格致經世：中國科技

1  東方之光─亞洲之中國
    百家爭鳴的科學理性
    傳統科技的五大學科
    科技發展的三次高峰
2  科學發現─思想之禮物
    畢氏定理─形數統一的風範
    渾天座標─生而具有現代性
    小孔成像─觀察實驗的方法
    經絡學說─整體論的人體觀
    海陸變遷─將今論古的推理
    救荒本草─人道引領的科學
3  技術發明─革命之工具
    印刷術─文字的載體
    黑火藥─槍炮的能源
    指南針─方位的信息
    蒸餾器─物質的分析
    種痘法─預防的醫學
    平均律─科學的藝術
4  工程實踐─世界之遺產
   都江堰─生態工程
   萬里長城─北疆防線
   京杭大運河─經濟命脈
   水運儀象台─文化節奏
   周公測景台─窺測天機
   鄭和下西洋─海外交往
5  產業開發─中華之名片
    青銅─後來居上
    鑄鐵─從天而降
    絲綢─以身名國
    瓷器─與國齊名
    茶葉─紳士氣派
    漆器─第一塑膠
6  再造輝煌─世界之中國
    從傳統到現代的心態轉變
    由格致到科學的知識銜接
    現代科學技術體系的興建
    化傳統遺惠為創造的源泉
參考文獻

【序】
百技千秋的科學史話

　　現代文化人類學意義上的「文化」概念是相對「自然」而言的，它包括人類的一切活動及其創造物。自然演化偶然地產生了人類，而人類又創造了燦爛的文化。自然是人類的生存條件，文化是人類的生存方式。既屬於自然又屬於文化的人類，就生活在自然和文化的夾縫中。人類的這種二重屬性決定著他在自然和文化之間的尷尬地位，既不能脫離自然又不能停止文化創造。這種尷尬地位所造成的人的精神分裂，是人類生活中一切善惡的總根源。文化的發展經過蒙昧和野蠻而進入文明時代，而文明又有農業文明到工業文明的轉變。「文明要經過歷史的考驗而存活下來」，比利時—美國科學史學家薩頓（George Alfred Leon Sarton,1884—1956）早在1930 年就指出，但對於以科技為基礎的當代工業文明「我們還沒有經過」這種歷史的考驗。

　　「科技」這個詞是一個複合詞，包含「科學」和「技術」兩個概念。嚴格意義上的科學，即邏輯推理、數學描述和實驗檢驗緊密結合的知識體系，是通過科學革命而誕生於十七世紀歐洲的。科學的源頭被追溯到古代希臘文明，並因而有「古希臘科學」之說。人們也在文明比較的意義上，談論 「古阿拉伯科學」「古印度科學」和「古中國科學」等諸多古代科學。可以這樣談論的理由正如英國生物化學家和科學史學家李約瑟（JosephTerence Montgomery Needham,1900—1995）所說，直到十五世紀末，東方人和西方人大體一樣，都各自企圖解決同樣性質的問題，而沒能很好地領悟和自覺掌握我們今天所熟悉的科學的方法和精神。技術則幾乎與人類的歷史同樣悠久，但古代的技術發明源於經驗，而現代技術則多是科學原理的衍生物。

　　今天的人類已經在哲學深度上認識到，物質、能量和資訊是世界的三大要素，科技就其本質而言無非是認識和利用物質變化、能量轉換和資訊控制。科技的價值實現依賴於工程和產業的運作，科學認識、技術發明、工程實踐和產業開發形成一條價值鏈，同時也體現人類科技活動系統的層次結構。科技作為文明的組成部分有其預期的目標和演化的歷史，目標可區分為開發生活資源、擴大生存空間和保護環境安全三大方向，歷史可表徵為權勢主導、經濟主導和智力主導三大階段。

　　英國農學家和科學史學家丹皮爾— 惠商（William Cecil Dampier-Whetham,1867—1952），在其著作《科學史及其與哲學和宗教的關係》（1929）第一章「古代世界的科學」中說，「在歷史的黎明期，文明首先在中國以及幼發拉底河、底格里斯河、印度河和尼羅河幾條大河流域從蒙昧中誕生出來」。薩頓曾經寫過一篇隨筆《東方和西方的科學》（1930），引用了拉丁文古訓「光明來自東方，法律來自西方」（ Ex oriente lux,exoccidente lex），強調「西方全部形式的科學種子來自東方」。李約瑟的多卷本《中國科學技術史》（Science and Civilisation in China,1954 年以來陸續出版），鼎力推薦中國文明中的科技成就。

