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Sep 23, 2026
首页副刊文化网文明探索失落的文明 文章正文失落的智慧：古代世界的超前发明地震监测、蒸汽机、外科手术与先进材料：那些超越时代、最终却未能流传至今的远古发明。人类的伟大成就不仅在于发明创造，更在于能将知识留存、传播、记录并使其得以流传。《大纪元杂志》以色列版插图（Jeng Bo Yuan/Shutterstock, Windmemories/CC BY-SA 4.0, Alexandros Michailidis/Shutterstock）文／拉克费特·塔沃尔（Rakefet Tavor）编译／柳嵊涛中港台时间 2026-09-2403:51 发表｜09-2403:53 更新人气 72【大纪元2026年08月10日讯】公元138年，在中国汉朝的宫廷中，矗立着一座巨大的青铜器皿。乍一看，与其说它是一件科学仪器，倒更像是一件礼器。它宽大、沉重而华丽。樽体外部环绕着八条龙，每条龙的口中都含着一颗小铜球，龙首下方则各有一只张着嘴的蟾蜍。一天，一声清脆的金属撞击声响起——八颗铜球中的一颗落入了下方蟾蜍的口中。然而，宫廷里的所有人都未感到一丝晃动。地面没有颤抖，墙壁没有开裂，也没有任何惊呼划破京城的上空。人们自然易认为这台设备出了故障。然而没过多久，一位信使便带来消息：远在京城以西的地区发生了地震。事实证明，这台神秘的仪器不仅捕捉到了远方的地震，还精确地探测到其发生的方位。这便是由古代中国天文学家、数学家兼发明家张衡发明的地动仪——一种地震监测器。它的问世比英国地震学家约翰·米尔恩（John Milne）等人于19世纪末开发出的“地震仪”（seismographs）早了近1700年。张衡的这件仪器饰有八条龙，每条龙代表一个基本方位，旨在探测地震发生的方向。当内部的某种机制（据推测是一个摆或类似的振荡系统）检测到地震波时，便会触动机关，使其中一条龙口中的铜球落入下方的容器中，从而发出声响。这类故事之所以吸引人，部分在于它们颠覆了我们习以为常的人类文明演进观。我们常把人类知识的发展想像为阶梯式的稳步攀登——从无知到发现，再到完善。每一代人都站在前人的肩膀上，在新的发展阶段变得更聪明、知道得更多。然而，人类知识的拓展并不总遵循一条笔直向上的阶梯。有时，它犹如一座焚毁过半的档案馆，一台曾运行完美却再未被推广的精巧机器，抑或某个超前于时代的想法——在世人明白其价值之前便已悄然诞生。位于台湾国立自然科学博物馆的张衡地动仪复原模型。(Jeng Bo Yuan/Shutterstock)这并非浪漫主义地臆想古人无所不知。恰恰相反，在许多领域，古人并不具备我们今天所拥有的现代知识，也并未完全理解他们所创造之物的底层原理。然而，纵观那些记录详实、证据确凿的历史案例，人们会发现一个有趣的现象：许多被我们视为现代社会标志的发明——自动机械、蒸汽动力、复杂的手术、耐用材料及天文计算——过去都曾以早期形态出现过，有时甚至达到了惊人的高度，却最终因文明的衰落而被遗忘、抛弃或湮灭。技术专家杰克·比亚利克（Jack Bialik）在他的著作《迷失在时间中》（Lost in Time）里，着手探讨了这一现象：那些曾经存在、随后消逝、有时又在后世被重新发现的人类知识。他在书的开篇引用了一句苏格拉底的名言：“我只知道自己一无所知”——这并非流于形式的哲学修辞，而是对当今时代自满情绪的一记清醒警示。对比亚利克而言，我们面临的难题不仅在于对未来的未知，还在于对过去的了解极为有限。跨学科学者、专注于科学与技术史及哲学研究的本杰明·B·奥尔辛（Benjamin B. Olshin）在其著作《失传的知识》（Lost Knowledge）中，也描绘了类似图景。他指出，考古证据打破了人类文明线性演进的单一叙事。历史上曾出现过高度协作、技术精湛且极具创造力的繁荣期，却也屡屡被随之而来的衰退和浩劫所中断。