思维模式视角下的“李约瑟难题”探析

■ 闫坤如

思维模式视角下的“李约瑟难题”探析

■ 闫坤如

中国古代科技繁荣，为什么近代中国科技发展却远远落后于西方，这就是科技史上有名的“李约瑟难题”。不同于专家学者多从经济、政治、文化、地域等多维视角关注和研究“李约瑟难题”，文章转换角度，尝试从思维模式视角探讨“李约瑟难题”出现的原因。中国传统的思维模式重演绎、轻归纳，重实用、轻理论，重伦理、轻真理等工匠传统的思维模式导致中国近代科技发展衰退和落后。要想促进当代中国科技的发展，必须要重视理论研究、重视演绎推理和数学的方法论的作用，探索事物背后的因果关系。

李约瑟难题；学者传统；工匠传统；巴斯德象限

一、“李约瑟难题”及其研究状况

英国科学史家李约瑟（Joesph Neednam）在研究中国科技发展史的过程中提出了一个问题：“为什么近代科学，亦即经得起全世界的考验，并得到合理的普遍赞扬的伽利略（Galileo）、哈维（Harvey）、维萨留斯（Vesalius）、格斯纳（Gesner）、牛顿（Newton）传统——这种传统注定会成为统一的世界大家庭的理论基础——是在地中海和大西洋沿岸，而不是在中国或亚洲其他任何地方发展起来呢？”［1］简言之，李约瑟提出的疑问是指“为什么近代科学的繁荣源于欧洲，而不是源于中国”？李约瑟认为，从公元前1世纪至15世纪中国文明在获取自然知识并将其应用于人类的实际需要方面的成就比西方文明多，即“中国古代科技取得了辉煌的成就，为什么在近代中国科技发展却远远落后于西方了呢”？这就是著名的“李约瑟难题”。

在1975年出版的《自然科学大事年表》中的记载也印证了“李约瑟难题”的存在。明代以前，世界上重要的创造发明和重大的科学成就大约有300项，其中中国大约有175项，占总数的57%左右，其他各国共占43%左右［2］。

中国古代科技的繁荣，有享誉世界的造纸术、印刷术、火药、指南针四大发明。公元1世纪到15世纪中国的农业、数学、天文学、医学等各方面科技的发展都领先于其他国家，但到了16世纪之后，世界科技中心却转移到意大利、英国、法国等欧洲国家，中国的科技发展被超越，世界的科技发展的重心为什么由东方转移到了西方特别是欧洲呢？这个问题引发了众多学者的思考。1995年，罗伯特·坦普尔（Robert．K．G．Temple）在《中国：发明和发现的国度》中提供了中国在15世纪之前科技成就领先于世界，但是从16世纪便逐渐落后的证据。罗伯特·坦普尔通过比较中国与世界其他国家在1840年之前的科技发明，得出结果见表1［3］。

表1 1840年以前中国古代科技成就与世界的比较

罗伯特·坦普尔的表格验证了中国古代科技发展曾经领先于世界上其他国家，特别是从公元401年到1000年间，中国的科技成就占全世界科技成就比重为71%。远远领先于其他人类文明。为什么到了近代中国的科技发展就落后了呢，学者众说纷纭，莫衷一是。封建制度的原因、经济发展的因素、地缘政治因素、传统文化因素等都可能导致“李约瑟难题”的出现。也有学者否定“李约瑟难题”的存在，认为中西方存在不同的科学概念和科学发展范式；还有的学者从逻辑学视角指出“李约瑟难题”自身存在着逻辑矛盾，借以消解“李约瑟难题”。但更多学者从不同的视角切入来审视“李约瑟难题”，试图找到中国近代科学落后的原因，本文尝试从中国传统的思维模式视角来思考中国近代科技发展落后于西方的主要原因。

