代谢增长论:技术小波和文明兴衰
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4.2 欧洲和中国科学道路的比较研究

雨果说:像印刷术、火炮、气球和麻醉药这些发明,中国人都比我们早。可是有一个区别,在欧洲一旦有一种发明,马上就生机勃勃地发展成为一种奇妙的东西,而在中国却依旧停滞在胚胎状态、无声无息。“中国真是一个保存胎儿的酒精瓶。”(雨果,《笑面人》)雨果的话虽然令人痛心疾首,却一针见血地指出了中国与欧洲在文化传统和科学命运上的主要特征。

为什么近代科学和资本主义都起源于西欧?为什么中国科学的进展曲折迟缓?这个问题值得深入分析。众所周知,近代科学的思想方法溯源于两千多年前的希腊。我们的工作表明,阻碍中国分工发展的历史分岔于春秋战国的土地危机。显然关于中国科学落后历史根源的研究也要从两千多年以前的经济文化开始。但是,科学史上有一些事实模糊了人们的眼界。在中西方文化交流史上,中世纪的欧洲确实从中国获益匪浅,而中国向欧洲人学得的却为数不多。这使不少人误以为当时中国的科学领先世界,明清以后才开始落后。这固然在心理上可以减少某些中国人对于历史上落后的耻辱感,却妨碍了我们认清中国传统科学的基本弱点。实际上中国只是在某几个技术领域一度领先,例如,农耕和军事技术,这也是中国封建社会的经济结构所决定的。但中国在科学体制和科学方法的基础方面素来落后,独立完整的科学体制始终未能从封建社会中分化产生出来。不承认体制和方法的落后恰恰是近代中国落后挨打的起点。

4.2.1 古代科技史的分期比较

究竟中国科学技术的落后始于何时?中国科学技术发展的道路和经济结构、政治体制、文化传统、哲学倾向有什么联系?只有做比较研究才能知晓。这里要说明的是:本文所指的欧洲指地中海沿岸区域,包括两河流域和北非,这是西方文化的发源地。欧洲的说法只是一个文化史上的简明称呼,不是今日的地理概念。为了简明起见,我们把欧洲和中国的古代科技史大致分为如下几个阶段(见表4-1)。

表4-1 古代科学技术进展对照表
(公元前40世纪—公元15世纪)

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(1)现有的材料表明,公元前40—公元15世纪,在农业技术、青铜器、铁器、造船、防腐、建筑以及数学等方面,巴比伦和埃及的科学技术比中国领先了10—20个世纪,并对后来欧洲的文化产生了重大影响。玻璃的制造、拼音字母的使用,这些重要的发明未曾在中国出现。

(2)公元前15—公元3世纪,相当于中国的商代到三国之间,欧洲产生了以希腊罗马为代表的奴隶制文化,在机械、建筑、解剖学、几何学、宇宙学和城市公共的文化设施方面超过了中国,中国则在农业耕作、蚕丝、瓷器、造纸、冶金等技术方面遥遥领先。虽然中国早在公元前11世纪就进入了封建社会,但是中国没有产生过原子论、形式逻辑、几何的公理化体系以及宇宙的数学模型这些早期的科学理论,没有发展“问题—观察—假设”这一系统的科学方法。

(3)公元3—13世纪,欧洲的中古封建社会,相当于中国的三国到元朝,中国和统一有关的技术领先于世界,并陆续传入阿拉伯和欧洲,例如,造纸、指南针、印刷术、火药、火箭等重大发明和纺织、瓷器等技术继续保持优势。欧洲这个时期在建筑、光学上有重要的进展,并产生了牙樯、机械钟等重要发明。中国在代数上也取得了先进的成果,但是没有发展成系统的方法,不少成果竟然散失。

(4)13世纪以后,欧洲逐渐产生资本主义的生产关系,文艺复兴运动重新发扬了希腊的科学遗产,16世纪产生了以哥白尼、维萨留斯为代表的新科学,18世纪开始了以工作机为发端的技术革命。中国社会却依然如故。

