第一章：古代科学技术的产生和发展
第一节 原始时代的科学技术创造
科学技术是近代以来人类文明的支柱和发动机。尤其是现代，科学技术不仅已成为庞大而复杂的社会系统，而且实际上左右着整个人类文明当今的状况和未来的发展。但是，当回过头来考察科学技术的起源时，我们却不得不面对一个令人惊讶的事实：从早期人类的活动中，很难找到直接证据表明哪些是科学、技术及其方法的独立发展；相应的问题自然就是：人类究竟是怎样走上科学的道路的？
事实上，人类活动的分化及分工，同整个人类历史相比，是很晚才发生的事情；分化出依稀可辨的技术活动获科学活动则更晚，只有几千年的历史，而科学技术本身的相对独立发展，仅仅是最近几百年的成果，至于科学技术成为职业化的社会系统，则迄今不过100多年。但是，要真正追溯现代科学技术的起源，我们却不得不一直回溯到早期的人类活动，从中找出能够贯穿至今的历史脉络。按照这样的思路，就不难看到在早期先民那里科学与其他认知形式浑然不分、技术与其他实践活动难以沥青的情况。所以，从某种意义上说，科学技术与人类文明同根同源，并且有着同样长的历史。
1.1 人类文明的开端
人类的演化通史，按公认的看法，是从南方古猿开始的，历经能人、直立人、智人等若干阶段，才开始现代人类的历史发展。其间虽仍有演化缺环有待补失，也鲜有考古实物可资佐证，看可以肯定的是：完成从猿到人转化的关键步骤和显著标志，就是从利用现成工具发展到制造工具、从利用天然火过渡到发明人工火、从本能的群体活动演变到有组织的社会活动，从而由单纯适应自然界的动物性活动，转变成有目的征服、改造和利用自然环境的劳动。
一、制造工具
工具是人类肢体的演唱。原始工具的发明不仅是人类早期的一项重大的技术发明，而且标志着人类主观意志初步形成并在自然物上打上的最初印记，从而也是心智起源和认识自然活动的发端。可以说，技术、科学，乃至科学技术迄今的发展，从本原上就是从有意识的创造工具到高智慧的创造人化自然的演化史。所以只要讲科学技术的由来，就必须先讲工具。
作为人类祖先的猿人，本初时曾与某些其他动物类似，它们能够随意支配的“工具”就是其自身的肢体，特别是前肢。当然，人类的初民也并不完全是赤手空拳去应付环境，从中获取必需的生活资料的。在能人开始直立行走并过渡到直立人的过程中，使前肢特别是“手”得到了解放，从而为使用工具创造了可能。考古实物表明，猿人最先使用过的工具，是天然的石块和木棒。不过．惟此还不能算作人类历史的起点根据社会生物学的观察，像黑猩猩这样的社会性动物也会利用自己的肢体或者体者是使用天然工具。所以，无论是肢体还是天然工具，都只有作为人人造工具发展的源头才具有“工具”的意义。
人类文明的发端，是以“手”的功能的复杂化和制造工具为转折点的，而这两个方面又是在发展中相互促进的。在使用天然工具的过程中，“手”的一个重要的进化是能够实现拇指与其他四指（尤其是食指）的对握。人类学研究表明，这是从动物前肢到人手转变的关键性标志。手的功能的复杂化促进了脑的发展，能人和直立人由以动物心理为主逐步向人类意识的过渡便说明了这一点。人手的重要意义绝不仅仅在于它是具有多种功能的肢体，而且更在于它是主观意识的最直接、最现实的工具。这使它不可避免的成为制造工具的“工作母机”。由此，工具的制造、人类文明的肇始，便是历史的必然。
人类初期制造的工具以石器为代表（当然可能还有木制工具和骨制工具，但由于他们很难经久，所以考古上鲜有发现）。在历史学和考古学上，石制工具的发展分为旧石器时代和新石器时代，目前学术界越来越倾向于认为还有一个介于两者之间的“中石器”时代。
旧石器时代以打造石制工具为主要特色，开始于约260多万年前。以考古实物为据，这个时代又分为早、中、晚三个时期。旧石器时代早期的石制工具几乎都是一头略厚、另一头有较锋利刃口的手斧。目前已确认为最早的人造工具，是1968年在东非特卡纳湖东部库彼弗拉发现的几件用砾石打制的石器，其形状很不规则，加工十分粗糙，显然是可用作石斧的天然石块的翻版。据推断，打造的方法很可能是先选取合适的石坯，经过简单的敲击，打出可用的刃口后便直接当作工具。能人或直立人就是用这样的手斧“斩木为兵”，猎食小动物，采集植物或挖掘块根。虽然猿人可将手斧用作“万能的劳动工具”，满足自身一定的生存需求，但为了适应恶劣的自然环境、抵御野兽或猛禽的捕食，它们还必须以一定规模进行群体活动。群内及群间交流各种信息的需要，使猿人的发声器官越来越复杂，能够发出各种代表不同意义的声音，从而产生了最初的语言。劳动和语言的发展进一步促进了脑的进化和意识的形成，人类的祖先终于开始了社会性的演化。其典型的遗迹有阿布维利文化、阿舍利文化、克拉克文化，以及北京周口店的猿人遗址等。
