第一章
从自然史到文明史

自然界经历了一个漫长的演化历程，这是现代人普遍持有的一个信念。科学在这个信念的支配下，不遗余力地描述刻画这个演化历程，反过来使这个信念变得更为充实可信。宇宙、太阳系、地球、生命和人类相继演化的历史被称为自然史。自然史的概念是在文明的历史中浮现出来，并随着文明史的发展而变化的。我们将要讲到的许多历史，都是为描画自然史而奋斗的历史。在叙述文明史的开头，让我们把只有在文明史的结尾也就是今天才了解到的自然史讲述一番。

从时间顺序上讲，人类存在之前地球就已存在，地球形成之前宇宙就已形成。如果自然界是演化的，演化的时间顺序必然是：宇宙—地球—生命—人类。让我们依次简单地讲述现代科学告诉我们的这四大起源的故事。

1. 宇宙的起源与演化

几百年来的天文观测已把我们所在的地球附近的空间区域大体搞清，并且将人类的视野扩展到了宇宙的纵深。地球基本上是一个球体，但略微有些扁。长期的绕轴自转将地球的赤道地区甩出去一些，形成了一个椭球体，南北两极方向的平均半径比赤道平均半径（6378千米）约短21千米。此外，在极直径上，北极高出约18.9米，而南极则陷下去24～30米，形象地说，地球像是一个倒放着的大鸭梨。地球自转的周期当然是一天。除了自转，地球还同太阳系其他行星一起绕太阳公转。公转的轨道是一个椭圆，其平均轨道半径约有14960万千米，公转的平均速度约为每秒30千米。地球这个庞然大物，质量有5.976×10 ²⁴ 千克，也就是差不多60万亿亿吨之巨。

地球只是太阳系家族中的一名成员。太阳系以太阳为核心，八大行星绕太阳转动，按轨道半径从小到大是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。除水星和金星外，其他行星都有卫星。月亮就是地球的卫星。此外，在火星和木星轨道之间还有许多小行星，形成了一个小行星带。但有些小行星并不在这个小行星带上，比如曾经被列为第九大行星的冥王星，轨道在海王星之外。几乎所有行星都大致在同一平面上绕太阳公转。地球绕一周是一年，水星的公转周期是88天，金星是225天，火星则要687天。除了行星、小行星和各行星的卫星之外，太阳系中还有大量的彗星、流星体。太阳系如果以八大行星为主体，其半径不到地球与太阳间距离（所谓天文单位）的50倍，如果把非常遥远的彗星云也算作太阳系的领域，半径则可以一下子扩展到十几万个日地距离。

尽管如此，太阳系相对于宇宙依然是微不足道的。像太阳这样本身发光的天体被称为恒星，以区分那些自身不发光而靠反射恒星的光发光的行星。在我们的周边，大量的恒星聚集在一起，构成了我们最为熟悉的星系即银河系。银河系整体上就像一个透镜，中间厚、两边薄，其直径约为10万光年。光年是天文学中的距离单位。天文学所涉及的空间跨度过大，用我们常用的千米、米等单位来量度很不方便，所以用光年。众所周知，光是世界上跑得最快的东西，每秒跑30万千米，一年能跑94600亿千米。一光年确实是很遥远的距离，可银河系的直径居然有10万光年。太阳并不处在银河系的中心，离银河系中心大约有2.8万光年。像太阳这样的恒星，银河系里差不多有几千亿颗。

星系基本上可以分为两大类，一类是旋涡星系，一类是椭圆星系。旋涡星系像个铁饼，有旋臂，银河系是一个典型的旋涡星系。银河系并未包括所有的恒星，在银河系外还有许多像银河系这样规模的星系。天文学家发现，若以银河系为中心，方圆300万光年之内，约有40个与银河系一样的星系，其中主要有麦哲伦云、仙女座星系等。这些星系跟我们的银河系一起构成了所谓的“本星系群”。本星系群松散地聚在一起，没有像银河系那样形成有核心的结构。不过在本星系群这样的尺度上，的确存在一些向中心聚集的星系群，叫星系团。而且星系团和星系群又在更高一层上构成了本超星系团，之所以被称作本超星系团，是因为它包括了本星系群，而本星系群包括了我们的银河系。本超星系团的尺度大约在3亿光年，主要包括本星系群和室女星系团等。