4.2.2 经济结构对科技体制的影响

(1)技术路线和学科顺序。恩格斯说:“必须研究自然科学各个部门的顺序的发展。”“科学的发生和发展一开始就是由生产决定的。”近代科学的发展顺序是数学、天文学、力学、物理学(首先是光学,然后是热学)、化学、生物学,这反映了科学认识本身从简单到复杂的认识规律。能走上这一条发展科学的捷径,也是和欧洲经济结构的特点分不开的。

我们看到欧洲重商主义的传统、航海贸易的发展怎样产生对解决经度问题的需要。希腊人的航海和殖民活动促使他们在公元前4—公元2世纪就研究了宇宙模型、圆锥曲线、欧氏几何和球面三角。东方航路的探求,又推动了哥白尼、开普勒、伽利略和牛顿的工作。

我们要请大家注意地理环境对经济结构和技术路线的影响。埃及很早就发现玻璃制法,因为它有大片沙漠,用火时极易发现砂粒熔融时的现象。我们从比较研究中发现,中国的海岸是南北走向,导航只要求确定纬度,简单地观察星高即可解决,无须依靠宇宙的几何模型。地中海是东西走向,尤其寻求通往印度的新航线必须确定经度,这是极为困难的课题。这里有两种可能的办法:一是给出不同季节、不同经度上观测到的行星坐标以编制航海历书,这就必须建立数理宇宙模型,精确计算行星运动的规律。航海贸易的实际需要成为欧洲数学家发展理论天文学的持续动力。二是利用时差确定经度,这导致机械钟的发明和改进,推动了力学和精密机械的发展。在中国,计时只是宫廷的点缀,因此朱元璋竟认为元代司天监留下的自动宫漏计时器为“无益害有益”,让人把这空前的科学制品打碎了事。

欧洲的地势平坦,军事防御主要依靠城堡而非山地,因此筑城术在军事工程中占有重要地位。希腊罗马的公共建筑和中世纪的宏大教堂促进了建筑技术的发展。机械钟的出现更使几代的科学家和哲学家为之着迷,这对力学的发展构成了强大的动力。

欧洲的玻璃制造有几千年的历史,教堂多用彩色玻璃来加以装饰,刺激了光学的发展。眼镜的出现又导致了望远镜和显微镜的发明,大大推动了光学的研究和实验工具的进步。

中国的航海贸易在经济中不占重要地位,罗盘用于看风水甚于航海。陶瓷制造本身是复杂的化学过程,全凭经验操作,难以像玻璃那样引致科学的分析。中国最有前途走向技术革命的纺织技术由于小农和家庭手工业相结合的经济结构,顽强地抵抗节省人力的机械的发明,失去了变革的生机。

化学的发展得力于炼金术。生物学的进步和医学、农业密切相关。中国的道士热心于制造长生不老药以骗取帝王的赏赐,欧洲的炼金术士却梦想制造黄金发财。欧洲的医药以矿物为主,中国的药物以草药为多,因此欧洲的无机化学发展得较早。欧洲的畜牧业十分重要,对动物品种的引入和改良十分关注;中国只注意植物的栽培。林奈的分类学和进化论的提出主要基于对动物物种的观察比较;中国始终停留于以植物为主的经验的描述,以本草为典型的代表。

(2)经济结构和科学地位。近代科学和近代资本主义都是在西欧封建社会的内部发展起来的。一些科学史家仅仅把科学的产生看作以科学为代表的唯物主义与以宗教为代表的唯心主义斗争的结果,但是没有注意到西欧的科学体制是从宗教中分化出来的,而中国的儒教并没能产生类似的分化。研究其中的原因对剖析中国社会传统中阻碍科学发展的因素有很大的意义。