　　中國地處歐亞大陸的東端，從青藏高原伸展到太平洋。數千萬年前的青藏高原是一片海洋，幾百萬年前才隆起成為高原。發源於這裏的黃河和長江就是孕育中華五千年文明的搖籃，傳說中的三皇五帝業績大體上有了考古證據的支持，夏、商、周三代的歷史面目越來越清楚。春秋戰國時代的百家爭鳴奠定了中華文明的理性基礎，在君主專制的體制和儒道互補的思想背景下發展的中國科技，在秦漢時期形成自己的諸學科範式，其後經歷了南北朝、北宋和晚明三次高峰期。

　　中國啟蒙思想家梁啟超（1873—1929）在其論文《中國史敘論》（1901）中，把中國的歷史劃分為中國之中國、亞洲之中國和世界之中國三大時期。自黃帝以迄秦之統一是中國之中國，即中國民族自發達、自競爭之時代。自秦統一至清代乾隆末年是為亞洲之中國，即中國民族與亞洲各民族交涉頻繁和競爭最烈之時代。自乾隆末年以至今日是為世界之中國，即中國民族聯同全亞洲民族與西人交涉競爭之時代。在其翌年發表的論文《論中國學術思想變遷之大勢》（1902）中，「中國民族」又被代之以「中華民族」。

　　《馬可• 波羅遊記》（1298）曾引發歐洲人幾個世紀的東方情結。文藝復興時期佛羅倫斯畫家施特拉丹烏斯（Johannes Stradanus or Giovanni Stradano or Jan van der Straet, 1523—1605），在他的木刻畫《新發現》（Nova Reperta, 1580）中繪製了九項所謂古人不知的「新發現」，即美洲大陸圖、磁羅盤、火炮、印刷機、馬鐙、機械鐘、治療梅毒的熱帶木、蒸餾器和蠶絲。

　　二十世紀的科學史研究表明，除發現美洲大陸和治療梅毒的熱帶木兩項外，其餘各項都有其中國的先驅。東印度公司的商船和隨船東進的傳教士無意中創造了一個「中國潮」。商人們販運到歐洲的中國絲綢、瓷器、茶葉和漆器等技術產品，來華傳教士們介紹中國的幾百部著作，比十字軍東征（1096—1291）、蒙古人的西征（1219—1260）、鄭和使團下西洋（1405—1433），更能激發歐洲人的創造靈感。

　　自然界中的生命之所以生生不息，是因為採取了兩性繁殖的策略。作為自然演化之延續的文化演化也類似於生物的兩性繁殖，文明的演進就根源於不同文明之間的衝突融合，或強勢文化同化弱勢文化或結合兩種文化基因形成新文明。英國歷史學家威爾斯（Herbert George Wells,1866—1946）的《世界史綱》（The Outline of History,1920）描繪了工業文明如何在遊牧與農耕兩種文化的衝突融合中誕生於歐洲的歷史。中華民族在人類創造工業文明的進程中是落伍的，工程和產業之價值取向的權力主導滯緩了中國歷史的車輪，最終以引進西學的方式走向現代化。面對工業文明進犯威脅的中華民族，通過西學東漸、洋務運動和新文化運動三部曲，完成了從傳統到近代的心態轉變，實現了由格致到科學的知識銜接。

　　科學和技術是人類文明的重要組成部分，在西元前五世紀前後印度、中國和希臘三個文明中心率先產生了理性的科學文化。在古希臘科學繁榮和近代科學誕生之間的所謂中世紀的千餘年間，希臘科學衰退而阿拉伯科學和中國科學興旺發達，並且正是希臘科學傳統和中國技術傳統在阿拉伯匯合並漸次傳往歐洲而促成了科學的誕生。科學誕生後的繼續發展是一個世界化的過程，各文明區的科學現代化都是科學世界化總進程的一部分。各文明孕育的古代科技也是接受和發展世界化科學的基礎，因為自然規律不因發現它的民族而異，差別主要在表達形式和自然觀方面。中華悠久文明中的科學傳統，其科學成就、科學方法和科學精神，不僅對科學的成長做出了貢獻，而且對科學的未來發展提供了啟示。