奥尔辛注意到，从中美洲再到中东的宏伟遗迹都展现出高水平的建筑、测量、组织和生产能力，然而这些文明却往往未能将其知识传承下去。最典型的例子便是古罗马，它曾有铺砌的道路、输水渠、排污系统、供暖浴池、耐久的混凝土、精细的行政管理和大规模的城市规划。而在西罗马帝国灭亡后，这些技艺中的许多都彻底消失了，而另一些虽得以幸存，却再也无法维持原有的规模或组织水平。奥尔辛在书中问道：是否还存在其他文化——那些拥有先进行政、科学和技术体系的成熟文明——在消逝或衰落后未留存一丝记载？他提到古希腊人、中国人和其他文明中关于失落之城、被遗忘的发明，以及高度先进的社会在古代兴衰交替的叙事。卡拉卡拉浴场（Baths of Caracalla）新安装的水景，如镜子般倒映着古罗马遗址。2024年4月4日摄于罗马。（Tiziana Fabi /AFP via Getty Images）超前诞生的发明为更好理清这幅图景，不妨看看蒸汽机——这项通常和工业革命绑定的发明，其实在更早时期便以令人意想不到的方式出现过。工业蒸汽机利用蒸汽压力产生机械运动，例如驱动活塞、车轮、泵或机车。18世纪，托马斯·纽科门的蒸汽机，特别是詹姆斯·瓦特在之后的改进，将这项技术变成了巨大的经济动力；它们将矿井中的积水抽出，驱动工厂里的机械，并最终为火车和轮船提供动力。然而早在公元1世纪，罗马治下的埃及数学家兼工程师、亚历山大的希罗（Hero of Alexandria）就在古代文献中描述过一种名为“汽转球”（aeolipile）的装置。它是一个中空的球体，来自受热锅的蒸汽被导入其中。当蒸汽从球体侧面的弯曲管喷出时，由此产生的喷流会带动球体旋转。公元1世纪的“汽转球”复原模型。(Shutterstock)用现代术语来说，这是已知最早将蒸汽压力转为旋转运动的仪器之一。虽然它没有驱动工厂、没从矿井中抽水，也并未重塑古代的经济，但它表明，在工业革命发生的约1700年前，蒸汽就已能成为机械运动的动力源。希罗还记录了这样一种装置：我们可以将其视为现代自动贩卖机的雏形，或更确切地说是圣水自动分发器。其原理简单而精妙：使用者投入一枚硬币，其随后落在一个小杠杆或托盘上；硬币的重量会打开一个阀门，从其中流出定量的水；随着硬币继续滑落，阀门便会关闭。显然，该设备原本是为寺庙设计的，用于出售或分发净化用水。这种看似极具现代感的概念——付款、自动装置、定量的商品、无需人工售货——在当时就已经存在了。备受瞩目又饱受争议的“巴格达电池”（Baghdad Battery）便是其中一例。它出土于今天的伊拉克境内，可追溯至帕提亚或萨珊王朝时期（约公元1世纪），是一个内含铜筒和铁棒的小型黏土容器。公元1世纪“巴格达电池”的组件，由威廉·柯尼希（Wilhelm König）于20世纪中叶展示。(Alexander Bazes提供)1938年，在巴格达博物馆工作的考古学家威廉·柯尼希（Wilhelm König）提出，这是一块古代原电池——一种能通过化学反应产生电压的装置，和现代电池的基本运作原理相同。这一设想激起了极大的好奇和关注，同时也伴随诸多怀疑，因为既无迹象表明当时存在导线系统，也缺乏任何实际通电的证据。另一方面，文物原件据信已在03年博物馆遭到劫掠后下落不明。因此，多年来许多考古学家认为“电池”理论虽看似合理，却缺乏切实的证明。2026年1月，研究员亚历山大·巴泽斯（Alexander Bazes）发表了一篇论文，提出一种全新的复原方案。他指出，以往的复原忽视了外层黏土容器的潜在效用。若整个容器作为电化学系统的一部分来运作，而不仅仅是一个“外壳”，将会获得比早期实验更高的电压——高达1.4伏特，已接近现代5号（AA）电池的电压。巴泽斯认为，该装置的初衷未必是为现代意义上的“电器”提供动力，它更可能被用于化学工艺，例如薄金属镀层（即今天人们所知的电镀），或通过电化学反应进行蚀刻。尽管如此，这仍是一个见仁见智的未解之谜。如果巴泽斯的假设得到广泛认可，它将成为古人掌握电化学知识的有力证据；若不然，它也是一个极佳的例证，表明一件古代文物往往会引发比解答更多的问题。