
如果我们把科学研究比作盖楼房,那么罗马人就像是站在希腊人打下的地基上继续施工的建筑工人。罗马在生物学、哲学和数学方面的成就,很大程度上继承自希腊文明。这有点像今天中国的许多科研院所,虽然我们有自己的创新,但也借鉴和继承了大量的国际先进研究成果。
罗马时代的学者们面临一个特殊的环境。整个社会以农业为主,这就像我们国家在改革开放初期,农业占据了经济的核心位置。正因为如此,罗马时代涌现出的生物学研究,有相当一部分都与农业生产密切相关。
科学的发展往往与社会需求紧密相连。罗马是农业社会,所以农业生物学得到重视;今天我们处于信息时代,所以分子生物学和基因工程成为热点。
在公元二世纪,有位名叫科卢梅拉的学者,他出生于西班牙,后来在罗马度过了大半生。科卢梅拉最大的贡献在于农业研究。他花了大量时间研究如何养好牲畜、如何种好庄稼,还专门写了十二本关于农业的著作。
这让我想起中国的袁隆平院士。袁隆平用几十年时间研究杂交水稻,解决了中国人的吃饭问题。科卢梅拉在罗马时代做的也是类似的事情——他研究如何提高农业产量,如何让土地保持肥力,如何轮作才能让庄稼长得更好。两千年前的罗马农民和现代的中国农民,面临的问题其实是相通的。
科卢梅拉的工作在当时非常重要。罗马帝国版图辽阔,需要大量粮食供应,但劳动力却很紧张。如果没有科学的农业方法,很难养活那么多人口。这和今天用科技提高农业效率是一个道理——土地就那么多,怎么产出更多粮食?答案就在科学研究里。
盖乌斯·普林尼乌斯·塞库杜斯(通常叫他普林尼)出生于公元23年,是罗马时代最著名的博物学家之一。他来自意大利北部的科莫城,家族在政界很有影响力。普林尼本人既是官员,也是军人,但他最大的成就还是在学术研究上。
普林尼最出名的作品是《自然历史》,一共三十七卷,内容包罗万象。这有点像中国明代李时珍的《本草纲目》,都是那种想把所有知识都写进去的百科全书式著作。李时珍用了二十七年时间,参考了八百多种书籍,完成了《本草纲目》。普林尼也是类似的做法,他自己说参考了至少两千种早期文献。
但是,普林尼的著作有个大问题——他把神话传说和科学事实混在一起写。比如他写到大象的时候说:"大象是陆地上最大的动物,它的智力也最接近人类,能听懂语言、服从命令、记忆力超强……它还会崇拜天空、星辰和月亮……"这显然加入了太多想象成分。
这让我们看到一个现象:在科学还不够发达的年代,人们很难把客观观察和主观想象分开。这也提醒我们,科学研究必须建立在可验证的事实基础上,而不是凭感觉或传说。
不过,对于能直接观察的家畜,普林尼的描述就准确多了。他详细记录了不同动物器官的差异,研究了蜜蜂的行为和解剖结构。这些实实在在的观察记录,对后来的生物学家很有价值。即使到了文艺复兴时期,达芬奇这样的大师还在参考普林尼的著作。
普林尼在公元79年观察维苏威火山爆发时不幸遇难,这位知识的收集者,用生命实践了对自然的好奇心。
提图斯·卢克莱修·卡鲁斯出生于公元前99年,来自罗马的富裕家庭。他最重要的作品是一首长诗《物性论》。你可能会奇怪,科学著作怎么用诗歌来写?但在古代,诗歌是一种很重要的知识传播方式,就像今天我们用视频讲科学一样。
卢克莱修继承了古希腊哲学家留基伯和德谟克利特的“原子论”思想。简单说,就是认为世界万物都由极其微小的“原子”和“虚空”组成。这听起来很抽象,但其实和我们今天的分子生物学思维方式很相似。

卢克莱修提出了一个很有创意的想法:原子在向下落的过程中,会随机地发生“偏移”。正是这种偏移,让原子之间发生碰撞,最终聚集成各种物质,形成星球和地球。
让我们用图表来理解这个概念:
这张图展示了卢克莱修想象的原子运动。三个原子本来都在垂直下落,但由于随机的“偏移”,它们的轨迹发生了变化,最终可能在某个点相遇、碰撞、结合,形成更大的物质团。
卢克莱修更大胆的想法是:人的灵魂也是由原子构成的,只不过这些原子比身体的原子更小、更轻、更活跃。他把灵魂分成三个部分:生命力、理性和情感。他认为不同的情绪,比如恐惧、愤怒,都可以用灵魂原子的不同组合来解释。
