琉璃唇图片(浅琉璃色眼眸)

【文/观察者网专栏作者 孟晖】

自上世纪以来,一些学者力图澄清“伊斯兰黄金时代”(当语境明确时,作者们会于行文中将其简称为“黄金时代”,本文也遵循这一成例)不能仅仅概括为“百年翻译运动”,那个时代的巨匠们在多个领域都作出了创造,欧洲人是他们的学生。

肯定海什木(Ibn al-Haytam)在光学研究上的成就,极为重要一例。

海什木于公元965年在巴士拉出生,但后来移居埃及法蒂玛王朝的首都开罗,主要的学术成就也在那里完成。英文科普读物《1001项发明——西方世界里的穆斯林遗产》(1001 Inventions:Muslim Heritage in Our World,FSTC,UK,2005,以下简称“1001项发明”)中如此赞誉海什木:

“他的《光学书》奠定了光学的基础。该书以Magnum Opus(本文作者按,翻译成拉丁译本时所取的名字)知名,讨论了光的性质,视觉的心理与机制,眼睛的构造与解剖,反射与折射。”

“海什木利用实验证据检验他的理论,在其时代是非同寻常的,因为他之前的物理学更像是哲学,不涉及实验。”(28页)

该书还援引乔治·萨尔顿(George Sarton)《科学史》(History of Science)的评价:

“他对欧洲人的思想,从培根到开普勒,都影响深远。”

阿拉伯科学史学者吉姆·阿尔·哈利利(Jim Al-Khalili)的《开路者们——阿拉伯科学的黄金时代》(Pathfinders: The Golden Age of Arabic Science, Penguin Books,2012,以下简称“开路者”)中则如此评价:

“海什木是一位非凡的实证科学家……(《光学书》)成为远比托勒密的《光学》更重要的文本,直到开普勒出现之前,无疑一直是该领域最有影响的著作。”

《光学书》的第一个拉丁译本出现在十二世纪晚期或者十三世纪早期,名为De aspectibus。在英国,它对培根起到很大影响,后者对该书撰写了一份概要,与培根同时代的波兰人维帖洛的情况也是同样,不久,它就在欧洲纵横,得到广泛引用——而且会如此持续七百年,远远超过欧几里德、亚里士多德、托勒密等希腊人的光学篇章。

《光学书》的头三卷都是包括视觉心理学的概念……海什木也就光线分散为其组成色做了最早的实验,还研究了阴影、彩虹和日食,他的著作明显地影响了欧洲文艺复兴在科学和艺术领域发展出的透视学。《光学书》在十四世纪由拉丁文翻译为通俗意大利语,方便了更多的人接触到它,包括意大利的阿尔贝蒂、吉伯尔第,并间接地影响到荷兰人维米尔。所有那些人都利用他关于透视的讨论,在画板和版画中制造三维深度的幻觉。(153——164页)

带有正圆凹透镜的波斯玻璃器

对我们中国人来说,关于黄金时代的描述与研究,是遥远场域里的交火。我们身处东亚,似乎只能是西方学界相关研究的学习者,很难参与到对话中去。

然而并非如此。

为什么,在黄金时代,在中东,能够出现海什木等人,能够形成光学研究的爆发?

海什木“研究了各种镜片,用不同的镜子进行实验,包括平面式,球式,抛物线式,凹透镜与凸透镜”(“1001项发明”),那么,在他生活的时代,以及在他之前,中东地区的镜片、凹透镜与凸透镜到了什么水平,是什么样子?