“巴格达电池”运作原理的插图。（Javier Jaime/Shutterstock）手术室诞生前的外科手术当我们脑中浮现古代医学的画面时，最先想到的通常是草药、护身符、药剂和各种仪式。然而，古代医学史同样不乏更为激进的医疗手段：外科切口、颅骨穿孔、眼科手术、牙科治疗，和对减轻身体痛苦的不懈探索。现代麻醉学出现于1846年10月16日的波士顿麻省总医院。当时，牙医威廉·莫顿（William Morton）在切除一名患者的颈部肿瘤时，首次公开演示了吸入乙醚的麻醉效果。莫顿的这次展示被认为是医学史上最伟大的突破之一，因为它开启了外科手术的新纪元——让患者在手术过程中无需承受全部疼痛，也无需在完全清醒的状态下接受治疗。然而，类似全身麻醉的手段在历史上出现得更早。例如，在11世纪的中世纪伊斯兰医学中，通常被称为阿维森纳（Avicenna）的伊本·西那（Ibn Sina）就被认为开发出了具有麻醉或镇静作用的配方。通过将浸透药剂的海绵置于患者鼻孔下方，令其吸入挥发出的蒸气来达到麻醉效果。在其著作《医典》（The Canon of Medicine）中，阿维森纳描述了一种包含鸦片、肉豆蔻、沉香，以及其它物质的全身麻醉配方，并记载了在截肢等手术中使用此类麻醉的方法。根据中国历史文献记载，活跃于公元2至3世纪汉代末期的名医华佗，被认为曾使用一种名为“麻沸散”的药物，相传这是一种能令患者失去知觉以配合外科手术的汤剂。由于该方剂早已失传，其具体的配方和疗效已无从考证。这些记载表明，追求无痛手术绝非始于19世纪。事实上，在有全身麻醉记录之前，更古老的外科手术就已经存在了。一个显著的例子便是颅骨穿孔（trepanation）——即在头骨上钻孔或切孔。这听起来可能难以想像，但考古学家已在世界不同文化和时期的遗址中，发掘出1500多具此类头骨。在很多情况下，孔洞边缘可看到明显的愈合迹象，这表明患者不仅在手术中活了下来，且在术后又生活了多年。发现于杰里科、可追溯至公元前2100年左右并有“颅骨穿孔”痕迹的头骨。（Wellcome Images/CC BY 4.0/Wikimedia Commons）这种做法在北非至少可追溯至12,000年前，在杰里科也有9,000年。手术的具体原因往往难以考证；其中一些或许是为治疗头部外伤、剧烈头痛、癫痫发作或颅内压增高。无论如何，这都是一项极需非凡技术和勇气的医疗操作。古代的白内障手术同样值得了解。当眼球晶状体中的蛋白质分解并形成浑浊斑块时，就会引发白内障，这会导致严重的视力受损甚至失明。如今，白内障切除术早已十分常见，医生会摘除浑浊的晶状体并将其替换为人造晶状体。当然，古代世界既没有人造晶状体，也没有手术显微镜。然而，在公元前7世纪的印度，医师妙闻（Sushruta）在其著作《妙闻本集》（Sushruta Samhita）中描述了一种后被称为“拨障术”（couching）的技术：用一根针或锋利器械插入眼中，将浑浊的晶状体推离视线。这是一项风险极高的手术——哪怕最微小的失误也会导致感染、出血甚至失明——它同样需要精细的解剖学理解和极强的手法控制力。这项技术后来通过各种途径传播到亚洲其它地区，并一路传到了欧洲。一名印度医生正实施被称为“拨障术”的白内障手术。（Wellcome Collection/CC BY 4.0/Wikimedia）牙医学的发展也远比人们通常认为的19世纪要早很多。在巴基斯坦，考古学家发现了距今7,500至9,000年被钻孔的臼齿。齿面的愈合迹象表明，这是生前治疗而非死后装饰，显然是为缓解疼痛或治疗蛀牙。尽管附近未留存填充物的直接证据，但研究人员也不排除牙齿曾用某种未流传至今的材料填补过的可能。在斯洛文尼亚发现的一块距今约6,500年的下颌骨上，有一颗裂齿被蜂蜡填补过——蜂蜡正是蜜蜂用来筑巢的分泌物。在此例中，蜂蜡显然充当了一种古老的密封材料，用来覆盖牙齿的敏感区域以减轻疼痛。