古老的泥板学校
第 1 章 古老的泥板学校:美索不达米亚的泥板屋
一块石头一样的作业本
纽约哥伦比亚大学图书馆的普林顿特藏里,放着一块巴掌大的巴比伦泥板,编号普林顿322。它是1922年由出版商兼藏书家乔治·普林顿从文物商人埃德加·班克斯手里买下的,当时没人多看它一眼。二十多年后,数学史家奥托·诺伊格鲍尔和亚伯拉罕·萨克斯在1945年出版的《楔形文字数学文本》里把它释读出来,整个数学史界吃了一惊:这块大约制作于公元前1800年的泥板上,用六十进制刻着十五组勾股数,也就是满足直角三角形边长关系的整数组。毕达哥拉斯还要再过一千多年才出生。另一块藏在耶鲁巴比伦收藏部的泥板,编号YBC 7289,是一块训练用的圆形泥板,上面画着一个正方形和它的对角线,旁边写着对角线与边之比的近似值,换算成十进制是1.41421296,与根号2的真实值只差百万分之一。这不是祭司的天启,不是官府的密档,它就是一份课堂练习。做错的地方能看出涂改的痕迹,稚拙的笔迹和标准答案并排刻在同一块泥巴上。数学教育的全部要素在这里已经齐了:一个待解决的问题,一套可供模仿的解法,一个给出答案并核对的人。
这本书要讲人类如何学会教数学。从哪里讲起?从雅典的学园,还是从孔子的杏坛?都不是。要找世界上第一批数学课的遗迹,得去两河流域,底格里斯河与幼发拉底河之间的冲积平原。不是因为这些课有多高明,恰恰是因为它们足够古老、足够粗糙、足够诚实。泥板是烧过或者晒干的黏土,磕不烂也偷不走,四千年后从沙子里刨出来,字迹还清清楚楚。别的文明把课程写在纸草上、竹简上、羊皮上,都烂了,唯有美索不达米亚把它的数学课连同学生的错题一起,原封不动地交给了我们。这是一种幸运的考古学偏倚,我们应当先说明白,然后尽情利用它。
还有一层更要紧的意思。今天学校里几乎一切让师生头疼的东西,标准课程、统一教材、反复操练、背诵默写、考试评估、留级与退学,都能在这批最早的泥板里找到雏形。教育不是从某个天才的头脑里一次性设计出来的,它是一代代抄写学校在黏土上一点点磨出来的。看清楚源头,才能看清楚后来两千年的种种争论,究竟是老问题换新衣,还是真问题。所以第一章我们不惮其烦,蹲在泥板屋的门槛上看个仔细。
泥板屋:世界上第一所学校
苏美尔人管学校叫埃·杜巴,直译过来就是泥板屋。这个朴素到近乎寒酸的名字,比后来一切响亮的校名都更接近学校的本义:一个存放、生产、传递文字的地方。泥板屋最早的确凿实物证据,来自苏鲁帕克。这座城市位于今天的法拉土丘,在尼普尔以南不远,是苏美尔传说中大洪水之前就存在的古城,洪水幸存者吉乌苏德拉的故事就设定在这里。1902年到1903年,德国东方学会的考古队在法拉发掘,出土了几百块属于公元前2600年前后的泥板,其中相当一部分明显不是文书档案,而是练习:同一张词表抄了一遍又一遍,笔画歪斜,由生到熟,像琴童的指法练习纸。这是目前所知世界上最早的一批学校作业,距今四千五百年左右。也就是说,当埃及人还在纸草上为法老记账的时候,苏鲁帕克已经有人专门教孩子写字了。
泥板学校真正的黄金时代在乌尔第三王朝(约公元前2112年至前2004年)到古巴比伦时期(约公元前1894年至前1595年)。这个时期苏美尔语和阿卡德语并用,官僚国家运转需要大批抄写员,学校随之产业化。规模最大的一批证据来自尼普尔,苏美尔人的圣城,风神恩利尔的居所。1889年起,宾夕法尼亚大学的考古队连续多年在尼普尔发掘,挖出了数万块泥板,其中大量是学校产物。更精彩的是1951年的发掘季,考古人员在土丘上清理出一座私人住宅,编号F宅,年代约在公元前18世纪中叶。屋里的碎泥板数以千计,从最基础的楔形笔画练习到高深的文典抄本应有尽有,屋主显然是一位教师,在家里开班授课。可以说这是一所四千年前的家教作坊,连教学垃圾都原样堆在地板上。塞缪尔·诺亚·克莱默正是靠着这类材料,1949年发表了著名的研究《上学记:古代苏美尔一位抄写员的受教育经历》,把一个苏美尔小学生的日常生活复原得活灵活现。此后尼耶克·费尔德赫斯等学者对尼普尔基础教育的课程做了系统统计,泥板屋的轮廓越来越清楚。
