近现代科学的特点及其产生的历史背景与社会条件（摘要版）

——李约瑟之谜的深度解析

钱时惕（物理通报编辑部 河北保定 071002）

摘要: 对于“李约瑟之谜”，首先，深入分析了近现代科学的特点，指出他属于实证科学范式或传统，并给出形成这种范式或传统的必要条件；其次，考察了地球上几个主要文明中心不同历史时期科学、文化及社会情况；然后，进行比较与鉴别，最后给出解答：十六七世纪的欧洲具备了形成实证科学范式或传统所必要的条件，因此，近现代科学产生于十六七世纪的欧洲；而古希腊与适当时期（例如，15～16世纪）的中国，由于不具备形成实证科学范式或传统所必要的条件，所以，近现代科学不能在古希腊与适当时期（例如，15～16世纪）的中国产生。

关键词： 近现代科学、实证科学、 范式或传统、十六七世纪的欧洲、李约瑟之谜、深度解析

李约瑟（Joseph Needham，1900-1995）在不同的场合中、不同的论题下，以不同的方式提出过一个问题：从公元前二世纪到公元十六世纪，中国的科学技术在世界上是远远领先的，为什么近现代科学是在欧洲发展起来而没有在中国产生?【1】～【2】这就是著名的 “李约瑟难题”或“李约瑟之谜”。对于“李约瑟难题”或“李约瑟之谜”有各种不同的解答【3】～【14】，但较少以近现代科学的特点（范式或传统）为标准，进行比较与鉴别，因而，缺乏理论深度，不能给出满意的答案。我们的研究：首先，深入分析近现代科学的特点（范式或传统）及形成这种范式或传统的必要条件；其次，考察了地球上几个主要文明中心不同历史时期科学、文化及社会情况；然后，进行比较与鉴别，找出“种子”与“果实”之间“基因”的相关性，最后给出解答：十六七世纪的欧洲具备了形成实证科学范式或传统所必要的条件，因此，近现代科学产生于十六七世纪的欧洲。古希腊科学属于自然哲学形态，中国历史上的科学技术属于经验性科学技术类型，他们与实证科学范式具有不同的特点或“基因”，所以近现代科学不能在古希腊或适当时期（例如，15～16世纪）的中国产生。

1.近现代科学的特点（范式或传统）

近现代科学一般认为产生于16～17世纪， 经过16～20世纪众多科学家的努力，近现代科学形成了以实证科学方法为基础的范式或传统。其核心内容或主要特点包括：

1.1 以受控实验为基础的科学研究

所谓受控实验指的是实验应在理论指导和严格控制的条件下进行。这种受控实验结果可与理论的最终结论进行对比，用来检验理论是否正确；受控实验可以广泛重复，以取得科学共同体的“共识”。

1.2 建构各个学科的逻辑（理论）体系

一门成熟的学科，其理论体系的基本结构包括：从科学事实中抽象出来的基本概念；联系这些基本概念的判断即基本原理与基本定律；由这些基本原理与基本定律为基础而推演出的逻辑结论(终端陈述)。

一门学科，在其建构过程，其逻辑体系可能是不完整的；也可能存在着错误(在感性材料中)或逻辑矛盾。但作为实证科学方法来说，它要求积极去建构这种逻辑体系并在建构过程中把错误及矛盾不断排除出去。

1.3严格的实验检验

一个理论体系的建构，它最初一般都只是一种假说，要使这种假说提升到理论，必须经受严格的实验检验。所谓严格的实验检验，至少包括二个方面的要求：(1)精确性：从逻辑体系推演出的逻辑结论与实验数据在允许的误差范围内完全相符。(2)整体性：由逻辑体系推演出的所有逻辑结论都应与实验事实相符。只有能通过整体性的检验的理论才能被确认，否则，将被淘汰

