轮子与帆船

人类最古老的文明是始于北非的尼罗河下游，还是西亚的美索不达米亚，过去一直有争议。以前学界认为，古埃及文明是人类文明的第一个摇篮，不过最近几十年的考古挖掘结果越来越支持美索不达米亚文明开始的时间更早一些。由于早期文明和史前的边界不是非常清晰，因此，我们不去追究文明的早晚，而是笼统地认为那两处是人类最早的两个文明中心。更重要的是，它们代表了两类不同的早期文明，造成它们之间区别的一个重要原因是地理和气候条件的不同。

一类早期文明是以古埃及文明和中华文明为代表的单纯的农耕文明，在文明的中心有大一统的王朝。由于生活在大河流域，那里的先人拥有大片耕地，因此整个王朝规模比较大，可以集中力量建造一些大工程，同时，在比较小的范围内能够实现自给自足。另一类文明则是以美索不达米亚文明和后来的古希腊文明为代表的城邦文明。城邦规模都较小，物产比较单一，彼此独立，因此城邦之间必须通过交换才能获得全部的生活必需品，所以商业发达。如古希腊文明的发祥地克里特岛，只出产橄榄和山羊，如果没有商业，岛上的居民不要说建立高度的文明了，连生存都是问题。

公元前4000年，规模最大的城市是幼发拉底河东岸的乌鲁克城（Uruk），大约居住着5000人（后来那里的人口超过了5万人）。大规模的城市开始需要专职的管理者。由于拥有稳定的农业收成，人均获取的能量是每日最低消耗量的5倍，不仅有多余的粮食养活管理者，而且能养活一些手工业者。为了提高生产效率，乌鲁克的统治者让生活在河岸平原地带的人种植谷物，远离河岸干燥而阳光充足的半山坡地区则种植葡萄等经济作物，而手工业者则居住在远离河岸的山脚下。社会分工在提高效率的同时，也促进了货物的交换，并渐渐发展起商业。到了公元前3500年，乌鲁克城已经是一个非常有组织的城邦了。

建立发达商业的前提是有良好的交通运输工具，因此，美索不达米亚的苏美尔人在公元前3200年左右就做出了科技史上最重要的一项发明——轮子。

在中学物理课中，我们都学过滚动摩擦力比滑动摩擦力小很多的原理。如果用木头或者皮革做轮子的接触面，在石砾铺成的道路上大约可以省一个数量级的力量。古代的马车可以轻松地拉着一吨货物快速奔跑，但是如果让一匹马驮货物，200千克已经是极限。苏美尔人没有见过轮子，他们是如何得知滚动摩擦比滑动摩擦省力的原理，至今依然是个谜。但可以肯定的是，轮子的发明是一个漫长的过程。他们最初根据生活经验注意到圆木能够滚动这一现象，并且利用圆木滚动的原理运输沉重的货物，又过了很多年才将圆木改进成轮子，才有了基于轮子的车辆。在轮子被发明出来的几百年前，住在现在乌克兰地区的牧民驯化了野马，而这种强壮的家畜很快被引入西亚甚至北非地区。有了车辆和新的动力（马所提供的畜力），苏美尔人就能更高效地运输和交换货物了。

除了轮子和车辆，苏美尔人还发明了帆船，从此人类就可以利用风能远行。风能是自然界本身就存在的机械能。在利用风能之前，人类所能使用的动力只有人力和畜力，帆船的发明标志着人类利用能量的水平上了一个新台阶。

依靠车辆和帆船，苏美尔人沿幼发拉底河建立了众多商业殖民地，并且将其文化影响扩散到波斯、叙利亚、巴勒斯坦甚至埃及。大约在公元前2500年，乌鲁克实行的社会分工成为美索不达米亚地区的社会规范。在人类几乎任何一个文明阶段，最有效掌握动力的文明常常在那个时期的竞争中处于优势。4000多年后，当英国人完成以蒸汽机为代表的工业革命之后，它所倡导的政治经济秩序也就在世界范围内开始普及。

美索不达米亚的文明随着商业的拓展接触到古埃及文明之后，两种文明的融合使得技术得到进一步发展。当古埃及人在接触到轮子和车辆后，对车辆进行了改进，他们在木头车轴上包上金属，以减少它和轮毂的摩擦，同时采用了V形辐条，空心的轮子使整个车子变得轻便起来，可以走得更快、更远。

讲完了人类在史前的第一条线——与能量有关的科技成就，我们还需要讲一讲与信息相关的科技进步是如何帮助人类走入文明的。