【新唐人北京時間2026年07月10日訊】今日焦點:人類科技真的進步了嗎?兩千年前的古人,早就玩懂了納米、計算機和長晶工藝;
鄭之: 黎玉啊,你說如果有一天,考古學家打開一座兩千年前的古墓,在裡面發現了一部手機、或者是一部電腦你會怎麼想?
黎玉:我會覺得可能是盜墓的人掉進去的,喔還有一種可能,就是時光機被發明出來了,項少龍走進現實了。
鄭之: 哈哈,這些東西確實不太可能出現在古代,那如果我說現代這些高科技的軟件、硬件,在古代就有相關的技術了,你覺得怎麼樣?
黎玉:古代就有高科技技術?比如説呢?
鄭之: 比如在兩千多年前,古羅馬人的手中啊,就有非常精密的計算機了。
黎玉:等一下!第一台計算機不是1946年美國才發明出來的嗎,兩千年前連二進制都沒有,古羅馬人拿什麼去計算?這有證據嗎?
鄭之: 你別急,聽著好像是有點離奇,但是這件事可是有真實的出土文物的證據的。
2000年前的計算機
鄭之: 事情還要從1900年說起,當時希臘的一些潛水作業的工人,在一個名叫安提基特拉的小島附近做工,其中一名潛水員突然發現,海底橫七豎八地躺著很多人,還有馬的身體。
黎玉:這麼驚悚,難道是什麼海底的墓地嗎?
鄭之: 不是,這些都是一些文物,在大約四十多米深的海底,沉睡著一艘兩千多年前的沉船。這艘船沈沒的地方呢,是在當年是羅馬和波斯之間往來的的一個很重要的航道上,而這艘船上有很多文物,比如青銅像、雕塑、珠寶等等,還有很多各個國家的錢幣,所以這可能就是給羅馬運送戰利品的船隻。因為一些事故,沉沒在了安提基特拉島附近。那後來希臘政府也陸續從這裡撈出了大量羅馬時期的珍貴文物。
黎玉:然後呢,有什麼特別的嗎?
鄭之: 有一個東西呢是青銅器,但是當年撈出來之後誰也不知道是啥,青銅器嘛,經過這麼多年的海水腐蝕,已經變成了一塊又黑又綠的青銅疙瘩,但是肯定不是藝術品,因為形狀很奇怪,看起來就像一塊普通的石頭。直到1902年,希臘的考古學家在整理這些文物時,突然從一塊裂開的青銅殘片裡,看到了一個非常清晰的齒輪。
黎玉:齒輪不算很特別吧,中國兩千多年前的文物裡也有齒輪啊,古人拿它做水車、做指南車都很正常。這和計算機有什麼關係呢?
鄭之: 當然單獨一個齒輪當然說明不了什麼。問題是,隨著這些殘片不斷裂開,人們發現裡面不是一個齒輪,而是一層又一層相互咬合的青銅齒輪。
黎玉:喔一層又一層…..就是說很精密了。
鄭之: 是的,其實這裡還有個小插曲,當時發現這個東西的時候是20世紀初1900年,那個時候還沒有那麼多考古研究成果,人們也根本不相信兩千多年前能有這麼精密的齒輪系統。所以當年有很多人懷疑,這可能一個近代的鐘錶,後來不小心掉進沉船遺址裡了。但是經過考古、材料和文字銘文的研究,科學家最終確認,這就是一件真正的古代機械,年代在公元前100年左右。然後科學家就以發現這個沈船附近的小島的,給這個裝置命名,叫「安提基特拉機械」。
在安提基特拉機械現存的這些殘片裡,可以辨認出的青銅齒輪有30個,其他大量零件已經在海水中腐蝕、破碎或者徹底消失了。科學家發現的殘片呢,一共只有82塊,只有原機械的三分之一左右。
黎玉:那應該沒戲了吧,只剩三分之一而且又腐蝕得這麼厲害,應該很難辨認了。
鄭之: 其實最開始也很棘手,科學家根本不知道內部結構是什麼樣的,直到CT技術的成熟,才逐漸了解這個機械裡面的齒輪結構,然後依靠這些齒輪上的齒數,還有上面的古希臘文字,一點點的破解出來這個機械的用途。
