歷史 物理

伊斯蘭的天文學家群像(四):燦爛的斜陽

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撰文者:高崇文
發文日期:2018-05-07
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  • 上次阿文開講提到波斯大學者Muhammad ibn Muhammad ibn al-Hassan al-Tūsī中年時藏身於阿薩辛控制的Alamut 要塞之中。可是當旭烈兀率領蒙古大軍橫掃西亞時,連易守難攻的Alamut 要塞都落入蒙古人之手。公元1256年阿薩辛派首領Rukn al-Din Khurshah 與蒙古談判失利後,要塞遭蒙古大軍包圍,幾天後Rukn al-Din Khurshah 向蒙古人投降。幸運的是al-Tūsī不但沒有淪為蒙古軍的階下囚,甚至成了旭烈兀的座上賓,甚至成了旭烈兀倚重的顧問呢。
    伊斯蘭四圖1
     
    Muhammad ibn Muhammad ibn al-Hassan al-Tūsī

    說起小al-Tūsī十七歲的旭烈兀,他可是成吉思汗幼子拖雷的第五子,與蒙哥、忽必烈、阿里不哥是同母兄弟。旭烈兀信奉佛教,而他的母親唆魯禾帖尼和妻子脫古思可敦都是景教徒。1251年,旭烈兀的長兄蒙哥被擁立為蒙古大汗後,他命令旭烈兀率領龐大的蒙古軍隊征討西亞的眾多穆斯林國家。蒙哥汗在旭烈兀出征前囑託他:「從阿姆河兩岸到埃及盡頭的土地都要遵循成吉思汗的習慣和法令。對於順從你命令的人要賜予恩惠,對於頑抗的人要讓他們遭受屈辱。」旭烈兀果然不負所託,很快地摧毀了曾對蒙哥發出暗殺威脅的阿薩辛派,所以蒙哥大汗冊封旭烈兀為伊兒汗。「伊兒」是蒙古語,意思大約等於「從屬」,「伊兒汗」即「從屬的汗」。

    兩年後旭烈兀攻下巴格達,蒙古軍隊展開了長達一個星期的屠城,數十萬居民在屠殺中喪生。他還處死末代阿巴斯哈里發Al-Musta'sim Billah,根據《馬可波羅遊記》的記載,旭烈兀發覺了Al-Musta'sim Billah藏了大量的黃金、白銀與寶石,這些財物本來可用於犒賞軍人與購置武器來與蒙古軍一決勝負,旭烈兀對他的愚昧與吝嗇極為不齒,就將他和這批寶藏囚禁在一起,不提供食物和水,讓他知道「財寶不能喫」,讓他飢渴而死。但是也有記載,蒙古人將Al-Musta'sim Billah裹在一張毛毯裡,放馬踐踏而死。因為這是蒙古人對王公貴族或是敬重的敵軍之處死方法,蒙古人相信若是斬首見血,死者無法為長生天(蒙古人信奉的天神)所接納。無論真相如何,巴格達的陷落確實震撼了伊斯蘭世界,因為這象徵了伊斯蘭黃金時代的落幕。然而伊斯蘭世界的學術發展並沒有停止。事實上,旭烈兀在隔年就批准al-Tūsī新建天文台的計畫,新的天文台就蓋在旭烈兀蓋的新都Maragheh的西郊。

    旭烈兀接著進攻阿尤布王朝控制的敘利亞。1260年前鋒由Kitbuqa領軍攻陷大馬士革。終結了阿尤布王朝。旭烈兀原先計劃揮師經巴勒斯坦直撲開羅,進攻馬木留克王朝。但就在此時,旭烈兀獲悉蒙哥汗已於1259年年底在四川釣魚山病逝 (一說戰死,不過絕不是如金庸的"神鵰俠侶"中描寫的在襄陽城外被楊過用石頭打死的!) 旭列兀決定率主力東歸,只留下Kitbuqa率領不足萬人的騎兵部隊留守敘利亞。1260年9月3日,蒙古軍與馬木留克軍在Ain Jalut交戰,這場戰役最終以埃及軍隊全勝而告終,Kitbuqa戰死,這也宣告了蒙古帝國向西方的擴張的終結。此時在蒙古帝國的權力核心爆發了兄弟鬩牆之爭,忽必烈與阿里不哥兩人分別被擁立為大汗,雙方展開了四年的內戰,為了得到旭列兀的支持,忽必烈將大汗在西亞的直轄地 (阿姆河以西直到埃及邊境) 封給旭烈兀以換取旭烈兀的支持,旭列兀這才成了名正言順的大汗。

