精细技术
在详细研究影响技术发展的制度时，我们应该把富人或有权势的人对个别手艺人和技术专家的资助包括进来，有时这种资助是为了相当专业的项目，比如在巴格达和开封建造的天文台工程。这样的专家可以为统治者提供科学和技术建议，例如协助制作地图，或检查现行历法的可靠性。后者很重要，因为统治者需要在正确的日期征税，庆祝宗教节日；不过，天文台也并不纯粹为实用性服务。
技术在某种程度上总是与一个社会或其统治者的梦想和愿景有关，而这愿景又往往是对统治和权力的憧憬，例如成吉思汗征服世界的梦想。但还有一些则是与政治理念有关。中国的皇帝被认为是受命于天。如果一个皇帝违背天命，他就应该被废黜；而失去上天授权的迹象，就包括朝廷每年发布的年历不准确。这就是为什么皇帝们都有天文台：他们认为天文学家们了解上天的意愿和种种天象，并应负责制定准确的年历。
在阿拉伯语世界中，有时诗人作品中表达的梦想可以促进发明，特别是在工程师和历史学家唐纳德·希尔（Donald Hill）称为“精细技术”（fine technology）的领域中。[14]这里我们介绍两种，一种与天文学有关，另一种与园艺有关。
值得注意的是，花园诗（garden poem）借鉴了早期波斯的传统，成为阿拉伯文学中一种独特的体裁。对于主要生活在炎热干燥的沙漠环境中的人们来说，有果树、树荫和流水的花园是很有吸引力的，因此这种描写也经常出现在严肃诗歌以及更流行的文学作品中，如公元850年左右编纂的《一千零一夜》[15]。对花园和安静庭院的描绘通常会强调其中的喷泉，而这一时期的技术文献也对喷泉和其工作原理有着异常着重的刻画。
一个早期的例子是三兄弟班努穆萨（Banu Musa）的技术书，也是在850年左右写的。三兄弟得益于国家资助制度，因为他们是巴格达的哈里发创办的一个学院的成员，这个学院也和一个天文台关系密切。在他们描述的几个喷泉中，有一个喷泉的水柱通过在下面的涡轮状叶片上打转，使水上的一个小水平轮转动不休。
很久以后，即1206年，一位名叫贾扎里（al-Jazari）的穆斯林技师在伊拉克北部一位地方统治者的资助下写了一本《精巧机械装置的知识之书》。图2.6再现了贾扎里对一个喷泉设计的解释。它既可以喷出一股水柱，也可以同时喷出六股水柱，形成环形。这些水柱需要不同的机关来供水，水流从一个套一个的不同管道中流入。
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图2.6 贾扎里设计的喷泉，配备了一个中央喷水器，周围有六个较小的喷水器（上图）和为喷泉供水的蓄水池（下图），可能都是用铜板焊接而成的。蓄水池分成两个水箱，水流入蓄水池中心上方的漏斗中。漏斗中的水进入一个管道，该管道可以摆动，先流入一个水箱，再流入另一个水箱，这样喷泉中的不同喷头就会交替出水［摘自希尔《古典时期和中世纪工程史》（A History of Engineering in Classical and Medieval Times）（1984），使用经克鲁姆海尔姆出版社（Croom Helm）许可］
精细技术的另一个重要方面是天文仪器和计算设备的制造。这项工作背后的核心概念是“行星的运动是一个复杂的圆周系统”，这一数学概念在希腊最后一位伟大的天文学家克劳狄乌斯·托勒密（Claudius Ptolemaeas，约90—168年）的书中得到了最充分的表达。可以把托勒密的圆周想象成大轮子，一个在另一个里面旋转。这种天体概念模型通过星盘上的黄铜圈来体现，星盘作为一种用于简单的天文观测和计算的工具，本身就是一种精细技术的产物（见图5.5）。
1074年，天文学家、数学家和诗人欧玛尔·海亚姆（Omar Khayyām）被波斯的塞尔柱统治者邀请到伊斯法罕（Isfahan），帮忙制作一个更精确的年历。该项目包括重新计算一年的时长，并提出闰年应安排在何时，这是为了让行政管理所用的历法能够与季节和星辰保持同步。海亚姆受命在伊斯法罕附近组织一个天文台来进行这项研究。虽然历法改革在1079年成功完成，但在1092年，海亚姆被贬，他的天文台也被关闭；我们无从知晓天文台里曾有过哪些仪器。海亚姆得出了一个异常精确的年长数字——365.2424天，但这也可能不是在天文台进行的新观测的成果，而是根据已有数据计算得到的结果。[16]
被称为《欧玛尔·海亚姆之柔巴依集》（The Ruba'iyat of Omar Khayyam，又名《鲁拜集》）的系列诗歌经常提到“天堂之轮”（wheel of the heavens）。其中一首诗设想了在一个黑暗的房间里用透视画来模拟行星系统，“太阳是蜡烛”，“图像在墙上旋转”。[17]这是一个重要的比喻，因为此时正在制造的其他类型的机械装置也是以类似的理念构思而成的。其中一个是安装在大马士革城门上方的时钟：一个在天空背景板上移动的太阳模型代表着一天不同的时间。这并不是12世纪唯一一个如此直接表现太阳的时钟。还有一些钟在夜间用蜡烛或灯来表示天体，就像这首诗中所写的那样。有些钟的设计初衷是为制造奇观，每逢整点都有机械动物、鸟类或人偶表演。[18]相比之下，许多其他类型的极其精确的仪器被用于严肃的天文观测、占星，或在穿越沙漠和海上旅行时导航。但这些仪器也常常被认作“天堂之轮”的模型。
类似的天文仪器和钟表的精细技术在中国得到了发展，在那里，正如在讲阿拉伯语的伊斯兰世界一样，钟表是由水力装置驱动的。这一时期最精确、最复杂的天文钟由官员苏颂建造。他在1077年发现了中国年历中的一个错误，这件事引发了他对历法的兴趣。于是苏颂开始了一系列关于时间测量的研究，并在11世纪80年代于开封建造了一座大钟。它由一个直径3.4米的水车驱动，轮缘上安装有36个水桶。在一个非常精密的擒纵机构（escapement mechanism）的控制下，水轮旋转得很慢，每天旋转100圈，不多不少，十分精确。[19]
苏颂的工作起源于对历法的关注，而中国人知道波斯使用的年历，所以可能在钟表的制作上与阿拉伯世界有一些技术方面的交融互助。然而文献记载中，仅有一个阿拉伯时钟装置与苏颂的水轮驱动可堪伯仲。波斯乃至整个阿拉伯世界的大多数钟表是由砝码和浮子驱动的。例如，人们可能会把一块木头装在一个大水箱里，水以可控的速度慢慢流出，当浮子随着水位的下降而下降时，它的重量就会驱动钟表装置。
托勒密的天文理论在印度也被研究了很长时间，有一份关于这个主题的印度手稿可以追溯到公元500年，一定程度上，我们可以从对这个主题的处理中推断出印度机械技术的情况。1150年左右，天文学家婆什伽罗第二（本章前面提到过）写了一本书，其中有一章是关于天文仪器的。他一直在观察图1.4所示的那种提水水车，并似乎设想过这种轮子能提起足够的水来补充驱动它的水流。如果能做到这一点，即使没有任何额外的水进入河流，轮子也会永远转动。在几百年的时间里，这种永动机的梦想一直萦绕在发明家们心中。[20]
