中學生必須認識的科學史

第一章 史前時代

01 人類的出現
人類是從何時、何地出現的呢？為了解答這個問題，人們長期熱中埋首於宗教和神話之中。近代以後，由於科學發達，試圖找尋此答案的人透過廣泛的學問研究，終於脫離了宗教或神話的觀點。很明顯地人類在不斷進化，我們也可得知這過程中，人類擁有不同於其他動物的特別能力而生存著。


人類有什麼特別？
經由考古學、人類學的協助來回顧史前時代的話，我們會發現人類的祖先是活在猛獸威脅的恐怖陰影下，僅靠採集植物或捕獵小型動物、撿食大型猛獸所吃剩的殘渣，辛苦吃力的生活著。

但這樣軟弱可憐的祖先們，戰勝了惡劣的自然環境與猛獸攻擊，成功地生存下來，最後竟能登上支配地球上萬物的崇高地位，這是怎麼辦到的呢？主要的原因是，只有人類才有創造和使用工具的能力。

人類之所以會創作這樣的本事來自於直立步行。直立步行可讓兩手空出，進而使用雙手創造或使用工具。人類運用雙手保護自身的弱點，不僅能解決吃飯和生活問題，還能算數。手使人類的頭腦更加發達，可以用意志來改變自然環境。

又因為直立步行，人的頭固定於肩膀上，使得咽喉及口腔空間擴大進而可以發出多種音調，人們得以相互溝通並有效率地共同勞動，以後繼而來的語言發明傳承後世自身的經驗和知識。

唯有人類有這種特別能力，經由工具使用創造勞動，和有效率地共同生活，人類由弱轉強，成為睥睨萬物的主人翁。


介紹人類的祖先
推測地球上最早的人類為距今約300萬年前的非洲南猿，他們高約一公尺；腦容量不到現代人的一半，但可以雙腳直立行走，自由地運用雙手，且可以用動物骨頭與石頭來做簡單的武器，這樣的發展，想來他們也已經學會使用簡單的工具了。

約50萬年前，有著更大腦容量的直立猿人出現了，印尼的爪哇猿人、中國的北京猿人、德國的海德堡猿人都是。這些猿人比之前的南猿更加有智慧且擅長使用工具。其中的北猿人甚至會利用火爐來生火，表示人已經使用火來驅離寒冷 與猛獸的威脅，照亮黑夜之後，活動時間也就增加了。另一方面，觀察爪哇人的頭蓋骨和下巴形狀，可以推測出他們會使用語言。人類在共同合作的過程中必須互通意思，因而產生語言並加以運用。

約20萬年前，與今日人類所屬同種的智人出現了。屬於這型的人類是在德國尼安德塔洞窟所發現的尼安德塔人，他們的腦容量與現代人幾乎相同，會使用物的骨頭做成類似耳環之類的東西，還有將碗及弓箭等與屍體一起埋葬的行為，看來已有了信仰來世的觀念。

約4萬年前，人類的直屬祖先——現代智人（又有稱晚期智人或新人）出現了，以發現於法國克魯羅馬洞窟的克羅馬囊人為代表。在這時期活躍的智人，對於工具的製作技術更為發達，發明了標槍或弓矢等以各種動物骨頭所做成的魚叉和魚鉤等。特別的是，他們華麗的洞窟壁畫遺留下來，因此我們可以知道這個時期早已有藝術活動產生。


02 史前時代的生活
人們一般將人類的歷史以工具材料來分為石器、青銅器和鐵器時代，有這樣的想法是因為人類的歷史是隨著工具的改良而發展出來的。也就是說，在弱肉強食的生態環境下，本是弱者的人類透過工具的不斷改良，大力地改變了自然，以強者之姿出現，最後成為世界的主宰，發展出燦爛輝煌的文明。

舊石器時代，採集和狩獵是唯一的生存之道
舊石器時代初期，人們唯一生存的方式就是到處遊走避開猛獸的威脅，同時採食樹上果實或掘食植物的根，這就是所謂的採集生活。

但在這段期間，人類透過語言傳達，將火的使用、工具製作等知識累積傳承下去，進而開創出與其他動物不同的特別生存模式，能敲製出更精細的石器如石刀等以供狩獵之用。進入了舊石器時代後期，因為弓矢和標槍的發明還能捕獵大型的野獸。利用獸骨、獸角器做成精細的魚叉和魚鉤，使得肉類捕食比以前更為豐富。特別是因為肉食的關係，使得人類的頭腦和肉體更為發達，得以強而有力的生存下來，甚至利用野獸毛皮製成衣服，有效保護身體和保暖。

