天文歷法制陶冶金閃爍原始科技之光

■ 邊軍勤

(孟春三月)天氣下降，地氣上騰，天地和同，草木萌動。王命布農事，命田舍東郊，皆修封疆，審端經術。善相丘陵。阪險原隰，土地所宜，五谷所殖，以教導民，必躬親之。田事既飭，先定準直，農乃不惑。

——《禮記·月令》

原始人類在長期的社會實踐和物質生產過程中，逐步熟悉了自己身邊的生活環境以及周圍的自然界，并認識到了某些自然現象。例如，在狩獵和農業勞動過程中，他們總結出了天氣的寒暑交替和動植物的生長、出沒規律，并掌握了其相互依存的特點。這種基于社會實踐和物質生產的需要而產生的自然知識即是原始科學。其中最先萌芽的是天文學、醫藥數學、簡單數學、物理學和化學等基礎科學知識。

農業生產是季節性很強的生產活動，要使勞動不成為無效勞動，就要按季節變化適時播種和收獲。人們在長期的狩獵、采集和農業生產過程中，為了能在不同季節取得所需要的生活資料，初步掌握了最基礎的天文歷法知識，如太陽的東升西落、月亮的或圓或缺等等。

在鄭州大河村出土的原始社會晚期的陶器上，發現了太陽紋、月亮紋、日暈紋和星座圖等與天文歷法關系密切的天象資料，其中太陽紋由圓圈和四周的長短射線組成。連云港將軍崖的巖畫，其中有一組主要畫的是日、月和其他星象，而太陽的形象與大河村的太陽紋一樣，也有很多射線。在大河村的一件復原陶缽肩部，還有12個太陽的圖案，可能是象征一年中的12個月。上述事實在一定程度上說明天文知識最遲到原始社會晚期就已經出現了。

原始人類在初步掌握了一些天文、歷法等基礎知識外，也在與疾病、傷痛搏斗的過程中發明了一些健身的方法。

《呂氏春秋·古樂篇》載：“昔陶唐(指堯)之時，陰多滯伏而堪積，水道壅寒，不行其原，民氣郁閼而滯著，筋骨瑟縮不達，故作舞以宣導之。”這類說法，反映出當時氣候陰郁潮濕，人們多患關節炎等風濕性疾病的實情。為了抵御病痛，人們創造出了健身舞蹈，以增強體質。他們從實踐中創造的這種預防、治療方法，符合今天的醫學原理，是體育療法的鼻祖。在原始文化遺址中，還發現一些住室的墻壁和地面經過了特殊加工。以仰韶文化為例，這一時期的房屋地面和墻壁多用火烘烤過，有的已經半陶化。河姆渡文化的居室內，往往用木板或蛤蜊殼鋪在地面。這種處理，不單純是為了加固，更重要的是為了減輕室內的濕度，以防止因席地坐臥受風寒潮濕而患關節炎和風濕病。如今，我國某些少數民族還保留有野外露宿時花不少時間烘烤腹背再入睡的習慣，這都是最基礎的預防風濕病的措施。

在預防治病的同時，原始人類也學會了運用藥物來治療疾病。因為在相當長的一段時間內，人們以采集各類果實、莖葉、根塊和籽粒為生，這些植物為他們發明藥物提供了實踐條件。最初，人們由于沒有經驗，不能辨別有無毒素，往往饑不擇食，吞食一些有毒植物，引起腸鳴、腹瀉、嘔吐、昏迷，甚至造成死亡。后來發現，出現疾病時，再吞食另一類植物便可痊愈。這些現象引起了人們的關注，進而通過不間斷的嘗試，終于認識到了某些植物的特殊功效。如有的植物對人體有益；有的可治療某些疾??；有的植物雖然有毒，但如果食用適量，加工得法，也能轉害為益，具有治療某些疾病的效果。古代神農氏“遍嘗百草，一日而遇七十毒”的傳說，不但描述了農業發明過程，也從側面反映了我國醫學起源的歷史。

數學知識和其他科學知識一樣，也是從人類的需要中產生的。《路史》卷一有“隸首作數”的記載。原始人類為了統計狩獵成果，必然要計算數字。仰韶文化中的陶器上有三角、四角和八角等形狀，也應該是在能運用數字的基礎上繪制的。在半坡彩陶盆口沿上，都有四方位和八方位的標志，說明當時記錄方位也應用了數字。此外，在屈家嶺文化遺址中出土了不少球狀陶器，陶器上繪有各種圖案，有的是劃一線，將球體分為兩半；有的以等腰三角形劃分球體，可見當時人類也掌握了不少三角知識。

在數字知識的基礎上，其他科學知識也被陸續應用到實踐中。摩擦生熱的應用，主要表現在鉆木取火的發明上。鉆木取火是通過鉆頭急速旋轉的動能轉化為熱能而產生的火花加以引燃，從而達到取火的目的。重心原理在遠古人們的實際生活中，也是早就被接觸到的。最能反映我國原始社會人們對重心原理認識水平的實例，是仰韶文化遺址出土的尖底瓶。這種尖底瓶的形狀是口小、底尖、短頸、粗腹，腹中部附有相稱的一對系繩用的環耳，是一種汲水工具。經過實驗，這種尖底瓶的造型設計，很符合重心原理。汲水時用繩子把空瓶系好投放到水中，這時重心在瓶子的中上部，瓶子很容易就倒置到水中；當瓶內裝滿水后，重心就移到瓶子的中下部，瓶子就自然垂直。小口尖底瓶的結構有力地說明，“遠古居民在實踐中很早就知道利用重心和定傾中心相對位置跟浮體穩定性的關系”。

輪軸的原理應用較晚，突出表現在仰韶文化晚期開始出現輪制陶器的陶輪上。制陶的陶輪，大致是由輪盤和輪軸組成的。制陶時，把揉合的陶土放置到輪盤上，以手推動輪盤旋轉，人們借助陶輪急速旋轉形成的離心力，用雙手把放置在輪盤上的陶土，塑成所需的器形。陶輪的發明，是我國利用輪軸原理的實例，也為機械學奠定了基礎。

我國原始先民對于化學方面的知識的應用，也有許多實例，如制陶、釀酒、石灰的使用和金屬冶煉等。陶器是陶土經一定的高溫處理以后，改變了原來的分子結構而形成的一種新的質地堅硬、滲水性弱的固體物質，其物質分子結構的變化，就是由于化學作用而引起的。釀酒是以野生植物的果實或塊根，或者以糧食為原料，經過發酵處理，使原來的物質發生變化，從而變成酒。物質發生變化的過程，就是化學作用的過程。我國龍山文化遺址中，大量出現了酒器，說明當時釀酒的化學知識已普遍為人們所掌握。石灰的使用在龍山文化時期出現，當時的房基地面普遍發現涂抹有一層或數層白灰面。經過鑒定，這種白灰就是用石灰巖經過高溫燒制而成的石灰。另外，在姜寨遺址出土的1萬多件遺物中，最珍貴的是一塊銅片，經化驗得知，其中銅占65%，鋅占25%，其余為少量的錫、鉛、硫、鐵等，屬于銅鋅合金、雜質較多的黃銅。由這件遺物可知，我國的冶金史可提早到6000年以前。