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我作博士论文的时候，导师任继愈先生给我选定的题目是“中国古代哲学和自然科学”。当时“文化大革命”刚刚结束不久，百业待兴。中国哲学研究领域，对于中国古代哲学和科学的关系，呼声很高。不过我的论文对这个问题只讲了一半，数年以后，我才有机会完成下一半，并于2002年由上海人民出版社合成一册再版。当下一半将要完成的时候，又应席泽宗先生之邀，参与了由他主编的《中国科学技术史·科学思想卷》（就是他多年来欲撰写的“中国科学思想史”）的写作。该书共七章，本来我仅担任两章，后来一位朋友因为出国，他担任的两章先后交给了我。最后，席泽宗先生在看过我撰写的稿子以后，把他自己担负的那一章也交给了我。《中国古代哲学和自然科学》以及“中国科学思想史”的性质，使我不得不把中国古代科学的各个领域，至少是那些主要的领域，都从头到尾摸了几遍。据我观察，在当今的世界上，还很少，甚至可以说没有像我这样做过的。
在作博士论文的时候，我不得不搁置起关于中国古代有没有自然科学的争论。但是我写作下一半的时候，就不能再对这个问题保持沉默。然而迄今为止，认为中国古代无科学的意见，似乎仍然是学术界的主流。几部讲述中国古代科学的书，也都必须加上“技术”二字。好像离开“技术”，中国古代就没有多少，甚至完全没有科学可言。虽然我不是专业的中国科学史研究者，而仅仅是客串而已，但是这件事对于我来说，仍然是始终难以释怀。近二十年来，无空则已，只要有空，就想要写一部纯粹的《中国科学史》出来。
光阴荏苒，转眼已入老年，不能再等了。于是拿起笔来，撰写这部自认为应该写的《中国科学史》。就在这个时候，我发现，在我之前，已经有一部《中国科学史纲》问世，而且是权威人士主编，专业人士撰写的著作。然而心愿早定，何况自古以来，同样题材多部史书的情况早就存在，于是，也就不顾浅陋，来凑一次热闹。
要撰写《中国科学史》，首先遇到的问题就是：中国古代有没有科学？我的专业是中国哲学史，然而我这个专业，却设置在中国社会科学院研究生院世界宗教研究系，毕业以后我又在世界宗教研究所工作二十年。我所知道的是，自从20世纪初，西方学术由严复等人正式传入中国以来，关于中国古代有什么、没什么，就不断引发争论。研究哲学的认为，中国古代没有哲学；研究宗教的认为，中国古代没有宗教，中国古代是无宗教国。中国古代没有科学，不过是用现代学术标准反观中国传统文化的结果之一罢了。中国古代，既无宗教，又无哲学，也没有科学，那么，中国古代还有什么呢？按照严复的说法，中国古代就无“学”。在严复看来，所谓学，就是要通过大量的事实然后总结出结论来，才叫作学。中国古代，大家唯圣人之言是从，以圣人的是非为是非，根本就没有人从大量事实出发去总结出什么结论的事，这样，说中国古代无学，也就可以理解了。
那么，中国古代，都有些什么呢？
自从胡适写出《中国哲学大纲》，冯友兰写出两卷本的《中国哲学史》之后，中国古代无哲学的声音就低沉下去了。前几年又有人突然提起中国哲学的合法性问题，虽然曾经引起了一阵小波澜，然而也仅仅是小波澜而已。至少多数中国学人，不会再认真对待这个问题。在宗教问题上，任继愈先生提出了“儒教是教说”。虽然起初二十年间，赞同者只有三五人，但到今天，赞同这个判断的，已经是一支庞大的队伍。学界普遍承认中国古代有宗教，这个宗教就是儒教，只是个时间问题。
记得在编写《宗教大辞典》的时候，当时多数人不同意编进儒教。我的一个朋友说：“你们让李申先画一个儒教出来，然后大家再批评，看他画的那个儒教是不是宗教。”今天，我也想先画一个“中国科学”出来，供学界批评：中国古代的这点东西，是不是科学？
不过在画出中国古代科学面貌之前，还是应该先谈两句我对“什么是科学”的认识，或许对于读者和笔者自己，都有某些益处。