这是否就是我们迄今所知道的全部宇宙空间呢？还不是，事实上，本超星系团之外还发现了星系，宇宙的边界现在还不能确定。

所有的天体都像人一样有生老病死，宇宙亦然。宇宙学就是研究宇宙的起源和结构的一门学科。根据当今得到一致认可的大爆炸宇宙学理论，我们的宇宙是在大约137亿年前的一次大爆炸中诞生的。这个理论依据这样一个事实，即几乎所有星系都以很高的速度相互逃离。这意味着整个宇宙都在膨胀，而且膨胀是没有中心的，也就是说，从任何一点看都能发现四周的天体在离我们而去。有意思的是，距离越远，退行速度越大。这就像一个正在充气的气球，表面上任何一点都会发现别的点正离它而去，而且距离越远，退行速度越大。

宇宙的膨胀现象必然导致一个问题：如果我们往回追溯，那么，宇宙会越来越小，就像胀大的气球放气，到最后只剩下一个点。人们会问，此点之前是什么？宇宙何以会发生这样壮观的膨胀呢？宇宙学家设想，宇宙是从点状宇宙发生大爆炸开始膨胀的。至于点之前是什么，还没有令人满意的回答。一种常见的回答是，时间、空间正是在大爆炸中产生的，在没有时间的情况下，无所谓之前之后。这当然是一个有趣的回答。

还有一种可能，即有无限多个星系向无限的远方膨胀。如果是这样，就不存在什么起点问题了。但是，根据前面所说的距离越远，退行速度越大的规律，无限遥远的天体将有无限大的退行速度，而这是不可思议的。根据相对论，物体运动的最大速度是光速。按照这一极限速度，宇宙的范围事实上已被限定了，也就是说，可见宇宙的边缘可定在退行速度为光速的地方。

空间的大小在天文学中同时意味着时间的长短。所有的天文学理论都依赖于天文观测，而所有的天文观测观测到的都是光信号或以光速传播的其他电磁波。我们每看到一样东西，都不是这个东西现在的样子，而是其若干年前的样子。这个东西离我们越远，则我们看到的是它越早的样子。如果我们看到了137亿光年的地方，那我们看到的就是137亿年前所发生的事情。按照大爆炸宇宙理论，137亿年就是宇宙的年龄，那么137亿光年就是我们的观测所能达到的极限了。

大爆炸宇宙理论表明，在最初的百分之一秒时，宇宙温度由极高温降到1000亿摄氏度，由于温度太高，各种基本粒子均处在游离状态，宇宙就像是一锅物质和辐射汤。3分钟后，宇宙温度降到了10亿摄氏度，质子和中子开始形成像重氢和氮这样的轻原子核。此后再经过7万年，温度降到3000℃，宇宙由辐射状态变为物质状态。 与物质脱耦后的辐射慢慢形成了宇宙背景辐射，这个背景辐射已被天文学家观测到。

再经过约2亿年，星系开始形成。也许再经过几亿年，星际物质在引力作用下逐渐收缩为球状星云。在收缩的过程中，温度逐步升高，内部压力增大，与引力对抗，于是星云内部发生核反应成为恒星。天文学家已经相当清楚地了解到，几乎所有恒星都要依次经过主序星阶段、红巨星阶段、晚期阶段和临终阶段。在主序星阶段，核反应产生的巨大能量顶住了引力收缩，使恒星的表面温度升高并向外发射可见光。当大部分氢在核反应中变成氦之后，核能量变小，恒星再度收缩，这就是红巨星阶段。当恒星收缩到一定程度时，中心温度升高又引发了新的核聚变反应，再度顶住了引力收缩。这一过程会持续约10亿年，核反应逐渐停止，恒星进入晚期和临终阶段。

