(shè)計(jì).使得活塞可以在水流的作用下自動(dòng)運(yùn)行，這是他在機(jī)械史上的一個(gè)創(chuàng)舉，其中一些設(shè)計(jì)元素可能對達(dá)·芬奇等文藝復(fù)興大師帶來啟發(fā)。

加扎里還設(shè)計(jì)過許多自動(dòng)裝置，例如為了給皇家宴會助興，他在宮苑里的湖上放了一條小船，船上設(shè)置內(nèi)部裝有機(jī)關(guān)的“音樂家”。在機(jī)關(guān)作用下，這些音樂家不但能吹奏樂器，還能以不同節(jié)奏打鼓。

絲路影響

盡管坦誠的加扎里把他的設(shè)計(jì)思路和盤托出，但遺憾的是，我們無法看到他親手設(shè)計(jì)或制作的機(jī)械實(shí)物?；蛟S未來對他長期工作的阿爾圖克宮殿遺址的發(fā)掘，讓我們能有機(jī)會一睹大師的手筆。

從1961年起，土耳其考古學(xué)者開始對阿爾圖克宮殿遺址進(jìn)行發(fā)掘，可惜的是，發(fā)掘出的王家花園和土耳其浴室等建筑，都未得到很好的保護(hù)。加扎里自述曾依照小亞細(xì)亞東部地區(qū)的建筑傳統(tǒng)，為這座宮殿的大門設(shè)計(jì)了精美的門環(huán)，但是這部門環(huán)也丟失了。根據(jù)加扎里書里的說法，阿爾圖克宮殿的門環(huán)由雙龍、獅子和蛇的形象組成，隨著門的開合，這些動(dòng)物形象會呈現(xiàn)各種有趣的互動(dòng)關(guān)系。從宮殿附近古清真寺保存的外觀相近的門環(huán)，可以大致了解加扎里所說各種動(dòng)物的模樣，但無法窺得其在機(jī)械上的巧妙構(gòu)思的原貌。令人稍有安慰的是，這座宮殿的主體還埋藏于地下，我們能期待在未來更完善的發(fā)掘中，找到加扎里設(shè)計(jì)的其他精巧裝置。

加扎里設(shè)計(jì)的機(jī)械裝置，是中世紀(jì)伊斯蘭機(jī)械設(shè)計(jì)傳統(tǒng)脈絡(luò)的一部分，這條脈絡(luò)的形成和流傳，與伊斯蘭統(tǒng)治者對富有娛樂功能的機(jī)械裝置充滿興趣關(guān)系很大。但中國古代對這類“奇器”多持批評態(tài)度，認(rèn)為它們無益于教化。這種反對聲音唯一消減的時(shí)代，就是把歐亞大陸廣大地區(qū)包羅在內(nèi)的蒙元帝國。據(jù)史料記載，元朝的末代皇帝元順帝，在其宮殿中建造過一艘?guī)в旋垐D案的游船，這條船上有24名扮作水手等角色的機(jī)械人物，在行進(jìn)時(shí)，機(jī)械人物、龍的頭眼口爪都可以運(yùn)動(dòng)。在加扎里的書里，也描述過他設(shè)計(jì)的一條很類似的船，船上有用機(jī)械操縱的國王、寵臣、音樂家、舵手和劃槳水手，船的槳葉可以擺動(dòng)。在元朝時(shí)，有許多科學(xué)家、工程師通過絲綢之路來到中國，服務(wù)于大汗宮廷。或許加扎里的設(shè)計(jì)，正構(gòu)成了元順帝所建游船靈感的來源。

除少數(shù)發(fā)明外，大多數(shù)加扎里的機(jī)械裝置都沒有對后世產(chǎn)生直接影響。實(shí)際上，他很大程度上被埋沒了。隨著過去幾十年里科技史家對阿拉伯語文獻(xiàn)的發(fā)掘，現(xiàn)在加扎里的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為許多科技博物館里受人歡迎的展品。甚至還有不少樂高愛好者用積木拼出加扎里的作品。加扎里對如何實(shí)現(xiàn)他的設(shè)計(jì)講解非常細(xì)致，在讀他的書時(shí)，相信不少讀者也會躍躍欲試，這或許正是引發(fā)進(jìn)一步創(chuàng)新的源泉。