近代科学在西欧产生的过程中,文艺复兴在一定程度上得到教会的支持。数学、逻辑、天文、医学的研究在经院大学中有相当的地位。谋求建立中央集权国家的君主更是大力争取市民阶级的支持,对新生的科学给予奖励和保护。虽然西欧存在封建教会对科学思想的压制,但是一个多元化的社会中难以存在一种专制的政治经济力量来窒息科学的发展。原因之一是科学给西欧的统治阶级带来的经济利益远超过给某些权势集团带来的政治损害,这就在西欧封建社会的上层引起了营垒的分裂。

欧洲的经济是一个开放系统,东西方的香料贸易是农牧混合的经济生活中不可缺少的环节。航海贸易从希腊罗马时代到近代都在欧洲经济中具有重要地位,形成了西方文化以商业利益为中心的价值观念。在西方文明中,希腊罗马文化和基督教有着极为深广的影响。希腊文化发展了近代政体和近代科学的主要原型。罗马法在相当程度上体现了商品生产的法律关系。中世纪西欧普遍发展起来的相互约束的封建契约关系,产生了自治的城市、大学、商人和手工业者的行会、教派和学者的自组织团体。这使中产阶级的城市可能脱离封建领主的桎梏,也使学术中心得以形成脱离教会的独立机构。基督教是以经商著称的犹太民族创立的宗教。基督教的教义鼓励商业道德、公平交易、信守契约、善待行商,维护商业活动的利益和信誉。不少教皇自己也从事商业和贸易,关心数学和天文学的研究。《圣经》中有一个教谕很能说明基督教的价值观念:在新约中宣传天国之道时说,这好比有1个人到外国去,把家业交给3个仆人,按才干分别给予5 000银子、2 000银子和1 000银子。前两个人去做买卖,各赚了5 000和2 000银子,第三人把钱埋在地下,主人回来后如数交回。结果主人夸奖前两个人,夺过第三人的1 000银子交给有了10 000银子的人,把不会赚钱的第三个仆人丢在黑暗中哭泣。政治宗教服从经济利益是欧洲社会的传统,在两者发生严重冲突的时候,总是改变政治学说和宗教教义来适应变化的经济结构,而不是像中国那样以牺牲经济利益为代价来巩固封建帝王的统治。相反,中国专制统一的封建社会是封闭的经济体系,庞大的军队是专制统一的政治基础,以粮为主的小农经济是粮食和兵丁的基本来源。中国多山,因此海运不占重要地位。落后的交通使商业竞争易于割据垄断,而非横向竞争。囤积居奇往往加剧天灾人祸的动荡。恶性竞争的私商活动构成地主小农经济和官营企业的潜在经济威胁。儒家文化和法家体制造成了中国封建社会以治人为中心的权势观念,尽一切可能维护分散脆弱的小农经济之稳定,而牺牲技术进步之机会。中国封建社会庞大官僚机构的主要经济职能只是征集钱粮兵丁和监督水利工程,对于与农业和军事无直接关系的科学研究和技术改进缺乏兴趣,对违背封建伦理的新思想极端仇视,由此我们不难分析西欧与中国科学地位和文化传统何以有着如此巨大的差距。

首先,哲学和科学在欧洲的社会地位远较中国为高。在西方影响很大的哲学家柏拉图在所著的《理想国》中,把哲学家置于第一等级。中世纪的封建欧洲,僧侣的地位高于贵族,教皇的权威大于世俗的君主,因此学术界有很高的地位,而科学又是哲学中的重要部分。欧洲历史上的哲学家大多是科学家,例如,毕达哥拉斯、亚里士多德和近代的笛卡儿、伽桑狄、莱布尼兹。科学革命的先驱大都来自教士和自由职业者,如哥白尼是牧师兼医生,维萨留斯、伽利略是经院大学的教授。在中国,文人术士从春秋、战国起就成为诸侯君主的门客附庸。秦始皇焚书坑儒、汉武帝独尊儒术、唐朝开科取士,形成官学制度。学术界的兴衰完全取决于帝王的好恶和意志。中国历史上的哲学家大都是政治家、军事家,研究天文数学只是个别官僚文人的副业。柏拉图学园的门上写道:“不懂几何者止步。”中世纪教会学校必修的七艺中包括天文、算术、几何和音乐,可见科学占相当的比重。在中国除了家传的天文、算学之外,社会上重文章轻技术,诸子百家都不讲数学。“巫医乐师百工之流,君子不齿”,科学技术处于很低的地位。

