第三節 務實精神的發掘與應用科學、工程技術的發達

羅馬人擅長治理國家，也善于建設國家。他們在羅馬建筑了許多巨大的公共建筑物，也在較小的規模上建設了行省的城市。在這種大規模的建設活動中應用科學和工程技術得到長足的進步。這是人類務實精神的發掘。人們利用已達到的科學理論成果，使之產生物質效益。但是，作為這個時代之特征的務實精神的另一面——實用主義，其結果則是消極的。只用其流不開其源，不發展科學的理論，不多久，技術也就和純科學一起衰落了。

羅馬人應用科學和工程技術的成就主要在建筑學方面，其次是農學和醫學。對理論科學的興趣，他們只表現在對當時的知識作百科全書式的綜合記載，或給希臘的權威們做注釋，顯得異常地缺乏批判的才智。

一、羅馬建筑學

羅馬人對建筑學的貢獻在于創造了光輝的券拱藝術。圓券形的拱門、圓券形的窗戶、拱頂、穹頂、十字拱、券柱，這些特征與眾不同，一望而知，被后世稱作羅馬式建筑。羅馬式建筑，形式美觀、氣勢恢宏、結構牢固、內部空間寬敞，是古代世界其他地區，包括希臘化各國所不及的。公元1—3世紀是羅馬建筑最繁榮的時期，重大的建筑活動遍及帝國各地，最重要的集中在羅馬本城，其中主要是公共設施的修建，也有富豪家族的住宅。古羅馬建筑物樣式、型制十分豐富，結構水平高，而且初步建立了建筑的科學理論，所以對后世，尤其是西方建筑，影響很大。

古羅馬建筑的發達，特別是券拱結構的發展是和新材料、新技術的采用分不開的。人們使用天然混凝土代替石材作為建筑材料。天然混凝土的主要成分是一種火山灰，它與石灰、碎石加水拌和之后，凝結力很強，形成的構件堅固，不透水。它起初被用作磚石之間的填料，公元前2世紀開始成為獨立的建筑材料，到公元前1世紀中葉，在券拱結構中幾乎完全排斥了石塊，從墻腳到拱頂可以做成混凝土的整體，側推力小，結構穩定。公元2—3世紀，混凝土澆灌技術進行了革新，即在澆灌筒形拱時，每隔60厘米左右用磚砌券，磚券之間每隔一個距離用磚帶連接，這就把拱頂分成了許多小格，混凝土澆進小格里，同磚券凝結成一個整體。這樣做混凝土在澆灌過程中不致在拱的兩側向下流動，收縮也均勻，不致產生裂縫；還可以分段澆筑，比較方便。這項新技術使券拱結構發展到更新的水平，可以澆筑跨度更大的拱頂和穹頂了。羅馬巴拉丁皇宮里一座大殿，面積29.3米×35.4米，只用一個筒形拱即可覆蓋。羅馬萬神廟的穹頂直徑達43.3米。

新材料新技術的采用促進了拱頂和穹頂跨度的加大。但是巨大的筒形拱和穹頂很沉重，而且是整體的、連續的，需要連續的承重墻來負荷它們，這就大大束縛了建筑物的內部空間。建筑者們于是想方設法擺脫承重墻，解放內部空間。公元l世紀中葉終于有了一個很好的辦法，這就是使用十字拱。十字拱的發明是券拱技術有重大意義的突破。十字拱覆蓋在方形的空間上，四角用四根柱子支撐，這樣就不需要連續的承重墻了。十字拱又便于開側窗，有利于大型建筑物的內部采光。

十字拱架在四個支柱上，它所產生的巨大側推力需要設法加以平衡。公元2—3世紀時也開始有了解決的辦法，就是用一列十字拱互相平衡縱向的側推力，而橫向的側推力則在兩側用幾個筒形拱抵住，筒形拱的縱軸同這一列十字拱的縱軸相垂直。這又是一個重大的創造，促進了建筑技術的發展。3世紀羅馬浴場的設計成功標志著建筑技術的發展，也標志著十字拱和券拱平衡體系的成熟。這種建筑物內部空間寬敞高大，各個部分三間流轉貫通，主次分明、整然有序。而大小、高矮、形狀上又富有變化。4世紀以后，券拱結構又有新的進展，其主要目標在減輕結構。辦法是：建造拱頂時，在一系列的發券之間架設石板。這是早期的肋架拱。其基本原理是把拱頂區分成承重部分和圍護部分，從而大大減輕拱頂，并把荷載集中到券上以擺脫承重墻。這項新創造在建筑史上也是很有意義的。但由于羅馬經濟衰退，未能推廣和改進，直到后世才有機會得到發揚。