必须马上泼一盆冷水:泥板屋不是面向平民的公共教育。它是职业培训所,目标是把一小批几乎全部来自抄写员和祭司家庭的男孩训练成官僚机器的零件。尼普尔的毕业生去向清楚得很:神庙账房、王宫文书、司法记录。识字的女性存在,女抄写员也有零星记载,但属于凤毛麟角。学校不培养公民,学校复制自己所属的阶层。这个清醒的判断要一直记着,因为直到相当晚近,扩大受教育面才成为教育的主流信念,而本书后面十几章的故事,很大程度上就是受教育面如何一步步撑大的故事。
还要澄清一个流传很广的误会,即所谓泥板屋是神庙的附设机构,教师都是祭司。从尼普尔的材料看,晚期的学校相当世俗化,很多就设在教师家里,F宅是最典型的例子。学生拜师上学,学费实物交纳,一位教师带着一名助教加一名高年级学生当小先生,组成一个最小单位的教学班子。这更像中国的私塾或欧洲的行会作坊,而不像后来的教会学校。学校形态的多样,从一开始就是常态。
课程:从画楔子到文典
一个苏美尔孩子进泥板屋,最先学的不是知识,是手上功夫。芦苇笔在湿黏土上按压出楔形,角度、深浅、排列都有讲究,头几个月的全部任务就是把基本楔子刻直。存世的练习泥板里有一种圆形小饼状的,直径十来厘米,一面是教师写好的范字,另一面是学生依样画葫芦,好坏一望便知。这种师徒对照的形制贯穿始终,它就是最古老的板书加临摹。手稳了,才开始抄音节表,然后是各种名目表。苏美尔人给万物编目,职业表把社会上从国王到陶工的所有行当排成一列,木器表、金属表、城邑表、神明表,一部接一部。这些词表本身未必有用,它们是记忆和分类的体操,是文字时代的乘法口诀。
课程的后段是文学。学生要抄写并背诵一批经典苏美尔文作,包括称颂诸王的赞美诗、涉及创造与洪水的神话、教儿子做人的父训文学(苏鲁帕克父训是其中名篇),还有大量格言谚语。米格尔·西维尔的研究表明,古巴比伦时期的泥板屋有一份相对稳定的核心文选,后世学者称之为泥板屋十书,是当时的共同课本,全巴比伦尼亚的学童都在抄它们。谚语课尤其耐读,因为它透露了学校对自己人的期待与讥讽。有谚语说,书写者的手要跟不上口,就是没学好;又有谚语挖苦同窗,说他写的东西没人愿意念。可见这间教室里已经有关于什么是好学生的公共标准,连讽刺都长着一个模样。这大概是世界上第一套统一教材。这大概是世界上第一套统一教材。数学在这个课程体系里排在什么位置?说来出人意料:就尼普尔出土材料的总量而言,纯数学泥板只占一小部分,大头是词表和文学。埃莉诺·罗布森对古巴比伦学校数学教育的量化研究给出了更细的图景:与数学直接相关的训练,大量是以度量衡表的形式出现的,容量表、重量表、长度表、面积表,学生必须把这套复杂的单位换算体系刻进肌肉记忆,然后才谈得上计算。换句话说,泥板屋里的数学首先是一门计量行政学,为的是让未来的账房先生面对一船大麦、一群奴隶、一批砖头时,能立刻折算成标准单位入账。
于是我们见到了古代世界最系统的数学教材群:乘法表。为计算方便,巴比伦人发明了六十进位位值制,这是数学史上的一次飞跃,同一个符号根据位置不同可以表示六十、一或六十分之一。配套的教具是一整套表:从2到50各主数的倍数表、倒数表(因为巴比伦人不做长除法,除以一个数等于乘以它的倒数)、平方表、平方根表、立方表,还有标准砖块、标准劳动定额的换算表。一个学生要把这些表抄熟背熟,数年之功。存世的表泥板数以千计,许多上面有学生的抄写错误,倒数抄颠倒的、漏行的、串行的,跟今天小学生抄错乘法口诀一模一样。1945年诺伊格鲍尔与萨克斯的《楔形文字数学文本》和图罗·当让的《巴比伦数学泥板汇编》把基本材料整理出版,后来延斯·霍鲁普的《长、宽与面积》2002年出版,系统重释了这些问题的解法,我们对泥板数学课的了解,已经细到能看出解题教学的不同流派。