中国的考古发现恰恰提供了部分宝贵答案。

在上世纪的新中国考古中,接连发现一类“带凹透镜的古代玻璃器”。这类玻璃器带有同一种特殊的形制,在透明外壁上打磨出凹透镜式装饰,因为目前尚无专设的定名,本文称为聚影器。

出土的聚影器中,有两件保存状态非常好,因此也最受瞩目。其一为固原北周李贤墓出土的一只玻璃碗。

其通体透明,碗的外壁上有上下两行凸起的圆饰,圆饰的表面做成均匀的弧形内凹球面,形成附着在器腹外侧的凹透镜。另外,杯底的圈足也为凹球面,于是,整只玻璃碗上很有秩序地布满了凹透镜。由于凹透镜具有聚像的作用,所以,人向杯上任何一个圆饰中望去,都会看到对面杯壁上的圆饰的缩小影像,一般同时能看到三个或五个。

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李贤墓出土玻璃碗(资料图)

另外一件为西安隋开皇九年(公元589年)舍利墓内出土的绿琉璃舍利瓶,也是在瓶身下半部匀布四个“凸边凹心”的凹透镜,在每个凹透镜内,都隐约映现出对面镜饰的缩影。

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绿琉璃舍利瓶(资料图)

这两件玻璃器的意义非同寻常,是在鼓腹的玻璃器的外表加装了一组凹透镜。那些凹透镜大小一致,距离一致。更重要的是,每面凹透镜都为正圆形,而且焦点精准,弧面均匀,显示了工匠制作凹透镜的高超技巧。由于圆饰都是标准的凹透镜,所以能够有规律地呈现缩影,并且所有圆饰内的映影彼此一致,形成相同的映影在一个个圆饰内循环出现。

据中外学者研究之后公认的结论,此类带有正圆形凹透镜饰的玻璃器,是萨珊时代(公元224—651年)波斯的特有产品,产地在今天的伊朗,也仅仅在那里有生产。

龟甲纹聚影杯

萨珊帝国的人们,显然对玻璃凹透镜极有兴趣,对透明凹透镜制造的奇妙视觉效果极有兴趣,于是,在那个时代的波斯,聚影杯在工艺上获得了进一步的发展,那就是把几何原理用上,所有正圆形凹透镜的外轮廓都改为六角形,也称龟甲形。

这样,每片六角凹透镜的六条边棱同时也可以成为相邻六角镜的边棱,于是,凹透镜变为连续成片,构成镜面的阵列,彼此之间不再有间隔。结果是杯身由连成片的龟甲形凹透镜布满,但上排镜面与下排镜面彼此相错,有如蜂巢结构。所有的镜面都映着对面杯壁的镜饰缩影,在视觉上,就是整只杯身都有映影。并且,由于杯壁上的镜饰变得密集,于是每面镜饰内映出的缩影也变得数量众多、排列密集,形成网络状的浅影,位置不同,镜饰内的映影也发生不同的变化,呈现着光影与明暗的转换,朦胧如梦。

日本正仓院收藏有一只“白琉璃碗”,便是采取连续龟甲纹形制的聚影杯。据韩昇先生《正仓院》一书介绍,江户时代,安闲天皇陵墓遭洪水冲垮一角,意外出土了一只琉璃碗,在形制上与正仓院那只白琉璃碗高度相似。学者们由此推断,此一类型的玻璃碗在六世纪中叶已传入日本。另外日本新泽千冢也出土了一只类似的碗,说明在那个时期聚影杯有一定数量的进口,且深受日本贵族珍爱。

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正仓院藏白琉璃碗

江苏句容博物馆也有一只“镇馆之宝”的聚影杯,与正仓院的白琉璃碗颇为相似,但更为精巧,带有外括的口沿,杯身为上下两头收缩、中部外鼓的鼓形造型。该件聚影杯被定为南朝时代的物品,它与正仓院白琉璃碗有同样一个精致细节,即,最顶层一圈的镜面的上缘磨制成圆弧形,可见当时对聚影杯有成熟的定式。

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句容博物馆藏波斯萨珊龟甲纹聚影杯

武安隆先生编著《遣唐使》一书谈及正仓院白琉璃碗以及安闲天皇墓出土的同类碗时,介绍道:“在里海南岸的伊朗德拉曼地方发现了为数不少的同类器物。其中有的和日本的两只大体相同。这很可以说明日本白琉璃碗的来源。”(黑龙江人民出版社一九八五年,199页)

