科学技术史-1.1原始时代的科学技术创造(图文教程)

第一章：古代科学技术的产生和发展

第一节 原始时代的科学技术创造

    科学技术是近代以来人类文明的支柱和发动机。尤其是现代，科学技术不仅已成为庞大而复杂的社会系统，而且实际上左右着整个人类文明当今的状况和未来的发展。但是，当回过头来考察科学技术的起源时，我们却不得不面对一个令人惊讶的事实：从早期人类的活动中，很难找到直接证据表明哪些是科学、技术及其方法的独立发展；相应的问题自然就是：人类究竟是怎样走上科学的道路的？

事实上，人类活动的分化及分工，同整个人类历史相比，是很晚才发生的事情；分化出依稀可辨的技术活动获科学活动则更晚，只有几千年的历史，而科学技术本身的相对独立发展，仅仅是最近几百年的成果，至于科学技术成为职业化的社会系统，则迄今不过100多年。但是，要真正追溯现代科学技术的起源，我们却不得不一直回溯到早期的人类活动，从中找出能够贯穿至今的历史脉络。按照这样的思路，就不难看到在早期先民那里科学与其他认知形式浑然不分、技术与其他实践活动难以沥青的情况。所以，从某种意义上说，科学技术与人类文明同根同源，并且有着同样长的历史。

1.1 人类文明的开端

    人类的演化通史，按公认的看法，是从南方古猿开始的，历经能人、直立人、智人等若干阶段，才开始现代人类的历史发展。其间虽仍有演化缺环有待补失，也鲜有考古实物可资佐证，看可以肯定的是：完成从猿到人转化的关键步骤和显著标志，就是从利用现成工具发展到制造工具、从利用天然火过渡到发明人工火、从本能的群体活动演变到有组织的社会活动，从而由单纯适应自然界的动物性活动，转变成有目的征服、改造和利用自然环境的劳动。

一、制造工具

    工具是人类肢体的演唱。原始工具的发明不仅是人类早期的一项重大的技术发明，而且标志着人类主观意志初步形成并在自然物上打上的最初印记，从而也是心智起源和认识自然活动的发端。可以说，技术、科学，乃至科学技术迄今的发展，从本原上就是从有意识的创造工具到高智慧的创造人化自然的演化史。所以只要讲科学技术的由来，就必须先讲工具。

    作为人类祖先的猿人，本初时曾与某些其他动物类似，它们能够随意支配的“工具”就是其自身的肢体，特别是前肢。当然，人类的初民也并不完全是赤手空拳去应付环境，从中获取必需的生活资料的。在能人开始直立行走并过渡到直立人的过程中，使前肢特别是“手”得到了解放，从而为使用工具创造了可能。考古实物表明，猿人最先使用过的工具，是天然的石块和木棒。不过．惟此还不能算作人类历史的起点根据社会生物学的观察，像黑猩猩这样的社会性动物也会利用自己的肢体或者体者是使用天然工具。所以，无论是肢体还是天然工具，都只有作为人人造工具发展的源头才具有“工具”的意义。

    人类文明的发端，是以“手”的功能的复杂化和制造工具为转折点的，而这两个方面又是在发展中相互促进的。在使用天然工具的过程中，“手”的一个重要的进化是能够实现拇指与其他四指（尤其是食指）的对握。人类学研究表明，这是从动物前肢到人手转变的关键性标志。手的功能的复杂化促进了脑的发展，能人和直立人由以动物心理为主逐步向人类意识的过渡便说明了这一点。人手的重要意义绝不仅仅在于它是具有多种功能的肢体，而且更在于它是主观意识的最直接、最现实的工具。这使它不可避免的成为制造工具的“工作母机”。由此，工具的制造、人类文明的肇始，便是历史的必然。

    人类初期制造的工具以石器为代表（当然可能还有木制工具和骨制工具，但由于他们很难经久，所以考古上鲜有发现）。在历史学和考古学上，石制工具的发展分为旧石器时代和新石器时代，目前学术界越来越倾向于认为还有一个介于两者之间的“中石器”时代。

    旧石器时代以打造石制工具为主要特色，开始于约260多万年前。以考古实物为据，这个时代又分为早、中、晚三个时期。旧石器时代早期的石制工具几乎都是一头略厚、另一头有较锋利刃口的手斧。目前已确认为最早的人造工具，是1968年在东非特卡纳湖东部库彼弗拉发现的几件用砾石打制的石器，其形状很不规则，加工十分粗糙，显然是可用作石斧的天然石块的翻版。据推断，打造的方法很可能是先选取合适的石坯，经过简单的敲击，打出可用的刃口后便直接当作工具。能人或直立人就是用这样的手斧“斩木为兵”，猎食小动物，采集植物或挖掘块根。虽然猿人可将手斧用作“万能的劳动工具”，满足自身一定的生存需求，但为了适应恶劣的自然环境、抵御野兽或猛禽的捕食，它们还必须以一定规模进行群体活动。群内及群间交流各种信息的需要，使猿人的发声器官越来越复杂，能够发出各种代表不同意义的声音，从而产生了最初的语言。劳动和语言的发展进一步促进了脑的进化和意识的形成，人类的祖先终于开始了社会性的演化。其典型的遗迹有阿布维利文化、阿舍利文化、克拉克文化，以及北京周口店的猿人遗址等。

