中国应如何推动科学和创新?杨玉良院士解析李约瑟之谜

中国应如何推动科学和创新?杨玉良院士解析李约瑟之谜

10月31日,复旦大学前校长杨玉良院士在第七期"海上院士讲坛"做了"也谈李约瑟之谜"主题演讲。杨玉良院士认为"李约瑟难题"或实为中国文化和现代科学文明之间的关系。本头条号团队对杨玉良院士演讲的内容进行转载,以飨读者!

杨玉良:也谈李约瑟之谜

中国科学院院士、复旦大学荣休校长杨玉良

一、李约瑟之谜及其相关背景

英国近代生物化学家、科学技术史专家李约瑟,在其著作《中国的科学与文明》中,提出此问题:"可以毫不费力地证明,中国(古代)的这些发明和发现远远超过同时代的欧洲,特别是15世纪之前更是如此"。"尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献,但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生?" 1976年,美国经济学家肯尼思·博尔丁称此疑问为李约瑟难题。很多人把李约瑟难题进一步推广,出现"中国近代科学为什么落后"、"中国为什么在近代落后了"等问题。国内外对此问题的争论一直非常热烈。

中国古代的发明并未导致现代科学在中国诞生。虽然中国古代有一些与科学有关的记载,但不能真正称之为科学,它只是发现。比如:公元前4世纪的《墨经》就记载了小孔成像现象,但是并没有进一步催生系统的几何光学;晋朝就已风行的炼丹术与后来记载的火药配方,也没有进一步催生真正意义上的化学与爆炸力学;早在战国就有记载的司南和一个世纪后指南针的确切记载,也没有进一步催生真正的磁学;放风筝有2500年的历史,同样也没有任何关于空气动力学及相关理论在中国诞生。

当然,国内外也有观点认为"李约瑟之谜"是个伪问题,其理由是李约瑟极度夸大了中国古代的技术发现和发明;或者说"李约瑟之谜"根本就不是个问题,因为中国文化是一个早熟的文化;因为中国文化早熟,然后停滞不前。更有观点说,应该反过来问,即,近代科学为何诞生于欧洲?陈方正先生在《继承与叛逆-现代科学为何出现于西方》(2009)中就是以此方式巧妙地避开了让国人不快的论题,但其中主要观点杨院士表示基本认同。

然而,中国近代的现实终究不可规避,所以尝试去辨析、去澄明对科学技术的发展十分必要,也十分重要。

北京大学林毅夫教授的观点是:因科学革命以及工业革命发生在欧洲,技术的发明,从工匠或农民在生产过程中偶然的"试错"式的发现,转为发明家有意识的"试错和改错"和在现代科学引领下的实验方式。并将其归咎于中国的科举制度:使得有天赋、充满好奇心的天才无心学习数学和进行可控的实验,从而导致对自然现象的发现仅停留在依靠偶然观察的原始科学的阶段,不能质变为依靠数学和控制实验的现代科学。

杨院士认为:将科学革命没能发生在中国的原因简单地归结为科举制度的观点值得商榷。说科举制度扼杀了中国人的创造力,尤其是扼杀了借助数学对观察和实验进行理论化的能力,这种观点很难使人信服。更何况,科举制度还是当时世界上最先进的制度。

但必须注意到,14-16世纪,一场持续、热烈、广泛的文艺复兴、宗教改革和启蒙运动正在欧洲进行。"把信仰留给教会,把理性留给世俗","让信仰和理性各司其职",这些运动逐渐唤起了人们对自然和数学的关注,文艺复兴后期,思想家们关注的第二个重要议题就是"方法的重要性"。

与"李约瑟之谜"相似的还有"麦迪森问题"以及"韦伯难题",就是工业革命与资本主义也没有在中国出现。

二、问题的答案可能与文化有关

复旦大学葛兆光教授认为:文化是使民族之间表现出差异性的东西,它时时表现着一个民族的自我和特色,它也没有高低之分。而文明是使各个民族差异性逐渐减少的那些东西,表现着人类的普遍行为和成就。文化使各个民族不一样,文明使各个民族越来越接近。

科学原本属于西方的一种文化属性,但现在已经转化为一种现代文明。不同的文化环境有利于或不利于科学的诞生与发展;近代科学主要诞生于欧洲,它与欧洲的文化具有更大的协调性。而作为一种现代文明,科学的核心是相同的;不可能有"中国式量子力学"、"中国式统计物理";也不可能有"资本主义物理学"、"社会主义物理学"。所以,"李约瑟难题"或实为:中国文化和现代科学文明之间的关系。