我们已经比较确切地知道，太阳系是在约46亿年前形成的。目前太阳正处在主序星阶段的中期，也就是说，它内部的氢燃料已燃烧了约46亿年，还会再燃烧约50亿年，然后进入红巨星阶段。地球差不多是与太阳同时形成的。太阳系起源于碟形旋转而且高温的原始星云，太阳位于这个星云的中心，各大行星就是围绕太阳旋转的诸多物质吸引、碰撞、累积的结果。可能有一次像火星这样大的天体撞击了原始地球，使之喷出大量的物质，而这些物质后来慢慢冷却成为月球。也可能是由于这次大撞击，地轴与黄道面发生了倾斜。原始地球不断吸积天外撞来的物质，清除了公转轨道上的各类零星物质，直到38亿年前形成了稳定的地球。这个时候的地球，重物质沉入核心，轻物质浮上来，形成了今天的地壳、地幔和地核的分层结构。

2. 地球演化与生命起源

在地球演化史上，大气的演化具有特殊的意义，因为它为生命的出现创造了条件。地球大气有三代。第一代大气即原始大气，在地球演化的早期就跑掉了。第二代大气是地球内部经物理化学反应而挤压出来的，叫作还原大气。还原大气中缺氧。主要由于后来出现的最古老的低等生物蓝藻细菌能够进行光合作用，不断放出废气“氧气”，还原大气开始逐渐变成以氧和氮为主的现代大气，即氧化大气。目前发现的最古老的生物化石有36亿～33亿年历史，地球上生命的历史至少可以追溯到这个时间。

但是，生命起源问题至今依然是一个没有解决的问题，我们只能谨慎地猜测。大约在40亿年前，接近稳定的地球表面形成了海洋以及原始大陆。炽热的太阳光直射到地表，形成很高的温度。缺氧的大气使来自太阳的紫外线畅通无阻地射到地表，而紫外线具有极强的化学活性。在大气和地表中发生的各种化学反应，使原本只有无机物的地球上出现大量氨基酸、核苷酸、单糖等有机物，这些有机物又不断发生化学反应，逐渐由简单的有机物聚合成复杂的有机物，出现了生物大分子蛋白质和核酸。这些蛋白质和核酸在海水中慢慢储存聚集，经过数亿年的发展，终于在大约15亿年前形成了有自我复制功能的真核生物。

生命单体一旦出现，生命在自然选择过程中的进化也就开始了。先是原始单细胞生物，尔后向两个方向进化：一是自养功能加强而运动功能退化，进化到单细胞菌藻类植物，成为植物界的进化源头；另一方向则是运动功能和异养功能增强，自养功能退化，进化到单细胞原生动物，成为动物界的进化源头。

为了方便叙述生物进化在时间上的历程，我们先引入地质学关于地球演化的年代学术语。地质学家根据古生物化石在地层上沉积的次序划分了地质年代，后又根据同位素放射性蜕变物的测定确定了确切的距现在的时间，结论可以列举如下 ：

在寒武纪（以英国威尔士地区一个地名命名，最早在这里挖到这一年代的地层）之前，确切的化石记录很难找到，因为那时的生物还没有较硬的身体。此外，那时地表温度太高，高温岩石流常常从地下流出，将原始生命熔化。不过，到了寒武纪之后，化石记录开始丰富起来。基本上可以肯定，从寒武纪开始，海水中出现无脊椎动物。奥陶纪（源自英国威尔士地区一地名）时期，脊索动物首次出现；志留纪（源自英国威尔士地区一地名）到泥盆纪（源自英国英格兰地区一地名），鱼类出现并成为海洋中主要的生命。到石炭纪（形成煤炭的植物活跃时期），陆地出现森林，两栖动物随之而来。整个中生代，陆上爬行动物横行，哺乳类动物亦开始出现。这个时期，恐龙统治着地球。到了白垩纪，有史以来最大的食肉动物霸王龙在地球上横行，但在白垩纪末期，恐龙神秘地消失了。有些科学家相信，这个时期有一颗直径达10千米的巨大星体撞击地球，导致恐龙和其他生物灭绝。到了新生代的第三纪，现今哺乳类动物的早期种类走上了地球的历史舞台，直到今天；到第四纪，人类的祖先姗姗来迟。

