失落的智慧：古代世界的超前發明

公元138年，在中國漢朝的宮廷中，矗立著一座巨大的青銅器皿。乍一看，與其說它是一件科學儀器，倒更像是一件禮器。它寬大、沉重而華麗。樽體外部環繞著八條龍，每條龍的口中都含著一顆小銅球，龍首下方則各有一隻張著嘴的蟾蜍。

一天，一聲清脆的金屬撞擊聲響起——八顆銅球中的一顆落入了下方蟾蜍的口中。然而，宮廷裏的所有人都未感到一絲晃動。地面沒有顫抖，牆壁沒有開裂，也沒有任何驚呼劃破京城的上空。

人們自然易認為這台設備出了故障。然而沒過多久，一位信使便帶來消息：遠在京城以西的地區發生了地震。事實證明，這台神秘的儀器不僅捕捉到了遠方的地震，還精確地探測到其發生的方位。

這便是由古代中國天文學家、數學家兼發明家張衡發明的地動儀——一種地震監測器。它的問世比英國地震學家約翰·米爾恩（John Milne）等人於19世紀末開發出的「地震儀」（seismographs）早了近1700年。

張衡的這件儀器飾有八條龍，每條龍代表一個基本方位，旨在探測地震發生的方向。當內部的某種機制（據推測是一個擺或類似的振蕩系統）檢測到地震波時，便會觸動機關，使其中一條龍口中的銅球落入下方的容器中，從而發出聲響。

這類故事之所以吸引人，部份在於它們顛覆了我們習以為常的人類文明演進觀。我們常把人類知識的發展想像為階梯式的穩步攀登——從無知到發現，再到完善。每一代人都站在前人的肩膀上，在新的發展階段變得更聰明、知道得更多。

然而，人類知識的拓展並不總遵循一條筆直向上的階梯。有時，它猶如一座焚燬過半的檔案館，一台曾運行完美卻再未被推廣的精巧機器，抑或某個超前於時代的想法——在世人明白其價值之前便已悄然誕生。

位於台灣自然科學博物館的張衡地動儀復原模型。（Jeng Bo Yuan/Shutterstock）

這並非浪漫主義地臆想古人無所不知。恰恰相反，在許多領域，古人並不具備我們今天所擁有的現代知識，也並未完全理解他們所創造之物的底層原理。

然而，縱觀那些記錄詳實、證據確鑿的歷史案例，人們會發現一個有趣的現象：許多被我們視為現代社會標誌的發明——自動機械、蒸汽動力、複雜的手術、耐用材料及天文計算——過去都曾以早期形態出現過，有時甚至達到了驚人的高度，卻最終因文明的衰落而被遺忘、拋棄或湮滅。

技術專家傑克·比亞利克（Jack Bialik）在他的著作《迷失在時間中》（Lost in Time）裏，著手探討了這一現象：那些曾經存在、隨後消逝、有時又在後世被重新發現的人類知識。他在書的開篇引用了一句蘇格拉底的名言：「我只知道自己一無所知」——這並非流於形式的哲學修辭，而是對當今時代自滿情緒的一記清醒警示。對比亞利克而言，我們面臨的難題不僅在於對未來的未知，還在於對過去的了解極為有限。

跨學科學者、專注於科學與技術史及哲學研究的班哲文·B·奧爾辛（Benjamin B. Olshin）在其著作《失傳的知識》（Lost Knowledge）中，也描繪了類似圖景。

他指出，考古證據打破了人類文明線性演進的單一敘事。歷史上曾出現過高度協作、技術精湛且極具創造力的繁榮期，卻也屢屢被隨之而來的衰退和浩劫所中斷。奧爾辛注意到，從中美洲再到中東的宏偉遺蹟都展現出高水平的建築、測量、組織和生產能力，然而這些文明卻往往未能將其知識傳承下去。

最典型的例子便是古羅馬，它曾有鋪砌的道路、輸水渠、排污系統、供暖浴池、耐久的混凝土、精細的行政管理和大規模的城市規劃。而在西羅馬帝國滅亡後，這些技藝中的許多都徹底消失了，而另一些雖得以倖存，卻再也無法維持原有的規模或組織水平。

奧爾辛在書中問道：是否還存在其他文化——那些擁有先進行政、科學和技術體系的成熟文明——在消逝或衰落後未留存一絲記載？他提到古希臘人、中國人和其它文明中關於失落之城、被遺忘的發明，以及高度先進的社會在古代興衰交替的敘事。