目前关于科学的定义，据说是数以百计。据笔者所知，处于两个极端的，大约有两种。一种认为，只有从一个或少数几个基本原理出发，逻辑地推出一系列定理或判断的知识系统，才是科学。甚至认为这些原理或者定理，都必须能够用数学方式加以表示。其标本，就是欧几里得的《几何原本》。依照这个标准，不仅中国古代没有科学，即便在古希腊，符合这个标准的科学，大约也只有欧氏的几何学。而亚里士多德到托勒密的天文学、亚氏本人的《动物学》，都难以符合标准。因为直到现在，天文学和生物学的许多内容，还必须依靠经验的观察。其所含知识之间，也未必都能组成一个逻辑系统。
实际上，这样严格的定义主要不是说古希腊如何如何，而是为了要说明，只有像近代以牛顿为代表的那样的“学”，才是科学。其他的，都难以称为科学，最多也就是经验而已。经验，仅仅是一些没有系统的知识的堆积，因而未必正确。
这样的科学观暗自包含着这样的前提：科学所提供的知识都是正确的，而这些正确的知识之间都是有严密逻辑相联结的。凡是不能用严密逻辑联结的知识，很难保证是正确的。
把这样的科学观打开缺口的，是以爱因斯坦为代表的新物理学。相对论和量子论的出现，使以牛顿为代表的物理学原理仅仅在宏观情况下才是正确的，因而并不是放之四海而皆准的知识。与此相伴，欧氏几何的真理性也打了折扣：在曲面条件下，两点间并不是直线最近。这样，原本被认为正确的科学知识，仅仅在一定范围内才是正确的。新物理学曾经使不少传统的物理学家惊惶失措，而新物理学所带来的新科学观，给学术界所带来的震动，并不亚于物理学本身。
牛顿科学并不是完全正确的，这就不由使人想起被牛顿科学所推翻的亚里士多德的物理学。物体只有被推才能运动，重物体比轻物体下落得快，太阳是绕着地球转的，在当时人类的实践范围内，也都是正确的知识。甚至燃素论，在一定程度上也可以说是正确的，因为它至少指出了可燃物含有可以燃烧的东西。因为直到现在，维生素的得名，也不过仅仅说出了其中含有可以维持生命的东西。
再往上推，就可以推到人类刚刚诞生的时期。这个东西是可以吃的，那种野兽是危险的，用木棒对付野兽要胜于徒手，用打碎的石头的尖锋挖掘比手好使，如此等等，就是人类最早的正确知识。这些知识，是科学的源头。因此有人得出结论说，一切确切的知识，比如“花是红的”“草是绿的”等等，就是科学，这是另一极端的关于科学的定义。这样的定义，也不能说是错误的，因为除了把“花是红的”之类的知识归入科学之外，还没有其他更好的归宿。
这样，我们就有了一个科学知识发展的序列，也是一部科学发展的历史：从最简单的确切知识到最复杂的知识系统。这些知识虽然正确的程度有区别，但在一定范围内都是正确的，则没有区别。知识系统化的程度，也是随时代发展而发展。当人类刚刚脱离动物界的时候，其知识是否有什么系统，是个不易回答的问题。但在我们视野可及的范围内，在有文字记载的历史区间内，人类的知识也都有了某种系统，只是系统化的程度有别，逻辑严密的程度有别而已。
用这样的科学观看待中国古代的知识状况，我们完全有理由说，中国古代是有科学的。而本书，也就力求描述中国古代科学发展的历史，揭示中国古人认识世界的曲折历程。
“科学”在英文中是science，德语是wissenschaft，法文是scientin，均来源于拉丁文scientia，词根为scio，其本义是“知识”“学问”。“科学”的希腊文是επιστμη，从动词επσταμα产生，本义为“知道”。但古代的这些知识、学问，从后人的眼光来看，未必就是正确的，甚至根本难以列入今天被称为“科学”的知识范畴。比如在印度，所谓知识，就是“吠陀”。对我们今天来说，吠陀只能归入宗教或者神话传说之类，但在古人的眼里，这就是他们的知识，而且被认为是真理，最正确的知识。其他民族所说的知识，虽然未必都把今天看来不过是神话的元素包括在内，但并不区分是自然界的知识和社会方面的知识，则是普遍现象。所以迄今为止，科学这个概念，在不少文字中，还是既指关于自然界的知识，也指关于人类社会领域的知识。而俄国或苏联所建立的科学院，就既包括了自然科学各个领域的研究所，也包括着社会科学或者被称为人文科学的研究所，至今仍然如此。我国的科学院，起初也是自然科学和社会科学在一起的，二者的分离是“文化大革命”以后20世纪80年代初期的事。
