第一課　科學是如何誕生的？

最早的科學家

你們可能都經歷過成長過程中的這一階段，喜歡不停地問“為什么”，把周圍的人都快逼瘋了。為什么水是濕的？為什么在很冷的時候水會變成固體？為什么把糖放入水中會消失？為什么糖怎么都不能塞滿嘴巴？當然，還有為什么天空是藍色的？

觀察小貓或小狗時，你們會發現它們同樣具備好奇心。小動物通常會通過“嗅”來感知世界。小貓咪可能會對自己的尾巴很好奇，從而轉著圈子捉尾巴。因此，更多的時候，好奇心就等同于玩耍。

好奇心使得人類作為一個物種成功地生存了下來。由于我們能了解自己所處的世界，也能相互傳授自己所學到的知識，所以我們就有能力在地球的任何一個角落生存。我們已經學會了如何在沙漠、雨林、山頂以及雪地中生活，也學會了如何狩獵、保暖以及種植植物。

科學家的歷史可以追溯到很久以前，直指我們的鼻祖。雖然這些早期的科學家沒有身著白大褂，但我們仍稱之為“科學家”。因為他們仔細地觀察和研究了周圍的生存環境，并通過無數次的嘗試或實驗，得到了獲取食物、搭建棲身之地以及互相療傷的最佳方法。同現在的科學家一樣，祖先們相互交流自己所學的知識，利用集體智慧解釋了過去，甚至預測了未來。

在2000多年以前，中美洲的瑪雅人運用太陽、月亮和金星的詳細觀察資料制定了一套非常精確的歷法。他們能預測出發生日食、月食的時間，也能夠很輕易地計算出四季的起始時間，甚至在沒有任何金屬工具或車輪幫助的情況下，建造出了迄今依然屹立不倒的不可思議的神奇建筑。

最著名的瑪雅建筑之一是一座被稱為艾爾卡斯蒂略（El Castillo）的金字塔。瑪雅人把歷法知識與建筑技能融合在一起建成了這座金字塔，其一大特色在于：在春天和秋天到來之際，陽光恰好會到達西邊臺階邊緣的頂部，再隨著臺階邊緣逐漸下移，直到底部的雕刻蛇頭。這樣制造出來的特殊效果就好像是一條長長的毒蛇正順著臺階向下爬。（如圖所示，現在仍有絡繹不絕的游人來此觀賞金字塔左側正在下樓梯的“影子蛇”。）

和瑪雅人一樣，世界各族人民都利用科學技術在各自的生存環境中獲得了成功。然而，真正的現代科學直至500年前才在歐洲出現。那個時候，歐洲人開始比以往任何時候都更多地應用工具、數學、邏輯與交流來提出和解決有關世界的問題。

和其他科學家一樣，歐洲科學家們也一直致力于太陽、月亮、星星和恒星的研究。1609年，第一架天文望遠鏡誕生于荷蘭。意大利科學家伽利略在獲知這一消息后，于同一年制造了性能比第一架強七倍的天文望遠鏡。1610年，伽利略用自己制造的天文望遠鏡仔細地觀察夜空，從而成為第一個發現木星周圍有小圓點移動的人。

通過仔細觀測這些圓點及其運行方式，伽利略證實了遙遠的木星周圍圍繞著四顆不同的衛星，并且每顆衛星都有各自的運行軌道。

這是人類第一次發現我們頭頂的月亮并不是唯一的衛星，同時地球也不是萬物繞之旋轉的中心。但在那之前，幾乎所有人都堅信太陽和所有行星都圍繞地球旋轉，地球不是一顆普通的行星，而是萬物的中心，更是唯一擁有衛星的行星。不過，現在我們知道至少還有另一顆行星擁有衛星，那些衛星圍繞的不是地球，而是木星。

很快，全歐洲的人們都開始利用天文望遠鏡去研究所有能看見的事物。觀察到圍繞木星運行的四顆衛星，使人們認識到地球和其他行星一樣都圍繞太陽運轉。這個新發現，相對于太陽和所有行星都圍繞地球旋轉的舊理論，是一個巨大的改變！

天文望遠鏡給我們上了非常重要的一課，弄清了我們在宇宙中的位置。但其更重大的意義在于，科學已經從純粹結合觀察、工具、邏輯、數學與交流的研究方式上發展起來。隨著它的發展，科學已不僅僅是一種滿足好奇心的方法，甚至還可以用來拯救生命。