有时，古代智慧就藏在眼皮底下，而我们却未能发现其奥秘。列奥纳多·达·芬奇的心脏素描在某种程度上即是如此。约在1514年，达芬奇开始研究心脏的结构，并细致入微地将其描绘出来。除其它构造外，他还描绘了心肉柱（trabeculae）——内衬于心室壁的错综肌纤维网。几个世纪以来，这些心肉柱主要被视为胚胎时期的发育遗留物，在成年人身上并无重要功能。直到2020年，一项研究打破了这一看法。该研究结合数千人的磁共振成像（MRI）结果及遗传和功能数据，揭示了这一构造对优化血流效率起着重要作用，并会影响心脏病的患病风险。这并不意味着达芬奇“知晓”了现代研究的一切，但他确实在500年前就观察并精妙地记录下了这一结构——而现代医学直到最近才重新予以重视。金属、纳米结构和橡胶另一个打破我们固有印象的领域，便是材料科学。现代不锈钢的发明通常被归于哈里·布雷利（Harry Brearley），他在1913年于英国研制出一种抗銹性能良好的富铬钢。铬能在金属表面形成一层薄的保护膜，使内部的铁免受氧气和水汽的侵蚀。然而在印度，德里铁柱（Iron Pillar of Delhi，公元375—415年）已矗立了1600多年，其高度在七米以上，重达数吨。尽管德里铁柱并非由现代不锈钢制成，但它历经数世纪的酷暑、潮湿和季风侵袭却几乎未生锈，这也让科学家们长久地为之著迷。德里铁柱历经数世纪的酷暑、潮湿和季风侵袭，却几乎没有生锈。（Shutterstock）研究显示，该柱的铁成分（特别是相对较高的磷含量）及特定的制造工艺，使其表面得以形成一层稳定的保护膜。换句话说，虽然它并非如今用于水槽和厨具的现代材料，却体现出古代精湛的冶金技术，让其在严苛环境中具备了惊人的抗腐蚀能力。古代中国则提供了另一例证：越王勾践剑。这是一柄在湖北省出土、有着2000多年历史的青铜剑。尽管是在潮湿的墓葬环境中被发现，它却历经千年依然完好如初，且锋利无比。青铜不同于铁，生锈并非问题所在，取而代之的是其它类型的腐蚀。它的完好如初，显然得益于几重条件的叠加：有利的埋藏环境、相对密封的剑鞘，以及局部富锡的刀面。一把古剑能以如此完好的状态留存至今，这一事实足以说明，古人对材料、合金和保存技术的理解，要远比“原始世界”这一刻板印象所暗示的精妙得多。有着2000多年历史的越王勾践剑历经千年出土后依然完好且锋利。（Windmemorie/CC BY-SA 4.0/Wikimedia）还有大马士革刀。在十字军东征期间，欧洲武士对他们穆斯林对手的宝剑惊叹不已，形容它们异常锋利、坚韧且富有弹性，并有着如金属中凝固流水的优美波浪纹理。多年来，研究人员一直试图揭示这些独特属性的成因。2006年，研究人员用电子显微镜对一把17世纪的大马士革钢刀进行了检测，在其中发现了碳纳米管和渗碳体（一种铁和碳的化合物）纳米线。如今，碳纳米管在强度和导电性方面是名副其实的高性能材料。它们被广泛应用于复合材料、电子产品、传感器、能量存储等领域。古代刀匠并未涉足现代意义上的“纳米技术”，他们既看不到原子，也未曾讨论过纳米管。然而，他们代代相传的制作工艺——这一工艺最早可追溯至南亚和斯里兰卡出产的乌兹钢（wootz steel）），后经贸易和中东工匠的精炼——在钢材内部创造出了微观和纳米尺度的结构，从而增强了刀刃的性能。大马士革钢刀标志性的水波纹理。（Shutterstock）这类实用知识往往经由传统代代相传，且秘不外传：挑选何种矿石、如何进行冶炼、在何种温度下冷却、添加多少碳，以及怎样在不破坏纹理的前提下完成锻造。一旦贸易路线发生变故，或关键原料断供，这门技艺便随之失传。然而，古代的化学智慧并非全用在金戈铁马之上。早在查尔斯·古德伊尔（Charles Goodyear）开发现代硫化工艺（通过加热生胶、软胶和黏性橡胶并加入特定物质，使其变得耐用且富有弹性）的数世纪前，奥尔梅克人及后来的中美洲文明便已掌握了处理乳胶的方法。他们将当地橡胶树（Castilla elástica）分泌的乳白色树汁，与一种名为月光花（Ipomoea alba）的攀援植物汁液相混合，开启了橡胶加工的先河。