【文章內(nèi)容簡介】 約為8 000—9 000年前制造，在西亞和中國多個地區(qū)均有出土。陶器的發(fā)明顯然是用火技術(shù)的成果，原始人很可能是從火烤過的地面或土墻會變得堅硬，或被火烘干的泥制容器變得不漏水、不透氣等現(xiàn)象受到啟發(fā)，而有意識地制做泥坯，然后放在火中燒制，由此開始了陶器時代。早期制做陶坯的方法非常簡單，大致是用黏土直接捏成所需器具的形狀，或者是把黏土和成的泥搓成長條，再盤成容器形狀，等等，燒制的溫度也不高。到新石器時代晚期，制陶術(shù)有了很大發(fā)展，開始對陶土進(jìn)行分類和篩選，并針對不同用具加入不同煅料，陶坯的制造采取陶輪加工的方法，效率很高，所制成的器皿外表光潔、形狀規(guī)整。陶輪是人類歷史上使用的第一種機械加工裝置，是一項了不起的發(fā)明。陶器的燒制技術(shù)也有了質(zhì)的發(fā)展，陶窯的結(jié)構(gòu)已經(jīng)從敞口窯變?yōu)槭湛诟G，使窯溫達(dá)到1 000(，左右，是理想的陶瓷加工溫度(950~c—l 050C)。大約到了公元前4500年左右，北非地區(qū)的巴達(dá)里文化、中國龍山文化時期已能燒出質(zhì)地很好的薄壁陶器，以及富含碳纖維的黑陶，而在中國還出現(xiàn)了一種用高嶺土燒制的白陶，這就是遐邇聞名的中國瓷器的前身。 新石器時代出現(xiàn)的另一類重要的手工業(yè)技術(shù)是編織技術(shù)?？脊虐l(fā)現(xiàn),早期的一些陶制汲水器是在樹枝編制的籃或筐上涂泥后燒制而成的，說明至遲在陶輪發(fā)明之前就已經(jīng)有了編籃或編筐技術(shù)。在某些遺址中，還保留著多件竹編用具和織好的蘆席的痕跡。編織技術(shù)最重要的發(fā)展是早期紡織方法的出現(xiàn)。各地出土的石制或陶制的紡錘，表明人們已經(jīng)采用較規(guī)范的方法搓繩、紡線，原料可能是從野生的葛藤、坯麻等植物的韌皮部中，經(jīng)水漚脫膠后抽出的纖維。人們再采取編筐和織席的方法，用紡好的線來織布。北非的巴達(dá)里文化、中國的大汶口文化等，都發(fā)現(xiàn)有織布、縫衣的遺跡，它們是最初的紡織技術(shù)的代表。一項被認(rèn)為具有劃時代意義的技術(shù)成就是冶金技術(shù)。巴達(dá)里文化時期已經(jīng)利用天然銅塊，經(jīng)錘打制作各種器皿。到了公元前3500年的格爾塞文化時期，據(jù)信已發(fā)明了冶金術(shù)．并掌握了金屬加工制作技術(shù)。事實上，燒制陶器的溫度就已經(jīng)接近或達(dá)到銅的熔點，如果將孔雀石(一種銅礦石，基本成分是Cu2[CO3](OH))置于陶窯內(nèi)，便可以通過木炭的燃燒而還原出銅。這可能正是冶金．技術(shù)的山來。從世界范圍看，公元前4000—3000年，兩河流域、北非、中國、南歐及中歐地區(qū)先后開始出現(xiàn)金屬銅的礦石冶煉技術(shù)和相應(yīng)的金屬加工技術(shù)。而到了公元前3000年代中期，更發(fā)展起合金技術(shù)，開始冶煉青銅，制造刀、鉆、斧、錛等金屬工具和其他器皿。鐵的使用也是從天然隕鐵開始的。約公元前2000年代末期，西亞地區(qū)出現(xiàn)了最早的冶鐵技術(shù)，、雖然鐵的熔點較高(約1 300c左右)，但在新石器晚期還是不難達(dá)到的。這樣，至公元前1000年左右，東歐、南歐、印度河流域、北非地區(qū)以及中國先后開始廣泛使用鐵器，其制作技術(shù)主要是利用鼓風(fēng)對鐵礦石進(jìn)行熔煉，然后在石砧或鐵砧上加以鍛打。鐵較青銅質(zhì)地堅韌且用途廣泛，惟有它才能全面的替代石器。