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1、中国古代科技发展的特点中国古代科技发展的特点 王永星 中国古代科技曾在一段很长的时间内居于世界前列，散发过耀眼的光芒。但它却没有孕育出近代科学，反而在明清之际变得裹足不前。是何原因呢？本文仅就中国古代科学技术发展的特点加以探讨，我们可以从这些特点上得出中国古代科学技术兴衰的一些原因。 一、“大一统型”的结构体系 所谓“大一统型”的结构体系即指中国古代科技的发展和程度与“大一统”的社会结构密切联系。如中国古代交通、通讯、军事技术、历法、土地丈量技术、绘制地图技术、皇宫建筑等，统称为“大一统”技术。如果把古代的技术成果按农业、“大一统”技术、手工业和医药技术加以分类统计，并算出各类技术在整个技术构
2、成中所占的百分比，与大一统社会结构相联系的技术成果所占百分比，多在30%以上;而分裂时期则在13%以下，它明显地表现出“大一统”技术与大一统社会结构休戚相关。统计结果表明，历代手工业多占技术部分的30%-50% 。这样在统一时期，手工业和大一统技术的总合计分就占了整个技术部分的70%-80%，它决定了技术的水平。因此，我国的古代技术发达主要是由大一统的社会相应的地主经济所决定的。中国古代技术水平的最高峰是在宋代，这时不仅大一统的官僚政治形态趋于成熟，而且地主经济和商品经济也非常发达。当时国家征收商业税的年收入就增达2200万缗，约占部收入的1/7 。相反,魏晋南北朝时期,封建国家陷入分裂,地主
3、经济衰落,商品经济普遍萧条,这一时期的技术净增长水平也最低。唐朝开元年间的统一和商品经济发达是众所周知的,与此对应的技术净增长也很高,在安史之乱发后，商品经济衰落下去,技术净增长也随之下降,五代的情况也这样。由于大一统的社会结构，特别是通过国家官僚行政机构干预，在一定程度上打破了古代技术固有的封闭性，使得一些重要的技术能在转移中发扬光大，古代技术工匠的伟大创造力在一定程度上被国家组织起来，造就了中国古代技术在世界上的领先地位，四大发明的出现就是象征。但是“大一统”技术是靠封建大一统帝国的结构和行政干预来打破其封闭性的，而技术体系本身却是不开放的，技术转移只能在封建大一统帝国的需求的框架下进行的
4、，所以中国古代技术的发展与封建王朝盛衰波动相一致，两者几乎是同步的。大一统王朝崩溃之日，技术增长值降到最低点。我们知道的宋代丝织技术，它在宋朝太平盛世已发展到和英国的工业革命前差不多的水平，但它存在于大一统技术结构中，不可能向开放型技术体系转化。大一统技术是中国特有的，虽然它产生了伟大的四大发明，同时也付出了巨大的代价，带上了沉重的封建桎梏，没有发挥它所具有的巨大能量。 二、自成体系，独立性和排它性强 从地理环境上我国北面是寒冷的西伯利亚，东临浩翰的大海，西南是高耸着的喜马拉雅山,西部有阿尔泰山、喀喇昆仑山以及沙漠、戈壁的阻隔，因而虽然与其它地区和民族、国家不断地发生过接触和交流，但在这样的地
5、理环境下，在当时的交通条件下，大规模的经济思想、文化和科学技术的交流几乎是不可能的。我1 们的祖先就连绵不断地繁衍生息在这样的一个特定的地理环境之中，以农业生产和各种工业生产为主要的生产活动，形成了独具一格的政治、经济、思想和文化传统，同时也形成了独具一格的、传统的科学和技术。中国古代的科学技术-勿庸置疑-是与古代印度、古代希腊以及中世纪阿拉伯国家的科学技术有着明显不同，不论是发展的道路、处理与解决问题的方法以至所包括的内容都是如此。所以从这个意义上可以说，中国古代的科学技术有着自己的体系。 中国古代的科学技术的许多分支，各学科大都存在有独具一格的体系，这是比较明显的。 中国古代数学体系最早是