韩昇《正仓院》则指出:“这种形状的琉璃碗在古代中亚颇为常见。从一世纪到四世纪的中东考古遗址均有发现。伊朗北部吉兰省不但发掘出白琉璃碗,而且市面上也有这类碗的买卖。就目前的发现,白琉璃碗不下百余个。”(88页)

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清华大学艺术博物馆《异彩纷呈:古代东西文明交流中的玻璃艺术》特展上的公元五至七世纪的伊朗萨珊玻璃碗。

古代波斯的玻璃业制造出此般技巧独特、富有视幻趣味的高档精品,然后,它们经丝绸之路,辗转万里,到达中国,一部分再转入日本。

波斯持续生产龟甲纹聚影杯

从中国的情况来说,以目前的考古发现来看,似乎,入唐以后,进口聚影器便消失了。

不过,在一本汇集了纽约大都会博物馆、科宁玻璃博物馆等多家博物馆所藏伊斯兰玻璃器的画册《苏丹的玻璃》(Glass of the Sultans)中,收有三件聚影玻璃器:

一件为天球瓶式的造型,球形腹部排列着三圈圆形凹透镜饰,瓶颈的根部也有两圈凹透镜饰,为九至十世纪伊朗的产品。

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带圆凹透镜饰的波斯天球式瓶(《苏丹的玻璃》)

一件为无色透明的长颈瓶,下部的球式瓶腹遍布龟甲形凹透镜饰,被定为十二至十三世纪的西亚产品,可能出产于伊朗。

另一件为褐色的带把敞口瓶,产地与年代与前者相同,造型讲究,瓶口做成六片花瓣围成的花朵,自瓶颈向下,布满龟甲式凹透镜纹,而且是一圈圈逐渐变大,即,颈部的镜纹最小,然后逐层变大,非常有规律,显示了工匠高度的控制力。

可惜因为年代久远,三件聚影瓶的器体变得昏蒙,不再能呈现聚影的效果。但,它们说明,聚影器在西亚并未断绝,而是一直都有生产。

海什木成就的文明前提

对黄金时代巨匠们在光学领域的成就,一如在其他领域一样,西方学者强调其与希腊文明的紧密关系。像哈利利在思考海什木时,也只知道强调古希腊人的重要性:

然而,对光的属性的研究,特别是反射光学(镜子发出的反光),折射光学(光通过镜片的折射),要一直上溯到希腊人。

那当然是事实。但是,中日考古出土或传世的萨珊聚影器,展示了同样重要的事实,那就是在西亚地区,以波斯文明为主,在公元后的几个世纪里,玻璃制造业对透明凹透镜进行了多么精心的探索,在制作与利用上多么熟练。

这,才真正解释了随后的黄金时代何以有光学成就的爆发。

中东地区的造型精致、质地透明的玻璃器,本身就会形成各种光学现象,包括在空无一物、加入部分液体、灌满时不同的视觉效果,以及,倒入的液体颜色不同,玻璃器映出的亮光也不同,让那里的人们在日常生活中就浸淫在相关的视觉经验里。

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咸通十五年(874年)入藏法门寺地宫的大食蓝玻璃盘

尤其突出的是,波斯人研究出带有正圆形凹透镜、蜂巢式凹透镜的聚影器,为了形成相应的工艺,人与学者们需要不断探索光学的规律,也探索制造光学仪器的规律。

因此,当黄金时代的大师们登上历史舞台时,他们所身处的文化环境已经进行了充足的经验积累,他们的生活中充盈着由玻璃器以及其他材料制造的光影现象,敦促他们去观察,去思考,去总结规律,展开推理。西亚或说中东地区长期以来的技术与知识成果,则让他们有了进行实证的手段。

中东科学家们通过实证的方式研究光的折射、反射等规律,是因为在他们的时代,玻璃凹透镜与凸透镜都获得了相当程度的发展,更进一步的,凹透镜还结合在玻璃器上,产生了比单件凹透镜更为复杂的视觉效果。

韩昇先生指出,正仓院的白琉璃碗“碗里盛水之后,由于折射,会呈现彩虹一般的景观”,由此,我们可以理解,何以海什木会对光线散射成多色光进行研究,因为他在生活中可以看到人为形成的类似现象,也能拥有或者制造进行研究的工具。

