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中国古代有没有科学?来一次「观念冒险」

2024-08-03科学

文 | 【中国科学报】 记者 张双虎

近3年前的2021年11月,中国科协邀请数位院士及专家座谈。当话题转至中国古代科技和文化自信时,中国科学院大学人文学院院长、教授孙小淳阐述了对中国古代科技成就和科学思维的认识与思考。

对于会上提出的「重新梳理中国古代科技发展的脉络和成就」,进而「重写中国古代科学史」的意见,孙小淳表示,这和他的想法不谋而合。

「我们在这方面已经沉淀数十年,有很多研究成果和新的思考。」孙小淳说,「近年来我们一直在寻找机会,以新的视角阐释科学文化发展,让人们在了解中国古代科技史的同时,拓宽文明视野、丰富科技思维。」

一个月后,中国科协正式立项,委托孙小淳和中国科技史学会组织相关学者,撰写一部中国古代科技科普读本。

日前,这部「重写中国古代科技史」的著作【文明的积淀:中国古代科技】正式出版。

古代不存在脱离科学的纯粹技术

长期以来,中国科技史研究面临一个颇具争议的问题,即中国古代有没有科学。

「首先要弄清科学的本质是什么。」孙小淳表示,重视实验、讲究逻辑是近代科学的突出特征,科学方法包括观察、分类、建立模型,以及解释事物间因果关系、弄清现象间关系等很多方面。

孙小淳团队的研究表明,中国古代不仅有观察、测量,还有数学模型和实验验证。例如,中国古代数学、天文学中有很多预测和实验,农学中有关于播种、嫁接的方法,手工业中有各种陶瓷制作技术,冶金领域有很多实践和验证,【墨经】中对小孔成像的认识有观察也有实验,等等。

「我们谈的古代科学是指古代的‘知识体系’或古人对自然的解释,也有人把人类适应环境而产生的系统知识视为科学。」孙小淳对【中国科学报】说,「尽管这些方法、实验和模型并不系统,但它们证明了某些理论。」

中国汉代制定历法时,曾有10多个「团队」参与竞争。他们做了大量观测,并通过构造模型解释自然现象。

「制定历法要观测行星运动、恒星位置,要准确验证月相、预测日食,及制定二十四节气时刻。」孙小淳说,「这需要精细的测量、不断验证、修正模型。同时,帝王会委派相关人员进行验证,这种思维方式和研究方法完全符合今天的科学规范。」

在近40年科技史研究中,孙小淳发现虽然古代很多技术是基于经验和直观产生的,且与科学理论并不直接相关,但所有技术的背后,都隐含着人们对自然事物及其相互关系的认识。

「古代不存在脱离科学的‘纯粹’技术。」孙小淳说,「如果我们以‘文明的视角’打通历史,从东西方文明比较的角度进行观察,就可以帮助我们了解中华文明在世界文明中的定位,从而增强文化自信。」

中国是世界近代科学的参与者

近代科学在西方产生,工业革命促使西方文明突飞猛进,将其他文明远远「甩在身后」。这使人们产生一种误解,好像科学是西方文明的专利。

「很多人认为中国古代没有科学,顶多算有点技术。」孙小淳解释说,「中国古代的科学探索和技术发展紧密相连。实际上,不仅中国,而且古希腊、古印度也都是这样,因此强调中国只有技术没有科学是不合适的。」换句话说,如果简单用有没有现代科学的定律公式、数学化表达来度量,不但古代中国没有科学,古希腊、古印度也同样没有科学。

如今人们只看到现代西方科技影响了中国,却忽略了中国对世界的影响。中国几千年来的确一直在引进、吸收外来文明,但并非是单向吸收,除了四大发明对世界的贡献外,中国古代在天文、数学方面的成就也影响了西方。

「即便明清以来,西方科学传入中国的过程中,中国在接受的同时也有发明和创新。」孙小淳说,近代科学的产生不是某一种文明的独特贡献,它是东西方文化交汇、多种文明融合发展的结果。中国是世界近代科学的参与者,因此在书写中国科技史时,要打破「欧洲中心论」,从全球视角来考察。

属于中国古代的「实验」

英国科学史家李约瑟用化学滴定实验类比,对文明进行「大滴定」分析,研究各种文明中含有多少现代科学所认定的科学成分。

「这对中国科技史研究贡献很大,但会剥离古代科技知识和古代文化。」孙小淳说,「实际上,两者在古代是难以分割的,解析式研究有时候很成功,但结果有可能带来偏差。」

孙小淳认为,要以文明的视角超越李约瑟难题,不做简单比对,而是弄清中国古代的科学实践是如何进行的,以及如何通过对自然规律的认识实现对道德规律的认识,从而追求最大化、最有效的社会公正。

中国古代科技人员没有做过像意大利科学家伽利略那样的实验,但有很多「实际的实验」。例如,研究人员在景德镇窑洞遗址发现了很多小瓷块,上面有标记和名字。这是匠人专门用不同配料、不同燃料、不同温度、不同包釉进行的样品烧制。

「它就是一种‘实验’,工匠们要弄清各种材料、条件组合烧制出来的东西是什么样子。」孙小淳说,「这背后隐藏着大量的试验和数据,如果没有这些试验,不可能做出那么精美的陶瓷。只不过以前出于某种原因,如保守商业秘密没有公开。实际上中国古代有很多类似技术。」

从社会、政治、经济、文化等方面考察,中国古代强调科学的「济世经邦」作用,注重把知识运用到国计民生领域,因此,天文、农学、水利、医学等领域的成就都是将科技与治国理政紧密结合的成果。

一次观念的冒险

「除了一些观察、测量和试验外,中国古代也不乏理论探索。」孙小淳说,「当然,这些探索后来没得到充分发展,但不能因此就断定中国古代文明中没有科学思想,没有科学的创造精神。」

孙小淳告诉【中国科学报】,本书不是简单介绍从古代到今天的科学技术,除了从时间维度着重写了几个时代外,还考虑了空间维度,对东西方科学技术进行了比较。同时,书中讲述了科学思想、科学社会学,甚至人类学问题。此外,该书对阴阳五行、天人合一、月令运行等问题也有探讨。

孙小淳认为,人类文明史相对宇宙历史只是极其短暂的一瞬,人类经历和认识的空间极其有限。「因此,我们对科学的认知还存在很多可能性,当前这些科学上的定律公式不一定‘放之四海而皆准’。」

孙小淳自然很清楚当下学界对中国古代科学的观点,也知道本书中的一些观点可能会引起争论、遭受批评。「从这个意义上说,该书的编写是一次‘观念的冒险’。」但他同时表示,「这种‘路径’研究能‘连接’ 过去、现在和未来。不同的‘路径’连接会指向不同的未来,这就是我们进行科学史研究的意义。」

世界科技史中,中华文明从未缺席,未来也不能缺席。

「探究中国古代文明中的科学故事,实质上是探寻科学的‘中国心’。」孙小淳说,「对科学‘中国心’的清晰认知涉及文化自信,关乎我们以什么姿态,以及什么心态面对过去和未来。只有把科学精神与中华民族之魂相结合,塑造科学的‘中国心’,才具有创新能力,从而更好地面向未来。」