这里必须为这套训练说几句公道话,也顺便亮出本书的立场。现代读者看见背诵倒数表,第一反应往往是嘲笑其死记硬背。可是位值制本身是抽象能力的巨大成就,一个公元前两千年的学生要理解数字的位置含义,其认知挑战不亚于今天的孩子理解函数。在没有印刷术、没有草稿纸、一切写在泥巴上的时代,把基础表刻进记忆是唯一可行的技术路线。流畅是理解的地基,这个朴素的道理,泥板屋的老师比许多现代教育理论家体会得更深。当然,代价也明摆着:能进入这套训练的人极少,训练的内容完全服务于行政需要,纯数学的好奇心在课程里几乎没有位置。工具性与文化性孰先孰后,这个矛盾从第一所学校起就埋下了。
表算技术的深处:六十进制与它的学生们
值得单独拿出来说说的,是支撑这一切的六十进位制。今天全世界仍在用巴比伦人的遗产计时:一小时六十分,一分六十秒,圆周三百六十度。为什么是六十?主流的解释是它的可除性,六十能被二、三、四、五、六整除,做除法时切口整齐。另一个线索来自计量传统:一迈纳等于六十舍克勒的重量制度在苏美尔早王朝时期已经通行,位值记数很可能是从这套计量实践里抽象出来的。无论源头为何,大约在公元前2050年前后,乌尔第三王朝的书吏们已经在纯数字运算中使用位值制,同一个竖楔,在个位是一,在上一档是六十,再上一档是三千六百。这是人类第一次让符号的位置本身携带数学意义,没有这一步,就没有后来的零,没有小数点,也没有今天的计算机。
位值制的代价是学习者必须背表,而且背得比十进制的孩子更狠。因为巴比伦人不会做长除法,他们把除法化成乘以倒数,于是倒数表成了核心装备。主数的倒数要倒背如流:二的倒数是三十,三的倒数是二十,这样除以三就乘二十。只对一批规整的数(二的三次方乘五的若干次幂这类)有有限六十进制倒数,其余的靠近似。学生还要背系数表,那是一批把现实世界折算成标准量的常数:一仓大麦折多少谷尔,标准砖一块多重多密,一个壮劳力一天挖多少方土、搬多少块砖。这些系数表读起来枯燥至极,却是整个帝国运转的参数库。埃莉诺·罗布森有个精辟的说法:古巴比伦的数学训练本质上是在为一个查找表文明准备操作员。四千年后我们用数据库和API做同样的事,技术外壳换了,训练逻辑没有换。
再看泥板这种媒介如何塑造了练习的形态。存世的学生数学泥板大致有几类。一类是长条形的多栏泥板,抄满整表,字迹工整,是教师提供的范本。一类是圆形或椭圆形的小练习板,苏美尔语里昵称小面包,正面往往是从范本上抄的一小段,背面是同一内容的重复练习,最见学生的手艺成色。还有一类是问题泥板,正面完整例题,背面变体练习。最动人的是那种师生同板的:一侧是教师漂亮的范字与标准解法,另一侧是学生歪歪扭扭的模仿,中间隔着几厘米的黏土,也隔着一段永远在重复的师徒关系。媒介在这里深度参与了教学法:泥板空间有限,逼着课程切块;湿黏土即写即改,适合反复操练;晒干或烧硬之后不可擦除,于是每一阶段的水平都被冻结存档,评估反倒容易了。可以说泥板是一种自带存档功能的作业本,我们今天对那间教室的全部知识,都拜这种不可擦除性所赐。
解读的历史:从罗林森到罗布森
这批材料的解读史本身就是一部知识社会学的教科书。楔形文字的死而复生始于十九世纪:1835年起,英国军官亨利·罗林森在伊朗西部贝希斯敦悬崖上临摹大流士的铭文,历时十余年,到1850年代他和其他学者基本破译了古波斯与巴比伦文字。此后半个世纪,泥板大量出土,但数学泥板长期被当作账目杂物丢在库房。真正的转折发生在两次世界大战之间:奥托·诺伊格鲍尔,一位来自哥廷根的年轻数学史家,在1920年代末开始系统整理柏林和伦敦的藏品,1935年到1937年刊布三卷本《楔形文字数学文本》,1938年法国亚述学家图罗·当让出版《巴比伦数学泥板汇编》。一个此前无人知晓的数学文明就这样在十年间浮出水面。诺伊格鲍尔后来流亡美国,先在哥本哈根落脚,1939年到布朗大学,在那里与萨克斯合作完成1945年的《楔形文字数学文本》,普林顿322正是在这一卷里名扬天下。1945年之后,奥马哈海滩和巴比伦运河在学术史上会师,这批四千年前的数学课进入现代研究的视野。