实际上,玻璃容器确实是海什木进行光学实验的重要手段之一。一篇由四位突尼斯作者(分别就职于突尼斯与加拿大的大学)联合撰写的论文《光学学习入门:以萨赫勒、海什木以及扬的著作为经典范例》介绍海什木的研究成果,包括:

光的色散:是他最早进行了将光分散成组合光的实验……把一只只装满水的玻璃球暴露在阳光下,他发现,是折射形成了彩虹,而非如亚里士多德宣称的,成因来自阳光对雨滴的反射。海什木操作了历史上第一次展示如何解析光的实验,把白光分散成它的组合彩光。他凑近观察阳光穿过盛满水的玻璃球,看到每一束光线都以可测量的角度发生折射。他意识到,在所获得的多彩光芒中,每一条光带都以不同的角度折射,而每一种颜色永远都是依照同一个角度呈现。海什木证明,棱镜通过把不同强度的光线加以折射,而让彩光呈现,由此而制造出我们如今都已熟知的光谱。

折射:除了研究反射之外,他也研究折射,该现象是指当光线从一种介质穿入另外一种介质,例如由空气射入水中,会发生偏向。如此的情况让一件物体看起来所处的位置偏离于它真实所在之处,他因此而成为第一位测试折射的特性的科学家,尽管在今天该现象似乎是显而易见的。他证明,当一束光线垂直地穿过空气与水的界面,它不会发生偏向,并且,即使光穿过的介质不止两个,而是多个,也是如此。海什木对镜片如何起作用的解释帮助他发明眼镜。他主张,是折射导致了放大现象,即光线在玻璃与空气的界面产生偏向,而不是人们更早的想法,以为放大现象是发生在玻璃的内部。他把玻璃的曲率与折射联系到一起。于是,人们认为,是他发现,放大效果发生在光学器物的表面,而非其内部。

上面的介绍展示出,澄澈透明的玻璃容器对海什木的实验是多么重要,他恰恰是利用灌水的玻璃器对着阳光进行实验,包括把灌水玻璃器变成棱镜。

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唐咸通十五年(874年)入藏法门寺地宫的大食玻璃盘

尤其该重视的是“把玻璃的曲率与折射联系到一起”。须知,在海什木出生之前的几个世纪里,波斯玻璃匠人要制作映影均匀的聚影器,必须在实践中反复研究玻璃的曲率与折射的关系,而且实际上对相关规律掌握得很是娴熟。

不仅如此,他们还发展出了精巧工艺,能够在同一只玻璃器的弧面外壁上连续制作上下几排连续相接的正圆凹透镜,大小一致,焦点精准,映出的影像一致,也就是说,波斯玻璃匠人不仅明白玻璃曲率与折射的关系,而且掌握了利用玻璃的曲率制造凹透镜的具体技术,并且进一步发展出批量制造标准相同的凹透镜的能力。

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清华大学艺术博物馆《异彩纷呈:古代东西文明交流中的玻璃艺术》特展上的两件公元五至七世纪的萨珊玻璃碗,均做有双重凹透镜饰,即,在一个大凹透镜正中再打磨出一个小些的凹透镜,十分罕见。其视觉效果如何,有待复制出透明件后考察。

所以,早在海什木之前,波斯人已然注意、研究和掌握了“把玻璃的曲率与折射联系到一起”,那是遭科学史忽视的一章。海什木,是在波斯人的经验基础上,把光学研究向前推进。

《1001项发明——西方世界里的穆斯林遗产》在“玻璃业”一节中提到,据信在九世纪,阿巴斯·伊本·费尔纳斯将水晶与玻璃的刻花工艺(the technique of cutting glass)从阿巴斯传入到西班牙安达卢斯的科尔多巴。他也是一位学者和发明家,研究了玻璃的科学属性,并完成了关于镜片的早期实验。(143页)如此说来,费尔纳斯早在九世纪就认识到了玻璃制造、玻璃工艺与镜片和光学之间的伴生关系,并尝试从工艺实践中提炼出科学原理与科学技术,由具体的手工业经验中发展出科学。

