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标  题: 为什么现代科学出现于西方-科学文明兴起的讨论
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标  题: 为什么现代科学出现于西方-科学文明兴起的讨论
发信站: BBS 水木清华站 (Wed Sep  2 09:08:00 1998)



    四　科学文明兴起的讨论

　　回顾西方科学在过去近四千年的发展,有一点非常之清楚∶那就是它的过程和
背景极为复杂,绝对不是凭简单观察就可以解释的。在今日,科学对社会的重要性
和影响绝不下於资本主义或民主政治；然而,大家知道后两者需要详细研究,却往
往认为科学的发展或停滞可以归之於几个简单因素,那岂不是十分矛盾吗？这也许
是由於科学性质特殊,而且只是在过去二百年间才对社会发生重大影响,所以它的
发展还未曾受知识份子重视吧？

　　无论如何,正如开头已说明,本文并非要提出一套科学发展理论,而只是要为
它勾勒一个轮廓,并作几点观察,以作为进一步研究的起点而已。

甲　悠久的历史

　　纵观西方精确科学的发展,我们首先会感到震惊的,就是它之悠久。我们最早
的数书《九章算术》时期不会超过汉代,它比埃及、巴比伦的数学文献晚了1,500年
左右,而在发展程度上只不过是大体相若而已∶《九章算术》所用的圆周率仍然是
极粗略的3,而高次方程的解还未出现。中国古代文献中有关天文的零碎片段,例如
甲骨文中所出现的星座名称,最早不过是晚商,即1400B.C.以后；而具有实测数据的
最早著作如《周髀算经》则是西汉成书的,那比诸巴比伦的泥版记录也同样晚了1,500
年。

　　当然,中国可能有些早期科学典籍失传,例如战国时期的《石申天文》和《天
文星占》就往往被提到,因此上述差距只是粗略估计。但它的误差不可能太大,因
为第一,最近国内的大量出土文献并没有这方面的重要新发现；况且,焚书以社会
和政治论述为主,科学所受影响应当较少。其次,在现存典籍中,并没有散佚科学
传统的痕迹∶除了像《墨子》那些片段之外,我们找不到许多古代有关科学或者科
学家的记载。这比之於希腊早期（650-450B.C.）发展虽然缺乏原始文献,但却有后
代详细记载描述,是全然不同的。

　　这1,500年的起点差距是中国和西方科学发展第一个大差异。为甚么会有这差
异？答案也许在於,目前已知的最早中国文字是大约1400B.C.以后出现的甲骨文,它
比出现於3000B.C.左右的埃及象形文字和苏末楔形文字恰恰晚了1,500年。文字发展
较迟,也许是原因之一吧。

乙　科学的突变

　　西方科学发展第二个特点是它同时具有延续性与突变性,而且两者之间显示出
巨大张力。
 　　西方第一次科学突变应当就是在公元前六至七世纪间埃及—巴比伦的"运算
型"科学变为希腊的"推理型"科学。在这转变中以前的运算方法以及天文知识并
没有被放弃（例如巴比伦的六十进制和位置记数法仍然使用）,但科学却有了新的
目标和方法∶即不再问"如何"而问"为甚么",不再满足於数值答案,而要通过
推理来了解空间结构和天体现象。它可以说是几何学宇宙观的革命。然而,在亚历
山大学宫时期巴比伦的计算传统重新发生重要影响,《大汇编》正好作为算术与几
何之间张力的表征∶它的目标（详细预测天体位置）是算术的,基本假设是几何的
（轨道必然由圆构成）,而方法（主要是瞴面三角学）则两者兼而有之。最根本的
是,它建立了一个从基本假设开始,通过运算以得到预测,再与观测比较的这么一
个"描述自然世界"或"解释世界"的基本模式。

　　中国和西方科学发展的第二个大差异,就是中国科学从来没有经历过一次突变
或革命∶它始终停留在"运算型"阶段。《九章算术》和秦九韶《数书九章》相比,
其繁简自然有天渊之别,但体裁、问题性质、运思方式,则仍是一脉相承。也就是
说,《数书九章》虽然繁复灵巧得多,但其境界与方法并没有突破。当然,《周髀
算经》的确已显示出科学推理精神,它似乎表现了和传统的决裂。可惜的是,它并
未能继续发展,最多只能算是一次夭折革命。