    在旧石器时代中期，打制时期的方法虽然几乎没有什么质的变化，但是在加工方面精细了许多。从出土的石制工具看，其形状相对来说较为规整，因而可以分辨出不同的类型来，如砍砸器、尖状器、刮削器等，分别用于特定的工作。工具的类型化意味着加工上的标准化，只有经过悉心模仿和精心打制，才有可能保持每类工具在外形和功能上的一致性。这说明制造工具的经验与技能已经通过某种传授方式成为一种习得行为，从中得到了积累性的发展。另一方面，工具的分化表明了早期智人（古人)劳动的分化，也就是改造自然以利生存的手段或方式日益多样化，适应自然的能力有所提高。相应地，人类的演化不仅在种质上开始从“古人”(早期智人)向“新人”(晚期智人)进化，而且在种群上不断扩展，逐步形成以血缘为纽带的家族公社，其代表性的文化包括欧洲的穆斯特文化和我国的丁村文化。到了旧石器时代晚期，石器的打制方法和加工方法都有明显的进步，其特点是多次打制和分类加工：首先通过简单的敲击由较大的石核打出一个石台，然后用碰砧法、直接打击法或间接打击法从石台上打下一个个厚度适宜的石片，最后再用石片加工成所需要的各种工具。此外，从工具制造方法可以推断，当时的人们已经对自然物有了比较明确的认识，例如，对石材的识别和选择，为制作特定的工具而采取适宜的打制方法，等等。从工具的类别推断，当时的人类生活应该以采集食物为主，当属向母系氏族公社过渡的时期。现已发现的著名遗存有欧洲的奥瑞纳文化、梭鲁特文化、马德林文化，以及我国的山顶洞文化等。

    中石器时代以复合工具为基本特色，其中最具代表性的有石斧、投矛枪和弓箭。考古发现，有些“手斧”的尺寸似乎不适于握在掌中使用，有的还在腰部作了凹进处理，由此可断定它们是加装了手柄来使用的。石斧这种复合工具的出现，决不仅仅是手斧和木棒这两件工具的简单加和。实际上，石斧已经是一个简单的机械，它不仅延长了手的作用范围，而且增加了体力施加于对象的力矩，因此，这无疑是当时的一项重大的发明，并且为以后各种复合工具的发明开辟了道路。矛是另一种重要的复合工具，它进一步延长了人类的肢体，扩大了体力的作用范围，使得狩猎变得更加有效，尤其是使渔猎成为可能（鱼叉）。欧洲的马德林文化遗址还出土了用来投掷矛的简单机械，估计可使投矛的射程加倍。至于弓箭，则不仅已经是非常复杂的机械，其制造及使用都要求具有相当深入的知识和十分娴熟的技能，而且，在此后大部分历史时期以内，弓箭一直是人类能力所及范围的极限。从石斧、投矛枪和弓箭的广泛使用推断，狩猎在人们的生活中日益占据重要地位。野生动物的驯化和家养大致也是从这个时期开始的，最初被驯化的动物是狗和羊。这就促使“新人”（晚期智人）由游荡式的迁徙转变为比较稳定的定居生活，相应地，母系氏族体制开始进入繁荣时期。法国的阿齐尔文化和塔登努阿文化、我国陕西的沙苑文化是中石器文化的典型代表。

    新石器时代大约开始于一万年前，其特色是磨制的各种工具大量涌现，其中的一些石器还有规整的钻孔。据考证，其制作的过程是：首先的方法是通过打制形成工具的毛坯，再在砺石上加水（或沙）进行磨光。至于钻孔的方法，现在还不能确定其步骤，但可以推测应该是采用某种复合工具加工完成的。由于有了研磨和钻孔技术，不仅可以使制作出来的石制工具的器型更加精致，而且可以使作为工作面的刃口更加锋利或尖锐，这就大大提高了工具的效率。此外，此外，这一时期骨针的出现，表明人们已经可以将兽皮连缀成衣，从而增强了抵御严冬恶劣环境的能力，扩大了人类的活动范围。新的工艺带来历史学家所谓的“新石器革命”，使石器的种类有了极大的扩展，除石斧、石刀、石矛、石簇等传统工具外，还新出现了石镰、石铲、石锄、石犁、石臼、石杵等等。这些显然是用于植物耕作的工具的出现，表明人类行将开始第一次重大的社会劳动分工，即继狩猎及动物驯养开创原始畜牧业之后，又开始了从采集植物到“刀耕火种”的原始农业印历史性飞跃。这表明，以采集食物为主要经济特色的母系社会体制应当由此趋于衰落，并开始向父系氏族社会和阶级社会过渡。由此孕育着从蒙昧到文明的划时代转变。

二、火的使用

    完成从猿到人转化的另一个标志性的关键步骤是获得使用，这是人类诞生过程中所征服和利用的第一种自然力。

    或是人类祖先经常遭遇的一种自然现象。雷电、火山、陨石、自燃等，都会引发大火。可以推断，猿人起初必定与其他动物一样，对火这种自然现象充满恐惧而尽量逃避。猿人队获得态度的变化，很可能是由于通过长时间的观察，逐步发现了获得一些有利的方面。如：绝大多数猎物都惧怕火；被火烧过的动物、植物果实或块根是味道更佳的食物；或可以带来温暖和光明，等等。考古证据表明，人类对火的利用从旧石器时代就已经开始了。虽然目前还不能确定最初用火的年代，但也可以大致划分出三个不同的时期。