其次,新事物遭受的命运不同。欧洲的商业活动产生对新事物的追求,一些罗马帝国的皇帝和天主教的教皇都重视希腊的科学遗产。早期教会认为大地是浮在水上的圆盘,四根柱子撑着天。西班牙的阿拉伯人翻译了希腊的古典著作,13世纪译成了拉丁文,对欧洲的思想产生了巨大的冲击,文艺复兴运动也对基督教会产生了重大的影响。1213年教皇格里高利九世下令重新评价希腊科学著作。托马斯·阿奎那的神学著作,把亚里士多德和托勒密的学说列为正统。这在思想方法上比早期教会前进了一大步,为哥白尼的革新奠定了基础。如果说文艺复兴运动得到了美第奇家族这样的财阀和若干教皇的支持,那么哥白尼的日心说则引起了封建营垒的分裂。哥白尼著作的出版得益于教皇克莱门特七世的兴趣和红衣主教吉士(Giesse)的帮助。伽利略的落体实验和使用望远镜的天文观察轰动了全欧洲。威尼斯元老院当即授予他帕都亚大学终身教授的职位,图斯卡尼大公们争聘他为宫廷科学家。伽利略在罗马起先也受到盛大的欢迎。新科学在欧洲的群众和上层能激起中国不曾有过的巨大反响,这一点离开了经济结构和社会风尚就难以理解。由于开放的经济体制使每一个新发现、新发明都给大众带来商业和经济上的利益,因此欧洲民众热烈崇拜冒险的英雄。哥伦布和伽利略的发现受到市民的欢呼和支持,统治集团也因此给予他们奖励。中国由于是闭关自守的小农经济,人们对任何新事物抱有本能的疑惧。因为在一个封闭的经济体系中,任何人地位的上升,就意味着其余人利益的损害。个体小农尤其害怕商品生产的竞争。中国的封建社会中官僚和文人合为一体,没有独立的学术传统。以往一切的新学说、新技术到头来都成为统治者变本加厉地压迫人民的新工具,中国老百姓怕新和怕官的心理是密切相关的。鲁迅指出,中国的人民是多疑的。这就使天才人物的生长缺乏肥沃的土壤。在中国,不但产生天才难,单是有培养天才的泥土也难,至今新事物的生长在群众中也要经历曲折的历程。“墙里开花墙外香”是相当普遍的社会现象,守旧疑新在中国社会的上层和下层都有深重的传统。“枪打出头鸟”“擒贼先擒王”的传统政策进一步加剧了中国人不敢冒尖的心理。鲁迅指出,中国人不但“不为戎首”“不为祸始”,甚至于“不为福先”。所以凡事都不容易改革,前驱和闯将,大抵是谁都怕做。新思想、新学说的传播和新组织的生长相当困难。

