遠(yuǎn)古文明和自然科學(xué)的起源

遠(yuǎn)古文明和自然科學(xué)的起源我們似乎已經(jīng)沒(méi)有必要再更多地去體味自然科學(xué)在遠(yuǎn)古時(shí)代的迷惘和在整個(gè)中世紀(jì)的種種不愉快，也許那是人類認(rèn)識(shí)史上必然會(huì)出現(xiàn)的時(shí)期。但是我們還是非常有必要把文藝復(fù)興之前自然科學(xué)中的輝煌點(diǎn)羅列一下，因?yàn)檫@種羅列的結(jié)果總會(huì)使我們驚嘆不已，甚至有時(shí)忍不住要懷疑其中的一些怎么可能是在那樣低下的生產(chǎn)力狀態(tài)下成功和實(shí)現(xiàn)的。處在世紀(jì)之交中的我們，如果有誰(shuí)對(duì)那些已被發(fā)現(xiàn)或?qū)⒈话l(fā)現(xiàn)的遠(yuǎn)古奇跡表現(xiàn)出絲毫藐視，就會(huì)立刻使自己陷入十分淺薄的尷尬境地一事實(shí)上，古人的許多天才思想和天才作品似乎至今也還沒(méi)有被人們真正理解透，更不用說(shuō)那些還沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)的和永遠(yuǎn)消失了的思想和作品。遙遠(yuǎn)的東方上一世紀(jì)的大生物學(xué)家達(dá)爾文（英1809—1882）曾經(jīng)斷言人類的誕生地在非洲，他的依據(jù)十分簡(jiǎn)單：當(dāng)時(shí)生存在非洲的兩種猿—大猩猩和黑猩猩—被認(rèn)為是人類最近的親屬。一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，達(dá)爾文這一觀點(diǎn)受到過(guò)許多次沖擊。雖然一些多少帶有殖民主義傾向的人類學(xué)家們很是蔑視黑非洲，積極主張“多地區(qū)進(jìn)化論”，但是到了八十年代后期，研究證明那是難以成立的理論。1998年，在南非舉行了一次國(guó)際會(huì)議，全世界資深生物學(xué)家和古人類學(xué)家在科學(xué)史上第一次聚會(huì)一堂?；镜挠^點(diǎn)是，1924年在南非博茨瓦納一個(gè)石灰場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)的那個(gè)孩子的頭骨屬于距今250萬(wàn)年以前的非洲巧人（Homohabilis）,那時(shí)人類剛從猿中分化出來(lái)，開(kāi)始了在非洲大草原上最早的勞動(dòng)和生活。巧人是最早使用和制作工具的人類。有些動(dòng)物也有將身邊的東西做工具使用的行為（例如達(dá)爾文雀和黑猩猩，它們有時(shí)會(huì)使用樹(shù)葉和樹(shù)枝為自己做點(diǎn)什么），而巧人則使用有目的的打制了的工具，比如說(shuō)石器，只有人才能制造這樣的工具（從這個(gè)意義上說(shuō)，今天的電腦也不過(guò)是一種人類制造的工具）。50萬(wàn)年前的北京猿人會(huì)制作一些有趣而精巧的新石器，火曾經(jīng)是他們最好的伙伴。目前有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，第一批現(xiàn)代人大約6—7萬(wàn)年前出現(xiàn)在非洲撒哈拉以南，然后從那里一群群地遷移到其他大陸，替代了原來(lái)在那些地方的現(xiàn)代人以前的直立人。這時(shí)的人類開(kāi)始了主動(dòng)的意識(shí)和思維，他們的大腦漸漸由祖先的半升左右發(fā)展到一升左右，他們開(kāi)始學(xué)會(huì)把原來(lái)簡(jiǎn)單的石器組合成為復(fù)雜的工具，他們發(fā)明了弓箭，驚嘆于隱藏在其中的隱蔽的力量；他們比過(guò)去更加自由地駕馭了火，借助于火他們能夠在石器上鑿孔，甚至于他們學(xué)會(huì)運(yùn)用火從某些礦石里去提取金屬；他們漸漸地?zé)瞥隽颂掌?；他們?cè)谑澜绺鞯氐亩囱ɡ?、崖壁上留下了許多美麗的原始繪畫(huà)和符號(hào)，我們知道那不是為了留給我們今天去觀賞的，那是他們對(duì)于自己和對(duì)于自然世界的記錄、探索或者向往。一萬(wàn)年前的一個(gè)春天，人類開(kāi)始了播種，農(nóng)業(yè)出現(xiàn)了，很快地，宗教也跟著出現(xiàn)了，再過(guò)了一個(gè)歷史時(shí)期，古老的文明隨著城市的生長(zhǎng)而出現(xiàn)在地平線上。在尼羅河流域出現(xiàn)的古埃及文明大約興起于距今五千年之前；與此同時(shí)，在今日伊拉克境內(nèi)，在幼發(fā)拉底河流域，出現(xiàn)了具有高度文明的美索不達(dá)米亞文明，產(chǎn)生了偉大的古巴比倫人；再往東，稍晚，存在著神秘的古印度文化，肥沃的印度河流域是古印度文明的產(chǎn)床和搖籃；翻過(guò)天下最高的珠穆朗瑪群峰往東，就是我們偉大祖國(guó)的古文化，至少在七千年前，黃河、長(zhǎng)江流域已經(jīng)出現(xiàn)了以農(nóng)耕為主的華夏民族了。世界四大古文明的出現(xiàn)都是在幾條偉大的母親河流域之內(nèi)，難怪被西方稱為第一個(gè)哲學(xué)家的泰勒斯（約公元前624—547）以“萬(wàn)物源于水”這句唯一的傳世之話成為了哲學(xué)和科學(xué)的鼻祖。