所以,黄金时代的光学成就,绝不仅仅是智慧宫的成员们翻译古希腊光学论述然后进行注释和讨论的结果。波斯文明的成就也是关键条件。

因此,中国、日本、伊朗等地考古发现或传世的萨珊聚影玻璃器,不能仅当作文物,也不能仅置于玻璃史中,而是必须将其作为光学史的重要一环,补足光学史发展的空白阶段。

另外,近代欧洲发明科学,玻璃镜片在多个领域都起到关键的作用。所以,东亚、西亚以及大中东地区的、不同时代的聚影玻璃器,一定要移入科学史,作为科学发展的关键环节。

哈利利的“开路者”一书出版于2010年,他没有把萨珊玻璃的成就算进去,仍然沿循着思维定式,描述着从希腊哲人理论到黄金时代研究的单线。

好奇的是,在伊朗和阿拉伯世界,是否有学者把聚影杯为代表的萨珊玻璃器,纳入到人类光学史与科学史当中,阐述萨珊玻璃是科学史中的重要一页?

罗马的相关玻璃器

随着丝绸之路来到中国的,不仅有萨珊玻璃器,还有罗马玻璃器。在罗马玻璃器上,一样流行凹透镜式的纹样。

林怡娴发表在《文物与考古》2017年第6期的《来自“蛮族”的饮器——再议新疆所见磨面纹玻璃杯》,便对相关现象进行了探讨。文中采用专业用语,将玻璃器上的凹透镜饰称为“磨面纹”,“磨面纹玻璃器 (facet—cutglass),或称磨花玻璃,指器表主要以冷加工磨面纹装饰的玻璃”。其文中认为,“玻璃冷加工磨面技术最早可上溯至公元前八世纪的新亚述帝国,历经波斯阿契美尼德和希腊化时期的发展”,然后一下急转,说,“于公元一世纪在罗马工匠手下达到高峰”。她的观点是,“萨珊与‘蛮族’玻璃琢面技术的起源多少都与罗马相关 ”。为什么西亚不能有自己一脉流传、不断发展的技术传统,非要中间去罗马转一圈,也是让人纳闷。

林文披露的情况是,自公元一世纪至四世纪,罗马疆域内有磨面纹玻璃器的生产和流通,并且受到珍视,但在公元四世纪走向衰落。就其文中提供的资料看,罗马磨面纹玻璃器上,均为椭圆式凹面镜,没有正圆型镜,当然也就没有突出在器表外壁上的正圆型凹透镜。

罗马磨面纹玻璃器能够在外壁上做出多个凹透镜饰,环绕一圈,并且形状大小一致。不过,一般常见的做法,是那些镜饰彼此分离,相隔大致固定的距离,排列在器壁上。

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南京象山东晋王氏家族墓出土的异国玻璃杯,带有椭圆形凹透镜饰,绕杯一周分布。

也有将磨面纹的边缘彼此相切,聚成集阵,遍布器壁的做法,但,罗马人没有将磨面纹边缘制成正六边形的技术,只会做出“卵形或菱形多面纹,后者为前者相互交错重叠所致”,因此,罗马玻璃器上没有蜂巢结构的凹透镜排列。

据林文,“萨珊玻璃上的磨面工艺最早出现在公元四世纪美索不达米亚地区 ”,在那一世纪的特点是“器腹饰以非常浅的圆形磨面纹、近乎等距间隔排列成行”,也就是与罗马玻璃器的纹饰相近,但是 “公元六世纪及其后……往往通体饰以成行密集排列、交错重叠的多边形蜂窝或龟甲状磨面纹;器壁较厚、磨面纹也相应较深;颜色多为淡绿或淡褐色”。按照如此的脉络,则萨珊波斯非常有意识地发展玻璃器上的凹透镜装置,刻意寻求先进的凹透镜技术形成的视幻结果。

