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思維模式視角下的“李約瑟難題”探析

2017-08-01 12:31:32閆坤如
創(chuàng)新 2017年4期
關鍵詞:李約瑟演繹推理科學

■ 閆坤如

思維模式視角下的“李約瑟難題”探析

■ 閆坤如

中國古代科技繁榮,為什么近代中國科技發(fā)展卻遠遠落后于西方,這就是科技史上有名的“李約瑟難題”。不同于專家學者多從經(jīng)濟、政治、文化、地域等多維視角關注和研究“李約瑟難題”,文章轉(zhuǎn)換角度,嘗試從思維模式視角探討“李約瑟難題”出現(xiàn)的原因。中國傳統(tǒng)的思維模式重演繹、輕歸納,重實用、輕理論,重倫理、輕真理等工匠傳統(tǒng)的思維模式導致中國近代科技發(fā)展衰退和落后。要想促進當代中國科技的發(fā)展,必須要重視理論研究、重視演繹推理和數(shù)學的方法論的作用,探索事物背后的因果關系。

李約瑟難題;學者傳統(tǒng);工匠傳統(tǒng);巴斯德象限

一、“李約瑟難題”及其研究狀況

英國科學史家李約瑟(Joesph Neednam)在研究中國科技發(fā)展史的過程中提出了一個問題:“為什么近代科學,亦即經(jīng)得起全世界的考驗,并得到合理的普遍贊揚的伽利略(Galileo)、哈維(Harvey)、維薩留斯(Vesalius)、格斯納(Gesner)、牛頓(Newton)傳統(tǒng)——這種傳統(tǒng)注定會成為統(tǒng)一的世界大家庭的理論基礎——是在地中海和大西洋沿岸,而不是在中國或亞洲其他任何地方發(fā)展起來呢?”[1]簡言之,李約瑟提出的疑問是指“為什么近代科學的繁榮源于歐洲,而不是源于中國”?李約瑟認為,從公元前1世紀至15世紀中國文明在獲取自然知識并將其應用于人類的實際需要方面的成就比西方文明多,即“中國古代科技取得了輝煌的成就,為什么在近代中國科技發(fā)展卻遠遠落后于西方了呢”?這就是著名的“李約瑟難題”。

在1975年出版的《自然科學大事年表》中的記載也印證了“李約瑟難題”的存在。明代以前,世界上重要的創(chuàng)造發(fā)明和重大的科學成就大約有300項,其中中國大約有175項,占總數(shù)的57%左右,其他各國共占43%左右[2]。

中國古代科技的繁榮,有享譽世界的造紙術、印刷術、火藥、指南針四大發(fā)明。公元1世紀到15世紀中國的農(nóng)業(yè)、數(shù)學、天文學、醫(yī)學等各方面科技的發(fā)展都領先于其他國家,但到了16世紀之后,世界科技中心卻轉(zhuǎn)移到意大利、英國、法國等歐洲國家,中國的科技發(fā)展被超越,世界的科技發(fā)展的重心為什么由東方轉(zhuǎn)移到了西方特別是歐洲呢?這個問題引發(fā)了眾多學者的思考。1995年,羅伯特·坦普爾(Robert.K.G.Temple)在《中國:發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的國度》中提供了中國在15世紀之前科技成就領先于世界,但是從16世紀便逐漸落后的證據(jù)。羅伯特·坦普爾通過比較中國與世界其他國家在1840年之前的科技發(fā)明,得出結(jié)果見表1[3]。

表1 1840年以前中國古代科技成就與世界的比較

羅伯特·坦普爾的表格驗證了中國古代科技發(fā)展曾經(jīng)領先于世界上其他國家,特別是從公元401年到1000年間,中國的科技成就占全世界科技成就比重為71%。遠遠領先于其他人類文明。為什么到了近代中國的科技發(fā)展就落后了呢,學者眾說紛紜,莫衷一是。封建制度的原因、經(jīng)濟發(fā)展的因素、地緣政治因素、傳統(tǒng)文化因素等都可能導致“李約瑟難題”的出現(xiàn)。也有學者否定“李約瑟難題”的存在,認為中西方存在不同的科學概念和科學發(fā)展范式;還有的學者從邏輯學視角指出“李約瑟難題”自身存在著邏輯矛盾,借以消解“李約瑟難題”。但更多學者從不同的視角切入來審視“李約瑟難題”,試圖找到中國近代科學落后的原因,本文嘗試從中國傳統(tǒng)的思維模式視角來思考中國近代科技發(fā)展落后于西方的主要原因。