四大古文明似乎有許多相似的地方，除了前面說(shuō)的在出現(xiàn)的歷史時(shí)期很接近、出現(xiàn)的地域很相似以外，對(duì)于自然界的認(rèn)識(shí)程度似乎也有許多相似之處。首先是對(duì)于天文學(xué)的好奇、追求和一批天才的發(fā)現(xiàn)，埃及人創(chuàng)造了人類歷史上最早的太陽(yáng)歷，六千年前的他們就把一年定為365天，并且把尼羅河泛濫的那一天定為一年的第一天，古埃及人識(shí)得許多天上的星座，古老的墓棺上有他們留下的星圖，大犬座的天狼星被古埃及人稱為“西里烏斯”星，即“燒焦了的星”，它的出現(xiàn)意味著尼羅河水泛濫的的開(kāi)始；古巴比倫人在天文學(xué)上的進(jìn)步甚至比古埃及人還要巨大，他們?yōu)辄S道十二宮所命名的符號(hào)一直沿用至今，他們將一小時(shí)分成60分、一分分為60秒、一周分為7天的方法也沿用到了今天。公元前二千年，巴比倫人已經(jīng)注意到金星位置的八年五次周期，他們的宇宙模型是一個(gè)密封的箱子，大地像一個(gè)地板。相對(duì)而言，古印度的天文成就就顯得比較平淡，這也許與其漫長(zhǎng)時(shí)期的多部落多民族和那種神秘的宗教氣氛有關(guān)，但他們也出現(xiàn)過(guò)大天文學(xué)家，出現(xiàn)過(guò)歷法，出現(xiàn)過(guò)對(duì)于黃道的研究，而且我們說(shuō)的只是至今為止人類對(duì)于古印度文明的了解，今后的人們或許對(duì)這個(gè)古老大陸的古文明會(huì)有更多的了解；中國(guó)的古人對(duì)天文現(xiàn)象做過(guò)大量的觀察和記錄，《春秋》《左傳》中從公元前722年到481年，記錄下37次日食，公元前613年的哈雷彗星記錄是世界上最早的，中國(guó)的甲骨文字上記錄了日食、月食和新星，并且反映出4000年前的中國(guó)人已經(jīng)用干支在記日。在數(shù)學(xué)方面，東方的古文明也給古老的人類文明帶來(lái)過(guò)巨大的成就。四大文明都有獨(dú)自的記數(shù)系統(tǒng)，都有了初步的幾何知識(shí)，其中特別值得提到的是古印度人和古巴比倫人。古印度人精于實(shí)數(shù)運(yùn)算，他們?cè)谄呤兰o(jì)給出了正負(fù)數(shù)四則運(yùn)算的正確法則，十二世紀(jì)時(shí)了解到正負(fù)數(shù)的平方和和平方根，并且直接計(jì)算無(wú)理數(shù)。印度人較早用符號(hào)表示算術(shù)運(yùn)算，他們可能是現(xiàn)代算術(shù)算式的發(fā)明者，不但算出了圓周率、引進(jìn)了負(fù)數(shù)和無(wú)理數(shù)運(yùn)算，能夠處理二次方程的求根問(wèn)題，他們還在公元五世紀(jì)初創(chuàng)造了零的概念和數(shù)字符號(hào)0，這對(duì)于數(shù)學(xué)是很大的貢獻(xiàn)。近代的人們面對(duì)著出土的古巴比倫泥版發(fā)呆，這兩百多塊公元前2000年就存在了的東西竟然象是各種數(shù)表，包括乘法表、倒數(shù)表、平方表、立方表，甚至還有的似乎是指數(shù)表，可以想到當(dāng)時(shí)的巴比倫人能夠比較廣泛地應(yīng)用算術(shù)知識(shí)。和巴比倫人相比，古代埃及人的數(shù)學(xué)能力似乎在幾何方面顯得更加突出，他們能夠求出三角形和梯形的面積，能夠算出棱柱的體積，傳世至今的埃及古建筑似乎可以為此作一個(gè)實(shí)證。其次，這些古文明在醫(yī)學(xué)、建筑學(xué)、農(nóng)業(yè)、鑄造業(yè)等方面也有驚人的傳世之作。古埃及人因?yàn)樽诮绦枰闹谱髁祟I(lǐng)袖人物的木乃伊，由此增長(zhǎng)了他們的解剖知識(shí)，不但如此，在對(duì)金字塔附近20余座工匠墓穴的發(fā)掘和研究表明，4500年前在埃及，有一個(gè)普通工匠接受過(guò)腦瘤切除手術(shù)，另一個(gè)則在腿截肢后存活過(guò)14年，那時(shí)的埃及能夠進(jìn)行復(fù)雜的醫(yī)療操作，甚至包括腦科手術(shù)和難產(chǎn)處理。古印度人在佛祖釋迦牟尼生活的年代（約2500年前）已經(jīng)有了醫(yī)科學(xué)校和專職醫(yī)生，印度醫(yī)學(xué)的發(fā)展因宗教的原因而漸漸形成了獨(dú)立的體系。在中國(guó)，商周時(shí)代生物學(xué)和醫(yī)學(xué)已經(jīng)出現(xiàn)，說(shuō)它出現(xiàn)是因?yàn)槟菚r(shí)人們的生物觀察和一些醫(yī)療可能已經(jīng)是比較系統(tǒng)化的了。商代殷墓中的蠶絹?zhàn)C明公元前12世紀(jì)的中國(guó)人已在開(kāi)始養(yǎng)蠶織絹，《詩(shī)經(jīng)》上的動(dòng)物、植物各有一、二百種，《周禮》上記載有專門的醫(yī)生和獸醫(yī)，還記下了常見(jiàn)的許多疾病。