    首先是偶然地利用天然火的时期。主要是在大火过后采集烧烤过的食物，以及应时地引天然火去攻击天敌或围猎各种野兽。虽然猿人这种直接利用天然火的活动无疑是被动的，也许还算不上是本来意义上 的“利用自然力”，但是，从怕火到设法利用火，是一个十分重要的进步，也是猿人走出自然界的重要一步。几乎可以肯定，火的利用是大规模狩猎活动的起因。它的重要后果之一是导致猿人食物结构上的变化，从而使猿人的体质和生理上发生一系列相应的变化。考古发现，距今约300 万年前的东非猿人已经有了用火的痕迹，但却没有保存火种的证据。据推测，这个时期大约经历了约200万年。

    其次是有意识地人工保存天然火种的时期。天然火并不是随时都有的．而猿人对火的需要却越来越变得是经常性的。止是这种生存的需要，使猿人逐步掌握了延续火的燃烧和保存火种的方法、在活动于约180万年前中国云南元谋人的遗址中，就发现有许多炭灰的痕迹，表明他们已经能够延续地使用火、而距今约五六十万年前的北京猿人则肯定能够保存火种，在他们居住过的山洞中，就有最厚达好几米的灰烬-据推测，当时很可能是由猿人群体内部的专门成员分工负责保持火种的燃烧。目前已经公认．“北京人”是有效的使用天然火的代表。无论如何，人工保存火种的意义在于，它使火这种盲目的自然力都变成了可以驯服的力量，成为人类生活不可缺少的伴侣和手段。

    最后是能动地人工取火的时期。由于天然火的非经常性、保存的火种又会由于意外因素而熄火，猿人大概正是由此产生了人工取火的迫切愿望；另——方面，在制作石器时石块的撞击会产生火星，可能又给猿人以启迪(人工取火与制造工具肯定是相辅相成的)。于是生活在旧石器时代的古人（早期智人）终于发明了人工取火的方法，而中国古代则有燧人氏“钻木取火”的传说。根据人类学对现代原始部落的考察，燧石取火和钻木取火的方法仍然被采用，证明这两种方法至少是可行的。人工取火方法的发明，使人类对火的控制和使用获得了完全的自由。这是人类征服和能动地使用火这种自然力的最终标志。

    火的使用和取火方法的发明，对人类的诞生和演化具有多方面的重要意义。火可以烧裂巨石，为制造石制工具及其他器皿提供了更为合用的石材；或可以帮助人们调整箭杆、手柄及木矛的曲直，或经过火烤使木矛的矛锋变得坚硬，从而得到更得心应手的工具；火是狩猎的有效武器，可以驱赶大型猎物，使之落入陷阱；或能够提供有利于消化和吸收的熟食，有助于提高人的身体素质，特别是脑的发育；或能吓退凶猛的野兽和其他各种天敌，有效地保护人类的栖息地；火能够祛除山洞中的潮湿，或烘干地穴，改善人们的居住环境；火有驱寒保暖的功效，可以帮助人类度过寒冷的季节，也使人的活动范围有可能扩大到高纬度区域；火还可以烧空树干，形成独木舟，承载人们横绝江河，向更广泛的地域迁徙等等。

    人类的祖先正是在学会使用火，并越来越充分、越来越有效地使用火的过程中，最终走出了蒙昧，开始创造着丰富多彩的社会文化史。无怪乎考古学家把从猿到人的演化形容为这样一幅图景：猿人以挺直的身体，从原始森林中走来，右手握着石斧，左手执着火把，以缓慢但却执著的步伐迈向人类文明。恩格斯对火的使用和取火方法的发明给予了很高的评价；“尽管蒸汽机在社会领域中实现了巨大的解放性的变革……但是毫无疑问，就世界性的解放作用而言。摩擦生火还是超过了蒸汽机，因为摩擦生火第一次使人支配了…种自然力。从而最终把人同动物界分开。不仅如此，摩擦生火及火的燃烧本身就是 ·系列物理变化和化学变化的结果，这个过程无疑会逐步丰富人们有关的自然知识，从而为烧制陶器、冶炼金属等标志着人类文明口；时代到来的活动提供了前提。

三、劳动分工与社会组织

    人类从诞生起就是社会性的动物。这不仅表现在其体质特征在演化中与自然界中的动物越来越不同，更重要的是人的活动在组织形式上与任何社会性动物都有本质的不同。

    人活动于极其恶劣的自然环境下，任何脱离群体的个体都无法独立生存下去。所以，为了求得自身生存，它们从一开始就必须采取群体活动。可以推测，与其他社会性的灵长目动物类似，初期的猿人群体内部没有明显的分工，群居的主要原因是为了抵御敌害和哺育后代的需要。但在制造并越来越有效的使用工具后，采集活动得以进行。这样，就产生了分工的需要。

    最初的分工显然是按性别和年龄自然发生的，身强力壮的男子主要从事狩猎活动，而妇幼及老弱则主要从事采集活动。分工提高了原始生产力，扩大了剩余产品的数量，增加了人们非生产活动的时间，而这又反过来加速了分工的发展，并促进了群体内部社会组织的形成。例如，专门负责保存火种、专门负责保管和分配剩余产品的工作，逐渐成为一种特权，最终产生了氏族酋长。随着血缘氏族公社的扩大，这种原始社会组织的形式与功能也越来越复杂。

    劳动分工和社会组织是人类最终脱离自然界的重要标志。人类的主要生产活动，像狩猎与畜牧业、农业灌溉、金属冶炼、制陶、酿酒等行业的劳动，都只有在分工和协作的基础上才有可能。特别值得指出的是，分工是技术发展的重要条件，使群体内有可能指派一些固定的成员专门从事于工具和各种生活用具的制造。这就造成了每—种专门技能的定向积累，使各个行业的专项工具和工艺技术得以形成系列．使原始社会的工具和各种器皿日益多样化，服务于人们的多样化的活动和日益丰富多彩的生活。由此，人类开始了从弱势种群到强势种群、从被捕食者到捕食者、从被动地适应环境到有选择地利用环境的演化。

