第一章 没有科学的世界任何一种非常先进的技术无法与魔术区分开来。
——亚瑟·C．克拉克19世纪初期，丹麦的考古学家兼博物馆馆长克里斯蒂安·尤根森·汤姆森（ChristianJurgensenThomsen）使用新方法区分人类史前文物。这位学者划分出石器时代、铜器时代和铁器时代，借此对藏品进行研究，了解消失已久的文明世界。3个时代的划分不仅依据物品的材料，而且依靠了专业的技能组合及日积月累的知识基础。汤姆森的任务是通过分类确立技术发展的时间轨迹。汤姆森的断代法虽历经多年的修正，基本上经受住了时间的考验。
100多年后，作家斯科特·菲茨杰拉德（F．ScottFitzgerald）戏谑地用“爵士时代”形容第一次世界大战后若干年的喧嚣浮华和灯红酒绿的生活，当时的人们热衷于音乐、金钱、私酒和色欲。现在，虽然常听说我们生活在所谓的“数码时代”、“无线时代”或者“便携时代”，但是还没有一个合适的词能把三者合在一起来表述当今的时代特征。
面对科学和技术的稳步发展，人们需要划分历史年代，以便对过去有清晰的认识。一方面，教科书中会涉及纷繁的政治、人物、战争、日期，或者对历史进行蹩脚的篡改，诱使人们得出这样的结论：人类社会的种种问题使得所有成就都黯然失色，而且这种认识很有市场，可是我们更愿意轻松地面对历史。另一方面，科技发展的总体趋势是依照有规律的、合乎逻辑的模式实现的，极少例外。即使在古代，发展的时间轨迹也是非常清晰明确的。
早在公元前6世纪，希腊米利都（Miletus）的哲学家泰利斯（Thales）已经在探索自然界的种种谜团。泰利斯是古希腊“七贤”之一，被称为现代数学之父，却没有著作留存后世，现有的贡献只有柏拉图和亚里士多德提供的零星轶事。这些逸事证明了最初的科学思维虽然像学步的幼儿一样纤弱不稳，但毕竟跨出了自己的脚步。
相传泰利斯在观察星空时曾跌落水井（又传水渠），这与现代的心不在焉的教授形象极其类似。他参与了对波斯的战争，下令在哈吕斯河（HalysRiver，今土耳其的克孜勒河KizilIrmak）开挖引水渠以便建桥，从而使河水改道。另一个传说是泰利斯在埃及找到了测量金字塔高度的方法。在日间人影与实际身高相同的时候，只要量出地上金字塔影子的长度，那么其高度也就得到了。多么巧妙啊！泰利斯的方法论是观察和分析思考，不是现代意义上的“提出假设与实验验证”模式的科学研究，而是基于那些能直接观察到的东西。尽管如此，其方法论建立在逻辑的基础之上，是意义重大的突破。当时普遍认可的是宗教神话方面的理论，古代人的思维受到很深的影响。泰利斯认为大自然既不是随机的，也不是天神心血来潮的产物。这种认识诚然是不凡的进步，遗憾的是并不全面，不足以解释那些复杂的自然过程和宏观或微观层次上的事物。在研究电现象和磁现象过程中，泰利斯就遇到了无法逾越的障碍。
以琥珀为例，这种石化的树脂在古代，尤其是在希腊人当中被视为珍宝。琥珀因其颜色被希腊人形容为“elektron”（希腊语意为“黄金”，有时也指白银）。早在公元前16世纪，琥珀石由缅甸输入并贩运至欧洲各地，大量用于希腊勇士之王的葬礼当中。
琥珀的特性很有意思，其中之一是摩擦后产生静电荷，能够吸附草屑、麦壳、细小的铜屑或铁屑等。无论观察得如何仔细，这样的事实真相在当时是无从得知的：布料或手指上的电子经摩擦后转移到了琥珀的干燥表面，使其电性为负，之后便能吸引带有正电荷的碎屑。我们今天称这种现象为“摩擦起电”，实质上是两种物质接触时交换电子的过程。电荷转移过程中二者形成了键结构，一旦分开，有些原子会留有多余的电子。例如，玻璃与羊毛在一起摩擦后，羊毛获得电子，电性为负；而玻璃失去了电子，电性则为正。借用一个宽泛的定义——保持电荷的能力——琥珀也可叫作最早的电池。
天然磁石同样难住了包括泰利斯在内的古人。仅靠观察和逻辑分析无法解释眼前实实在在却又完全不可能的现象的实质：石头如何能移动金属物体呢？按照亚里士多德的说法，泰利斯认为磁石是有灵魂的，所以能够吸铁。
古希腊人和古罗马人依靠观察和逻辑来了解外部世界，与之对立的现代方法论则是可量化的、基于理论与实验的。例如就金属构造理论而言，创立形式逻辑的亚里士多德的观点并不科学，更接近炼金术。
科学发展的这种状态延续了几个世纪之久。观察和逻辑解决不了问题的时候，各种神话和巫术就会填补空白。一直到17世纪，欧洲的科学思想核心始终在强调直接观察与逻辑分析，这是认知世界的唯一途径。亚里士多德提出的“第五元素”——以太是极其模糊的概念，包括爱因斯坦在内的后世的科学家们依然为之争论不休。
神话传说自有其顽强的生命力，它们以各种文字形式流传着，试图让人们相信那些没有事实依据、常常也是令人难以置信的事情。古罗马的博物学者老普林尼（PlinytheElder）是研究自然的大师，他把直接观察的结果与神话和寓言结合起来。在其巨著《自然史》一书中，普林尼确信独角兽就是狮子。许多民间传说和传奇故事以现在的标准来看不太可信，但是普林尼没有可靠的方法去进行查证，只能忠实地记录在书中。其中就有这样的记载：“……在印度河附近有两座高山，其中一座能吸铁，而另一座则正相反。
穿着带铁钉鞋子的人在前一座山上无法抬脚，到后一座山上却落不下脚步。
”可原因是什么呢？我们相信普林尼也知道神秘磁力的存在，这种同样的无形力量在遥远的国度里能发挥神奇的作用，只要稍微发挥一下想象力，他就可以弄清其中的奥秘。
记载神秘磁现象的并不只有普林尼一个人。一些涉及磁现象的牵强判断曾广为传播。正如普林尼一样，这些记载多是来自遥远异乡的传说，而自然法则好像受到了距离的影响，通过直接观察加以证实的能力也好像被削弱了。一则版本多样的传说流传了几百年：古埃及建筑师提谟卡雷斯（Timochares）开始在亚历山大港的阿尔西诺伊（Arsinoe）神庙工程中用磁石树立起拱顶，王后的铁质雕像便可以悬浮在半空中，好像魔术一样。此类传说还有不同版本：据说人们在清真寺里用磁铁悬挂穆罕默德的塑像；7世纪的圣比德尊者（theVenerableBede）是盎格鲁一撒克逊本笃会修士，《英格兰人教会史》的作者，他曾提到希腊科林斯英雄柏勒洛丰（Bellerophon）骑乘的飞马珀伽索斯（Pegasus）（5000磅的塑像）依靠磁石的力量悬浮在罗兹岛上；在中国的传说中堡垒和陵墓的大门也是由磁石制成，因其能吸附兵器和铠甲而起到安全防范作用。
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