醫(yī)生則以2500年前的扁鵲為代表，他所總結(jié)出的切脈、望色、聞聲、問(wèn)病四個(gè)方法一直用到今天，戰(zhàn)國(guó)晚期的醫(yī)學(xué)巨著《黃帝內(nèi)經(jīng)》是祖國(guó)醫(yī)學(xué)的奠基之作。相比之下，中國(guó)先民的宗教意識(shí)顯得較為淡薄，而印度則是最具宗教色彩的國(guó)度。這些都對(duì)于這些民族后來(lái)的發(fā)展特別是科學(xué)的發(fā)展發(fā)生了很大的影響。古文明中有許多至今未能完全破譯的謎，其中尤以眾所周知的埃及金字塔為著名，它象一個(gè)巨大的問(wèn)號(hào)留給了后人，象一篇無(wú)頭無(wú)尾的文字傳遞著遙遠(yuǎn)時(shí)代的某些信息，直到今天，我們對(duì)于古埃及的大金字塔，古巴比倫城巨大的規(guī)模和著名的空中花園，古中國(guó)的長(zhǎng)城、都江堰浩大的工程運(yùn)作等懷有巨大的崇敬之情和同樣巨大的未解之疑。東方古文明的燦爛一直閃耀在人類歷史的天空中。近代科學(xué)的先驅(qū)古老的文明終于在2800年前孕育出了人類文明史上的奇葩—古希臘文明和古希臘的科學(xué)精神。其1300年左右的興衰史大致可以分為兩個(gè)時(shí)期，即希臘時(shí)期（公元前8世紀(jì)到公元前4世紀(jì)）和希臘化時(shí)期（公元前4世紀(jì)到公元五世紀(jì)）。今天的人們?cè)诨匾曔@可歌可泣的人類古文明時(shí)，在從整個(gè)現(xiàn)代科學(xué)的許多領(lǐng)域看到它的祖脈都源于那個(gè)偉大的時(shí)期的時(shí)候，都會(huì)禁不住對(duì)那些人類的先哲們表示由衷的敬仰和感激。按照希臘時(shí)期的代表人物亞里士多德的說(shuō)法，燦爛的古代文明之花之所以開(kāi)放在希臘，有三個(gè)條件：第一是驚異，第二是閑暇，第三是自由。恩格斯也說(shuō)：“沒(méi)有奴隸制度就沒(méi)有希臘的藝術(shù)和科學(xué)?！蹦菚r(shí)的希臘地區(qū)，奴隸制已經(jīng)確立，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)空前活躍，商業(yè)、航海業(yè)、漁業(yè)的發(fā)達(dá)使人們有大量與多種文明接觸交流的機(jī)會(huì)；城邦民主制的獨(dú)特的政治體制更加助長(zhǎng)了古希臘人的濃濃的文明氣氛，他們沒(méi)有不可抗拒的王朝統(tǒng)治，也沒(méi)有傳統(tǒng)文化的束縛，這就使他們中的相當(dāng)一部分人具備了上述三個(gè)條件，加上希臘民族又有著熱愛(ài)自由、熱愛(ài)生活、天性樂(lè)觀、崇尚理性的民族傳統(tǒng)，于是，幾乎所有古文明肥沃的種子就在這一時(shí)空點(diǎn)上結(jié)出了碩果。希臘時(shí)期也可以發(fā)生在公元前五世紀(jì)中葉的希波戰(zhàn)爭(zhēng)為界而分為前后兩個(gè)時(shí)期，前期在科學(xué)史上占重要地位的人物是被西方尊稱為“科學(xué)之父”的泰勒斯和數(shù)學(xué)大師畢達(dá)哥拉斯（公元前580—前500）。泰勒斯和他的學(xué)生們形成了西方第一個(gè)“科學(xué)—哲學(xué)”學(xué)派—米利都學(xué)派，泰勒斯本人曾與著名的雅典執(zhí)政官梭倫一起被列入希臘“七賢”。米利都學(xué)派的哲學(xué)是宇宙論的，在他們的宇宙中，沒(méi)有希臘幾何范式的影響，也沒(méi)有什么不可超越的神的領(lǐng)地。在天文學(xué)上，他們最大的成就是在公元前584年預(yù)言了一次日食的發(fā)生，這在科學(xué)史上帶有極大的意義。由天文而研究宇宙，他們也達(dá)到了很高的、科學(xué)的、理性的思維境界，他們?cè)竽懱岢鲞^(guò)宇宙的形狀、萬(wàn)物之源的問(wèn)題以及自然界產(chǎn)生和運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。在數(shù)學(xué)上，他們把埃及的測(cè)地術(shù)引進(jìn)了希臘，并且發(fā)展成為一般性的抽象的幾何學(xué)；在物理領(lǐng)域，他們對(duì)琥珀摩擦而發(fā)電做了詳細(xì)的觀察，知道摩擦了的琥珀會(huì)吸引小的物體，他們對(duì)氣體熱脹冷縮性質(zhì)所做的實(shí)驗(yàn)被稱為“第一次真正的科學(xué)實(shí)驗(yàn)”。泰勒斯學(xué)派從自然出發(fā)研究自然的科學(xué)研究方式影響了數(shù)千年來(lái)的科學(xué)發(fā)展史。他們開(kāi)創(chuàng)了在物質(zhì)世界中尋找物質(zhì)性本原的研究工作，認(rèn)為萬(wàn)物以水、火為原，創(chuàng)立了用元素組合說(shuō)明世界的方式。沿著這條道路，后來(lái)，前五世紀(jì)時(shí)的恩培多克勒認(rèn)為萬(wàn)物是由火、水、土、氣四種以愛(ài)憎的原則組合而成的，德謨克利特（前460—前370）又進(jìn)一步認(rèn)為原子是不可再分的最小微粒，一切事物都是由原子的不同排列構(gòu)成的，他認(rèn)為原子是永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)著的，運(yùn)動(dòng)的旋渦組成了世界和天體。