    虽然群内的分工是各项技术发明的起点，但真正具有社会发展意义的是行业分工。继历史上第一次社会大分工即原始畜牧业与的原始农业大分工之后，第二次社会大分工使原始手工业成为一个独立的行业。从技术发展的角度看，这次分工的重大社会后果之一是个体劳动者的出现，随之是专业劳动经验、技能及技术产品的个人专有或者行业专有，从而这样的一些分工保证了技术的发展在各个行业内可以有系统、分类别的持续稳定地进行，从而形成了从历史的源头纵贯至现代社会的技术传统。反过来，分工又促进了人们的交往及产品交换等的发展。由此产生了人类历史上的又一次社会性的大分工，其结果是使非生产性的商业作为联系所有各社会行业的枢纽，逐渐成为一个独立的社会部门。这样就使社会组织的样式发生了重大变化，其中最突出的表现就是早期的城市文明。一般而言，城市的出现是人类文明发展，特别是产品交换、劳动交换发展的必然结果。无论从古代还是在现代意义上讲，城市都是作为劳动产品或商品的集散地而自发形成的，而且以商业为中起来的城市，主要是由手工业者、祭司、商人等组成的。

    最早的城市已经有了发达的分工和组织。由于有了剩余产品、剩余劳力和各项行业的专门化，城市不仅有发达的贸易中心，还出现了宗教磐祀活动以及庙宇等。原始城市发展一大社会后果是阶级分化，最终导致原始社会瓦解，奴隶制国家产生。虽然奴隶制国家是社会上一部分成员对其他成员实施统治和奴役的政治法律制度，但“在当时的条件下，采用奴隶制是一个巨大的进步”。因为正是这种社会不平等，使得它的某些成员可以有意志上的自由和足够多的闲暇时间去从事社会管理、公共事务、宗教、法律、艺术、科学等活动。

    这样，在原始技术在各个手工业行业中得到系统发展的同时，又为．进一步发展科学提供着越来越充分的可能。

1．2 科学产生的前提

    人类是自然界的对立物。有了人，有了越来越大规模的利用自然、改造自然的要求，便有了进一步了解自然、形成自然认识和科学知识的迫切需要。但是，与技术不同，科学知识不可能自发的形成，而只是人类对自然界的深刻把握，是主体化的意识和能动性的思维的成果，并且必须是系统化的、有一定构造的成果。从这个意义上，尽管在原始社会后期已经开始为人们的精神活动（包括科学认识活动）逐步创造了必要的前提，但还是不可能产生科学，甚至不可能出现本来意义上的科学活动。另一方面，从回溯本源的意义上说，科学又的确植根于人类早期的各种活动中，并在这些活动中逐渐孕育、发展起来。考察这些活动的方方面面，有助于了解科学的起源。

一、原始思维与语言

    在人类意识活动的演化过程中，思维和语言是一同产生的，两者相辅相成，共同发展。表达原始思维的一种重要的形式是绘画。绘画也是原始语言的一种重要的形式，同时是表象思维的最直观的形式。在中石器时代以后的遗址中，常常出现简单的图形或涂有颜色的砾石。据考证，这些图形及砾石是用于表达思维和帮助记忆的原始符号，也是后来出现的象形文字的基础。到了新石器晚期，开始出现各种岩画和洞穴壁画，多反映狩猎活动或猛犸象、野马、鹿、羊等野兽。虽然这些画的表现手法很朴素，但从画面上所展示的奔跑中的人群或动物瞬间动作的情况看，它们是对生活场景进行思维加工的产物。显然，绘画是人们将关于外部事物的观察以感性符号及其组合进行表示的形式，体现了从感性认识到表象思维，再到形象思维的发展过程。而形象思维既是艺术的起点，也是抽象思维的基础．从而孕育着哲学以及后来科学的发生；

    另一种可以更充分表达原始思维的形式是有声语言。当人们在分工、协作等交往形式中彼此交流信息时，就产生了最初的语言。同时也标志着人们开始了对象化的思考。对动、植物的命名，就既是创造词汇的过程，也是将实物对象化的过程。例如，在某些现代的原始部落那里．对动、植物的每一个部位都有专门的名称来表示、 从发展卜看，思维不断丰富着语言，语言表达并巩固思维的内容。一开始是简单和间断的声调，与手势或表情结合在—起来进行表达，以后逐步演化成具有确定涵义的音节，再后来是可以说出比较连贯的语句。总的趋势是，涪词的涵义逐渐增加其概括性，而语句则是逐渐增加连贯性和多样性。浯言形式上的丰富，体现了人的认识能力上的进步。但一般说来，原始思维缺乏逻辑性和构造性。这种表象思维虽然距离作为科学思想的工具还很遥远，但却是包括科学在内的—切思想形式的出发点。

    事实上，在这种原始思维及其语言的形式中，也或多或少地包含了认识的成分。据考证，原始人通过长期的有意注意，不仅已经对日月星辰、风雪雷电、山水草木、飞禽走兽等自然现象的运动变化，以及人自身的作息交往、生老病死等情况有着日益确定而明晰的表象和表述，而且也有着原始形式的理解和解释：一切事物的发生或变化都是“自然的”，都是由某种看不见、但普遍起作用的“神秘力量”所支配的，因此都应视为理所当然。