二、中國傳統(tǒng)的思維模式的特點分析

不同的文化傳統(tǒng)、生活方式以及不同的思維訓練方式,導致東西方具有不同的思維模式,特別是古希臘傳統(tǒng)和中國人的傳統(tǒng)思維模式截然不同:古希臘人偏重演繹推理的思維模式,中國人偏重歸納推理的思維模式;古希臘人重視科學理論等基礎理論研究,推崇學者傳統(tǒng),中國人重視技術的應用,推崇工匠傳統(tǒng);希臘人重視探索真理,中國人重視價值倫理等。中國人和希臘人這兩種思維模式的差異導致中國古代科學技術發(fā)展傲視群雄,但是中國近代科學的發(fā)展卻落后于其他國家的發(fā)展。中國人的思維模式特點表現(xiàn)如下:

(一)重視歸納推理,輕視演繹推理

演繹推理是由一組公理、定理和輔助條件推導出一個包含在前提中的結(jié)論,或是從一個一般性原理推演出個別結(jié)論的思維模式。演繹推理的前提蘊涵結(jié)論。例如,所有金屬都是導電的,鐵是金屬,所以鐵是導電的。這就是一個演繹推理,“鐵是導電的”包含在前提“所有金屬都是導電的”之內(nèi)。古希臘歐幾里得的《幾何原本》是比較典型的根據(jù)公理、定理、定義等一般性前提推導出個別結(jié)論的規(guī)范演繹推理系統(tǒng)。歐幾里得在《幾何原本》中確立了幾何學的基本原理和研究方法,先定義幾何學中點、線、面、直角、垂直等概念,然后用465個命題構(gòu)建公理系統(tǒng),研究正方形和長方形的面積、圓的性質(zhì)等,使幾何學成為嚴密的理論體系。通過概念定義、命題以及推理規(guī)則等保證推理的規(guī)范性和嚴密性。古希臘重視演繹推理其托勒密天文學體系、亞里士多德的邏輯學體系、歐幾里得的幾何學體系以及蓋倫的醫(yī)學體系四大科學成就都是基于邏輯基礎上嚴密的演繹推理的。古希臘的演繹推理模式為西方科學發(fā)展奠定了基礎,愛因斯坦指出:“西方科學的發(fā)展是以兩個偉大的成就為基礎,那就是希臘哲學家發(fā)明形式邏輯體系(在歐幾里得幾何學中),以及(在文藝復興時期)發(fā)現(xiàn)通過系統(tǒng)的實驗可能找出因果關系。”[4]古希臘人從自然界的直觀經(jīng)驗中抽象出準確的概念,構(gòu)造公理系統(tǒng),利用演繹推理去論證命題的正確性。演繹推理有兩個基本要求:前提真實和推理形式正確。一個推理只要滿足以上兩個要求就能保證推理必然性。因此,基于古希臘演繹推理模式基礎上的西方科學追溯自然現(xiàn)象背后的規(guī)律,尋找因果關系,追求科學研究的確定性。

歸納推理與演繹推理正好相反,歸納推理是從個別事實概括出一般原理的思維方法。例如,金是固體,銀是固體,銅是固體,鋁是固體……因此,所有金屬都是固體。這就是一個歸納推理形式。歸納推理是一種或然推理,歸納論證本質(zhì)是不保真的論證。歸納推理只能為認知主體認識自然現(xiàn)象提供一種可能性的結(jié)論,但歸納法是一種追溯原因的方法,科學研究往往就是尋找現(xiàn)象背后的原因。隨著人類掌握的知識的增多,人類更想探索現(xiàn)象背后的深層原因,提出“為什么”的問題。例如為什么金屬受熱會膨脹?為什么太陽東升西落?為什么會出現(xiàn)月食?為什么天空是藍色的?為什么放入水中的筷子會是折斷狀?等等。對這些問題的回答就是尋找現(xiàn)象背后的規(guī)律和原因,歸納推理是一種尋找原因的很好的方法,因此,中國人比較注重歸納推理而忽視演繹推理并不妨礙中國古代科技取得偉大的進步。