    旭烈兀於1262年回到伊兒汗國後,並沒有率領其主力對馬木留克王朝進行報復,這是因為他與金帳汗國信仰伊斯蘭教的別兒哥汗對1258年巴格達屠殺一事結仇,結果導致伊兒汗國和金帳汗國兩汗國之間的激烈戰爭,使他再也沒有精力去顧及馬木留克王朝。而al-Tūsī主持下興建而成的天文台也在1262年完成,天文台據說有一具四米寬的四分儀,還有一些儀器還是al-Tūsī自己設計的,此外,天文台旁還蓋了一座藏書豐富的圖書館,據說有四萬冊各類的書籍。當時的大學者Gregory Bar Hebraeus (1226 – 1286) 刻意搬到天文台附近,就是為了就近使用這個圖書館。Maragheh 在al-Tūsī 主持下逐漸成為伊兒汗國內的學術中心。各地俊彥之士都來到此地,如從大馬士革來的Muḥyi al-Dīn al-Maghribī 以及Mu'ayyid al-Din al-'Urdi 還有從波斯來的Qutb al-Din al-Shirazi 以及Shams ad-Din Al-Bukhari。真是人才濟濟呀。
     伊斯蘭四圖2

    al-Tūsī 利用Maragheh 天文台量得的資料,特別是行星運行的資料編成了Zij-i ilkhani (伊兒星表),裡頭不但有未來行星位置的表,還有眾多恆星的位置與名稱。這本書編成時al-Tūsī已經是七十一高齡,旭列兀早在六年前過世,大汗之位由他的兒子Abaqa繼承,伊兒汗國首都也由Maragheh 遷到了Tabriz。但是Maragheh 學術中心的地位並沒有因為遷都而有所動搖。al-Tūsī 將自己發明的Tusi-couple 運用到行星模型,除了水星以外al-Tūsī都成功地以Tusi-couple 取代托勒密系統的眾行星的equant,使得他的行星模型更符合希臘哲學的要求,可以說是天文學的一大創舉。而他的學生Shams ad-Din Al-Bukhari 將他的模型傳授給拜占庭來的學者Gregory Chioniadis,Chioniadis 的學生Manuel Bryennios 則是Theodore Metochites 的老師。各位可以查一下網路的"Mathematics Genealogy Project 可以發現Theodore Metochites有十四萬個"學術後裔"呢!但是在1274年al-Tūsī與他的一群學生離開了Maragheh 而遷到重建的巴格達,到了巴格達後不久他就過世了,享壽七十四。
    伊斯蘭四圖三
     

    al-Tūsī最重要的天文學著作 Al-Tadhkirah fi'ilm al-hay'ah ( A memoir on the science of astronomy. Many commentaries) 中大膽地假設所謂銀河應該是許多遙遠星星的集合,當時尚未有望遠鏡,光憑肉眼是無法證實的。他也對地球是否自轉的問題產生過興趣,雖然他並不支持地球自轉的想法,但是他認為無法觀測到恆星的視差不足以證明地球不動,他主張尋找地球不動的證據,而不是將它當做是自然哲學的基本原則直接地接受。而他的行星模型則是在Ibn al-Shatir  (1304–1375) 手中臻入完美之境。