6、以九章算数为代表，以解决社会需要解决的各种实际问题为主要内容，以算筹为主要的计算工具，以当时世界上最先进的十进位值制的记数系统来进行各种运算，形成了一个包括算术、代数、几何等各科数学知识的体系，而且以算术和代数方面的成就最为突出。经过汉唐千余年的发展，又逐渐形成了算经十书，内容更加丰富。到了宋元时期，以算筹为主要计算工具的体系达到了发展的高峰，在高次方程和高次方程组的数值解法，高阶等差级数求和、内插法、一次同余式等方面都取得了比西方早出数百年以上的优异成果。到明中叶，伴随资本主义萌芽的产生和发展，商用数学比较发达，计算由筹算演变成珠算，在当时和其后的数百年间，珠算盘是世界上最好的计算工具。 中
7、国古代数学体系，始终是以计算见长，以解决实际问题见长的，而且以此为其显著特点。 中国古代天文学在历法、天文仪器、宇宙理论等方面都很有自己的特色，而且不断发展形成了自己的体系。其中以历法最为突出，中国古代历法一直采用了阴阳合历的形式，包括以气、朔、闰、晷漏、交食、五星等为中心的一整套内容。它不断以测算日月食、推朔、验气、推校五星行度等手段校验历法的准确度、使历法处于不断改革、推陈出新的演变进程之中、从内容到形式都日臻完善与精确。此外，在星群划分上采用三垣二十八宿的划分法，观测和有关天文仪器采用赤道座标系统和把一周天划分为365度的分度方法。宇宙理论方面所取用的“盖天说”“浑天说”“宣天说”等，在
8、世界古代天文史上都是独树一帜的。 中国古代地理学、地图学也自成一个独特的体系并取得很大成就。地理学以山海经、禹贡为开端，以汉书地理志为代表，历代正史中大都有地理志。唐代以后以有历代地理总志的编纂，宋代以后又大量出现方志。这些都属于汉书地理志这一体系，其延续之长、资料之丰富堪称世界第一。地理学一直采取的是直交网格法，即将大地视作平面时绘制地图的投影方法，较少考虑大地是球面的。 中国古代医药体系，特色更为突出，而且延续二千多年，不断地得到充实和提高，至今依然保持着自己的体系。它以中国古代盛行的阴阳五行学说来说明人体的生理现象和病理变化，阐明其间的关系，并将生理、病理、诊断、药物、治疗、预防等等方面
9、串起来，形成了一个统一的有机的整体观念。 中国农业发达较早，至少可以追溯到7、8千年以前。中国传统农业的特点是：农牧并举而偏重农业；耕作制度上是连作复种。高度节约的生产的道路;耕种技术上精耕细作。 关于技术各门类，如造纸、丝织、瓷器制造、印刷术、火药制造方面，本为中国首创。钢铁冶铸方面产生了铸铁、铁范铸造、铸铁柔化术、高强度铸铁等技术，使中国古代的钢铁生产走在世界的前列。建筑方面形成了以木结构为核心物砖木建筑体系。庄重对称的宫殿建筑和精巧的园林技术都是精品。 2 但总的来讲，中国古代技术体系的绝大部分内容仍然是为了满足封建社会的各方面需要而形成的。到了封建社会的晚期，资本主义萌芽在纺织行业中表
10、现得已比较突出。多锭纺车甚至水力纺车早已出现，按中国当时已有的技术水平，活塞、曲轴、传动齿轮等机器部件的工作原理，都已在各种机械上体现出来了；但是最初的蒸汽机并不是首先在中国出现的，产业革命更没有在中国产生。中国古代的科学技术虽然先进，但它们都是在封建社会中产生，受封建社会生产发展的水平所限制，并且是为满足封建社会的需要而存在的。这一特点不仅可以适用于对于中国古代技术的考察，而且也适用于对中国古代科学技术体系进行总的探讨。中国古代科学技术的各个门类虽然有各自不同的体系和特点，但总的来说，它们都是伴随着封建社会的产生而产生，在春秋战国时期奠定基础，到秦汉时期形成体系，并伴随着中国封建社会的发展而