卡拉卡拉浴場（Baths of Caracalla）新安裝的水景，如鏡子般倒映著古羅馬遺址。2024年4月4日攝於羅馬。（Tiziana Fabi /AFP via Getty Images）

超前誕生的發明

為更好理清這幅圖景，不妨看看蒸汽機——這項通常和工業革命綁定的發明，其實在更早時期便以令人意想不到的方式出現過。

工業蒸汽機利用蒸汽壓力產生機械運動，例如驅動活塞、車輪、泵或電單車。18世紀，托馬斯·紐科門的蒸汽機，特別是詹姆斯·瓦特在之後的改進，將這項技術變成了巨大的經濟動力；它們將礦井中的積水抽出，驅動工廠裏的機械，並最終為火車和輪船提供動力。

然而早在公元1世紀，羅馬治下的埃及數學家兼工程師、亞歷山大的希羅（Hero of Alexandria）就在古代文獻中描述過一種名為「汽轉球」（aeolipile）的裝置。它是一個中空的球體，來自受熱鍋的蒸汽被導入其中。當蒸汽從球體側面的彎曲管噴出時，由此產生的噴流會帶動球體旋轉。

公元1世紀的「汽轉球」復原模型。（Shutterstock）

用現代術語來說，這是已知最早將蒸汽壓力轉為旋轉運動的儀器之一。雖然它沒有驅動工廠、沒從礦井中抽水，也並未重塑古代的經濟，但它表明，在工業革命發生的約1700年前，蒸汽就已能成為機械運動的動力源。

希羅還記錄了這樣一種裝置：我們可以將其視為現代自動販賣機的雛形，或更確切地說是聖水自動分發器。其原理簡單而精妙：使用者投入一枚硬幣，其隨後落在一個小槓桿或托盤上；硬幣的重量會打開一個閥門，從其中流出定量的水；隨著硬幣繼續滑落，閥門便會關閉。顯然，該設備原本是為寺廟設計的，用於出售或分發淨化用水。

這種看似極具現代感的概念——付款、自動裝置、定量的商品、無需人工售貨——在當時就已經存在了。

備受矚目又飽受爭議的「巴格達電池」（Baghdad Battery）便是其中一例。它出土於今天的伊拉克境內，可追溯至帕提亞或薩珊王朝時期（約公元1世紀），是一個內含銅筒和鐵棒的小型黏土容器。

公元1世紀「巴格達電池」的組件，由威廉·柯尼希（Wilhelm König）於20世紀中葉展示。（Alexander Bazes提供）

1938年，在巴格達博物館工作的考古學家威廉·柯尼希（Wilhelm König）提出，這是一塊古代原電池——一種能通過化學反應產生電壓的裝置，和現代電池的基本運作原理相同。

這一設想激起了極大的好奇和關注，同時也伴隨諸多懷疑，因為既無跡象表明當時存在導線系統，也缺乏任何實際通電的證據。另一方面，文物原件據信已在2003年博物館遭到劫掠後下落不明。因此，多年來許多考古學家認為「電池」理論雖看似合理，卻缺乏切實的證明。

2026年1月，研究員亞歷山大·巴澤斯（Alexander Bazes）發表了一篇論文，提出一種全新的復原方案。他指出，以往的復原忽視了外層黏土容器的潛在效用。若整個容器作為電化學系統的一部份來運作，而不僅僅是一個「外殼」，將會獲得比早期實驗更高的電壓——高達1.4伏特，已接近現代AA電池（中國大陸五號電池、台灣三號電池）的電壓。

巴澤斯認為，該裝置的初衷未必是為現代意義上的「電器」提供動力，它更可能被用於化學工藝，例如薄金屬鍍層（即今天人們所知的電鍍），或通過電化學反應進行蝕刻。

儘管如此，這仍是一個見仁見智的未解之謎。如果巴澤斯的假設得到廣泛認可，它將成為古人掌握電化學知識的有力證據；若不然，它也是一個極佳的例證，表明一件古代文物往往會引發比解答更多的問題。