科学这个概念演变的历史，也是一部浓缩了的人类知识史。它说明，科学，作为知识或者学问，起初包含着各种各样的知识，其中正确和错误并存，精华和糟粕共生。科学史，应该如实地描述知识的发展过程，展示人类认识世界的轨迹，以给后人经验和教训，以及榜样和警示。
相对论、量子论诞生一百多年以来，人们的科学观念已经有了巨大的变化，已经不再把科学等同于正确，看作真理的化身。人们知道，今天的科学成果，也可能包含着我们尚未觉察的错误，或者仅仅在一定范围内才是正确的。因此不可认为我们已经穷尽了真理，而应该谦虚谨慎，兢兢业业，把人类认识世界的事业继续推向前进。而在如何看待科学的历史方面，仍然认为古代，至少在中国古代，是没有科学的，从理论上说，这是不彻底的现代科学观。
这种科学观的形成，是在牛顿时代，或者在这个时代以后不久。在这个时代，基督教教会认为，他们掌握着绝对的真理，不仅上帝，甚至教皇也是没有过错的。因此，那些和基督教会认定的教条不一样的学说，肯定是谬误。在反对基督教的18世纪法国唯物主义哲学家看来，恰恰相反，只有他们才发现了真理，那些传教的和信教的，不是骗子，就是傻子。当哥白尼、伽利略到牛顿的科学发现被证明为真理，并且被冠以“科学”称号的时候，此前被基督教会认定的学说自然被视为非科学的，至少是够不上科学的资格。而当人们把中国古代所掌握的知识和欧洲的相比较时，发现中国古代所掌握的，以天文、数学为代表的知识，甚至还不如中世纪后期的基督教会。因此，接受了近代科学的人们，无论是欧洲人还是中国人，都认为中国古代无科学，也就不是什么奇怪的事。一百多年以前有位伟人就说过，我们今天的知识中所包含的谬误可能比真理还要多。然而又过了一百多年，在相对论、量子论出来以后诞生的所谓科学哲学家们，才达成了这样一种共识：科学，是一个不断变换着思维方式的人类的认识活动，这个活动的结果，尽管被人们所普遍接受，但并不都是正确的。而要人们普遍认为科学是一个不断发展的认识过程，相对于人们普遍接受了地球是圆（球形）的，围绕太阳旋转，就更加困难。
人们考察发现“science”这个词源于拉丁语，而且在science出现以前，中世纪就有了同义的scientia。假如当时没有scientia，也就是没有科学这种东西，又如何能出现scientia这样的词和概念呢！我们只能说，当时的scientia和今天的science相比，许多知识是错误的，或者是粗糙的，应予甄别。但应该承认，今天的科学，就是从当时的科学发展来的。
为了区别今天的科学和过去的科学，有人发明了“前科学”或“潜科学”这样的概念。其意思是说，过去虽然也有类似的知识，但够不上科学的资格，就像胎儿还没有人的资格一样。当然，如果拿刚刚受精的卵和一个成人比较，其区别自然是明显的。然而，如果把刚刚出生的婴儿和一分钟前母腹中的胎儿相比，相差有多大呢？假如因为难产而晚出生了一段时间，或者因为早产而早出生了一段时间，则“潜在的人”就成了“现实的人”，或者“现实的人”还是个“潜在的人”。科学和“潜科学”或“前科学”的区别，还绝不像胎儿和婴儿的区别这样鲜明。“前科学”和“潜科学”既然都用了“科学”这个概念，就可以说，它们都是科学家族的成员。如同我们研究人体发育不能不研究胎儿一样，我们研究科学的历史，也不能丢掉近代以前的科学，包括中国的科学。如果仅仅认为牛顿时代开始的科学才是科学，而以前的不是，那么，迟早有一天，牛顿科学也会被归入“潜科学”或“前科学”一列。为了避免这种无用的，只能带来混乱的概念游戏，我们还是把以前的科学也叫作科学，并按历史阶段加以区别，就像我们把原始时代的社会也看作人类社会，而只是区别出社会的类型一样。