    Ibn ash-Shatir 來自大馬士革,在蒙古軍被埃及的馬留木克軍擊敗後,敘利亞成了埃及馬留木克政權下的一個行省,而大馬士革為其首府。Ibn al-Shatir 是大馬士革伍麥亞清真寺的muwaqqit 他的工作就是負責以天象來決定禮拜的時間,然而他在天文測量的成就遠不如他在行星模型的成就。他在kitab nihayat al-sul fi tashih al-usul ("The Final Quest Concerning the Rectification of Principles") 中將托勒密系統中的偏心圓跟equant 這些礙眼的東西一掃而空,雖然對太陽與行星而言,新的模型比起舊模型沒有更精確,但是月球的部分則比舊模型來得更好。他還有一份手稿al‐Zīj al‐jadīd (The new astronomical handbook)流傳下來,裡頭有一個依據新模型而推算出來的表。Ibn al‐Shāṭir設計並主持建造了座落在伍麥亞清真寺北邊尖塔上的一座大型日晷,還寫過一些星盤以及其他天文儀器的使用手冊。但是伊斯蘭世界似乎對他的行星模型的成就似乎視而不見,反倒是有些現代學者發現哥白尼的模型與Ibn al-Shatir的模型有不少相似之處,當然啦,Ibn al-Shatir的模型還是以地球為中心,而哥白尼也沒在他的"天球運行論"提過Ibn al-Shatir 的名字,所以哥白尼有沒有可能間接受到一百多年前遠在大馬士革的Ibn al-Shatir的影響? 這只能留給專家來研究了。但是我們可以看出伊斯蘭世界的科學界的生命力就算在蒙古西征之後也依然相當地強韌的。
     
    伊斯蘭四圖五
    Ibn-al-shatir's lunar model
                     (圖片來源:https://en.wikipedia.org/wiki/Ibn_al-Shatir#/media/File:Ibn-al-shatir2.gif


    就在Ibn al‐Shāṭir的晚年,另一股風暴在中亞形成,逐漸吹向伊斯蘭的中土,
    1369年西察合台汗國的一位將領帖木兒 (Timur) 殺死西察合台汗忽辛,宣稱自己是察合台汗國的繼承人,建立了帖木兒帝國。帖木兒接著征服了東察合台汗國、花剌子模、美索不達米亞、小亞細亞、高加索和大伊朗地區,伊兒汗國自1335年後就分裂成好幾個小國,自然不是帖木兒的對手。這股血腥的風暴在1400年吹到了大馬士革,Ibn al‐Shāṭir 曾任職的伍麥亞清真寺被焚毀,大馬士革被掠奪,男男女女被賣做奴隸。帖木兒進一步在1402年擊敗新興的奧斯曼帝國(Osmanlı İmparatorluğu) 交戰,活捉了奧斯曼蘇丹Bayezıt一世。帖木兒甚至在1404年11月27日率領20萬士卒準備入侵明朝,結果1405年2月18日途中在訛答剌病死,終結了其輝煌無敵的一生。帖木兒作戰沿習蒙古習風,對於不投降者,破城之後大多屠城,以畏服各邦,帖木兒征戰在亞洲大陸總共造成1,700萬人死亡! 帖木兒帝國的鼎盛時期橫亙從小亞細亞到印度德里的西亞、中亞和南亞和費爾干納盆地,北起錫爾河和鹹海,南及阿拉伯海和波斯灣的大帝國。與之前的蒙古征服者不同的是,帖木兒家族本就信仰伊斯蘭教,除武功顯赫,帖木兒還特別注重文教建設。在首都撒馬爾罕創立經學院,漸取代巴格達的文化地位,成為穆斯林的學術中心。不可思議的是,帖木兒的孫子Ulugh Beg 還是十五世紀伊斯蘭世界最重要的天文學家呢!

    Ulugh Beg (1394 -1449) 是帖木兒四子沙哈魯 (Shah Rukh Mirza) 的長子。沙哈魯在帖木兒死後的內戰中戰勝而登上帖木兒帝國皇帝寶座,立赫拉特 (Herat) 為國都。沙哈魯悉心建設赫拉特,將它建設成為一個美麗的城市。他將舊都撒馬爾罕交給Ulugh Beg 統治,當時他才十六歲。沙哈魯統治了四十二年,在他賢明的統治下,出現了帖木兒王朝波斯-突厥文藝復興。Ulugh Beg 接管撒馬爾罕時首先蓋了Ulugh Beg Madrasah,這是一個研究機構,只有Ulugh Beg特地邀請來的學者才能在此工作。最興旺時大概有六十到七十名學者在此。在此工作的天文學家中最著名的是Qāḍī Zāda al-Rūmī (1364 – 1436) 以及al-Kāshānī (1380-1429),Ulugh Beg 還親自開班授課,Ali Al-Qushji 就是他的學生。

