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第二讲
近代西欧科学技术的兴起

刘景华(天津师范大学欧洲文明研究院教授)

过去我们形成了一些习惯说法,认为西欧的科学革命是从16世纪哥白尼开始的,而且基本上只讲天文学,其他就很少讲了。实际上,西欧的科学革命发生在许多方面。而在技术方面,我们过去很少讲,都以为技术革命是工业革命以后的事情,实际上更早,在工业革命之前的三四百年里,欧洲已经出现了许多重要的技术发明创造,这些发明创造对后来的工业革命、对西欧的兴起来说,都起到了关键性作用。本讲主要谈近代西欧科技是怎样兴起的,同时也阐述近代科技兴起对西方文化所形成的影响,兼谈“李约瑟难题”,即与中国做一点比较。

一、从中世纪到近代早期西欧的科学成就

时间上大致从10世纪至工业革命前夕,我们可从以下几个主要领域来看科学的发展。

(一)天文学

中世纪没有新的成就,基本上是继承古代托勒密的“地球中心说”。16世纪哥白尼发动了天文学革命,这是西方最先发生革命的科学领域。有几个主要的天文学家。

哥白尼:1514年发表《天文学短论》,首次阐述了太阳中心说思想,公开反对托勒密的地心说。1536年就有人称赞哥白尼“建构了一个新的世界体系”,“每一个人都为此深感钦佩”。 [26] 1543年,哥白尼在弥留之际发表《天体运行论》。哥白尼理论主要是描述宇宙基本结构,要点有三:(1)宇宙和大地都是球形,(2)天体做匀速圆周运动,(3)“日心—地动说”。

伽利略:发表《关于两个世界体系的对话》。引入了“力学相对性原理”。伽利略认为,运动中所发生的力学现象,与静止状态下的力学现象具有等价性。伽利略举运动的大船和静止的大船例子说明这个原理。现代交通工具也可印证这个原理。比如,尽管火车在高速行驶,车厢里边的小飞蛾子可以做与静止状态下一样的力学运动,不需要做额外运动。这就回答了地球在转动时其力学运动与地球静止时相同的理论问题。它使哥白尼的“日心—地动”体系具备了物理学基础。

布鲁诺:神父,他的天文学著作主要有《论无限的宇宙和世界》。布鲁诺的主要功绩是捍卫哥白尼的日心说,并进一步发展之。在他看来:(1)太阳并不是宇宙的中心,太阳只是太阳系的中心,而太阳系只是宇宙的一部分。宇宙是无限的,是无中心的,是永恒的。(2)宇宙不是上帝创造的,宇宙之外再没有外来的推动力量。(3)地球只是无限宇宙中的一个小小尘埃,地球围绕太阳转,太阳也不是静止不动的。这种理论确实具有超前性。

第谷·布拉赫:丹麦天文学家,被称为望远镜发明以前最伟大的天文观察家,是近代西方天文事业的真正奠基人,第一位有影响的职业天文学家。他是“反哥白尼”模型的,将托勒密和哥白尼两种天文学理论折中化。在这个模型里,一方面,地球是固定不动的,太阳围绕地球这个中心旋转,每年转一圈。这显然是托勒密学说的翻版。另一方面,则是行星围绕太阳旋转,显然这又含有太阳中心说的思想。后对哥白尼学说产生怀疑,认为其说服力不够。

开普勒:论证了行星运动三定律。第一条定律:行星沿椭圆形轨道绕太阳运行,太阳处于两焦点之一的位置。很明显,这条定律发展了“日心—地动说”理论,而且修正了哥白尼等人认为行星绕太阳做圆周运动的错误。第二条定律称为面积定律,认为行星绕太阳运行时,速度是不均匀的,离太阳近时速度快些,离太阳远时速度慢些。但不论是近还是远,由太阳到行星的连线在相等时间里扫过的面积是相等的。第三条定律又叫和谐定律,即行星绕太阳公转周期的平方,与行星椭圆轨道半长轴的立方成正比,所以行星公转的速度是一种和谐。开普勒的观点一发表就得到了伽利略的赞赏。他给开普勒写信,称“在追求真理的道路上,我祝贺自己很幸运地发现了一位这样的同伴”。 [27]

