两个路由器组建局域网:自然科学知识的萌芽

自然科学是研究自然界的物质形态、结构、性质和运动规律的科学。它包括数学、物理学、化学、天文学、气象学等基础科学和农业科学、生物学、医学、材料科学等实用科学，是人类改造自然的实践经验即生产斗争经验的总结。它的发展取决于生产的发展。
　　原始社会中，人类对自然界的斗争，因生产工具简单、粗笨，还受到原始宗教及其他意识的影响，自然科学的发展是缓慢的。不过，人类取得的每一个科技进步，都推动了生产的发展，同时又促进自然科学知识的不断积累，预示着科技的新突破。因此，尽管当时的人们尚处于蒙昧与野蛮状态，但他们在与自然界的斗争中，以辛勤的劳动与聪明和智慧，不断地推动着科学技术的发展。
　　我国古代居民对天文学知识的认识与探索有着悠久的历史。早在旧石器时代，我们的祖先就已注意到暑往寒来的变化，月亮的盈亏圆缺，各种动物的活动规律，植物的生长与成熟的周期等等，并且逐渐摸索到它们的规律性。因此，差不多与进入新石器时代同时，农业与家畜饲养业便出现了。以后，人们为使农作物的生长不误农时，迫切需要掌握季节变化的规律。这就促使天文与历法知识的产生。从考古学提供的材料表明，可能在新石器时代早期，人们已经有意识地观测天象了，并用以确定方位、时间与季节。
　　方位的确定对人们的生产、生活有着重要的意义，所以人们很早就掌握了方位的辨别知识。他们从日出、日落及日落后北斗等星体出现的规律中探索出东、南、西、北的不同方位。他们在营造房舍、埋葬死者时，都注意到朝向。例如住房的朝向大多选择南向；同一个墓地，甚至同一个考古学文化的不同墓地中，绝大多数死者的头都朝着同一个方向。虽然其中有些朝向与正方向（正南、正北等）略有偏差，但基本方向都是不变的（少数不同方向的墓葬，应与死因有关）。如西安半坡墓地中墓葬的排列十分整齐，它们的方向基本一致，略有偏差者也与正西方向相差不超过 ２０°u12290X在年代更早的新郑裴李岗墓地清理的 １１４ 座墓葬，均为长方形竖穴墓，排列密集，很有规律，所有头向均朝南或稍偏西。这些事例说明，距今 ８０００ 年前的人们就已基本掌握了定向的方法。
　　季节的确定，大概是根据物候现象掌握农时而引发的。因为我国大部分地域地处温带，四季的变化比较明显：春暖花开之时，随着布谷鸟的啼鸣，人们开始播种；到了深秋，大地一片金黄，许多谷物都成熟了，人们进行收割；动物中的候鸟，如燕子春来秋去与大雁有规律的回归。自然界中如此年复一年的周期变化，使人们将寒往暑来、春华秋实与候鸟的有规律活动联系起来，寻找其间的变化规律，从而推定出农牧的时节。史前时期先民大概还缺乏春夏秋冬四季的明确概念，但是对农牧业的时节，则有了越来越多的认识。人们对天象的观测与探究，推进了天文知识的积累和天文学的出现。古代先民最早注意的星，大概是北斗七星。也有人说最早观测的星是红色亮星“大火”（心宿二）。传说在颛顼时代就有“火正”官，负责观测“大火”，以它的出没来指导农业生产。据推算，公元前 ２４００ 年左右，黄昏时在地平线上见到“大火”时，正是春分前后，时值春播时节。像这样以观测天象来确定四时节令的方法，叫做“观象授时”。
　　相传黄帝时代已有了历法。帝尧时派天文官到东、南、西、北方去观测天象等等，都反映了古代先民对天象观测的重视。这些传说虽然还缺乏实物证明，但是，在新石器时代晚期出现原始的历法是完全有可能的。
