本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
几个月前,我写了一些我在葡萄牙里斯本国家瓷砖博物馆遇到的神秘的数学和地理瓷砖。

它们附带的标签没有提供任何线索,说明是谁制作了它们以及为什么制作。 之后,几位读者写信告诉我他们对这些瓷砖的了解。 感谢所有这样做的人! 我将特别分享葡萄牙科英布拉大学科学博物馆的 Carlota Simões 提供给我的解释,并且还将借鉴她引用的今年发表的关于这些瓷砖的论文。
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当这些瓷砖在 1982 年首次在报纸上引起公众关注时,没有人知道它们可能来自哪里。 大部分幸存的瓷砖——31 块中的 20 块——位于科英布拉的一家博物馆中,这表明那里是它们的起源地。 2010 年,考古学家在那里挖掘前耶稣会学院时,发现了更多碎片,证实了这一想法。
与此同时,学者们已经拼凑出这些瓷砖的故事,其中涉及耶稣会士; 庞巴尔侯爵,葡萄牙有影响力的国务秘书,以及 18 世纪中期约瑟夫一世国王统治时期葡萄牙的实际统治者; 以及政治阴谋(当然)。 庞巴尔最著名的事迹是在 1755 年里斯本大地震和海啸之后,迅速有效地重建了里斯本,这场地震震撼了葡萄牙和启蒙运动时期的欧洲思想家。
故事始于耶稣会士,这是一个天主教宗教组织,几个世纪以来,他们因在教育和科学领域的工作而闻名(还有许多其他方面)。 现任教皇——方济各——是第一位登上圣彼得宝座的耶稣会士,他在当选时以及实现这一目标花了近 500 年的事实备受关注。
耶稣会士在葡萄牙城市科英布拉建立了一所学院。 1692 年,该学会收到罗马学会总会长蒂尔索·冈萨雷斯的命令,要求改进数学教学。 它规定了数学教学的课时数,要教的主题,应提供的材料和仪器,并规定教科书应为安德烈·塔奎特的《欧几里得几何原本》版本。
根据 Simões 的说法,该命令还规定,“应将包含 [Tacquet 的《几何原本》] 主要图形的框架放置在显眼的位置”。 根据今年在 Mathematische Semesterberichte 期刊上发表的关于这些瓷砖的论文的作者 Henrique Leitão 和 Samuel Gessner 的说法,耶稣会士要求他们的学生能够从记忆中学习和解释欧几里得前六本书的命题。 在课堂上,学生必须站起来,用黑板上的图形展示他们的知识,教学包括对图形进行冗长而重复的分析。 数百块瓷砖将消除一遍又一遍地绘制这些图形的需要。
耶稣会士显然认真对待了他们的命令,制作了 200 多块瓷砖,上面描绘了书中的图形。 房间里展示如此大量的数学知识一定令人眼花缭乱。
虽然没有人确定它们是哪一年制造的,但根据 Leitão 和 Gessner 的说法,最有可能是在 18 世纪早期至中期,大约在 1740 年左右——尽管那是在命令颁布近 50 年后。 用于制作瓷砖的常见蓝白锡釉陶器是 18 世纪早期葡萄牙瓷砖的标准。 可疑的是,科英布拉大学总图书馆仍然保存的 1672 年塔奎特版《几何原本》副本缺少所有包含图形的页面。 Simões 认为,很可能是从这本书中提取图像作为瓷砖的模型。
结果一定是教室里镶嵌着数学展示,其气势足以让学生感到恐惧,让数学家感到欣喜。 按照现代标准,这些副本有点粗糙,但它们一定足以完成工作。
我还看到一块地理瓷砖让我感到困惑,因为上面的地名“坎伯兰”是我只能将其与英格兰西北部一个县的名字联系起来,而该县离北极很远。

事实证明,根据里斯本大学的 Francisco Roque de Oliveira 的研究,这块瓷砖可能描绘了荷兰制图师 Joan Blaeu 在 17 世纪绘制的世界地图。 这块特殊的瓷砖代表西半球的极点和加拿大北极地区的巴芬岛。 显然,“坎伯兰”是巴芬岛的另一个名称,也在墨卡托的一些地图中使用; 事实上,当我查看我客厅里的地球仪时,我看到巴芬岛既有坎伯兰半岛,也有坎伯兰海峡。 如果是这样,这张地图一定包含至少 50 块瓷砖。
还有四块现存的天文瓷砖。 它们共同暗示了另一个 50 块瓷砖的镶板,上面展示了南北半球的星座、彗星以及至少两个太阳系模型。
然而,仍然有两块瓷砖的起源,其中一块瓷砖的主题,仍然不清楚。 其中一块似乎描绘了某种液压演示。 另一块完全是个谜。
今天,《几何原本》瓷砖是已知唯一为数学教学而非装饰而制作的釉面瓷砖。 然而,如果这些瓷砖真的像 Leitão 和 Gessner 建议的那样在 1740 年左右安装,它们并没有持续多久。 它们很可能在 1759 年被从墙上扯下来,仅仅 19 年后。 在最初的 200 多块瓷砖中,今天只幸存下来 31 块完整或碎片瓷砖。 发生了什么事? 为什么有人会摧毁如此辉煌的数学殿堂? (我知道你们中的一些人现在正在回想你们自己的数学课堂经历,并说“我可以想到一些原因”,但请耐心听我说。)
庞巴尔侯爵(还记得他吗?)已经开始憎恨耶稣会士,并将他们对数学和科学教育的控制视为葡萄牙世俗启蒙运动传播的阻碍。 他对他们怀有许多其他不满,因此在 1759 年,他将耶稣会士驱逐出葡萄牙并“没收”了他们的资产。 为了证明这种迫害是正当的,他公开指责他们(除其他外)是葡萄牙现代化和科学研究的障碍。 这些瓷砖是相反的证据。 它们对真相的证明很可能正是它们被摧毁的原因。
参考文献
http://dererummundi.blogspot.pt/2014/08/azulejos-que-ensinam-ciencias_9.html (葡萄牙语,但包含本文中提及但未描绘的事物的精美图片 - 她向我提供了英文翻译)
Leitão H. 和 Gessner S. (2014)。 瓷砖中的欧几里得:科英布拉耶稣会学院的数学瓷砖,Mathematische Semesterberichte,61 (1) 1-5。 DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00591-014-0130-8 (英文)