鐵器時代的來臨，是農(nóng)業(yè)文明發(fā)展的關(guān)鍵。因而鐵器的使用，與同時代出現(xiàn)的象形文字一起，標(biāo)志著人類真正進(jìn)入了有史的文明時期。三、知識的源頭雖然說，原始社會的人類還不可能產(chǎn)生科學(xué)的知識，現(xiàn)代人也無法還原出原始人對自然的認(rèn)識，但是科學(xué)知識的發(fā)展是有序列的，沿著這個序列回溯，輔之以考古證據(jù)，總可以推測出科學(xué)認(rèn)識源頭的大致情況。物候和天文，無疑成為最早的知識領(lǐng)域。原始人一開始幾乎是本能地根據(jù)晝夜交替、草木枯榮、獵物遷徙的情況，來分配作息，安排勞動。而這些周而復(fù)始的現(xiàn)象很容易使他們產(chǎn)生一種經(jīng)驗，即物換星移其實是有規(guī)則的。當(dāng)然，這樣的經(jīng)驗距離科學(xué)還十分遙遠(yuǎn)，但“天行有?！碑吘故俏锖?qū)W和天文學(xué)的基本依據(jù)。力學(xué)方面的知識，如前所述，大致是隨著人們制造工具的手段和技能的進(jìn)步而不斷積累起來的，而且，在工具上體現(xiàn)出來的知識含量常常是驚人的。如弓箭便是極其復(fù)雜的機械，它所包含的力學(xué)原理已經(jīng)相當(dāng)豐富，而澳大利亞土著原始部落狩獵時所使用的“飛去來器”，其工作原理甚至比滑翔機還要復(fù)雜!生物學(xué)也應(yīng)是較早的有廣泛經(jīng)驗基礎(chǔ)的認(rèn)識領(lǐng)域。顯然，在采集和狩獵的生產(chǎn)活動中，人們一定會逐步積累起有關(guān)植物性狀和動物習(xí)性的知識，而種植業(yè)和畜牧業(yè)的興起，則體現(xiàn)出并加速了這些知識的深化。尤其是作物耕種和動物馴化的實踐，使原始人從自身的活動可以直接產(chǎn)生結(jié)果的經(jīng)驗，進(jìn)一步發(fā)展為目前的活動對未來應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生結(jié)果的一種預(yù)期。這種朦朧的因果觀念的形成，應(yīng)該說是一切知識的出發(fā)點，其重要性也許遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出生物學(xué)知識的積累。在數(shù)學(xué)方面，應(yīng)當(dāng)已經(jīng)在計數(shù)的過程產(chǎn)生了“數(shù)”的初步觀念。由于計數(shù)的工具只可能是數(shù)手指，因此大概也已經(jīng)涉及“數(shù)制”問題。特定的幾何形狀也開始引起注意，在出土的陶器和編織物上都發(fā)現(xiàn)比較規(guī)則舶圖形。此外，還有通過陰晴雨雪等現(xiàn)象的觀察而產(chǎn)生氣象學(xué)知識，由用火和釀酒等實踐而得到的化學(xué)知識，等等。1．4 中國原始時代的科技萌芽中華民族和其他民族一樣，歷史上都曾經(jīng)歷過以石器工具和氏族社會為特征的原始時代。在原始時代，由于實踐生活的需要，中華民族的祖先在這塊廣闊的土地上進(jìn)行了持續(xù)而又頑強的探索。比照現(xiàn)在的科學(xué)分類，他們不但在動植物學(xué)、天文學(xué)和醫(yī)藥學(xué)三大領(lǐng)域積累了豐富知識，而且在與人類生活相關(guān)的原始技術(shù)方面也積累了一定的經(jīng)驗，如狩獵工具、磨制工藝、制陶、紡織等。在動植物學(xué)方面，考古發(fā)現(xiàn)證實了這一點。