中國人擅長運用歸納法促進中國古代科學發(fā)展,但中國古代科技多是關于經(jīng)驗層面的直觀歸納。東漢時期的《九章算術》總結(jié)了周秦到漢代的數(shù)學成就,南北朝時期的賈思勰撰寫的《齊民要術》總結(jié)了北方地區(qū)的生產(chǎn)經(jīng)驗,明朝時期的宋應星撰寫的《天工開物》作為現(xiàn)存第一部完整農(nóng)書,系統(tǒng)總結(jié)了歷代農(nóng)業(yè)、手工業(yè)方面的生產(chǎn)技術。但近代、現(xiàn)代科學的發(fā)展超越了經(jīng)驗層面,需要在概念的基礎上進行嚴密的推理,運用理性思維把握和解決問題?,F(xiàn)代科學必須追求思維的嚴謹性、明晰性和精確性,但歸納邏輯僅限于現(xiàn)象的總結(jié)和現(xiàn)象間因果關系的初步追溯,中國人輕演繹推理的思維模式導致中國近代科學發(fā)展的滯后。

(二)重視實用性,輕視理論研究

古希臘的思維模式推崇“學者傳統(tǒng)”,重視理論研究,鄙視實用性研究,“他們(希臘人)探索哲理只是想擺脫愚蠢,顯然,他們?yōu)榍笾鴱氖聦W術,并無任何實用的目的”[5]。阿基米德為了抵御羅馬人的進攻,發(fā)明和建造了許多軍事機械,他利用杠桿原理發(fā)明了拋石機,利用動滑輪和定滑輪制作了起重機,利用鏡子反光原理和聚光的特點點燃了敵船,但是阿基米德認為這只是不得已而為之,他引以為榮的是關于純數(shù)學的理論研究。

中國傳統(tǒng)的思維模式推崇“工匠傳統(tǒng)”,追求科學技術的實用性?!疤煳?、歷法、氣象等學科,既是直接為農(nóng)耕服務,也是維護帝王統(tǒng)治的天道之學。傳統(tǒng)醫(yī)藥學更是直接的實用科技。其他如建筑、水利與農(nóng)桑技術,都是工匠經(jīng)驗知識”[6]。中國人關注天文學方面的研究且成果頗豐,戰(zhàn)國時期甘德和石申的《甘石星經(jīng)》中測定的恒星記錄為世界上最早的恒星表;元朝郭守敬的《授時歷》比歐洲同類歷法早300多年,是我國古代最精密的一部歷法。中國的天文學注重歷法的目的是為了便于安排農(nóng)時。中國人的數(shù)學也有直接的使用目的,也是為了解決生產(chǎn)、生活中的實際問題,九九乘法表、度量衡、算籌等都可以解決日常生活中的計算問題。中國傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)方面重視生產(chǎn)工具的改良,元朝王禎的《農(nóng)書》重視生產(chǎn)工具的改革,元朝徐光啟的《農(nóng)政全書》吸收西方科技,目的都是為了促進農(nóng)業(yè)發(fā)展,解決農(nóng)業(yè)技術問題,具有實用目的。中國科技發(fā)展不僅注重實用性,甚至把科技的實用性上升為影響民族發(fā)展的國家利益層面上。正如李澤厚所言:“它們與天文、歷數(shù)、制造、煉丹等等還有所不同,兵、農(nóng)、醫(yī)、藝涉及極為廣泛的社會民眾性和生死攸關的嚴重實用性,并與中國民族的生存保持直接的關系?!保?]中國科技發(fā)展注重實用性,主要目的服務于生產(chǎn)和鞏固統(tǒng)治的需要。輕視理論研究,這種思維模式使得中國科技發(fā)展的技術化傾向嚴重,缺乏形成系統(tǒng)的理論和科學體系。正如阿爾珈茲在公元830年所說:“奇怪的是,希臘人對理論頗感興趣但又不為實踐所累,而中國人對實踐興味盎然但對理論則多有忽視?!保?]

