资料来源：赵国珍. 先秦时期自然哲学与古希腊自然哲学之比较. 太原师范学院学报（社会科学版），2015，14（2）：12-16

摘要：长期以来，许多学者都认为中国古代哲学家们比较重视人文哲学的研究，忽视对自然界的研究，而只有古希腊哲学家们才真正重视自然界规律的研究。其实，这是一个十分片面的认识，事实上中国先秦时期的哲学家们在自然哲学方面的研究丝毫不弱于同时期的古希腊哲学家，而更为令人惊奇的是他们的许多自然哲学思想竟然都非常地相似。

近代科学与文明最重要的源头之一是古希腊的自然哲学，从公元前 7 世纪到公元前 2 世纪古希腊的自然哲学取得的重大成就，在漫长的中世纪之后通过文艺复兴最终奠定了近代西方科学与文明的理论基础。而处在同一个时间段的中国古代先秦时期的自然哲学也同样取得了辉煌的成就，一方面为中华民族的古代文明在长达十多个世纪始终居于世界领先地位奠定了坚实的基础，另一方面也为近代西方科学与文明的发展提供了重要的技术条件。因此，简单地认为中国先秦时期的哲学思想主要是以“明善恶是非”“分长幼尊卑”为目标的“伦理道德型文化”，不重视自然哲学的研究，并认为中国先秦时期的科学思想远远落后于古希腊是相当片面的。

一、对自然界本原的认识

先秦时期的思想家和古希腊时期的思想家们一样，都具有素朴的唯物主义世界观，都曾经明确提出了自然界的物质性，而且都清楚地认识到自然界本身是不断发展变化的。其中最重要的思想是古希腊学者提出的“四元素说”和中国先秦时期思想家们提出的“五行说”。

1．古希腊思想家对自然界本原的探索

古希腊的思想家们在对自然界本原的探索中最先提出的是单一的元素说。

最早探索自然界本原的古希腊思想家是米利都的泰勒斯（公元前585年前后）。他是古希腊七贤之一，据说这七位重要的学者每人有一句名言，而泰勒斯的名言是“万物之中水是最好的”。按照第欧根尼·拉尔修的记载，泰勒斯“曾经猜测水是万物的始基”。在亚里士多德的著作残篇中也有着相同的记载，所以说这是真实可信的。

紧跟其后的是他的学生阿那克西曼德，他认为：“生物是从太阳所蒸发的湿的元素里产生的。人是从另一种动物产生的，实际上就是从鱼产生的，人在最初的时候很像鱼。”[1]10这些观点直到今天仍然是相当有价值的。

古希腊的四元素说与春秋战国时期的五行说极为相似。按照第欧根尼·拉尔修的记载，最先提出四元素说的是毕达哥拉斯，尽管毕达哥拉斯认为万物起源于“数”，但是构成万物的却是“水、火、土和 空气”这四种元素：“……从数目产生出点，从点产生出线，从线产生出平面，从平面产生出立体，从立体产生出感觉所及的一切物体，产生出四种元素，水、火、土、空气。这四种元素以各种不同的方式相互转化，于是创造出有生命的、精神的、球形的世界，以地为中心，地也是球形的，在地面上都住着人。”[1]34

古希腊的四元素说在亚里士多德那里达到了顶点，他明确提出了水、火、土、气四元素之间相互转化的思想。亚里士多德认为“水、火、土、气”四种元素是“冷、热、干、湿”四种“最终质基”两两结合而形成的。他认为：湿和冷结合会形成水，湿和热结合会形成气，干和热结合会形成火，干和冷结合会形成土。因为每种元素都是两种“质基”合成的，所以元素之间也是可以互相转化的。例如：把水加热，水中的冷变成了热，水也就变成了气。

2．中国先秦时期思想家对自然界本原的探索

同古希腊的学者一样，先秦时期的思想家们最先提出的也是单一的元素说。

最早提出构成自然界本原的是齐国的相国管仲（公元前？年—公元前645年）。可能是在大河文明中，水对人类来说太重要了，因此，管仲很早就明确提出了与古希腊泰勒斯完全相同的观点：“水之何也，万物之本原也，诸生之宗室也。”（《管子·水地篇》）这位两千六百多年前的学者明确指出了：水是万物的本原，所有的生命都来自于水。这种素朴的唯物主义观念即使在今天也是具有重要科学意义的，不仅地球上所有的生命都要依赖于水，事实上，地球表面 70%都是水，同样人体的 70% 也都是水。