(二)数学

数学是一切自然科学的基础。哥白尼发动的天文学革命,本质上是数学的。没有数学,就没有哥白尼的天文学革命。因此《天体运行论》的出版商告诫读者“不懂几何学,请勿入内”。文艺复兴就是这样一个数学催生科学革命,科学革命的要求又不断推动数学发展的伟大时代。数学深奥难懂,以往的科技史家很少进行研究。

促使欧洲人数学思想重新活跃起来的是位意大利人,即比萨的列奥那多(1175—1250年)。数学史上通常称他为菲波那契。菲波那契是第一个使欧洲人接受阿拉伯记数概念的人。在他出版《算经》之前,欧洲一直采用罗马记数法,没有零。菲波那契最早把零带到了欧洲。引入阿拉伯数字体系,激发了欧洲人对数学的兴趣,也改变了欧洲数学发展的走向。因此可以说,欧洲数学在中世纪后期重新觉醒的第一个兴奋点,就是包括零的用法在内的阿拉伯记数系统。举例:388 CCCLXXXVIII 三百八十八。

菲波那契的数学贡献还有:菲波那契数列。

腓特烈二世时期,科学活动很受重视。当时经常举行一些数学竞赛。在1225年一次数学竞赛中,菲波那契向腓特烈二世敬献了这样一个被称为“兔子问题”的问题:从一对兔子开始,如果所有满月的一对兔子都生育一对新兔子,n个月以后,会有多少只兔子?

这个问题的回答是:每一个月兔子的总对数是它前两个月的兔子总数之和。

根据这个规律,就可以写出一个数列:1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,377,610,987……

这个数列就叫作“菲波那契数列”。如果把邻近的菲波那契数列写成比率式,就会发现,这个比率会逼近一个稳定数值。这个值等于古希腊雕塑家发现的黄金分割,即1.618。

15世纪,欧洲数学最主要的成就是三角学的复兴。导致三角学在欧洲复兴的人,是德国数学家缪勒(1436—1476年)。1464年,缪勒完成了《三角集成》。1469年出版了《至大论纲要》。这本书的出版,象征着欧洲数学和科学复兴正式开始。哥白尼和伽利略多次使用这本书。因此,从天文学的数学基础意义上,可以说,没有缪勒的《至大论纲要》,就没有哥白尼的《天体运行论》。奥地利数学家雷蒂库斯(1514—1574年)进一步发展了缪勒的计算,使正弦表的角度由1′精确到10″。1539年,雷蒂库斯曾与哥白尼进行两年合作。1541年,雷蒂库斯在《天体运行论》出版前两年,发表了其中的三角学部分。

代数中的求解高次方程,是15、16世纪数学取得的重大突破。

第一部欧洲人翻译出版的关于求解二次方程的数学著作,是西班牙的犹太人海牙(1070—1136年)的著作《论测量与计算》(1145年)。

第一个解出立方方程的根,是意大利波罗那大学数学家达费罗(1465—1526年)。还有数学家塔尔塔格利亚(意为结巴)。但合作者卡尔丹诺抢先发表。

第一个研究负数开平方的,是16世纪意大利数学家玻姆伯利。他还用几何方式证明了正、负实数的运算法则:正正得正;负负得正;正负得负;负正得负。

对数计算的出现,是17世纪欧洲一项重大的数学成就。纳皮尔出版《论述对数的奇迹》(1614年)和《做出对数的奇迹》。英国数学家布里格斯1624年出版拉丁文本的《算术对数》,这是有关对数发现的集大成之作。

解析几何是“近代数学史的起点”,也是17世纪科学发展刺激数学发展的例证之一。几何学通常都是推理的,解析几何则是用代数方法来解析几何学问题,早在欧几里得那里就有了。但后来解析几何发展缓慢。导致解析几何兴起的刺激因素,来自开普勒对行星运动规律的发现。对解析几何兴起做出重大贡献的,是法国数学家费尔马(1601—1665年)和大哲学家笛卡尔(1596—1650年),他们虽然同是法国人,但关于解析几何的发明却是各自独立完成的。

当数学成就积累到一定阶段时,必然引发飞跃性的质变,从而导致近代高等数学微积分学的兴起。最早提出较为完整的微分思想的人,首推意大利数学家卡佛莱利(1598—1647年)。他找到通过微分求积的方法。贡献者还包括帕斯卡、托里切利、费尔马、牛顿的老师巴娄等。牛顿微积分学的真正发明就是从求曲线的切线开始的。

