中国古代科学思想的范式特征及其局限

钱朴

【摘要】中国古代科学水平在秦汉时期已跃居世界前列，唐宋时期达到顶峰。然而，随着时代的发展，中国古代科学却逐渐式微，从领先于西方转为追逐西方的脚步，这一现象受到学界的广泛关注。范式在科学进程中起到重要作用，中国古代科学范式亦有其独特性，既推动了古代科学自先秦至晚明的蓬勃发展，又在一定程度上遏制了近代科学的产生。通过归纳、分析范式的特征及其成因，能够发现中国古代科学思想的优越性与局限性，对当代科学发展也有一定的启示作用。

【关键词】古代科学；范式；特征；成因

【中图分类号】G321             【文献标识码】A          【文章编号】2096-8264（2023）01-0065-05

【DOI】10.20024/j.cnki.CN42-1911/I.2023.01.021

基金项目：江苏师范大学2021级校级研究生科研与创新项目“古代中国与西方科技创新范式的比较研究”（项目编号：2022XKT0577）。

中国古代较为系统的科学技术思想最早可追溯到春秋战国时期，在秦汉时期取得相当瞩目的成绩，一度领先于世界。然而，古代科学在发展达顶峰后颓势渐显，明清时期已明显落后于西方，这一由蓬勃发展转为没落的过程受到广泛关注与探讨，诸多学者尝试从政治、文化等角度探索其中原因，取得了丰硕的成果。但以范式为切入口，探究古代科学思想的文献并不多。范式是科学史家库恩所提出的概念，这一概念具有多个不同层次的含义，“从‘范式的内涵和外延来考察，它在本质上是一种知识生产方式和知识存在方式，是科学共同体的世界观基础和方法论遵循，为科学共同体提供研究根据、价值方向和实践标准”[1]，用库恩自己的话来说：“一个范式就是一個科学共同体的成员所共有的东西，而反过来，一个科学共同体由共有一个范式的人组成”[2]147。一言以蔽之，范式是一个科学体系中的核心要素，在科学发展中起着至关重要的作用。因此，通过分析中国古代科学思想的范式特征及其成因，不仅能够明晰中国古代科学思想的优越和局限之处，也能一探造成中国古代科学由兴盛到没落的原因，对当代科学工作亦有启示作用。本文将以中国古代科学思想的范式为切入点，结合部分古代科学研究成果，对传统科学思想进行剖析，尝试分离古代科学思想的优越与局限之处，取其精华，去其糟粕。

一、中国古代有无科学的论争

要对中国古代科学思想的范式做分析，中国古代有无科学是不可回避的问题，倘若中国古代不存在科学，所谓的范式分析也就无从谈起。对于中国古代有无科学这一问题，整体上有两个对立的回答，即一派认为中国古代无科学，科学是西方的产物；另一派则认为中国古代有科学，导致分歧的关键在于各方对科学的定义不一致，随着人们对“科学”一词的认识越发全面、深入，更多的学者倾向于肯定中国古代有科学。

在很长一段时间里，爱因斯坦、怀特海等西方学者认为科学是西方所独有的产物，中国古代没有科学。1953年，爱因斯坦在信中写道：“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础：希腊哲学家发明形式逻辑体系（在欧几里得几何中），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。在我看来，中国的贤哲没有走上这两步，那是用不着惊奇的。”[3]意即并不否定个别中国人科学探索、科学创造的能力，但宏观来看，中国科学的水平是可以忽略的，进而衍生出中国古代无科学的说法。

国内学界也有上述中国古代无科学立场的支持者。在《说中国古代无科学之原因》一文中，任鸿隽说道：“虽然，欧洲之有科学，三数百年间事耳，即谓吾国古无科学，又何病焉。顾吾尝读史而有疑矣……是故吾国之无科学，第一非天之降才尔殊，第二非社会限制独酷，一言以蔽之曰，未得研究科学之方法而已。”[4]认为中国人在认识自然的方式上存在缺陷，缺乏科学研究的系统方法，致使中国古代没有科学。竺可桢与任鸿隽的观点类似，也认为中国古代无科学。在《为什么中国古代没有产生自然科学》一文中，竺可桢援引钱宝琮、魏特夫等学者的观点，指出中国古代没有科学并非中国人能力欠缺，而是因为历史条件不具备，将中国古代无科学归结为古代农业社会制度过于强大、宗法社会制度过于强势等因素。简言之，我国学界在早期多认为中国古代无科学，并以此为出发点，尝试探索造成这一情况的原因。