「巴格達電池」運作原理的插圖。（Javier Jaime/Shutterstock）

手術室誕生前的外科手術

當我們腦中浮現古代醫學的畫面時，最先想到的通常是草藥、護身符、藥劑和各種儀式。然而，古代醫學史同樣不乏更為激進的醫療手段：外科切口、顱骨穿孔、眼科手術、牙科治療，和對減輕身體痛苦的不懈探索。

現代麻醉學出現於1846年10月16日的波士頓麻省總醫院。當時，牙醫威廉·莫頓（William Morton）在切除一名患者的頸部腫瘤時，首次公開演示了吸入乙醚的麻醉效果。

莫頓的這次展示被認為是醫學史上最偉大的突破之一，因為它開啟了外科手術的新紀元——讓患者在手術過程中無需承受全部疼痛，也無需在完全清醒的狀態下接受治療。

然而，類似全身麻醉的手段在歷史上出現得更早。例如，在11世紀的中世紀伊斯蘭醫學中，通常被稱為阿維森納（Avicenna）的伊本·西那（Ibn Sina）就被認為開發出了具有麻醉或鎮靜作用的配方。通過將浸透藥劑的海綿置於患者鼻孔下方，令其吸入揮發出的蒸氣來達到麻醉效果。

在其著作《醫典》（The Canon of Medicine）中，阿維森納描述了一種包含鴉片、肉豆蔻、沉香，以及其它物質的全身麻醉配方，並記載了在截肢等手術中使用此類麻醉的方法。

根據中國歷史文獻記載，活躍於公元2至3世紀漢代末期的名醫華佗，被認為曾使用一種名為「麻沸散」的藥物，相傳這是一種能令患者失去知覺以配合外科手術的湯劑。由於該方劑早已失傳，其具體的配方和療效已無從考證。這些記載表明，追求無痛手術絕非始於19世紀。

事實上，在有全身麻醉記錄之前，更古老的外科手術就已經存在了。一個顯著的例子便是顱骨穿孔（trepanation）——即在頭骨上鑽孔或切孔。這聽起來可能難以想像，但考古學家已在世界不同文化和時期的遺址中，發掘出1500多具此類頭骨。在很多情況下，孔洞邊緣可看到明顯的癒合跡象，這表明患者不僅在手術中活了下來，且在術後又生活了多年。

發現於傑里科、可追溯至公元前2100年左右並有「顱骨穿孔」痕跡的頭骨。（Wellcome Images/CC BY 4.0/Wikimedia Commons）

這種做法在北非至少可追溯至12,000年前，在傑里科也有9,000年。手術的具體原因往往難以考證；其中一些或許是為治療頭部外傷、劇烈頭痛、癲癇發作或顱內壓增高。無論如何，這都是一項極需非凡技術和勇氣的醫療操作。

古代的白內障手術同樣值得了解。當眼球晶狀體中的蛋白質分解並形成渾濁斑塊時，就會引發白內障，這會導致嚴重的視力受損甚至失明。如今，白內障切除術早已十分常見，醫生會摘除渾濁的晶狀體並將其替換為人造晶狀體。

當然，古代世界既沒有人造晶狀體，也沒有手術顯微鏡。然而，在公元前7世紀的印度，醫師妙聞（Sushruta）在其著作《妙聞本集》（Sushruta Samhita）中描述了一種後被稱為「撥障術」（couching）的技術：用一根針或鋒利器械插入眼中，將渾濁的晶狀體推離視線。

這是一項風險極高的手術——哪怕最微小的失誤也會導致感染、出血甚至失明——它同樣需要精細的解剖學理解和極強的手法控制力。這項技術後來通過各種途徑傳播到亞洲其它地區，並一路傳到了歐洲。

一名印度醫生正實施被稱為「撥障術」的白內障手術。（Wellcome Collection/CC BY 4.0/Wikimedia）

牙醫學的發展也遠比人們通常認為的19世紀要早很多。在巴基斯坦，考古學家發現了距今7,500至9,000年被鑽孔的臼齒。齒面的癒合跡象表明，這是生前治療而非死後裝飾，顯然是為緩解疼痛或治療蛀牙。儘管附近未留存填充物的直接證據，但研究人員也不排除牙齒曾用某種未流傳至今的材料填補過的可能。

在斯洛文尼亞發現的一塊距今約6,500年的下頜骨上，有一顆裂齒被蜂蠟填補過——蜂蠟正是蜜蜂用來築巢的分泌物。在此例中，蜂蠟顯然充當了一種古老的密封材料，用來覆蓋牙齒的敏感區域以減輕疼痛。