我们的许多科学史著作强调了罗马天主教会对日心说的查禁和对伽利略的审判,却很少分析教会内部的矛盾和当时的历史背景。当时新教运动引起剧烈的教派冲突。尽管哥白尼本人是虔诚的天主教徒,但他的学说却给反宗教运动提供了炮弹。罗马的主要神学家为新学说的政治意义感到惊恐,他们出于教会政治的需要力促对伽利略进行了审判。主教会议判处对伽利略进行监禁,但由于法庭庭长和教皇乌尔班八世的同情改为了软禁。欧洲的骑士制度和宗教战争,使许多人以坚守个人的信仰为荣。罗素指出,中世纪的欧洲,胜利和殉教是通向光荣的道路。当时欧洲的死刑也有贵贱之分,贵族断头,盗贼绞死,只有思想犯或信仰异端者才处以火刑。因此布鲁诺的牺牲和伽利略的受审虽然造成了意大利科学中心的衰落,但其不仅不能使科学家身败名裂,反而使日心说在欧洲各国声名远扬,教会权威急剧衰落,成为后来科学从宗教中分化出来的转折点。至于中国的封建社会,“述而不作”是儒家的传统,“标新立异”是莫大的罪名。政治上的成败轻易就可以决定科学家和新思想的命运。如果对比中国明清时代文字狱株连九族的残酷镇压和哥白尼学说传入中国时所受的冷漠待遇,就可以明了为何中国难以成为新思想的发源地。鲁迅指出:“凡中国人说一句话,做一件事,倘与传来的积习有若干抵触,须一个斤斗便告成功,才有立足的处所……否则免不了标新立异的罪名,不许说话;或者竟成了大逆不道,为天地所不容。”所以“社会上毫无改革,学术上没有发明……国人的事业,大抵是专谋时式的成功的经营,以及对于一切的冷笑”。这是旧中国愚民政策下社会风尚的深刻写照,在这样的冰雪严寒下是生长不了新思想的幼芽的。资产阶级民主革命时期的思想家批判中世纪是黑暗时代,其实中世纪的黑暗还有“月光”,中国的封建时代,则几乎没有科学“呼吸”的可能。应当注意的是,鲁迅对西方文化的高估,可能缺乏更广的世界史知识。亚历山大征服波斯帝国时焚毁了世界最早的图书馆。罗马帝国接受天主教为国教后,系统毁灭希腊罗马的文献,规模远超中国的文字狱,使得当代流传的柏拉图和亚里士多德的巨著,其中有多少是文艺复兴时代伪作,有多少是真的从阿拉伯文献转译,值得研究。

(3)政治制度和交流体制。学术民主依靠政治民主来保障,希腊城邦的奴隶主民主政治、执政官的选举制度,促进了雄辩术的发展,产生了逻辑学和辩证法。中世纪欧洲王权和教权分立,城市和社团自治,限制了宗教迫害的势力,科学思想才得以广泛传播。科学民主首先在荷兰、普鲁士、瑞典等新教国家得到保证,开明君主把反叛教会的哲学家、科学家请进宫廷。教派的斗争和大学的自治使不同的观点得以发展。没有教皇的选举制度,新兴的中产阶级就不可能把他们的影响渗入教会,使文艺复兴和新的科学获得发展的余地。应当指出,11—13世纪形成的大学学位制度、17世纪建立的科学院和学会的选举制度,对提高学术水准、防止科学的投机、保障学术的民主有深远的意义。从反对封建教会和资产阶级政治的干扰,促进科学本身的发展来说,这些制度的确立,一度保证了“为科学而科学”的研究,避开了封建政治与教派斗争的干扰。这对科学和文化的发展无疑有深远的意义。像平行线公理和圆规直尺作图这样的问题都是从科学本身产生的,和生产及政治没有直接的关系。即使哥白尼研究行星运动的初衷,也是出于数学模型改进的动机而不是基于哲学上的考虑。哥白尼说,“数学是为数学家们写的”,对数学一窍不通的那些神学家的非议,他轻蔑地不予理会。这在中国的封建社会就办不到。一些卓越的天文学家往往必须用占星术的迷信来哄骗帝王权臣以求政治上的生存,这就损害了科学理论本身的彻底性。