葛兆光教授《对中国文化的最大曲解,是刻意窄化和盲目自大》一文中有观点,中国文化有五种特质:(1)汉字及相应的汉字思维,使中国文化保持着最起初的象形性原初性;(2)家、家族、家国以及儒家学说使中国社会结构"内外有别","上下有序";(3)"三教合一"的信仰世界,使国人的意识中没有绝对性和神圣性的观念,所以很难看到宗教信仰意义上的辩论,甚至战争;(4)"阴阳五行"学说,万事万物串联成为一个大网络,成为先人探究宇宙万事万物的认识论的基础;(5)看似"天下观念"为基调,却实为"以我为中心"的想象世界和生活世界

构成现代精密科学的要素有哪些?首先应有一个能够促使人们去探索自然的自然观,进一步需要具备以下的基本思维方式:(1)丰富的想象力:需要大胆猜测(2)高超的抽象能力:忽略枝节,提取要素,构建模型(3)逻辑推演能力:以建立严密理论(4)有计划的实验观测能力:可以验证理论,或构建更新理论。

需要进一步说明的是:(1)逻辑推理和论证对于基于数学的现代科学理论的诞生是极为重要和关键的环节。(2)想象、联想和抽象能力对于艺术的发展很重要,而对于技术发明方式不会带来严重的影响。但若不再由此深入到严密的逻辑推理和论证,就难以将经验的发现上升为精确的现代科学理论。(3)严密的逻辑推理和论证是精密科学所必不可少的,没有演绎逻辑学就不可能诞生以牛顿力学为代表的精密的近代科学。

就中西方文化的差异,杨玉良院士从雕塑绘画书法艺术以及诗歌等方面作对比:如同为轴心时代的希腊雕塑是具象的,而中国汉代甚至更早就有很多抽象的雕塑作品;西方绘画讲究透视的精准,人体肌理的精确、细致刻画;中国的绘画更写意,揭示人的内心深层次感受的强烈欲望,以线条美为特征;而中国的书法艺术尤其是狂草更是将线条美抽象美呈现至极;中国古代诗歌立象以尽意,间接委婉,也乐于用诗谈哲学问题,呈现中国文化独特的意象之美。显然,中国文化呈现了非常强的想象、联想和抽象能力。

想象、联想和抽象能力对于艺术的发展很重要,而对于技术发明方式不会带来严重的影响。但若不再由此深入到严密的逻辑推理和论证,就难以将经验的发现上升为精确的现代科学理论。对中国文化,季羡林先生认为,中国文化是早熟的文化,成熟太早,不合时宜早熟的中国文化有两大特征。一是非物质性特征。在没有解决物质文明的时候,已经走向了精神文明;二是思维方法的特征。主要体现在:在没有详细了解局部细节,就给出了整体描述(中医理论);在因果链不清的情况下,就将事物看作是复杂的网络;在精准描述尚未成熟之时,就已经追求抽象的写意;方法上主要是归纳和悟性(猜测),而非演绎和推理等等。

中国文化不缺想象力、抽象和联想,想象、联想和抽象是催生精密科学诞生初级阶段的重要思维方式,想象是经验向未知的出发,是经验的重新组织。但是并非所有的想象都有益处,要形成理论,还需要借助外力,而这恰恰就是中国的传统思维方式中所缺失的东西。中国的传统思维方式中缺少逻辑演绎的思维方法;中国的传统思想与文化中缺少数学自然观的观念以及鼓励探究自然的社会文化土壤。

三、数学自然观和混沌自然观

近代精密的科学理论诞生首先应有一个能够促使人们去探索自然的自然观。古希腊倡导积极的数学自然观。现代自然科学起源于古希腊,古希腊人认为自然是有规律、秩序的,且可以被认识,这就需要借助数学来解释、认识。古希腊人不仅认为自然界是有规律和秩序,并认为它们是数学乃至是几何学的。他们对以逻辑推演和论证为特征的数学极其重视。缺乏以严密的逻辑推理和论证为特征的数学哲学精神,是无法催生现代科学的。