　　西方科学的第二次突变,自然就是十七世纪现代科学的出现。在数学上,这个
变化的精神是代数出现,并与几何结合为解析几何,由是打开解析学之门；在天文
学和物理学上,这个变化表现於对自然规律的普遍性（即不分天上和地下）与机械
性（即排除任何神秘性）的认识；以及这些规律之不能先验地推知,而需要通过观
察和实验去找寻。也就是说,希腊科学中那些美妙的几何线条和方法虽然重要,但
却不能涵盖科学的全体。反讽的是,在他之前的刻卜勒证明了行星轨道并非圆形,
却终身相信它们的大小是由几何学决定的；而到本世纪,几何的魅力仍未减退∶爱
因斯坦和其他大物理学家,也还都在更深的层次找寻物理世界的几何构造。

　　但对中国传统科学来说,真正的问题是∶何以在春秋时期或者汉代没有发生第
一次科学突变,因为正是第一次突变使得西方科学在方法、层次、格局上都远远超
越中国。到第二次科学突变来临的前夕,双方科学传统和水平已根本无可比较了。
从这角度来说,问为甚么中国近代科学落后於西方,是意义不大的。

丙　多文明之间的转移

　　西方科学发展的另一个特点是它的复杂与多变。事实上,我们在这里所泛称的
"西方",是一个笼统的大口袋,它装下了许多不同时代、不同地域但相互影响的
文化或文明∶埃及、巴比伦、希腊、亚历山大里亚、拜占庭、巴格达、西西里、西
班牙、意大利、法国、英国、德国、波兰等等,科学发展的轨迹则在其间移动,并
不永久停留——虽然经过长久时间之后又往往会回到原来的区域∶例如两河流域、
埃及、西西里岛都曾经两度成为发展中心。这种没有明显规律的移动和变化反映的,
很可能是∶科学需要特殊的社会、环境、文化、人才结合,而这是稀有和不稳定的,
因此科学中心要经常转移,"找寻"最适合的发展之地。假如这一猜想并非全无道
理,那么它也可以说明科学在同一农业文明之中的发展问题∶这些文明的共同点是
幅员宽广、时间连续性强、地区性差异小,因此科学难以通过转移来寻求最佳的生
存点,其新发展遂受到窒碍。这也许可以为在埃及、巴比伦、中国这些古代文明本
身以内何以从未发生过科学革命,以及为甚么中国在魏晋南北朝和南宋这两个混乱
时期科学反而蓬勃发展提供解释吧。

丁　科学传统的形成

　　最后,我们还要指出,在西方,科学一方面是个人活动,另一方面却又有很强
的组织性。它之所以能在同一文明或文化内形成传统和长期连续发展,委实与组织
有关。在埃及—巴比伦阶段,科学是在神庙的祭司间流传的；在希腊时代它与毕达
哥拉斯学派、柏拉图学园以及亚历山大里亚学宫有密切关玒。这些组织对科学、哲
学乃至西方文化传统的形成,显然具有重要促进作用。至於中古的大学,以及十七
世纪的学会,其重要性就更不必说了。

　　这些组织基本上都是由学者为了授业而建立的——当然神庙和学宫不在此例,
但学宫有类於现代的研究院,虽由国家资助,但仍然以学者为主体。中国不乏相类
学术组织,例如战国时期的稷下学宫或者宋明时代的书院,但以科学为主的则绝无
仅有。在中国,有关数学或天文学的学习和研究,大都和国家考试或者祭祀、历法
等仪礼功能分不开；而著名数学家、天文学家,则历来似乎很少能有组织地传授和
发扬其学术。其所以会如此,可能是由於儒学传统太强,亦可能是由於国家垄断了
活动空间——或者两者兼而有之吧？

　　这里应当指出,在西方,宗教和科学并不单纯是对立,其关玒是十分微妙的。
我们可以举出最少四个例子来说明这关玒∶即埃及—巴比伦的神庙,具有神秘宗教
性质的毕达哥拉斯学派,伊斯兰教宗在巴格达所建立名为"智慧之家"（Bait al-hikma）
的科学研究所,以及中古时期从教会学校演变而来的大学。在所有这些例子之中,
宗教对科学都起了极大促进作用。这一方面是由於它能提供独立於世俗政治力量以
外的资源和活动空间；另一方面,由於西方宗教本身对超越於俗世之上的境界有向
往与追求,它对寻求自然规律的科学家也提供了精神力量。事实上,大部分中世纪
科学家亦是教士,甚至有不少是主教。伽利略与教会的冲突虽然非常之激烈,但十
七世纪大部分科学家还是虔诚信徒,而且坚信他们的工作能够体现以及表扬造物主
智慧,所以是有宗教意义的。


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