商鞅建立的保甲制度抑制人员的来往,秦始皇焚书坑儒,所免的唯有农医等技术书,但是尽皆失传。中国的专制制度使天文历法的研究为皇家垄断,天象的变化经常被作为擅杀大臣或发动政变的借口。因此官方对天文记录严加保密,非司天监的官员都不许过问,天文官员之间互相监视。华佗被曹操所杀,张衡的浑天仪在“永嘉之乱”中失落,祖冲之的《缀术》在北宋后失传。文化专制主义和皇朝的分治政策阻碍了科学技术的交流和传播,使无数珍贵的科学技术随着王朝的更迭而散佚。在当时,中国没有建立专利制度,使“祖传秘方”、技术保密成为小生产者自保生存的主要手段,这造成无数的技术失传和社会的重复劳动。在专制历史上,中国只行人治,不行法治,没有商业、技术的法规,不鼓励学术的批评和争鸣,使中国的科学技术缺乏系统性、继承性,具有分散性、经验性的特点,始终没有形成相对独立的科技体制。专制皇朝的“愚民政策”“罢黜百家、独尊儒术”使诡辩代替了说理,折中代替了争鸣,迷信代替了研究。“于是终于佛有释藏,道有道藏,不论是非,一齐存在”,哲学和迷信混为一谈。中国历来以政代经、官学不分的科举制度和官僚制度,使大批读书人把读经当作做官的敲门砖,专心探求真理的人寥寥无几,为科学献身的几无所闻。中国学术界长期盛行的“文人相轻”、弄虚作假的腐朽作风,正是封建官僚制度的产物。

鲁迅指出:中国做学问全不如欧洲人那样认真,“中国的事情往往是招牌一挂就算成功了”,“每一新制度、新学术、新名词,传入中国,便如落在黑色染缸,立刻乌黑一团,化为济私助焰之具,科学,亦不过其一而已”。其根源在于官学合一的官僚制度,此弊不去,中国科学是无法摆脱僵化的官学传统的。

4.2.3 哲学传统和科学方法的关系

近代科学超出古代的自然哲学和传统的经验技能,科学方法的产生是一个飞跃。科学发展的继承性最明显地表现于科学思想演变的渐进性。希腊科学—经院哲学—自然科学的发展过程是一个否定中有肯定的批判继承关系。启蒙哲学家往往夸大了中世纪基督教的黑暗面。但是和中国的宋明理学相比较,就可以发现基督教采用亚里士多德的自然观和逻辑方法,实际上为哥白尼的变革作了准备。反之,中国的辩证思想长期满足于经验主义的解释,并没有去寻找认识自然的分析方法。有些人只看到哲学对科学的指导作用,却不注意不同自然观的形成,实际上深受经济结构、技术路线的制约。中国近代科学的落后,时至今日经验传统诡辩玄学还有很大的市场,在方法论和世界观上都有深刻的原因。落后的认识论不可能产生先进的方法论,这在科学史上是一个事实。

(1)形式逻辑和抽象方法。严格的逻辑和数学语言是近代科学的主要工具,哥白尼提出日心说体系的时候,他继承的科学遗产并不是张衡的浑天说,而是托勒密的本轮体系。他的改进只是移动了坐标原点。哥白尼在方法上是突破一点,而非重起炉灶。开普勒以惊人的毅力坚持繁重的计算,终于发现椭圆轨道比圆轨道更为精确,推动他的是毕达哥拉斯和柏拉图的信念:世界的规律可以用数学来完美地描述。中国的哲学家和天文学家从不追求宇宙的几何模型。牛顿的引力论有赖于质点的抽象,他把欧几里得的概念和方法引入了物理学。在中国主张元气学说的人们看来,把太阳、地球看作质点无异于异想天开的谬论。

近代科学重视逻辑和数学方法的应用,在思想上受益于西方哲学理性主义的传统。希腊人从柏拉图到亚里士多德都追求支配宇宙的普遍抽象法则。中世纪的教会采用了亚里士多德的哲学,上帝似乎是具有至高理性的立法者,为万物的运动建立了严格的数学规律。中国的哲学传统与希腊大不相同。中国的哲学有两个极端:一端是纯粹的经验主义,来源于中国的个体小农和工匠的经验传统;另一端是以伦理学(治人)为中心的诡辩玄学,完全脱离实践经验,来源于中国的士大夫阶层。两者都否认有抽象普遍的法则存在。在中国的哲学传统中,始终没有从科学方法上找到从经验上升到理论的中间环节,没有发展出近代科学赖以发展的问题、观察、假设的科学方法。一个好的科学问题应该是可以由观察回答的具体问题,一个科学假设必须明确地预言可观察的现象,才能由实验来定取舍。亚里士多德的宇宙模型断言重物比轻物下落更快,伽利略的实验就可以判别真伪。哥白尼修改的托勒密模型从近代的标准看也是一个科学的数学模型。浑天说则不是一个科学的假说,因为它不具备可以观察检验的效应。中国有不少文人爱提大而无当的问题,发表不着边际的高论,至今还在阻碍科学方法的普及。看来农业民族有重视经验和轻视规范的倾向,而商业民族更爱探求抽象理论和操作法则。