直到今天，這些思想都極具智慧。與泰勒斯學(xué)派可以相提并論的是畢達(dá)哥拉斯學(xué)派。畢氏本人曾是泰勒斯的學(xué)生，他的主要貢獻(xiàn)在數(shù)學(xué)上，著名的“勾股定理”即畢達(dá)哥拉斯定理是由他的學(xué)派證明的。這個(gè)學(xué)派把數(shù)看作是萬(wàn)物的本原和萬(wàn)物存在的形式，顛倒了數(shù)和物的關(guān)系，例如認(rèn)為10是一個(gè)完美無(wú)缺的數(shù)（1+2+3+4=10），所以行星一定會(huì)有十個(gè)。畢達(dá)哥拉斯為調(diào)節(jié)音調(diào)而探索琴弦長(zhǎng)度比的數(shù)學(xué)思考頗具超前意識(shí)，由此還推論行星在宇宙中的軌道一定符合音樂(lè)的比例關(guān)系。畢達(dá)哥拉斯學(xué)派將數(shù)學(xué)劃分為算術(shù)，幾何，天文和音樂(lè)，并且在這幾個(gè)方面都有突破性的杰出貢獻(xiàn)傳給整個(gè)人類。古希臘人打開(kāi)了人類對(duì)于數(shù)的興趣之門，幾千年來(lái)，關(guān)于數(shù)學(xué)的作用和神奇吸引了無(wú)數(shù)的人們。自然界中許許多多和數(shù)有關(guān)的現(xiàn)象迷惑著每一代年輕人和科學(xué)家們。希臘時(shí)期后期在科學(xué)史上的重要人物是蘇格拉底（前469—前399）、柏拉圖（前427—前347）和亞里士多德（前384—前322）。這是三位既有師承關(guān)系又各有極大獨(dú)立發(fā)展的古代科學(xué)家。蘇格拉底與其說(shuō)是一位科學(xué)家，倒不如說(shuō)是一位智者（他所處的時(shí)代正好和中國(guó)的老子大致相同）。他的學(xué)生柏拉圖是對(duì)西方文化有較大影響的唯心主義代表人物，他對(duì)實(shí)驗(yàn)和觀察都持否定態(tài)度，他的主要功績(jī)?cè)谟谑寡诺涞膶W(xué)術(shù)走向了系統(tǒng)化，當(dāng)他盛年時(shí)在雅典西北開(kāi)設(shè)了學(xué)園招生講學(xué)，柏拉圖也是畢達(dá)哥拉斯的積極追隨者，他把畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的算術(shù)、天文、幾何、音樂(lè)等都作為哲學(xué)的預(yù)備課開(kāi)設(shè)，甚至在學(xué)園門口立牌“不懂?dāng)?shù)學(xué)者不得入內(nèi)”，可見(jiàn)他認(rèn)為哲學(xué)和數(shù)學(xué)的關(guān)系非常密切。他的學(xué)園一直存在了近一千年，這對(duì)于后世教育的影響也是很巨大的。柏拉圖最早的學(xué)生中出了古希臘最偉大的科學(xué)家亞里士多德，亞里士多德將前人零散的知識(shí)通過(guò)大量的著作進(jìn)行了歸納和整理，和他的老師不同，亞氏不再走綜合型學(xué)者的道路，他是分類型的學(xué)者，倡導(dǎo)建立了各門具體的學(xué)科，他的著述分別涉及到哲學(xué)、邏輯學(xué)、天文學(xué)、氣象學(xué)、生物學(xué)、博物學(xué)、修辭學(xué)、文學(xué)、物理學(xué)、倫理學(xué)等等，在幾乎每一個(gè)自然科學(xué)領(lǐng)域都留下了他的權(quán)威性論著。亞里士多德是御醫(yī)的兒子，他對(duì)生物、人體都有興趣，注重觀察和實(shí)驗(yàn)，據(jù)說(shuō)還曾親自動(dòng)手解剖過(guò)幾十種動(dòng)物以至人的尸體，他的學(xué)說(shuō)在科學(xué)史上能夠屹立兩千年之久，和他堅(jiān)持科學(xué)地觀察和認(rèn)識(shí)自然界有關(guān)。亞里士多德開(kāi)始強(qiáng)調(diào)科學(xué)的思維方法，提出數(shù)學(xué)體系應(yīng)當(dāng)由盡可能少的公理、公設(shè)演繹出來(lái)，這在很大程度上影響了后來(lái)的歐幾里得。正是這些進(jìn)步的要素，使亞里士多德成為古希臘最杰出的代表人物和古希臘科學(xué)的集大成者。當(dāng)然，在今人看來(lái)，亞里士多德的一些論斷也曾經(jīng)成為禁錮科學(xué)發(fā)展的教條。其中最有影響的如：他是地心說(shuō)的積極推動(dòng)者；他認(rèn)為天體運(yùn)動(dòng)是神的運(yùn)動(dòng)，是圓形而永恒的；他提出力是物體運(yùn)動(dòng)的原因、重物比輕物先落地等觀點(diǎn)長(zhǎng)期為人們所接受。希臘化時(shí)期的劃時(shí)代人物亞歷山大大帝從13歲起就成為了亞里士多德的學(xué)生，他后來(lái)把帝國(guó)的疆土擴(kuò)大到了歐亞大陸，這使埃及的亞歷山大里亞城成為了希臘化時(shí)期的科學(xué)中心。亞里士多德的另一位學(xué)生托勒密曾是這個(gè)城市的長(zhǎng)官，他創(chuàng)造了這一時(shí)代輝煌一時(shí)的科學(xué)文化。