一、从计数开始

在几百万年前，原始人在漫长的生存和生活中，智力不断进化，慢慢产生了“数”的思想。最早与数有关的概念就是“有”“无”“多”“少”之类。

对于原始人来说，除了1和2这样的数字，更多的数可能难以理解，于是就用“一群”或“一堆”来形容。后来，他们学会了扳着自己的手指头数数。数着数着，他们突然发现手指是可以计数的啊。

那时候，人们过着群居穴处的生活。晚上，他们挤在深而黑的洞窟里或者藏在茂密的林木中；白天，他们成群结队地在荒野里寻找猎物或者采集能够充饥的野果，过着饥一顿、饱一顿的生活。“饥寒交迫”大概是他们最切身的体验。

除了御寒的兽皮、狩猎的木棍、盛水的器皿（那时还没有陶器，使用的多是一些天然的东西），他们几乎没有别的财产，更没有私有财产。这么简单的生活，当然用不到多少数学知识，即使是简单的手指计数也很少用到。

离开山洞，出门在外，整天面对的就是山峰、湖泊、河流、森林、荒漠等。原始人很难在一个地方长久居住下来。森林里的果实总有吃完的时候，飞禽和走兽更是得躲得远远的。如果发生大旱，他们最明智的选择就是“走为上”。他们跟自然界做的都是“一锤子买卖”。在陌生的环境里寻求生存的希望是他们经常温习的功课。

要走路，必须要有方向和路标。最直观的路标就是日月星辰。白天是太阳，晚上是星星和月亮。古代人很早就学会了看天。他们越来越意识到，一些星星总是出现在天空的一定位置，沿着一定的方向缓慢地移动着。

日月星辰不只是人类最早的路标，还是人类最早的时钟。它们能告诉人们，一年的时间、一个月的时间和一天的时间，虽然不是很准确，但比较实用。对于古代人来说，这已经足够了。

一天的时间最直观。当他们迎着东升的旭日走在“上班”的路上时，就是一天的开始；当他们背着猎物、目送夕阳西下走在“回家”的路上时，就是一天的结束。判断一个月的时间要费些事，得依靠月亮。从月亮的阴晴圆缺中判断出一个月的时间可能需要很多年的修炼，而且还得是部落里的那些聪明人才能做到。判断一年的时间更困难一些。那时候，没有人知道地球绕着太阳公转。不过，也有很多自然现象刺激着人类的视觉神经系统。比如，当树木落叶、野草干枯的时候，天气就冷了；当山上的雪消融、草儿发芽的时候，天气就开始转暖。日复一日，久而久之，年的概念就形成了。

一万多年前，随着经验的积累、知识的增长和工具的改进，他们开创了崭新的生活，学会了种植和饲养，变成了农民和牧民。定居生活意味着部落的消失和村庄的形成。财产的丰富对数学提出了更高的要求。他们要计算、分配这些财产，离开了数学怎么能行呢？记录财物和编制日历，促使人们发展书写的数字。

最早的记数符号可能产生于古埃及和美索不达米亚。古埃及人把它们写在一种纸草上，苏美尔人把它们写在泥板上。他们都用单笔画表示个位数，用不同的记号表示十位数和更高位数。后来的古罗马人在一定程度上继承了他们的成果，刨造出了罗马数字。汉字数字也是古代中国人智力进化的成果，在甲骨文中，就能找到蛛丝马迹。

二、圆和平的感觉——腓尼基人的体会

腓尼基地域面积虽然不大，但是其历史和文化却可以追溯到公元前4000年。腓尼基在地中海东岸、黎巴嫩山西侧，也就是今天的叙利亚沿海一带。大约在公元前1500年，腓尼基的海外贸易蓬勃发展起来。许多腓尼基人驾驶着自己的小船穿梭在地中海，在沿途用自己的物品交换其他人的物品，海上贸易的发展成就了腓尼基人航海家和商人这两种身份。

