風揚起塵土是因為風想要吹拂大地，帶走我們的足跡。
《澳洲叢林民間傳說》
收藏家W·H·I·布裡克和L·C·勞埃德
編輯L·C·勞埃德（1911）
當一個原始人追蹤他的獵物，每時每刻他都在使用細緻的觀察，準確的歸納和演繹推理，如果將這些應用於其它事物，將使他獲得懂科學的人的聲望……一個「好的獵手或戰士」的腦力勞動大大超過了一個普通的英國人。
托馬斯·H·赫胥黎
《散文精選，第二卷，達爾文：散文》
（倫敦：麥克米蘭，1907）
選自《達爾文先生的評論》175－176頁（1871）
為什麼這麼多的人發現科學既難學又難教？我嘗試提出幾個原因——它的精確，它的非直觀的和令人不安的外表，它的被誤用的前景，它的獨立於權威的特性，等等諸如此類。但是，是否還有更深刻的原因呢？阿蘭·克魯默是一位波士頓東北大學的物理學教授。在課堂上，他驚訝地發現如此之多的學生不能掌握最基本的概念。在《不平常的觀念：科學的異端性》（1993）中，克魯默提出科學之所以難是因為它不斷推陳出新。他寫道：我們，一個具有幾十萬年歷史的物種，僅僅在幾百年前才發現了科學方法。例如書寫，只有幾千年的歷史，而我們至今還沒有掌握它的訣竅——或至少是因為沒有進行非常嚴肅和積極的研究而未能做到。
他認為，如果排除歷史事件的巧合，我們可能永遠不會發現科學：
面對科學的諸多顯而易見的成就和益處，我們仍然敵視它，……僅此即可證明它是處於人類發展的主流之外的一個事物，也許只是一個意外和僥倖。
中華文明發明了活字印刷、火藥、火箭、指南針，地動儀，還系統地對太空進行觀測並將其載入史冊。印度數學家發明了零，使算術得以順利發展因而推動了關於量的科學的進步。阿茲台克文明建立了比歐洲文明還要先進的曆法，他們能更為準確地長期預測星球的位置，而他們自身卻被歐洲文明淹沒和毀滅了。但是這些文明中沒有一個，克魯默說，建立了懷疑的、提問式的和採用實驗方法的科學。所有這些全都來自古希臘：
希臘人客觀性思考的發展需要一些特定的文化因素，首先是議會制。在那裡，人首先學會通過理性的辯論來說服別人；其次是一種海洋經濟，防止了孤立和狹隘主義；第三是周圍一個廣大的希臘語世界的存在，旅行者和學者可以周遊四方；第四是獨立的商人階層的存在，他們可以僱傭自己的教師；第五是《伊裡亞特》和《奧德賽》，文學傑作本身就是自由的理性思維的縮影；第六是宗教文學並未控制在教士手中；第七是將這些因素堅持了1000年。
所有這些因素合在一起構成一個偉大的文明是非常幸運的；它沒有發生第二次。
我贊成其中的部分論點。古代愛奧尼亞人，就我們所知，最早系統闡述了是自然律和自然力，而不是神，決定了世界的秩序甚至世界的存在。就像盧克萊修所總結的他們的觀點：「自然生而自由，擺脫了她高傲的主人，可以認為，所有的事情都是自發產生的，沒有神的干預。」然而除了在第一周的哲學引論課之外，早期愛奧尼亞人的名字和觀點幾乎永遠不會在我們的社會中被提到。那些不相信神的人似乎易於被人們遺忘。我們並不渴望保留對這些懷疑論者的記憶，更不要說他們的想法。試圖以物質和能量的方法解釋世界的英雄們在許多文化中出現許多次，只是被教士和壟斷傳統智慧的哲學家從歷史中抹掉了——在柏拉圖和亞里士多德時期之後愛奧尼亞人的觀點幾乎完全失傳了。許多種文化，經歷了許多次這樣的嘗試，但只有在很少的機會下這種思想能生根發芽。
僅僅在1萬或1．2萬年之前，植物和動物被種植、馴化，文明才開始。愛奧尼亞人的嘗試距今有2500年了，而它幾乎完全被抹去了。我們可以看到古代中國、印度和別的地方通向科學的足跡，儘管是蹣跚的、不完全的和少有成果的。但是，假設愛奧尼亞人從未存在過，希臘科學和數學從未興盛過，是否可能科學便再也不會在人類歷史中產生？或者，考慮到許多文化和許多其他的歷史進程，在某個地方，或早或晚——比方在印度尼西亞的島嶼，或在未被征服者干擾的中美洲文明邊沿的加勒比，或在黑海岸邊的挪威殖民地——難道不會出現各種因素恰好彙集使科學登上舞台的情況嗎？