在旧石器时代中期，打制时期的方法虽然几乎没有什么质的变化，但是在加工方面精细了许多。从出土的石制工具看，其形状相对来说较为规整，因而可以分辨出不同的类型来，如砍砸器、尖状器、刮削器等，分别用于特定的工作。工具的类型化意味着加工上的标准化，只有经过悉心模仿和精心打制，才有可能保持每类工具在外形和功能上的一致性。这说明制造工具的经验与技能已经通过某种传授方式成为一种习得行为，从中得到了积累性的发展。另一方面，工具的分化表明了早期智人（古人)劳动的分化，也就是改造自然以利生存的手段或方式日益多样化，适应自然的能力有所提高。相应地，人类的演化不仅在种质上开始从“古人”(早期智人)向“新人”(晚期智人)进化，而且在种群上不断扩展，逐步形成以血缘为纽带的家族公社，其代表性的文化包括欧洲的穆斯特文化和我国的丁村文化。到了旧石器时代晚期，石器的打制方法和加工方法都有明显的进步，其特点是多次打制和分类加工：首先通过简单的敲击由较大的石核打出一个石台，然后用碰砧法、直接打击法或间接打击法从石台上打下一个个厚度适宜的石片，最后再用石片加工成所需要的各种工具。此外，从工具制造方法可以推断，当时的人们已经对自然物有了比较明确的认识，例如，对石材的识别和选择，为制作特定的工具而采取适宜的打制方法，等等。从工具的类别推断，当时的人类生活应该以采集食物为主，当属向母系氏族公社过渡的时期。现已发现的著名遗存有欧洲的奥瑞纳文化、梭鲁特文化、马德林文化，以及我国的山顶洞文化等。
中石器时代以复合工具为基本特色，其中最具代表性的有石斧、投矛枪和弓箭。考古发现，有些“手斧”的尺寸似乎不适于握在掌中使用，有的还在腰部作了凹进处理，由此可断定它们是加装了手柄来使用的。石斧这种复合工具的出现，决不仅仅是手斧和木棒这两件工具的简单加和。实际上，石斧已经是一个简单的机械，它不仅延长了手的作用范围，而且增加了体力施加于对象的力矩，因此，这无疑是当时的一项重大的发明，并且为以后各种复合工具的发明开辟了道路。矛是另一种重要的复合工具，它进一步延长了人类的肢体，扩大了体力的作用范围，使得狩猎变得更加有效，尤其是使渔猎成为可能（鱼叉）。欧洲的马德林文化遗址还出土了用来投掷矛的简单机械，估计可使投矛的射程加倍。至于弓箭，则不仅已经是非常复杂的机械，其制造及使用都要求具有相当深入的知识和十分娴熟的技能，而且，在此后大部分历史时期以内，弓箭一直是人类能力所及范围的极限。从石斧、投矛枪和弓箭的广泛使用推断，狩猎在人们的生活中日益占据重要地位。野生动物的驯化和家养大致也是从这个时期开始的，最初被驯化的动物是狗和羊。这就促使“新人”（晚期智人）由游荡式的迁徙转变为比较稳定的定居生活，相应地，母系氏族体制开始进入繁荣时期。法国的阿齐尔文化和塔登努阿文化、我国陕西的沙苑文化是中石器文化的典型代表。
新石器时代大约开始于一万年前，其特色是磨制的各种工具大量涌现，其中的一些石器还有规整的钻孔。据考证，其制作的过程是：首先的方法是通过打制形成工具的毛坯，再在砺石上加水（或沙）进行磨光。至于钻孔的方法，现在还不能确定其步骤，但可以推测应该是采用某种复合工具加工完成的。由于有了研磨和钻孔技术，不仅可以使制作出来的石制工具的器型更加精致，而且可以使作为工作面的刃口更加锋利或尖锐，这就大大提高了工具的效率。此外，此外，这一时期骨针的出现，表明人们已经可以将兽皮连缀成衣，从而增强了抵御严冬恶劣环境的能力，扩大了人类的活动范围。新的工艺带来历史学家所谓的“新石器革命”，使石器的种类有了极大的扩展，除石斧、石刀、石矛、石簇等传统工具外，还新出现了石镰、石铲、石锄、石犁、石臼、石杵等等。这些显然是用于植物耕作的工具的出现，表明人类行将开始第一次重大的社会劳动分工，即继狩猎及动物驯养开创原始畜牧业之后，又开始了从采集植物到“刀耕火种”的原始农业印历史性飞跃。这表明，以采集食物为主要经济特色的母系社会体制应当由此趋于衰落，并开始向父系氏族社会和阶级社会过渡。由此孕育着从蒙昧到文明的划时代转变。