11、发展。 中国古代科学技术体系一经形成，便具有它的两面性，一方面它自成体系，有着很强的独立性，另一方面它又具有保守性和排它性。当然这些都与中国封建社会的特点一脉相承。随着这一体系本身的充实和发展，它的保守性、排它性也日益突出，它使得与之相左的科学成果、科学思想的出现，成为很困难的事，即要突破原有体系的框框，是很不容易的；另一方面，它对外来的科学技术知识的吸收具有很大的选择性和局限性，如数学方面笔算的方法早已随佛教而传入，但由于筹算法的高度发展，没有为人所重视；三角函数表早在唐代已传入，但由于代数法的高度发展，也被湮没在浩瀚的史籍中。这些对我国古代数学和天文学的进一步发展，不能不说是很大的憾事。当
12、然如果外来的东西不影响到体系本身，如农作物，药物等的引入，可以顺利地被接受并融化在原有的体系之中，但其它与原体系迥然异趣的理论，就难以吸收了。明清之际传入的西洋科学技术知识，在中国的知识界面前展示了与中国原有体系不同的新东西时，原体系的保守性与排它性就显然成为较快地吸收这些新知识的一种障碍了。 三、中国古代科学与政治密不可分 儒家思想是我国封建社会的主要统治思想，它对于封建社会的影响是极其深刻而广泛的，作为中国古代的科学，同样是在儒家思想的作用下形成和发展起来的。这主要表现在两个方面：第一，儒家“伦理中心主义”直接影响科学理论的内容，它使科学理论摆脱不了稚气。即便是已经踩着近代科学门槛的方以智
13、，在物理小识中仍然宣称什么“夫声气风力实传心光，受命如响，神不可测”。在这种思想支配下，人们很难把自然当作科学的客观对象来研究。理气之争与善恶相随，天地日月之论与君臣等级相伴。世界是万物交感的世界，学问家的任务就在于建立起包括自然现象在内的给出道德说明的理论体系。第二是科学的政治化和理论的技术化。我国历史上最伟大的科学家祖冲之，为大明历的实施，曾和朝廷宠臣戴法兴展开了一场激烈的论战。戴法兴最终失败了，然而戴并不是全是错误的，如戴法兴批评大明历把上元积年的算法搞得过于复杂庞大了。上元积年本是一个虚设的数，在三国魏时和南朝时，有学者已经用比较简单的方法来处理上元积年了。但祖冲之并没有用这些先进的经
14、验，反而认为戴法兴的批评没有道理。另外，戴法兴在辩论中为了维护“十九年七闰”的说法，提出“日有缓急” ，也就是说太阳的运动是不匀速的。祖冲之把这种看法斥之为“未见其证”。这样，又过了一百多年，到了6世纪时，北魏、北齐间著名的天文学家张子信根据长期3 观察，发现太阳的运动在冬至点前后较快，在夏至点前后较慢。后来隋代刘焯又发挥了这一思想。本来，在两个科学家争论时，各有对错并不是什么奇怪的事，但中国古代科学辩论常常和政治斗争相关。如果科学辩论被看作政治斗争，那么一派的胜利就表示另一派的观点全部被否定，甚至遗忘。从来没有一切都对的科学家，戴法兴压制祖冲之不利于科学的进步，后来祖冲之胜利了，戴法兴提出的
15、太阳运动是不匀速的这一重要天文学发现也被抛弃了。这样，科学理论又怎么能进步呢？ 中国古代，科学理论，特别是天文、数学和政治的密切结合，它是中国封建社会结构的特殊产物。科学理论一旦纳入儒学思想方法的框架之中、科学家一旦成为科学官僚，那么科学必然会官方化，会和政治密不可分。 不过，对于任何一方面我们都不能抓住一点，不及其余。儒学对科学技术的发展也起了促进作用，不然就很难解释“为什么主要在儒学思想滋润下的传统文化，居然能孕育出科学技术的辉煌成就？”首先，儒学促进了天文学、数学、医学和农学成为中国古代科技的四门主要学科。儒家的“知天命”推动了古代的天文观察和天文学研究；天文历法的研究离不开数学，因而儒
16、学把数学列为“六艺”之一，由此激发了很多儒生对数学的研究，儒家以“仁” 为核心，于是以治病救人的医学为“仁道”主张“不为良相，但为良医”；儒家认为治国要以农为本，对农学的重视乃是其题中之意。 其次，儒学的一些思想方法对于科学技术的发展也有积极意义。如孔子的“举一反三”、孟子的“苟求其故”，对于古代科学家开拓研究思路，探寻事物规律具有深远影响。再次，汉代和宋代分别是中国古代科学体系走向高峰的时期而这两个时期恰恰是儒学兴盛之际，这其间是有着内在联系的。 四、直观外推的思维方式 科学技术的发展程度受到科学思想的制约。上文我们提到了儒家思想对中国古代科学技术发展的正负面影响，儒家思想似乎更注重于现实问