若把地球的历史浓缩成一天24小时，1秒大约相当于5万年。如果地球在午夜零点诞生，那么，生命大约起源于凌晨5点，脊椎动物起源于晚9点，哺乳动物起源于晚10点，灵长类动物在晚11点37分出现，而人类的祖先差不多直到11点56分才浮出水面。

3. 人类的起源与进化

现代人与现代猿有着共同的祖先。现代猿也叫现代类人猿，共有四种，包括生活在赤道的非洲大猩猩和黑猩猩以及生活在东南亚的猩猩和长臂猿，它们和人类都是由古猿进化而来的，古猿是现代人与现代类人猿的共同祖先。

在考古学家和古生物学家的共同努力下，关于人类进化的时间表有了大致的轮廓。在埃及开罗西南60英里的法尤姆地区，考古学家发现了迄今为止世界上最多的灵长类化石，年代约在3000万年以前。其中埃及古猿可能是类人猿的祖先。第一个被确认为类人猿的是肯尼亚和乌干达发现的原康修尔猿化石，年代在距今2200万年至1800万年前。大约1200万年前，出现了亚洲的类人猿腊玛古猿。腊玛古猿生活在树上，是今天大猩猩的祖先。

人和猿的基本区别是人能够直立行走，而猿不能。目前最古老的人科化石证据是1978年在坦桑尼亚奥杜威峡谷以南48公里的莱托里地区发现的人科动物脚印，年代在360万年前。遗憾的是，可能由于地质变化，距今1400万年至500万年前这段人科动物形成的关键时期的化石几乎缺失。但是，根据分子生物学的证据估计，直立行走的人科动物（Hominid）大致出现在700万年前。

在人类进化的过程中，现代人所拥有的诸多特征并不是一步到位的：巨大的脑量、灵活的双手、特殊的牙齿以及语言、意识、智慧等。最早的人科动物虽然直立行走，但头部和上肢可能跟猿没有很大的不同。1974年在埃塞俄比亚的哈达地区发现了一具小个子的成年女性的全身骨架，年代在300万年前，身体结构很像猿，却明确显示是直立行走的。这个被称为“露西”（Lucy）的女人，大概是迄今为止发现的最早的直立行走的人科动物，后来被称为南方古猿阿法种。但露西是不是人属的始祖呢？现在还无法给出确定的回答。

人属成员出现的年代（距今300万年至100万年前），在南非留下了不少化石。1924年，在南非汤恩的一个采石场发现了一个大约200万年前的小孩的不完整头骨，后来被鉴定为南方古猿非洲种（Australopithecus africanus）；1959年，著名考古学家路易斯·利基和玛丽·利基夫妇在坦桑尼亚奥杜威峡谷发现了一个头骨，史称“东非人”，年代大约距今175万年，后来被鉴定为南方古猿鲍氏种（Australopithecus boisei）；1960年，利基夫妇的儿子乔纳森·利基在奥杜威峡谷的另一个地方发现了另一种类型的头骨片，年代大约在200万年前。这个头骨的脑量要比其他南方古猿差不多大50%，达到了650毫升，因此老利基将之命名为能人（Homo habilis），作为人属的最早成员。南方古猿和能人均属人科成员，但是南方古猿在100万年前都灭绝了。

用以确定人属成员出现年代的除了化石，更多的是石器。在发现能人头骨的奥杜威峡谷里，玛丽·利基和路易斯·利基还发现了大量的石器组合，包括砍砸器、刮削器等。它们的基本特点是一次成型，打成什么样子就是什么样子，石器的形状和性能基本取决于材料的质地。这些石器的年代最早的是250万年前，最迟到140万年前，玛丽·利基将之命名为“奥杜威工业”。正是借助这些石器，我们才说能人大约出现在250万年前。