围绕这些泥板的诠释之争至今未息,而且争吵的双方都很值得听。诺伊格鲍尔学派看到的是代数学:巴比伦人掌握二次方程的系统性解法,普林顿322是数论研究,勾股数表指向纯粹数学的兴趣。罗布森2001年发表在《美国数学会历史杂志》上的重头论文则给出另一种读法:普林顿322来自拉尔萨,从笔迹和书写习惯看出自一位书吏教师之手,表是为了教学而编制的倒推辅助表,与其说是数论,不如说是教师手册。她甚至沿着同批泥板追出了这位教师和他学生的名字。两派共享材料,分歧在于把泥板放进哪个叙事:数学内部的谱系,还是书写学校的日常。本书的立场偏向后者,但不觉得两者必居其一。教师为教学编制的辅助表,同样可以是深刻的数学创造;恰恰是教学需求,而不是抽象研究,驱动了古代世界大部分的数学生产。这个判断到讲欧几里得的章节还会回来:一部为教学而写的书,成了数学史上影响最大的书。
还有一层解读史的花边值得一提。2017年,两位澳大利亚学者宣称普林顿322是世界上最古老的精确三角表,媒体一阵喧腾,专业圈大多摇头。这类周期性的巴比伦热每隔几十年就来一轮,说明公众对古代智慧有一种挥之不去的浪漫需求。史家的职责是给这种需求降温,但不必泼灭:YBC 7289上那个精确到百万分之一的根号二,是真实存在的手艺,不容任何浪漫化拔高,也不容任何现代式的轻视。
应用题的世界:模板与变奏
背完表,学生开始解题。古巴比伦的数学练习题保存下来的数以千计,读起来出奇地现代。大英博物馆的BM 13901号泥板开头写道:我把正方形的面积与边长相加,得四分之三,求边长。用今天的代数写就是x平方加x等于四分之三,标准的二次方程,泥板上给出解法:取一,折半,乘以自身,加上四分之三,开平方,答案是二分之一。整套流程与现代求根公式分毫不差。耶鲁收藏的泥板上有这样的题:我捡到一块石头,没有称;我加上七分之一,再称,结果是一迈纳,问石头多重。还有成批的挖渠题:一条运河,给定长度宽度,每人每天的挖土定额,问需要多少人工;砌墙题、运砖题、放贷利息题,年利率百分之二十起算。商人、监工、量地员的工作场景,就是全部的应用题背景。
这些题目怎么教?答案藏在泥板的形制里。大量练习泥板呈严格的模板结构:正面抄一道完整的例题,题设、解法、答案一应俱全,笔迹工整,显然出自教师之手;背面则是同一道题换几个数字的变体,笔迹潦草,是学生照猫画虎的产物。有的泥板上,教师的解答与学生的模仿并排刻着,学生抄错的地方留着涂改的指痕。教学法的核心就是模板加变奏:老师演示一个范式,学生在数字替换中反复演练,直到套路内化。霍鲁普的研究指出,巴比伦教师讲解二次问题时用的是剪贴式的几何直观,把面积想象成可以切开重拼的黏土块,在图形的拆补移动中让学生看见解法的道理。也就是说,两千年前黑板上画辅助线的祖师爷,已经懂得直观演示的价值。
模板教学在今天名声不佳,被视为应试教育的原罪。但在泥板屋的语境里,它是当时条件下的最优解,而且它的有效成分不该被一笔抹杀:模板给了底层学生可攀爬的台阶。巴比伦的教师们还发展出一套今天读来会心一笑的解法技巧,假定值法:遇到不知道的量,先随便设一个好算的数,沿着题意算到底,再按比例调整。这就是后来的试位法,文艺复兴时期的算术书里还在教。方法论的血脉从美索不达米亚一直流到近代早期,穿过阿拉伯人的译本和意大利商人的账房,最终汇进初等代数的大河。说人类的代数教学是从一批挖渠题起步的,并不夸张。
