楊玉良：也談李約瑟之謎

中國科學院院士、復旦大學榮休校長楊玉良

一、李約瑟之謎及其相關背景

英國近代生物化學家、科學技術史專家李約瑟，在其著作《中國的科學與文明》中，提出此問題："可以毫不費力地證明，中國（古代）的這些發明和發現遠遠超過同時代的歐洲，特別是15世紀之前更是如此"。"儘管中國古代對人類科技發展做出了很多重要貢獻，但為什麼科學和工業革命沒有在近代的中國發生？" 1976年，美國經濟學家肯尼思·博爾丁稱此疑問為李約瑟難題。很多人把李約瑟難題進一步推廣，出現"中國近代科學為什麼落後"、"中國為什麼在近代落後了"等問題。國內外對此問題的爭論一直非常熱烈。

中國古代的發明並未導致現代科學在中國誕生。雖然中國古代有一些與科學有關的記載，但不能真正稱之為科學，它只是發現。比如：公元前4世紀的《墨經》就記載了小孔成像現象，但是並沒有進一步催生系統的幾何光學；晉朝就已風行的煉丹術與後來記載的火藥配方，也沒有進一步催生真正意義上的化學與爆炸力學；早在戰國就有記載的司南和一個世紀後指南針的確切記載，也沒有進一步催生真正的磁學；放風箏有2500年的歷史，同樣也沒有任何關於空氣動力學及相關理論在中國誕生。

當然，國內外也有觀點認為"李約瑟之謎"是個偽問題，其理由是李約瑟極度誇大了中國古代的技術發現和發明；或者說"李約瑟之謎"根本就不是個問題，因為中國文化是一個早熟的文化；因為中國文化早熟，然後停滯不前。更有觀點說，應該反過來問，即，近代科學為何誕生於歐洲？陳方正先生在《繼承與叛逆-現代科學為何出現於西方》（2009）中就是以此方式巧妙地避開了讓國人不快的論題，但其中主要觀點楊院士表示基本認同。

然而，中國近代的現實終究不可規避，所以嘗試去辨析、去澄明對科學技術的發展十分必要，也十分重要。

北京大學林毅夫教授的觀點是：因科學革命以及工業革命發生在歐洲，技術的發明，從工匠或農民在生產過程中偶然的"試錯"式的發現，轉為發明家有意識的"試錯和改錯"和在現代科學引領下的實驗方式。並將其歸咎於中國的科舉制度：使得有天賦、充滿好奇心的天才無心學習數學和進行可控的實驗，從而導致對自然現象的發現僅停留在依靠偶然觀察的原始科學的階段，不能質變為依靠數學和控制實驗的現代科學。

楊院士認為：將科學革命沒能發生在中國的原因簡單地歸結為科舉制度的觀點值得商榷。說科舉制度扼殺了中國人的創造力，尤其是扼殺了藉助數學對觀察和實驗進行理論化的能力，這種觀點很難使人信服。更何況，科舉制度還是當時世界上最先進的制度。

但必須注意到，14-16世紀，一場持續、熱烈、廣泛的文藝復興、宗教改革和啟蒙運動正在歐洲進行。"把信仰留給教會，把理性留給世俗"，"讓信仰和理性各司其職"，這些運動逐漸喚起了人們對自然和數學的關注，文藝復興後期，思想家們關注的第二個重要議題就是"方法的重要性"。

與"李約瑟之謎"相似的還有"麥迪森問題"以及"韋伯難題"，就是工業革命與資本主義也沒有在中國出現。

二、問題的答案可能與文化有關

復旦大學葛兆光教授認為：文化是使民族之間表現出差異性的東西，它時時表現著一個民族的自我和特色，它也沒有高低之分。而文明是使各個民族差異性逐漸減少的那些東西，表現著人類的普遍行為和成就。文化使各個民族不一樣，文明使各個民族越來越接近。

科學原本屬於西方的一種文化屬性，但現在已經轉化為一種現代文明。不同的文化環境有利於或不利於科學的誕生與發展；近代科學主要誕生於歐洲，它與歐洲的文化具有更大的協調性。而作為一種現代文明，科學的核心是相同的；不可能有"中國式量子力學"、"中國式統計物理"；也不可能有"資本主義物理學"、"社會主義物理學"。所以，"李約瑟難題"或實為：中國文化和現代科學文明之間的關係。