战国时期也有人提出了另一种单一元素说，认为土是万物的本原：“今夫百昌皆生于土，而反于土”（《庄子·在宥》）这种“万物土中生”的观念既是重要的单一的元素说，也对后世五行说的出现产生了重要的影响。

按照史书记载，五行说的提出还在春秋以前，早在《国语·郑语》中，周的太史官史伯就明确地提出了“……先王以金、木、水、火、土杂以成百物”的唯物主义的自然观。在孔子的后人子思等编著的《尚书·洪范》中也记载着西周初年殷人箕子对周武王姬发讲述和解释“五行说”的故事：“我闻在昔，鲧鄄洪水，泛陈五行。……五行： 一曰水、二曰火、三曰木、四曰金、五曰土。水曰润下，火曰炎上，木曰曲直，金曰从革，土爰稼穑。”尽管《尚书·洪范》成书年代晚于《管子》，然而其中记载的事情的确是发生在周朝初年的。早期五行说的核心就是：自然界是物质的，是由“金、木、水、火、土”五种基本元素构成的。

战国时期的思想家们并没有停留在先秦时期学者简单的对自然界的物质性的认识上，在《孙子》中更有了“五行无常胜”的观念。墨子（约公元前480年—公元前 420年）进一步发展了这种思想：墨子不仅坚持“五行毋常胜”（《墨经》）的观念，而且通过他的弟子进行了正确的解释：“火铄金，火多也；金靡炭，金多也；合之府水。若识麋与鱼之数，惟所利。”（《墨子·经说》）在这里，我们可以看出，战国时期的“五行说”虽然已经有了“五行”相生相克、发展变化的思想，但是并没有后世“五行说”那种元素之间绝对“生、克”的僵化思想。春秋战国时期的“五行说”，为中国古代炼丹术的出现和古代化学科学的发展奠定了重要的理论基础。

二、对宇宙结构模型的探索

在古代，由于人们在种植农作物的时候必须掌握节令的变化，因此成就了天文学的飞速发展。中国先秦和古希腊古代文明都在经历了许多代人的长期的天文观测之后，提出了各自的宇宙模型。由于在天文历法的制定中需要大量的计算，因此又带动了数学哲学的发展。

1．古希腊时期的宇宙模型

古希腊的天文学和数学最早来自于古埃及和两 河流域。在传承下来的古希腊学者残篇中记载着泰 勒斯是“第一个研究星象学的人，并且预言了冬至 和夏至”，并且说他“没有从过任何老师，只是在埃 及与当地的祭司们往来过。”

早期希腊学者对天空星象的描述主要来自两河流域，因此，在古希腊天文学家的星表中，天空中所有星座的名称都是用古巴比伦传说中的人物和希腊神话故事中的人物命名的。同春秋战国时期的天文数据一样，早期古希腊学者对星空的观测结果今天早已经失传了，如今我们能看到的就是公元前 1 世纪前后希腊学者希帕恰斯的星表，这是对古希腊学者天文观测研究成果的重要总结。尽管这时已经是罗马人统治时期了，但是科学家们大都是希腊人，他们的科学传统仍然完全是古希腊的。

最先提出宇宙模型的是爱奥尼亚时期的学者毕达哥拉斯，他认为宇宙中有十个运动着的天体，其中心是“中央之火”，太阳、月亮、金星、木星、水星、火 星、土星、地球等都是绕着这团中央之火运动的。

到了雅典时期，古希腊的天文学有了较快的发展。大哲学家柏拉图曾经给他的学生们出过一个有趣的题目：用古巴比伦人使用过的若干个匀速圆周运动的组合轨道来描绘天体的运行。柏拉图的门徒欧多克斯是第一个通过对天象的观测建立宇宙模型的。他把行星十分复杂的周期运动分解成了若干个简单的圆周运动的组合，用了以地球为中心的 27 个同心圆来描述整个天空中天体的运动。在这个宇宙模型中，地球是宇宙的中心，太阳、月亮和行星们都围绕地球作匀速圆周运动。随着天文观测方法的不断进步，为了解释新的天文现象，另一位天文学家卡普里斯只好把圆的数量增加到了34个。但是，因为地球根本不是太阳系的中心，所以这个以地球为中心的天体模型一开始就遇到了许多困难。例如：对于行星的逆行，太阳、月亮与地球之间距离的变化等使用这个模型根本解释不清。最后，亚里士多德只好把这个天体模型上的圆圈总数增到了56个。