与此相反，有学者持不同观点。席泽宗认为：“任何国家，任何民族，为了解决自己的衣食住行问题，都必须发展生产，必须去认识自然界，去发展自然科学，只是关注的程度有所不同，发展的方式有所不同，发展的水平有所不同而已。”[5]33有力地驳斥了中国古代无科学的观点，旗帜鲜明地认为中国古代存在科学。吴国盛认为：“基于不同的科学定义，可以得出不同的‘有无解答。”[6]英国科学史家李约瑟曾表示，中国古代有着发达的科学技术体系，人们认为中国古代无科学，源于对科学定义的混淆。认为中国古代无科学的人，实则是以近代科学的标准作为评判依据。所谓近代科学与古代科学最大的区别是，是否以伽利略方法为基础，该方法将数学与实验结合起来，并以此区别于古代科学体系。

学界对于中国古代有无科学的争论大致可归纳为上述两派，但无论是持哪种观点，其本意都不是否定中国古代所取得的科技成果，更多的是对于科学定义的辨析。科学是一种历史进程，在不同阶段甚至是不同地域，科学呈现出不同的特征，倘若以近代科学为标准去评判古代有没有科学，即是否以伽利略方法为基础作为衡量有无科学的标准，那么不仅中国古代没有科学，西方也没有。

这也就意味着，判断中国古代是否有科学时，不应以某一科学体系的特征作为唯一的衡量标准，而是应该从“科学”一词的定义着手。“科学”源于拉丁文Scientia，意为“学问”“知识”。自原始社会诞生以来，科学经过长期的发展，它的含义是不断扩大与加深的，以至于人们很难给科学做一个全面、精准的释义。在赖欣巴哈看来：“把有关系的因素从无关系的因素中分离出来，即是知识的开始”[7]。即知识实质上是一种概括，是通过概括方法从杂多经验中得来的。综合来看，科学是一个不断完善和发展着的关于自然、社会和思维的知识体系，是人们认识世界的方法论和工具，从广义的角度将科学理解为这样一种概括性的知识体系，而不是狭义上的西方近代科学，那么中国古代就必然有其科学体系。

二、传统范式的经验性、实用性与整体性取向探析

在库恩的理论体系中，范式内含一套相互关联的理论与方法论的信念，是科学共同体所共同遵守的理论模型和解决问题的框架，是共同体内部达成的研究共识，为科学共同体提供研究根据、价值方向和实践标准。可以说，范式是科学研究中的核心要素，渗透在科学进程的各个方面。在不同的发展阶段，科学有不同的特征，范式亦表现出不同的特征，中国古代科学思想经过长期的发展，孕育出独特的范式。大体来看，中国古代科学思想范式具有工匠传统、实用主义及整体观照的特点。

“工匠传统又称技术传统，即是由工匠保持的文化传统，工匠在冶炼、印染、器械制造等活动中获得了最初步的自然知识和技术知识，以口授方式保存了这些经验性知识。”[8]由于中国古代科学家多由工匠或是偏重工匠传统的学者构成，工匠重经验概括而轻理论抽象的特质也成为中国古代科学范式特征之一。

古代科学的这一特质表现为善于归纳、总结经验事实。例如，牛顿于公元18世纪系统提出第一运动定律，该定律认为任何物体在不受外力的作用时，都保持原有的运动状态不变，即原先静止之物继续保持静止状态，原来运动的事物继续做匀速直线运动。牛顿提出的这一定律在世界范围内产生了深远的影响，时至今日仍起到一定的效用。然而李约瑟的研究表明，早在牛顿提出第一定律前2000余年，即公元前4世纪至公元前3世纪，墨家学派所著的《墨经》便已对力学问题进行过深入研究。《墨经》中提道：“止，以久也；无久之不止。”这句话是说，运动要停止，需要外力阻止，没有外力，运动不会停止。这一说法与牛顿提出的第一运动定律不谋而合。《墨经》还记载到：“合与一，或复否，说在拒。”意即多个力可以合为一个力，并且有大小相等、方向相反的反作用力，原因在于各力之间的相互作用，与牛顿第三运动定律的含义相契合。对经验事实的敏锐捕捉和细致归纳，使得中国古代科学水平一度走在世界前列。