林文指出,到四世纪,罗马的磨面纹玻璃器走向衰落,而西亚却在六世纪后仍然继续发展,并且走上了新的技术台阶,那就说明,如果前代的玻璃透镜研究对海什木等人有启发和影响的话,那么启发和影响来自波斯文明,而非罗马地区。

古代玻璃文物的光学意义

关键在于,不能仅仅把那些玻璃器上的装饰看成“纹”,还要意识到它们也是“镜”。

磨面纹不仅仅是磨面纹,它们更是透明的玻璃凹透镜。它们不仅仅是图案,呈现的不是固定的纹样,而是光在不同条件下的影像。

它们不仅有划分年代和产地的意义,更是人类征服光、利用光的成绩单。它们不仅代表了玻璃制造工艺的进步,更代表了光学发展的阶段和光学仪器方面的探索。

所以,应该对那些珍贵的玻璃器文物展开科学史的研究,由此,则研究思路会不一样,比如将其中突出重要的器皿进行精准复制,然后观察它们在全新状态下对光的反应,会产生哪些光影效果。

此外,如汉唐时代的透明蓝色玻璃器等,也都该检查是否具有光学史研究的意义。一旦改换思路,那么同样的文物便可以变为性质全然不同的考察对象。

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重庆出土六朝时期的玻璃耳珰(《中国金银玻璃珐琅器全集·玻璃器》)

萨珊聚影器的几何学意义

萨珊聚影器的意义还不止于光学领域。

伊斯兰风格的建筑和手工艺品上,繁复重叠而规则严谨的几何图案是特色之一。利用圆形划出的六边形,乃是基础图案,一切更为复杂的几何抽象纹样,都是由其变出。

如前所述,萨珊聚影器中,恰恰有一种类型,是在器壁上连续做出成片的连续六角形(龟甲形),如有蜂巢结构,而每一个六角形内都是一面均匀的凹透镜。这些成阵列的六角镜内映出对面六角镜的聚影,浮光迷离,很有梦幻感。我们完全可以推测,如此的映影效果对后来的连续几何纹样形成了启发;玻璃器上制作连续规则六角纹的技术,也是后来的几何纹样的制作基础。

实际上,道尔顿·萨顿《几何天才的杰作》(湖南科学技术出版社,2015年)一书中介绍了平面的六角形连续图纹的设计方式,很可能就是来自萨珊玻璃匠的古老技巧。也就是说,通过后世的平面设计技术,我们能够反推回去,上溯当年萨珊玻璃工匠在玻璃器外壁上标画凹透镜外形及准确中心点的具体手法:

在平面上设一个点,无空间维度。然后以该点为起点形成一条线段,再以线段为半径,以定点为圆心画一个圆……然后以这个圆的圆周上的任意一点为圆心再画一个圆,其圆周穿过第一个圆的圆心,如此反复六次,每次都以新的交点为圆心作画,最后形成围绕着第一个圆的六个相同的圆……如此简单但却美轮美奂的图案可以无限地扩展开去,最后形成由正六边形组成的棋盘式图案,完美无缺地铺满整个平面。(2页)

《几何天才的杰作》图示如何复制直径一样的圆。

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以圆形为基础形成蜂巢结构以及更复杂的图案组合

萨珊匠人能够在玻璃器外壁上制出连片的、大小一致的六边形凹透镜,似乎不可思议,但上述介绍却透露了他们能够胜任的秘密。萨珊聚影器上的蜂巢结构,与伊斯兰艺术中的六边形棋盘基础图案,二者完全一样,可以推理,后者是继承了前者的经验。

由此说来,萨珊玻璃匠人对于几何学的发展也作出了贡献。

因此,中国的考古发现,有些可以延伸到世界文明的研究中去。关于欧亚非之间的文化互动,我们虽然位处东亚,但一样有条件,有资格,进入那一研究场地。

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清代中期,宫廷造办处运用当时从欧洲引入的切磨技术,制作出此件绿玻璃渣斗。无论从技术还是效果,都与一千多年前的萨珊玻璃器一样,然而,今天,很少有人意识到,如此的技术是萨珊玻璃制造业的成果。

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