二、原宙宗教与巫术

    原始宗教和巫术的出现并非偶然。一般说来，它们起源于原始人的自然崇拜以及灵魂崇拜。另一方面，这也是当时人类思维能力增强的表现。尤其是，作为原始人思考自然的基本方式，作为将“物之灵”的大宇宙(cosmos)和“人之灵”的小宇宙(microcosm)加以对象化的最初尝试，它们无疑构成了科学认识的源头。

    原始宗教产生的原因很复杂，大致可归结为这样几个方面：首先，原始人所面对的广袤天地之间，存在着各种盲目起作用的自然力，时刻威胁着人们的生存，显得十分可怕；其次，原始人对自己身体活动的机理，例如身体方面的生育与疾病、以及精神方面的欲念与梦境等，还不可能有正确的理解，总以为自身的内部存在着一种支配着生命和意念的精灵或灵魂；最后，原始人无法理解和解释死亡发生时人的灵魂寄居何处，从原始的随葬及殉葬方式可以看出，他们相信人死后将转入另一个世界继续生活。原始宗教就是化解或诠释这—系列疑问、恐惧、迷惑、崇敬等心理的种种实践和理念活动的综合，其中一种重要的形式就是万物有灵论的仪式。而原始社会时期，能够沟通“人之灵”和”物之灵”的基本形式，正是巫术!

    巫术产生的原因同样十分复杂，而且由于多种需要，巫术的种类也．很多样。例如，在集体狩猎或领地战斗的出征前夕，常常先由巫师作某种仪式化的表演，祈求保佑出师顺利；在自然界中火山、地震、山崩、电等破坏性事件发生时，总是巫师最先“挺身而出”，用自己所掌握的“魔法”与之相抗衡，以求灾难及早平息；在季节轮回或天象变化时，巫师通常要主持仪式化的盛典，向上苍表达对一个良好开端的希冀；在部落成员发生伤病时，一般是由巫师来“作法”，驱赶附在肌体上的“魔鬼”，试图达到祛病健体的目的；此外还有求雨的巫术仪式，等等。可以说，原始人的几乎每一个有目的的活动，都或多或少与巫术有关，差不多都需要巫师作相应的仪式化表演。但是，这些巫术形式也有共同的特征，即“盛装”与“仪式化模仿”。

    早期的巫术就是试图通过对自然的模仿来掌握和控制自然力的一种尝试，它反映了原始人对自然的一种认识。而巫师为了模仿自然，保持“法力”的作用，就不仅要观察自然现象，也要探求自然规律。所以，巫术可以通向宗教，也可以通向科学。事实上，至少天文学、医学等科学部门的起源肯定与早期的巫术直接相关。

三、图腾崇拜与传说

    “图腾崇拜”和传说大概都与原始人的祖先崇拜有关。图腾(totem)崇拜在狩猎大规模进行的氏族社会时期(旧石器时代晚期)开始广泛出现。原始人并不懂得自身与自然界的对立关系，以及自己与动物的区别，更无从知道自己从哪里来，死后复归于何处，于是就把他们认为与本氏族有血缘关系的某种动物或自然物拜为祖先(图腾)。用做本氏族的标志和保护神。常见的是以动物的雕塑或画像来作为本氏族的膜拜对象，表示崇拜、象征、识别、宗教等意义。例如,出土的陶器上有蛇、壁虎和蟾等的造型或饰纹；美洲的原始印第安部落中有鹰图腾、狗图腾等。这种图腾崇拜的遗迹在今天的许多民族中仍依稀可见。图腾崇拜实际上是将普通自然物加以夸大和神圣化，从而起到增强氏族内部向心力、规范氏族成员行为的作用，但也以一种神秘形式反映出入与自界的关系，表明原始人对自然界的一种看法，因而也是原始宗教的一种形式。

    图腾崇拜与巫术相通的地方在于，它们都表示人相信自然力有一种作用，同时也表示对掌握那些自然力的渴望。而祖先崇拜的另一种要的形式是口口相传的英雄创世故事。如中国有：伏羲作八卦”、“燧人氏钻木取火”、“神农尝百草”、“黄帝战蚩尤”等，其他地区有“创世说”、“普罗米修斯之火”等。在这样的传诵过程中，历史人物的作用和形象被大大地夸张了，具有超自然神和现世神的特征。

    这些传说对各个地区民族文化，尤其是宗教文化的分野、形成和确立产生了重要的作用，但也以特殊形式反映了原始时代的技术发明和自然认识。比如，中国古代有这样的传说：“古者包羲氏之王天下也，仰则观象于天，俯则观法于地，观鸟兽之文，与地之宜，近取诸身，远取诸物，于是始作八卦，以通神明之德，以类万物之情。”俨然一副百科全书式的自然科学家的形象。从这个意义上说，古代传说也保存和普及着原始的自然认识，并使之发扬光大。

四、文字和文化规范

    文字是人类在口头上使用有声语言的基础上，借助于某些仪式化的行为、象征性的动作，并辅之以实物、图画等形式而发展起来的，先是形成不太固定的图形符号，后经过十分漫长的年代，逐渐定型为有明确含义的象形文字(如太阳写成⊙、月亮写成，等等)。《周易·系辞传中“上古结绳而治，后世圣人易之以书契”的记载，正是这个发展过程的真实写照。伴随着社会大分工和定居生活的开始，尼罗河流域、美索衣达米亚地区、恒河流域、长江黄河流域等农业文明的发祥地，先后发明了早期的文字。这其中，城市的兴起和阶级、国家的出现起着加速的作用。