有時，古代智慧就藏在眼皮底下，而我們卻未能發現其奧秘。列奧納多·達·芬奇的心臟素描在某種程度上即是如此。約在1514年，達文西開始研究心臟的結構，並細緻入微地將其描繪出來。除其它構造外，他還描繪了心肉柱（trabeculae）——內襯於心室壁的錯綜肌纖維網。

幾個世紀以來，這些心肉柱主要被視為胚胎時期的發育遺留物，在成年人身上並無重要功能。直到2020年，一項研究打破了這一看法。該研究結合數千人的磁共振成像（MRI）結果及遺傳和功能數據，揭示了這一構造對優化血流效率起著重要作用，並會影響心臟病的患病風險。

這並不意味著達文西「知曉」了現代研究的一切，但他確實在500年前就觀察並精妙地記錄下了這一結構——而現代醫學直到最近才重新予以重視。

金屬、納米結構和橡膠

另一個打破我們固有印象的領域，便是材料科學。現代不鏽鋼的發明通常被歸於哈里·布雷利（Harry Brearley），他在1913年於英國研製出一種抗銹性能良好的富鉻鋼。鉻能在金屬表面形成一層薄的保護膜，使內部的鐵免受氧氣和水汽的侵蝕。

然而在印度，德里鐵柱（Iron Pillar of Delhi，公元375—415年）已矗立了1,600多年，其高度在七米以上，重達數噸。儘管德里鐵柱並非由現代不鏽鋼製成，但它歷經數世紀的酷暑、潮濕和季風侵襲卻幾乎未生鏽，這也讓科學家們長久地為之著迷。

德里鐵柱歷經數世紀的酷暑、潮濕和季風侵襲，卻幾乎沒有生鏽。（Shutterstock）

研究顯示，該柱的鐵成份（特別是相對較高的磷含量）及特定的製造工藝，使其表面得以形成一層穩定的保護膜。換句話說，雖然它並非如今用於水槽和廚具的現代材料，卻體現出古代精湛的冶金技術，讓其在嚴苛環境中具備了驚人的抗腐蝕能力。

古代中國則提供了另一例證：越王勾踐劍。這是一柄在湖北省出土、有著2,000多年歷史的青銅劍。儘管是在潮濕的墓葬環境中被發現，它卻歷經千年依然完好如初，且鋒利無比。青銅不同於鐵，生鏽並非問題所在，取而代之的是其它類型的腐蝕。

它的完好如初，顯然得益於幾重條件的疊加：有利的埋藏環境、相對密封的劍鞘，以及局部富錫的刀面。一把古劍能以如此完好的狀態留存至今，這一事實足以說明，古人對材料、合金和保存技術的理解，要遠比「原始世界」這一刻板印象所暗示的精妙得多。

有著2000多年歷史的越王勾踐劍歷經千年出土後依然完好且鋒利。（Windmemorie/CC BY-SA 4.0/Wikimedia）

還有大馬士革刀。在十字軍東征期間，歐洲武士對他們穆斯林對手的寶劍驚歎不已，形容它們異常鋒利、堅韌且富有彈性，並有著如金屬中凝固流水的優美波浪紋理。

多年來，研究人員一直試圖揭示這些獨特屬性的成因。2006年，研究人員用電子顯微鏡對一把17世紀的大馬士革鋼刀進行了檢測，在其中發現了碳納米管和滲碳體（一種鐵和碳的化合物）納米線。

如今，碳納米管在強度和導電性方面是名副其實的高性能材料。它們被廣泛應用於複合材料、電子產品、感應器、能量存儲等領域。

古代刀匠並未涉足現代意義上的「納米技術」，他們既看不到原子，也未曾討論過納米管。然而，他們代代相傳的製作工藝——這一工藝最早可追溯至南亞和斯里蘭卡出產的烏茲鋼（wootz steel），後經貿易和中東工匠的精鍊——在鋼材內部創造出了微觀和納米尺度的結構，從而增強了刀刃的性能。

大馬士革鋼刀標誌性的水波紋理。（Shutterstock）

這類實用知識往往經由傳統代代相傳，且秘不外傳：挑選何種礦石、如何進行冶煉、在何種溫度下冷卻、添加多少碳，以及怎樣在不破壞紋理的前提下完成鍛造。一旦貿易路線發生變故，或關鍵原料斷供，這門技藝便隨之失傳。