葛兆光教授《對中國文化的最大麴解，是刻意窄化和盲目自大》一文中有觀點，中國文化有五種特質：（1）漢字及相應的漢字思維，使中國文化保持著最起初的象形性、原初性；（2）家、家族、家國以及儒家學說使中國社會結構"內外有別"，"上下有序"；（3）"三教合一"的信仰世界，使國人的意識中沒有絕對性和神聖性的觀念，所以很難看到宗教信仰意義上的辯論，甚至戰爭；（4）"陰陽五行"學說，萬事萬物串聯成為一個大網路，成為先人探究宇宙萬事萬物的認識論的基礎；（5）看似"天下觀念"為基調，卻實為"以我為中心"的想象世界和生活世界。

而構成現代精密科學的要素有哪些？首先應有一個能夠促使人們去探索自然的自然觀，進一步需要具備以下的基本思維方式：（1）豐富的想象力：需要大膽猜測（2）高超的抽象能力：忽略枝節，提取要素，構建模型（3）邏輯推演能力：以建立嚴密理論（4）有計劃的實驗觀測能力：可以驗證理論，或構建更新理論。

需要進一步說明的是：（1）邏輯推理和論證對於基於數學的現代科學理論的誕生是極為重要和關鍵的環節。（2）想象、聯想和抽象能力對於藝術的發展很重要，而對於技術發明方式不會帶來嚴重的影響。但若不再由此深入到嚴密的邏輯推理和論證，就難以將經驗的發現上升為精確的現代科學理論。（3）嚴密的邏輯推理和論證是精密科學所必不可少的，沒有演繹邏輯學就不可能誕生以牛頓力學為代表的精密的近代科學。

就中西方文化的差異，楊玉良院士從雕塑繪畫書法藝術以及詩歌等方面作對比：如同為軸心時代的希臘雕塑是具象的，而中國漢代甚至更早就有很多抽象的雕塑作品；西方繪畫講究透視的精準，人體肌理的精確、細緻刻畫；中國的繪畫更寫意，揭示人的內心深層次感受的強烈慾望，以線條美為特徵；而中國的書法藝術尤其是狂草更是將線條美抽象美呈現至極；中國古代詩歌立象以盡意，間接委婉，也樂於用詩談哲學問題，呈現中國文化獨特的意象之美。顯然，中國文化呈現了非常強的想象、聯想和抽象能力。

想象、聯想和抽象能力對於藝術的發展很重要，而對於技術發明方式不會帶來嚴重的影響。但若不再由此深入到嚴密的邏輯推理和論證，就難以將經驗的發現上升為精確的現代科學理論。對中國文化，季羨林先生認為，中國文化是早熟的文化，成熟太早，不合時宜。早熟的中國文化有兩大特徵。一是非物質性特徵。在沒有解決物質文明的時候，已經走向了精神文明；二是思維方法的特徵。主要體現在：在沒有詳細了解區域性細節，就給出了整體描述（中醫理論）；在因果鏈不清的情況下，就將事物看作是複雜的網路；在精準描述尚未成熟之時，就已經追求抽象的寫意；方法上主要是歸納和悟性（猜測），而非演繹和推理等等。

中國文化不缺想象力、抽象和聯想，想象、聯想和抽象是催生精密科學誕生初級階段的重要思維方式，想象是經驗向未知的出發，是經驗的重新組織。但是並非所有的想象都有益處，要形成理論，還需要藉助外力，而這恰恰就是中國的傳統思維方式中所缺失的東西。中國的傳統思維方式中缺少邏輯演繹的思維方法；中國的傳統思想與文化中缺少數學自然觀的觀念以及鼓勵探究自然的社會文化土壤。

三、數學自然觀和混沌自然觀

近代精密的科學理論誕生首先應有一個能夠促使人們去探索自然的自然觀。古希臘倡導積極的數學自然觀。現代自然科學起源於古希臘，古希臘人認為自然是有規律、秩序的，且可以被認識，這就需要藉助數學來解釋、認識。古希臘人不僅認為自然界是有規律和秩序，並認為它們是數學乃至是幾何學的。他們對以邏輯推演和論證為特徵的數學極其重視。缺乏以嚴密的邏輯推理和論證為特徵的數學哲學精神，是無法催生現代科學的。

從想象、抽象的思維的結果，向精密科學理論的過渡中，貫穿數學精神是極為重要的。數學史家克萊茵認為，在西方文明中，數學一直是一種主要的文化力量。幾乎每個人都知道，數學在工程設計中具有極其重要的實用價值。但是卻很少有人懂得數學在科學推理中的重要性，以及它在重要的物理學理論中所起的核心作用。至於數學決定了大部分哲學思想的內容和研究方法，摧毀和構建了諸多宗教的教義，為政治學說和經濟理論提供了依據，塑造了眾多流派的繪畫、音樂、建築和文學風格，創立了邏輯學，而且為我們必須回答的人和宇宙的基本問題提供了最好的答案，這些就鮮為人知了。作為理性精神的化身，數學已經滲透到以前由權威、習慣、風俗所統治的領域，而且取代它們成為思想和行動的指南。最為重要的是，作為一種寶貴的、無可比擬的人類成就，數學在使人賞心悅目和提供審美價值方面，至少可以與其他任何一種文化門類相媲美。