二、中国传统的思维模式的特点分析

不同的文化传统、生活方式以及不同的思维训练方式，导致东西方具有不同的思维模式，特别是古希腊传统和中国人的传统思维模式截然不同：古希腊人偏重演绎推理的思维模式，中国人偏重归纳推理的思维模式；古希腊人重视科学理论等基础理论研究，推崇学者传统，中国人重视技术的应用，推崇工匠传统；希腊人重视探索真理，中国人重视价值伦理等。中国人和希腊人这两种思维模式的差异导致中国古代科学技术发展傲视群雄，但是中国近代科学的发展却落后于其他国家的发展。中国人的思维模式特点表现如下：

（一）重视归纳推理，轻视演绎推理

演绎推理是由一组公理、定理和辅助条件推导出一个包含在前提中的结论，或是从一个一般性原理推演出个别结论的思维模式。演绎推理的前提蕴涵结论。例如，所有金属都是导电的，铁是金属，所以铁是导电的。这就是一个演绎推理，“铁是导电的”包含在前提“所有金属都是导电的”之内。古希腊欧几里得的《几何原本》是比较典型的根据公理、定理、定义等一般性前提推导出个别结论的规范演绎推理系统。欧几里得在《几何原本》中确立了几何学的基本原理和研究方法，先定义几何学中点、线、面、直角、垂直等概念，然后用465个命题构建公理系统，研究正方形和长方形的面积、圆的性质等，使几何学成为严密的理论体系。通过概念定义、命题以及推理规则等保证推理的规范性和严密性。古希腊重视演绎推理其托勒密天文学体系、亚里士多德的逻辑学体系、欧几里得的几何学体系以及盖伦的医学体系四大科学成就都是基于逻辑基础上严密的演绎推理的。古希腊的演绎推理模式为西方科学发展奠定了基础，爱因斯坦指出：“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础，那就是希腊哲学家发明形式逻辑体系（在欧几里得几何学中），以及（在文艺复兴时期）发现通过系统的实验可能找出因果关系。”［4］古希腊人从自然界的直观经验中抽象出准确的概念，构造公理系统，利用演绎推理去论证命题的正确性。演绎推理有两个基本要求：前提真实和推理形式正确。一个推理只要满足以上两个要求就能保证推理必然性。因此，基于古希腊演绎推理模式基础上的西方科学追溯自然现象背后的规律，寻找因果关系，追求科学研究的确定性。

归纳推理与演绎推理正好相反，归纳推理是从个别事实概括出一般原理的思维方法。例如，金是固体，银是固体，铜是固体，铝是固体……因此，所有金属都是固体。这就是一个归纳推理形式。归纳推理是一种或然推理，归纳论证本质是不保真的论证。归纳推理只能为认知主体认识自然现象提供一种可能性的结论，但归纳法是一种追溯原因的方法，科学研究往往就是寻找现象背后的原因。随着人类掌握的知识的增多，人类更想探索现象背后的深层原因，提出“为什么”的问题。例如为什么金属受热会膨胀？为什么太阳东升西落？为什么会出现月食？为什么天空是蓝色的？为什么放入水中的筷子会是折断状？等等。对这些问题的回答就是寻找现象背后的规律和原因，归纳推理是一种寻找原因的很好的方法，因此，中国人比较注重归纳推理而忽视演绎推理并不妨碍中国古代科技取得伟大的进步。

中国人擅长运用归纳法促进中国古代科学发展，但中国古代科技多是关于经验层面的直观归纳。东汉时期的《九章算术》总结了周秦到汉代的数学成就，南北朝时期的贾思勰撰写的《齐民要术》总结了北方地区的生产经验，明朝时期的宋应星撰写的《天工开物》作为现存第一部完整农书，系统总结了历代农业、手工业方面的生产技术。但近代、现代科学的发展超越了经验层面，需要在概念的基础上进行严密的推理，运用理性思维把握和解决问题。现代科学必须追求思维的严谨性、明晰性和精确性，但归纳逻辑仅限于现象的总结和现象间因果关系的初步追溯，中国人轻演绎推理的思维模式导致中国近代科学发展的滞后。

