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[转载]金观涛 樊洪业 刘青峰:文化背景与科学技术结构的演变(4)

已有 392 次阅读 2020-6-2 07:08 |个人分类:读书笔记|系统分类:论文交流| 文化背景, 科学技术结构, 历史演变 |文章来源:转载

五、中国古代科学技术的特点

中国传统科学技术结构如何?它为什么不具备循环加速机制呢?我们先分析中国传统的技术结构。众所周知,指南针、造纸、火药和活字印刷四大发明,是中华民族奉献给世界并改变了整个人类历史进程的伟大技术成果。饶有兴味的是,这些闪烁着中华民族智慧光彩的瑰宝,不仅反映和代表了我国古代技术的水平和最高成就,而且它们也恰好展现了中国传统技术结构的重大特点以及和古代社会结构的内在联系。

一个社会的技术结构取决于社会结构以及它对技术的需求,四大发明是满足于什么样的社会需求呢?十分明显,它们与农业和手工业等直接满足吃穿住所需要的创造发明不同,是为社会在广阔地域上组成强大、统一的国家机构服务的。纸张、指南针和印刷术作为社会通讯(交通)工具自不待言,火药虽然来自金丹术,而在唐以后能成为一种技术,主要还是由于大一统国家的需要。有明确文字记载者,宋代开始把火药用于武器制造,北宋初年就曾用火器镇压李顺、王小波起义军。控制论的创建人维纳有句名言:“社会通讯是社会这个建筑物得以粘合在一起的混凝土”6。四大发明便集中表明了中国古代技术的发达,是与中国封建社会以大一统的组织形态存在这一点密切相关的。我们知道,欧洲本土在中世纪时,碎裂为几百个甚至上千个细小的部分。它们是一些相互联系甚弱的相对独立的经济文化单位。与此形成鲜明对照的是,中国封建社会自秦始皇履至尊而制六合以后,统一的中央集权的封建大国始终是社会结构的主导形式。强大、统一的行政控制,内部经济商业贸易的密切交流,统一的文化和信仰,这一切都需要有发达的通讯技术(交通运输和文化交流、传播的工具等)、强大的军事力量、“敬授民时”的历法、土地丈量技术、绘制地图的技术,乃至体现皇权威严的皇宫建筑等等,我们把这些统称为“大一统”技术。如果把中国古代的技术成果按农业、“大一统”技术、手工业和医药技术加以分类统计,同样采用前面所述的计分标准,可以算出各类技术在整个技术构成中所占的百分比7,见下表。

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表3的统计数字表明,与大一统社会结构相联系的技术成果所占的百分比,多在30%以上;分裂时期则在13%以下。

传统技术的另一重要组成部分“手工业”是否也和“大一统”社会形态有关呢?一个社会的手工业技术水平取决于商品经济发达的程度。我们知道,由于中国封建社会的特殊结构,大一统的封建官僚政府对经济的调节作用,使得中国封建社会经济结构和西欧封建社会具有不同形态。中国封建地主经济结构对商品经济的容纳程度远大于西方领主经济结构,而发达的商品经济必然刺激手工业的进步,于是,中国古代的手工业水平远高于西方也是当然的了。表3中历代手工业多占技术总分的30—50%。这样,在统一时期,手工业和“大一统”技术的加合计分就占了整个技术总分的70-80%,它们决定了整个社会的技术水平。因此,我们可以把中国传统技术结构称为“大一统型”的。它的发达完全是由大一统的社会组织形态和相应的地主经济所决定的。图9所示的中国科学技术净增长曲线表明,一个王朝的技术增长和它的中央集权程度以及商品经济发达程度直接相关,图9中出现了北宋时期的最高峰,就是一个极好的例证。在宋代,不仅大一统的官僚政治形态臻于完善,而且地主经济和商品经济也非常发达。当时国家征收的商业税的年收入就曾达二千二百万缗,约占总岁收的1/78。当时20万人口的城市多达6个,临安则是30余万户、百余万人的商业消费大城市。又据《宋史·食货志》,当时“各路缴纳税绢达34l万匹”。相反,魏晋南北朝时期,封建国家陷于分裂状态,地主经济衰落,商品经济普遍萧条,图9中显示这一时期技术净增长水平也最低。唐朝开元年间的统一和商品经济发达是众所周知的,与此对应的技术净增长线也很高,而到安史之乱以后商品经济衰落下去时,技术净增长线便跟着下降。五代的情况也是这样。