    1424年 開始年輕的Ulugh Beg 王子開始興建Ulugh Beg 天文台,當時稱為撒馬爾罕天文台。整整蓋了五年,直到1429年才蓋好。據說Ulugh Beg是幼年時參觀Maragheh 天文台的遺跡,大為感動而立志要改一個規模更為龐大的天文台。撒馬爾罕天文台擁有一具巨大的六分儀,安裝在離地面時一米深,兩米寬的坑道中,每一度分隔七十厘米。撒馬爾罕的天文學家運用這些製作精美又龐大的天文儀器用心地檢驗伊兒星表 (Ilkhanic Tables) 的結果。1437年Zīj-i Sultānī 終於完成了,其中詳細地記錄了992顆星的位置。此外他也決定了一個回歸年的長度是365日5小時49分15秒,這個數值比哥白尼使用的數值還要更精準他還決定了地球傾角是23度30分17秒。Abd-Al-Rahman-al-Sufi 的kitab suwar al-kawakib (The Book of Fixed Stars) 的謬誤也一一被糾正,但是al-Sufi書中有27顆星是撒馬爾罕無法觀測得到的,只能沿用舊值。這份星表後來在1655年被傳入歐洲,被稱為Tabulae longitudinis et latitudinis stellarum fixarum ex observatione Ulugbeighi。

    當沙哈魯在1447年以七十高齡過世時,惟一還在世的兒子Ulugh Beg繼承了帝國。但是Ulugh Beg的姪子Ala-ud-Daulah Mirza bin Baysonqor居然在赫拉特稱帝,Ulugh Beg率兵攻下赫拉特,但是Ala-ud-Daulah的兄弟趕來助陣,擊敗了Ulugh Beg,他只好退守Balkh,結果鎮守於此的Ulugh Beg長子Abdal-Latif Mirza 發動叛變,最後Ulugh Beg兵敗,只得向自己的兒子投降,原本Ulugh Beg還允許到麥加朝聖,但是在往麥加的路上,Abdal-Latif Mirza還是下令將Ulugh Beg 斬首!當然,撒馬爾罕的天文台也就被廢棄了,原本聚集在撒馬爾罕的天文學家們也做鳥獸散。其中最優秀的Ali Al-Qushji 先是到Tabriz在Akkoyunlu state統治者Uzun Hasan的宮廷中任職,後來他被派到奧斯曼帝國征服的君士坦丁堡(這時已改稱為伊斯坦堡)擔任使者,後來應當時奧思曼蘇丹Muhammad 二世的邀請而留下來,最後終老於此。Muhammad 二世在歐洲人的記載是個冷酷無情 殺人如麻,宛如惡魔的暴君,不過在當時穆斯林的心目中卻是位雄才大略的有為君主。Ali Al-Qushji 在伊斯坦堡的Madrasas 教書對奧斯曼的學界有深遠的影響。論起Ali Al-Qushji的貢獻,除了解決了原先al-Tūsī 無法處理的水星軌道以及幫助Ulugh Beg完成星表之外,最為人津津樂道的是他試圖去除掉伊斯蘭天文學中亞里斯多德的哲學影響,讓天文學成為一門完全奠基在實證基礎與數學的學問。他比al-Tūsī 更進一步,甚至主張天體的運動未必需要是以圓為基礎!他也針對地球是否不動展開研究,他的結論是光從觀測的證據是無法證明地球不動。後來的波斯學者al-Birjandi 甚至提出了類似伽利略的論證來說明就是觀察地面上的自由落體也無法區別地球是否在自轉。al-Birjandi 的老師也是在撒馬爾罕天文台工作過的Manṣūr ibn Muʿīn al‐Dīn al‐Kāshī。遺憾的是沒有一個伊斯蘭天文學家能像哥白尼一樣,掙脫地心論的束縛。