从欧多克斯到亚里士多德，尽管同心球层从 27个增加到 56个，但是，他们对于不断观测到的天文现象仍然无法解释清楚。直到亚历山大里亚时期著名的天文学家托勒密，他在前人的基础上采用了“偏心轮”和“等距轮”两个全新的观念修改了这个模型，才成功地解释了各种新的天文现象，最终创立了完整的“地心体系”。但是，这时已经到了罗马时代了。托勒密的地心体系统治了西方天文学界长达一千三百多年，直到哥白尼的体系问世才退出了理论界。

古希腊的数学是与天文学同时发展起来的。早在雅典时期，柏拉图学院就开始教授几何学了，到了亚历山大里亚时期，欧几里德建立了严密的几何学公理化体系。他的《原本》是古希腊数学和几何学的代表作，他的严密的逻辑体系直到今天还在影响着整个数学科学的发展，并成为现代数学哲学研究的重要组成部分。古希腊几何学和数学成就最杰出的代表人物是阿基米德，他不仅在数学和几何学上做出了重要的贡献，在他的《论球的制作》一书中，还设计出了模仿日月星辰围绕地球运行的宇宙模型。

2．中国先秦时期的宇宙模型

中国古代的天文观测早在春秋战国以前就开始了，并有着十分详细的文献记载。先秦时期，各诸侯国的史官对特殊的天文现象都是当作重大事件来记载的。例如，对日食、月食的发生，彗星的出现和超新星爆发都非常重视。由于中国是农业社会，制定历法极为重要，因此进一步促进了天文学的发展。

先秦时期学者们建立的宇宙模型主要有“宣夜说”“盖天说”和“浑天说”三种结构，其中对后世影响较大的是“盖天说”和“浑天说”。先秦时期的天文学家们，为了观测便利，把天空中的星星明确地划分成了“三垣二十八宿”。这不仅是世界上最早、最详细的星座划分，也为宇宙模型的建立提供了重要的依据。这时，天文学家们主张的是“盖天说”。“盖天说”认为“天圆如张盖，地方如棋局”，这些观念今天看起来是不对的。但是，盖天说却正确地划分了地球的五个气候带，而且最先提出了北极“夏有不溶之冰”的猜想，应当说都是相当正确的。浑天说虽然也起于先秦，但是直到汉代才取代“盖天说”。由于建立了完整的宇宙模型，先秦时期的天文学研究取得了许多重要的成果。

根据司马迁的《史记·天官书》记载，商的巫咸、周的史佚、齐的甘德、魏的石申都是著名的天文学家。大约在公元前 400年以前，战国时期的齐人甘德和魏人石申曾在前人的基础上经过自己的天文观测，制定了世界上最早的恒星表，记载了当时在中原地区能够观测到的大约 500 颗左右的恒星。可惜的是甘德和石申两人合著的长达八卷的《天文星占》很早就失传了，我们今天看到的所谓《甘石星经》是间接地从唐代的《开元占经》中得到的。据如今的天文学家考证，尽管该书记载的关于恒星位置的数据大部分是汉代以后观测得到的，但是根据恒 星位置变化的情况逆推上去，仍然有一部分恒星的观测数据是公元前 400年前后的观测结果。更为重要的是，该书还记载了比这个时期更加古老的以前的天文学家们使用的古距度。今天从《甘石星经》 中言必称“石氏曰”，可以肯定《甘石星经》中所记载的天文星象数据中，有相当一部分与甘德和石申早期的研究有着重要的联系，或者直接来自于他们的观测成果。

天文历法与农业生产有着极为重要的联系，由于农业生产中的播种、收获和存储都需要准确的节令，天文学家们对日月星辰的运转也需要精确的计算。因此，同古希腊数学一样，中国古代的数学也是伴随着天文学发展起来的。早在商周时期，学者们就开始使用“算筹”进行数学运算了（所谓算筹，就是古代人用竹子条做成的计算工具；“筹算”“筹划”“一筹莫展”这些词都和“算筹”有关）。由此可见，中华民族可能是世界上最早使用运算工具进行数学和天文学计算的民族。

