簡明歷史——科學的黎明

長期以來，人類一直在尋求著對物質世界的理解。起初，神話和宗教扮演了這一角色。幾乎所有的文明都有自己的起源傳說，講述了世界和人類是如何出現的。而其他的神話則解釋了各種各樣的自然現象。

對許多天文事件——比如分點、至點和月運周期的系統觀測，都有著更為實際的目的：它們與季節的變化息息相關，對獵人和農夫十分重要。一個顯著的例子就是愛爾蘭紐格蘭奇的新石器時代大墓。它建于大約公元前3200年，每年只有在冬至那天，陽光才會直射進墓室內部。這可以準確地標志新一年的到來。而建造這樣一個結構，需要精確的測量和仔細的觀察——我們現在所說的科學的兩個特征。

大約在同一時間，蘇美爾人制定出一套基本的太陰歷；而到了公元前2500年，埃及人開始使用太陽歷——這在預測每年的尼羅河洪水方面是必不可少的。蘇美爾人發明了一種60進位的數學系統（使用60為基數，可能是因為60中有12個因數；而我們現在采用的是10進制，只有4個因數，1、2、5和10）。巴比倫人繼承了他們的進制，并且采用小時為時間單位，每小時為60分鐘。這就意味著，一小時可以被平均分成60、30、20、15、12、10、6、5、4、3、2或1個部分。巴比倫人還是偉大的天文學家，在公元前1500年就能夠使用數學方法測繪恒星和行星的位置，并預測日食發生。古埃及人則進一步推動了數學的發展，他們從土地測量的實踐中推導出了一些抽象的幾何原理。

但在古代的世界，站在科學巔峰的是希臘人，正是他們奠定了我們現在所說的科學的基礎。那里的哲學家們探索的不僅僅是現實的本質和美好的生活到底是什么（參見此處），而且還有物質世界的真相。他們拒絕神話的解釋，并試圖找出世間唯一的基本原則。

而對于公元前6世紀的畢達哥拉斯和他的追隨者們來說，這個原則就是數學。他們確信地球是球形的，并認識到樂曲的和諧是基于數值的比率。在接下來的世紀中，德謨克利特認為萬物都是由極小的粒子組成的，他將其稱為原子，而恩培多克勒提出物質是由四種元素——土、水、空氣和火構成。四大元素的概念被公元前4世紀的亞里士多德所繼承。他開始觀察大量的自然現象、生物和非生物，并為其分類，而根據這些研究結果，他可以弄清更為普遍的真相——這就是科學方法的基礎。

大約在公元前300年，歐幾里得奠定了幾何學的原理，而后，阿基米德則開創了力學和流體靜力學。公元前3世紀，阿里斯塔克斯發現了地球自轉和公轉的軌道，而埃拉托色尼（前276—前194），這位希臘天文學家和亞歷山大港圖書館館長，則精準地測定了地球的周長。同樣在亞歷山大港，作為當時羅馬帝國的一部分，以及科學技術中心，托勒密（約90—168）起草了一份世界地名索引，其中包括了對地理坐標的估算方法。

人們心中的世界五彩繽紛，有甜蜜，也有痛苦，但在現實世界中只有原子和空間。

——德謨克利特（約前460—約前370）

羅馬人對希臘的科學基本上照單全收，但是當羅馬帝國衰亡之后，希臘科學從歐洲消失了。不過從西方的科爾多瓦到東方的德里，在這些阿拉伯科學中心，這些知識依然閃耀著光芒。除此之外，阿拉伯的學者們還取得了許多創新。他們采納了一種來自印度的數學體系，其中包括了“零”的概念。這就是我們今天使用的“阿拉伯數字”——在高難度運算中，這種數字要比希臘或羅馬使用的運算系統更加有效。不過，現代科學真正的興盛，還要等到17世紀，也就是我們所熟知的第一次科技革命（參見此處）。