LIS情境科學教材

大家應該都知道，現在我們的物質生活到處都與「化學」脫不了關係，但在講到化學之前，我們來先談談化學的前輩「科學」吧，科學出現的時間雖然沒有比化學長多久，但相較於化學，科學的前身可是從人類文明發展前就開始出現了唷。那就是「自然」。 自然從何而來，為什麼是自然？

作者/姚荏富

我們現在的科學，到底是從哪裡來的呢？ 大家應該都知道人類在很久很久以前(大概一百萬年左右吧)就會使用火了，人類在開始懂得使用火後便開始了這趟利用大自然創造的旅程，一開始人們只是用火堆來防禦野獸，但隨著長時間的用火，人類發始發現火還能夠來熟食，甚至還能利用火來做其他的事，像是將泥巴捏成容器丟入火中可以得到很硬的陶製容器，又或者將其他可以加熱的物質丟入火中看看能生成什麼樣的物質，而玻璃就是這樣嘗試下的產物。

不過陶器的發現也差不多是距今6000年左右(西元前4000年)的事了，在這麼長的過程中因為沒有什麼文字記載，所以也無從得知這個過程中到底為什麼能發展到陶器甚至是鐵器的時代，不過可以確定的是"人類開始尋找起自然運作的特性"了，說的白話一點就是"人類開始越來越會應用大自然了"。

不過除了日出而作日落而息，大自然的規律遠遠不止這些，而人們為了要適應這些變化，便開始尋找這些規律運作的原因，這時候我們最早的"信仰"便出現了。為什麼這樣說呢？因為當人類對大自然並不了解，雖然可以發現規律但卻無法找出原因，這時"神"(或是靈)的概念便開始出現了。

神掌管了萬物的運作，而我們必須遵守神的規則 我們來想像一下，如果今天我們是原始人，我們在草原上看到了閃電打在地上燒起來，這時我們很害怕，雖然我們知道天上時不時會打雷下來，但我們只知道打雷很可怕，根本不曉得為什麼會打雷，這時你會怎麼解釋打雷呢？對於身為原始人的我們，最直接的感覺便是"天上有人在負責打雷"，至於他是誰我們也不知道，那就叫他"雷公"吧！只要打雷時就代表雷公在生氣了，這樣打雷的現象似乎就變得合理許多了。

依照這樣的邏輯，有掌管火焰的火神、有掌管河流的河神、有掌管豐收的豐收神......甚至連茅坑都有茅坑神(應該叫廁神吧)。可見人類的的神靈信仰就這樣蓬勃發展了起來，像我們現在聽的到的"火神祝融"、"太陽神阿波羅"都是這樣的產物。有趣的是人們不只把各種現象具現化成"神"的形象，甚至還將這些神做了不少腳色設定(和寫故事一樣)，像是每個神之間關係複雜又充滿愛恨情仇的"希臘神話"就是當時最有名的故事。

不過神話雖然聽起來有趣，但回歸到生活中，這些神是不是真的存在或者是真的可以聽到人民的請求這我們也就不得而知了，你可以求考試之神讓你考試考得好一些、農夫會祭拜豐收之神保佑他們可以得到好的收成、在誇張一點以前甚至有將動物或是人作為祭品就為了讓神明保佑，只不過神明真要回應大家的請求，那我想他可能真的會非常非常的忙呀。不過這樣說並不代表"神"就不存在喇，只是到目前為止我們也還沒有辦法證明它存在而已。

科學在小亞細亞開始萌芽 時間來到西元前600年左右，在小亞細亞的米利都出了一個非常愛問"為什麼"的人，他的名字叫泰勒斯，泰勒斯腦袋很清晰、反應很快速，是出了名的思考達人，而他最常思考的題目就是：自然是什麼？泰勒斯為了找出答案去請教了當時的長者、智者、以及許多見多識廣的人，但都只得到了"不清楚"、"不知道"，這樣洩氣的答案。直到他遇到一位白髮蒼蒼的老人這樣告訴他

「年輕人，努力去鑽研吧，老天不會辜負你的努力地，去大自然中尋找你要的答案吧。」

雖然這句話聽起來根本和"不知道"一樣意思，但同樣一句話換個方式講聽起來還真的是非常有正能量呢！而泰勒斯也因為老人的一席話開始了他的自然探索之旅，不過與其說是旅行，不如說泰勒斯更用心思考身邊自然的變化以及萬物之間的關係，再說的簡單一點就是更認真地觀察生活喇。隨著時間的流逝，留心於大自然的泰勒斯已然成為了超級大學者，他仍不斷思考著：自然究竟是什麼？他又是由什麼所組成的呢？

不過話說回來，學者其實不是泰勒斯的本業，他的本業其實是個商人。泰勒斯大約在三十歲時決定從商，他注意到小亞細亞的橄欖油非常的貴，而愛琴海附近的埃及出產的橄欖油卻非常的便宜，於是他便買了艘船，做起了跨海的橄欖油生意，這不賣還沒事，但泰勒斯一賣起來誰也擋不住，這門生意越做越火，泰勒斯在很短的時間裡便成功組出一支九條船的船隊，可見泰勒斯平常訓練的思考能力在商業上也相當具有效果呀。