    城市是社会分工最细致的地方，人们之间的交往方式日益多样化，需要有新的手段来记录越来越复杂的交往活动，从而使文字的发明成为迫切的必要；另一方面，城市又是社会分化最剧烈的地方，随着阶级和国家的产生，出现了一批专门的脑力劳动者，其典型代表便是祭司集团，这就使文字的发明有了现实的可能。有了初期的文字(符号)，祭司就可以分门别类地记录所储备或分配的剩余产品及其他物质资料，也可以用文字符号分别标记祭祀日、节日等宗教仪式；还可以记录下交往的誓约、交换事件等，来管理社会、调节生产。此外，文字还有着表达思想感情、占卜、计算等多方面的作用。

文字首先是作为增强记忆的手段，然后才是作为抽象表达的手段而出现的。但文字出现以后，便主要作为抽象表达手段而发挥其促进思维发展和传播思想内容的功能，而文字本身也在这个过程中逐步丰富完善起来。所以，文字既是文明的前提，也是科学的前提。

    总之，原始人类不仅通过技术上的创新，不断丰富着生存和生活所必需的物质资料的来源，而且也创造了有丰富内涵的原始精神文化。其中许多方面都为科学地认识周围的环境准备了必要的条件。思维、语言、宗教、巫术、图腾、传说、文字等，都是人类作为认识者与大自然沟通信息的方式，正是在这样的方式中，后来逐步产生出科学。不过，这当中还将有许多形式需要变化，许多发展环节需要经历，许多困难有待于克服……可以说，正是巫师、占卜者、文字工作者，以及他们所提供的关于外部自然界的种种解释，以后逐步演化为绵延千年的科学传统。

1．3 人类科技文明的最初成就

    这是科学技术发生的最初的几步，然而也是最重要的几步。正像科学史家惠灵顿说过的：“科学上最初的几步是非常难能可贵的。”

一、生产技术

    原始社会早期生产力极其低下，无沦是制造工具还是掌握用火，都是为满足人类生存这个首要的需求而产生和发展起来的。原始生产技术虽然简陋，但却是以后一切发展的起点。

    首先是从狩猎到畜牧业的发展。大约从中石器时代以后，随着狩猎活动的规模越来越大，猎获的动物有了剩余，便暂且豢养起来，以后又发展成为有目的地圈养和驯化，由此开始了畜牧业的发展。在中国古献中提到的“六畜”中，狗是最早被驯化的，时间是距今约9 000年前，这大概是因为人们发现狗不仅可以食用，而且驯化以后可以成为狩猎的帮手。接着被驯化和家养的动物是羊、猪、牛(6 000～7 000年前)、鸡(4 000年前)，马较晚，大约2 000年前才被驯化，此外陆续驯化的动物还有驴、骆驼、鸽于、大象等。在许多早期人类文明的遗址中，均伴有这些动物的化石出土。

    然后是从采集植物发展到“刀耕火种”的农业文明。最初的种植活动无疑也是伴随着采集植物的剩余和存储而开始的。很可能是个别部落成员在保存剩余食物时偶然发现，果实或种子发芽后可以长成植物，由此产生了人工种植植物的联想。于是，在约一万年前的新石器时代，就开始有了最早的农业生产活动。

    原始农业的种植方法很简单，只是“象耕鸟耘”，把植物的种子播撒在土地上，任其自由生长，待成熟或可食用时再去收获。以后，随着种植规模的扩展，以及人们对收成的好坏有了越来越大的依赖性，农业技术由简单种植活动逐步发展成为锄耕制农业，如烧荒拓地，翻耕土壤，撒种覆土，引水灌溉等，此外还采取几块土地轮流耕作的措施，来保持土地的肥沃。这样就使作物的生长情况大为改善。考古发掘表明，大约6000～7000年前，就出现了具有一定规模的原始农业文明。而从世界范围看，农作物的种植有着明显的地域性：中东地区的主要农作物是大麦、小麦和胡麻等；东亚地区以种植稷(粟)、稻等为主；而美洲则是玉米、薯类的原产地。

    与农业生产密切联系的是与引水和灌溉相关的水利工程。在非洲的尼罗河流域，公元前3500年左右的格尔塞文化时期就已经有了开渠筑堤的水利建设。而且，因为水利灌溉的需要，使相邻的部落相互联合，促进了氏族向国家的过渡。历史学家认为，农业国家的统一，首先是为了水利灌溉事业的建设、经营和管理的需要，因而农业文明古国实际上是“水利国家”。还有人认为，灌溉农业的出现，标志着人类告别了以狩猎和采集为主的野蛮时代而开始步入文明时代。

二、手工业技术

    手工业技术肯定是随着制造工具的手艺和经验的积累而发展起来的，特别是用火方法的掌握，使原始技术更有了跳跃式和多样化的发展。而社会分工和行业分化，则促进了工匠传统和技术规范的形成。尤其是行业的划分，更成为日后手工业技术积累性发展的基本形式。