黎玉:所以科學家是靠齒輪結構和這些文字,去反推出這個結果的。
鄭之: 對。而且反推出來的結果,讓很多研究人員都感到不可思議,發現這是一個齒輪式天文計算機。科學家認為完整的安提基特拉機械,可能被安裝在一個木製箱子裡,大小大約相當於一本厚厚的大詞典。箱子的正面和背面都有刻度盤,側面還有一個可以轉動的手柄。使用者先設定一個日期,然後轉動手柄,內部幾十個齒輪就會同時運轉,最後把計算結果顯示在不同的指針和刻度盤上。
黎玉:喔所以設定日期就是我們現在的輸入,然後齒輪負責計算,最後刻度盤顯示結果。這個操作過程確實有點像計算機了
鄭之: 就是這個意思。當然,它不是今天這種使用晶片和電子訊號的數位計算機,而是一台機械式類比計算機。但是它可以用齒輪之間的比例關係,計算複雜的天文週期。
黎玉:這不就是「把公式寫進齒輪」嗎?現代人是把程序寫進芯片,而古希臘人是把天文規律算好,做成齒輪的比例。
鄭之: 可以這麼理解。這也是為什麼它被稱為世界上已知最早的機械式類比計算機。
黎玉:哇,真是太讓人驚訝了,現代人研究這麼長時間的計算機,竟然在兩千多年前就有人發明出來了。
鄭之: 是的,科學家就說這種反差,基本就相當於在金字塔裡發現了戰鬥機,所以說我們對古人的了解真的差的太遠了。
黎玉:哇這太震撼了,那它可以計算些什麼呢?
鄭之: 首先,它可以顯示太陽和月亮在天空中的位置。它的正面有一個大型圓形刻度盤,外面標注日期,裡面標注黃道十二宮。當使用者轉動手柄,代表太陽和月亮的指針就會移動,顯示某一天它們大約位於天空中的什麼位置。機械上還有一個小球。隨著齒輪運轉,這顆小球也會旋轉,可以直接顯示那一天的月相。
黎玉:也就是說這台機械能看到新月、上弦月、滿月和下弦月。
鄭之: 對。但是如果只是讓一根指針繞圈,還不算最厲害。古希臘天文學家已經知道,從地球上觀察,月亮在天空中的運動速度並不是完全不變的,有時候快一些,有時候慢一些。為了模擬這種變化,安提基特拉機械裡使用了一套非常巧妙的偏心齒輪和銷槽機關,讓代表月亮的指針在運行時,也會週期性地加速和減速。
黎玉:那還不是普通的日曆了,它連月亮運行的速度,都能模擬出來。
鄭之: 沒錯。它不只是記錄時間,同時也在模擬宇宙的運行。而在安提基特拉機械的背面,有兩個大型螺旋刻度盤。其中的一個刻度盤,記錄的是默冬週期。
黎玉:默冬週期是什麼意思呀?
鄭之: 簡單來說,就是19個太陽年,大約等於235個月相週期,也叫朔望月。我們知道一個太陽年其實不是整數月,所以才有閏月嘛。但是經過19年之後,太陽年和朔望月的循環會大致重新重合。
安提基特拉機械就利用齒輪,把「19年和235個月」之間的比例機械化了。當使用者轉動手柄,背面的指針就會沿著五圈螺旋刻度移動,顯示每一個月位於整個19年週期的什麼位置。
下面另一個刻度盤,功能就更加不可思議了。它可以預測日食和月食。
黎玉:兩千年前的人,可以預測日食、月食?這太不可思議了。
鄭之: 不但能預測,而且可以一次計算未來很多年的日月食可能性。天文學家發現,每隔223個朔望月,也就是大約18年11天,太陽、地球和月亮會回到相似的相對位置,日食和月食也會按照相似的規律再次出現,這就是沙羅週期。
安提基特拉機械的背面,就把這223個月排列在一個四圈螺旋刻度盤裡。其中某些月份旁邊還刻有特殊符號,告訴使用者這個月可能發生日食或者月食,大約發生在白天還是夜晚的哪一個時段。
黎玉:所以一個古希臘人只要轉動手柄,就可以知道十幾年甚至幾十年之後,哪個月份可能出現日食?
