简明历史——科学的黎明

长期以来，人类一直在寻求着对物质世界的理解。起初，神话和宗教扮演了这一角色。几乎所有的文明都有自己的起源传说，讲述了世界和人类是如何出现的。而其他的神话则解释了各种各样的自然现象。

对许多天文事件——比如分点、至点和月运周期的系统观测，都有着更为实际的目的：它们与季节的变化息息相关，对猎人和农夫十分重要。一个显著的例子就是爱尔兰纽格兰奇的新石器时代大墓。它建于大约公元前3200年，每年只有在冬至那天，阳光才会直射进墓室内部。这可以准确地标志新一年的到来。而建造这样一个结构，需要精确的测量和仔细的观察——我们现在所说的科学的两个特征。

大约在同一时间，苏美尔人制定出一套基本的太阴历；而到了公元前2500年，埃及人开始使用太阳历——这在预测每年的尼罗河洪水方面是必不可少的。苏美尔人发明了一种60进位的数学系统（使用60为基数，可能是因为60中有12个因数；而我们现在采用的是10进制，只有4个因数，1、2、5和10）。巴比伦人继承了他们的进制，并且采用小时为时间单位，每小时为60分钟。这就意味着，一小时可以被平均分成60、30、20、15、12、10、6、5、4、3、2或1个部分。巴比伦人还是伟大的天文学家，在公元前1500年就能够使用数学方法测绘恒星和行星的位置，并预测日食发生。古埃及人则进一步推动了数学的发展，他们从土地测量的实践中推导出了一些抽象的几何原理。

但在古代的世界，站在科学巅峰的是希腊人，正是他们奠定了我们现在所说的科学的基础。那里的哲学家们探索的不仅仅是现实的本质和美好的生活到底是什么（参见此处），而且还有物质世界的真相。他们拒绝神话的解释，并试图找出世间唯一的基本原则。

而对于公元前6世纪的毕达哥拉斯和他的追随者们来说，这个原则就是数学。他们确信地球是球形的，并认识到乐曲的和谐是基于数值的比率。在接下来的世纪中，德谟克利特认为万物都是由极小的粒子组成的，他将其称为原子，而恩培多克勒提出物质是由四种元素——土、水、空气和火构成。四大元素的概念被公元前4世纪的亚里士多德所继承。他开始观察大量的自然现象、生物和非生物，并为其分类，而根据这些研究结果，他可以弄清更为普遍的真相——这就是科学方法的基础。

大约在公元前300年，欧几里得奠定了几何学的原理，而后，阿基米德则开创了力学和流体静力学。公元前3世纪，阿里斯塔克斯发现了地球自转和公转的轨道，而埃拉托色尼（前276—前194），这位希腊天文学家和亚历山大港图书馆馆长，则精准地测定了地球的周长。同样在亚历山大港，作为当时罗马帝国的一部分，以及科学技术中心，托勒密（约90—168）起草了一份世界地名索引，其中包括了对地理坐标的估算方法。

人们心中的世界五彩缤纷，有甜蜜，也有痛苦，但在现实世界中只有原子和空间。

——德谟克利特（约前460—约前370）

罗马人对希腊的科学基本上照单全收，但是当罗马帝国衰亡之后，希腊科学从欧洲消失了。不过从西方的科尔多瓦到东方的德里，在这些阿拉伯科学中心，这些知识依然闪耀着光芒。除此之外，阿拉伯的学者们还取得了许多创新。他们采纳了一种来自印度的数学体系，其中包括了“零”的概念。这就是我们今天使用的“阿拉伯数字”——在高难度运算中，这种数字要比希腊或罗马使用的运算系统更加有效。不过，现代科学真正的兴盛，还要等到17世纪，也就是我们所熟知的第一次科技革命（参见此处）。