羅馬建筑的成就除券拱技術的不斷進步外，便是柱式的發展。公元前2世紀隨著希臘文化影響的大大加強，柱式也廣泛流行起來。以后，羅馬的匠師們在把柱式和羅馬建筑結合中發展了柱式。在柱式和券拱的結合中人們創造了券柱式構圖，即在支撐券拱的墻或墩子上貼上柱式，從柱礎到檐口一一具備，把券洞套在柱式的開間里。柱子突出于墻面大約3/4個柱徑。這種構圖是很成功的。方的墻墩同圓柱對比著，方的開間同圓券對比著，富有變化。構圖又是契合的：圓券同梁柱相切，有尤門石和券腳線腳加強聯系，加以一致的裝飾細節，所以又很統一。只是柱式成了單純的裝飾品。柱式和券拱的另一結合方法是把券腳直接落在柱式的柱子上，中間墊一小段檐部。這種辦法稱為連續券，只適用于很輕的結構，所以一直不很流行。第二個創造是在柱式用于多層建筑物時把晚期希臘的疊柱式向前推進一步，使用券柱式疊加；最下層用托斯干柱式或新的羅馬式多利亞柱式，二層用愛奧尼亞柱式，三層用科林斯柱式，如有第四層，則用科林斯壁柱；上層柱子軸線略向后退，顯得穩重。但在羅馬，幾乎都是券柱式疊加，極少有純柱式疊加。第三個創造是因為羅馬式建筑體積高大。而柱式又不能簡單地等比例放大，只好在柱式的細節上打主意，用一組線腳來代替一個線腳，用復合線腳來代替簡單線腳，并用雕飾來豐富它們。因此，科林斯柱式受到重用，還流行一種新的復合柱式，就是在科林斯式柱頭之上再加一對愛奧尼亞式的渦卷。羅馬的柱式往往裝飾過分，失去了希臘柱式的典雅和端莊。

羅馬建筑者們就這樣在實踐中吸取了帝國各地建筑學的優良成果，不斷發現矛盾，解決矛盾，達到統一，融合各種因素形成一個完整的藝術風貌——羅馬式建筑。羅馬式建筑也是古代羅馬人對人類文化的偉大貢獻。

羅馬建筑事業發達，積累了豐富的實踐經驗，在這個基礎上產生了科學的建筑理論。維特魯威的《建筑十書》代表了羅馬建筑科學的最高成就。書分10卷，故名“十書”。

《建筑十書》奠定了歐洲建筑科學的基本體系。它所討論的問題包括：建筑構圖的一般法則，柱式；廟宇、公共建筑物和住宅的設計原理；建筑材料的性質、制備和使用；施工、操作方法、裝修；水文和供水；施工機械和設備。它也包括了市政設施和城市規劃原理；建筑師應有的知識準備，等等。由于這些問題都是建筑實踐常遇到的基本問題，所以2000年來盡管科學進步了，建筑材料施工技術等具體內容有所不同了，但是《建筑十書》的體系還是有效的。

維特魯威相當全面地建立了城市規劃和建筑設計的基本原理。他廣泛地研究了各種類型的建筑物，注意到了它們的不同用途，以此為出發點建立起各類建筑物的設計原理。他對住宅、劇場的設計研究得尤其深入周到。他幾乎已經把設計原理變成了一門可以獨立的科學。他指出，一切建筑物的設計都應當貫徹牢固、適用、形式美觀的原則。建筑物的選址要考慮到建筑物自身的性質、它同城市的關系，以及地段的環境——地形、道路、陽光、風向、水質等因素。他還用經濟的眼光研究了建筑物平面的組成與布局、結構方式、材料的選擇、制備和運輸等問題。