此外，科学知识的傳授形式也深受工匠传统的影响。在中国古代，知识技艺多以师徒门派的形式进行传授，这种传承形式中，师徒间关系密切，徒弟可以和师父朝夕相处，随时接受师父的教诲，师父对徒弟的道德品格和职业素养的形成起到重要作用，师父在日常生活、工作中的言行举止、思想无不影响着徒弟。此外，师父还可以根据每个徒弟的特点、资历和学习状况，灵活传授技能，及时改变学习进度和方式，做到因材施教。

除鲜明的工匠传统外，中国古代科学还体现了浓重的实用主义倾向，以解决实际问题作为科学研究的初衷。中国古代统治者相信天象与其统治命运有着密切关系，因此历法的准确度至关重要，被当作一种检验标准，用以评判各代王朝是否顺应天意。为满足统治者的实际需求，彼时的天文学家细致详尽地观察、记录天象。在此过程中，古代天文学取得了瞩目的成绩，不仅能够精准推算节气、每月的日数分配、月和闰月的安排，还可以预报日月食的发生时刻、五大行星位置的推算和预报。元代天文学家郭守敬在其编撰的《授时历》中，通过两百余次的测量及周密计算，将一个回归年的长度定为365.2425日，该数值与现今通用的公历值几乎相同，较之欧洲的格里高列历早了足足300年，可谓是了不起的成就。同时，古代天文学的兴盛带动了相关学科的蓬勃发展，有学者认为：“再次，中国古历法的需要和改革不仅促进了天文学的全面发展，而且使数学伴随天文学而发达起来。中国古代数学发展的许多方法都是在解决天文历法计算问题中产生、形成和发展的”[8]。

如我国古代的数学著作《九章算术》，是先秦时期至西汉晚期中国数学实用性思想的集大成之作，全书由九个部分组成，即为九章，各章节分别为方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程、勾股。九章之中，前六章均为数学在社会生活中不同领域的应用。例如，第一章“方田”中记述了如何计算平面几何图形面积的方法，用于计算田地的面积；“在第二、三、六章中，为了论述各个单位的换算比例，书中利用了春米、谷子、粟米等多种粮食来进行说明，很清晰地讲述了多少单位的粟米换算多少单位的谷子，实用性很强”[9]；更有部分章节直接与政府官员的职责相关，如衰分来自等级分配，商功来自土木和水利工程，均输来自官方摊派劳役。书中解答的问题体现了中国古代数学体系鲜明的实用主义色彩，满足了当时百姓和官员的实际需求。

与西方传统的分析性思维不同，受“天人合一”思想的影响，中国传统的医学、农学、天文学，甚至是逻辑学，无不渗透着整体性思维的特质。以医学为例，中国传统医学吸取了“天人合一”的整体观思想，强调人与自然的和谐统一。中医从人与天的关系来考察机体发病的原因，认为气候、温度、地理因素的变化都是发病的因素，由此而总结出因时因地动态变化的治疗原则.详细来说，中医认为人体各部分之间是一个协同有序的整体，因此，中医在研究人体某一器官时，会将其放在整个机体中进行考察，而不会脱离人体做研究，这与传统西医“头痛医头，脚痛医脚”的分析性思维截然不同。中国传统医学还认为，人的机体和精神是一个相互关联、不可分割的整体，即人的形和神相互依存、不可分割，形是神的基础，神指导着形的活动。同时，人体与外界环境也是一个协调统一的整体，人体的生理变化与自然环境的变化有着密切联系。比如现代社会生活、工作节奏加快，导致抑郁症患者数量大幅增加等。简言之，中医在研究问题时，由部分及整体，从整体看部分，注重精神与肉体、个体与自然和社会环境的相互作用，善于从宏观角度把握各种致病因素这是中医整体性思想在研究方法上的体现。中国传统医学的整体性思想受到广泛推崇，虽然西方也有整体大于部分的说法，但在面对具体问题时，就忘了这一点，而中医在研究人体和治疗疾病时，切实地运用了整体性思维，就重整体观而言，中医优越于西医。

中国传统科学范式的整体观照不仅体现在医学上，在工程维修及农业生产方面也有充分展现。“四川水利工程都江堰历经两千余年而不衰，渠首工程的鱼嘴、飞沙堰。宝瓶口三者巧妙结合，分水、分沙的合理性，工程维修的科学性和简单性，充满了中国古人治水的整体性和复杂性思想，对当今的水利工程建设有丰富的启示。”[5]38在农业生产方面，中国传统思想与西方基督教传统的人类中心主义思想不同。早在周朝，古代统治者就已颁布《野禁》和《四时之禁》，严禁违背时令砍伐树木、捕捉鸟兽鱼虾，并设立相应岗位，聘专人专职管理山林川泽。主张将农业生产中的天、地、人看作彼此相连的有机整体，主张顺天时、量地利、尽人力，形成了一套完善的农业思想，即便是在现代的农业生产中，依旧有相当的可取之处，这种质朴的整体观念，充分体现了中国人的独特智慧，即善于从整体视角把握、认识世界，这也构成了中国传统科学思想的独特范式。