但是后來(lái)，隨著羅馬帝國(guó)的日益衰落，隨著羅馬帝國(guó)人們對(duì)科學(xué)認(rèn)識(shí)的某種偏見(jiàn)，古代科學(xué)的輝煌漸漸暗淡下來(lái)，人類科學(xué)史隨之進(jìn)入了中世紀(jì)的漫漫長(zhǎng)夜，這個(gè)過(guò)程大約用了700年（公元前3世紀(jì)到公元四世紀(jì)左右）。亞歷山大里亞時(shí)期最值得人類自豪的人物是歐幾里得（前335_前275）和阿基米德（前287—前212），當(dāng)時(shí)的托勒密王朝在王宮附近修建有世界上最大的學(xué)院繆塞昂，包括了博物館、動(dòng)物園、植物園、天文臺(tái)和實(shí)驗(yàn)室，它的圖書(shū)館藏書(shū)達(dá)70多萬(wàn)卷。當(dāng)時(shí)幾乎所有的著名科學(xué)家都在亞歷山大里亞生活過(guò)。歐幾里得在此從事研究和講學(xué)，他總結(jié)了前人成果，重視和研究數(shù)的和諧和美麗，因而特別重視幾何學(xué)，他的《幾何原本》一書(shū)集中了當(dāng)時(shí)所知的大量幾何知識(shí)和證明，其內(nèi)容幾乎包括了今日初等幾何的全部知識(shí)。他首創(chuàng)了組織理論體系的方法——公理化方法，從5個(gè)公設(shè)和5個(gè)公理出發(fā)，推出了13篇467個(gè)幾何命題，涵蓋了當(dāng)時(shí)的全部幾何體系，形成了整個(gè)理論的嚴(yán)密性和不可動(dòng)搖性。這種理論思想經(jīng)過(guò)文藝復(fù)興時(shí)期笛卡爾的提倡，又覆蓋到了其他自然科學(xué)領(lǐng)域。古希臘人追求理性的完美和邏輯的嚴(yán)密在當(dāng)時(shí)成為了一種時(shí)尚。據(jù)說(shuō)當(dāng)時(shí)有一位國(guó)王對(duì)那部厚達(dá)十二卷的巨著感到吃驚，希望能學(xué)得簡(jiǎn)單些，而他的家庭教師的回答則是斬釘截鐵的：“幾何學(xué)沒(méi)有王道，即使是國(guó)王，也應(yīng)該是從最初一步一步地學(xué)起?！睔W氏是現(xiàn)代幾何學(xué)的鼻祖，世界上沒(méi)有一本科學(xué)書(shū)籍比得上《幾何原本》的影響，它的手抄本流傳了1800年，從十五世紀(jì)末到十九世紀(jì)末用各種文字出版了一千版以上。阿基米德是歐幾里得學(xué)生柯農(nóng)的學(xué)生，他在數(shù)學(xué)上的成就在當(dāng)時(shí)就和歐幾里得齊名，據(jù)說(shuō)也可以和后來(lái)的牛頓、高斯相比。阿基米德使算術(shù)和代數(shù)成為數(shù)學(xué)中的獨(dú)立學(xué)科，但是據(jù)說(shuō)阿基米德自己以幾何學(xué)家為自豪，依照他的遺言所建的墓雕刻著精彩的幾何圖形，是一個(gè)完全與圓柱內(nèi)接的球，圓柱的體積是球的一倍半，人們猜測(cè)他是運(yùn)用他研究得最透的杠桿平衡原理，發(fā)現(xiàn)了2比3的平衡支點(diǎn)，這是阿基米德引以自豪的命題，也是他將理論與技術(shù)結(jié)合的精彩之作。在物理領(lǐng)域，阿基米德留下了膾炙人口的故事。例如關(guān)于杠桿原理，他說(shuō)過(guò)“給我支點(diǎn)，我可以撬起地球”，關(guān)于浮力定律發(fā)明過(guò)程的傳說(shuō)更是千古傳頌。阿基米德也是偉大的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，他曾經(jīng)發(fā)明過(guò)許多器械，據(jù)說(shuō)其中一些直接運(yùn)用于保衛(wèi)他的祖國(guó)。1998年，一卷被烤變了色的、散發(fā)著霉臭氣味的千年藏書(shū)以200萬(wàn)美元在紐約成交，據(jù)說(shuō)這是兩本阿基米德重要數(shù)學(xué)著作的最早版本，是專家運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件程序處理后的原文字跡。阿基米德在《機(jī)械定理方法論》一書(shū)中提出的一些研究思想與現(xiàn)代微積分學(xué)有著驚人的相似，而在《論浮體》中阿基米德則論述了他發(fā)現(xiàn)的浮力定律。在那個(gè)時(shí)期的稍后，比較著名的科學(xué)家要算普林尼（公元23－79）、托勒密（約生活在2世紀(jì)中葉）和蓋倫（約129－200）。普林尼寫(xiě)了一部37卷的《博物志》，內(nèi)容非常廣泛，涉及到宇宙元素、地理、各種動(dòng)物和植物、各種栽培技術(shù)、各種藥物、礦物和冶金術(shù)等等，據(jù)說(shuō)他是在整理了2000卷前人書(shū)籍的基礎(chǔ)上才寫(xiě)下這部實(shí)用百科全書(shū)的，可惜的是，他的強(qiáng)烈的好奇心最終竟導(dǎo)致了他在親眼觀察火山噴發(fā)時(shí)被維蘇威火山的瓦斯窒息而死。