但狩獵無法凌駕採集的重要 。雖說狩獵取得食物的比重較高，但是比起常常要暴露於危險之下的狩獵行為，採集可在穩定狀態下取得食物，是更為有利的方式。

這種採集和狩獵行為的生產力仍低，人類的生活還是很艱困，因為如此人類就像弱小 物會群體生活一般，也組成了群體的氏族，如此可以聚集所有成員之力，並在氏族共同體之內公平分享所有東西。

當然，人類的群體中有族長的存在，族長為有經驗且能指導全體的人所擔任，但他不能比別人拿得多或支配其他人。因為一旦有人取得多了就會讓別人挨餓，這樣一來很明顯地會招致群體的破滅。


新石器時代，開始有農耕和畜牧
漫長的石器時代延續著，雖然人類的生活方式逐漸進步，但基本上仍過著依靠採集和狩獵的生活。大約在西元前7000年，人類生活開始有所謂的農耕，這使得人類歷史有了重大的改變。

很難回答人類是如何開始從事農業的。有的說是因為冰河紀以後，能捕捉的 物大多已遷移，因為食物 乏而開始有農耕行為；也有人主張是因為人口增加，在窄小的土地上需要獲得更大的食物產能，故產生了農業行為。也有可能是當時 的人們從吃剩的種子中偶然地看到它發芽結果，發現了大量種植植物可以成為食物的來源，農耕因此成為更多食物來源的保證。所以他們製造了鎬和鏟等適於農耕的石器來挖土，種植野生的小麥、大麥，開始了最早的農耕。

將野生動物抓來養在柵欄裡的畜牧也與農耕一樣，是在偶然的機會下產生的。儘管因地域而有些許不同，但人類最初飼養的仍是以狗、牛、綿羊、山羊、豬等動物為主。這些動物不但可以隨時提供肉和毛皮，狗也可以看家或幫助狩獵，力氣大的牛也可用來耕田。

農耕和畜牧意味著人類踏上不受自然約束，可以脫離依靠自然生存的階段，因此被稱為新石器革命。新石器革命導致人類生活產生很多變化，比起採集來說，保障了人類的生活和更高的生產力，這是無庸置疑的事實。

隨著人口增加和聚落變大，以血緣為中心的氏族社會逐漸擴大為以地緣為中心的部族社會。同時農耕和畜牧帶給人類更多餘暇的時間，人類可以調理飲食或製作用來儲存實物的陶器和各式各樣的工具，甚至開始對生死、命運、自然作有系統地思考，使宗教和藝術有發達的契機。

另一方面，農耕和畜牧使人類社會中人與人的關係產生變化，農事轉為以力氣較為優越的男性來承擔，因此男性地位比女性地位相對的提升，人類社會也就從原來的母系社會逐漸轉化為父系社會。

03 史前時代的信仰與藝術
你能相信在野蠻的生活中，甚至連避開猛獸威脅存活都很吃力的史前時代，人們竟然還能有藝術行為嗎？雖然以常理很難相信，但他們遺留下來的華麗宏偉遺跡，確是擺在我們眼前的事實。為什麼他們有這些行為呢？答案不很明確，但也許與宗教有關，是祈求安全與和平吧！從現在起，就讓我們參觀一下他們所留下的痕跡吧！


圖畫和石像，表現了人類求生的意念
舊石器時代，人們留下最具代表性的藝術作品推測是距今約三至四萬年前，在西班牙阿爾塔米拉和法國拉斯科地方的洞窟壁畫。這裡的壁畫中，牛、馬和鹿等個個栩栩如生，再加以黑色、褐色、黃金色等顏料來表現，其中也可看出偽裝 成禽獸的狩獵人模樣。

這些畫在洞穴深處也被重複繪出，因此推測這不是單純為滿足藝術的欲望而畫的。那麼為什麼要在洞穴深處，在微暗的光線下不斷地反覆在壁上畫著動物呢？也許是因為期盼狩獵能有所斬獲的目的吧！因為在壁上畫上這些被捕的動物，意味著牠們已經被捕捉到了，而這些動物身上又有被標槍刺過的痕跡，可能是當時的人類以繪畫來表現用標槍進行的狩獵儀式。這種野獸圖畫和儀式在於祈求動物的繁盛或表現一種對野獸靈魂崇拜的宗教意念。比這洞窟壁畫還要早的藝術品則是有著人型般的菲勒德夫的維納斯。