維特魯威注意到了建筑學是一門藝術，建筑物的構圖要美觀。他繼承古代希臘建筑學的傳統，把理性原則和直覺的感受原則結合起來，把理想的美和現實生活的美結合起來，提出了一些基本的建筑美學原理。他特別強調建筑物各個部分之間以及各部分和整體之間要有一個恰當的比例關系。他認為美是由量度和秩序構成的。他花了很大的篇幅，詳盡地研究了柱式，特別是晚期希臘和羅馬共和時期的柱式，認為古代柱式美是因為它們符合畢達哥拉斯學派的數的和諧原則，符合人的身體各部分之間比例。他記載了一則關于古希臘人按照男子的身材確定多里亞柱式比例，按照女子身材確定伊奧尼亞柱式比例的故事。他要求建筑物必須按照人體各部分的式樣制定嚴格的比例。他還認為美的原則是具體的，必須根據建筑物的各種不同的情況，例如建筑物的性質、位置、大小、環境等進行修正，還要考慮到經濟、實用等原則。

《建筑十書》受當時奧古斯都皇帝復古政策的影響，貶低了新興的券拱結構。券拱結構當時還比較粗糙也是事實，但它的力學性能、構圖美已經顯示出來。雖說《建筑十書》崇尚希臘，但作為歐洲最早建筑專著，由于體系完備、理論深刻、接觸現實而為人們所重視。15世紀以后，它成為歐洲培養建筑師的教科書，文藝復興時期建筑著作多以它為范本。

二、羅馬農學

羅馬人以農立國。隨著戰爭的勝利，在海外掠奪的大量財富也源源不斷地投資到意大利農村，以購買土地發展農業。公元前2世紀中葉以后農業已發展成規模經營，維拉（villa，中等農莊）、薩爾圖斯（saltus，帶牧場的大地產）到拉蒂芬丁（latifundinm，大型農莊）相繼出現，使用奴隸勞動，于是也出現了研究農業生產技術和經營管理的農學論著。從公元前2世紀中葉到公元1世紀，討論農業的著作最著名的有：加圖《農業志》、瓦羅《論農業》和科路美拉《農業論》。

加圖，又名大加圖或監察官加圖，從小生長在農村，經常參加勞動，有豐富的務農經驗。他是羅馬歷史上第一個把農業作為科學來研究的學者。他所根據的主要是本人的直接經驗。研究的對象是早期的維拉式農莊，即可謂“加圖式”農莊。這是一種中等規模的農莊，使用奴隸勞動，主人直接經營，甚至還參加部分勞動。經營者的指導思想不外加強剝削，節省開支，增加收益，擴大農莊規模。

加圖《農業志》是羅馬歷史上第一部農學著作。它基本上規定了農學的研究課題——農業的生產技術和經營管理，但似乎把主要注意力放在后者，或者說把前者從屬于后者。作者似乎是為了總結自己經營農莊的經驗，把它傳授給后人。他對不同規模不同性質的莊園應該使用多少奴隸，奴隸勞動力之間應如何分工等問題都做了非常具體而詳細的規定。他對奴隸生活必需品的供應規定得十分刻薄。每月主要食品是25—30公斤小麥、半公斤橄欖油、一斤鹽，飲料是沖得稀淡的酸葡萄汁。一年一件緊身衣，兩年一件短斗篷。減少開支而外便是加強剝削。不論天氣如何，奴隸每天都得勞動，沒有節假日；除了必要的睡眠時間外，成天都得勞動。年老的生病的奴隸都要賣掉。他還用奴隸管奴隸，從奴隸中挑選莊頭。書中具體規定了挑選莊頭的標準以及莊頭應負的責任。他力主莊園要多賣少買，增加收益，擴大地產。這時農業的商品生產性質已相當發達，他主張莊園應生產經濟效益最好的產品。他依經濟效益大小排列了農作物的次序。居于首位的是葡萄，次為蔬菜，糧食居于第六位。

加圖對農業生產中的技術問題也提出了自己的意見：什么時候施肥，如何施肥；葡萄和橄欖如何進行田間管理，收獲后如何處理；牲口如何飼養、繁殖；糧食如何收管；打谷場如何選址如何構筑；等等。