我認為，科學思考的主要障礙不在於問題本身的困難，即使是受壓抑的文化也要依賴複雜的智力成果。薩滿教巫師、術士和神學家在他們複雜而神秘的技藝中也有高超的技巧。不，阻礙來自政治或僧侶的統治。在那些缺乏新的挑戰，不管外部的還是內部的文化中，也就不需要根本的變化，因而不需要鼓勵新穎的想法。實際上，在這種情況下，異端可以被宣佈是危險的；思想可以變得僵化；對不允許有的想法的制裁可以強化──都不會有太大損害。但是，在各種各樣的不斷變化的環境、生態或政治條件下，只是照搬老一套再也起不了什麼作用。那麼，那些不盲目遵循傳統，也不試圖把自己的好惡強加給自然的或社會中的一切，而是樂於接受宇宙教給人們的東西的人將得到獎賞。每個社會必須決定，在開放和僵化的連續統一體之間，安全點存在於何處。
希臘數學向前邁出了光輝的一步，而另一方面，希臘科學——它最初的發展是很幼稚的並且通常對實驗蒙昧無知——充滿了錯誤。他們相信視覺依賴於像雷達一樣從我們眼裡發出的一種波，在我們看到的物體上反射回眼中，卻無視我們在夜裡看不見東西這一事實。（然而他們在光學方面有了重要的進步。）不考慮孩子和母親明顯的相像，他們相信遺傳特徵只由精子攜帶，女性只是被動的貯藏所。他們相信一塊水平拋出的石塊會得到某種浮力，因而比同時同高度垂直下落的石塊在空中停留時間長。對於簡單幾何圖形的迷戀使他們認為圓是「完美的」；不考慮「月中人」（月亮中的暗影）和太陽黑子（偶爾在太陽落山的時候可以用肉眼看到），他們堅持天空也是「完美的」；所以，行星軌道一定是圓的。
僅僅是脫離迷信還不足以使科學成長。人們還必須想到向自然提問，並通過實驗驗證。這方面有一些出色的例子——如厄拉多塞對地球直徑的測量，或恩培多克勒闡釋空氣物質性的漏壺實驗。但是在一個手工勞動被認為是低下的，是只適合奴隸干的社會中，比如傳統的希臘－羅馬世界，實驗方法是不會興盛起來的。科學要求我們既擺脫嚴重的迷信又擺脫嚴重的偏見，教會和世俗政權強加的迷信和偏見常常是狼狽為奸。毫不奇怪，政治革命，對宗教的懷疑主義和科學的興起會同時發生。從迷信中獲得自由是科學的必要而非充分的條件。
同時，不可否認，從中世紀的迷信轉變到現代科學的過程中，像受到了一種最重要觀念的深刻影響，那就是，一個創造了宇宙的至高無上的上帝不只創建了人們賴以過活的戒律還建立了自然本身必須遵循的法則。17世紀德國天文學家約翰尼斯·開普勒——沒有他牛頓物理學也許就不會產生——描述他對科學的追求就是希望瞭解上帝的想法。在我們的時代，頂尖科學家，包括阿爾伯特·愛因斯坦和斯蒂芬·霍金，也用相似的語言描述了他們的追求。哲學家阿爾弗雷德·諾斯·懷特海和中國技術史專家李約瑟也提出非西方文化中科學發展所欠缺的是一神論。
然而，我想，在這1000年中對這一論點的有力反證正在向我們呼喊。
狩獵小組跟蹤蹄印和其它蹤跡。他們在一片樹林旁暫停了一會兒。他們蹲下來仔細地檢查蹤跡。他們所一直追尋的蹤跡被另一條穿過了。很快，他們統一了意見，確定了是哪一種動物，有多少，歲數和性別，有沒有受傷的，跑得多快，跑過去多長時間了，有沒有別的獵人也在追蹤，小組能不能追上獵物，如果能追上要花多少時間。決定作出後，他們輕拂他們將追尋的蹤跡，牙齒間發出像風一樣輕微的聲響，然後大步慢跑。儘管背著弓和毒箭，他們繼續已經開始了幾小時的馬拉松錦標賽。他們幾乎總是在地上準確地讀出訊息。野牛或羚羊或霍加披（像長頸鹿的動物）就在他們想到的地方，數量和情況正像他們所估計的一樣。狩獵很成功。獵物被帶回了臨時的營地。每個人飽餐了一頓。