到了先秦时期，天文学家们借助“算筹”进行了许多十分复杂的数学运算，著名的《周髀算经》就是一部记载先秦时期天文学家们进行数学运算的书。“勾股定理”（西方称之为毕达哥拉斯定理）：勾² + 股² = 弦² ，就是以周文王和商高对话的形式记载在这部书中的。《周髀算经》虽然是秦汉时期才成书的，但是，从该书所记载的内容来看，大部分是先秦时期天文学和数学研究成果的总结。

三、其他重要的自然哲学成就

1．古希腊时期的其他自然哲学成就

在古希腊学者中，最早对力学和运动学进行研究的是雅典时期的大哲学家亚里士多德。尽管亚里士多德在对力和运动的研究中存在一定的错误，但是他的研究还是相当系统的。他首先研究了力与运动之间的关系，并提出了力是运动产生的原因。他说：“运动是潜能事物的实现，只是当它不是作为其自身，而是作为一个运动者活动着而且实现的时候。”[1]70在这里，潜能其实就是“力”，这段话深刻揭示出了力是运动产生的原因，只是没有像后来的牛顿第二运动定律讲述得那么清晰而已。

接着，亚里士多德还给出了力与运动之间相互依存的关系：“运动进行的时间正是潜能事物作为潜能者实现的时间；不先也不后。”[1]71 亚里士多德还研究了物体存在的三种状态：静止、匀速运动和变速运动。他认为“静止”就是物体在不受外力作用的时候停留在“自然位置”上的自然状态，而匀速运动和变速运动的区别有两个：“匀整划一和不匀整划一的运动比较起来，……构成运动的不匀整性的差异有时反映在运动所经的线路上——如果运动的线路不是一个匀整的量，运动也不可能是匀整的，如折线运动和螺线运动。”接下来他继续论述说：“有时这种差异……是在运动的方式里，例如运动有时是凭快慢来分别的： 速度相同的运动就是匀整的，速度不同就是不匀整的。”[1]71亚里士多德这种对匀速运动与变速运动的划分方法，即使今天也仍然在使用着。

但是，在古希腊的力学研究中达到顶峰的却不是亚里士多德，仍然是亚历山大里亚时期最伟大的学者阿基米德。阿基米德不仅是古希腊时期自然哲学最重要的代表人物，而且在数学、几何学和力学三个方面都代表了那个时代的最高水平；可以说在伽利略以前整个欧洲甚至于全世界都很少有人达到过他那样的高度。流传最广的是他发现浮力定律的故事。传说叙拉古的国王定做了一顶纯金的王冠，交货以后，国王怀疑王冠可能掺有其他金属，于是就让阿基米德测定王冠的成分。由于这顶王冠非常漂亮，国王还要求他不许弄坏王冠。阿基米德完全被这个难题迷住了：他吃饭的时候在想，走路的时候也在想，有一天，阿基米德去洗澡，突然感到自己的身体被水浮了起来，由于他一直在思考王冠的问题，因此，一下子就把水对他的浮力和国王的王冠联系到了一起，于是他发现：浸在水中的物体所受到的浮力等于这个物体所排开的水的重量。这就是以他的名字命名的阿基米德定律。

公元前 214 年，罗马大军在西西里登陆，从海、陆两面向叙拉古展开了大规模进攻。据说阿基米德用杠杆原理制成的巨大的投石器让罗马的步兵吃尽了苦头。一个小小的叙拉古，在阿基米德的帮助之下，面对罗马大军竟然牢牢地坚守了二年多。公元前212年罗马偷袭了叙拉古，阿基米德被残暴的罗马士兵杀害了。

亚历山大里亚晚期的科学家们仍然做了不少科学研究工作，在光学研究中最重要的学者就是那位创立了“地心说”的天文学家托勒密，他在《光学》一书中不仅明确提出了光的直线传播的思想，而且提出了最早的光的“粒子说”。但是，此时已经是在罗马人的统治之下了。