奥杜威工业之后的另一种更先进的石器组合，是出现在大约140万年前的“阿舍利工业”。这些石器比较复杂，被多次打造，显示出打制者是照着心中的模板来处理原材料的。很显然，这要求有更发达的大脑。因此，阿舍利工业被认为是能人的后裔直立人（Homo erectus）的作品。现在一般认为，直立人大概在200万年前首次出现。

直立人可分为早期直立人和晚期直立人。1965年在我国云南元谋县发现的元谋人就属于早期直立人，年代约在170万年前。在含元谋人牙齿化石的地层中，有很多炭屑，表明元谋人已经知道用火，这大概是人类使用火的最早证据。此外，在阿舍利工业同期也发现了用火的痕迹。

有关晚期直立人的化石和出土材料极为丰富。在我国境内发现的蓝田人（70～110万年前）、北京人（约50万年前）以及1980年在安徽和县发现的龙潭洞人，便属于晚期直立人。1984年，理查德·利基在肯尼亚西北部特卡纳湖西岸发现了一具几乎完整的直立人骨架，年代大约是160万年前。这个骨架被称为“特卡纳男孩”，可能是目前已知的最早最完整的直立人全身骨骼化石。南方古猿的平均脑量是450毫升，能人的平均脑量是750毫升，而直立人有900～1000毫升。

直立人之后，大约在50万年前出现了智人（Homo sapiens）。智人有许多亚种，包括尼安德特人和现代人（Homo sapiens sapiens）。在考古学界，直立人向现代人进化的路线一直存在两种观点，一种是多地区假说，一种是出自非洲假说。多地区假说认为，直立人在非洲、欧洲和亚洲多个地区向现代人进化。出自非洲假说认为，200万年前出自非洲的直立人很快向欧洲和亚洲扩张（大约190万年前到达中国，大约180万年前到达爪哇，大约170万年前到达西亚），但是，扩张到欧洲和亚洲的直立人最后都灭绝了，只有非洲的直立人进化到了智人，而这些智人第二次向欧洲和亚洲大陆扩张，形成了今天的人种局面。

中国考古学家发现了从早期直立人到晚期直立人的大量化石，构建了比较完整的直立人进化谱系。因此，我国一直相信多地区起源说，相信中国人种有自己独立的进化路径，即中国的现代人来自中国的智人，而中国的智人来自中国的直立人。通俗地说，现代中国人是北京人的后裔。

但是，目前最新的分子遗传学证据并不支持多地区起源假说。按照现代分子遗传学的说法，“现在世界上的60亿人都是过去生活在东非的、在解剖学上已是现代人的后裔。这一群人一度濒于绝迹，但从未死光，最后这群人开始繁衍。到了约10万年前，现代人经过尼罗河谷北移，横越西奈半岛到了中东。距今6万多年前，他们沿着印度和东南亚的海岸线抵达澳大利亚。约4万年前，这些现代人又从非洲东北部抵达欧洲，并从东南亚进入东亚。最后，大概在1万年前，他们又从连接今天西伯利亚和阿拉斯加的广大平原抵达南北美洲” 。分子遗传学所支持的非洲单一来源假说现在得到了学界多数人的支持，我们也许不能再说中国人是北京人的后代了。

除了打造越来越精致复杂的石器，晚期直立人还会使用火。在北京人的故居周口店山洞中，有厚达6米的灰烬，表明北京人有持续的用火历史。火的使用给人类带来了光明，这光明驱散了蒙昧、黑暗，带来了文明。有了火，人类就开始享用熟食，食物的种类和范围扩大了，营养丰富了，人类的体质得到了加强，大脑进一步发达。火可以御寒，帮助人类在恶劣的气候环境中生存下来。火可以照亮洞穴，使人类由野居变成洞居，改善了居住条件。可以猜测，在使用火之后，人类才开始住进山洞。火还可以用来保护自己，驱逐凶猛的野兽，甚至在围捕野兽时，也可起到很大的作用。

