主 编  

【英】查尔斯·辛格（Charles Singer）

英国科学史、技术史和医学史学家。曾任伦敦大学医学史教授，英国科学史学会主席，国际科学史研究院院长。

【英】E.J. 霍姆亚德（E. J. Holmyard）

英国金丹术权威、化学史专家。曾任克里夫顿学院科学史系主任，国际科学评论杂志《科学进展》主编，金丹术与化学史学会主席。

【英】A.R. 霍尔（A. R. Hall）

英国军事技术和牛顿著作研究权威。曾任剑桥的惠普尔博物馆馆长，伦敦大学科学技术史教授，英国科学史学会主席。1981年度科学史学会萨顿奖章获得者。

译者简介：

王前，大连理工大学人文与社会科学学部教授、博士生导师。中国自然辩证法研究会常务理事，科学技术与工程伦理专业委员会主任。主要研究方向为科技伦理、科技思想史、技术哲学和中西文化比较研究。著有《中国技术思想史论》《中西文化比较概论》《中国科技伦理史纲》《“道”“技”之间——中国文化背景的技术哲学》等，在国内外期刊发表论文多篇。

李英杰，大连理工大学人文与社会科学学部讲师、硕士生导师。清华大学哲学博士毕业，曾在日本东京工业大学社会理工研究科交流学习两年。主要从事中国近现代科技史和科技哲学方面的研究工作。在国内外期刊上发表多篇学术论文。

孙希忠，大连理工大学外国语学院教授，主要从事英语教学和翻译理论研究。

《技术史》共八卷，本卷为第一卷，主要关注远古至古代帝国衰落（史前至约公元前500年）时期的技术。这一阶段开始于50多万年前，人类的灵巧性已经得到出色发展。本卷注重人类对方法和技能的理解以及最早定居社会的形成，进而考察在近东地区产生的最早的“文明”，乃至技术在地中海地区、北欧和西欧的传播状况。

这八卷著作构成了一座学识纪念碑。

《自然》( Nature )

这是关于技术史的明晰的、权威的资料来源。

《医学史》( Medical History )

对技术专家、历史学家、科学家以及普通的读者而言，这是他们学习和激发兴趣的取之不尽的源泉……作为对人类文化之技术方面的完整认识，本书是宏伟的、卓然超群的。

《物理学与技术》( Physics and Technology )

整部著作在可预见的未来仍将是对这一主题的最全面的处理，对任何学术图书馆或公共图书馆都是不可或缺的。

《美国历史评论》( American Historical Review )

第 1 章  人类所掌握的技能

肯尼思·P. 奥克雷（KENNETHP. OAKLEY）

1.1 低等动物的工具使用

在技术史（history of technology）中，我们必须对人类技能的独特性有所考察。富兰克林（Benjamin Franklin）在 1778 年说过，“人是制造工具的动物”。为了能理解这句话的意义和由其衍生出的含义，我们有必要考察其他使用工具的动物。和人类不同的是，这些动物并不制造工具。

在无脊椎动物中，最引人注目的是一种北美洲的砂蜂（Ammophila），它们会偶尔把卵石当作锤子来使用。当雌蜂到了产卵期，就会在土里挖出一个斜的穴道，然后去寻找一只毛虫把它麻醉，放在巢穴中，在其上产卵，再把巢穴用石头暂时盖好。一旦又找到另一只毛虫，雌蜂会把巢穴重新打开，并重复这个过程。当它的巢穴满了，它就要消除

每一处地面上被破坏的痕迹。这种伪装的方式会随不同的个体而异。有人曾经观察到一只砂蜂，它在用泥土把巢穴封好后，带回很多沙砾，以双颚夹住卵石，像用锤子一般把沙砾敲入泥土，使巢穴表面与周围的地面一样坚硬（图1）。这个过程会进行多次，直到巢穴的所有迹象都被消除。人们还知道，另一类同属异种的个体也以同样的方式使用卵石。

这样的活动是有智力的吗？或者说，这是否是能通过经验习得人类所掌握的技能的？大多数昆虫的活动显然不属此类。这些 活动是本能的，是作为遗传的行为模式表现出来的。然而所有的动物都有一些通过经验学习的能力。因为，若非如此，本能的进化将是不可理解的。一方面，当一种本能已经充分而强力地建立起来以后，留给行为上的适应性变化空间就很小了。所以，如果一条毛虫已经做茧做了一半，那么即使这一半茧被移开，它还是会一如既往地做好另一半。另一方面，在那些本能不强制某种特别行动的活动领域中，行为较易变化。

早期的本能理论，或者过于强调本能的不可变性，或者过于强调本能的适应性。本能的不可变性与适应性，通常是用人类中心论的术语来解释的。更客观的现代研究方式，则对两者都加以考虑。

