天文历法制陶冶金闪烁原始科技之光

■ 边军勤

(孟春三月)天气下降，地气上腾，天地和同，草木萌动。王命布农事，命田舍东郊，皆修封疆，审端经术。善相丘陵。阪险原隰，土地所宜，五谷所殖，以教导民，必躬亲之。田事既饬，先定准直，农乃不惑。

——《礼记·月令》

原始人类在长期的社会实践和物质生产过程中，逐步熟悉了自己身边的生活环境以及周围的自然界，并认识到了某些自然现象。例如，在狩猎和农业劳动过程中，他们总结出了天气的寒暑交替和动植物的生长、出没规律，并掌握了其相互依存的特点。这种基于社会实践和物质生产的需要而产生的自然知识即是原始科学。其中最先萌芽的是天文学、医药数学、简单数学、物理学和化学等基础科学知识。

农业生产是季节性很强的生产活动，要使劳动不成为无效劳动，就要按季节变化适时播种和收获。人们在长期的狩猎、采集和农业生产过程中，为了能在不同季节取得所需要的生活资料，初步掌握了最基础的天文历法知识，如太阳的东升西落、月亮的或圆或缺等等。

在郑州大河村出土的原始社会晚期的陶器上，发现了太阳纹、月亮纹、日晕纹和星座图等与天文历法关系密切的天象资料，其中太阳纹由圆圈和四周的长短射线组成。连云港将军崖的岩画，其中有一组主要画的是日、月和其他星象，而太阳的形象与大河村的太阳纹一样，也有很多射线。在大河村的一件复原陶钵肩部，还有12个太阳的图案，可能是象征一年中的12个月。上述事实在一定程度上说明天文知识最迟到原始社会晚期就已经出现了。

原始人类在初步掌握了一些天文、历法等基础知识外，也在与疾病、伤痛搏斗的过程中发明了一些健身的方法。

《吕氏春秋·古乐篇》载：“昔陶唐(指尧)之时，阴多滞伏而堪积，水道壅寒，不行其原，民气郁阏而滞着，筋骨瑟缩不达，故作舞以宣导之。”这类说法，反映出当时气候阴郁潮湿，人们多患关节炎等风湿性疾病的实情。为了抵御病痛，人们创造出了健身舞蹈，以增强体质。他们从实践中创造的这种预防、治疗方法，符合今天的医学原理，是体育疗法的鼻祖。在原始文化遗址中，还发现一些住室的墙壁和地面经过了特殊加工。以仰韶文化为例，这一时期的房屋地面和墙壁多用火烘烤过，有的已经半陶化。河姆渡文化的居室内，往往用木板或蛤蜊壳铺在地面。这种处理，不单纯是为了加固，更重要的是为了减轻室内的湿度，以防止因席地坐卧受风寒潮湿而患关节炎和风湿病。如今，我国某些少数民族还保留有野外露宿时花不少时间烘烤腹背再入睡的习惯，这都是最基础的预防风湿病的措施。

在预防治病的同时，原始人类也学会了运用药物来治疗疾病。因为在相当长的一段时间内，人们以采集各类果实、茎叶、根块和籽粒为生，这些植物为他们发明药物提供了实践条件。最初，人们由于没有经验，不能辨别有无毒素，往往饥不择食，吞食一些有毒植物，引起肠鸣、腹泻、呕吐、昏迷，甚至造成死亡。后来发现，出现疾病时，再吞食另一类植物便可痊愈。这些现象引起了人们的关注，进而通过不间断的尝试，终于认识到了某些植物的特殊功效。如有的植物对人体有益；有的可治疗某些疾病；有的植物虽然有毒，但如果食用适量，加工得法，也能转害为益，具有治疗某些疾病的效果。古代神农氏“遍尝百草，一日而遇七十毒”的传说，不但描述了农业发明过程，也从侧面反映了我国医学起源的历史。

数学知识和其他科学知识一样，也是从人类的需要中产生的。《路史》卷一有“隶首作数”的记载。原始人类为了统计狩猎成果，必然要计算数字。仰韶文化中的陶器上有三角、四角和八角等形状，也应该是在能运用数字的基础上绘制的。在半坡彩陶盆口沿上，都有四方位和八方位的标志，说明当时记录方位也应用了数字。此外，在屈家岭文化遗址中出土了不少球状陶器，陶器上绘有各种图案，有的是划一线，将球体分为两半；有的以等腰三角形划分球体，可见当时人类也掌握了不少三角知识。

在数字知识的基础上，其他科学知识也被陆续应用到实践中。摩擦生热的应用，主要表现在钻木取火的发明上。钻木取火是通过钻头急速旋转的动能转化为热能而产生的火花加以引燃，从而达到取火的目的。重心原理在远古人们的实际生活中，也是早就被接触到的。最能反映我国原始社会人们对重心原理认识水平的实例，是仰韶文化遗址出土的尖底瓶。这种尖底瓶的形状是口小、底尖、短颈、粗腹，腹中部附有相称的一对系绳用的环耳，是一种汲水工具。经过实验，这种尖底瓶的造型设计，很符合重心原理。汲水时用绳子把空瓶系好投放到水中，这时重心在瓶子的中上部，瓶子很容易就倒置到水中；当瓶内装满水后，重心就移到瓶子的中下部，瓶子就自然垂直。小口尖底瓶的结构有力地说明，“远古居民在实践中很早就知道利用重心和定倾中心相对位置跟浮体稳定性的关系”。

轮轴的原理应用较晚，突出表现在仰韶文化晚期开始出现轮制陶器的陶轮上。制陶的陶轮，大致是由轮盘和轮轴组成的。制陶时，把揉合的陶土放置到轮盘上，以手推动轮盘旋转，人们借助陶轮急速旋转形成的离心力，用双手把放置在轮盘上的陶土，塑成所需的器形。陶轮的发明，是我国利用轮轴原理的实例，也为机械学奠定了基础。

我国原始先民对于化学方面的知识的应用，也有许多实例，如制陶、酿酒、石灰的使用和金属冶炼等。陶器是陶土经一定的高温处理以后，改变了原来的分子结构而形成的一种新的质地坚硬、渗水性弱的固体物质，其物质分子结构的变化，就是由于化学作用而引起的。酿酒是以野生植物的果实或块根，或者以粮食为原料，经过发酵处理，使原来的物质发生变化，从而变成酒。物质发生变化的过程，就是化学作用的过程。我国龙山文化遗址中，大量出现了酒器，说明当时酿酒的化学知识已普遍为人们所掌握。石灰的使用在龙山文化时期出现，当时的房基地面普遍发现涂抹有一层或数层白灰面。经过鉴定，这种白灰就是用石灰岩经过高温烧制而成的石灰。另外，在姜寨遗址出土的1万多件遗物中，最珍贵的是一块铜片，经化验得知，其中铜占65%，锌占25%，其余为少量的锡、铅、硫、铁等，属于铜锌合金、杂质较多的黄铜。由这件遗物可知，我国的冶金史可提早到6000年以前。