正因为火的使用在人类进化史上有如此重大的意义，在许多民族的神话传说中，火被赋予某种特殊的意义。最有名的关于火的神话是希腊神话中普罗米修斯为人类盗取天火的故事。普罗米修斯，希腊语原意是“先知先觉者”，是奥林匹斯山上诸神之一。天帝宙斯派他到人间教会人类各种技术和技艺，但不许他把火传给人类，因为火只能由上天控制。普罗米修斯来到人间，教会了人类许多东西，但也看到人类没有火是多么的不便，没有火离理想幸福的生活是多么遥远，于是他偷偷把火种从奥林匹斯山上带到了人间，并迅速教会人们使用和保存火种。天帝宙斯看见人间有了火光，知道是普罗米修斯干的。他十分愤怒，将普罗米修斯抓起来锁在高加索山的悬崖上，每天让鹰啄食他的肝脏，使他经受永久的折磨。

普罗米修斯盗火的故事，是造福人类、追求光明与真理者大无畏的勇敢精神和献身精神的千古颂歌，也反映了火在人类发展史上所处的重要地位。火象征着能量和力量，人类一旦掌握了火，就获得了改造世界从而创造自身的力量。

晚期直立人虽然已经学会了用火和保存火种，但他们还不会自己造火，只有智人才会人工取火。早期智人的典型是尼安德特人，其遗骸于1856年在德国杜塞尔多夫城附近的尼安德特河谷被发现，距今约30万至5万年，最后灭绝了。晚期智人，也就是现代人，按照分子遗传学的观点，都来自非洲。大约在15万年前，现存的四大人种均已经在非洲形成。大约在10万年前，人类相继走出非洲。在欧洲，晚期智人的代表是克罗马农人，其化石最早是1868年在法国多尔多涅区克罗马农村发现的，距今约5万年；在中国，晚期智人的代表是山顶洞人，距今约3万年，是1930年在北京周口店龙骨山北京人遗址顶部的山顶洞发现的。晚期智人开始创造文化。他们发明了弓箭，学会了有组织地狩猎；他们制造了比较复杂精致的石器和骨器，而且在居住的山洞中绘画、雕刻，并装饰自己的身体；他们开始埋葬死去的同伴和亲人，并且在坟墓中放入陪葬品；他们很可能已经开口讲话了。

4. 文明史的序幕

长达数百万年的旧石器时代之后是大约始于公元前1万年的新石器时代。这个时期地球上冰期已过，气候逐渐变暖，人类大量增长，可食用的野生动物大大减少。蒙古利亚猎人从西伯利亚经过冰封的白令海峡进入美洲新大陆。新石器革命最重要的标志是农业社会的出现：耕种代替或补充了狩猎，饲养家畜、栽培植物成为生存活动的主要内容，人类开始稳定地居住在一块土地上，在那里开垦、播种、繁衍生息。人类文明史的序幕就这样徐徐拉开了。

到了公元前4000年才有文字记载的人类文明史，但是在有文字记载的历史之前，原始人类就已经创造了程度不一的文化。这些非文字的文化表现在各种遗址、遗迹和遗物上，考古学正是根据这些实物来再现人类文明的史前史。到目前为止，史前史的考古学分期都是按照制造工具的原料以及制造技术来划分的，与前面提到的人类进化谱系对照如下：

工具的使用标志着人类创造自身的开始，也是原始技术的萌芽。人类一旦有意识地改造周围的世界，技术的进步就成为必然的前提。在旧石器时代早期也就是直立人阶段，开始有制造工具的痕迹。在此之前，南方古猿已开始使用天然木头和石块作为工具，但直到直立人阶段才有人工打制的石器出现。这些石器都是用砾石打制而成，有砍砸器、刮削器和手斧等。直立人的后期已懂得对不同的石料采用不同的加工方法，并开始使用天然火。在旧石器时代中期也就是早期智人阶段，石器工具开始专门化；到旧石器时代晚期，生产工具和生产技术都有很大的发展，用动物骨头和角做原料制造的工具开始大量出现。与此同时，用骨和角雕刻的各种装饰品如头饰、耳饰、项圈等，显示了这个时期人类的精神生活已崭露头角。此外，工具和武器由单一走向组合，如石器装上木柄可以更方便使用，骨制的武器装上把柄之后，在捕鱼或狩猎时可发挥更大效力。