远航和贸易的经历增长了腓尼基人的见识。他们不但运回了有价值的货物，也顺便带回了异域的奇珍异闻、科学和文化。

海上航行还会使他们对地球的感受与众不同。长期在大海里漂泊，水手们都有这样的体验，一年四季，不管是哪一天，在北方港口，中午的太阳总是比南方港口的低一些，桅杆投下的影子也长一些。同一天里，中午，影子在不同地方的长度不同，这就是航海者标记港口位置的最早方法。夜晚向北航行时，他们会发现北极星每晚都会升高一点，而当向南航行时，北极星每晚又会向地平线下落一点。

就在腓尼基文化逐渐衰落之际，地中海沿岸的西西里、克里特、塞浦路斯和古希腊开始崛起。大约在公元前400年，古希腊地理学家画的航海图上已经标示出了地中海的海岸线。腓尼基为古希腊的强盛输送了营养，比如说，古希腊文字来源于腓尼基，航海知识就更不用说了。

腓尼基人是最早使用字母文字的民族，他们用数量不多的表示声音的简单符号，代替了大量的表示语言或意思的象形符号，这样的文字系统既简约又方便。公元前600年，古希腊人借用腓尼基字母完善了自己的语言文字。现代欧洲各国的拼音文字都有同一个源头，就是腓尼基字母文字。（P2-4）

“科学的故事丛书”跨越了不同文化领域和不同历史时空，在自然、科学与文学之间架起了一座桥梁，为读者展现了一个五彩缤纷的世界，能有效地与读者进行心灵的沟通，对于科学爱好者欣赏文学、文学爱好者感悟科学都有很大的感染力，是奉献给读者的精神大餐。

——中国科普作家协会原建事长、中国科学院院士 刘嘉麟

故事是昨天，科学历程。故事是今天，生活现实。故事是明天，繁花似锦。喂，科学的故事呀！先睹为快吧！

——著名科学史家、中国科学院自然科学史研究所研究员 戴念祖

科学是文化的重要组成部分，也是现代教育的核心内容和主要方法。丛书回顾反思古往今来著名的科学人物及其故事，追溯探究宇宙天体、自然演化和生命进化，给读者以知识的浇灌、文化的润泽、精神的滋养和情感的沟通，是教师和家长开展青少年科学教育的必备读本。

——著名科学教育专家、中央教育科学研究院研究员 赵学漱

这是一套由中国学者精心编著的有水准的科普读物，涵盖了最基本的七大科学门类，采撷了从古代到近现代的精彩科学史片段，讲述了代表性人物及重要发现和发明，还融合了现代科学前沿知识，用巧妙的故事形式、浅显生动的语言娓娓道来，读之开阔视野，读之启迪思维。

——资深科技史学者、清华大学教授 戴吾三

在科技引领创新发展的今天，原创科普已经成为传承文化、沟通世界的重要载体。丛书将理性思维和文学艺术完美融合，用极其通俗易读的语言把读者带入科学的世界，是一套难得的原创科普佳作。我们相信并且期待，未来的科学大师即将诞生于年轻一代读者中！

——《大学科普》执行主编、重庆大学高校科协理论研究中心主任 靳萍

本套丛书的写作花费了近三年时间，但与此有关的积累和准备工作远超过十年。对文学的爱好和对科学的执着使我找到了一个好的契合点，那就是尽可能用文学的语言讲述科学发展的历程及著名科学家的故事。工作之余，我的几乎所有业余时间的写作都与科学和文化有关。

此时此刻正是北方的春天，窗外渐浓的绿色和灿烂阳光似乎传递着自然的某种气息和对生命的某种祈盼。我首先要感谢科学出版社科学人文分社的侯俊琳社长，没有他的发现和耐心细致的督促，就不会有系统的“科学的故事丛书”的出现。

2015年春天，当俊琳社长与我讨论关于丛书的策划和内容时，我深深感到一位出版人的远见和博大胸怀。这是一件非常有意义、也很有吸引力的工作。我认为，我们的一切发展都必须以脚下的历史为根基。只有在传承科学积淀和历史文化的基础上，我们才能将人类的科学文化发扬光大，并进一步开创美好的未来。以往，在自然哲学和自然科学方面，我们忽视了对历史的关注，本套丛书的出版就是为了弥补这方面的不足。