加圖是羅馬農業科學的奠基者，對后世有較大的影響。

瓦羅是共和末年的政治活動家和著名的學者，也有一定的務農經驗，但不及加圖和科路美拉經驗豐富。他在薩賓、杜斯庫魯姆、庫麥、卡澤、阿爾賽和阿普里亞等地有多處地產和畜群。他的農業知識有三個來源，一是自己的觀察，二是加圖和薩塞爾納的農業著作，三是和他有密切交往的許多大莊園主的經驗。他主張對別人的經驗既不盲從也不妄加否定，而是根據具體條件吸收采用。

瓦羅《論農業》和加圖《農業志》相隔一個多世紀。瓦羅時代，雖然中等規模的莊園仍是主要的，但已開始出現大地產。中等莊園的經營情況也已和加圖時代大有不同。生產技術有了進步，土地深耕細作，注意合理施肥，使用農藥；從埃及和亞洲等地引進糧食和牲畜新品種。莊園較前重視發展畜牧業和手工業，趨向于農、牧、林、副、漁、手工業多部門綜合經營。管理機構更加完善，莊園收入顯著增加。瓦羅《論農業》在討論生產技術和經營管理的基本問題時反映了這些新的進展。

《論農業》討論生產技術的部分其價值不及加圖和后來的科路美拉的著作，但其視角較廣，超出了莊園本身的界限，注意到了它的周圍環境，要求在田莊選址和建設中除了注意地貌、土質、規模、田界而外，還要注意環境是否安寧，有無交易對象，有無道路河流等交通之便，毗鄰的莊園對自己有什么利害關系等等。他也討論了一些屬于農業經濟學的理論問題，諸如農業和畜牧業的目的、農業和畜牧業的關系、農業的經營原則等。

作為一個政治家，在斯巴達克斯起義之后，他也感到必須改進對奴隸的管理。為保持農莊安寧，免得激起變故，他反對一味鞭打奴隸，主張盡量使用說服的方法。他還主張讓奴隸擁有少量的財產，與女奴同居，使奴隸與莊園建立某種感情的聯系。

科路美拉，公元1世紀中期羅馬農學家，生于西班牙，但長期住在意大利，在意大利和西班牙都擁有莊園。他研究農業、畜牧業，關心意大利的經濟情況。他不僅在自己的莊園進行實驗、觀察，而且不辭辛苦旅行各地進行考察，在廣泛接觸實際基礎上寫成《農業論》12卷。書中不僅論述了農業、畜牧業的生產技術和經營管理經驗，提倡精耕細作，而且論及社會經濟關系。他已經注意到農業使用奴隸勞動效率不高。他把奴隸勞動和自由佃農勞動作了比較，指出使用自由佃農比較有利。在對佃農的關系方面，他建議注意：在耕作上要嚴格要求，但繳租的期限要放寬，要求佃農負擔的勞役義務不要太多太繁。債務契約一定要按條款嚴格執行。他建議承租的佃農最好挑選當地的農民，不要輕易更換，最好讓他們世代相承，這樣做，承租者和業主關系比較親和。他警告千萬不可租給城市無業居民，因為這樣會招來無休無止的訴訟。他主張，土質、氣候條件不好的，離得比較遠、業主照管不到的地產，應租出去，條件較好，離得近的地產，自己經營比較有利可圖。

科路美拉已經覺察到了奴隸制生產方式的危機征兆和意大利農業經濟開始衰落的苗頭。

古羅馬人通過幾代的農業實踐，不僅在農業技術上將他們的農作經驗條理化，而且在農業管理上能夠根據世事變遷制定不同的有效的對策。他們還意識到奴隸制必然沒落的命運，自發地向佃農制轉化。無論什么時代，立國之本是農業，特別是農業人口眾多的國家更為重要。因此，古羅馬人的“農學”從技術措施、管理辦法、經濟手段、制度更迭各個方面，做出了系統的論述，應該說，時至今日也有可以借鑒之處。