利用数学工具为建立科学理论体系服务,在伽利略等文艺复兴时代科学家那里表现得最为突出。真正意义上的数学进入科学,是从力学开始的。其中,早期最为著名的尝试当数西蒙·斯台文(1548—1620年)对斜面的静力学研究和伽利略对自由落体运动的研究。

(三)医学生理学

1543年,是科学史上最令人震撼的一年。哥白尼《天体运行论》的发表,揭示了宇宙、星辰、日月、地球运行之谜,从最宏观的层面冲击了基督教会维护的“上帝创造宇宙说”。维萨留斯出版的《人体构造论》,从解剖学角度对人体结构进行了细致的描绘,从最微观的领域宣告了“上帝造人说”的荒谬。这场医学及生理学的革命是一次深刻的科学革命,这是一场由科学家和艺术家共同发动并完成的革命。

在中世纪这个单一意识形态的时代,医学是个例外,各种学派的医学思想和医疗技术都得到了延续与发展。这可能来自一个根本原因,那就是,神性人类(从教皇到信徒)与世俗人类(从国王到普通民众)在健康与疾病面前都是世俗化的。最崇高的教皇的疾病与最低下的普通民众的疾病并无根本不同。

从医学自身发展看,导致医学革命发生的主要有四点因素:(1)中世纪东西方医学思想的交流与融合。(2)中世纪高等医学教育的影响:其一,建立了严格的高等医学教育体制;其二,促进了解剖学的进步,包括人体解剖和病理解剖。(3)流行病对医学的刺激。14世纪中期,欧洲发生了黑死病(Black Death),1347—1352年五年间,欧洲人口死掉了三分之一,有的地方达到二分之一。流行病的暴发和惨烈结局,使得世俗权力和教会权力走到了一起,共同支持医学科学家们开展对卫生、疾病、生理、药物的精细研究。(4)治疗与防疫方法的进步。

医学生理学革命是逐步累积的,而化学医学的兴起,则彻底改变了医学及生理学的走向。它把医学及生理学由原来的哲学形态,引上了科学的轨道。首创化学医学的化学家巴拉塞尔苏斯(1493—1541年)享有“医学史上的马丁·路德”和“近代医学之父”的美誉。

巴拉塞尔苏斯医学思想的革命性主要体现为告别“四体液说”,倡导“五要素”病理说。古希腊希波克拉底把人体病理原因归结为四种不同体液的失衡,即血液、黏液、黄胆汁和黑胆汁。巴拉塞尔苏斯把病理变化的要素分成五种:(1)宇宙要素。这是一种不同于气候和环境的致病要素。如果是指宇宙射线、太阳紫外线之类,那么这一认识就非常超前了。(2)毒物要素。指通过食物引起的感染性疾病。“毒物”可能是有毒物质,也可能是致病细菌。(3)体质要素。由于身体体质要素的缺失或累积过多而引起的疾病。(4)精神要素。因精神因素(如抑郁、狂躁等)而致的疾病。(5)感染要素。人体通过接触某些感染要素(如花粉、毒汁、烟气)而引起的瘙痒、呕吐、肿胀之类疾病。巴拉塞尔苏斯还进行了治疗原则的革命,即将“辨症施治”变为“辨因施治”。

解剖学革命。达·芬奇(1452—1519年)是文艺复兴运动中的大艺术家、科学家,又是机械设计师、军事工程师、生理解剖学家等,“在每一个学科都有登峰造极的贡献”。即使现代西方学者也认为,没有几个人能像达·芬奇这样,在这么多的领域取得这么多的成就,他是有史以来最伟大的天才之一。 [28] 只是他的其他成就,常被他的艺术名声所淹没。

达·芬奇很早就有人体解剖绘画,如曾将人的头颅与大蒜进行类比的绘画。达·芬奇绘制人体解剖图的最初目的可能是为了绘画。达·芬奇亲自解剖人体先是与一位医生朋友合作,后来他自己独立解剖至少30具尸体。他大约绘制了3500幅人体解剖图,发表了大约120篇解剖学论文。

维萨留斯(1513—1564年)发表《人体构造论》,为解剖学树立了一个新的里程碑,建立了标准的人体解剖学。这一年维萨留斯29岁。

威廉·哈维(1578—1657年)的心血运动理论。1628年,他出版了《心血运动论》。这部著作证明了血液循环的本质,证实了血液的流动是由心脏的泵血功能来实现的,标志生理学的真正开始。

