探寻中国古代科学的发展路径

　　从严复那个时代开始，一些接受了西方学术的中国学者，把中国古代学问和西方作对比，往往认为中国古代既无科学，又无哲学，亦无宗教。然而深入的研究发现，事实并非如此。经过几代学者的努力，“中国古代无哲学”的声音早已沉寂下去了，“中国古代有宗教”的判断也逐渐成为共识。然而，“中国古代无科学”似乎仍然是很有影响的观点，虽然也有不少学者持不同意见，起而力争，然而始终声音微弱。于是形成这样一种状况：有关中国古代科学的著作，往往都要加上“技术”二字，似乎离开“技术”，中国古代就没有多少科学可言。
　　近20年来，我一直想写一部纯粹的《中国科学史》出来。等到人入老年，终于提起笔来时，我发现，在我之前，已经有一部《中国科学史纲》问世，而且是权威人士主编，专业人士撰写。然而心愿早定，何况自古以来，同样题材多部史书的情况早有存在，于是就不揣浅陋，来凑一次热闹。
　　一
　　要写一部不带“技术”二字的《中国科学史》，必须直面“中国古代有没有科学”这个问题。这个问题又关系到科学的定义，即“什么是科学”。迄今为止，一些学者之所以认为中国古代无科学，是因为他们相信所谓“严格定义”的科学观。这种科学观认为，只有从一个或少数几个原理出发，逻辑地推出一系列定理或判断的知识系统，才是科学。甚至认为这些原理或者定理，都必须能够用数学方式加以演示，其代表性著作就是牛顿的《自然哲学的数学原理》。如果依照这个标准，不单中国古代没有科学，古希腊符合这个标准的，几乎也只有欧几里得的《几何原本》。
　　这种科学观包含一个前提：科学所提供的知识都是正确的，而这些正确的知识之间都是有严密逻辑相联结的，凡是不能用严密逻辑联结的知识，很难保证是正确的。把这种科学观打开缺口的，是以爱因斯坦、波尔为代表的新物理学。相对论和量子论的出现，使以牛顿为代表的物理学原理仅仅在宏观情况下才是正确的。与此相伴，欧氏几何的真理性也打了折扣，在曲面条件下，两点间并不是直线最近。新物理学带来的新科学观，在学术界引起的震动，并不亚于物理学本身。
　　牛顿科学仅仅在一定范围内才是正确的，这让人想起被牛顿科学推翻的亚里士多德物理学其中的一些内容，在当时人类的认知范围内，也同样是正确的知识。如果再往上推，则可以推到人类刚刚诞生的时期。这个东西是可以吃的，那种野兽是危险的，用木棒对付野兽要胜于徒手，用打碎的石头尖锋挖掘比手好使，如此等等，就是人类最早的正确知识。这些知识，正是科学的源头。
　　这样，我们就有了一个科学知识发展的序列，也即一部科学发展的历史：从最简单的确切知识到最复杂的知识系统。虽然正确的程度有区别，但在一定范围内都是正确的知识。至于知识系统化的程度，也是随时代发展而发展。当人类刚刚脱离动物界的时候，其知识是否有什么系统，是个不易回答的问题。但在我们视野可及的范围内，在有文字记载的历史区间内，人类的知识，也都有了某种系统。只是系统化的程度不同，逻辑严密的程度有别而已。用这样的科学观看待中国古代的知识状况，我们完全有理由说，中国古代是有科学的。而本书，也就力求描述中国古代科学发展的历史，揭示中国古人认识世界的曲折历程。
　　二
　　和其他民族一样，中国古人很早就开始了探求有关自然界各种知识的活动。“神农尝百草”“容成造历”“隶首作数”等传说，就是我国先民早期从事科学活动给人们留下的记忆。据流传至今的第一批书写文献，我们先民对自然界的认识，已经达到相当高的水平。在天上，先民们不仅能够认识和辨别许多星象，区分星座，推算出每年有三百六十五天又四分之一日的历法，而且推算五大行星运行的周期也达到相当的精度。在地上，他们考察了境内山川河流的走向，各地不同的风土物产，还对土壤进行了分类，以确定税收的项目和数量。数学方面，他们不仅学会各种比例计算，也发明了主要用于测量的勾股术。用勾股术，他们甚至测量了天地的大小，距离太阳的远近。他们观察气象，把一年内的气候变化分为二十四气和七十二候。他们根据风的强度和方向把风分为八类。他们考察了疾病的成因，认为不正常的气候因素是外部原因，而不健康的生活习惯和心理因素是内部原因。他们对疾病进行分类，并设置相应的医学门类。