（二）重视实用性，轻视理论研究

古希腊的思维模式推崇“学者传统”，重视理论研究，鄙视实用性研究，“他们（希腊人）探索哲理只是想摆脱愚蠢，显然，他们为求知而从事学术，并无任何实用的目的”［5］。阿基米德为了抵御罗马人的进攻，发明和建造了许多军事机械，他利用杠杆原理发明了抛石机，利用动滑轮和定滑轮制作了起重机，利用镜子反光原理和聚光的特点点燃了敌船，但是阿基米德认为这只是不得已而为之，他引以为荣的是关于纯数学的理论研究。

中国传统的思维模式推崇“工匠传统”，追求科学技术的实用性。“天文、历法、气象等学科，既是直接为农耕服务，也是维护帝王统治的天道之学。传统医药学更是直接的实用科技。其他如建筑、水利与农桑技术，都是工匠经验知识”［6］。中国人关注天文学方面的研究且成果颇丰，战国时期甘德和石申的《甘石星经》中测定的恒星记录为世界上最早的恒星表；元朝郭守敬的《授时历》比欧洲同类历法早300多年，是我国古代最精密的一部历法。中国的天文学注重历法的目的是为了便于安排农时。中国人的数学也有直接的使用目的，也是为了解决生产、生活中的实际问题，九九乘法表、度量衡、算筹等都可以解决日常生活中的计算问题。中国传统的农业方面重视生产工具的改良，元朝王祯的《农书》重视生产工具的改革，元朝徐光启的《农政全书》吸收西方科技，目的都是为了促进农业发展，解决农业技术问题，具有实用目的。中国科技发展不仅注重实用性，甚至把科技的实用性上升为影响民族发展的国家利益层面上。正如李泽厚所言：“它们与天文、历数、制造、炼丹等等还有所不同，兵、农、医、艺涉及极为广泛的社会民众性和生死攸关的严重实用性，并与中国民族的生存保持直接的关系。”［7］中国科技发展注重实用性，主要目的服务于生产和巩固统治的需要。轻视理论研究，这种思维模式使得中国科技发展的技术化倾向严重，缺乏形成系统的理论和科学体系。正如阿尔珈兹在公元830年所说：“奇怪的是，希腊人对理论颇感兴趣但又不为实践所累，而中国人对实践兴味盎然但对理论则多有忽视。”［8］

（三）重视直观观察，轻视探索因果关系

中国人传统的思维模式提倡“天人合一”，关注主体和客体之间的关系，重视协调人和人之间的关系、协调人和自然的关系，而不是把自然界作为一个独立的客体进行研究，不追求万物的本源，只注重对事实的直观观察、经验推断和主观臆测，古代科学家用阴阳解释火药爆炸，用阴阳解释电［9］，但缺少对产生电的原因的解释和挖掘。

西方科学则热衷于为求知和摆脱愚昧去探索自然的奥秘，热衷于探索自然现象背后的原因。西方人注重求真，追求隐藏于事实之中的因果关系，古希腊的米利都学派把世界的本源归为水，恩培多克勒提出构成世界本原的是水、火、土、气这四种元素，毕达哥拉斯提出世界的本原是“数”，德谟克利特认为世界的本原是不可再分的原子，这些都是对于自然现象背后的原因的追溯。达芬奇认为天体是一架服从确定的自然法则的机器，自然是有规律的。世界是简单的、有序的、统一的，因而可以凭理性思维找到其中规律。西方科学多用假说来构造因果关系解释自然现象，如光的直线传播、反射、折射、干涉、衍射等现象就有牛顿的微粒说和惠更斯的波动说两种竞争的理论来解释。西方化学家对燃烧现象进行解释的有氧化说与燃素说，生物进化中有突变论假说和灾变论假说来解释，对于地质构造中岩石的形成有水成说和火成说。中国人的思维模式中缺少利用假说或者理论来解释现象的传统。科学研究不仅仅局限于对自然现象的直觉发现、经验概括，而且更需要对自然现象背后的规律进行揭示，因此，中国人注重直观观察，不热衷探索现象背后因果关系的思维模式阻碍了中国近代科技的繁荣。