中国的哲学倾向从孔孟的天命观到王充的元气说,都带有经验论和宿命论的色彩,老庄的辩证法思想与黑格尔并不相同。在中国的哲学家看来,发展变化除了循环论以外并无其他严格的规律可循,老天和中国的帝王一样没有稳定的立法准则,只有捉摸不定的权力意志。数学的研究只是适应宫廷制定历法、丈量土地的需要,不像毕达哥拉斯的哲学、数学规律那样构成宇宙观的核心。中国人仅仅关心具体结果的实用主义抑制了人们去关心普遍的抽象体系。中国人仿制外国的技术产品历来有很高的才能,但是对科学的思想很少感兴趣。中国数学家用算筹和算盘的计算往往不记录中间步骤,他们得意的是个人的技巧而不是普遍的方法。代数的成就没有产生合理的符号系统,几何的经验无人总结为公理化体系。小农经济的经验传统强调因地制宜,这固然有它的长处,但否认严格体系却阻碍了理论科学的发展。

(2)分析方法和渐进程序。近代科学从定性猜测发展为定量科学,从自然哲学分化为实验科学,要归功于分析方法和渐进程序的应用。不把复杂事物的各种因素分离开来,进行孤立、个别的研究,就无法进行判别性实验,也就无从发现变量之间的数量关系。近代科学最重要的结构理论,就是分析方法的产物。分子运动论、化学原子论、生物遗传学,都是用简单组元的运动来说明复杂事物的机制,这是中国传统的理气说无法企及的目标。

分析方法在欧洲发展得很早。解剖学是希腊医学的基础,文艺复兴恢复了希腊对人体自然美的爱好。达·芬奇这样的大画家首先推进了人体解剖学,成为维萨留斯的先导,这与中国重辩证轻病理的医学传统和反自然的审美观形成对比。柏拉图用两种直角三角形来组合成五种正多面体,用来代表不同元素的微粒,德谟克利特的原子论用原子形状、次序、位置等机械运动形式的不同来说明万物。亚里士多德的水晶球宇宙简直是一个用外力推动的机械模型。托勒密把复杂的行星视运动分解为本论和均论的规则运动。哥白尼的门徒则认为上帝建造宇宙的方法和造钟的机匠没什么不同。与此相反的例子是,王充用日月阴阳二气的消长变化来说明日食的成因,反对月掩日这样简单的机械运动机制。欧洲传统的思想方法是把复杂的事物分解成简单不变的问题,可以循序渐进、逐次逼近来得到解决。中国思想的固有传统是把简单的事情想得复杂和多变,这不仅受到帝王崇尚的权术政治的影响,也反映了中国小农经济地形复杂、气候多变、精耕细作、小全经营的生产特点。