17、题的研究，对于纯学术性的和理论性的东西并不十分关心。除了儒家思想外，道家思想对中国古代科学技术的发展可以说也是相当大的，古人对宇宙和自然认识的思想最精彩的当数道家。儒家思想较注重人类社会的道德和伦理，使得他们对“事”的研究较多而较少对“物”的研究。道家作为中国土生土长的但又非主流的思想意识，在很多方面构成了对儒家思想的补充。中国古代化学在道家的炼丹活动中得到了发展。医药学和生命科学在道家思想中也得到重视。因此道教曾被国外一些学者称誉为“世界上唯一不强烈反对科学的神秘主义” 。但道家之“道”又被弄得不可捉摸，对于科学理论方面也仅限于阴阳五行认的范畴。正由于中国古代思想的这些特点导致了中国古代科学
18、家一般采取直观外推的思维模式。我们知道论语中两小儿辩日的故事。第一个小孩从视觉上认为太阳早上大中午小，得出太阳早上近中午远；第二个小孩从感觉上认为早上冷中午热，得出太阳早上远中午近。这都是直观外推的思维方法。而孔老夫子居然也难断是非，说明孔子和两小孩的思维模式是一样的。这一点充分反映了中国古代科学家所遵循的理论规范和文化传统之间的深刻关系。 用个人的经验合理外推，是儒家文化部世界的模式。把家庭结构外推到国家，把父子关系外推到君臣，这种模式也深入到中国科学家的思想方式之中。它的好处在于：中国科学理论具有相当的无神论色彩，使提经验论和唯物论在很大程度上4 指导着中国科学理论的发展。这样，在西欧神学
19、自然观占主导地位时，中国古代科学理论就能大发光彩了，出现很多天才的猜想。但是， 这种思维模式也给自然科学理论带来了直观和思辩的特点，特别是儒家伦理中心主义使科学理论趋于保守和缺乏清晰性。无论是董仲舒、朱熹还是王充、沈括，他们大多以人的行为和感受外推而解释自然现象。这就出现了一种极为奇特的现象：在那些用日常经验和直观外推能解释的科学领域，古代中国科学理论都有过精彩的论述，而一旦越出直观外推所能把握的领域，中国古代科学理论就显得含混不清，甚至堕入神秘主义和不可知论。明代大科学家宋应星在解释火药具有爆炸的性能时写道：“凡火药以消石,硫磺为主，草木灰为辅。消性至阴，硫性至阳，阴阳两种物相遇于无隙可容之
20、中” 这就引起了爆炸。可以看出，一旦越出直观外推所能把握的范围，中国科学家往往把理论搞得模模糊糊。他们常借助于直观抽象出来的模糊概念来思辩地解释。人们可以从阴阳这一对概念中找到对任何现象的似是而非的解释。在阴阳观念浓厚的人的头脑中，这种解释已令人满意，进一步探索也就没有什么必要了。 在中国古代科学中，“气”和“阴阳”是两个非常重要的概念，但至今没有一个准确而清晰的说法。虽然“阴阳”概念代表着中国人一种朴素的辩证思维方式，使中国人在许多问题上克服了简单化、绝对化的倾向。但是把这个概念用在科学理论上，就会使理论含混不清。科学概念和科学理论最重要的是具有清晰性，错误的但是清晰的理论同样是具有价值的，
21、因为它是可以证伪的，可以被实验推翻的，同样是可以进化的。最糟糕的莫过于看来正确，但又似是而非，任何实验都好象证明了它但又什么都没证明但也什么都没证明，这种理论必然难于进化。实际上这种理论也不可能成为一种科学理论。西方学者在解释燃烧现象时曾提出过“燃烧素”学说，尽管它是错误的，但它是可以证伪的，一旦不含“燃烧素”的物质在某种特定条件下发生了燃烧现象，这一理论就会被推翻。于是“氧气”便被人们发现了，氧化现象被人们认识，从而为近代化学的发展起了促进作用。 科学之所以能成为科学，就在于通过它认识未知世界。如果一碰到直观外推无效和未知领域，就用不可证伪的思辩作出自圆的解释，那么，这种理论就没有什么科学价