哲学家笛卡尔也在生理学和心理学上做出了贡献,他提出了心、身二元论。身和心既是二元的,又是相互作用的,甚至身对心的影响大于心对身的影响。这种哲学被概括为“心身交感论”。笛卡尔认为,脑里的松果腺是心与身发生交感的场所,这虽然夸大了松果腺的作用,但开创了脑生理和思维科学。

(四)物理学

在牛顿之前,西欧在物理学方面已有许多新理论出现。

1. 运动学

中世纪关于亚里士多德运动学思想有较多争论:第一,物体的运动是否与媒质有关?第二,物体运动的速度为什么是有限的?第三,做自然运动的物体,较重物体会比较轻物体下降得快些吗?

16、17世纪伽利略创建了新运动学,包括:(1)单摆运动。尽管单摆的幅度越来越小,但完成每次摆动所花费的时间居然是一样的。他用绳子系上石头进行重复实验,效果也是一样的。他还进一步发现,对于给定的绳子长度,无论是系上重石头,还是轻石头,或把重石头和轻石头系在一起,单摆的振荡周期都是一样的。(2)自由落体运动。(3)抛射物体运动。伽利略认为,物体在做抛射运动时,是由两个运动合成的。一个是水平方向的匀速运动,另一个是垂直方向的自由加速的下落运动。

2. 光学

牛津大学的格罗塞特斯特最早阐明了光学的意义,认为光学是基础性科学。格罗塞特斯特主要探讨两个光学问题:(1)颜色问题。他认为,颜色从白到黑具有密度的连续变化。白色是最纯粹的颜色,然后逐步增加红色的密度,形成各种不同程度的红色,最后变成黑色,黑色之后就是蓝色。(2)雨虹现象。他认为虹是带水珠的云层反射或折射了太阳光线而形成的观察效果,这个结论接近于现代解释,是从折射、反射、颜色连续变化的理论得出的。罗哲尔·培根是格罗塞特斯特的学生。他对光学的贡献体现在《大百科》中。

对折射定律的研究。13世纪,“生理光学之父”、波兰物理学家菲特罗(1230—1280年)发现了抛物面的聚光效果,而且发现光线穿过不同介质在抛物面上形成的反射角度也不同,折射角与入射角之间不存在“成比例关系”。17世纪初,开普勒断言,光的折射只发生在两种不同媒质的界面上。较密的媒质,对光运动的阻力越大,越有较大的折射率。但油和水是反证。对光的折射最精确的揭示,来自荷兰物理学家斯涅尔和法国哲学家笛卡尔。因此,折射定律在荷兰称“斯涅尔定律”,在法语国家称“笛卡尔定律”。

几何光学以“光线”概念为基础。光为什么会走出一条线来呢?笛卡尔试图给出力学解释:光是由发光微粒组成的实体,光微粒传播需要介质(“光以太”)。发光微粒在运动时会产生一种作用,压迫这些介质,从而刺激眼睛形成观察景象。颜色是光微粒在传播中的转动速率造成的。

英国的胡克(1635—1703年)从各种薄膜(云母薄片、肥皂泡沫等)的光学特征中得出了光是“发光物体产生出来的微粒的快速振动”结论。光是粒子的,但光粒子不是朝一个方向像子弹那样做直线运动,而是朝着四面八方以幅度很小但频率很快的振动方式,穿过弥漫而且透明的光媒质做直线运动。

1671年,丹麦物理学家罗默第一次做出光速是一种有限速度的断言,并第一次计算出光速为每秒大约22万公里。

1690年,荷兰惠更斯发表《光论》,在胡克假说的基础上,明确提出光的波动说。这个波动说解释了光的衍射问题,还能解释光折射、反射和双折射。

3. 经典力学

经典力学由牛顿在前人探索的基础上最终创立。他认为整个宇宙像一部大机器,天体像机器齿轮那样相互作用而不停息地运动。每一种具体的物质,也照样存在微粒有组织的机械运动。力学的任务就是揭示这些从宏观宇宙到微观粒子的有组织的运动。