古希臘人在天文上的追求常常實(shí)際上是在圓自己數(shù)學(xué)理念的美夢(mèng)，畢達(dá)哥拉斯對(duì)于圓崇拜得五體投地，堅(jiān)信宇宙和所有的天體理所當(dāng)然是圓球形的，天體是依照?qǐng)A形軌道勻速運(yùn)動(dòng)的。這些思想在天文學(xué)家托勒密的《天文學(xué)大成》一書(shū)中有了系統(tǒng)的表述。托勒密建立的“地心說(shuō)”理論，是人類認(rèn)識(shí)太陽(yáng)系的非常重要的一步，有很精彩的內(nèi)核，比如認(rèn)定行星是球體，無(wú)須靠什么東西支撐，這個(gè)思想在當(dāng)時(shí)是了不起的結(jié)論；又比如用模型的方法、數(shù)學(xué)的方法去研究天體間的規(guī)律，他的“本輪－均輪”模型達(dá)到過(guò)相當(dāng)完善的地步。托勒密的地心說(shuō)結(jié)論統(tǒng)治了西方一千多年。與托勒密同時(shí)的，是精力充沛的醫(yī)學(xué)家蓋倫，他是一個(gè)卓越的觀察家，解剖過(guò)大量的動(dòng)物，據(jù)說(shuō)也作過(guò)人體解剖。蓋倫總結(jié)了自己的觀察和實(shí)驗(yàn)的知識(shí)，形成了古代醫(yī)學(xué)。他的許多觀點(diǎn)也延續(xù)了一千多年。這些大約是羅馬時(shí)期最值得稱道的事情了。但整個(gè)羅馬時(shí)期科學(xué)的進(jìn)步并不顯得很突出。與此相反，羅馬時(shí)期技術(shù)卻得到極大的發(fā)展。羅馬時(shí)代是一個(gè)相對(duì)于希臘更為開(kāi)放的時(shí)代，在不斷擴(kuò)大領(lǐng)土的同時(shí)，羅馬帝國(guó)的道路網(wǎng)長(zhǎng)達(dá)76000公里，其中一些運(yùn)用混凝土筑路技術(shù)修建的道路后來(lái)使用了一千年以上，羅馬時(shí)代修建的城市給水設(shè)備和許多軍事技術(shù)成果也十分突出，連年不斷的戰(zhàn)爭(zhēng)使羅馬人崇尚武力，發(fā)展運(yùn)動(dòng)，這些也都深深地影響了后來(lái)的世界。希臘時(shí)期在許多方面也還有值得圈點(diǎn)的地方。比如在生理學(xué)方面，公元前六世紀(jì)的阿爾克梅翁是早期人物，他開(kāi)始了解剖，知道了腦是思維的器官，前五世紀(jì)，希臘人認(rèn)識(shí)到心臟是血液流動(dòng)的中心。希波克拉底是希臘醫(yī)學(xué)的創(chuàng)立人，他認(rèn)為人和其它事物一樣由土、氣、火、水組成，不同的組合決定了人不同的性格。1998年9月，在地中海3000英尺的大海深處發(fā)現(xiàn)了腓尼基沉船。腓尼基是古代歐洲最強(qiáng)大的貿(mào)易國(guó)，公元前一世紀(jì)在同羅馬的戰(zhàn)爭(zhēng)中被毀滅。在這條大約沉睡了2500年的沉船上，有很多用來(lái)運(yùn)輸葡萄酒、橄欖油和蜂蜜的泥罐，非常生動(dòng)地再現(xiàn)了古希臘繁榮的貿(mào)易往來(lái)。又比如，幾乎所有的人都以一睹希臘－羅馬的藝術(shù)為榮幸，那些建筑，那些神殿，柱子挺拔有力，山墻雕刻豐富，雕塑造型豐滿，人物線條精美，整體環(huán)境協(xié)調(diào)，是人類偉大的藝術(shù)遺產(chǎn)。古代科學(xué)史上值得后人感嘆的事是，希臘時(shí)期涌現(xiàn)過(guò)大量的思想家，學(xué)術(shù)思想空前活躍，思維達(dá)到了相當(dāng)高的水平，但是使人驚異的是在技術(shù)史上卻幾乎是一片空白，科學(xué)之苗未能在技術(shù)廣闊的土壤里扎根，所以希臘一旦被羅馬征服，輝煌的科學(xué)史隨之煙滅；羅馬人又一反希臘人的性格，他們專注于政治、軍事、建筑等等，特別是屹立至今的古羅馬建筑叫人驚嘆不已，可是他們?cè)诳茖W(xué)上卻少有興趣和熱情，因而也就少有建樹(shù)。這真是值得我們今天思考的問(wèn)題。當(dāng)然，偉大的古希臘和古羅馬所共同創(chuàng)造和發(fā)揚(yáng)的科學(xué)思辨、渴求真理、藐視功利、嚴(yán)密邏輯、注重觀察等等優(yōu)秀的傳統(tǒng)和科學(xué)精神，已經(jīng)成為了近代科學(xué)文明的基石，這是他們對(duì)于人類歷史最大的奉獻(xiàn)。古代技術(shù)現(xiàn)在人們認(rèn)為，科學(xué)和技術(shù)（我們也常常將之稱為科技）是又有區(qū)別又有聯(lián)系的?？茖W(xué)是人類對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)，是反映客觀事實(shí)和規(guī)律的知識(shí)體系。隨著社會(huì)的發(fā)展，近代，科學(xué)也成了一項(xiàng)反映其自身知識(shí)體系相關(guān)活動(dòng)的事業(yè)。技術(shù)被認(rèn)為是有目的的，是要靠社會(huì)協(xié)作完成的，有其自身的一定知識(shí)體系。18世紀(jì)末，法國(guó)的狄德羅把技術(shù)列入《百科全書(shū)》，指出：技術(shù)是“為某一目的共同協(xié)作組成的各種工具和規(guī)律體系”。