    統治波斯的帖木兒帝國四分五裂後,繼之而起的是由在亞塞拜然非常興旺,名為薩法維耶的蘇非教團所建立的薩法維帝國 (Safavid dynasty),而波斯以西的伊斯蘭世界則被奧斯曼帝國一一收服,帖木兒帝國的後裔巴卑爾轉而去印度次大陸開創了蒙兀兒帝國,所以十六世紀的伊斯蘭世界有三個帝國鼎足並立,奧斯曼帝國(被歐洲人稱為鄂圖曼土耳其帝國) 薩法維帝國還有蒙兀兒帝國。這三大帝國在當時是文明最昌盛,國力也最強盛的國家。其中就屬奧斯曼帝國版圖最大也最強盛,而伊斯坦堡也成為當時世界的學術中心。這個時代最重要的天文學家非Taqī al-Dīn ibn Ma'rūf (1526–1585) 莫屬。他涉獵極廣,不僅精通天文、數學,連光學、機械也都在行,他在1551年就提出類似蒸汽機的構想。ibn Ma'rūf 雖然生於大馬士革,但是年輕時就在伊斯坦堡定居,1571年他被任命為宮廷的御用天文學家,在他的聳恿下蘇丹Murād 決定興建新的天文台。1577年就開始使用,但是整體完工是在1579年。巧合的是就在約莫同個時期,丹麥的第谷Tycho Brahe 也正在蓋他私人出資興建的Uranienborg 天文台。但是伊斯坦堡的天文台不只有一座很棒的機械鐘用來計時,還附有一座圖書館,此外還有十六個助手!而且伊斯坦堡天文台的儀器雖然與第谷的天文台有些相仿,規模乃至於精準度都略勝一籌呢。ibn Ma'rūf 很快地就利用新天文台觀測的資料拿來校正Zīj-i Sultānī 的數值,此外他還決定了太陽的近地點每年移動了六十三秒,比起哥白尼的數值(二十四秒)與第谷的數值(四十五秒),ibn Ma'rūf的數值更接近現代的數值(六十一秒)。當1578年彗星接近地球時伊斯坦堡天文台還不間斷地觀測彗星,並向蘇丹報告。但是這個天文台僅僅使用了三年!這座文台居然在1580年停止使用,隨後就被廢棄了!理由是ibn Ma'rūf 針對彗星所做的占星預測激起一些朝臣的不滿 。背後也許有著不為人知的政治鬥爭的因素吧。這短短三年的測量成果都記錄在ibn Ma'rūf 所寫的Sidrat Muntahā'l-Afkār fī Malakūt al-Falak al-Dawwār 裡。伊斯坦堡天文台就像曇花一現,天文台廢棄後五年ibn Ma'rūf 就過世了。

    奧斯曼帝國的天文學自此沉寂,似乎停滯了一般。而西方的天文學在第谷以及克卜勒的努力下,進入了輝煌的"科學革命",一來一往讓伊斯蘭的天文學就被遠遠拋在腦後了。時至今日,伊斯蘭在科學界的成績不只比不上其過往成就,就連與其他非西歐文明如東亞諸國相比,都瞠乎其後,這引起許多伊斯蘭世界的有識之士的討論。有的怪罪於保守的宗教學者,有的怪罪al-Ghazālī,還有的怪罪Nizam-ul-Mulk 建立的經學院保守的教學模式,還有人怪罪於蒙古人摧毀了伊斯蘭的黃金時代,不一而足。每種說法似乎都言之成理,但似乎都忽略了許多科學成就其實與保守的宗教學者與經學院曾經並存,更別提在蒙古征服後伊斯蘭世界還是產生了許多一流天文學者的事實。也許對我們最大的啟示是努力播下科學的種子,因為科學成就曾經如此璀璨的伊斯蘭世界都可能淪為荒地,那麼向來汲汲於實用利益的我們難保不會成為科學沙漠,不是嗎?

    阿文開講的伊斯蘭系列到這裡告一個段落,下一回阿文要帶各位到何處神遊?敬請拭目以待!

    參考資料
    (一) 中文 阿拉伯文 波斯文 英文 維基相關條目
    (二)  MacTutor History of Mathematics archive
    (三)  Case 報科學 大宇宙小故事 葉李華
    (四) 伊斯蘭文明 Marshall. G. S. Hodgson著 全六卷

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