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大一统型技术虽然发达,但它不是开放性技术体系,而是中国封建社会特殊结构的产物。只能在封建地主经济结构所限定的框架中发展。对于一个个具体的行业,如纺织、瓷器、冶金、造船等等,其技术水平可以很高,不仅为中世纪的西方所望尘莫及,而且有些至今也令人叹为观止。两千多年前,贵族王侯就在使用表面镀铬氧化物的防锈利剑,贵族夫人就身穿用提花机织出的精美的绒圈锦花纱的绵袍。而优质瓷器的制作,则必须掌握控制超高温的复杂技术。对于一个个匠人来说,他们的技术更是具有传奇般的色彩,鲁班、扁鹊、华佗不仅是伟大的发明家,也是历代匠人医士可望而不可及的崇拜偶像。

但这种技术再高超,它和社会结构的关系决定了它不能向开放性技术体系转化,比如,中国的瓷器制造技术很发达,但玻璃制造技术就较落后。控制窑内温度和氧化还原时间,只被限制作为制造瓷器的方法。大一统技术是在大一统政治文化组织形态促进下形成的,官僚行政控制网在技术体系中起了重要作用,但就技术本身来说却是封闭的。技术被长期封闭在一个个具体的行业中,靠自身经验积累发展着,很难对其它部门产生革命性的影响。此外,技术还与操作技术的人不可分割,它必须由每一个企图掌握这项技术的工匠,不断地制造某一产品才能获得。它的继承性往往是由父子“秘传”、行会师授或官营垄断的。中国古代关于“得心应手”和“庖丁解牛”的寓言故事,不仅表现出一种高超的技艺,而且反映了这种技艺的封闭性。正因为这样,中国历史上技术失传的例子比比皆是,而且是令人吃惊的。特别值得注意的是,大一统技术发展必然和大一统王朝的稳定性联系在一起,王朝的崩溃就是对技术体系的一次大破坏。图9表明,中国传统技术水平发展随着王朝周期性崩溃而呈现周期性振荡,这对于技术水平的积累和时间空间上的转移构成巨大障碍。这样,技术就深深陷在了中国封建社会的桎梏之中。一个突出的例子是纺织机械。早在宋代,我国就发明了32锭畜力和水力大纺机,其产量是小纺车的30—50倍。据记载:大纺车“昼夜纺织百斤,不劳而毕,可代女工兼倍省”9。西方一直到工业革命前才出现类似的纺织机械,但它是工业革命一系列技术转移和发展中的一环。而中国却不是这样,随着大一统王朝的崩溃,商品经济受到摧残,这些发达的技术也会受到致命打击。显然,在大一统技术结构中,技术-科学(包括理论和实验)-技术的循环加速机制是不可能出现的。

如果说中国古代技术发达的特点主要是由封建社会大一统的政治结构和地主经济结构所决定,那末中国古代科学理论和实验的特点则主要是由文化结构带来的。众所周知,任何古代科学理论都是和哲学观点紧密相联系的。中国封建社会自秦以后形成了一种以儒家学说为正统,道家学说为补充的意识形态结构。在古代哲学中儒家思想居于统治地位。儒家哲学在它的创始人孔子那里,就开始变为一个以伦理道德为核心的体系,这对中国古代科学理论的影响是巨大的。从积极方面来看,它使得有独立人格和意志的上帝在中国古代科学理论中找不到插足之地。古代理论的产生往往与人们的直接经验和直观感受相联系(当然也不乏天才的想象力和推理),这就使中国古代科学理论往往带有经验论的唯物论倾向。它是中国古代科学理论比神学自然观统治的中世纪西欧更为先进的原因。我们不仅有以墨子、张衡、刘徽、祖冲之、一行、沈括、郭守敬、李时珍、宋应星等为代表的闻名于世界的大科学家;而且从总体上看,将图2与图3加以对比,可知中国的理论水平在中世纪相当长一段历史时期里高于西方同期理论水平。