1.4实证科学范式或传统的优势：客观性、精确性、可预见性、纠错机制、快速发展性。

2.形成实证科学范式或传统的必要条件

2.1必要的知识积累以满足科学能从哲学与巫术中分化出来成为独立的知识部门

2.2实证科学方法的基本原则初步确立

2.3社会经济发展有了较为迫切需要并具备基本物质条件

2.4科学作为一种建制得到社会的初步承认与支持

在以上四个条件中，科学方法基本原则之确立是最基本的，也是最重要的。

3.近现代科学为什么在十六七世纪的欧洲产生？

为什么近现代科学产生在十六七世纪的欧洲？要回答这个问题，让我们分析一下十六七世纪的欧洲是否具备形成实证科学范式或传统所必要的条件

3.1科学在中世纪后期的复苏、缓慢发展并逐渐从哲学与巫术中分化出来【15】

公元467年，西罗马帝国灭亡，标志着欧洲社会（西欧的奴隶制）的瓦解，封建社会的开始。从此，欧洲进入了所谓的“中世纪”（公元5世纪到15世纪）。中世纪是一个封建神权统治时期，特别是早期（从5世纪至11世纪），在德尔图良（Tertullian，160～222）的蒙昧主义与奥古斯丁（Augustinus，354～430）的信仰主义的统治下，哲学、科学都成为“神学的婢女”，处于 停滞状态，进入了所谓“黑暗时代”。 至1l世纪，西欧的农业、手工业有了较大发展，城市也逐渐兴起，相应的，也就产生了对新思想文化之追求。1096年开始的十字军东征(共八次，至1291年结束)，使西欧人发现了古代希腊、罗马文化。并在西欧掀起了翻译与学习希腊学术著作的高潮。新发现的亚里士多德学说，给沉寂的经院哲学带来了新鲜的空气，经过激烈的斗争，亚里士多德的著作终被教会所接受（1231年）。支持与反对亚里士多德学说的激烈斗争，培育、造就了著名神学家阿奎那•托马斯（Aquanas，Thomas，1224～1274）。

托马斯神学与中世纪前期占统治地位的德尔图良、奥古斯丁神学的不同之处在于： 托马斯认为信仰与理性是一致的，托马斯的基督教神学鼓励科学家用科学去论证上帝的存在及伟大，这对科学家的科学研究是一种支持与鼓励，也给科学活动留下了一定的空间。因此，到公元12世纪，中世纪社会从停滞走向复苏，自然科学突破经院哲学的约束逐渐独立出来并取得了一定成就：在力学方面，牛津的“梅登学院派”与巴黎的 “冲力派”分别在运动学和动力学研究方面取得某些重要成就；其中，“梅登学院派”得出的“梅登均变速定理”已接近近代力学中的有关公式， “冲力派”用“倾向于物体自身运动”的观点取代了亚里士多德的强迫运动概念而接近了惯性原理。在光学方面，格罗塞特（Grosseteste．1168～1253）及其学生罗•培根研究了反射、折射、聚焦、镜面成像以及光谱颜色等诸多光学问题。化学则借助燃素说从炼金术解放出来。此外，意大利伟大画家达•芬奇（da Finci,1452～1519年）结合艺术创作对力学、光学、解剖学、生物学的许多问题进行了实验研究 ，并有“实验乃是确实性之母”的名言。中世纪后期科学的复苏，为近代科学在十六七世纪的欧洲的产生准备了一定条件。

3.2科学方法基本原则之确立：从古希腊自然哲学到经院哲学传统再到实证科学方法的传承与转变【16】

3.2.1古希腊自然哲学重视逻辑传统的影响

3.2.2经院哲学在宗教的形式下保持着理性的精神（重视逻辑、理性训练、学术争论）

3.2.3实证科学方法的慢慢形成

（1）罗•培根引入“实验科学”概念

到13～ 14世纪，随着城市的发展，市民阶层的力量日渐强大。市民阶层为了发展经济、发展生产，对于科学与技术有着日益增长的要求。在这种情况下，不少人对经院哲学那些空洞、繁琐的论证与争辩表示不满，开始了对经院哲学思想方法的批判。这方面最主要的代表人物是罗•培根(R•Bacon，约1214～1294)。他从工匠活动中受到启发，强调要获得真正的知识，只有依靠经验和实验。他是首先引用“实验科学”一词的学者，并亲自做过不少光学实验。