這段多少有些典型的關於狩獵的短文是對坤桑人的描述，他們居住在博茨瓦那和納米比亞共和國的卡拉哈里沙漠。不幸的是，他們正處於滅絕的邊緣。但是數十年來，人類學家對他們和他們的生活方式進行了研究。坤桑人過著一種典型的采獵生活方式，我們人類也許就是在這種方式下度過了大部分的時間——直到1萬年前，植物和動物被種植馴化，人類的狀況發生了改變，也許是永遠的改變。由於他們具有這種傳奇式的本領，在南非與「前線國家」的戰爭中，他們被實行種族隔離的南非軍隊招募來搜尋人。與南非白人軍隊的各種不同方式的接觸加速了坤桑人生活方式的毀滅——實際上，這種生活方式隨著幾個世紀以來與歐洲文明的每一次接觸而一點一點地消亡。
他們是怎麼做的？他們如何能夠僅憑一瞥就說出這麼多東西？僅僅說他們仔細觀察是不夠的。他們實際上做了些什麼？按照人類學家理查德·李的說法：
他們仔細檢查凹坑的形狀。一隻快速移動的動物留下的足跡顯示出一種拉長的對稱性；一隻微跛的動物由於照顧疼痛的腿就會讓它少承擔些身體的重量，留下淺些的印記；一隻較重的動物留下更大更深的空穴。相關公式就在獵手的腦子裡。
在一天中，足印會被侵蝕掉一點。其凹坑的四壁會逐漸崩塌。風吹起的沙子會積累在空穴的裡面。也許一點葉片、細枝或草葉會被吹進去。時間越長，侵蝕越大。
行星天文學家在分析隕石撞擊產生的隕石坑的過程中採用了幾乎同樣的方法：隕石坑越淺，年代就越久遠。隕石坑如果邊緣已破敗，深度與直徑的比率較小，內部積累了細沙子則說明更為古老——因為必須有足夠長的時間，侵蝕過程才會達到這種效果。
不同的區域、不同的沙漠，或不同的年代，侵蝕的來源都不相同。但是如果你知道它們是什麼，你就能夠通過隕石坑的新鮮或模糊程度斷定很多東西。如果昆蟲或別的動物的蹤跡疊加在廊跡上面，這將表明這個腳印不會很新。表面下的土壤濕度和在其因被踩過而暴露之後的乾燥速度決定了坑四壁的瓦解程度。所有這些因素都被坤桑人仔細地研究過了。
飛奔的獸群不喜歡炎熱的太陽。動物會利用它們能找到的任何能遮陽的東西，它們會改變路線以利用一片樹林的蔭涼。但是樹蔭的位置是由一天中的時間決定的，因為太陽在天空移動。在早晨，太陽從東方升起，影子就在樹林的西邊。下午，當太陽西移，影子就投向了東邊。通過蹤跡轉彎方向的改變，就可能說出動物是多長時間以前經過的。在一年中的不同季節，這種計算是不同的。所以豬手腦子裡必須裝有一部天文曆法以預測太陽的運動。
對我來說，所有這些令人生畏的法醫式的尋蹤技巧就是正在發揮作用的科學。
采獵者不僅在研究其它動物的蹤跡方面是專家，對人的蹤跡也很擅長。在一個小組中每個人都可以通過他或她的足跡被辨認出來；彼此之間就像對他們的面孔一樣熟悉。勞倫斯·馮·帕斯特這樣描述：
離家數英里並與其他人分開，恩格索和我，在一隻受傷的雄鹿的蹤跡上，忽然發現另一組印記和我們的交匯到一起。他滿意地咕噥了一聲並說這是幾分鐘前鮑克斯豪的足印。他斷定鮑克斯豪跑得很快，而且我們很快就會看到他和那只動物。我們爬上前面的沙丘，鮑克斯豪就在那裡，正在給動物剝皮。
理查德·李也敘述了一個坤桑人的故事，豬人在簡單地檢查了一些蹤跡之後說，「哦，看，圖努和他的小舅子在這。可是他的兒子哪去了？」
這真是科學嗎？在訓練課上，每一個追蹤者都在地上蹲幾個小時，觀察羚羊蹄印的緩慢侵蝕嗎？人類學家提出這個問題，答案是獵人們一直使用這樣的方法：他們在學徒時期觀察他們的父親和有經驗的獵手，他們通過模仿學會。普遍的原則代代相傳。局部的變化因素——風速，土壤濕度——每代人，一天一天，一季一季按照需要加以更新。
而現代科學家恰恰在做同樣的事情。每次我們試圖通過侵蝕程度判斷月球、水星、海王星的衛星上隕石坑的年齡，我們並不是從零開始計算。我們撣掉某篇科學論文上的灰塵，讀上面也許是一代人以前就確定下來的試過且真實的數值。物理學家並不從零開始推導麥克斯韋方程或量子力學，他們理解它的數學和原理，觀察它的效用。他們注意自然是如何遵循這些法則的，他們將這些科學成果記在心裡，使它們成為自己的東西。