牛顿形成了力学概念体系:(1)力。力是“一个物体对另一物体的挤或压”;力是“运动和静止的原因”。(2)力的基本类型:惯性力,向心力。(3)物体的质量和重量。(4)绝对时间和绝对空间。(5)绝对运动。(6)动量,即运动的量。(7)三个运动基本定律。(8)力的测定。

引力定律是:(1)从开普勒三定律到向心力平方反比规律;(2)从向心力的平方反比定律到引力定律;(3)用引力定律解释行星的运动。

4. 磁学

16世纪对磁偏角进行了更精细的测量:英国人吉尔伯特(1544—1603年)最早从事电与磁关系研究,并正确描述了地球磁场。

对磁力起源进行的探索,有:(1)吉尔伯特的地磁活力论;(2)开普勒的太阳磁力说;(3)笛卡尔的机械论磁学。

(五)化学

16、17世纪比利时化学家海尔孟(1579—1644年)是从炼金术走向科学化学的过渡人物,而波义耳为科学化学的最后确立扫清道路。波义耳(1627—1691年)的实验哲学认为,在化学实验中要更多地应用理性的方法。化学实验不必要在归纳的目的下进行。

他的理论有:(1)所有的化合物都是不同的微粒构成的。(2)微粒可以结合成微粒团或微粒簇。(3)生命物质(动物或植物)可以用火法分解出少数几种物质。(4)构成凝结物的物质就是“要素”或“元素”。

在《怀疑的化学家》里,波义耳总结性地给元素下了定义:(1)元素是原始的、简单的、完全没有混杂的物体。(2)元素不能由其他物质组成,也不包括元素之间的相互合成。所有由其他物质组成的,或元素与元素相互合成的都是结合物,不是元素。(3)元素是结合物的组分;完全的结合物最终也将被分解成元素。

二、从中世纪到近代早期西欧的技术创造

这一部分将重点阐述一些对近代西欧文明兴起有决定性作用或是西欧文明之标志的技术发明和创造。

(一)时钟

时钟是在中世纪发明、近代早期完善的西欧文明重要标志。古代的日晷、玻璃计时器、燃烛刻度计时以及水钟等,不是很精确,但农耕社会日出而作,日落而息,不需要很精确的计时。另有重槌驱动钟,一般认为重槌钟是担任过教皇的法国人多利亚克(约938—1003年)创制的。但迄今确知的重槌钟,最早的年代是1286年。14世纪早期,这种重槌钟已普遍安装在教堂和城堡里。钟内装配一种摆控装置,最早是1350年意大利机械师德·邓迪制作的钟。最早的装有敲时装置的钟,1386年出现在英国的索尔兹伯里大教堂。15世纪以后,出现平衡轮和发条装置技术,发明了表(watch),安装秒针。荷兰惠更斯于1656年设计出一种特别的摆钟,被称为“第一只精确的钟” [29]

时钟出现的意义在于等时的划分,有利于人们对自身活动进行更科学合理的安排;机械钟的使用,改变了时间观念,自觉用时间来规约自己的活动;“不要浪费任何一分钟”成了17世纪欧洲人的一种信条,公共场合悬挂的时钟,常以分针最为醒目;秒针的嘀嗒声,既是在催人奋进,也在提醒人们时光在流逝,应当珍惜;在计算能量,在标准化、自动化,以及它自身功用即对时间的精确度量等方面,时钟是近代技术中最好的机器;钟表制造也成了母体工业,催生许多新工业,如精密仪器制造、合金工业;培养了新工艺师阶层。

(二)玻璃制造

玻璃制造起源于古代中东,后来主要往西传入希腊和罗马。玻璃制造技术在西欧得到了重大发展。1317年,制出了珐琅玻璃。1330年,出现了彩色窗户玻璃。15世纪,制出最重要的玻璃产品即透明水晶玻璃。15世纪时,玻璃制作技术已分为“威尼斯式”和“诺曼式”两大分支。前者主要在欧洲南部,特别是意大利流行,后者主要在欧洲北部传播,包括德国、法国、英国等地。北方玻璃主要取材于含有硅土的沙子,添加陆地植物灰烬作助溶剂;南方玻璃所用硅土取自河床砂石,苏打是助溶添加剂,焚烧海洋植物后即可获得。玻璃制作的中心技术是吹制法(glass-blowing)。