　　远古时代的先民，在生活中已经注意到事物的数量与形状，但对数的概念是不清楚的。在分配与交换过程中，人们还不能确切地去判别多与少的差别。人们还不掌握 １、２、３、４……这些自然数的概念。交换是按照需要与意愿进行的，这是人类发展进程中必然要经历的一个过程。
　　到了新石器时代中期，可能出于记事或交换的需要，开始出现了刻划符号。距今 ７０００ 年前的舞阳贾湖出土的龟甲上和七孔骨笛上都有刻划符号。骨笛上所刻的符号在孔的旁边。经过测试，这支骨笛的 ７ 个音孔各发一音，组成一个完整的音阶结构。而孔旁的符号作为等分的记号，反映了设计和制作这支骨笛的过程中的计算过程。因此有人认为它反映了 ７０００ 年前的先民对数的认识。仰韶文化和年代稍晚的马家窑文化的彩陶缽口沿上也发现了各种刻划符号，据统计，总数有 ５０ 多种。在龙山时期及稍后的考古学文化中也多有发现。传说古代有“结绳记事”、“契木为文”的时期，可能这些符号就已含有一定内容的记录刻符。所以，这些符号既有可能是我国古代文字的起源，也可能是数的起源。如果和商周时期的甲骨文或金文相比较，其中不少刻符与金文、甲骨文中的数字是一致或相似的，如一、二、三、五、十等等。有人提出仰韶文化的先民已具备了一、二、三……八的数的概念。
　　人们对形的认识也很早。当他们制作不同用途的工具时，无论是背厚刃薄的刀、斧，尖锐锋利的针、锥，还是滚圆的石球，或弯弯的木弓等等，都说明人们对各种几何图形有了认识，并加以应用。仰韶文化中，陶器的器形及其纹样，清楚地反映了人们对圆形、椭圆形、方形、菱形、弧形、三角形（包括等边三角形、直角三角形）、五边形、八角形等几何图形已具有明确的概念。同时，在几何图形的对称、圆弧的等分等方面都有许多实例。大溪文化中出土的空心陶球，球面上用三组一股的篦纹划出彼此相交的 ６ 个“米”字纹。在一个圆球表面进行刻划与分割，放置 ６ 个“米”字纹，若无一定的数学知识和计算能力是很难想象的。这些实例都说明仰韶文化与大溪文化的先民对数与几何图形的认识已达到一定水平。
　　正是人们对这些几何图形有了认识，因此，在当时的生产与生活实践中，大到建造房舍，小到制作工具、饰品，或者装饰图样的设计与记事符号的刻划，都能很好地体现方、圆、平、直的要求。如有些平面为方形的房屋，它的四边相等，木柱的对称和平行的排列。河姆渡遗址中发现的木构件，其梁柱与榫卯的受拉、受压都符合力学要求。彩绘花纹中所绘的直角三角形、菱形图案与人面比例的合理、匀称等等，都说明当时很可能已经掌握了绘划方、圆、平、直的方法与简单的工具。这种工具可能就是最早的规矩。
　　随着编织物与纺织品的出现，特别是有关花纹的编织，使人们对形与数的关系有了进一步认识。因为织出的花纹与经纬线数目之间存在一定的关系。我国新石器时代中晚期的居民，对数的认识与运用可能已达到了一定的水平。
　　人类在与自然界的斗争中，除了要防御自然力的侵袭与野兽的伤害，以保护自己外，还要克服自身在生长发育与繁衍过程中遇到的许多病痛，这就要求人们在生活实践中摸索出一些治病与防病的办法。