然而，古代的化學智慧並非全用在金戈鐵馬之上。早在查理斯·古德伊爾（Charles Goodyear）開發現代硫化工藝（通過加熱生膠、軟膠和黏性橡膠並加入特定物質，使其變得耐用且富有彈性）的數世紀前，奧爾梅克人及後來的中美洲文明便已掌握了處理乳膠的方法。他們將當地橡膠樹（Castilla elástica）分泌的乳白色樹汁，與一種名為月光花（Ipomoea alba）的攀援植物汁液相混合，開啟了橡膠加工的先河。

這種混合改變了材料的特性，使其兼具柔韌和耐用性，從而用以製作球類、宗教器具及其它實用物品。換言之，早在化學成為一門有著嚴謹公式的實驗室科學之前，人們便已通過實驗、傳承和觀察，系統地改變了物質的屬性。

當太陽位於中心

若要說最具代表性而又曾被遺忘的超前知識？那便是天文學。

幾個世紀以來，地心說在知識界長期佔據主導地位：地球居於宇宙中心，太陽、月亮與眾行星繞其運行。該理論根植於古希臘哲學，包括公元前4世紀柏拉圖及亞里士多德的著作，並於公元2世紀經托勒密（Ptolemy）之手，獲得了成熟而完備的數學表述。托勒密模型兼具複雜、精巧與實用，且流傳了很長一段時間。

隨後在16世紀，尼古拉·哥白尼（Nicolaus Copernicus）發表了日心說，將太陽置於中心，地球則是環繞其運行的行星之一。這一思想震撼了歐洲人的世界觀，且被視為引領科學革命的關鍵一步。

但哥白尼並非首個提出這種理論的人。早在公元前3世紀，古希臘天文學家和數學家薩摩斯的阿里斯塔克（Aristarchus of Samos）就曾提出，地球繞其地軸自轉並圍繞太陽公轉。有關他這一論題的著作未能流傳下來，後人主要通過阿基米德等其他學者的文獻引述，才得以窺見其思想。長期以來，阿里斯塔克的構想始終處於邊緣地位——顯然，當時的世人尚未準備好去接受這般激進的觀點。

阿拉伯聯合酋長國沙迦大學2025年的一項研究發現，14世紀的敘利亞天文學家伊本·沙提爾（Ibn al-Shatir）也發現了地心說模型的缺陷，並提出太陽（而非地球）居於中心，這一觀點比哥白尼早了約200年。

對失落古代智慧的探索，若無安提基特拉機械（Antikythera mechanism），便算不上完整。1901年，人們從希臘安提基特拉島附近的一處沉船中打撈出銹跡斑斑、泛著綠銅銹的青銅碎片。多年來，研究人員一直試圖弄清自己究竟找到了甚麼。

2018年8月26日，遊客在希臘雅典國家考古博物館觀賞有著2100年歷史的安提基特拉機械碎片。（Shutterstock）

直到藉助X射線和電腦斷層掃描，其精巧構造才真正顯現：這是一個由微小齒輪、面板、刻度盤和銘文構成的精密裝置。如今，它被普遍視作一台古希臘的天文計算器，用以分析和預測各種天文現象——諸如太陽和月亮的位置、日月食周期，或許還包括曆法事件。

儘管最初的裝置僅殘存了一小部份，但足以展現出令人驚歎的機械設計水平。按常理來看，在公元前1或2世紀的古代世界，如此先進的儀器根本不會存在，但它卻真實地存在過。

這或許是我們探索失落的古代智慧之旅中最深刻的收穫之一——人類的偉大成就不僅在於發明創造，更在於能將知識留存、傳播、記錄並使其得以流傳。若沒有這份連續性，再璀璨的發明也難逃時間的湮沒。#

本文原載於《大紀元雜誌》（Epoch Magazine）以色列版。

原文：Lost Knowledge: Amazing Inventions That Made the Ancient World Ahead of Its Time 刊登於英文《大紀元時報》。

作者簡介：Rakefet Tavor畢業於以色列理工學院資訊系統工程專業，在分析科學期刊研究數據方面有超過15年的經驗。她目前擔任《大紀元雜誌》（Epoch Magazine）以色列版的科學專欄記者。