16世纪,玻璃表面可着各种色彩,如淡棕色、淡灰色、翡翠绿、蓝色等;能在玻璃上绘出不透明的窗格、有色的条纹图案。还出现一种特制的冰玻璃,表面像裂纹,碎裂后可以重新加热成型。而人们同时发现可以用金刚钻刻划玻璃。威尼斯在玻璃上镀一层薄薄银膜,生产出玻璃镜子。17世纪德国人发明了蛋白色不透明玻璃、红宝石玻璃等。

(三)眼镜

眼镜也是在中世纪发明、近代早期完善的西欧文明重要标志。老花眼镜、近视眼镜的发明和使用,都兴起于文艺复兴起源地意大利。

眼镜的发明不晚于1286年。因为1306年有一个修士称,20年前他就看到了有人戴眼镜。在他看来,发明眼镜,是世界上最好、最必需的技术之一。 [30] 是谁发明了眼镜?有很多说法。当时的玻璃制造业已形成一种氛围,从各种玻璃的使用很容易引向眼镜的出现,很难说眼镜是谁的单独发明。从词源研究,镜片(lens)是从扁豆(lentil)引申而来的,说明眼镜可能是民间的产物而非学界的发明。早期的眼镜都是为远视眼或老花眼服务的,用的是凸透镜。15世纪中叶凹透镜片出现,使人类近视眼的矫正成为可能。各种眼镜都是基本相似的,大多是将眼镜置于脸的中心,即视线的聚光点上,而不是眼睛的中心。1550年,开始配制双镜片近视镜。老花眼镜的发明使学者和工匠们能将自己的创造活动延续到老年。这大大提高了人类的活动能力和创作能力。学者到年老时,是最有思想、最富智慧的阶段,而视力下降不能读写常使思想和智慧的发挥大受限制,眼镜解决了这一难题。

(四)水力利用

9世纪开始出现水磨坊,主要是磨面、加工粮食。11世纪后开始用水磨来漂练呢绒。14世纪上击式水轮开始取代下推式水轮,意义极其重大:挖渠引水即可装水轮,不受地点限制,从而能使水力广泛利用;对水能资源的利用更加充分。水力广泛用于纺织、采矿、冶炼等工业部门。从14世纪至18世纪蒸汽机发明前,是水力动力时代。

(五)印刷术

古罗马人发明速记法加快了书写速度,但同一时刻始终只能复制一个副本。13世纪,大学出现,巴黎、牛津等地大学为解决课本问题,采用了一种叫作“佩西亚”(pecia)的方法,可让几人同时抄同一本书,提高了速度又减少了差错率。此时仍用羊皮纸。12、13世纪,意大利人通过丝绸之路与中国做生意时,输入了印刷术。12—14世纪,造纸术传入,使欧洲使用和推广印刷术具备了基础物质条件。

15世纪可说是欧洲的“印刷术世纪”:书籍的雕版印刷和活字印刷都是这个世纪的产物。雕版印刷是从宗教招贴画发展来的。最先运用的是木版雕刻印刷术。雕刻时主要是将空白不印字的地方镂空,并使一个个字母互不相连。为了方便雕刻工具的移动,每个字母的顶端和底端都成了尖三角状,由此形成了字母的所谓“哥特体”。

1430年代,荷兰的詹斯祖恩曾制作一个个单独的榉木字母,试图把它们拼成字版,他是西方意识到排字方法的第一人。

铜版雕刻印刷。1452年左右在佛罗伦萨第一次使用。不过,随着活字印刷术的很快流行,书籍的铜版雕刻印刷迅速被淘汰,仅有铜版画作为一种艺术形式流传了下来。

蚀刻金属板印制图画。具体做法是,先将蜡覆盖在金属板上,艺术家在蜡上刻画线条,金属板浸泡在酸液中时,被刻画而无蜡的线条部分受到酸侵蚀后容易沾留油墨,从而印出相应图案。

铸造整块的金属字版,就像铸造印有头像的钱币和印章那样。这种方法将金属熔液倒进黏土模型或沙制模型,不可能使模板上的字模清晰规整,必须对它们加以修整校正,进行修整往往易使字母受到损伤。