(三)重視直觀觀察,輕視探索因果關系

中國人傳統(tǒng)的思維模式提倡“天人合一”,關注主體和客體之間的關系,重視協(xié)調(diào)人和人之間的關系、協(xié)調(diào)人和自然的關系,而不是把自然界作為一個獨立的客體進行研究,不追求萬物的本源,只注重對事實的直觀觀察、經(jīng)驗推斷和主觀臆測,古代科學家用陰陽解釋火藥爆炸,用陰陽解釋電[9],但缺少對產(chǎn)生電的原因的解釋和挖掘。

西方科學則熱衷于為求知和擺脫愚昧去探索自然的奧秘,熱衷于探索自然現(xiàn)象背后的原因。西方人注重求真,追求隱藏于事實之中的因果關系,古希臘的米利都學派把世界的本源歸為水,恩培多克勒提出構(gòu)成世界本原的是水、火、土、氣這四種元素,畢達哥拉斯提出世界的本原是“數(shù)”,德謨克利特認為世界的本原是不可再分的原子,這些都是對于自然現(xiàn)象背后的原因的追溯。達芬奇認為天體是一架服從確定的自然法則的機器,自然是有規(guī)律的。世界是簡單的、有序的、統(tǒng)一的,因而可以憑理性思維找到其中規(guī)律。西方科學多用假說來構(gòu)造因果關系解釋自然現(xiàn)象,如光的直線傳播、反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象就有牛頓的微粒說和惠更斯的波動說兩種競爭的理論來解釋。西方化學家對燃燒現(xiàn)象進行解釋的有氧化說與燃素說,生物進化中有突變論假說和災變論假說來解釋,對于地質(zhì)構(gòu)造中巖石的形成有水成說和火成說。中國人的思維模式中缺少利用假說或者理論來解釋現(xiàn)象的傳統(tǒng)??茖W研究不僅僅局限于對自然現(xiàn)象的直覺發(fā)現(xiàn)、經(jīng)驗概括,而且更需要對自然現(xiàn)象背后的規(guī)律進行揭示,因此,中國人注重直觀觀察,不熱衷探索現(xiàn)象背后因果關系的思維模式阻礙了中國近代科技的繁榮。

三、“李約瑟難題”引發(fā)的思考及啟示

通過上述對“李約瑟難題”的分析以及對中國人思維模式特點的概括,本文從研究方向、研究方法以及研究思路等視角針對中國人的思維模式提出促進科學發(fā)展的思路。

(一)研究方向上注重基礎理論研究

中國偏注重技術發(fā)展多于基礎理論的研究,但是基礎理論的研究能為應用技術提供理論基礎。例如,關于電和磁的性質(zhì)的研究可推動電力技術發(fā)展,原子核裂變理論發(fā)展為原子彈研制成功提供依據(jù),固體物理學理論的發(fā)展使得晶體管的研制成為可能,量子理論和相對論的基礎理論的發(fā)展為原子能技術、合成化工技術和半導體技術的發(fā)展提供了理論基礎,DNA的發(fā)現(xiàn)使得現(xiàn)代生物技術的產(chǎn)生和廣泛應用。只有在哥白尼日心說理論、開普勒行星三定律、牛頓萬有引力理論等基礎研究的指導下,才能促進近現(xiàn)代科學研究的進一步發(fā)展。勒維烈推算出海王星的存在就是運用基礎理論研究的計算的結(jié)果。1781年,天文學家發(fā)現(xiàn)了天王星,擴展了太陽系已知的界限,但天王星在運行過程中的位置與根據(jù)萬有引力定律計算出來的結(jié)果不符。天文學家基于已有的天文學理論,推測出天王星的運行軌道發(fā)生偏離可能是因為受了其他行星引力的影響,但是還有一個地方減慢速度原因不明,根據(jù)已知幾處減慢速度是受其他行星引力的結(jié)果,有人提出那處原因不明的減慢速度可能是受其他行星引力的結(jié)果。經(jīng)過科學家們的計算得出了新行星出現(xiàn)的時間和位置,科學家通過找到了這顆新行星,這就是海王星的發(fā)現(xiàn)過程,被科學界稱為“筆尖上的發(fā)現(xiàn)”?;A理論的研究不僅僅能促進科學的發(fā)展,而且還能促進技術的發(fā)展。隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展,技術科學化和科學技術化緊密地聯(lián)系在一起。正如司托克斯在《基礎科學與技術創(chuàng)新》中提出除了純基礎理論研究(玻爾象限)和純應用技術研究(愛迪生象限)這種各自沿著自己軌道發(fā)展的研究之外,還存在著一個連接這兩個軌道的象限——巴斯德象限[10]。巴斯德象限說明現(xiàn)代技術發(fā)展與科學發(fā)展緊密交織在一起,不僅來自科學理論的突破能夠帶來技術原理的變化,而且技術發(fā)展也能夠推動科學的發(fā)展,起著樞紐作用。不管是玻爾象限、愛迪生象限,還是巴斯德象限,都必須注重基礎理論研究。