22、值了。古代科学家不但用阴阳来解释火药爆炸而且还可以解释电、磁场、地震等一切自然现象，成为“放之四海而皆准”的理论结构，实际上这种理论已走到了尽头，失去了活力。这常常会导致两种结果产生：一种结果是坚持了直观性，保卫了科学中朴素的唯物论倾向，但大量的自然现象并不能用直观外推来解释，坚持直观就会在理论上牵强附会。第二种结果是天人感应的神秘主义，认为“天道渊渊，人不可知”或者用思辩的天人感应来附会自然现象。 中国古代科学理论就是在上述两种结果中回旋。正因为这种认识模式的影响，中国古代科学理论没有建立类似于西方的逻辑构造型体系。 五、其它 我们说中国古代科学理论没有建立类似于西方的逻辑体系，并不是说中国
23、传统科学思想中没有逻辑，其实中国传统科学思想中体现了“辩正逻辑”。首先中国传统科学思想主要是一种有机唯物论，有很强的辩证色彩。其次，中国古代科技发展模式形成了“实际问题-概念方法- 一般理论-实际问题”这样一个循环往复的模式。这使中国古代科学方法具有“勤于观察，善于推类，精于运数，明于求道，重于应用，长于辩证”的特点。从而指导着中国古代科学技术创造出灿烂5 的成果，这里揭示了中国古代科技方法的独特风貌：主要是科学发现的逻辑而不是证明的逻辑。这就有力地说明了中国古代虽然缺乏西方科学的演绎公理体系，却仍会有那么多的科学发现和创造。这样的发现逻辑正包含了辩证逻辑的精神，因为这个基本模式以问题为中心，
24、而问题正是矛盾的反映。 还应该注意到，中国封建社会是以“官”为本位的社会，科学技术的研究只是一个附属品，平民学者搞科学技术研究的现象很少，这就早为什么中国古代的科学家大都为官的原因。 从以上的分析中我们可以看出，科技发展的特点与封建制度自身的特点息息相关，科技发展的优点和缺点也正是中国古代封建制度的优缺点所在。因此研究 中国古代科技不能脱离封建社会的大背景。中国古代正由于封建制度的高度发展促成了科学技术的辉煌，而西方正由于封建制度的不完善却较早进入了资本主义社会，近代科学应运而生，从而一举超越了中国。先进在一定条件下可以转变为落后。落后在一定条件下可以转变为先进。自觉地从历史的现实的教训经验中
25、，认识这一事件物发展的客观规律，必将有助于我们发展科技，建设社会主义强国的伟大事业。 参考书目： 1、 杜石然等编著中国科学技术史稿,科学出版社 XX年出版 2、古今中国解疑从书科技卷,四川人民出版社XX年出版 3、 李约瑟中国古代科学, 上海书店出版社 4、 李约瑟著，陈立夫译中国古代科学思想史，江西人民出版社XX年出版 中国古代科技与西方科技特点比较 紫箫寒月整理 中西科学特征和本质上有很大的区别。 与中国不同，同一时期西方科学的发展，主要是理论科学，大多数科学家研究的方法是观察和实验的方法以及数理逻辑推导的方法。 传统科学基本属于现象的描述和经验的总结，没有形成系统的理论和相对独立的学科
26、体系。它与哲学结合在一起，以自然哲学形态出现，是建立在直观的观察和思辨性的猜测以及形式逻辑的演绎基础之上的。 中国古代的科技成就大多是对生产经验和自然现象的简单总结，属于经验和描述的范畴。例如： 6 火药的发明是人们在炼丹时偶然发现的副产品，并未上升到化学反应方面的科学知识。 中国最早发现哈雷慧星，但却没有分析研究其平均出现的周期，而英国人哈雷揭示了其中的规律，此星因此被命名为哈雷慧星。 张衡的浑天仪没有把对日、月和行星运行的感性认识上升为理论阐释，而后来的托勒密地心说则包含了定量认识和用数学方法揭示天体运行规律的合理内核。 中国古代的数学偏重“算”的实用技巧，而缺乏用以演绎、证明规律的理念。中国古代领先于西方的科技大多是在经验技能方面，其间缺乏科学的概念、定律和逻辑推理，也未能提出较为系统的完整的学说。这种“传统科技”并非严格意义上的科学。 7