（2）弗•培根创立实验归纳法

弗．培根创立了实验归纳法，尖锐地批判了经院哲学对演绎法的过分依赖，认为三段论不能给人以新知识，新的科学工具是实验和归纳。弗．培根认为，科学中原始的概念和命题是依靠经验得出来的，从经验上升到理论是一个逐步上升的过程。弗．培根重视感觉经验和归纳逻辑在认识过程中的作用，对近代实证科学方法论的建立起了积极的推动作用。

（3）格罗塞特提倡实验与数学的结合

格罗塞特一方面从柏拉图方面吸取了数学是了解物质世界的基本锁钥的观点；另一方面从亚里士多德方面认识到经验的重要性。因而，在两种学术传统中架起了桥梁，在13世纪，已经提倡数学与实验相结合的科学方法。

（4）伽利略对实证科学方法建立的贡献

.伽利略继承并发扬了格罗塞特提倡的实验与数学的相结合的科学方法。他强调从观察和实验得到的客观事物出发，通过数学分析和逻辑推演得出正确的结论。他反对中世纪盛行的纯理性推演；也反对古代科学中对直觉的过分依赖。由于伽利略最早自觉地把数学与实验相结合的方法应用于自然科学研究，所以，爱因斯坦称伽利略为“近代物理学之父——事实上也是整个近代科学之父。”

（5）牛顿创建经典力学的公理化体系

　 所谓公理化方法，就是指从尽可能少的原始概念和不加证明的原始命题（即公理、公设）出发，按照逻辑规则推导出其他命题，建立起一个演绎系统的方法。.牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中，从力学的基本概念(质量、动量、惯性、力)和基本定律(运动三定律)出发，运用数学工具（包括他所发明的微积分），推导出万有引力定律及各种不同情况下物体运动的结果，用公理化方法把经典力学确立为完整而严密的体系。

3.3近现代科学产生的社会经济背景：资本主义兴起要求发展科学技术；同时，也具备了一定的物质条件。

（1）工场手工业的兴起

（2）各种技术的进步

（3）地理大发现

3.4近现代科学产生的社会文化背景：文艺复兴运动为科学摆脱基督教神权统治，走向独立发展道路提供了思想武器【17】

随着资本主义在欧洲的萌芽与成长，新兴资产阶级为维护和发展其经济利益并从政治上逐渐取代封建统治，需要制造舆论，建立自己的精神武器。因此，13世纪～16世纪西欧各国开展了文艺复兴运动，其指导思想是人文主义，主张以人为中心，来对抗以神为中心的封建神权统治，也就是以人权来对抗神权。这为自然科学摆脱基督教神权统治，走向独立发展道路找到思想武器。

至12世纪，随着工商业的繁荣与城市的兴起，各类大学在西欧各国纷纷建立，最为著名的有：巴黎大学(1100年)，波伦亚大学(1100年)，牛津大学(1168年)、剑桥大学(1209年)、帕多亚大学(1222年)、布拉格大学(1348年)、维也纳大学(1365年)、科隆大学(1388年)、莱比锡大学(1409年)等。此外，建立了各种修会(学术团体的先声)用来兴办学校、普及文化、研究学术、传播科技知识、保护文化遗产等。开始了科学的社会建制。



总之，到16～17世纪，欧洲已具备形成实证科学范式或传统的必要条件，所以，近现代科学必然在16～17世纪的欧洲产生。

4. 近现代科学为什么不能在其他历史时期、其他文明中心产生？

4.1近现代科学为什么不能在古希腊产生

古代希腊科学的确取得过许多重大成就，成为近现代科学的“摇篮”。但是古代希腊的科学多数以自然哲学形态出现，自然哲学的特点在于：经验的直观性。理论的思辩性、未能形成逻辑体系，古代希腊的科学多数带有笼统、模糊、粗糙、含混的特征。这种自然哲学形态的科学离实证科学范式或传统的要求还有很远的距离，所以近现代科学不能在古希腊产生。