對于中國的科技發(fā)展,不管是技術進步還是人類文明的進步都需要關注和支持基礎學科的發(fā)展,沒有基礎學科的發(fā)展,就難以取得科學的持續(xù)發(fā)展和技術的長久進步。

(二)研究方法上注重數(shù)學和演繹邏輯的作用

中國傳統(tǒng)的思維模式中缺少明確的概念界定,更注重歸納和類比推理等或然性推理形式,這難以保證科學理論的嚴密性和準確性,而希臘人擅長從經(jīng)驗世界的直觀問題中抽象出明確概念,構(gòu)造出歐幾里得的幾何學和亞里士多德的三段論式的公理系統(tǒng),去論證某些命題的正確性,古希臘人對事物的認識不局限于現(xiàn)象,更注重現(xiàn)象背后的規(guī)律,特別是數(shù)量上的規(guī)律性,不局限于對自然現(xiàn)象的經(jīng)驗描述和總結(jié)。

數(shù)學和邏輯對科學的發(fā)展具有方法論層面的意義。畢達哥拉斯注重數(shù)的和諧,拓展了數(shù)的范圍,發(fā)明了無理數(shù),他將數(shù)學概念抽象化,從而推動了演繹數(shù)學的發(fā)展。歐幾里得幾何學以“公理、公設、前提、條件、推理、論證”等概念和手段來進行理性研究,這些概念和手段意味著規(guī)則性和普遍性。柏拉圖學園門口寫著“不懂幾何者禁止入內(nèi)”,伽利略認為自然的真理存在于數(shù)學的事實之中,“自然之書是用數(shù)學語言書寫的”,哥白尼、開普勒、萊布尼茲以及之后的很多科學家都自稱是信奉“畢達哥拉斯主義”,運用數(shù)學追求造物主心中的簡單和諧,計算星體位置。15—16世紀的新柏拉圖主義者包含有畢達哥拉斯主義的成分,他們傾向于把自然事物的行為解釋成它們的數(shù)學結(jié)構(gòu)的效果。海森堡指出:“在早期的希臘哲學思想中,主要有兩種思想今天還在決定著嚴密自然科學的道路,因而首先引起我們對它們的興趣。這兩種思想是,確信物質(zhì)由最小的,不可再分的單位,即原子所構(gòu)成并相信數(shù)學結(jié)構(gòu)的指導力量。”[11]伽達默爾也指出:“伽利略使自然界服從數(shù)學構(gòu)造,從而達到一種新的關于自然法則的概念。以數(shù)學抽象為基礎研究自然法則,和通過量度、計算及衡度手段證實數(shù)學抽象,顯示了近代自然科學在誕生。”[12]中國的數(shù)學不管是九九乘法表還是十進位制、勾股定理、π值的確定等,僅是滿足數(shù)和量上的需要,不是用數(shù)學來探討世界的規(guī)律和世界的邏輯構(gòu)造,只能算作直觀抽象,沒有進化到理論化的抽象,缺少具有邏輯一致性和完備性的理論體系。這不利于近代、現(xiàn)代科學的發(fā)展,如果說宏觀世界的規(guī)律可以通過觀察和實驗進行歸納和總結(jié)的話,微觀世界、宇觀世界則需要建構(gòu)理論,需要通過明確概念,判斷和推理來建構(gòu)嚴密的邏輯體系。只有改變中國傳統(tǒng)的思維模式,才能在現(xiàn)代科學發(fā)展中取得競爭優(yōu)勢,因此,必須注重數(shù)學、邏輯化的演繹推理。