以个人经验(包括社会的和心理的诸方面)合理外推,是儒家认识世界的模式。这种模式也就给自然科学理论带来了直观和思辨的特点,特别是儒家伦理中心主义使科学理论趋于保守和缺乏清晰性,无论是董仲舒、朱熹,还是王充、沈括,他们大多以人的行为和感受外推而解释自然现象(比如,王充就以“元气呼吸,随日盛衰”来解释潮汐周期)。这就出现了一种颇为奇特的现象:在那些用日常经验和直观外推能解释的科学领域,中国科学理论都有过精彩的论述,如对流星、陨石、化石、虹的解释等等。但一旦越出直观外推所能把握的领域,中国古代科学理论就显得含混不清。儒家的有机自然观和伦理中心主义长期使科学理论摆脱不了稚气。即便是已经踩着近代科学门槛的方以智,在《物理小识》中仍然在宣讲什么“夫声气风力实传心光,受命如响,神不可测”。在这种思想支配下,人们很难把自然界当作科学的客观对象来研究。理气之争与善恶相随,天地日月之论与君臣等级相伴,世界是万物交感的世界,学问家的任务在于建立起包括自然现象在内的给出伦理说明的理论体系。在封建宗法制的中国社会里,政治和伦理是紧密结合成一体的。科学理论伦理化的倾向,就使得科学理论的争论和政治斗争纠缠不清,大一统政权愈是强大巩固,科学理论的发展愈是要受到政治的强控制,一旦它不能满足统治阶级的政治需要,前进的道路就有可能被阻塞。伦理中心主义的巨大保守性对构造性自然观的建立是极为不利的。这一点突出地表现在中国学者对理论的评价中。直到清代,著名学者阮元在谈到西方天文学时还说,西方天文学为了解释天体运动不匀速的原因,先后提出过本轮匀速说,日心地动说和椭圆面积说,他叹道:“其法屡变”、“吾不知其伊于何底也”,他认为,“天道渊微,非人力所能窥测”,理论应该“言其所当然,而不复强求其所以然,此古人立言之慎也”,只有这样,理论才能“终古无弊”。10当西方科学家已自觉地运用理论—实验—理论的循环过程,反复修改自己的理论使科学加速发展的时候,我国科学家仍在寻求“终古无弊”、“不复强求其所以然”的解释,慎于立言,追求着与封建伦理相和谐的万古不变的思辨体系。

另一个突出的例子是朱熹。朱熹对化石成因有正确认识,又用鞭炮来解释雷鸣,用下雨使日光散射来解释虹,用“星有堕地,其光烛天,而散者变为石”来解释陨石。确实,在当时能达到这种认识已是非常难能可贵的了。但是,作为理论大师的朱熹并没有构造性自然观,他的一些观点常常是自相矛盾的。比如,在朱熹的宇宙模型里,天在白天时自左向右旋转,夜间又自右向左旋转。同时,朱熹还同意张载的天地均左旋而有迟速不同的见解。他甚至还用张载的这个学说来解释七曜运转和制定历法。11作为一个大哲学家,居然可以容忍自己的理论模型中有互相矛盾、互相对立的学说同时并存,这的确是令人十分吃惊的,也是任何一个构造型理论体系中不能允许的。这种特点,在我国古代不少科学理论中都存在。