鄭之: 對。而且可能還不止這些。科學家在機械銘文中,還發現了水星、金星、火星、木星和土星的名稱。這意味著,完整的安提基特拉機械,很可能還可以顯示出當時已知的五大行星位置。
黎玉:可是我們現在看到的復原模型,有的上面有很多代表行星的指針,有的卻沒有。到底哪一個才是真的?
鄭之: 這就是安提基特拉機械至今還沒有完全破解的地方。它的背面保存得相對完整,所以默冬週期和日月食預測系統,研究人員已經大致弄清楚了。但是它的正面只剩下很少的零件,負責行星運動的大部分齒輪可能都已經消失了。
2021年的時候,倫敦大學學院的研究團隊根據殘存的齒輪、銘文以及古希臘的天文理論,設計出一套正面的復原模型,可以模擬五大行星的運動,甚至表現行星在天空中的順行和逆行。
雖然這套模型只是是一種復原方案。但是我們基本可以確定,行星是這台機械的重要功能之一,但是原來的齒輪究竟怎麼排列、有多少個零件,目前還不能百分之百確定。
黎玉:那這台機械是誰設計的?
鄭之: 不是很清楚。有人懷疑它可能跟古希臘著名科學家阿基米德有關,也有人認為它可能來自羅德島的天文學派或者波塞-多尼-奧斯的學術圈有關。總之在兩千多年前的人,就已經擁有比肩現代的天文科技水平了。
黎玉:確實啊,現在人飛上太空才搞明白的宇宙運行規律,兩千年前的人在地上就已經看明白了,不得不讚嘆古人的智慧。其實鄭之,這讓我想到中國古代也是有不少東西,運用到了現代人的技術,比如說織布機、提花機。
鄭之: 織布機?這能有什麼技術啊。
黎玉:我們知道織布機從商朝就有了,而到了漢朝,中國就有了提花機,這已經就是在運用現代的二進制,進行信息儲存了,只是單純用在了圖案上。但也是有現在這種機械編程的雛形了。
鄭之: 你剛才說到二進制,那你知道,人類把二進制用到極致,最具代表性的成果是什麼嗎?
黎玉:芯片!
鄭之: 對,芯片。芯片就是把0和1,變成晶體管的開和關。而芯片發展到今天,最核心的戰場,就是怎麼在盡可能小的空間裡,塞進更多、更快、更省電的晶體管。那現在台積電的2納米製程已經量產,下一步還在衝擊1.6納米級工藝。到底是什麼概念呢?一根頭髮大約有8萬到10萬納米粗,而2納米只有它的四萬分之一左右。也就是一根頭髮絲的四萬分之一。
黎玉:所以納米技術,就是現代科技的最前沿。
鄭之:沒錯。但奇妙的是,早在一千六百多年前,古羅馬人就做出過一件帶有納米材料效應的藝術品。它不是芯片,也不是實驗室產品,而是一個玻璃杯。
古羅馬的納米技術
黎玉:什麼樣的玻璃杯啊,教科書上不是講的是進化論,說幾千年前的人類的科技水平很落後,古人怎麼還能掌握納米技術呢?
鄭之: 聽起來確實有點讓人難以相信啊,但是我說的這件事可是有直接證據的,在大英博物館裡有一件展品,就紀錄了古人對納米技術的應用——萊克格斯杯。這是公元4世紀晚期,古羅馬的一件玻璃藝術品,它的特殊點在於這個玻璃是雙色的。
黎玉:雙色玻璃?但是古羅馬本身就非常擅長製造玻璃啊,比如說羅馬帝國出現的吹玻璃的技術,後來還結合了模具大規模複製,能製造出雙色的玻璃好像也很正常吧?