4.2近现代科学为什么不能在适当时期（例如，15～16世纪）的中国产生【18】

中国是享誉世界的文明古国，在科学技术上曾有过令人自豪的灿烂辉煌，从公元前二世纪到公元十六世 纪， 中国的科学技术在世界上是远远领先的。除了世人瞩目的四大发明外，领先于世界的科学发现和技术发明还有1000种之多。从公元6世纪到17世纪初，在世界重大科技成果中，中国所占的比例一直在54%以上。为什么近现代科学没有在适当时期（例如，15～16世纪）的中国产生？这里，我们仅从中国历史上科学的范式或传统与实证科学范式或传统的差异来进行分析，而不涉及形成中国历史上科学特点的文化传统及社会历史条件。

4.2.1逻辑性特别是逻辑（理论）体系的缺失

逻辑思想与方法是实证科学范式或传统重要的理论基础，逻辑思想与方法的高级形式则是形成逻辑（理论）体系（包括数学的运用）。中国古代的科学研究大多停留在表面的经验发现和积累，不追求形成逻辑（理论）体系，往往知其然而不知其所以然，缺少理论深度；另外，很少用数学来对问题进行研究，只能停留于定性说明，而不能对事物进行定量分析。从而，限制了他的拓展性与预见性。

4.2.2.没有受控实验的概念与手段

在实证科学范式或传统中，受控实验是一个基本概念或核心概念。一方面，科学的知识主要来源于实验，另一方面，科学的假设（逻辑基础）的真理性依靠实验检验。这里的实验不是一般的技术操作，而要求在理论指导下与严格控制的条件下进行。中国历史上的科学运用实验方法进行研究的主要有墨子和他的学生有关光的直线传播的小孔成像实验，以及平面镜、凹镜、凸镜的实验，说明了焦距与物体成像的关系，总的来说记录很少，中国历史上的科学活动基本没有受控实验的概念与手段，科学研究中知识主要来源于观察与经验积累，不追求现象之间的因果关系。

4.2.3理论带有自然哲学的色彩

中国历史上的科学成就主要分布在数学、物理学、化学 地学 农学 医学等领域，其中医学的成就最为辉煌。中国的医学有许多特别的优势，例如整体观念（人体是一个有机整体；重视人与自然界的统一）、辨证论治（根据所收集的资料、症状和体征，通过分析、综合、辨清疾病的原因、性质、部位、以及邪正之间的关系，加以概括、判断为某种性质的证，再根据辩证的结果，确定相应的治疗方法），中草药的运用等。但中医学理论的基础主要是气一元论、阴阳学说、五行学说，带有浓厚的自然哲学色彩，使中医的不少概念与理论具有笼统、模糊、粗糙、含混的特征、未能从哲学形态中完全分离出来，限制了他的准确性与科学性。

4.2.4.经验技术的领先对形成实证科学范式作用很小

科学与技术经常联系起来用，简称为“科技”。但是，应该注意，科学与技术是有区别的，漠视二者的区别，会引起一系列的失误。 科学属于认识范畴,它的主要任务是回答有关“是什么”、“为什么”的问题，建立起相应的知识体系；技术属于实践范畴，它的主要任务是解决有关客观世界（作用对象）“做什么”、“怎么做”的问题，建立起相应的操作体系。技术分为经验性技术与科学性技术。 经验性技术指的是依据长期实践经验（没有上升到科学理论的高度）而创造或发明的物质手段以及方法、技能、技巧等。经验性技术是以经验为前提的，没有相关的实践经验，就没有相应的经验性技术。 科学性技术指的是依据科学理论而不是一般性的实践经验所创造或发明的各种物质手段、方式、方法等。科学性技术一般是在科学“预见”的基础上，经过创造与发明而产生及形成的，有了相关的科学“预见”，就会有相应的科学性技术。

所谓历史上（公元前二世纪到公元十六世 纪）中国的科学技术在世界上远远领先的说法是不够准确的，历史上中国在世界上领先的主要是的经验性技术而不是科学、也不是科学性技术。科学、科学性技术与经验性技术属于不同的范式，或者说具有不同的“基因”。所以，经验技术的领先对形成实证科学范式没有作用或作用很小。

综上可见，中国历史上的科学技术属于经验性科学技术类型或范畴，他与实证科学范式或传统具有不同的特点或“基因”，所以近现代科学不能在适当时期（例如，15～16世纪）的中国产生。

主要参考文献

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