科學的40堂公開課： 從仰望星空到觀察細胞及DNA，從原子結構到宇宙生成，人類對宇宙及生命最深刻的提問

內容連載

01 追根溯源

科學是神奇的。它是人類發現世界、探知萬物的最好途徑，當然也包括瞭解我們自己。

幾千年來，人們一直對身邊的世界刨根問底，世界總是擺出一副萬象更新的樣子。科學也同樣日新月異。生機勃勃的科學既有世代積累的發現和理論，也有嶄新的突破和鉅變。唯一不變的是人類對科學的好奇、嚮往和鑽研。三千多年前的人類也和我們一樣面對世界冥思苦想，他們充滿智慧，但不像我們現在這樣見多識廣。

提起科學，大多數人想到的就是實驗室裡的顯微鏡和試管，然而這本書可不是簡單地用這些東西來說說。長久以來，人類一直試圖利用科學結合魔法、宗教和技術去解釋和控制世界。科學可以像觀察清晨的日出一樣簡單，也可以像鑑定新的化學元素一樣複雜。魔法可能是透過遙望星空預知未來，也可能是我們說的迷信，比如黑貓擋路，敬而遠之。宗教可能引導你為諸神祭奠，或者為世界和平祈禱。技術則可能是生火或組裝電腦的本事。

定居在印度、中國和中東的河谷的先民是最早應用科學、魔法、宗教和技術的人類社會。那些河谷富饒的土壤年年五穀豐登，人丁興旺。這些社會裡的人有充裕的時間執著於夢想，實踐想法，最終成為某個方面的行家。由此看來，祭司或許就是第一批「科學家」（當然，那時並沒有這個頭銜）。

追根溯源，技術（其實就是「動手做」）比科學（實際就是「知識」）更有意義。在有糧能食、有衣能穿、有飯能烹之前，你必須知道做什麼、怎麼做，而不必瞭解為什麼有的漿果帶毒，有些植物可吃，也不用知道如何選擇取捨。你也沒必要為太陽每天晨升夕落這種司空見慣的事做出解釋。幸好人類不僅僅認識了世界，還對世界充滿好奇，這正是科學的核心。

相較其他的古代文明，我們更熟悉古巴比倫人（他們生活在現在的伊拉克地區），很簡單的一個原因就是他們留下了泥板文獻。數以萬計帶著六千多年曆史的泥板，為我們描繪了古巴比倫人的世界觀。這些存活的歷史條理清晰地記錄了他們的收穫、庫存和財政。古代祭司傾注了大量時間在記錄事實和數據上面。他們同時身兼「科學家」的重任，負責測繪土地、丈量距離、觀測天象、完善計數技能。他們的一些發現沿用至今。他們和我們一樣使用計數符號：前四個數都用垂直的直線表示，每到第五個數，就用一條劃過對角的斜線把前四個串起來。你可能在動畫片裡看見過，囚犯在監獄裡用這種方式計算他們被關押了多少年。更具深遠意義的是，古巴比倫人規定六十秒為一分鐘，六十分鐘是一小時，三百六十度是一個圓周，七天算做一週。為什麼六十秒算一分鐘，七天稱為一週？這實在沒什麼好解釋的。其他的數字也一樣，都是恰到好處。古巴比倫人的體系無處不在。

古巴比倫人精通天文學，善於研究天體。他們歷經數年，逐步辨認出夜空中的星圖和星象。他們確信，地球居於萬物中心，有一股強大的魔法將人類和星座相互連接。人類在堅信地球是宇宙中心的時候，並沒有把地球當做一顆行星。他們把星空分成十二份，並且分別給固定的星群命名（或者稱作「星座」）。古巴比倫人透過一種連連看的天文遊戲，在很多星座裡看到了物體或動物的圖像，比如一個天平和一隻蠍子。這就是最早的黃道帶，它作為占星術的基礎，專門研究星象對人類的影響。在古代巴比倫，占星術和天文學如影隨形，之後的幾百年也是。現在有很多人知道自己的星座（比如我就是金牛座裡的一頭牛），而且還在報紙或雜誌上的星座運勢尋求對生活的建議。不過，占星術已經不屬於現代科學了。