这种混合改变了材料的特性，使其兼具柔韧和耐用性，从而用以制作球类、宗教器具及其它实用物品。换言之，早在化学成为一门有着严谨公式的实验室科学之前，人们便已通过实验、传承和观察，系统地改变了物质的属性。当太阳位于中心若要说最具代表性而又曾被遗忘的超前知识？那便是天文学。几个世纪以来，地心说在知识界长期占据主导地位：地球居于宇宙中心，太阳、月亮与众行星绕其运行。该理论根植于古希腊哲学，包括公元前4世纪柏拉图及亚里士多德的著作，并于公元2世纪经托勒密（Ptolemy）之手，获得了成熟而完备的数学表述。托勒密模型兼具复杂、精巧与实用，且流传了很长一段时间。随后在16世纪，尼古拉·哥白尼（Nicolaus Copernicus）发表了日心说，将太阳置于中心，地球则是环绕其运行的行星之一。这一思想震撼了欧洲人的世界观，且被视为引领科学革命的关键一步。但哥白尼并非首个提出这种理论的人。早在公元前3世纪，古希腊天文学家和数学家萨摩斯的阿里斯塔克（Aristarchus of Samos）就曾提出，地球绕其地轴自转并围绕太阳公转。有关他这一论题的著作未能流传下来，后人主要通过阿基米德等其他学者的文献引述，才得以窥见其思想。长期以来，阿里斯塔克的构想始终处于边缘地位——显然，当时的世人尚未准备好去接受这般激进的观点。阿拉伯联合酋长国沙迦大学2025年的一项研究发现，14世纪的叙利亚天文学家伊本·沙提尔（Ibn al-Shatir）也发现了地心说模型的缺陷，并提出太阳（而非地球）居于中心，这一观点比哥白尼早了约200年。对失落古代智慧的探索，若无安提基特拉机械（Antikythera mechanism），便算不上完整。1901年，人们从希腊安提基特拉岛附近的一处沉船中打捞出銹迹斑斑、泛着绿铜銹的青铜碎片。多年来，研究人员一直试图弄清自己究竟找到了什么。2018年8月26日，游客在希腊雅典国家考古博物馆观赏有着2100年历史的安提基特拉机械碎片。（Shutterstock）直到借助X射线和计算机断层扫描，其精巧构造才真正显现：这是一个由微小齿轮、面板、刻度盘和铭文构成的精密装置。如今，它被普遍视作一台古希腊的天文计算器，用以分析和预测各种天文现象——诸如太阳和月亮的位置、日月食周期，或许还包括历法事件。尽管最初的装置仅残存了一小部分，但足以展现出令人惊叹的机械设计水平。按常理来看，在公元前1或2世纪的古代世界，如此先进的仪器根本不会存在，但它却真实地存在过。这或许是我们探索失落的古代智慧之旅中最深刻的收获之一——人类的伟大成就不仅在于发明创造，更在于能将知识留存、传播、记录并使其得以流传。若没有这份连续性，再璀璨的发明也难逃时间的湮没。本文原载于《大纪元杂志》（Epoch Magazine）以色列版。原文：Lost Knowledge: Amazing Inventions That Made the Ancient World Ahead of Its Time 刊登于英文《大纪元时报》。作者简介：拉克费特·塔沃尔（Rakefet Tavor）毕业于以色列理工学院信息系统工程专业，在分析科学期刊研究数据方面有超过15年的经验。她目前担任《大纪元杂志》（Epoch Magazine）以色列版的科学专栏记者。责任编辑：高静标签失落的智慧古代世界超前发明相关专题：大头条集锦如果您有新闻线索或资料给大纪元，请进入安全投稿爆料平台。文化排行中秋节：诗情分外唯美 相思分外深情人气 1345秋分天地和合 和气至宝启示养生的天道人气 1237大唐此地最风流——曲江的故事人气 758愚蠢翻为宰相身——南宋赵雄人气 458中秋节故事：真实发生的月中桂树神迹！人气 416名出经典——《诗经》里走出了个屠呦呦人气 406热门排行榜张又侠刘振立被指搞团团伙伙 专家解读人气 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