三、羅馬醫學

羅馬醫學是希臘醫學和希波克拉底傳統的繼續發展。公元前2世紀中葉以后，不斷地有許多希臘醫生來到羅馬，為羅馬居民治病，在興辦的醫校中培養醫生，同時從事著述。奧古斯都和提比略統治時期最優秀的醫生是塞爾蘇斯（Celsus）。他用拉丁語寫了一部包括內科和外科的醫學著作。書中概括了亞歷山大里亞時代醫學和當時羅馬醫學的主要成果，描述了很多出色的外科手術。他在接受前人醫學遺產方面采取了兼收并蓄的態度，無論是經驗的記述還是理論的闡發，他都一樣重視。文藝復興時代醫學深受他的影響。

公元1世紀中葉，一位軍醫第奧斯科理德（Dioscorides）寫了一部藥學著作，敘述了600多種植物及其藥性。

公元2世紀羅馬的亞歷山大里亞以及帝國其他城市，希臘醫學盛極一時，成立了更多的醫校，有了更多的醫生，醫學水平也有了很大的提高。這個時期著名的醫生有阿勒特奧斯（Aretaeus of Cappadocia）和蓋倫（Galenus）。尤以蓋倫成就最高，他是哈維以前西方最重要的醫學家。

蓋倫于公元129年生于小亞細亞的帕加馬，在亞歷山大里亞受過哲學和醫學教育，在羅馬等地行醫一直到公元200年，高明的醫術使他成為當代最著名的醫生，他在醫學研究上的貢獻和理論上的建樹則有著更持久的影響。他把希臘醫學中一些分散的解剖知識和醫學知識加以整理，使之系統化了，又把不同學派的有分歧的理論統一了起來。他解剖動物，也解剖人體，進行觀察并由此在解剖學、生理學、病理學和臨床醫學方面有了許多新的發現。他還創造性地在活的動物身上進行了著名的實驗，考察了心臟的作用，研究了脊髓。蓋倫有一個重要的醫學理論觀點就是元氣說。他認為，人體的各個部分都貫注著不同種類的所謂“元氣”。這就是所謂的動物元氣（animal spirit）；他的另一個重要的理論是神學目的說，這種理論主張，人體的構造也像別的一切事物一樣，是神為了一個可理解的目的形成的。他從這些觀點出發，用論證的方法十分微妙地推出一些教條，并且給予權威的闡釋。在這里自由探討的科學精神和有神論的觀點糾纏在一起了。

蓋倫的醫學理論影響最大的莫過于關于血液活動的學說。根據這一理論，血液是食物在肝臟中變成的；然后和天然元氣（natural spirits）混合，而富于營養。這種有營養的血液，其一部分由心臟通過靜脈管道流入人體各部，再由同一管道流回心臟，像潮汐活動一樣不斷來往返復，而不是循環。其余部分，經過隔膜中不大見的細管，由心臟的右邊流到左邊，在這里和肺吸入的空氣混合。靠心臟的熱力，它帶上了生命元氣（vital spirits）；這種較高級的血液又通過動脈管道在心臟和身體各部分之間來往返復地流動，使各種器官能夠發揮生活功能。在大腦中，這種活力血液生出動物元氣。動物元氣是純粹的，不和血液混合，它能沿著神經流動，促成運動和人體各種高級功能的實現。

蓋倫的這種生理學理論體系無疑是不科學的。然而他的這種理論是建立在以亞里士多德為代表的古代哲學家理論基礎上的，有著精巧的構思和論證方法，而他關于自然的有神論和宗教神秘主義又能得到基督教和伊斯蘭教的支持和保護。因此，他的許多著作在中世紀得到傳播，被譯成阿拉伯文、希伯來文和拉丁文，他的理論在15個世紀的漫長歲月里在西方一直被醫學界奉為權威。文藝復興之后他的這種權威地位阻礙了生理科學的發展。哈維在發現血液循環理論時不得不首先沖破蓋倫關于血液直線往返運動的理論所造成的障礙。

古羅馬人的主要貢獻在應用科學和工程技術方面，其實，對于人類的價值并不差于古希臘人。這一切是一種如亞里士多德所言的“生活智慧”的結晶，這方面是古希臘人所不能望其項背的。沒有對客觀自然的深刻理解，沒有對人體結構與環境的關系的把握，沒有對主體藝術趣味與各種目的要求的透徹的領悟，沒有實現心中目標的精湛的技巧，上述一切是無法實現的。