三、传统范式对科学的束缚

任一科学范式都只是某一时代的产物，并不具有普适性，每一范式的形成与发展都兼具优越性与局限性。中国古代科学思想的范式也是如此，其优越、先进之处在很长一段时间内，有力地推动了科学的发展。但随着时间的推移，古代科学思想中的局限之处逐渐显露，客观上阻碍了近代科学的产生。

传统科学范式善于归纳经验事实固然是一大优点，但美中不足的是，古代科学多停留在经验层面，缺少由经验上升到理论的关键一步。虽然墨家提出的运动定律比牛顿早了2000多年，却没有在历史上留下浓墨重彩的一笔。可以说，中国古代的科学家们在自然科学学说方面，伟大的一步早已迈出，但是脚印却落在松软的沙滩上，还来不及留下印记，便被不断推进的历史潮流所覆盖。造成这一情形的原因便可归结为中国古代科学范式中鲜明的工匠传统，其重经验而轻理论的学术传统，使得中国古代科学家对自然现象的探索常常止步于经验的归纳，缺乏进一步将经验升华为理论的动力和意识，在很大程度上限制了中国古代科学向高级形态进一步发展。

受工匠传统的影响，中国古代传授知识技艺多采取师徒传承的方式，教学内容及形式灵活多变。这种师徒传承制倘若只是在局限在重经验归纳的技术领域，或许是利大于弊的，但延伸到重理论抽象的科学领域，师徒传承制的弊端便显露无遗。例如，师徒制的教学方式存在一个明显的弊端，即没有严格的教育组织形式，缺乏系统、规范的教科书。

有学者认为：“教科书提供的更像是知识和方法的堆栈，而非展现科学的历史进程，特别是科学革命的发生。”[10]由此导致的后果是，教科书的表述方式抹杀了科学进程的历史感，赋予科学教科书鲜明的“非历史性”。“因此，科学教科书展现了科学的一致性。这种一致性当然有其合理性，即产生精神定向，迅速地培养科学界的新生代。”[11]即从积极的一面来看，教科书能够使学习者快速地了解所学学科的各种理论概念，以及该领域已取得的重要成果，是使常规科学得以延续的教学工具。一本科学教科书暗含了某一科学共同体所遵循的研究范式，系统地学习教科书，能够提高共同体的研究效率，库恩认为：“例如，我们已经注意到，一旦接受了某一共同范式，科学共同体就无须经常去考察它的第一原理，其成员就能全神贯注于它所关心的现象中最细微、最隐秘之处，这确实会不可避免地会增加整个团体解决新问题的效力和效率。”[2]137往深了说，教科书不仅可以提供当代科学的各种实验、概念、定律以及理论知识，也是形成科学共同体的纽带，学习者在教科书的教化下，能够与当前科学共同体达成共识，成为共同体的一员，使得共同体的结构愈发坚固。

除此之外，科学共同体在科学发展中还具有奠基性的意义。库恩认为：“不过，常规科学和科学革命都是基于共同体的活动。”[2]150常规科学活动的开展和科学革命的产生都以科学共同体为基础。倘若这个基础不牢固、延续性不佳，必然对常规科学，尤其是具有进步意义的科学革命起到阻碍作用。中国古代科学受工匠传统影响颇深，缺乏系统的教科书，致使科学工作者无法高效学习到统一的科学范式，从事科学研究时没有一致的研究目标与方向，无法构成有效、延续的科学共同体，对科学革命的产生起到了阻碍作用。

与古希腊科学为学术而学术的特点不同，中國古代科学侧重对实用性的关照，古代数学、天文学等学科，无不以解决实际问题为出发点。同样以数学为例，中国传统数学的主流是代数学，最大的特点是以实际问题的解决为出发点，以计算见长，将数学作为工具对实际问题给出解答，很少去思索纯粹理论性、缺乏实用价值的问题。