有人说，“科学”是外来语，日本明治维新时期的启蒙思想家福泽谕吉首先把“science”译成“科学”，后来被中国学者采用的。
如果是外来语，那就应该是science，就像今天的WTO、GDP一样，或者像菩萨、坦克、吉普用其音译。但是，尽管是日本人用科学这个词来翻译science，但他们用的是汉语词。因此，对于汉语，科学不是外来语，在古代汉语中，曾经不止一次地出现过“科学”这个词。
就现有的文献检索，有的“科学”可能是“科举”，因形近而误。比如陈亮《送叔祖主筠州高要簿序》“自科学之兴，世之为士者往往困于一日之程文……”中的“科学”，有的版本则写的是“科举”。从上下文看，“科举”也比较合理。有些“科学”，当时就是这样的用法。
文献所见，最早使用“科学”这个词的是唐代人。唐朝末年，罗衮在《仓部栢郎中墓志铭》中说道：“近代科学之家，有栢氏仓部府君，讳宗回，字几圣……”（《文苑英华》卷九四六）其中所指的仓宗回，是个科举落第者。文中说仓氏随父学《开元礼》，考试内容是《尚书》，而他对《尚书》的理解，和当时认可的郑玄注不同，因此落第。此处的科学，当是指科举之学的学科而言。
宋代薛季宣《答徐元德书》，说自己“早失义方之教，仕缘世荫。以惰不为科学之习。居官无有治迹可以求知上官。心非不欲为众所为，顾不能耳”（《浪语集》卷二五）。其中的“科学”也未必就是“科举”之误。元代王恽《绛州重修夫子庙碑》把“科学”和“异端”并提：“朝夕孜孜，匪不磨励。科学异端，簿书期会，愚者不及，沦于自弃。”（《秋涧集》卷五二）张宪《悼博罗同知没于军》则感慨自己即使没与军阵的友人从事科学，又能如何：“已矣专科学，于今定若何。阵云寒可掬，兵气耿相磨……”（《玉笥集》卷八）这两处，“科学”都比“科举”更为合理。
明代初年，礼部公堂上立石，刻着礼部官员的职责：“尚书、侍郎，掌礼乐仪章、郊庙祭祀、朝贡会同、宾客宴享、学校科学之政。”（《礼部志稿》卷八）朱元璋曾有指示，允许监生回到父亲所在的地区参加“科学”考试。“近奉钦依，听其依亲原籍，亦得与考科学，亦固可待志士矣。”（同上，卷六九）清代所编《续通典》卷二十二载：“正嘉之间，文体日偷。杨慎极论其弊曰：太祖始制科学，诏举子经义，无过三百字，不得浮词异说。”明代《礼部志稿》中所说的“科学”，很可能就是明朝初年朱元璋以及他的臣子们曾经用过的词汇。因为朱元璋不可能“始制”科举。而这个词的意义，就是指科举的分科之学。
今天有些学者喜欢谈论古代整体思维，以为古代的学问也是一个整体，并不分科，这种说法是错误的。至少在我们今天能够看到的先秦的典籍中，不仅学问在大的方面要分科，比如孔子把他的学生分为德行、政事、言语、文学四科；就是具体的领域，也是分科的，比如医学，《周礼》中就分数科。愈接近现代，与今天自然科学相近或相同的学科，其分科更是日益明确和固定。宋朝政和年间，医学“学生分三科，兼治五经内一经。方脉科，通习大小方脉。风产针科，通习针灸口齿咽喉眼目。疡科，通习疮肿伤折金镞书禁。三科学生，各习七书”（宋·章如愚《群书考索后集》卷三〇）。清代初年，关于天文学，“礼部议，于官学生内，每旗选取十名，交钦天监，分科学习。有精通者，俟满汉博士缺出补用”（《钦定八旗通志》卷九八）。当乾隆举办千叟宴的时候，在钦天监工作的、当时七十二岁的意大利人那永福作的千叟宴诗中写道：“欧逻巴州西天西，意达里亚臣所栖。六城环以地中海，高墉架海横天梯。人有医治教道四科学，物有金刚珊瑚哆啰珠象犀……”（《钦定千叟宴诗》卷二五）在这里，把西洋传来的学问译为“科学”，可以说是呼之欲出了。如果再细心查寻，则自乾隆以后到清朝末年，中国人把西洋学问称为“科学”的，很可能有早于日本人者。在这里，重要的不是要争什么发明权，而是要说明，科学是中国固有的词。