　　前面已经讲到，火的利用使人类懂得了熟食，改善了摄食的条件，使身体得到较好的发育。同时，火能防寒、驱潮，为人体的健康提供必要的条件。或许正由于此，人们把烧热的石块用兽皮包裹后放在人体病痛的部位，发现能消除或减轻某些因受风寒而引起的疼痛（诸如腹病、关节病等），从而发明了“热熨（敷）法”。经过反复实践与改进，人们又掌握了用点燃的干草对人体病痛部位作温热刺激熏疗，这就出现了灸法。砭石是最早的医疗器具。《说文》谓“砭，以石刺病也”。这是用于挑破脓疮，刺破皮肉，排除脓血或刺激人体的某些部位，以达到治疗病患的目的所采用的一种治疗方法。砭石种类较多，有刀形、镞形、针形等等。这种方法实为针术的开端。因此，针灸疗法的渊源是很早的。
　　从人体的骨骼上看到，新石器时代居民中有少数人曾患有各种慢性疾病。如有因长期患风湿而使腰椎变形者；有骨折后重新愈合者；有的在战斗中被矢镞射中，射入肢骨的箭镞，长期留在体内，并与肢骨粘连与结合在一起的，等等。这些病例说明史前先民在与疾病的斗争中作了很多探索。看到这些风湿患者的病例，使我们对当时的居住地为防潮所作的种种努力的缘由有更深的理解。而后两种外伤，并未使受伤者致死，都出现了病灶愈合的情况，说明当时曾为治疗这类外伤找到了某种手段。这是当时已有了医术的明证。
　　我们的祖先在长期的生活实践中逐步认识到，某些植物的果实、根、茎对人体有益，能治某种疾病；某些物品吃了对人体有害，会引起呕吐、腹泻、昏迷甚至死亡。传说神农尝百草“一日而遇七十毒”（《淮南子?务修训》），正反映了古代先民在长期采集过程中不断探索各种植物的药用价值的情况。随着生产活动的扩大，人们还积累了不少动物药性和矿物药性的知识。
　　不过，原始社会中的居民，对自然界的许多现象还无法做出正确的解释，致使迷信活动盛行。进行原始宗教活动的巫师往往用鬼神作祟等来解释病因，祈祷、祭祀等活动也被用于治病。其中也有一些巫师兼用药物，因而出现了医、巫不分的情形。医学的发展，是对巫术的否定。但在社会的发展尚处于蒙昧、野蛮时期，巫术占着主导地位的情况下，医学的发展也是缓慢的。从总体上说，当时的医学水平还很低下。因此，从新石器时代墓地的死者年龄可以看到，老年人的比例不高，中青年和儿童的比例却是很突出的。
　　随着农业技术的改进，农作物种植面积的扩大，农产品的数量增多了，这就为酿酒业的出现创造了条件。
　　酒的发现可能是很偶然的。因为当淀粉在一定温度下受微生物的作用而发酵，引起糖化和产生酒精时，就成了天然的酒。当我们的祖先发现吃剩的食物（粮食、果实等）因搁置一段时间而发酵，并飘出阵阵酒香的时候，他们品而尝之，酒就被人们发现了。于是引发他们有意识地用粮食或果品通过发酵去获取酒浆。这样酿酒技术就出现了。
　　古代先民发现酒的时间可能是很早的。但有意识地用粮食发酵制酒的时间，是在新石器时代中期。传说我国最先发明酿酒的是杜康，或黄帝之女仪狄。从考古发现的材料表明，至少在龙山文化时期已经出现了酒，因为出土的高足杯、斝盉、觚等一些特制的专用酒器，反映出当时饮酒已有着区别于日常饮食的特殊地位，说明酿酒工艺在当时已被人们充分掌握。有人认为仰韶文化中出土的小陶杯、小陶壶都是酒器，因此，认为我国的酿酒业起始于仰韶文化。也有人提出酒的出现可上溯到磁山文化时期。