“经世致用”思想铸就了古代科学重实用性的特质，但从另一个角度看，这种实用主义思想却违背了基本的数学精神，即数学对抽象化、概念化和公理化的诉求，以至于在中国传统数学体系中难以找到充分抽象和逻辑化的数学形态，其应用价值仅仅停留在非常有限的层次上。由于过分注重实用性，致使中国古代数学放弃了对理论研究的热情，当这种实用主义思想成为科学思想的主流，成为科学工作者从事科学研究的首要准则，人们的探索就不会指向抽象的“无用之物”，导致高层次的数学理论无人问津。在科学事业中，未经逻辑理性洗礼、未与经验科学融洽结合的实用性，只能较好地解决当前的实际问题。但从长远来看，倘若只满足于科学带来的实用性，不进一步做深入的理论探索，那么科学事业的发展势必在达到一定高度后止步不前。

在这种功利主义思想的影响下，中国古代读书人在研究儒家典籍上投入毕生精力，将“修身、齐家、治国、平天下”视为人生最高目标。在封建社会中长期占统治地位的儒家思想，重政治而轻科学，儒家对自然界的探索避而不谈，两千多年以来一直专注于人类社会；道家虽然崇尚经验主义，推崇工匠技艺，但它反对技术革命，对科学进步持消极态度。中国古代的知识分子在此类封建思想的熏陶之下，价值实现方式在潜移默化中发生了变化，将读书学习当作升官发财、光宗耀祖的敲门砖，将精力投进四书五经及其微言大义的考究，以及对于人际交往的探索之中，继而对整个民族科学文化的价值取向产生了负面影响。根深蒂固的“经世致用”思想直接导致在中国古代，鲜有知识分子对自然规律的探索产生浓厚兴趣，即便有少数有志之士愿意投身于科学事业，其出发点也多是为了解决实际问题，间接导致了中国古代的科学体系呈现出浓重的实用主义色彩。

中国古代科学所特有的整体观照注重诸事物间的相互联系，优势在于擅将各要素有机结合，并进行统筹规划。但由于缺乏逐层深入的分析方法，从长远来看，并不利于科学的发展。中国传统科学以整体综合方法见长，习惯于将研究对象视作不可剖析之物，从事物外部用整体视角推测内部结构与机制，这就不可避免地导致直觉思辨或是主观臆断，极易导致科学走向神秘主义。在这种科学思想的指导下，似乎一切自然现象都能合理地自圆其说。如电产生于阴阳相激，磁石的吸引力源自阴阳相感，诸如此类的“科学”解释不计其数。

由于中国古代科学家在科学研究中过于看重整体性，致使在科学进程中极易出现类似融贯论的弊端。涂纪亮认为：“融贯论强调某一命题与同体系中其他命题的一致性。但是，没有逻辑矛盾的命题或理论并非都是真理，有些自圆其说的谬论可能不包含逻辑矛盾，然而并非真理。”[12]以医学和农学为例，中国传统医学主张根据外环境推断人体内环境的生理与病理机制，不重视人体解剖和病理分析，进而导致大量临床事实被轻视，解剖分析的研究手段被抑制。反观近代西方医学的发展，不断使用分析解剖的方法从机体的结构和基本单位上探究生命机体，促使人们利用实验的手段探索生命现象，并取得丰硕成果。中国古代农学理论亦是如此，几乎没有关于植物机体内部构造的知识，缺乏实证分析方法的介入。依照库恩的说法，科学革命的发生与是否出现原有范式无法解决的反常有关，与科学发展的程度并无直接关系，随着科学研究中的反常频繁出现，从而引发危机，危机常常会使新发现增多，科学革命也由危机而起。然而，在这种过于强调整体融贯，且缺乏实证分析的范式指导之下，反常、危机难以出现，难以引发类似于近代西方的科学革命，长久以往导致了中国古代科学发展的停滞不前。

四、结语

分析中国古代科学思想的范式特征及其成因，其目的不是为了以近现代科学观的视角对古代科学作批判。科学作为一种整体性知识，不可避免地具有一定的时代性，倘若武断地将过时的科学理念视为不科学的，那么就預示着现今的科学知识随着时代的更替，终有一天也会沦为非科学。总的来说，中国古代科学有其独特的范式，与现代科学的范式或许鲜有相同，但并不意味着没有可取之处。当代科学工作者在努力发展现代科学文明的同时，一方面应坦然承认自身的不足，积极学习西方先进的科学成果和科学思想；另一方面应批判地继承中国古代科学的精华之处，规避传统科学中的糟粕，结合本国固有的政治、社会等因素，构建具有中国特色的科学文化。

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作者简介：

钱朴，江苏淮安人，硕士研究生，主要研究方向：科学技术哲学。