然而，将科学翻译成science，却并不十分恰当。更恰当的应当是“格致”或其他词汇。其重要原因是，“格致”，是人类不可或缺的认识活动；而“科学”，容易被认为是一个独立存在的、成型且大体固定的知识体系。
英文science的意思，就是中国古代所说的知识或者学问，那么，用“知识”或“学问”去翻译science，岂不更加确切？然而知识、学问，一般是指求知活动的结果。而当日本人、中国人于19世纪末开始接触西方人的science的时候，他们发现，science指的不仅是求知的结果，还包括自觉去求知的活动。这种求知活动，有一套更加高明的方法，能获得比较正确的结果，需要一个更加适当的词去描述它。首先是日本人，后来是中国人，最初找到的词，是古汉语中的“穷理”和“格致”或“格物”。明治初期的日本大学中，就有“穷理学”一科。
“穷理”出于《易传》“穷理尽性而至于命”。翻译成现代汉语，应当是“穷究物理，尽知人性，直到通晓天命”，说的是认识了所有的道理，或者彻底认识了那个理，也就是充分认识了自己的本性并且能充分发挥出来，就能够通晓天命。在古人看来，这是认识的最高境界。当然，science是不讲什么天命的，而穷理，也就是一项自觉而认真求知的事业，和science接近。
格致或格物，全称是“格物致知”，出于《大学》：“古之欲明明德于天下者，先治其国。欲治其国者，先齐其家。欲齐其家者，先修其身。欲修其身者，先正其心。欲正其心者，先诚其意。欲诚其意者，先致其知。致知在格物。物格而后知至，知至而后意诚，意诚而后心正，心正而后身修，身修而后家齐，家齐而后国治，国治而后天下平。”在这里，格物致知，被认为是治国平天下的前提。从汉代以来，儒者们对“格物”的“格”字做出了不同的解释，汉代郑玄认为“格”就是“来”；宋代程颐认为“格”是“至”；清代颜元解释为“手格猛兽”的“格”，其意思都是接触事物，以便认识事物的理。张载则解释为“去”，说去掉心中之物，使心虚明纯净，才可以达到认识的极点；司马光解释为“扞格”的格，说是心能抵御外物，才能认识真正的道，总之也是自觉的认识活动。元代一部医学著作，名称就叫《格致余论》，清代有一部《格致镜原》，主要也是讲自然科学问题。明代末年，徐光启为《几何原本》所写的序言中，也把利玛窦带来的天文数学等称为“格物穷理”之学。也就是说，格致一词，早就被中国人作为自觉接触事物以获得确切知识的概念。所以当中国人最初接触science的时候，更多的还是把science译为“格致”。
但是，“穷理”的目的是尽性至命，“格致”或“格物”为的也是治国平天下。明代王阳明“格竹”失败的故事，已经广为流传。与王阳明同时的湛若水作《格物通》一百卷，讲的全是正心修身、敬天法祖的道德修养和治国理论。这些做法以及获得的结果，都与science的宗旨和方法相去甚远。而且，当日本人或中国人使用“格物”“格致”或“穷理”去对应science的时候，起初仅仅指的是物理、化学等少数学科。直到20世纪初中国开办京师大学堂，其“格致”一科指的也还是物理、化学等少数在西方近代比较发达的学科，不能涵盖science所指的众多学科。于是，在19世纪末到20世纪初，康有为、严复、王国维等人借鉴日本学者的做法，把“科学”作为和science对应的概念，以指称人类自觉的求知活动以及求知的成果。