三、“李约瑟难题”引发的思考及启示

通过上述对“李约瑟难题”的分析以及对中国人思维模式特点的概括，本文从研究方向、研究方法以及研究思路等视角针对中国人的思维模式提出促进科学发展的思路。

（一）研究方向上注重基础理论研究

中国偏注重技术发展多于基础理论的研究，但是基础理论的研究能为应用技术提供理论基础。例如，关于电和磁的性质的研究可推动电力技术发展，原子核裂变理论发展为原子弹研制成功提供依据，固体物理学理论的发展使得晶体管的研制成为可能，量子理论和相对论的基础理论的发展为原子能技术、合成化工技术和半导体技术的发展提供了理论基础，DNA的发现使得现代生物技术的产生和广泛应用。只有在哥白尼日心说理论、开普勒行星三定律、牛顿万有引力理论等基础研究的指导下，才能促进近现代科学研究的进一步发展。勒维烈推算出海王星的存在就是运用基础理论研究的计算的结果。1781年，天文学家发现了天王星，扩展了太阳系已知的界限，但天王星在运行过程中的位置与根据万有引力定律计算出来的结果不符。天文学家基于已有的天文学理论，推测出天王星的运行轨道发生偏离可能是因为受了其他行星引力的影响，但是还有一个地方减慢速度原因不明，根据已知几处减慢速度是受其他行星引力的结果，有人提出那处原因不明的减慢速度可能是受其他行星引力的结果。经过科学家们的计算得出了新行星出现的时间和位置，科学家通过找到了这颗新行星，这就是海王星的发现过程，被科学界称为“笔尖上的发现”。基础理论的研究不仅仅能促进科学的发展，而且还能促进技术的发展。随着现代技术的发展，技术科学化和科学技术化紧密地联系在一起。正如司托克斯在《基础科学与技术创新》中提出除了纯基础理论研究（玻尔象限）和纯应用技术研究（爱迪生象限）这种各自沿着自己轨道发展的研究之外，还存在着一个连接这两个轨道的象限——巴斯德象限［10］。巴斯德象限说明现代技术发展与科学发展紧密交织在一起，不仅来自科学理论的突破能够带来技术原理的变化，而且技术发展也能够推动科学的发展，起着枢纽作用。不管是玻尔象限、爱迪生象限，还是巴斯德象限，都必须注重基础理论研究。

对于中国的科技发展，不管是技术进步还是人类文明的进步都需要关注和支持基础学科的发展，没有基础学科的发展，就难以取得科学的持续发展和技术的长久进步。

（二）研究方法上注重数学和演绎逻辑的作用

中国传统的思维模式中缺少明确的概念界定，更注重归纳和类比推理等或然性推理形式，这难以保证科学理论的严密性和准确性，而希腊人擅长从经验世界的直观问题中抽象出明确概念，构造出欧几里得的几何学和亚里士多德的三段论式的公理系统，去论证某些命题的正确性，古希腊人对事物的认识不局限于现象，更注重现象背后的规律，特别是数量上的规律性，不局限于对自然现象的经验描述和总结。

数学和逻辑对科学的发展具有方法论层面的意义。毕达哥拉斯注重数的和谐，拓展了数的范围，发明了无理数，他将数学概念抽象化，从而推动了演绎数学的发展。欧几里得几何学以“公理、公设、前提、条件、推理、论证”等概念和手段来进行理性研究，这些概念和手段意味着规则性和普遍性。柏拉图学园门口写着“不懂几何者禁止入内”，伽利略认为自然的真理存在于数学的事实之中，“自然之书是用数学语言书写的”，哥白尼、开普勒、莱布尼兹以及之后的很多科学家都自称是信奉“毕达哥拉斯主义”，运用数学追求造物主心中的简单和谐，计算星体位置。15—16世纪的新柏拉图主义者包含有毕达哥拉斯主义的成分，他们倾向于把自然事物的行为解释成它们的数学结构的效果。海森堡指出：“在早期的希腊哲学思想中，主要有两种思想今天还在决定着严密自然科学的道路，因而首先引起我们对它们的兴趣。这两种思想是，确信物质由最小的，不可再分的单位，即原子所构成并相信数学结构的指导力量。”［11］伽达默尔也指出：“伽利略使自然界服从数学构造，从而达到一种新的关于自然法则的概念。以数学抽象为基础研究自然法则，和通过量度、计算及衡度手段证实数学抽象，显示了近代自然科学在诞生。”［12］中国的数学不管是九九乘法表还是十进位制、勾股定理、π值的确定等，仅是满足数和量上的需要，不是用数学来探讨世界的规律和世界的逻辑构造，只能算作直观抽象，没有进化到理论化的抽象，缺少具有逻辑一致性和完备性的理论体系。这不利于近代、现代科学的发展，如果说宏观世界的规律可以通过观察和实验进行归纳和总结的话，微观世界、宇观世界则需要建构理论，需要通过明确概念，判断和推理来建构严密的逻辑体系。只有改变中国传统的思维模式，才能在现代科学发展中取得竞争优势，因此，必须注重数学、逻辑化的演绎推理。