而中國古代遵循消極、混沌的自然觀，不鼓勵探索自然，強調順應自然；未曾建立數學的、有序的、可認識的自然觀。中國古代的思想史上的主流自然觀認為自然界在本質上是不可認識的。《老子》的"無為"思想實質上也包含了一種對自然、社會和人生無能為力的消極含義。這種消極態度的直接後果是嚴重阻礙了人們對自然探索的熱情和積極性。

正是因為中國古代沒有數學的自然觀，也缺乏嚴密的邏輯論證，儘管中國有過以"四大發明"為代表的諸多非常偉大的發明。中國火藥的發明已有1000多年的歷史，鞭炮和焰火燃放至今；中國的風箏已經放了2500多年，但是卻沒有誕生任何像樣的科學理論。直到16、17世紀前，中國的技術發明或許還走在世界前列，而在科學思想和精神上，在演繹邏輯學的方法論上，中國卻遠遠落後於希臘。封建集權制的第一個惡果，就是使中國不可能產生精密科學所需要的邏輯學，從而也就沒有推理的數學。

四、 重要結論

最後，楊玉良院士總結以下結論：第一，文化反映民族個性，各有輝煌。任何一種文化都有其特徵，有其輝煌的一面，也有與文明不相適應的一面。中國文化具有巨大的創造力，但它既不是十全十美，也不是一無是處。問題在於，不同的文化在不同的時期和針對不同物件時將發揮其不同的作用；科學革命沒能在中國發生，除了缺乏積極的自然觀的因素外，認識方法論也是一個重要因素。當人們對一個事物的內在聯絡錯綜複雜、期間的原理不甚清楚時，"悟"的認識方法是有效的；若要將想象、聯想和抽象的思維成果發展成為真正的現代科學理論，則需要在抽象的前提下進行嚴密的邏輯推理和論證。

第二，要培育科學文明發展的土壤。我們尚無催人探索的積極的自然觀，亦無嚴密的邏輯論證的思想方法，這些缺陷使得當時的中國不適應近代科學的發展，從而使得近代科學誕生在歐洲。據楊振寧先生所說，直到1949年新中國成立，近代科學才真正在中國這塊土地上紮根。或許在我們的傳統文化中，最缺乏的是理性精神和演繹邏輯學的方法。作為一箇中國人，只有看到這一點，才有助於建立我們新時代的創新文化。

第三，將科學文明植入中華傳統文化。所有的文化都在發展。本土文化和外族文化的交融是任何一個民族的文化發展最為重要的方式之一。作為現代文明的科學可以從外部植入，並演化發展。科學——早已從西方特有的文化屬性轉化為普適的現代文明，是人類共同的智慧結晶，它是使各民族趨同的一種力量。

第四，重視數學的精神文化功能。首先，要改變對數學的態度。不能把數學看作只是各門自然科學中的一門特定知識，而應該真正認識到數學是一種精神，更是一種文化。任何領域，只要研究者想要達到精確、嚴密和系統的理論化的境界，那麼數學精神及其相應的方法是不可或缺的；此外，還要解決"卡腦子"的問題。克林頓曾經提到，如果我們這個民族想要在今天乃至明天迎接挑戰，這個國家就必須堅持在科學、數學及工程領域中的世界領先地位。

第五，思維方式的演化。楊玉良認為，東方文化在新世紀中肯定具有巨大的發展潛力，對過於複雜的問題，西方的邏輯演繹的認識世界的方法不是十分奏效，而以悟性為特徵的東方文化中的認識世界的方法將大有用武之地。但是若只是簡單地回到我們的傳統文化，甚至盲目地去讀經是沒有出路的。我們既要認真學習西方的"分析（邏輯演繹）"文化，又要發揚自身的"綜合（悟性）"文化，從而建立嶄新的創新文化，這才是真正的出路所在。

中國文化中，自古以來就不乏想象、聯想和抽象的傳統，但我們缺乏的是理性精神和演繹邏輯的思維方式。我們只需百尺竿頭、更進一步，強調理性（精神與文化），思維更精細、縝密、思辨，因為它不僅是科學發展的需要，也是醫治浮躁的良藥。