古代中東地區有很多興盛的人類社會，古巴比倫只是其一。我們最為熟知的是公元前三五○○年定居在尼羅河的古埃及人。他們依賴單一的自然特徵創造出的文明可謂空前絕後。古埃及人的生活與尼羅河息息相關。每年汛期，肥沃的淤泥滋養他們河岸邊的土地，孕育來年的豐收。埃及炎熱乾燥，大批珍貴的遺物百世流傳，那些豐富的圖畫和繪圖文字——象形文字，讓今人讚歎，獲益匪淺。古埃及文明之後依次是希臘文明和羅馬文化，象形文字的讀寫能力就此失傳，絕跡了大約兩千年。一七九八年，埃及北部靠近羅塞塔（Rosetta）的一個小鎮裡，一名法國士兵在一堆瓦礫裡發現了一塊圓形石板。上面的文獻以三種文字呈現：象形文字、希臘文和古埃及另一種書寫文字世俗體。這塊羅塞塔石碑後來被運到倫敦，今天人們可以在大英博物館一睹它的風采。學者們透過已知的希臘文譯出了象形文字，由此揭開了古埃及文字之謎。由此，我們終於邁出了破解古埃及人信仰和實踐的第一步。這是多麼偉大的突破啊！

古埃及的天文學和古巴比倫的類似，但是古埃及人對死後的關注使他們更側重於占星術。曆法是不可或缺的，它承載著提示人們最佳耕種時間、尼羅河氾濫時間，以及宗教慶典的功能。古埃及的一個「自然年」有三百六十天，每週十天，一個月三週，一年十二個月，每年最後再加五天以保證季節的更替。古埃及人認為宇宙是一個長方形盒子，他們處於盒子的底部，尼羅河恰好穿過世界的中心。每年尼羅河氾濫的時候就是他們一年的開始，他們也自然而然地把它和夜空中最亮的星星聯繫在一起，我們現在稱之為「天狼星」（Sirius）。

就像在古巴比倫一樣，古埃及的統治者法老也極其看重祭司。法老被敬為神，即使死後也有權享受人生。這也是他們建造金字塔的原因之一，一個無與倫比的巨型墳墓。法老、他們的親屬和其他重要人物，連同主要的僕人、貓狗、傢俱和食物等，一應俱全地安置在這些龐大的建築內，在另一個世界等待新生。古埃及人為了保存重要人物的身體，不讓他們在重生時變得又臭又爛，研究出了屍體防腐的方法。首先，取出所有的內臟（他們用一個長長的鉤子經由鼻孔把大腦掏出來），並存放在特製的罐子裡，然後利用化學方法把屍體的其他部分保存起來，最後裹上麻布，放入安息之地。

防腐師一定對心肝肺腎瞭如指掌。但是很遺憾，他們沒有對那些摘除的器官做出詳細的描述，因而我們無法知道他們對器官的認知程度。幸好倖存的醫學莎草紙文獻記載了古埃及的醫學和外科手術。當時，古埃及人普遍認為神、魔法和自然都是導致疾病的原因。雖然，治療師在給病人治療方案的同時也會施用一些魔法，但是，古埃及人發明的很多治療手段還是基於認真的疾病觀察。在受傷或手術後，古埃及人用來敷傷口的藥的確很好地起了預防感染和促進癒合的作用。這可比我們認識那些細菌早了幾千年。

在這段歷史時期，計數、天文學和醫學是最活躍的三個「科學」領域。首先是計數，比如在種糧食和與別人交換之前，必須知道「要多少」；或者，你要清楚手邊是不是有足夠的士兵和修建金字塔的工人。接著是天文學，太陽、月亮和星星與四季密切相關，準確記錄它們的位置是制訂曆法的前提。最後是醫學，人在生病或受傷的時候必然要尋求幫助。但是古代中東地區的文明把魔法、宗教、技術和科學混為一談，使得我們必須不斷地推測他們那麼做的理由；又因為只有能讀會寫、有權有勢的人才被載入史料，因此我們很難獲得普通人日常生活的寫照。同樣的道理也體現在另外兩個同期古文明裡，它們分別是亞洲的中國和印度。