鄭之: 雙色玻璃是很常見啦,但如果是通過變色來達到雙色的呢(喔?)?這個玻璃杯在正面照射光線的時候,呈現出的是黃綠色,就是玉石的那種綠色,而如果光線是從玻璃杯背後透過來的話,呈現出的就是半透明的酒紅色。
黎玉:很神奇。
鄭之: 是的,在相當長的一段時間裡,人們都不明白羅馬人是怎麼做到讓玻璃隨著光線而變色的,直到科學家用電子顯微鏡觀察,才發現原來是因為玻璃裡摻雜了金銀合金微粒,每一個微粒的直徑只有50納米左右,而且羅馬可能已經實現對這種技術的量產了,考古學家發現了很多這種玻璃碎片,不過全世界只保留下這一只完整的藝術品,現在收藏在大英博物館。
黎玉:喔,所以說古羅馬人在那個時候就已經學會運用納米技術製造藝術品了,但是有沒有可能是他們在燒製玻璃的過程中,發現加入一些材料或者是控制溫度,就會產生這種效果的玻璃呢?或許也可能是某種經驗摸索吧。
鄭之: 是有這種可能,但是因為這種技術已經失傳了,當時的人具體是怎麼實現的,我們並不知道。研究人員用六十多年的時間,直到2021年才通過二次加熱的辦法,才復刻、仿製出這種雙色玻璃的樣品。
黎玉:現代科技水平竟然都要這麼長時間才能只做出一個樣品,古羅馬人的工藝水平確實是不容小覷啊。不過鄭之,我也知道中國有一個出土文物,身上也有一些製造芯片的技術。
勾踐劍上的芯片工藝
鄭之: 喔?中國古代也有計算機械或者納米技術嗎?
黎玉:不是,我要說的這個東西可以說是大名鼎鼎了,就是越王「勾踐劍」。
鄭之: 勾踐劍我知道啊,是春秋戰國時期鑄劍師歐冶子鑄造的一對雌雄,出土的時候保存的十分完好,全身沒有絲毫鏽跡、仍舊鋒利如初。
黎玉:是的,答對了。那我說的這個芯片的技術就在這把劍的劍刃上,簡單來說就是至今都沒能完全揭開的長晶之謎!
鄭之: 長晶?這個好像是製造硅晶圓的工藝啊。
黎玉:對。芯片在製造過程中,第一步不是直接做晶片,而是先要種出一根純度極高的硅晶棒。工程師會拿一小粒硅晶當作「種子」,在極其嚴格的超高溫環境下,讓它像春筍一樣慢慢長成一根巨大的單晶硅棒。把這根硅棒像切吐司一樣,切成一片片薄薄的晶圓,最後才能送去進行光刻、蝕刻和封裝。簡單來說,這就是芯片的「地基」。
鄭之:所以說要先讓晶體「長」出來。
黎玉:沒錯。這個過程就叫長晶。問題是,科學家後來在勾踐劍的劍刃上,竟然也看到了類似的金屬結晶現象。
鄭之: 這個有什麼說法嗎?
黎玉:這就是越王勾踐劍五大未解之謎之一。你前面也提到了,這把劍出土的時候,劍身保存得非常完整,表面有菱形暗紋,劍格上還鑲嵌著藍色琉璃和綠松石。而且劍身幾乎沒有嚴重鏽蝕,劍刃依然非常鋒利。據說當時有人用它輕輕一劃,二十三層紙就被割開了。
鄭之: 是的,所以很多人說它是「千年不鏽」的神劍。
黎玉:為了探詢這個真相,在1977年的時候,科研團隊用粒子加速器對勾踐劍進行了成分檢測,結果發現,這把劍主要是銅錫合金,也就是青銅。但是它和普通青銅器不一樣,整把劍幾乎不含鉛,材料非常純淨,而且合金比例非常的完美。
鄭之: 哎呦,純銅、純錫的完美比例合金非常不簡單啊。
黎玉:更不簡單的是,它的劍脊和劍刃,銅錫比例竟然不一樣。
鄭之: 什麼意思?