在經商的這麼多年中，他見識到海的浩瀚無邊、海的力大無窮、也見識到了天海一色的景象。不過泰勒斯在海上仍然不斷地思考著：自然究竟是什麼？最後泰利斯終於總結出了屬於自己的答案——萬物源於水。這其實是泰勒斯將他在海上的所見所聞再加上過去古老的傳說，經過長期思索之後所得到的答案。他認為：

「組成自然界的本源就是水，水是形成自然萬物的最基本元素」

而這樣將經驗經過分析，最後得出來的結論，雖然現在看起來非常奇怪，但泰勒斯用自然現象去解釋自然，而不用去尋找"神"作為最後的答案，"科學"就是從這裡開始萌芽的。

泰勒斯之後，更多的理論開始出現 泰勒斯提出萬物源於水之後，在這之後的幾百年間，開始出現了許多不同的聲音。 首先是同樣出生於米利都的學者赫拉克利特，他在泰利斯死後才出生，他認為萬物應該源於火才對，他是這麼解釋的：

「這個世界不是神或是人創造的，他是一種火，按照規律來燃燒接著熄滅的活火，而萬物也是由火所組成的」

這你可能會覺得「他們到底在說什麼呀？」不過在赫拉克利特看來，火可以將萬物化為灰燼，也可以從火中煉出其他東西，所有物質在火中消滅或是重生，把火作為組成一切的元素就當時人們對火的了解來說，似乎好像有那麼一點合理就是了。

接下來是我們數學課本裡會認識到的數學家——畢達哥拉斯，也就是我們畢氏定理的發明者，他生於泰勒斯之後赫拉克利特之前，是一位數學狂熱者，他從生活中許多地方發現了各式數學規律，所以他認為：

「自然是由"數"所組成的，萬物皆有數」

你可能會想「這會不會太前衛了？」不過畢達哥拉斯在追尋自然的本源時陷入了數學的抽象世界，說的簡單一點就是研究數學研究的有點走火入魔了，儘管用數來解釋世界的規律其實還是可行的，但數學可以解釋規律，卻解釋不了物質為什麼存在呀。最後畢達哥拉斯的理論反而更接近神祕主義，有太多的祕密無法解釋，最後自然是比較難被大家接受的。

在來是理論最有名的恩培多，他提出了最早的四根論，他認為：

「萬物應該是由水、火、土、氣四種物質所組成的，而讓他們分離或結合的就是恨與愛」

你應該開始覺得這些理論越來越神奇了吧，我也這麼覺得，不過這其實要追朔到當時哲學思想的發展我們才可以比較能理解，但我們今天的主題是在講科學的話，還是先簡單介紹這些理論就好了。

恩培多是一個哲學家，曾做過許多實驗，甚至做過氣體實驗來證明自然中是有我們肉眼所看不見的東西的，他不斷的思考世界的運作後，他認為所有的物質都是水火土氣這些物質的組合，水、火、土、氣是萬物的根，而這些根會經由愛而結合、因恨而分開。這聽起來真的有夠玄，但這其實就是之後十分有名的四元素說的最原始版本。

最後最後，我們講講德謨克利特，他對世界運行的解讀是：

「萬物不是由水、火、土、氣所組成，組成萬物的其實是"原子"以及"虛空"」

他認為所有的物質都可以拆分成許多相同的小球，而這些小球以不同的排列變成各種物質，這裡說的小球就是原子，所以原子是最小不能在切分的單位，而要讓原子可以移動則需要有"虛空"，沒有虛空原子則沒有辦法移動。為了證明自己的學說，德謨克利特曾舉例，人們之所以能嗅到物體發出的味道，其實就是物體身上飄出許多肉眼看不到的原子。如果你有先讀過國中課本的話，其實你會發現，這其實就是"原子說"最早的版本。

百家爭鳴的理論，只為了找到大自然的秘密 雖然前面講了一大堆可能我們難以理解的各式理論，但從這些理論我們可以注意到，人們開始學會用生活中能感知到的物質或是感受去解釋自然現象，蝦？你說哪裡有解釋自然現象？有喇，上面每個理論他們最少都解釋了物質是怎麼出現的(畢達哥拉斯的理論除外)，除此之外有些理論甚至還解釋到天體運行去了。不過如果要細講這些理論解釋自然現象的方式的話可能會離我們的主題"科學"越來越遠，所以因為篇幅的關係，我們還是趕快拉回主題吧。

從上面的發展我們不難看出人們原本從直接把自然現象解釋成"神做的"，漸漸的人類開始將神抽離了解釋自然現象的原因，開始用理性去思考、用觀察和經驗去分析，最後得出屬於自己的結論，這就是"科學"的起源。雖然說這些古老的理論和我們現在所認識的科學相去甚遠，但如果沒有這些理論的出現的話，"科學"的發展不知道要延後到什麼時候去了。

說完了科學的起源後，其實總歸一句話就是"自然究竟是什麼？"，而我們的化學其實也是發源於此，不過有趣的是隨著時代的演進，除了"自然究竟是什麼？"外還出現了一群以尋找"自然的秘密"為目標的人，而他們是誰，就交給第二集來和大家介紹吧。