據(jù)專家考證，中國北京猿人遺址有幾十種哺乳動物化石，還有大量經(jīng)過火燒的禽、獸遺骸，其中有葛氏斑鹿、腫骨鹿及沙雞、麻雀、野雞等；僅腫骨鹿遺骸就有2000多具，不僅說明它是當(dāng)時主要獵取的對象，也表明北京猿人對腫骨鹿的習(xí)性有了一定的了解。山頂洞人除獵取禽、獸外，還學(xué)會了捕魚。草魚、鯉魚骨化石的出土，說明對魚的習(xí)性也有了一定了解。屬于新石器時代的浙江河姆渡遺址，動植物的遺骸化石極其豐富。動物中的獸類有梅花鹿、冰鹿、赤鹿、獐子、青羊、水獺、象等。禽類有雁、鶴、野鴨、鷹等。魚類有鯉魚、鯽魚、青魚、鯰魚等。家畜有水牛、豬、狗等。植物標(biāo)本除樹類外，還有可供食用的菱角、酸棗、芡實等。尤其是大量碳化稻谷的出現(xiàn)，說明它是亞洲栽培稻的重要起源地之一?？颊紝W(xué)家還注意到，中國新石器時代晚期遺址中，現(xiàn)在所謂六畜(馬、牛、羊、豬、雞、狗)已經(jīng)俱全。農(nóng)作物中已有稻谷、粟子、糜子、白菜(或芥菜)籽、蠶豆、葫蘆、芝麻等等。有趣的是母畜數(shù)量比公畜多，很可能當(dāng)時人們已經(jīng)知道把比較兇猛而又不．能繁殖的多余的公畜殺掉，而選擇比較馴良的母畜和必要的公畜加以；培育，使它們繁殖，所以母畜數(shù)量多于公畜。在文學(xué)和醫(yī)藥學(xué)方面，歷史文獻(xiàn)中也有記載。例如，伏羲氏“仰則觀象之于天，俯則觀法于地”。又說羲和占日、常儀占月、后益占?xì)q、容成作歷。帝堯已經(jīng)命令羲和等人根據(jù)星象報告時令。“伏羲嘗草制砭”、“神農(nóng)嘗百草，始有醫(yī)藥”。據(jù)說神農(nóng)氏“嘗百草之滋味，水泉之甘苦，令民知所辟(避)就。當(dāng)此之時，一日而遇七十毒?！庇钟腥私y(tǒng)計，《山海經(jīng)》中已提到的藥物有132種，其中植物類51種，動物類30種，礦物類71種，其他5種。草類(28)多于木類(23)，魚類、鳥類(25)多于獸類(16)。每種藥物都有產(chǎn)地、主要特征、所治病癥以及內(nèi)服、外敷、湯沐、針刺等使用方法。在原始技術(shù)方面，中華民族的祖先在打制石器、制造弓箭、建筑房舍、人工取火及陶器造型中已積累了不少有關(guān)力學(xué)和物理學(xué)的經(jīng)驗。另外，化學(xué)知識的萌芽，主要同鞣制樹皮和獸皮的工藝、釀酒工藝和制陶中的燒窯工藝有關(guān)。從陶土到陶坯，只是一種物理的變化，但陶坯在窯內(nèi)經(jīng)過高溫處理，陶土改變了原來的分子結(jié)構(gòu)，變成了質(zhì)地堅硬、滲水性低、擊之鏗鏘有聲的新物質(zhì)，則是一場深刻的物理化學(xué)變化。據(jù)有關(guān)專家分析，中國原始社會晚期的制陶工藝．實際上已掌握了氧化焰、還原焰和滲透法等不同化學(xué)方法，再加上在陶土中添加有關(guān)成分，因而可以燒出紅陶、灰陶和黑陶。富蘭克林給人下的定義是“人是制造工具的動物”。但從中華民族祖先制造工具的發(fā)展過程來看，制造工具不僅鍛煉了人的思維、滿足了生活實踐的需要，而且也是孕育中國古代科技的必經(jīng)階段。舊石器中期，北京人制造石器的生產(chǎn)技術(shù)，采用的仍然是直接打制法，器型和使用分工不十分明確，但已開始懂得對不同的石料采用不同的工藝。如對燧石多用錘擊法，對砂巖多用碰砧法，對脈石英多用砸擊法。這表明，他們對各種石料及其相應(yīng)加工工藝，都已經(jīng)進(jìn)行了初步的歸納和分類。而這種歸納和分類，又是從某種石料聯(lián)想到某種工藝的結(jié)果。沒有一定的聯(lián)想能力，不可能進(jìn)行這樣的歸納和分類。此外，在北京人的洞穴里，人們還發(fā)現(xiàn)了相當(dāng)數(shù)量的石錘與石砧?！霸S多石錘是長條形的砂巖礫石．