书中配了适量有趣的漫画插图，线条流畅、幽默风趣，与文字配合默契，使所叙述的故事更加生动、直观和亲切，使读者平添一种身临其境的感觉。本套丛书面向的是那些具有中学以上文化程度的读者，他们对数学、物理学、化学、生物学、天文学、地理学和自然的基础知识有一定了解和理解，同时渴望知道科学的起源，渴望走近源头汩汩不息的溪流。

感谢所有为本套丛书的出版付出心血的人，感谢科学出版社相关领域的专家和审稿人为丛书的面世所做的大量工作，作者从中受益良多。特别感谢本书的责任编辑朱萍萍、张莉、田慧莹、程凤、张翠霞、刘巧巧等老师，他们本着精益求精的原则，对书稿的质量进行了严格把关，在审读、加工和校对的各个环节都表现出了高度的专业精神和责任感。感谢中国科学院自然科学史研究所张柏春所长和关晓武研究员的关心和支持，感谢潘云唐、郭园园、刘金岩、樊小龙、徐丁丁、崔衢、李亮、鲍宁等专家对丛书的仔细审阅和提出的建设性意见。

在此想说明的是，在篇幅有限的作品中，我特别注意文字的可读性、知识的教谕作用和思想的启蒙价值。可以说，书巾的每一个单元都是一篇科学散文，我的初衷就是走进历史深处、挖掘科学文化。书中也表达了我在科学教育、科学研究及阅读、写作过程中产生的一些想法和观点，错误和不当之处在所难免，希望富有见解的读者和学者批评指正。

杨天林

2018年3月

科学的源头在哪里？科学是如何发展起来的？在人类社会的发展和变革中，科学曾经产生了怎样的影响？我们对宇观世界的认识、对宏观世界的认识、对微观世界的认识是如何得来的？

翻开“科学的故事丛书”，你一定能找到属于自己的答案。

作者在容量有限的篇幅中，将有关基础知识、理论和概念融合成一体，在一些领域也涉及前沿学科的基本思想。阅读“科学的故事丛书”，有助于读者从中了解自然演变和科学发展的真实过程，了解散落在历史尘埃里的科学人生及众多科学家的人文情怀，了解科学发展的线索，了解宇宙由来及生命演化的奥秘。借此体验科学本身的魅力，以及它曾结合在文化溪流中、又散发出来的浓烈异香。

本套丛书中，有古今中外著名科学家的趣闻轶事，有科学的发展轨迹，有自然演化和生命进化的朦胧痕迹，有发现和创造的艰难历程，也有沐浴阳光的成功喜悦。丛书拟为读者开辟一条新路径，旨在换个角度看科学。我们将置身于科学精神的溪流中，潺潺而过的是饱含科学韵味的清新语言，仿佛是深巷里的陈年老酒，令人着迷甚至痴醉。希望读者能够通过阅读启发心智、培养情趣、走进神圣自然、感知科学经典。

英国著名历史学家汤因比(Amnold Joseph Toynbee)曾说：“一个学者的毕生事业，就是要把他那桶水添加到其他学者无数桶水汇成的日益增长的知识的河流中。”本套丛书就是一条集合前人学者科学智慧的小溪，正迫不及待地汇入知识河流中，希望能够为不同学科、不同领域间的沟通和交流起到媒介、引导作用，也期望更多对自然科学感兴趣的爱好者能够在阅读中体验到一份来自专业之外的惊喜和享受。

数学是人类理解外部世界的基础。无论我们生活在哪里，都不可避免地要与数学打交道。杨天林著的《数学的故事/科学的故事丛书》以历史为背景，以时间为主线，以故事为衬托，以数学知识的了解为落脚点。全书紧密结合有关数学知识，通过文学化的语言描写，向读者讲述了一系列富有知识性和趣味性的数学故事。在这些故事中，有古今中外著名数学家的趣闻轶事，有数学的发展历史，有发现和创造的艰难历程，也有阳光沐浴的喜悦。希望读者通过阅读此书，启发心智，培养情趣，增进对数学的热爱。