(三)研究思路上注重對事物背后因果關系的追溯

中國科學家通過大量觀察發(fā)現(xiàn)太陽黑子、日食、月食等天文學現(xiàn)象,通過歸納總結(jié)對植物進行分類,通過煉丹的燃燒等實驗記錄化學反應現(xiàn)象,通過走遍千水記錄地質(zhì)結(jié)構(gòu),通過遍嘗百草記錄植物性質(zhì),通過周而復始的年歲更替制定歷法,這些雖然都屬于科學的進步,但是更多是偏重于對于現(xiàn)象表面的觀察、歸納和總結(jié),缺少對于事物背后的因果關系的追溯。假說是人們對于自然現(xiàn)象原因的一種猜測性認識,它是人類理性思維的產(chǎn)物,是用因果關系甚至是因果鏈條來解釋現(xiàn)象,而不局限于經(jīng)驗層面。中國的思維模式缺少對于事物背后因果關系的追溯,這不利于中國科學技術的發(fā)展。

綜上所述,“李約瑟難題”提出中國古代科技發(fā)展領先于世界各國,但是近代之后卻發(fā)展落后了,這與中國的地理位置、封建社會制度、經(jīng)濟發(fā)展落后、閉關鎖國的外交政策、文化特點等均有關系,此外,中國傳統(tǒng)的思維模式也是阻礙中國科技發(fā)展的重要因素。中國傳統(tǒng)思維模式重歸納推理、輕演繹推理,重實用、輕理論,重直觀、輕假說等導致了中國科技競爭力不足的結(jié)果。因此,如果想提高中國的科技競爭力,必須改變中國人的傳統(tǒng)思維模式,在研究方向、研究方法和研究思路等多個維度突破常規(guī),培養(yǎng)適應現(xiàn)代科學技術發(fā)展的思維模式才能促進中國科學技術的發(fā)展。

[1]李約瑟.中國科學技術史(第一卷)[M].袁以葦,等譯.北京:科學出版社,上海:上海古籍出版社,1990:18.

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[3]羅伯特·K·G.坦普爾.中國:發(fā)明與發(fā)現(xiàn)的國度——中國的100個世界第一[M].陳養(yǎng)生,陳小慧,李耕耕,等譯.南昌:21世紀出版社,1995:11.

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[12]伽達默爾.科學時代的理性[M].薛華,等譯.北京:國際文化出版公司,1988:138.

[責任編輯:楊 彧]

Research on Joseph Needham's Problem from the Perspective of Thinking Mode

Yan Kunru

In ancient China, there was a boom in science and technology.However, the development of science and technology in modern China lags far behind that of the West.This is known as the "Joseph Needham Problem"in the history of science and technology.Scholars from the economic,political,cultural,geographical and other multi-dimensional perspective focus on and study the "Joseph Needham Problem".We attempt to discuss the reason for the emergence of the problem from the perspective of thinking mode.Traditional Chinese thinking mode paid more attention to deduction,less attention to induction;more practice,less theory;more ethics,less truth.This kind of technician tradition leads China's science and technology to recession and backwardness.In order to boost China's modern science and technology,we must pay attention to theoreticalresearch,attach importance to the role of deductive reasoning and mathematical methodology,and explore the causality behind the things.

Joseph Needham Problem, Scholar Tradition, Technician Tradition, Pasteur Quadrant

B804

A

1673-8616(2017)04-0035-08

2017-04-11

華南理工大學中央高?;究蒲袠I(yè)務費專項資金項目“技術風險的倫理評估與社會治理研究”(ZDPY10)

閆坤如,華南理工大學科學技術哲學研究中心教授、博士生導師、哲學博士(廣東廣州,510640)。

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