应该承认,欧洲的自然观有明显的机械论的色彩,就是在现代也总是以物理学的眼光来分析问题,这反映出欧洲的技术路线,机械、建筑技术、几何学和解剖学的悠久历史在思想方法上有深刻影响。中国的自然观有清楚的有机论的痕迹,常常从生物学的角度出发观察问题,这和中国的农业社会、耕作技术、中医理论不无关系。从世界观来说,中国传统的哲学家强调综合、强调辩证,也许比欧洲传统的科学家强调分析、强调抽象更接近自然和辩证法。因为科学上任何分割、抽象都带有片面、近似的性质。但是从认识论和方法论来说,人们的认识运动总是从简单到复杂,从片面到更多的方面。所以近代科学的分析和抽象方法,远远高出古代哪怕是辩证的经验和猜测。以拉普拉斯的星云假说为例,它是以严格的牛顿力学为基础的,当代的宇宙演化理论则以广义相对论为基础,并不是定性的估计。中国近代科学落后的基本原因之一在于,中国的经验科学强调整体的复杂性,但是始终不去寻找解开复杂、简化运动的科学方法。在今天,辩证的思想只有运用逻辑和分析方法才会产生定量的科学成果。有人指责科学的分析方法和公理化方法是形而上学,他们不理解科学方法的发展史和抽象方法的简化效果。

(3)彻底精神和效率原则。科学的革命性在于彻底性,科学的假设和推论必须确定无疑,才能经受实验的检验和修正。科学的彻底性表现在科学理论的普遍性和科学假设的简单性。这是长期科学实践所产生的效率原则的要求,并非什么“思维经济”,也不能用自然本身的简单性来加以解释,只能是人类实践活动本身的规律。

从哥白尼、牛顿到爱因斯坦,科学的彻底性在理论上取得了辉煌的进展。哥白尼在《天体运行论》的序言中叙述了自己变革托勒密体系的动机,他说:我之所以要提出计算天体运行的方法,不过是由于我知道一般数学家在这方面的研究中矛盾百出。第一,数学家们不能肯定太阳和月球的运行,从而不能解释或正确测算回归年的固定长度;第二,在确定太阳、月球和其他五个行星的运行时,他们甚至在证明天体的转动和运动时也不使用相同的原理和假设。有人只用同心圆说明问题,有人用偏心论和本论,但即使用这些方法,他们也不能完全达到目的。

在科学上,任何一种现象都可能用多种不同的模型来解释,科学实践上总是取应用最广泛、计算最简单的一种,除非新的实验事实迫使人们作进一步的修正。科学上尽量减少不必要的假设,使理论形式简明彻底。这一“剃刀原理”由14世纪的经院哲学家威廉·奥卡姆首先倡导,对后来的科学研究产生了重大影响。哥白尼体系的精度并不比托勒密更高,但是把使用的本论和均论数目从80个减少到34个。亚里士多德原来把天体的运动用圆描述、地上的落体运动用直线描述。牛顿的引力理论则更加彻底,使宇宙和地上的物体满足同样的引力规律,勒维叶据此预言了海王星的发现。科学家们一代接一代地努力,把科学理论推进到经验直观难以想象的高度。离开了科学的彻底精神,科学的进步就无从谈起。

中国的科学家在勤奋和技巧方面著称于世。祖冲之的圆周率和唐代的瓷器在精度和工巧方面遥遥领先,为世界所钦佩。但是在理论的彻底性和严整性方面,中国的科学家难得有认真的努力。中国古代的哲学少有彻底的唯物论和彻底的唯心论,互相矛盾的儒释道三教可以合流,儒法诸家的哲学面目相当模糊,自身不成一个自洽的理论体系,在不同的问题上往往采取互相矛盾的出发点。其原因在于:一是为了适应专制帝王的需要,越是模棱两可的理论越容易求得政治上的生存。二是中国很少注重形式逻辑,仅仅发展了辩证思想。应当指出,近代科学的辩证综合是在分析研究的基础上进行的,辩证的思想离开严格的逻辑不仅不可能构成科学的理论,反而有走向诡辩的危险。自然界的辩证关系有确切的规律可循,否认规律、不讲条件、空谈变化、似是而非,实际上是一种不可知论。三是经验主义否认理性的力量,往往满足于具体问题的解决,拒绝对理论作深入的研究。短见的实用主义看不到长远的利益,阻碍了科学的深入。中国的小农经济对一针一线珍惜无比,但是对人才、时间、资源的浪费熟视无睹,所以也不可能产生效率的概念。