新石器时代在工具层面上的标志是由打制石器进化为磨制石器。磨制的石器表面光滑，使其形状准确，刃部锋利。除了磨制石器的使用，新石器时代更重要的标志是定居生活以及与定居生活相伴的陶器的使用。定居生活意味着农业和畜牧业的产生。

考古发现，人类那时过着刀耕火种的生活；猪和狗已被驯化成为主要家畜；弓箭发明了；人类聚群而居，村落开始形成；人们居住在木制的房子里，屋顶用茅草覆盖着，屋子中央有火膛，用来保存火种、照明、取暖和烧煮食物。在几个土地肥沃的地区，逐步兴起了发达的农业文明。人们学会了缝织衣服，储存食物，制作各种各样复杂的日常用具，创造美丽的陶器艺术，开垦土地，繁衍人口，驯养了越来越多的动物，如狗、羊、猪、马、骆驼、鸡、鸽子、鸭子等。在现代未开发的落后地区，我们仍然能依稀看到那时人类生活的场面。

约在公元前4000年前，北非尼罗河流域的埃及率先进入金石并用时期，出现了铜器。伴随着铜器的出现，农业由刀耕到锄耕，再发展到犁耕。铜器的出现是金属加工技术长期发展的结果。有了金属工具，人类的文明就迈进了更高的阶段。

在人类与大自然相适应的过程中，生产工具和生产技艺不断进步。与此同时，人类对自然界的认识也在不断积累和发展。首先值得关注的是天文和历法知识。自从人类站立起来可以仰望天空，天际就是一个神圣的处所。保持与天道的一致，肯定是原始人一个最为强烈的心理动机。此外，为了获得生存的物质保障，农业民族和游牧民族也需要与自然界中的种种循环节律相协调：人们日出而作，日落而息，遵循太阳的周期运动节律；人们发现月亮有月相周期，时圆时缺；人们还知道气候从寒冷到温暖的循环变化。

在史前文明的晚期，人类已经开始由物候观测进入天象观测。有智慧的头脑在晴朗的夜里看到满天星斗中有些星体在规则地运行，一定会诧异不止。经过不知多少代人的积累，天象记录极大丰富，使人们有可能依据规则的天文现象制定与人间活动密切相关的时间秩序和生活节律。天象的变化微小而缓慢，如果不是拥有极大的热情和高度的耐心，很难设想会有天文学出现。然而事实是，几乎所有古老文明都有令人惊叹的天文知识。这表明，在远古时期，天象观测一定首先与某种宗教上的需要密切关联。人们敬畏天，试图通过天象观测了解天神的旨意，了解命运的归宿，祛灾避难。天文学一开始是占星术的一部分，而且很长时间都是这样，这不应令人奇怪。

算术来源于交换活动。早期以物换物时，必须计算各自货物的数目以确定是否等价合理。在没有数字之前，计数与具体物体不能分开。屈指计算，手指或手指的形状就代表数目或数字；用一堆小石子计算，石子就代表数本身。英文“计算”一词来自拉丁文calculus，而后者的意思就是小石子。几何学来源于丈量土地，英文“几何”（geometry）一词原意就是测地术。

在人类文明的黎明时期，科学与技术的萌芽正在生长，与生存的物质活动相关联的生产技术和自然知识在不断积累，与生存的精神活动相关联的对世界整体的理解也在曲折而艰难地发展。在人类的历史上，前者一直在进步，成为人类文明的里程碑，后者则经历了无数次的观念历险。现在，就让我们拉开5000年科学历史的序幕，开始我们的历史巡礼吧！ 7ZMLSEYLqOFuMxZdWutJ23e2t1RuWkpuyF4iWV8wXP1ZcgxlVVuwQBV9fL3YtOSt