英国印刷商威廉·卡克斯顿(1422—1491年)向英国国王理查三世(1452—1485年)介绍刚印刷出来的书籍。

金属活字印刷术在欧洲的出现和使用,以1455年(或1454、1456年)德国人古腾堡出版《四十二行圣经》为标志。古腾堡活字印刷术包括四方面技术:其一是活字字模(锡合金)制作;其二是将字模拼成字版;其三是调配新的油墨;其四是印刷机的设计和印刷过程。1455年后半个世纪印刷的书,比以往几千年出书的总和还要多。16、17世纪欧洲文化大发展,与印刷术广泛运用密切相关。反过来看,活字印刷术流行,也是“时代需要所促成” [31] 的。

(六)火药应用

欧洲人最早使用火药,不晚于公元7世纪。英国人制出了混合火药。678年拜占庭军队作战时,曾使用过所谓“希腊火硝”。13、14世纪欧洲人开始普遍采用火药制造技术,其源头是中国。传播途径大致是:蒙古人将火药武器用于同阿拉伯人的作战,阿拉伯人称之为“中国盐”“中国雪”;而欧洲又同阿拉伯人战争不断,因而得知了中国火药技术。欧洲人并不是照搬中国火药,而是结合本土的材料和气候特点进行改造,其目的是增强火药的爆炸功能,将火药大规模地派上军事用途。增加硝石比例,可能是欧洲人制作火药的一项关键技术。硝石比例都在66.5%—75%。16世纪以后,火药配方中硝石的比例则根据枪炮的口径和枪炮筒的强度而变化。火药由粉末状而颗粒化,这是欧洲火药制作技术改进的又一个关键步骤,因为颗粒状火药显然比粉末状火药更具爆炸力。

早期的大炮(英国沃里克城堡外景,作者拍摄于2003年)

欧洲人最早使用的火器是火炮。见于记载的第一架火药炮是在1318年。炮弹以石弹为主。15世纪后,出现大型的射石炮,装有瞄准器的炮。马拉炮架轮,提高了火炮的机动性,还可调整射击高度和射角。移动式野战炮的出现,使火炮从防御性武器演变为攻击性武器。15世纪里炮管越造越长,大炮用青铜铸造,铸铁炮弹,炮弹中火药量加大。16世纪,开始利用高炉铸造铁炮,并对炮筒进行“镗孔”,使内膛的口径比较一致、光滑,从而提高发射能力。这是欧洲人制造近代火炮的关键技术之一。专家们认为,这或许是他们制炮工艺超过中国人的开始。

火枪出现要晚。14世纪出现有点火孔但没有扳机的简单管枪,被称作“手管”。15世纪,出现装有扳机的火绳枪。16世纪出现了火轮枪、滑膛步枪、燧石枪、手枪(枪支小型化趋势)。公元1525年左右出现了更先进的来复枪管。来复枪管是在枪膛内刻划了膛线,从而增强弹道方向的准确性,提高腔口速度,加大射程。

火药制作、火炮和火枪制造等技术,14、15世纪在欧洲出现后,接着就是一个持续不断演变的过程。参与技术改进活动的,肯定不只几个技术师、发明家,更有众多无名的能工巧匠,甚至还可能有第一线战士,集中了无数人的智慧。火药武器很快就成了西欧最重要的物质优势之一。

(七)机械化

亚·沃尔夫在《十六、十七世纪科学、技术和哲学史》中说,“16世纪和17世纪技术改良和发明的主要目标也是创造机械工具来减轻或取代体力劳动” [32] ,因此有15世纪中期至18世纪早期是“机械化第一阶段”之说 [33] 。这一时期出现的机械化取向和种种机械发明,预示了现代人类从事机械生产的发展方向,有的发明创造还成了现代技术或现代工具的直接源流。这一时期的机械发明创造中,对近代工业产生重大影响的有:

机械传动装置:齿轮。机械传输动能取代了依靠器械重力或人畜体力产生和传输动能。早期齿轮多为木质,因而很难推广。16世纪中叶,金属生产的发展为齿轮制造提供了更好的材料;同时还出现了链条。