2．中国先秦时期的其他自然哲学成就

先秦时期，随着社会制度的进步，生产力水平不断提高，有力地促进了力学和光学的飞速发展；各学派百家争鸣的学术氛围也为自然哲学的深入研究创造了良好的社会环境。

先秦时期的墨家学派在力学和光学上的贡献在世界上是首屈一指的。

墨家学派对“力”的概念的认识是相当早的。在《经说》第二十一条中是这样记载的：“力，刑之奋也。”在这里，“刑”指的是物体的状态或形态，“奋”是突然发动的意思，也有由静到动或由慢到快的意思，这句话非常明确：力是物体运动状态变化的根本原因，充分说明了力和运动之间的因果关系。墨家学派还对力的各种现象进行了详细的研究和分析，其中对杠杆的平衡原理研究得最精彩：“衡，加重于其一旁，必捶，重相若也。相衡，则本短标长，两相加焉，重相若，则标必下。标得权也，挈有力也，引无力也。”这段话描述了一次有趣而重要的杠杆平衡实验，意思是：当杠杆两端达到平衡时，在其中一端加上重物，加重物的这端必然要向下垂。这时要保持平衡，重臂（本）一定要小于力臂（标）。如果在两端加同样的重量，则力臂自然要下垂。因为“标”（力臂）加上“权”（重物）以后，比“本”加上相等的重物以后引力更大。另外，墨家学派在斜面、螺旋等简单机械上的研究也非常深入。

墨家学派是和平主义者，主张“非攻”。据史书记载，公输盘（即鲁班）准备率楚军攻打宋国时，墨子曾经指导他的弟子为宋国设计了大量的防御器械，并在实验中战胜了公输盘，迫使楚国放弃了攻打宋国的计划，充分展示了墨家学派在力学和机械设计方面高超的技能。

墨家学派在光学上的贡献更为突出。几何光学也称为牛顿光学，光的直线传播是几何光学最重要的原理。早在战国时期，墨家学派就对这一原理进行了详细的研究。为了证明光的直线传播，墨子设计了世界上最早的、著名的“小孔成像”实验：让光线照射在人身上然后通过一个小孔在后面映出这个人的倒像。为什么会出现这种现象呢？墨子说：“景到（当时倒与到通用），在午有端长，景长，说在端。”景是倒的，原因在于中间端点上的小孔，景的长短也取决于这个端点上的小孔。他的弟子们进一步解释说：“景，光之人，煦若射；下者之人也高，高者之人也下。足蔽下光，成景于上；首蔽上光，故成景于下。”（《经说·下》）这话的意思是，因为光“煦若射”是直线传播的，因此，人的足部挡住了下面的光线，所以形成的影子在上面；人的头部挡住了上面的光线，所以形成的影子在下面。这可能是世界上最早的对小孔成像的正确解释，也是最早对光的直线传播所做出的最精巧、准确的实验验证。

除墨家学派之外，《庄子》《考工记》和《春秋左传》中也记载了许多自然哲学知识。因此，那种认为中国古代学者只重视伦理哲学，不重视自然哲学的观念是相当错误的。

四、先秦与古希腊自然哲学成果的异同

中国古代先秦时期的自然哲学与古希腊的自然哲学在许多方面都是相当一致的，然而，也有着十分重要的区别。

中国古代的学者们比较重视实践，对自然哲学中能够被应用于生产和生活的、与技术联系的科学思想比较重视，但是缺乏对自然哲学中重要科学思想本身的逻辑分析。这可能是导致在中国古代文明中理论自然科学不够发达，而应用技术却相当发达的重要原因。

古希腊的学者们比较重视理论，对自然哲学中的重要科学思想之间的逻辑关系和证明、推理比较重视，但是对科学与技术之间的关系重视不够。这就导致了他们发达的理论思维，在受到罗马基督教的打击后，很快就消沉到了中世纪的黑暗之中。直到意大利文艺复兴时期，才把他们的科学思想和活力真正解放出来。

在公元 3 世纪以后，占领希腊世界的罗马民族是一个野蛮的农业民族，对科学思想毫无认识。在罗马人的统治之下，从伊奥尼亚开始直到亚历山大里亚时期达到顶点的希腊自然哲学家们的理性主义观念，开始受到了致命的打击。随着罗马人的占领和基督教的兴起，古希腊的文明之光逐渐消退，并最终退出历史舞台。而同一时间段发展起来的中国先秦时期的古代文明却在大一统的、专制的但是却异常稳定的社会制度下一直延续到了今天，从未间断过。世界上没有任何一个国家能像中国一样，只要对一个中学生稍加训练就可以读懂古代学者两千多年以前写出的自然哲学著作和各种文献。