    制陶技术是新石器时代出现的手工业技术之一，迄今发现的最早的陶器大约为8 000—9 000年前制造，在西亚和中国多个地区均有出土。陶器的发明显然是用火技术的成果，原始人很可能是从火烤过的地面或土墙会变得坚硬，或被火烘干的泥制容器变得不漏水、不透气等现象受到启发，而有意识地制做泥坯，然后放在火中烧制，由此开始了陶器时代。早期制做陶坯的方法非常简单，大致是用黏土直接捏成所需器具的形状，或者是把黏土和成的泥搓成长条，再盘成容器形状，等等，烧制的温度也不高。到新石器时代晚期，制陶术有了很大发展，开始对陶土进行分类和筛选，并针对不同用具加入不同煅料，陶坯的制造采取陶轮加工的方法，效率很高，所制成的器皿外表光洁、形状规整。陶轮是人类历史上使用的第一种机械加工装置，是一项了不起的发明。陶器的烧制技术也有了质的发展，陶窑的结构已经从敞口窑变为收口窑，使窑温达到1 000(，左右，是理想的陶瓷加工温度(950~c—l 050C)。大约到了公元前4500年左右，北非地区的巴达里文化、中国龙山文化时期已能烧出质地很好的薄壁陶器，以及富含碳纤维的黑陶，而在中国还出现了一种用高岭土烧制的白陶，这就是遐迩闻名的中国瓷器的前身。

    新石器时代出现的另一类重要的手工业技术是编织技术。考古发现,早期的一些陶制汲水器是在树枝编制的篮或筐上涂泥后烧制而成的，说明至迟在陶轮发明之前就已经有了编篮或编筐技术。在某些遗址中，还保留着多件竹编用具和织好的芦席的痕迹。编织技术最重要的发展是早期纺织方法的出现。各地出土的石制或陶制的纺锤，表明人们已经采用较规范的方法搓绳、纺线，原料可能是从野生的葛藤、坯麻等植物的韧皮部中，经水沤脱胶后抽出的纤维。人们再采取编筐和织席的方法，用纺好的线来织布。北非的巴达里文化、中国的大汶口文化等，都发现有织布、缝衣的遗迹，它们是最初的纺织技术的代表。

    一项被认为具有划时代意义的技术成就是冶金技术。巴达里文化时期已经利用天然铜块，经锤打制作各种器皿。到了公元前3500年的格尔塞文化时期，据信已发明了冶金术．并掌握了金属加工制作技术。事实上，烧制陶器的温度就已经接近或达到铜的熔点，如果将孔雀石(一种铜矿石，基本成分是Cu2[CO3](OH))置于陶窑内，便可以通过木炭的燃烧而还原出铜。这可能正是冶金．技术的山来。从世界范围看，公元前4000—3000年，两河流域、北非、中国、南欧及中欧地区先后开始出现金属铜的矿石冶炼技术和相应的金属加工技术。而到了公元前3000年代中期，更发展起合金技术，开始冶炼青铜，制造刀、钻、斧、锛等金属工具和其他器皿。铁的使用也是从天然陨铁开始的。约公元前2000年代末期，西亚地区出现了最早的冶铁技术，、虽然铁的熔点较高(约1 300c左右)，但在新石器晚期还是不难达到的。这样，至公元前1000年左右，东欧、南欧、印度河流域、北非地区以及中国先后开始广泛使用铁器，其制作技术主要是利用鼓风对铁矿石进行熔炼，然后在石砧或铁砧上加以锻打。铁较青铜质地坚韧且用途广泛，惟有它才能全面的替代石器。铁器时代的来临，是农业文明发展的关键。因而铁器的使用，与同时代出现的象形文字一起，标志着人类真正进入了有史的文明时期。

三、知识的源头

    虽然说，原始社会的人类还不可能产生科学的知识，现代人也无法还原出原始人对自然的认识，但是科学知识的发展是有序列的，沿着这个序列回溯，辅之以考古证据，总可以推测出科学认识源头的大致情况。

    物候和天文，无疑成为最早的知识领域。原始人一开始几乎是本能地根据昼夜交替、草木枯荣、猎物迁徙的情况，来分配作息，安排劳动。而这些周而复始的现象很容易使他们产生一种经验，即物换星移其实是有规则的。当然，这样的经验距离科学还十分遥远，但“天行有常”毕竟是物候学和天文学的基本依据。

    力学方面的知识，如前所述，大致是随着人们制造工具的手段和技能的进步而不断积累起来的，而且，在工具上体现出来的知识含量常常是惊人的。如弓箭便是极其复杂的机械，它所包含的力学原理已经相当丰富，而澳大利亚土著原始部落狩猎时所使用的“飞去来器”，其工作原理甚至比滑翔机还要复杂!

    生物学也应是较早的有广泛经验基础的认识领域。显然，在采集和狩猎的生产活动中，人们一定会逐步积累起有关植物性状和动物习性的知识，而种植业和畜牧业的兴起，则体现出并加速了这些知识的深化。尤其是作物耕种和动物驯化的实践，使原始人从自身的活动可以直接产生结果的经验，进一步发展为目前的活动对未来应当产生结果的一种预期。这种朦胧的因果观念的形成，应该说是一切知识的出发点，其重要性也许远远超出生物学知识的积累。

    在数学方面，应当已经在计数的过程产生了“数”的初步观念。由于计数的工具只可能是数手指，因此大概也已经涉及“数制”问题。特定的几何形状也开始引起注意，在出土的陶器和编织物上都发现比较规则舶图形。

    此外，还有通过阴晴雨雪等现象的观察而产生气象学知识，由用火和酿酒等实践而得到的化学知识，等等。

1．4 中国原始时代的科技萌芽

    中华民族和其他民族一样，历史上都曾经历过以石器工具和氏族社会为特征的原始时代。在原始时代，由于实践生活的需要，中华民族的祖先在这块广阔的土地上进行了持续而又顽强的探索。比照现在的科学分类，他们不但在动植物学、天文学和医药学三大领域积累了丰富知识，而且在与人类生活相关的原始技术方面也积累了一定的经验，如狩猎工具、磨制工艺、制陶、纺织等。

