1 在自由和开放中萌芽的人类科学

很久以前，人类使用工具和技术的模因就不断发展。各项技术可以对下一代技术的发展产生影响，或者能够推动当代社会发展，从而促成新的科学技术的产生，它们以这种方式影响人类文化的进化。工具和技术的历史要追溯到约250万年前，从能人发明打磨石器的方法开始，后来直立人开始保存火种、善于用火，石器的打磨技术也慢慢成熟。到距今约10万年前，人类能够熟练地用手斧、矛尖、刀片等多样的石器制成长矛和鱼叉狩猎。

约一万年以前，我们的祖先通过仔细观察自然现象，慢慢地开始积累其中蕴藏的知识。祖先通过实现作物化和家畜化开始了农耕社会，并开始掌握和发展陶器、石磨、犁耙等农耕所必需的工具与技术。他们还总结了降水量和耕作方式对收成的影响，观察月亮和太阳的盈缺周期，并制作了日历。从那时开始，后世以祖先积累的知识为基础，逐渐了解自然现象的原理（包括作物生长离不开水的原因和日月盈缺周期的原理），并不断发展完善。如今，我们把这种理解和利用自然现象原理时所用到的传统知识称为科学。

得益于农耕技术的发展，粮食的大量生产养活了很多人。因此，农耕不仅使人口数量增加，而且为了使农业产量最大化，越来越多的人聚在一起，形成了大的共同体。这时，社会群体形成所需要的制度、思想、文化知识和经验就会不断得到发展和创新，慢慢形成村落、城市和国家。在城市和国家等大规模社会群体中，又产生了关于农田测量、产量计算、税金计算、税收记录等新的社会要求，进一步促成了文字、数学和几何学的诞生。同时，关于数量和图形的测量记录的知识和经验被学习、传播、传承，逐渐形成了复杂的理论性的数学体系。对于后世来说，数学不仅是科学的基本方法，而且是用语言去解释和运用自然现象原理的核心工具。

埃及、美索不达米亚、印度、中国等世界各地的人类为了迎合社会的发展需求，开发了计数法、文字、基础几何学、基础四则运算法等多种模因，并且把各方面的知识结合起来，形成了基础的数理理论和几何学，进一步树立了用数学来抽象地呈现并预测各种自然现象的知识传统。在这些发展领域中，最为突出的是天文学。早在古典时代，埃及、美索不达米亚、印度、中国等地就能非常准确地记述天体的运行情况，并以此为基础预测哪颗星会在几月几日晚在哪个位置出现，以什么样的轨迹移动。

埃及的计数法

随着社会不断扩大，变得更加复杂，计数和计算的知识也得到了发展

随着数学知识的日渐完善和对自然现象的观察结果的涌现，人类开始慢慢步入用数学和科学知识去解释自然基本原理的阶段。特别是位于地中海东部的希腊人，他们对自然原理的理解和理论的提出都走在了世界的前列。在此之后，阿拉伯帝国的许多学者综合世界各地关于数学和科学的模因，使科学有了飞跃式发展。由此看来，在古典时代的希腊和阿拉伯帝国，科学发展过程中蕴含的共同关键词是自由和开放。