每一个活的生物体都具有一定的隐性能量，用于适合其生存和繁殖的反应。在几百万代期间，有利于这些目的的行为一直在进化，并成了本能行为。通常只有当机遇适合时，这些行为才会表现出来，也就是说，当感觉器官受到某种形式的刺激的时候，这种隐性能量才会被释放出来。只要为某一本能行为所积累的能量未被释放出来，这个动物就会漫无目的地或以一种寻觅的情绪四处游走。正是处于这种动物心理学家所称的食物欲望阶段，行为是最易调适的。

在昆虫中，此种释放性刺激主要由视觉和嗅觉引起。一些本能行为是复杂的，可以分成若干个阶段。洞穴里的卵已经满了——受到这一感观刺激，砂蜂就会由此改变它的行为方式。它用泥土把洞口填满。只要洞口附近还有被破坏的迹象，砂蜂就本能地试图消除这些迹象，尽管在消除这些迹象的手段选择上存在一定的个体灵活性空间。所以，有可能只是偶尔的，而且是在特定的环境下，砂蜂才以石当锤。

鸟类行为大多是本能的，尽管在有些方面它可以调节行为以适应环境。比如说，鸟类在丧失正常情形下的筑巢材料时，就会使用其他适用的材料。鸟类的原始本能行为并不像昆虫那样完善。比方说，它们会自动地啄食小的物体，经过试错法（trial and error）知道哪些物体是有害的。

群居环境下的个体发展，对通过试错法习得的行为有影响。某些物种天生的行为方式比其他物种更稳固。南非的织布鸟，在打了结的马鬃绳上建筑复杂的由枝条组成的鸟巢。有人曾经把一对织布鸟与同类以及它们所用的鸟巢建筑材料隔离开，同金丝雀一道饲养了五代。到了第六代，尽管仍然被隔离，但一旦有了恰当的筑巢材料，它们还是能筑起完美无缺的鸟巢，甚至还是会在打了结的马鬃绳上筑巢。然而在其他许多鸟类中，试错法在获得筑巢技能中起着很重要的作用。在雏鸟之中，亦如在哺乳动物（包括人类在内）中，玩耍对增进某些技能（如飞行）起着重要的作用。

关于鸟类的一个显著事实是，尽管大脑（前脑）不发达，它们仍能以一种简单的机械方式理解符号。如一只幼小的鸫鸟，见到一个以小球和大球组成的类似它的父母的头和身体的模型时就会有张口反应，不管模型的实际尺寸有多大。有迹象表明一些鸟类具有非命名计数的能力，也就是说它们能够对一、二、三的数量加以辨别。

考虑到这些因素，我们对鸟类使用器具就不会太惊奇。我们可以推测这样的习性起源于特殊个体的食物欲望行为阶段，通过一种近似于顿悟学习的高级的试错式学习而来。这些习性大概通过可以称作“传统”的过程（如果没有更恰当的名称的话）成为物种固定的行为特征。英格兰一些地方的山雀，在学会开牛奶瓶盖以后，这一习性传遍了几乎整个不列颠群岛——这是一个关于“传统”的典型例子。

澳大利亚的雄萨丁鸟（satin-bird）在繁殖季节把它住处的枝条涂以某种深色果实的蓝棕色果浆。再比如加拉帕戈斯群岛上的达尔文雀（Darwin’s finches）中的一种被称作 Cactospiza 的鸟，以深入在树 干或树枝中的昆虫为食。它用嘴纵向叼含仙人掌的刺或小树枝的一端，把虫子捅出来。一旦虫子出来了，它马上放弃荆刺，叼住它的战利品（图2）。在干燥的地方， Cactospiza 会选择一种刺梨的刺。 但是在仙人掌不生长的潮湿地带，它便使用从树上折断的小树枝。它会放弃太短或太软的树枝。

从最广泛的意义上讲，英国本土的大斑点啄木鸟是另一种工具使用者。它们有规则地在树干上叼啄出一个裂缝以筑造一个钳形豁口。然后把松果楔入并固定好，再把其中的松子叼出来（图3）。豁口的形状是V字形的，上部最宽，下侧部渐窄，这样各种大小的松果一旦进去都能被紧紧地卡住。本章作者感谢特雷西提供的这条信息——观察到这种习性的几种有趣的变种。例如，在哺乳季节，它们用这些同样的豁口卡住栎五倍子（oak-apple），然后将其撕成碎片并叼出来喂它们的幼鸟。