“科学”虽然仅仅是分科之学，但是这个词表明，science是一种“学”，也就是一种学问，符合science指称知识或学问的本义。虽然传统曾经用过“科学”指称分科之学，但现在，这种分科之学不仅仅是分科而已，还包括着采用新的方法和新的治学目的与治学态度。如同“经济”这个古代词语被赋予了新的内容一样，“科学”随着指称对象的变化，也在原来的基础上增加了新的内容。清代末年，取消科举。新开办的学堂，有数理化、医农工商，也有文史政法，包括读经诸科，被《清史稿》的作者们统称为“科学”。只有“端饬品行”一项，不在科学之内。当时距离科学一词的流行尚不很远，这就是说，近代中国人接受科学作为science对应词的时候，其主要意义，也是分科之学。
然而，在科学旗帜下的那些分科之学，不仅和“以圣贤是非为是非”的科举分科之学有重大区别，就是和传统的医学、天文等学问的做法，也有极大不同。许多结论是新的，方法也是前所未有的。拿这新的结论和方法与过去相比，就感到传统的方法“不科学”了。古代没有这些方法和结论，当然也就没有科学。于是，和西方近代学者认为只有他们的结论才是正确的一样，中国古代无科学的结论，也就顺理成章了。于是，历史被割裂了，科学，似乎是一种突然冒出来的，没有历史的学问。如果说有历史，也只能从哥白尼、伽利略等算起。
实际上，这里说的“不科学”，主要是方法不精密，结论不准确而已。如果顾及一点历史，古人那些自觉而认真的求知活动，也在不断发展着求知的方法，修正他们的结论。而我们今天的方法和结论，不过也仅仅是我们这个时代的认识水平而已。这样的方法和结论，不仅不是认识的终结，而且和以前的方法与结论也有割不断的联系。这样认识，就不会把不准确、不精密说成“不科学”。因此，中国古代无科学的观点，也仅仅是一种把我们当代的科学和正确画了等号的观念在作怪罢了。
这里的粗略考察表明，中国古代，不仅有“科学”这个词，还有科学这样的事。既然science指的是学问和知识，岂有堂堂中国五千年文化，而没有知识和学问之事的？！我们可以批评古人的方法太粗疏，有的甚至完全不正确；批评他们的结论许多太浮浅，有的甚至是错误。但要说那不是科学，则是说不通的。有人说，那是技术，是经验。那么，技术也好，经验也好，在大的文化分类系统中，应该归于哪一类呢？宗教，哲学，还是艺术？都归不进去，还是归入科学一类恰当一些。
而且，把技术和科学完全对立起来，也是不恰当的。“百姓日用而不知”的情况是有的，然而低等动物仅仅会把获得的知识变成本能，高等动物所获得的许多知识却需要通过教育才能延续。当狒狒拿起石头去砸碎坚果的时候，你很难说这里没有知的内容。而一个有着五千年悠久文化传统的民族，怎么可能仅仅会做，而没有知？！
在笔者看来，如果把科学定位于关于自然界和人类社会状况的知识，则技术就是关于人如何去做的知识，二者并没有原则区别。虽然如此，本书还是尽量避免那些技术层面的东西，而仅仅把关于自然界的知识作为描述的对象。
虽然有人主张，凡是确切的知识都是科学，但是我们只能说这是属于科学领域的知识，却不能说这是人类科学活动的开始。单是确切的知识，不单早期的人类具有，就是一些高级动物也有，而不仅是本能。然而这些知识，都是动物在谋生过程中，人类在其生产和生活实践中所不自觉地获得的，是谋生，或生产和生活活动的副产物。没有这些知识，不仅人类，而且许多稍微高级一点的动物，也无法生存。这些知识的正确性，是促使人类把探讨知识本身作为重要事业的前提。人和动物的区别，就是无论动物如何聪明，都不可能专门把获取知识作为自己的一项事业。但是当人类意识到知识价值的时候，就会分出一些人来，专门或主要从事知识的生产。直到今天，人们的生产和生活，几乎都要在确切知识，也就是科学知识的指导下进行，才觉得放心。科学知识的生产和应用状况，已经成为一个国家富强与否和文明程度的标志。因此，我们也只把自觉从事的以获取知识为目的的活动称为科学活动，并且把这个自觉获得知识活动的始点作为科学的始点。