一般而言，科學(xué)回答“是什么”“為什么”的問(wèn)題，技術(shù)回答“做什么”“怎樣做”的問(wèn)題。科學(xué)是發(fā)現(xiàn)，技術(shù)是發(fā)明?？茖W(xué)是創(chuàng)造知識(shí)體系，技術(shù)是運(yùn)用這些體系于現(xiàn)實(shí)。但是，科學(xué)和技術(shù)又是相輔而成的。實(shí)驗(yàn)作為一種技術(shù)始終是科學(xué)的一部分，而科學(xué)在轉(zhuǎn)化為技術(shù)的過(guò)程中，也常常會(huì)不斷地完善自己，許多科學(xué)是在技術(shù)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)問(wèn)題而得到發(fā)展的。到了今天，可以說(shuō)科學(xué)技術(shù)的界限越來(lái)越不明顯，兩者之間的互相依賴較之過(guò)去更為緊密了，因此，人們已有足夠的認(rèn)識(shí)去重視科技，主動(dòng)把它放在推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)諸因素中最前列的因素之一。人類曾經(jīng)在幾千年內(nèi)沒(méi)有意識(shí)到科學(xué)和技術(shù)的結(jié)合對(duì)社會(huì)生產(chǎn)可以產(chǎn)生多么巨大的動(dòng)力，所以，在那個(gè)時(shí)候，技術(shù)在某種程度上是相對(duì)獨(dú)立在發(fā)展，也對(duì)社會(huì)產(chǎn)生了一定的影響，但顯得比較緩慢。最早的技術(shù)可以考慮到舊石器時(shí)代，加工石料是最早的技術(shù)。新石器時(shí)代，鉆木取火是人類一次大的技術(shù)發(fā)明；馴養(yǎng)動(dòng)物也表明了那時(shí)農(nóng)牧業(yè)技術(shù)的水平。當(dāng)古代的幾大文明出現(xiàn)的時(shí)期，技術(shù)出現(xiàn)了一次輝煌。城市建筑技術(shù)，冶鐵技術(shù)，陶器制造，水利設(shè)施，觀測(cè)星云的技術(shù)，制船技術(shù)等等，都有了非常迅猛的發(fā)展。古希臘人很注重技術(shù)的發(fā)展，希臘和羅馬的建筑風(fēng)格成為了幾千年來(lái)西方建筑的典范。阿基米德不但是著名的物理理論學(xué)者，也是偉大的技術(shù)發(fā)明者。據(jù)說(shuō)，他發(fā)明的提水裝置直到本世紀(jì)還有人在使用。在保衛(wèi)自己國(guó)家的戰(zhàn)斗中，阿基米德發(fā)明了投石機(jī)、大吊車和火鏡等軍事武器。中國(guó)的青銅冶鑄技術(shù)和生鐵、鑄鐵的冶煉技術(shù)是當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的技術(shù)。我國(guó)在春秋中期就發(fā)明了生鐵冶煉技術(shù)，稍后出現(xiàn)了鑄鐵工具。1965年，在湖北出土了越王勾踐劍，經(jīng)過(guò)現(xiàn)代高科技分析，表明我國(guó)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就有過(guò)使青銅器表面發(fā)黑的硫化處理技術(shù)，距今2500年，是世界歷史上最早使用這一處理技術(shù)的國(guó)度。我國(guó)古代的三大鑄造技術(shù)：泥范、鐵范和熔模鑄造，到了漢代已經(jīng)是非常成熟的了。東方技術(shù)文明和古希臘技術(shù)文明成為了人類技術(shù)史上最早的光明。在歐洲中世紀(jì)漫長(zhǎng)的挫折中，中國(guó)仍以穩(wěn)定的步伐在前進(jìn)，中國(guó)獨(dú)特的技術(shù)發(fā)展代表了整個(gè)世界技術(shù)的發(fā)展。中國(guó)的科技從秦漢時(shí)期以來(lái)就領(lǐng)先于世界，中國(guó)是最早的世界技術(shù)革命的中心，時(shí)代集中在漢代、唐代和宋代。中國(guó)古代值得我們引以自豪的技術(shù)是燦爛的、無(wú)與倫比的。在機(jī)械制造方面，秦漢時(shí)期的齒輪車，西漢的指南車、記里鼓車都是復(fù)雜的齒輪系統(tǒng)。其它，如古代的織布機(jī)、龍骨水車、地動(dòng)儀、秦陵銅車馬等都顯示了超群的技藝。漢代發(fā)明的鼓風(fēng)技術(shù)，比歐洲早了1200年，宋代發(fā)明的活塞式風(fēng)箱到十五世紀(jì)才傳到歐洲。我國(guó)漢代已經(jīng)懂得開(kāi)采煤、石油和天然氣，戰(zhàn)國(guó)時(shí)期李冰組織過(guò)人工深井取鹵水煮鹽，到了宋代已經(jīng)有用鉆頭打成的幾十丈的深井了。我國(guó)古代有發(fā)達(dá)的紡織技術(shù)，早在五千年前就有了絲織品，絲織技術(shù)達(dá)到非常精美的地步，中國(guó)絲綢經(jīng)過(guò)“絲綢之路”通往羅馬，被奉為至寶，這大約是公元初年的事情。元代時(shí)有了水力驅(qū)動(dòng)的大型紡車。中國(guó)的瓷器技術(shù)在唐代出現(xiàn)了“唐三彩”，此后發(fā)展數(shù)百年，較歐洲早了近千年。