　　古代先民极为迷信，祭祀天地山川、鬼神图腾的活动相当频繁。在祭祀活动中，酒是重要物品之一。它既是供鬼神享用的祭品，又是巫师饮用的物品，所以酒的出现有它深刻的社会背景。
　　利用曲来酿酒是我国特有的酿酒方法。所谓“若作酒醴，尔惟曲蘖”（《尚书?商书》）。这是多少年经验总结出来的结论。用谷物制酒，谷物里的淀粉质需要经过糖化和酒化两个步骤才能酿成酒。曲蘖中的毛霉和酵母菌都是很敏感的微生物，它能把糖化和酒化结合起来同时进行。古代先民总结出用曲蘖酿酒，这是一项很重要的发明。欧洲直到 １９ 世纪 ９０ 年代才从我国的酒曲中得到一种毛霉，在酒精工业中建立起著名的淀粉发酵法。
　　力学知识的出现也是从生产与生活实践中积累的。石器的制造和利用本身就是力学知识的运用，只是最初是不自觉的。新石器时代的人们把石斧、石凿、石铲、石锛等工具制成背厚刃薄、表面磨制光滑、平整的形体，就符合尖劈越尖，效率越大、越省力的道理。人们从中逐渐增加了对物品的物理和机械性能的知识。如打猎用的长矛类、投掷武器的弓箭和流星索等，必须使其在空间运动时，暗合颇为复杂的动力学和空气力学的原理才能奏效。仰韶文化的居民制作的一种小口尖底瓶，腹部有两个环耳，是专用的汲水器。这种陶瓶的制作者，巧妙地利用了力的平衡原理，把器形制成小口、鼓腹、尖底，平时放置难以直立。但当在两耳系绳入水面汲水时，空瓶在水面上会自动倾倒，入于水中，装满水后又会恢复平衡状态。使用者利用它的重心变化，能省力地从小口汲进水，解决了用平底器汲水带来的不可避免的阻力。说明 ５０００ 年前的先民已经知道利用重心和定顷中心的相对位置同浮体稳定性的关系。
　　乐器出现的时间也相当早。新石器时代遗址中出土的乐器有土鼓、石磬、陶钟、铜铃等打击乐器；吹奏乐器则有骨笛、苇籥、陶埙等等。弦乐器是受弓弦震动发声原理的启示而制作的，在新石器时代可能也已出现了，所以有“舜作五弦之琴”（《世本》）的传说。只是弦乐器不易保存，至今尚未发现。河南舞阳贾湖发现的一批七孔骨笛，７ 个音孔排列整齐、合理，距今已有 ７０００ 余年，是竖吹管乐器的祖制。经过测音：骨笛的音阶结构是七声音阶齐备的、古老的下徵调音阶，可以吹奏旋律，而且发音较准，音质也较好。有的骨笛的音孔旁还有调音的小孔，以调正音差，说明这种骨笛的制作者对乐理的了解已达到很深的程度。反映了 ７０００ 余年前的先民，在声乐方面已达到相当水准。
　　化学知识的萌芽应上溯到火的利用。燃烧使燃料所具有的化学能以热能的形式释放出来，人类一旦掌握了火，不仅用它来蒸煮食物，同时还促使烧制陶器、冶炼金属以及酿酒、缫丝、染色等技术的出现，这说明人们已经掌握了一些物质变化的知识。例如，当时制作的陶器中，食器都用较细的粘土，而制造炊器时，都有意识地掺进一定数量的砂粒，以改变陶土的成型性能和成品的耐热急变性能，使烧成的炊器不至于在冷热剧变时破裂。龙山文化时期制作的黑陶，是利用窑中不完全燃烧而产生的炭黑渗入陶器制成的，反映了当时已经掌握了在适当控制窑温的情况下使炭还原这一过程。这种原理的进一步发展，使人们掌握了通过氧化矿的还原熔炼以获得铜金属、利用陶土的上述特性制作模具以铸造青铜器的技术。这一时期人们还将石灰石烧成石灰，加水后调成灰浆作为建筑材料使用。酒的出现反映了人们已经掌握了利用酵母菌，在一定温度下促使谷物实现糖化与酒化两个过程，以获得酒精的方法。