自觉获取知识的活动，在不同领域的表现是不一样的。在天文学领域，树起一根标杆去测量日影长短变化，甚至在未树标杆之前，注意观测日月星的出没状况并且记录它们，这就是天文学的开始。在医学领域，认真观测疾病的状况，自觉寻求治疗的方法和药物，就是医学的开始。在农业领域，探讨增产的方法，也应该是农业科学的开始。在数学领域，能够从具体事物中抽象出数字并自觉探讨数字之间的关系，也就是数学的开始。因此，像我国典籍《山海经》中记载日月出入的位置，《夏小正》中记载中星出没的时间，甚至神农尝百草的传说，后稷教民稼穑，都应视为我国先民科学活动的开端。这些开端具体在什么时代，当时是什么样的情况，今天已经很难知晓了，然而我们的先民很早就自觉地从事专门生产知识的活动，则是确定无疑的。这些活动的成果，以不同方式，记录在我们的古籍当中。这些记载，就是我们这部中国科学史的基本资料。
科学是人类自觉认识世界，获取知识的活动，和哲学、宗教都不一样。哲学是一个个独立的思想体系构成的世界，体系之间的界限要远大于体系之间的联系。宗教的世界更是一个个独立的“王国”，愈到后来，“王国”之间就不仅是界限，而且是排斥甚至敌对。科学则不是一个个独立的思想体系，而是一个不断发展的过程，是人类为了更好的生活而追求更多的知识，并且对知识不断发展和改进的活动。这样的活动，是人类生存和发展的必要组成部分。如果某些伟大人物的名字使科学之间有所区别，那也不是独立的体系，而是科学本身发展的阶段，或者一个分支。哲学和宗教体系一个个都独立于社会生活之上，人们也根据自己的状况决定对它们的态度：需要，还是不需要，而未必就影响自己的生产和生活。但无论是个人还是群体，都不能离开科学，否则就要堕入愚昧和落后。因此，哲学体系在历史上不断变更，宗教体系也不断更替，都有自己的诞生和灭亡。诞生的，将来也要灭亡。但科学，可以说有诞生，从人类自觉追求知识开始；却不会有灭亡，因为人类存在一天，就需要知识，需要知识的更新。
但是中国科学却有自己的终点，这就是随着西方近代科学的传入，中国科学的支流逐渐融入人类科学的主流。具体在什么时候，不易确定，各个领域也不一样。在天文学领域，以清朝采用汤若望等人所制订的历法为标志，中国古代数理天文学就走到了尽头，完成了自己的使命。其他领域，则到鸦片战争以后，才逐渐退出了历史舞台。也有的门类，比如中国医学，仍然在行使着自己的使命。我们之所以说传统医学，也就是中医也有终点，只是说它的理论已经不是在传统的道路上继续发展；而进一步发展的道路，是融入近现代的世界医学。
单是为了一句“中国古代无科学”，就值得撰写一部《中国科学史》，然而《中国科学史》的意义，绝不仅仅是满足阿Q式的虚荣。重视自己的历史，几乎是任何民族的共性。一句“读史使人聪明”，几乎说尽了所有历史著作的意义。历史上，帝国主义征服一个民族，首先要做的，就是从思想上消灭那个民族的历史意识。社会愈是发展，人们愈是想较多地知道自己的历史。如今在中国，隐士、流氓，宦官、妓女，缠足、赌博，都有了自己的历史著作。相比之下，为科学修史，当更为迫切和需要。
为中国科学修史，而且是要修成一部纯粹的，离开技术问题也能成立的科学史，其难度，恐怕比笔者所能想象的要复杂得多，毕竟笔者仅仅客串了一点中国科学史研究，然而在这里，笔者也只能像写作《中国儒教史》时候一样，以马克思自勉的话自勉：
这里是地狱的入口处，
这里必须禁绝一切犹豫。
笔者希望，这本《中国科学史》之后，应有真正够格的《中国科学史》出来。
“中国科学史”的全称应当是“中国自然科学史”，即中国人认识自然界事物的历史。它的内容，是自然事件和自然物以及相互之间的关系。人与自然事件和自然物的关系，我们视之为技术，除非不得不提及的情况，一般不列入本书的范围，也是为了寻求在这种关系中体现了什么样的人对于自然事件之间关系的认识。这是本书对于科学和技术关系的处理原则。当然，也不涉及社会科学问题。并非笔者本人认为社会科学不是科学，而仅仅是为了适应目前多数人对于“科学”概念的积习而已。