这个想法放在今天来理解,有点像我们用神经科学解释意识。比如我们现在知道,当你感到快乐时,大脑会分泌多巴胺;当你紧张时,肾上腺素会增加。这些化学分子的变化,确实在物质层面影响着我们的感受。卢克莱修两千年前的直觉,在某种程度上预见了现代神经科学的方向。
卢克莱修的原子论思想,影响了后来的化学家道尔顿和贝采利乌斯。今天,原子分子理论已经成为所有现代科学的基础。生物学也已经证明,所有生命分子——DNA、蛋白质、脂肪——都是由原子构成的。
如果把人比作一部智能手机,卢克莱修在问的问题就是“手机是由什么组成的?”他的答案是“原子”。虽然他不知道芯片、电路板、电池这些具体结构,但他抓住了本质——一切都是物质构成的。思想、记忆、情感,就像手机里的APP和数据,看起来是虚拟的,但最终也要依靠物质载体(芯片和存储器)才能存在。
如果说卢克莱修影响了物理学,那么盖伦就深刻影响了生物学和医学。克劳狄乌斯·盖伦出生于公元131年,在小亚细亚的帕加马城。虽然他是希腊人,但后来移居罗马,深深爱上了罗马文化,甚至改了更罗马化的名字。
盖伦的父亲是建筑师,据说父亲做梦梦到儿子应该成为医生,所以送他去学医。盖伦先在希腊和埃及的亚历山大城学习医学,回到家乡后成为角斗士学校的医生。假如角斗士经常受伤,这给了盖伦大量观察人体结构的机会。几年后,他去了罗马,最终成为皇帝马可·奥勒留的御医。

盖伦会用脉搏来诊断疾病,虽然他并不真正理解血液循环系统。他建立了一套医学知识体系,对消化、血液流动、呼吸等生理过程都有自己的解释。
根据盖伦的理论,食物进入胃后被“煮沸”分解,然后送到肝脏转化为血液,再从肝脏到心脏,最后到肺部,携带“生命精气”通过主动脉输送到全身。这个理论虽然不完全正确,但在当时已经是很系统的尝试了。
盖伦的理论一直被使用到中世纪的托马斯·阿奎那时代,持续了一千多年。这说明一个重要的科学原则:错误的理论如果没有更好的理论替代,就会长期流传。
盖伦研究了几乎所有能接触到的动物——猪、狗、羊,他既研究活体,也解剖死去的动物。但他从不解剖人体,因为罗马的法律和宗教禁止这样做。这是他犯下一些错误的主要原因。
让我们对比一下盖伦的正确发现和错误理论:
尽管有这些错误,盖伦在很多方面的描述还是相当准确的。他对手和脚的解剖描述非常详细,对大脑、神经系统、脊髓的研究也很深入。他知道神经把信息传递到大脑,也知道神经分支遍布全身。他甚至绘制了大脑的“地图”,相当准确地描述了我们今天所说的“脑神经”的路径。
这就像今天我们用CT和核磁共振观察人体内部,但在两千年前,盖伦只能依靠肉眼和解剖刀。考虑到当时的条件限制,他能做到这个程度已经非常了不起了。
让我们用时间轴来看看这些学者的生活年代:
从图表可以看出,这些学者分布在不同的时期。卢克莱修是最早的,活跃在公元前一世纪;科卢梅拉和普林尼几乎是同时代人,都在公元一世纪中期;而盖伦则是最晚的,在公元二世纪达到事业巅峰。他们就像接力赛一样,一代代推动着罗马生物学的发展。
回顾罗马时代的生物学发展,我们会发现一些有趣的规律。
科学研究总是受社会需求驱动的。罗马是农业社会,所以科卢梅拉的农业研究得到重视和支持。今天中国正在推进乡村振兴战略,农业科技也重新成为热点。无论哪个时代,解决实际问题的科学研究都会得到最多资源。
知识的积累需要时间。普林尼花了大半辈子收集整理资料,才完成《自然历史》。李时珍用了二十七年写《本草纲目》。做学问没有捷径,需要耐心和毅力。
科学进步是在试错中前进的。盖伦有很多错误,但这些错误反而推动了后人去寻找正确答案。如果没有盖伦的系统性工作,后来的科学家连批评的对象都没有。科学就是这样,在不断的质疑和修正中成长。
盖伦的错误理论流传了一千多年才被纠正,这提醒我们:权威不等于真理。真正的科学精神,是永远保持质疑和求证的态度。
今天我们学习这段历史,不是为了记住那些已经过时的理论,而是要理解科学发展的规律:好奇心驱动探索,观察积累知识,理性分析规律,实践检验真理。从科卢梅拉的农田到卢克莱修的原子,从普林尼的笔记到盖伦的解剖刀,这些罗马学者用自己的方式,推动了人类对生命世界的认识。他们的精神,穿越两千年,依然在激励着今天的科学探索者。