尽管哺乳动物呈现出十分广阔的智力范围，但是有些哺乳动物通过经验学习的能力不及鸟类。所有的哺乳动物都继承了本能的意向，如避免疼痛、获得合适的食物和饮水、交配甚至探险——但是，至少在较高级的哺乳动物中，达到这些目的的手段在不同程度上都是通过经验习得的，包括玩耍以及亲代的训练。比如说猫捕食的本领，多半是在小时候的玩耍中发展而来的。然而，加拿大河狸令人注意的“成就”通常被归结于本能。出于本能，小河狸在河岸上啃咬树干，这些树干落入河中成了水坝。但是河狸的这一物种行为特性的完整细节只有在大的群落中才会得到发展。这些群落不仅建造它们自己的池塘，在池塘上建岛筑窝，控制池塘的水位，而且还筑建水渠，用以运输啃倒的木料。它们储备这些木料，是因为树皮将被作为它们的食物。这些工程上的“成就”，必定包括个体通过试错法的学习。曾经有报道称，那些不愿为共同利益而真正劳作的小河狸会被从群落中驱逐出去， 重返简陋的洞穴生活，不再享有舒适的穴窝。由于动物保护的缘故，当稀有的欧洲河狸在罗纳河流域的数量增加后，也像它们的加拿大变种一样开始筑造水坝。

南方的海狸会在水里携带一个石砧来敲碎坚硬的贝壳。这个习性也有可能来自顿悟学习并由“传统”延续下来。费希尔（Edna Fisher）曾经对一群生活在加利福尼亚沿海的海狸加以研究。这种海狸主要以贝类（鲍鱼）为生。海狸从礁石丛生的海底取下鲍鱼，带到水面。它仰浮在水面上，以其胸部为桌子把这种软体动物放置其上，用牙挖出鲍鱼肉。有的时候，海狸会找到一只很小的贝类水生动物，这对海狸来说也是美味佳肴，只是这种动物有坚硬的外壳。海狸会从海底同时带上来一块厚石砧，直径15—20厘米。它仰浮在水面上，把石砧放在胸上，用双爪握住小贝壳，抡动前肢，反复在石砧上敲击贝壳（图 4）。

在哺乳动物中，我们关注的进化历程中最重要的特点，是依赖于学习的行为的增加。南非的自然主义者马拉斯（Eugéne Marais）曾经饲养过一只幼年河狸和一只幼年狒狒。河狸与水源相隔离，狒狒与它的部落相隔离。他给河狸和狒狒喂食在它们正常生活方式中所见不到的东西。当它们成年以后，马拉斯把它们送回到它们的天然环境。河狸立即开始潜水捉鱼，狒狒却不知所措，被蛆和蝎子——狒狒的主要食物——吓破了胆，而去吃那些正常的成年狒狒决不去碰的有毒的果子。 灵长目动物的成员（包括猴、猿和人）都和其他动物一样具有本能倾向或“动力”，但是从比例上看，它们的行为模式更多的是通过学习而来。一般而言，一个物种后代成熟得越慢，成体的智力越高。在人类不断改良的进化中，成人特性的迟钝化明显地发生得越来越晚。这对我们的话题很重要。因为，基本上说，技能的习得和日臻完善是发 生在青少年时期的。

技能的进化取决于四个主要因素 ：（a）感官知觉的能力 ；（b）协调过去与现在的感官印象的能力 ；（c）生物体的体力 ；（d）环境的要求。这四个因素是相互关联的。工具的使用是生物体适应某种特殊情形（环境）的一个途径，起源于试错学习或顿悟学习，这个学习过程反映了生物体神经系统的组织程度，并且需要有敏锐的感官知觉。工具的使用只有当生物体具有了合适的持物器官后才成为可能，例如，（人的）手、（动物的）爪子或（大象的）鼻子。

视觉的敏锐度和技能行为之间存在着重要的联系，即技能行为是以本能为基础的，比如鸟类的技能行为。在哺乳动物中，智能的进化和视觉能力密切相关。哺乳动物通过经验学习或受益的能力来自形成大脑皮层的一层专门的神经细胞。来自视觉、触觉和听觉的冲动，在这里被接收和分类。也是在这里，这一“自发的”运动得到控制。视觉分辨力的提高看起来对智能的发展有特别的贡献，这不仅对灵长目动物是如此，对其他哺乳动物亦然。猫具有高度发达的视觉，也比狗聪明。狗的视力差，主要依赖于它们更原始的嗅觉感官。操作性技能是与视觉上的细致观察能力相关联的。视网膜上具有特殊的敏感点（黄斑）可以提高这种能力。食肉动物、灵长目动物和鸟类的眼睛都具有这种结构，但是有蹄动物的眼睛没有——它们几乎没有操作物体的能力和对操作物体的需求，但大象除外。