它的一端或兩端由于打制石片而留下許多崩裂的石片疤。作為石砧用的工具，多半是體積較大的扁平礫石，它的表面由于砸擊石片而留下許多坑疤。”北京人的兩極石片或兩端器就是用砸擊法制成的。這種工藝由于同時使用石錘、石砧兩種工具，而且要互相配合，顯然需要比單純使用石錘或石砧更復(fù)雜的思維活動。具體說，更復(fù)雜的聯(lián)想能力，是砸擊法必不可少的條件。特別是同時要聯(lián)想到石料兩端的變化，這是很不容易的。從北京人留下來的大量石器來看，他們在經(jīng)驗積累的基礎(chǔ)上，已經(jīng)掌握了一種不自覺的加工規(guī)則或程序，并對石片進(jìn)行了修整。到新石器時代，生產(chǎn)工具的質(zhì)料不但有傳統(tǒng)的石器工具和木質(zhì)、角質(zhì)、骨質(zhì)工具，還出現(xiàn)了大量的陶制工具。在中國仰韶文化中，僅陶器的質(zhì)料，就包括細(xì)泥紅陶、泥質(zhì)灰陶、夾砂粗紅陶、夾炭黑陶等。從功用看，除傳統(tǒng)的采集、狩獵和生活日用工具外，又出現(xiàn)了大量的畜用工具、農(nóng)用工具、捕魚工具、制陶工具、紡織工具和刻繪工具。此外，陶制的飲食用具還有盆、缽、罐、甕、瓶、盂、盤、碗、杯等。除此之外，中國古代原始神話、宗教和巫術(shù)中也蘊含著科技思想的萌芽，這里不再贅述。第二節(jié) 四大文明古國的科學(xué)技術(shù) 古代兩河流域和古埃及的自然知識“兩河流域”指的是位處亞洲西南部的幼發(fā)拉底河與底格里斯河中下游一帶（即今伊拉克及其鄰近地域），那里曾經(jīng)是氣候溫潤、水土肥美的宜農(nóng)地區(qū)。非洲東北部的尼羅河中下游（即今埃及地區(qū)），由于河水的恩賜，農(nóng)業(yè)也很發(fā)達(dá)。早在公元前三千多年，這兩個地區(qū)就已進(jìn)入奴隸制社會，創(chuàng)造了輝煌的文化。至公元前6世紀(jì)，由于外族入侵，這兩個地區(qū)的古代文化進(jìn)程相繼中斷。此期間這兩個地區(qū)的古代文化可以作為早期奴隸制社會文化的代表。一、 農(nóng)業(yè)和手工業(yè)技術(shù) 古代兩河流域和古埃及的主要農(nóng)作物有大麥、小麥和亞麻等許多品種，農(nóng)具也多種多樣，那時人們已能利用牲畜牽犁耕地，農(nóng)田水利建設(shè)亦已有相當(dāng)規(guī)模，灌溉系統(tǒng)的管理和大型水利設(shè)施的興建，甚至成為灌溉區(qū)域政治上統(tǒng)一的重要因素。生產(chǎn)力的大幅度提高更表現(xiàn)在冶金技術(shù)上。純銅質(zhì)軟不適用于制造工具，但如果在冶銅的過程中加入適量的錫，或以含錫的銅礦石煉制，煉成銅錫合金——青銅，那就大不相同了。大約在公元前19~公元前16世紀(jì)間，這兩個地區(qū)的人們就掌握了青銅冶煉技術(shù)，金屬工具從此登上歷史舞臺。到公元前7世紀(jì)，人們更發(fā)明了冶鐵技術(shù)。冶鐵需要較高的溫度，技術(shù)上也復(fù)雜一些，但是鐵礦的儲量較銅礦豐富得多，鐵制的工具和武器也更加堅固和銳利，于是鐵器迅速取代了銅器的地位。鐵制工具的出現(xiàn)表明社會生產(chǎn)力又有了很大的提高。此時期這兩個地區(qū)其它手工業(yè)技術(shù)也都有了很大的進(jìn)步，紡織、制革、制陶、釀酒、榨油等技術(shù)也達(dá)到了相當(dāng)?shù)乃?。建筑是一門綜合性的技術(shù)，建筑技術(shù)的狀況在相當(dāng)程度上足以反映社會技術(shù)的總體水平，在古代尤其是這樣。古代兩河流域和古埃及人都留下了許多深為后人贊嘆的建筑物。