　　从秦汉时代开始，我们的先民们继续扩大和加深对于自然界、中国古人称之为“天地万物”的认识。在天上，他们弄清了，天不是像地一样的硬板，而是一团浩大元气。他们不断创造和改进观测的仪器和测量的方法，发现了一年之中太阳、月亮的运行速度是不一样的，从而提出了新的数学方法，把推算日食的误差精确到半小时以内。在地上，他们逐渐抛弃了大地有中心的观念，更加深入地考察了山川河流的走向以及流域内的风土人情。他们考察江河湖海的潮汐运动，并且能像推算日月食一样地推算潮汐的涨落。为了说明江河长年奔流、大海为何不溢，他们提出了大地水循环的假说。在数学上，他们把勾股术发展为复杂的测量术，并且发展出近代称为代数学的“天元术”。在农学领域，中国古人认识到施肥可以保持地力，明显区别于欧洲的地力衰减论。为了防止虫灾，古人研究了害虫，特别是蝗虫的生活规律，并且取得一定的成就。在医学上，中国历代都有人试图了解人体的结构。他们测定了人体各部位、包括各脏器的重量和大小；还曾用竹条插入血管，试图测量血液的走向。
　　至少从战国时代开始，历代都有人把认识天地万物，也就是自然界，作为自己的学术方向。战国时代，不仅有墨家迄今为止都为人称道的科学知识，还有黄缭问“天地所以不坠不陷，风雨雷霆之故”。而“书读五车”的惠施，则可以“遍为万物说”，并且“说而不休，多而不已”。魏晋南北朝时期，博物成风，人们搜集了各种各样的奇闻异事，其中就包括大量的自然科学知识。到了宋代，人们进一步认识到，万事万物都有理。而以沈括为代表的思想家，自觉地把穷万物之理作为自己的重要使命。这种认识上的自觉，不仅使当时的人们特别重视《周易》中的“穷理尽性”，而且特别重视《大学》中的“格物致知”。以至于那些首先接触西方近代科学的儒者，就把“穷理”或者“格致”作为和科学对应的词汇。
　　和其他古代民族一样，为了解决人们的吃饭、穿衣问题，中国古人也尽自己能够尽到的努力，去发展关于自然界的知识，并且取得了和其他古代民族相比毫不逊色的辉煌成就。
　　三
　　欧洲从文艺复兴之后，科学呈现出加速度发展的趋势。而中国的社会和中国的科学，还仍在原来的框架之内、以传统的速度前进。所以到了明朝末年，也就是十六世纪末到十七世纪初，当欧洲的科学成果传到中国的时候，某些中国学者才感到自己技不如人。然而即使在那时候，中国的科学也不是事事不如人。比如，中国至少从唐代开始，就普遍认为，满载着日月星辰的天，仅仅是一团元气。而明末清初的传教士们所理解的“天”，却还是一个如洋葱头一样九层坚硬的物体。中国当时的解剖学虽然也有不少错误，但至少并不像西方那样，认为男人的肋骨会比女人少一根。
　　遗憾的是，当时的中国人没有意识到这种差距意味着什么，更没有人想到要像唐僧取经那样到欧洲看一看，学习人家好的东西。这曾是中国科学的失误。直到帝国主义的炮舰轰开中国的大门，中国人才普遍感觉到“师夷长技”的重要。
　　我写《中国科学史》的初衷，绝不是为满足阿Q式的虚荣，而是因为，重视自己的历史，几乎是所有民族的共性。我同时也知道，为中国科学修史，而且要修成一部纯粹的、离开技术概念也能成立的科学史，其难度比我所能想到的要大得多。我衷心希望，这本《中国科学史》能够抛砖引玉，在它之后，会有真正够格的《中国科学史》出来。