第一部分 古代科学 第二章 巴比伦和埃及文明时期的科学
在最早的城市文明出现之前,人类就已经掌握了相当数量的技术、工具和技能。旧石器时代的人发明了形形色色的工具,用来制造用具和狩猎的武器;新石器时代的人则作出了最重要的革新,即定居的农业生产方式,时间也许最近也要在公元前6000年。石器时代的农业生产很快就消耗掉土壤的肥力,这个因素好象限制了多数新石器时代村社的规模和稳固性。在印度河流域、底格里斯河和幼发拉底河流域、尼罗河流域,这种限制就比较小些,因为河水一年一度的天然泛滥带来一层肥沃的新淤泥。在这些流域就有比较多的定居村社繁荣起来,它们排干沼泽,灌溉荒芜的土地,使固定耕作的面积有了相当大的发展。这些村社的规模不断增大,从村落发展为乡镇,从乡镇发展为城市,与此同时,由僧侣祭司统治的管理体制也发展起来,组织人们生活上的各种复杂活动。这样,在公元前3000年的一个世纪左右的时间里,在的底格里斯河和幼发拉底河流域以及尼罗河流域就出现了最早的一些城市文明。
这些最早的中东文明的工匠技术,比起较早的新时器时代的工匠技术来,有显著的进步。在公元前4000年时,底格里斯河和幼发拉底河流域的苏美尔人发明了犁,并且利用家畜来拖犁,从而由新时器时代人的小块耕作过渡到大规模田地上的农业生产。他们制造了用动物拖动的轮车,建造船舶,并使用陶轮来制造焙干的陶器。约在公元前3000年左右,苏美尔人在冶金方面已经达到了青铜时代的最高水平。他们懂得将某种矿石放在火中还原就能获得铜,铜能熔化并铸成各种形状的器物,铜也能和锡制得更硬和更易熔化的青铜合金。埃及人的生产设备也差不多,不过直到未开化的喜克索斯人入侵埃及(约公元前1750年)之前,埃及人尚未使用青铜和有轮子的运输工具。
这些工艺技术的产品是由祭司、书吏统治的组织掌握和分配的。由于祭司要处理的物资数量很大,种类又多,看来光凭记忆来记帐是不行的。因此祭司就把经手的产品在泥板上刻下记号,作为持久记录,再将泥板晒干和保存起来以备查考。这些记号包含数字以及所计数的产品略图。他们书写的这种泥板给我们提供了最古老的计数制和图画文字记载。苏美尔人的最早记录是在公元前3000年左右,记的只是寺庙中仓库里物品进出的帐目。后来的计数制和图画文字都变得固定化了,关于数学、天文、医学、神话、历史和宗教的文献也就开始出现了。
在文明的青铜时代,早期记录中的图画符号简化成表意形式,至于那些无法描绘的东西则用任意指定的办法来表达。这样的文字在中国还存在,中国的表意字的数目随着语言的发展而不断增加。在苏美尔,由于不仅用表意文字来代表它所描绘的对象,而且还用它来代表这个对象名称的声音,从而减少了符号的数目。由于采用这种办法,几个表意字合在一起就可以代表一个复杂的词或短语,这就使得许多符号都成为多余。在苏美尔的最早记录中,使用的符号约有两千个左右,但在公元前2500年左右时,符号的数目已经削减到六百个左右。与此同时,符号还进一步得到简化,最后变为楔形刻痕的组合,这就是楔形文字。在他们北面的闪族阿卡德人按照他们语言的发音,也采用楔形文字进行书写。直到希腊时代之前,凡是在美索不达米亚建立统治的每个民族都是这样做的。
苏美尔的数字起初是用芦管划在泥上的痕迹来表达的。小于十的数字用芦管斜划的痕迹来记下,痕迹的数目等于要记下的数目,十位数和十的倍数则用芦管竖划的痕迹来记下。与这种十进制记数法并行的,还有一种以六十为基数的记数法。用一根小芦管来划个位数和十位数,再用一根大芦管斜划来记六十的个数,竖划则代表六百的个数。在公元前2500年左右,十进位计数法已废弃不用,并使用书写楔形文字的楔形尖笔来代替芦管。单独一个竖划表示六十的幂次──1、60、3600等,而两个竖划形成一个角度的箭头记号则表示10、600、36000等。这些符号所代表的特定值是根据它们在一个给定的数字中的位置来定的,就同我们现在使用的印度─阿拉伯计数法一样。