一般说来，对自然物和自然事件的认识，都是具体的，比如生物中那些个体的习性，以及非生物中的某些具体物的性质。然而在取得了许多具体认识之后，人们不可能不把这些知识加以概括，得出更进一步的、具有普遍意义的结论来。即如花是红的、草是绿的，也都不仅仅是具体的知识，而是概括的知识。一般说来，凡是知识，都是某种概括出来的共同本质，这是人类在自然的生命旅程中逐渐发展起来的抽象能力。区别仅仅在于概括程度的高低，也就是知识所反映的实际范围的大小，而当这种概括达到当时的最高点时，一般被列入哲学的范围。不仅后人把这些知识列入哲学，即便当事人，也往往认为自己所得的知识是哲学，甚至牛顿也把自己那些物理学定律视为哲学结论。
从一个个具体的知识中归纳、概括出具有普遍意义的结论，其中不可避免地要进行从特殊到一般的推论行为。即便像花是红的、草是绿的这样的结论，也不可能是完全归纳的产物。而且实际上，花并不都是红的，草也并不都是绿的。至于那些具有更高普遍意义的结论，其中不确定的，甚至一定是错误的内容，当更加严重。这就是人们常说的“靠思维甚至臆测来填补”的东西。从这个意义上说，把这部分内容放入哲学，是正确的。然而，迄今为止的科学结论，又有几项是完全归纳而不带推理甚至臆测的成分呢！在这些内容上，本书的内容和哲学，会有一定的交叉。原因仅仅在于，科学和哲学本就处于这样的关系之中。
从和自然物对立的意义上看，人是认识者，所以我们的科学史，就是人认识自然界的历史。从自然物的意义上说，人体，包括人体的特殊器官——大脑，也都是自然物。因此，对于人体包括大脑以及精神现象的种种问题，也不能不纳入科学史的范围。在这里，我们还会碰到作为哲学核心的精神与物质的关系问题。然而，我们在这里不讨论诸如“心生种种法生”或者“存在就是被感知”一类纯粹依赖思维产生的问题，而仅仅把范围限定在我们认为是恰当的领域。
人类的抽象、概括和推理能力，是发展认识的必要条件。没有这样的能力，也就没有科学。然而，这个能力也是人类认识陷入错误的契机。有位名人说过，真理再向前一步，即使仅仅一小步，也会变成谬误。当人类把自然物的能力向前推进以致远远超出它自身的能力的时候，自然力就成为超自然力，负载超自然力的对象，就成为人类最初的神。本书不讨论神学问题，但是也必须说出当初人类在认识中由于过度推理，如何把正确的知识变成为错误，并且还把这类知识和其他知识放在一起而不加区别。并且想借此告诉人们，现在被称为宗教的那些观念，并不是人类纯凭想象所建立起来的。虽然后来的宗教观念确实许多是仅凭想象甚至是有意的谎言，但在最初，则主要是在认识过程中出现的错误。也就是说，神祇观念，和科学是“同根”生出来的，但是走上了不同的发展道路，就像人类中有些兄弟、朋友后来由于种种现实的原因而不可避免地成为仇敌一样。
夸大自然物的力量创造出了神祇，夸大人的力量，就人是自然物这一点来说，乃是把人崇拜为神的开始。就人作为人而言，对人力量的夸大，就是产生巫术的温床。巫术处于和科学的知识直接对立的地位，也直接危害着人类的身心健康，然而它也不是从人类认识过程之外产生的骗局，而是人类认识过程中的谬误，与人类急切想掌握自然力的愿望相关。中国古代，和其他民族一样，也往往会把这类知识视为真理，和那些正确的知识放在一起。而我们的科学史，也不得不涉及这些内容。
当我们注意科学发展过程中，也就是人类认识世界的过程中那些谬误的时候，我们看到，人类比动物高明多少，也就比动物荒唐多少。然而无论是聪明还是荒唐，不仅是后人的财富，也是后人的镜子。这展示着人类求知过程的曲折，展示着求知道路的艰难。当我们今天赞颂古人的辉煌，或者慨叹古人何以如此荒唐的时候，我们也当低头看看自己。因为一句谚语说得好：“阁下，这说的正是您呢！”
李申
2010年8月8日