不过也要看到模板的天花板。存世的巴比伦问题几乎全部落在少数几类固定模型内,解法是配方套用,题目条件从不超出范式一步。没有证据表明教师鼓励学生提出自己的问题,更没有证据表明存在对多种解法的比较与讨论。教学的目标是把人训练成可靠的计算器,而计算器不需要好奇心。当一个文明的数学课与它的运河砖窑高度同构时,数学内部发展的动力就只能来自极少数人的业余钻研。泥板屋培养出了世界上最熟练的账房先生,却没有培养出欧几里得。这个对比,后面几章还会反复出现。
考试的雏形:背诵、默写与出师
泥板屋怎么考学生?严格地说,它没有我们意义上的考试,但评估无处不在,而且密度惊人。第一道关卡是每天的抄写与背诵。苏美尔语的作品讲求声音的抑扬,学生先要把文本念熟背下,再默写出来。存世泥板上有大量从记忆再现的练习,错漏处会被教师的笔勾出。克莱默复原的《上学记》里有个细节:学生清晨到校,先交昨天的默写,然后抄新表,助教检查,小先生领读,全天的节奏排得满满当当。这孩子因为交头接耳、擅自起立、上街吃饭等种种过失,被学监、教师、助教挨个用藤条伺候,回家向父亲哭诉。父亲听完的处理方式堪称千古家长的原型:请老师来家吃饭,敬酒,再让儿子送上一件外袍、一枚戒指。老师酒足饭饱,当场发表祝词,说这孩子把学业完成了,将来必成大器。体罚加人情,惩罚加期许,四千年前的教育生态学已经完备。这份文本写得幽默生动,本身就可能是高年级学生的书写练习,等于说连吐槽学校都成了课程内容。
《上学记》里还有一个妙处:它记下了课堂里的人员编制。除了主管教师,屋里还有负责纪律的学监、负责体育的教官、负责苏美尔文的先生、负责算术的先生,以及一位被称为兄长的高年级学生,职责是检查作业、领读示范。一所家庭作坊式的学校,居然五脏俱全到这个程度,说明分工不是现代学校的发明,而是任何成熟教学活动的自然产物。兄长这个角色尤其值得注意,它是最早的助教制度,用高年级带低年级,既解决了师资,也让帮扶本身成为高阶训练。这封信之外,还有一批古巴比伦时期的学生书信流传下来,其中最出名的一封是学生卢丁吉拉写给母亲的,满纸诉苦说自己饿着肚子,请母亲送钱送粮。教育史的动人处往往在这些地方:制度的长卷里,忽然露出一张具体的、饿着肚子的脸。
第二道关卡是阶段性的文典考试。要毕业,学生必须完整抄写并掌握泥板屋十书的核心篇目,以及标准书信、契约的写作。存世有一批笔迹精熟、形制考究的泥板,学界一般认为属于结业性质的展示作品,相当于今天的毕业设计。有的学生还会在作品末尾刻上自己的名字和一句祷词,祈求书写女神尼萨巴保佑。尼萨巴是苏美尔的谷神兼文书女神,泥板屋的守护者,有一篇古巴比伦时期的颂诗专门歌颂泥板屋,称它为智慧之屋。把学校和智慧挂上钩,把学习神圣化,这个修辞传统也从苏美尔一路传到今天每一所大学的校训里。
第三道关卡最实际:市场检验。抄写员是一种职业,雇主看的是你写的契据是否规范、账目是否无误。学校教育全程围绕可检验的产出组织,抄错了重来,算错了挨打。用今天的行话说,评估是表现性的、标准参照的,不存在横向排名,却存在毫不含糊的合格线。这种方式的长处在真实,短在残酷:没有第二次机会的文化里,淘汰是静默的。留级制度、补考制度、分数曲线,这些缓冲装置都是后世文明慢慢发明的。从这个意义上说,泥板屋的教育是评估的原始形态,它有合格与不合格,却没有发明作为博弈对象的分数。分数一旦成为博弈对象,教育就进入了另一个纪元,那是本书后面几章的剧情。
谁能上学:门槛、性别与传承
泥板屋的最后一个侧面,是它的门槛。谁付得起学费?谁有资格入学?苏美尔社会没有公立学校的概念,上学是家庭与教师之间的私人契约。学费以实物支付,谷物、油、衣物,加上逢年过节的人情往来,《上学记》里那位父亲的宴请就是活生生的学费清单。这样的成本结构决定了学生的出身:抄写员之子做抄写员,账房之后继账房。