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中国古代科学理论另一个基本特点是技术化倾向。一方面是技术发达,另一方面是儒家理论模式的经验性和直观特点,这使得中国古代科学理论中关于技术经验的总结很丰富。表4的统计表明,主要是记录、总结技术经验的著述在历代理论成果积分中多占20%左右。在宋朝的技术高峰之后,经元至明,到了对中国古代技术进行全面总结的时期,《本草纲目》、《农政全书》、《天工开物》就是在医药、农、工三大领域中最高水平的总结。但是,儒家要求对自然界的认识为伦理学说服务,其积极入世的现实主义精神使它并不绝对排斥某些为现实生活服务的理论和技术,而不为现实生活服务的理论与技术则被斥之为“屠龙之术”。这就造成理论的技术化倾向,对于独立于技术之外的纯粹理论结构形成很不利。于是乎,天文学附属于历法,数学偏重于解题和运算技巧,生物学知识几乎完全存在于农学与医学之中。历法经常随着需要而修改,而且越改越趋于精确,到元代授时历出现,已达到第谷·布拉埃的水平。但天文学理论几乎是停滞的。表4表明,中国古代科学理论的这种技术化倾向,自宋至明越演越烈,这对构造自然观的建立是巨大障碍。

科学史家常常感慨,为什么在数学相当发达古代中国,没有产生解析几何?确实,中国古代代数学十分发达,并从张衡、裴秀那里就几乎已具备了类似笛卡儿的坐标系表示法。按理说,由两者结合产生解析几何并不困难。而实际上,即使到明清时期,圆锥曲线和解析几何相继传入中国后,中国数学家仍然按照旧的套路计算曲线长度和它们所围的面积、体积。正如有的科学史研究者分析指出的那样:从数学内部的因素来说,中国不仅在中古代,甚至在明末清初的一段时间内也不可能产生解析几何学12。理论技术化倾向显然是一个重要原因,所以中国传统数学尽管有高超玄妙的运算技巧,但它始终没有形成一个完整的构造型的理论体系。

由于中国古代科学理论的这些特点,那些不以实用为目的而是为了证明科学理论的实验,在中国古代科学技术中就只有被放在一个可有可无的位置上了。尤其是宋明理学产生以后更是这样。

一个极端的例子是明代理学家王阳明的“格竹子”。当时读书人以格物、致知、穷理为使命。据说,王阳明在一位钱姓朋友坐在亭子里格竹子三昼夜病倒后,他自己又去静观七天,仍一无所获有关竹子的道理,他感慨道:“天下之物如何格得?”于是,他便劝人们把眼光放在自己的内心上来,“其格物之功只能在身心上做”。这似乎是一个笑话,但真正却是一个历史的大悲剧。

当王阳明先生静坐格竹子的时候,我们想想世界正在发出什么样的变化?与王阳明(1472—1528)同时在世的达·芬奇(1452-1519),一面在画着蒙娜丽莎的迷人微笑,一面在解剖死尸、制作各种新巧的机械。并且,他还以大师的语言宣称:“科学如果不是从实验中产生,并以一种清晰实验结束,便是毫无用处的,充满谬误的。”这不只是他一个人的声音,而是一个科学新时代的先驱者们的声音。大体与此同时,麦哲伦率领的船队完成了最早的环球航行,帕拉塞斯冲破了炼金术的牢笼而成为医化学的开山鼻祖,费希尔测定了地球的大小,而哥白尼和维萨留斯则在准备以《天体运行论》和《人体结构》的伟大著述推出近代科学黎明期的曙光。

综上所述,中国古代科学技术结构的特点,可以用它和社会结构的关系来说明。中国封建社会大一统政治形态和商品经济相对发达的地主经济决定了它的技术结构是大一统型的。理论和实验结构则与以儒家为正统、道家为补充的文化结构相适应(图10)。

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由于大一统技术发达,中国成为造纸、指南针、火药和活字印刷技术的发源地,具有无神论、经验论倾向的理论比起欧洲中世纪神学自然观较为先进,但是科学实验、理论、技术三者基本上是互相隔裂的,它们之间不能形成互相促进的循环加速机制。这样它们只能各自独立地缓慢地进步着,甚至有趋于饱和的倾向。因此,自16世纪以后,在西方科学技术革命兴起时中国日益落后于西方。



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