印刷術(shù)的發(fā)明對(duì)于人類文化的發(fā)展具有重要的意義，我國(guó)在隋代就有了雕版印刷。本世紀(jì)初在敦煌發(fā)現(xiàn)的唐代《金剛經(jīng)》是世界上現(xiàn)在最早的有明確日期記載的印刷物。北宋的布衣畢升發(fā)明了膠泥活字印刷，到元代演變?yōu)槟净钭?，從此活字印刷就流傳到了海?nèi)外。中國(guó)有強(qiáng)大的造船業(yè)，東漢時(shí)造的樓船已有十層之高了。鄭和(1371—1435)下西洋的寶船是當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的船型，遠(yuǎn)非同時(shí)代歐洲哥倫布等人的船可比。到隋唐時(shí)期，馬克思稱為中世紀(jì)五大發(fā)明的指南針、火藥、印刷術(shù)、水磨、鐘表都已經(jīng)有了。我國(guó)的古建筑有自己獨(dú)特的風(fēng)格，秦代完成的萬(wàn)里長(zhǎng)城、唐代的長(zhǎng)安城和明清的北京城，是我國(guó)古代都市、園林和建筑高超水平的象征。同樣流傳至今的許許多多的古代橋梁和遍布全國(guó)的歷代古塔和寺宇，是我們今天仍然可以隨手可觸的建筑遺跡。而世界上最優(yōu)秀的水利工程都江堰和世界上開(kāi)鑿最早、規(guī)模最大、里程最長(zhǎng)的南北大運(yùn)河，直到今天還在造福于中國(guó)的老百姓。在今天長(zhǎng)江的涪陵段，有聞名于世的古代水文站，在長(zhǎng)1600米寬25米的白鶴梁石上，從唐代至今記錄了1200年來(lái)72個(gè)枯水年份的水位，是難得的古代水文資料。從長(zhǎng)城、都江堰、阿房宮、趙州橋，直到15世紀(jì)修建于北京的紫禁城建筑群，代表了壯麗輝煌的古中國(guó)技術(shù)結(jié)晶。當(dāng)然，我們也知道，也正是在紅墻黃瓦所封閉的那個(gè)時(shí)代，中國(guó)的科技優(yōu)勢(shì)就迅速地暗淡下來(lái)了。在中國(guó)漫長(zhǎng)的技術(shù)發(fā)展歷史上，涌現(xiàn)出無(wú)數(shù)杰出的科技人物，他們像參天的大樹(shù)一樣組成了我們祖國(guó)茂密的森林。魯班是公元前5世紀(jì)的人，他在土木工程方面有很高的技藝，還發(fā)明過(guò)許多機(jī)械裝置，例如攻城的云梯、鎖和鑰匙、以及農(nóng)業(yè)勞動(dòng)中用的磨，碾，鏟子等等。魯班是我國(guó)古代技藝高超的工匠的化身。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的蜀守李冰是水利工程的大家，都江堰水利工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性、有效性和協(xié)調(diào)性，直到今天都使世界水利界深受教益。李冰還規(guī)劃和建設(shè)了成都，領(lǐng)導(dǎo)人民鑿井煮鹽、栽桑養(yǎng)蠶，完成了四川由水患深重到向天府之國(guó)的跨越，可見(jiàn)他也是一位系統(tǒng)管理學(xué)方面和城市建設(shè)方面的大家。在漢代，張騫和班固是我國(guó)地理學(xué)方面早期的探險(xiǎn)家，他們留下的大量資料成為我們今天寶貴的財(cái)富。漢代的張衡不但是天文學(xué)方面的大家，也在地震學(xué)、機(jī)械技術(shù)、數(shù)學(xué)乃至文學(xué)藝術(shù)等許多領(lǐng)域卓有建樹(shù)，他發(fā)明了用來(lái)演示天球星象運(yùn)動(dòng)的渾天儀，他發(fā)明的地動(dòng)儀能夠測(cè)到數(shù)千里外的地震(在國(guó)外，達(dá)到這一水平是19世紀(jì)的事情)，他又是個(gè)文學(xué)家，用十年寫(xiě)就的“二京賦”文辭優(yōu)美，膾炙人口，他的“思玄賦”簡(jiǎn)直可以說(shuō)是一首科學(xué)幻想詩(shī)歌。一千年前宋代的沈括也是一位了不起的人物，他的《夢(mèng)溪筆談》中有許多關(guān)于科技的記載，是一部珍貴的科學(xué)典籍。在天文方面，沈括提出了新的科學(xué)的歷法，改進(jìn)了傳統(tǒng)的天文觀測(cè)儀器；在物理方面，他作過(guò)很多實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容十分廣泛，形式十分生動(dòng)，結(jié)論也是正確和超前的；在地學(xué)方面，他對(duì)祖國(guó)好幾個(gè)大山脈的成因提出了見(jiàn)解，為國(guó)家繪制了地圖；在醫(yī)學(xué)上，他對(duì)藥物學(xué)傾注了許多心血，糾正了不少以往的錯(cuò)誤。沈括在社會(huì)科學(xué)和人文科學(xué)上都有重大成就，是一位百科全書(shū)式的學(xué)者。在中國(guó)悠久的歷史中，這樣的偉大人物有許多。只是到了近代，歐洲的人才開(kāi)始了解中華民族的優(yōu)秀科學(xué)文化傳統(tǒng)，吃驚之余，有識(shí)之士深感有介紹和交流的必要。當(dāng)然，這種介紹的過(guò)程也是艱難的，尤其是在思維方式上，正如當(dāng)年西