    在动植物学方面，考古发现证实了这一点。据专家考证，中国北京猿人遗址有几十种哺乳动物化石，还有大量经过火烧的禽、兽遗骸，其中有葛氏斑鹿、肿骨鹿及沙鸡、麻雀、野鸡等；仅肿骨鹿遗骸就有2000多具，不仅说明它是当时主要猎取的对象，也表明北京猿人对肿骨鹿的习性有了一定的了解。山顶洞人除猎取禽、兽外，还学会了捕鱼。草鱼、鲤鱼骨化石的出土，说明对鱼的习性也有了一定了解。属于新石器时代的浙江河姆渡遗址，动植物的遗骸化石极其丰富。动物中的兽类有梅花鹿、冰鹿、赤鹿、獐子、青羊、水獭、象等。禽类有雁、鹤、野鸭、鹰等。鱼类有鲤鱼、鲫鱼、青鱼、鲶鱼等。家畜有水牛、猪、狗等。植物标本除树类外，还有可供食用的菱角、酸枣、芡实等。尤其是大量碳化稻谷的出现，说明它是亚洲栽培稻的重要起源地之一。考占学家还注意到，中国新石器时代晚期遗址中，现在所谓六畜(马、牛、羊、猪、鸡、狗)已经俱全。农作物中已有稻谷、粟子、糜子、白菜(或芥菜)籽、蚕豆、葫芦、芝麻等等。有趣的是母畜数量比公畜多，很可能当时人们已经知道把比较凶猛而又不．能繁殖的多余的公畜杀掉，而选择比较驯良的母畜和必要的公畜加以；培育，使它们繁殖，所以母畜数量多于公畜。

    在文学和医药学方面，历史文献中也有记载。例如，伏羲氏“仰则观象之于天，俯则观法于地”。又说羲和占日、常仪占月、后益占岁、容成作历。帝尧已经命令羲和等人根据星象报告时令。“伏羲尝草制砭”、“神农尝百草，始有医药”。据说神农氏“尝百草之滋味，水泉之甘苦，令民知所辟(避)就。当此之时，一日而遇七十毒。”又有人统计，《山海经》中已提到的药物有132种，其中植物类51种，动物类30种，矿物类71种，其他5种。草类(28)多于木类(23)，鱼类、鸟类(25)多于兽类(16)。每种药物都有产地、主要特征、所治病症以及内服、外敷、汤沐、针刺等使用方法。在原始技术方面，中华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积累了不少有关力学和物理学的经验。另外，化学知识的萌芽，主要同鞣制树皮和兽皮的工艺、酿酒工艺和制陶中的烧窑工艺有关。从陶土到陶坯，只是一种物理的变化，但陶坯在窑内经过高温处理，陶土改变了原来的分子结构，变成了质地坚硬、渗水性低、击之铿锵有声的新物质，则是一场深刻的物理化学变化。据有关专家分析，中国原始社会晚期的制陶工艺．实际上已掌握了氧化焰、还原焰和渗透法等不同化学方法，再加上在陶土中添加有关成分，因而可以烧出红陶、灰陶和黑陶。

    富兰克林给人下的定义是“人是制造工具的动物”。但从中华民族祖先制造工具的发展过程来看，制造工具不仅锻炼了人的思维、满足了生活实践的需要，而且也是孕育中国古代科技的必经阶段。旧石器中期，北京人制造石器的生产技术，采用的仍然是直接打制法，器型和使用分工不十分明确，但已开始懂得对不同的石料采用不同的工艺。如对燧石多用锤击法，对砂岩多用碰砧法，对脉石英多用砸击法。这表明，他们对各种石料及其相应加工工艺，都已经进行了初步的归纳和分类。而这种归纳和分类，又是从某种石料联想到某种工艺的结果。没有一定的联想能力，不可能进行这样的归纳和分类。此外，在北京人的洞穴里，人们还发现了相当数量的石锤与石砧。“许多石锤是长条形的砂岩砾石．它的一端或两端由于打制石片而留下许多崩裂的石片疤。作为石砧用的工具，多半是体积较大的扁平砾石，它的表面由于砸击石片而留下许多坑疤。”

    北京人的两极石片或两端器就是用砸击法制成的。这种工艺由于同时使用石锤、石砧两种工具，而且要互相配合，显然需要比单纯使用石锤或石砧更复杂的思维活动。具体说，更复杂的联想能力，是砸击法必不可少的条件。特别是同时要联想到石料两端的变化，这是很不容易的。从北京人留下来的大量石器来看，他们在经验积累的基础上，已经掌握了一种不自觉的加工规则或程序，并对石片进行了修整。到新石器时代，生产工具的质料不但有传统的石器工具和木质、角质、骨质工具，还出现了大量的陶制工具。在中国仰韶文化中，仅陶器的质料，就包括细泥红陶、泥质灰陶、夹砂粗红陶、夹炭黑陶等。从功用看，除传统的采集、狩猎和生活日用工具外，又出现了大量的畜用工具、农用工具、捕鱼工具、制陶工具、纺织工具和刻绘工具。此外，陶制的饮食用具还有盆、钵、罐、瓮、瓶、盂、盘、碗、杯等。

    除此之外，中国古代原始神话、宗教和巫术中也蕴含着科技思想的萌芽，这里不再赘述。