這個女人土偶胸部豐大，肚子和腰旁的肉外溢，同時肥厚的大腿和內側的性器也被誇大的表現。這與象徵美女的波底伽利所畫的維納斯全然不同。

活在21世紀的我們看到這些滑稽又奇異的雕刻，不禁要問「為什麼舊石器時代的人要做這些呢？」恐怕對於當時的人來說，是一種風韻和美的形象吧！面對生存的危機，對於當時的人來說，多產和養育比什麼都重要，因此這種將性器、
胸部過度誇張表現的女人石像，顯示當時的人期待藉由看或擁有這樣的石像，可以多子多孫並擁有富裕的生活。


巨大的石造遺跡是安定與豐收的象徵
新石器時代，人們的文化遺產是石墓穴、石碑、巨石陣等大型石造遺跡。其中最有名的是距今約4000年前，現在位於英國亞夫布里的石柱群。

隨著長時間的流逝，這些石柱群已有一部分因為風吹雨打而消失，圓圈中心雖然有幾個石塊散落一地，但各個石柱井然有序地排成圓形。

這些石柱群絕非只是單純的石頭集合體，還能證明這是由一定的建築設計而製造出的石造物。

石柱群的驚人之處在於它的規模。大部分組成石柱群的石柱為超過4公尺的巨大石柱，以這些石頭所組成最大圓的直徑約為30公尺。更驚人的是，在這些石柱群的附近根本找不到這樣的石頭，顯然它們是從別的地方搬運過來的。

在科學不發達的新石器時代，為什麼這裡的人要將巨石搬到這兒來建造這樣的石造物呢？許多人調查了這些遺跡後推測出幾種可能，這些石柱群的排列與日月運行位置相似，因此可能用以做為天體觀測所，又或者是外星人曾居於此，要不然就是太空船登陸的停靠站。

現在我們仍無法明確得知這些石柱群的目的何在。這時期所建造的石造物也可能是墓地吧！那樣的話，可能位於中央散落的石頭就是舉行祭祀的祭壇吧。巨石陣繁多的時代，當時的人將巨石做為崇拜對象，藉此象徵希望，做為保障安定和富饒的物件。

第一章 史前時代01 人類的出現人類是從何時、何地出現的呢？為了解答這個問題，人們長期熱中埋首於宗教和神話之中。近代以後，由於科學發達，試圖找尋此答案的人透過廣泛的學問研究，終於脫離了宗教或神話的觀點。很明顯地人類在不斷進化，我們也可得知這過程中，人類擁有不同於其他動物的特別能力而生存著。人類有什麼特別？ 經由考古學、人類學的協助來回顧史前時代的話，我們會發現人類的祖先是活在猛獸威脅的恐怖陰影下，僅靠採集植物或捕獵小型動物、撿食大型猛獸所吃剩的殘渣，辛苦吃力的生活著。但這樣軟弱可憐的祖先們，戰勝了惡...

本書目次
1 16 、17世紀的科學革命
14 推開科學革命之門的科學家 哥白尼
24 堅忍不拔的宇宙奧秘追探者 第谷
36 發現宇宙光的科學家 伽利略
59 揭發宇宙秩序的英雄 克卜勒
71 揭開推動宇宙力量之謎的科學家 牛頓
94 近代化學之父 波義耳
104 挑戰傳統權威的解剖學家 維薩留斯
110 發現血液循環原理的科學家 哈維
117 首位發現細胞的科學家 虎克
2 18 、19世紀科學
134 發現必用法則的軍人科學家 庫侖
138 開發電流應用方法的科學家

本書目次
1 16 、17世紀的科學革命
14 推開科學革命之門的科學家 哥白尼
24 堅忍不拔的宇宙奧秘追探者 第谷
36 發現宇宙光的科學家 伽利略
59 揭發宇宙秩序的英雄 克卜勒
71 揭開推動宇宙力量之謎的科學家 牛頓
94 近代化學之父 波義耳
104 挑戰傳統權威的解剖學家 維薩留斯
110 發現血液循環原理的科學家 哈維
117 首位發現細胞的科學家 虎克
2 18 、19世紀科學
134 發現必用法則的軍人科學家 庫侖
138 開發電流應用方法的科學家