（三）研究思路上注重对事物背后因果关系的追溯

中国科学家通过大量观察发现太阳黑子、日食、月食等天文学现象，通过归纳总结对植物进行分类，通过炼丹的燃烧等实验记录化学反应现象，通过走遍千水记录地质结构，通过遍尝百草记录植物性质，通过周而复始的年岁更替制定历法，这些虽然都属于科学的进步，但是更多是偏重于对于现象表面的观察、归纳和总结，缺少对于事物背后的因果关系的追溯。假说是人们对于自然现象原因的一种猜测性认识，它是人类理性思维的产物，是用因果关系甚至是因果链条来解释现象，而不局限于经验层面。中国的思维模式缺少对于事物背后因果关系的追溯，这不利于中国科学技术的发展。

综上所述，“李约瑟难题”提出中国古代科技发展领先于世界各国，但是近代之后却发展落后了，这与中国的地理位置、封建社会制度、经济发展落后、闭关锁国的外交政策、文化特点等均有关系，此外，中国传统的思维模式也是阻碍中国科技发展的重要因素。中国传统思维模式重归纳推理、轻演绎推理，重实用、轻理论，重直观、轻假说等导致了中国科技竞争力不足的结果。因此，如果想提高中国的科技竞争力，必须改变中国人的传统思维模式，在研究方向、研究方法和研究思路等多个维度突破常规，培养适应现代科学技术发展的思维模式才能促进中国科学技术的发展。

［1］李约瑟．中国科学技术史（第一卷）［M］．袁以苇，等译．北京：科学出版社，上海：上海古籍出版社，1990：18．

［2］《自然科学大事年表》编写组．自然科学大事年表［M］．上海：上海人民出版社，1975．

［3］罗伯特·K·G．坦普尔．中国：发明与发现的国度——中国的100个世界第一［M］．陈养生，陈小慧，李耕耕，等译．南昌：21世纪出版社，1995：11．

［4］爱因斯坦．爱因斯坦文集（第一卷）［M］．许良英，范岱年，译．北京：商务印书馆，1983：574．

［5］亚里士多德．形而上学［M］．吴寿彭，译．北京：商务印书馆，1959：5．

［6］鲁品越．生存型实用文化与李约瑟问题［J］．上海财经大学学报，2004（1）．

［7］李泽厚．中国古代思想史论［M］．北京：人民出版社，1985：306．

［8］刘钝，王扬宗．中国科学与科学革命：李约瑟难题及其相关问题研究论著选［M］．沈阳：辽宁教育出版社，2002：214．

［9］北京大学哲学系外国哲学史教研室．十六—十八世纪西欧各国哲学［M］．北京：商务印书馆，1961：17．

［10］D．E．司托克斯．基础科学与技术创新：巴斯德象限［M］．北京：科学出版社 1999：63．

［11］W·海森堡．严密自然科学基础近年来的变化［M］．《海森堡论文选》翻译组，译．上海：上海译文出版社，1978：52．

［12］伽达默尔．科学时代的理性［M］．薛华，等译．北京：国际文化出版公司，1988：138．

［责任编辑：杨 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

华南理工大学中央高校基本科研业务费专项资金项目“技术风险的伦理评估与社会治理研究”（ZDPY10）

闫坤如，华南理工大学科学技术哲学研究中心教授、博士生导师、哲学博士（广东广州，510640）。