从想象、抽象的思维的结果,向精密科学理论的过渡中,贯穿数学精神是极为重要的。数学史家克莱茵认为,在西方文明中,数学一直是一种主要的文化力量。几乎每个人都知道,数学在工程设计中具有极其重要的实用价值。但是却很少有人懂得数学在科学推理中的重要性,以及它在重要的物理学理论中所起的核心作用。至于数学决定了大部分哲学思想的内容和研究方法,摧毁和构建了诸多宗教的教义,为政治学说和经济理论提供了依据,塑造了众多流派的绘画、音乐、建筑和文学风格,创立了逻辑学,而且为我们必须回答的人和宇宙的基本问题提供了最好的答案,这些就鲜为人知了。作为理性精神的化身,数学已经渗透到以前由权威、习惯、风俗所统治的领域,而且取代它们成为思想和行动的指南。最为重要的是,作为一种宝贵的、无可比拟的人类成就,数学在使人赏心悦目和提供审美价值方面,至少可以与其他任何一种文化门类相媲美。

而中国古代遵循消极、混沌的自然观,不鼓励探索自然,强调顺应自然;未曾建立数学的、有序的、可认识的自然观。中国古代的思想史上的主流自然观认为自然界在本质上是不可认识的。《老子》的"无为"思想实质上也包含了一种对自然、社会和人生无能为力的消极含义。这种消极态度的直接后果是严重阻碍了人们对自然探索的热情和积极性。

正是因为中国古代没有数学的自然观,也缺乏严密的逻辑论证,尽管中国有过以"四大发明"为代表的诸多非常伟大的发明。中国火药的发明已有1000多年的历史,鞭炮和焰火燃放至今;中国的风筝已经放了2500多年,但是却没有诞生任何像样的科学理论。直到16、17世纪前,中国的技术发明或许还走在世界前列,而在科学思想和精神上,在演绎逻辑学的方法论上,中国却远远落后于希腊。封建集权制的第一个恶果,就是使中国不可能产生精密科学所需要的逻辑学,从而也就没有推理的数学。

四、 重要结论

最后,杨玉良院士总结以下结论:第一,文化反映民族个性,各有辉煌。任何一种文化都有其特征,有其辉煌的一面,也有与文明不相适应的一面。中国文化具有巨大的创造力,但它既不是十全十美,也不是一无是处。问题在于,不同的文化在不同的时期和针对不同对象时将发挥其不同的作用;科学革命没能在中国发生,除了缺乏积极的自然观的因素外,认识方法论也是一个重要因素。当人们对一个事物的内在联系错综复杂、期间的原理不甚清楚时,"悟"的认识方法是有效的;若要将想象、联想和抽象的思维成果发展成为真正的现代科学理论,则需要在抽象的前提下进行严密的逻辑推理和论证。

第二,要培育科学文明发展的土壤。我们尚无催人探索的积极的自然观,亦无严密的逻辑论证的思想方法,这些缺陷使得当时的中国不适应近代科学的发展,从而使得近代科学诞生在欧洲。据杨振宁先生所说,直到1949年新中国成立,近代科学才真正在中国这块土地上扎根。或许在我们的传统文化中,最缺乏的是理性精神和演绎逻辑学的方法。作为一个中国人,只有看到这一点,才有助于建立我们新时代的创新文化。

第三,将科学文明植入中华传统文化。所有的文化都在发展。本土文化和外族文化的交融是任何一个民族的文化发展最为重要的方式之一。作为现代文明的科学可以从外部植入,并演化发展。科学——早已从西方特有的文化属性转化为普适的现代文明,是人类共同的智慧结晶,它是使各民族趋同的一种力量。

第四,重视数学的精神文化功能。首先,要改变对数学的态度。不能把数学看作只是各门自然科学中的一门特定知识,而应该真正认识到数学是一种精神,更是一种文化。任何领域,只要研究者想要达到精确、严密和系统的理论化的境界,那么数学精神及其相应的方法是不可或缺的;此外,还要解决"卡脑子"的问题。克林顿曾经提到,如果我们这个民族想要在今天乃至明天迎接挑战,这个国家就必须坚持在科学、数学及工程领域中的世界领先地位。

第五,思维方式的演化。杨玉良认为,东方文化在新世纪中肯定具有巨大的发展潜力,对过于复杂的问题,西方的逻辑演绎的认识世界的方法不是十分奏效,而以悟性为特征的东方文化中的认识世界的方法将大有用武之地。但是若只是简单地回到我们的传统文化,甚至盲目地去读经是没有出路的。我们既要认真学习西方的"分析(逻辑演绎)"文化,又要发扬自身的"综合(悟性)"文化,从而建立崭新的创新文化,这才是真正的出路所在。

中国文化中,自古以来就不乏想象、联想和抽象的传统,但我们缺乏的是理性精神和演绎逻辑的思维方式。我们只需百尺竿头、更进一步,强调理性(精神与文化),思维更精细、缜密、思辨,因为它不仅是科学发展的需要,也是医治浮躁的良药。

本文来源:陆家嘴金融网