然而必須有人首次確定尋蹤原則，也許是某個舊石器時代的天才，或更可能是在彼此廣泛分離的時間和地點的一代代的許多天才。在坤桑的尋蹤原則中沒有巫術的痕跡——事先檢查夜晚的星星或動物的內臟，擲骰子或解夢，或唸咒召鬼，或別的什麼人類偶爾嘗試過的這樣那樣的對知識的伎倆，而只有具體的可明確界定的問題：獵物向哪個方向跑了，它有什麼特徵？你需要一個單憑巫術和占卜不能給出的——或至少是不能經常給出的足以使人免除飢餓的——精確答案。相反，采豬者——除了圍著火堆跳陰魂附身的舞蹈或受柔和的欣快劑的影響，日常生活中他們並不十分迷信——很實際，他們努力工作、目的明確，過群居的生活，並常常是快樂的。他們使用的技巧來源於對過去成功和失敗的去偽存真。
科學的思考幾乎從一開始就與我們相隨。你甚至可以從正在領地邊界上巡邏或正在準備蘆桿以插入白蟻窩以獲取少量但必須的蛋白質來源的大猩猩身上看到這一點。尋蹤技巧的發展帶來了強大的進化選擇優勢，那些不能想到這一點的群體只能得到較少的蛋白質並留下較少的後代。那些具有科學傾向的，那些能夠細緻觀察的，那些愛好解決問題的生物，會獲得更多的食物，特別是較多的蛋白質，並生活在更為多種多樣的棲息地中；它們和它們的遺傳特性將繁榮昌盛。對人來說也是一樣，比如，波利尼西亞人的航海技巧。這種科學傾向帶來了實質性的回報。
在農耕時代之前的另一種獲得食物的主要方法是採集。要採集食物，你必須瞭解許多植物的性質，而且你必須能明確地把一種植物和另一種區分開來。植物學家和人類學家常常發現全世界的以采獵為生的種族辨別各種植物物種可以達到西方分類學家的準確程度。他們以地圖繪製員的技巧在心中繪製他們領地的地圖。這一切都是生存的前提。
有人認為，就像兒童尚未成熟到接受某種數學和邏輯的概念一樣，原始人在智力上也不可能掌握科學和技術。這種觀點是極為荒謬的。那些居無定所、身無分文的殘存的采獵者——他們是我們遙遠過去的活標本——的日常活動證明殖民主義和種族主義的殘餘觀念是錯誤的。
根據克魯默的「客觀思考」的標準，我們肯定可以從采獵者那裡找到積極而充分的論據，直接參與式的民主，大範圍的旅行，沒有僧侶，並且將這些因素堅持了不是1000年而是30萬年或更長時間。以克魯默的標準來看，采獵者應該是有了科學。我認為他們確實如此，或曾經如此。
愛奧尼亞和古希臘提供的不是許多的發明、技術或工程，而是系統調查的方法和一種觀念，即是自然的法則而不是變幻莫測的神統治著世界。水、空氣、土和火被輪流作為對這個世界的本質和起源的候選的「解釋」。每一個這樣的解釋——由蘇格拉底之前的不同哲學家所認定——在細節上有很大的缺陷。但是這種解釋的方式，作為神的干預的替代物，是富有成果的、新穎的。同樣，在古希臘的歷史中，我們可以看到，幾乎所有由反覆無常的神促成的重大事件都記載於《荷馬史詩》中，只有幾件事記載於《亥羅道忒斯》中，而在《蘇西蒂德斯》中則完全沒有。在幾百年中，歷史從由神推動轉移到由人推動。
一些相似的自然法則也曾在堅定的多神論社會中出現。在這種社會中某些學者熱衷於無神論的觀點。約開始於公元前4世紀的，前蘇格拉底的這些研究，被柏拉圖、亞里士多德，然後是基督教神學家撲滅了。如果歷史的偶然性有所不同——如果原子論者對物質本質、世界多元化、對時間和空間的廣袤性的偉大猜想能夠被珍視並作為科學發展的基礎，如果阿基米德的技術革新被傳授和倣傚，如果那種認為人類必須探求、理解自然的不變法則的觀點被廣泛地宣傳——我想今天的世界會是另一種樣子。
我不認為科學難於講授的原因是人們對接受科學沒有準備，或是由於科學僅僅產生於僥倖，或總的來說，我們的腦力還不足以掌握它。相反，我所看到的一年級學生對科學的巨大熱情以及來自殘存的采獵部落的證據都雄辯地證明：科學傾向深深地埋藏在我們之中，不論是在任何時間、任何地點，還是任何文化中。它已經成為我們生存的手段。它是我們與生俱來的權處。當我們由於漠不關心、漫不經心、無能為力或對懷疑主義的恐懼而使孩子們對科學失去信心，我們就是剝奪了他們的權利，拿走了他們用以管理未來的工具。
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