黎玉:就是說,它的劍脊,也就是中間那條支撐整把劍強度的地方,含銅量更高;而兩側的劍刃,含錫量更高。這樣的話,劍脊銅多,韌性好,不容易折;劍刃錫多,硬度高,刃口更鋒利。
鄭之: 那這麼說的話,可就有點奇怪了,因為青銅太軟,所以青銅劍都是鑄造出來的,一爐銅水倒進模具裡,然後再拋光打磨,這種金屬液體是沒辦法讓某一種金屬元素定向流動的,這個東西在物理學界有個名詞,叫做「麥克斯韋妖」。如果能實現麥克斯韋妖,就能實現永動機,這在物理學界顯然是不可能的呀。那你說這會不會是分開鑄造的呢?先鑄劍脊,再鑄劍刃。
黎玉:科學家剛開始也是這麼想的,但是問題很快又來了。檢測發現,勾踐劍的劍刃不是簡單的「含錫量高」而已,而是越靠近真正的刃口,含錫量越高。
鄭之: 也就是說,這是漸變的呀,那這不就是現代材料科學裡的梯度材料嗎,兩千多年前的銅劍,沒有顯微鏡,沒有材料分析儀,怎麼能達到這種程度呢?
黎玉:所以這就成了一個謎,但是後來,隨著顯微檢測技術進步,專家把劍刃放大到大約500倍觀察,才看到了真正關鍵的,就是我們剛剛說的「長晶」工藝,科學家在劍刃上看到了金屬錫的結晶,而且不是普通的結晶,而是一種非常特殊的形態,叫做樹枝晶,就是像樹枝一樣的晶體。這種形態,在現代的金屬材料學裡是很重要的研究對象。
鄭之: 其實古代還有很多神奇的劍,有些是在傳說當中,還沒有被發現的,有些是已經出土的文物,比如說干將莫邪劍,傳說中干將鑄劍的時候,銅水遲遲達不到火候,莫邪以身祭劍才最終鑄成神兵,這兩柄劍出土的時候,還展現出了記憶金屬的特性,這種金屬特性也是現代人在二十世紀中葉才發現的。
黎玉:是,而且干將莫邪還是歐冶子的徒弟和女兒,可見兩千多年前的春秋戰國時期,古人就已經掌握了這些神奇的鍛造技術,只是後來沒有流傳下來。
鄭之:誒黎玉,不知道你發現沒有,包括我們前面提到的古希臘天文計算機,還有中國古代這些神乎其神的兵器鍛造技術,差不多都是在兩千年前左右出現的。而且很多技術,後來又因為戰亂、文明斷裂而失傳。這真的只是巧合嗎?
黎玉:你這麼一說,還真是。好像歷史並不是我們想像的那樣,古代一定落後,現代一定先進。也許人類文明曾經走過很多條不同的路,只是有些路後來被戰火、災難或者時間掩埋了。可能很多事情都是冥冥之中自有天定吧,可能如果按照古代的路線發展下去,世界或許會是另外一番景象,也未必會比現在差,甚至可能是一條截然不同的路。
鄭之: 所以古代科技真正震撼人的地方,不只是它有多先進,而是它讓我們重新思考:人類到底從哪裡來?文明又到底是怎麼出現的?
黎玉:沒錯。如果一切只是偶然,如果古人真的像某些教科書裡說的那麼原始,那兩千年前那些精密到不可思議的天文計算、納米材料效應、金屬鍛造工藝,又該怎麼解釋呢?也許答案並不只是「古人也很聰明」這麼簡單。
鄭之:是啊。它更像是在提醒我們,人類不應該太傲慢。現代科技很了不起,但現代人未必比古人更接近真相。也許在我們看不見的歷史深處,曾經存在過更高的智慧、更完整的文明,甚至是一種和天地、自然、神性更相通的生活方式。
黎玉:所以啊,也許真正值得探秘的,不只是那些失落的古代技術,而是人類自己。好的,那今天這期《一線探秘》,就先到這裡了。那朋友們,你們覺得古代還有哪些不該被低估的高科技呢?也可以在評論區留言。
鄭之: 如果您有什麼感興趣的話題也歡迎在評論區留言,我們下期接著聊,感謝大家收看《一線探秘》,我是鄭之。
黎玉:我是黎玉。我們下期再會。
《新聞第一線》製作組
(責任編輯:李紅)