如古埃及人建于公元前前27~公元前16世紀(jì)期間的作為帝王陵墓的巨大的金字塔，早已被稱為世界奇跡；今伊拉克境內(nèi)的巴比倫城遺址,亦以其宏偉和精美著稱于世。在奴隸社會的早期，人們關(guān)于自然界的知識仍主要體現(xiàn)在各種技術(shù)之中,但是理論性知識已開始萌發(fā),這兩個地區(qū)的人們留下的一些文獻(xiàn)給我們提供了不少這方面的信息。兩河流域的人們用小棍在濕軟的泥板上斜壓上一些筆劃構(gòu)成文字，泥板干硬后便可以長期保存。古埃及人則用盛產(chǎn)于尼羅河三角洲上的一種植物的薄膜粘貼成“草紙”，以草桿蘸菜汁在其上寫字。這兩種古代文獻(xiàn)還有一些保存到現(xiàn)在，我們可以從中看到他們在數(shù)學(xué)、天文和醫(yī)藥等方面都已經(jīng)積累了不少知識。二、 數(shù)學(xué)知識 “數(shù)”是物的“量”和“形”的抽象。原始社會時期人們數(shù)的觀念還十分模糊和非常粗略，大抵上只有“多少”和“大小”這樣的認(rèn)識。進(jìn)入奴隸制社會以后，一方面是社會生活的實際需要（如天象的觀測記錄、土地面積的丈量、賦稅的計算、商品的交換等），另一方面是人們的思維能力已大大提高，數(shù)的概念逐漸明晰起來。記數(shù)法是數(shù)的運算的基礎(chǔ)。古埃及人用的是十進(jìn)制記數(shù)法，兩河流域的人們用的則是十進(jìn)制與六十進(jìn)制并用的記數(shù)法，算術(shù)運算已趨成熟。此時集合學(xué)和代數(shù)學(xué)亦有了開端。他們都有了一些計算簡單的幾何圖形的公式。現(xiàn)今通用的把周角分為360176。，1176。分為60′,1′分為60″的方法就沿自古代兩河流域。一些泥板書還表明，那時兩河流域的人們已經(jīng)能解一元一次方程，多元一次方程，也能解一些較為特殊的一元二次方程和一元三次方程了。三、天文知識 季節(jié)變化與農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和人們生活的關(guān)系密切，人們早就注意到季節(jié)的變化與日月星辰的運行相關(guān)，于是就力圖從天象的周而復(fù)始的變化中尋找季節(jié)變化的規(guī)律，這就開始了系統(tǒng)觀測天象以制定立法的工作。那時人們又都普遍以為天象的變化與人世間的事有直接的聯(lián)系，因而星占術(shù)盛行。為了占卜也得認(rèn)真的觀測天象，這也成了天文知識的一個來源。天文知識因此成了人類最早的比較系統(tǒng)的關(guān)于自然界的知識。兩河流域的人們主要以月亮運行的周期來制定歷法，他們定1年為12個月，每月29日或30日大小相同，隔幾年再加上閏月來協(xié)調(diào)月亮周期與太陽周期的差異。他們以7天為一個星期，此法為我們現(xiàn)在所沿用。他們還定一天為12個小時,每小時60分,每分60秒,我們現(xiàn)在實際上仍然沿用,只不過1天改為24小時，分和秒也都等于那時的一半罷了。古埃及人的歷法則是以太陽運行周期為據(jù)的陽歷。他們定1個月為30天，1年為12個月，年終再加上5天，1年也就是365天。四、醫(yī)藥知識 為了醫(yī)治傷病和保持健康，人類很早就有了一些醫(yī)藥知識，不過那時的醫(yī)療活動多與巫術(shù)聯(lián)系在一起，這是一種難免的普遍的歷史現(xiàn)象。古代兩河流域和古埃及的醫(yī)療實踐已相當(dāng)豐富，現(xiàn)今保存下來泥板書和紙草書中有不少就是記載當(dāng)時的醫(yī)藥知識的。我們看到那時人們已有多種疾病的名稱，也有許多藥物的記載，在一部紙草書中所記載的藥方竟有877個之多。五、知識分子階層的出現(xiàn)及其意義 從以上簡述中可