螺丝和螺杆。古代螺丝钉和螺杆多为木质。15、16世纪开始普遍用金属制造螺丝钉。

曲柄连杆系统。使力的作用方向可以随人的意志而改变,即可将机械的持续旋转运动转化为来回往复的直线运动,或将直线往复运动转化为旋转运动。

机械加工工具:金属钻,车床。车床是近代工业中最重要的工作母机。

自动化观念和实践:自动化的理论基础,就是物体运动的规律性,而这种规律性在飞梭、飞轮、钟摆、齿轮、曲柄连杆等部件的运动中明显地体现出来。

16世纪在德国矿山工程中出现的绞车、木轨道路等装置,也预示着运输自动化的前景。

三、近代早期西方科学与技术的汇流

西方著名技术史家道马斯曾有一说,称中世纪以前人类的技术进步可用千年作单位来衡量;而在中世纪晚期,这种进步可以世纪来计量;紧接着,半个世纪、四分之一世纪可作为技术进步的阶段;到17、18世纪之交,十年便可以用作衡量技术进步的时间单位。这在一定程度上形象而简练地概括了14—17世纪即工业革命前几百年技术的加速度发展。

这种现象,直接原因来自科学发展和技术进步两方面。一方面,从哥白尼开始的科学革命,到17世纪后期牛顿时代发展到高峰,科学革命加速了技术革新的步伐,导致18世纪以技术突破为标志的工业革命。另一方面,正是14世纪以来技术不断进步,技术知识不断积累和传播,使技术革新的车轮越转越快,最终在18世纪引发了技术质变飞跃的工业革命。在这个过程中,科学和技术汇流,也就是相互结合是最关键的。为什么汇流?当然主要是这时候西欧社会发生重大变革的结果,这是个大背景。也就是说,社会发展需要两者汇流,推动两者汇流。

从科学和技术本身发展来看,主要是人这个行为主体发挥了巨大作用:(1)艺术家的活动,激起了“艺术和科技的联盟” [34] ,也将科学和技术相结合;(2)科学家的技术活动;(3)对技术的理论总结,技术发展对科学的需求,特别是技术进一步发展遇到障碍时,需要科学来指导和提升。

(一)艺术家的作用

艺术家的作用表现在:使艺术和科学联盟,将科学和技术结合。

科学和技术的结合,最早的功臣要数艺术家。有三类情况:

第一类情况,艺术家出身,后来转做技术工作。布鲁内莱斯奇(1377—1446年),起先是金饰匠和雕塑师,做过雕塑,研究过透视画技和比例,后来成为杰出的建筑师,是第一个文艺复兴式建筑——佛罗伦萨大教堂的设计者。他还设计过机器,建造过堡垒,研究过水力学,制作过光学仪器。马尔蒂尼(1439—?)最初是一个画家和雕塑家,后来在技术和工程领域大展身手。第二类情况,是艺术家成为工程师—艺术家后对“机械艺术”和“自由艺术”的双重关心。有的是从艺术需要和艺术眼光来对待技术;有的是用技术成就指导艺术创作,或从技术成果中发掘艺术源泉,对艺术和科技发展都是促进。乌塞洛(1397—1475年)的绘画风格,体现了几何学的影响。德拉·弗兰西斯卡(1415—1493年)写了关于透视原理的论文。这些艺术家有对自然世界和人类世界的新感悟新理解。作为写实主义画家,他们在探求自然规律时,也力图通过想象来发明新的器具和机械。第三类情况,是艺术家一方面搞艺术创作,一方面由于生活需要而从事实用职业,因此对技艺情有独钟。画家兼雕刻家迪·乔治,修建过教堂,写过建筑论文。拉斐尔当过装饰家和建筑师。德国大画家丢勒(1471—1528年),崇尚自然为艺术之源泉,亲身从事许多工程和技术工作,而且还在1525年写出《关于圆规和直尺使用的指南》,1527年出版《要塞论》。

最典型的是达·芬奇。恩格斯说过,在文艺复兴的巨人中,达·芬奇是最为突出的全才式人物。他是画家、雕塑家、画师,又是设计师、建筑师、科学家、工程师,等等。他在生理、工程、技术和机械设计等方面的成就和构想,今天仍然令人叹为观止。

他曾给一个公爵写信毛遂自荐,声称自己在军事工程和建筑方面有种种能力。为免别人说他夸海口,在信的最后还说可以在大公的庭院里当场作测试。达·芬奇笔记本里,有几千页设计草图,包括飞机、直升机、坦克、手枪、辊轴、齿轮、降落伞、潜水器具、闸门、离心泵、水压机、车床,以及织布机、纺纱机、磨粉机、搓绳机、切割锉刀等。许多东西是第一次由达·芬奇构想出来的。有西方人说,达·芬奇好比是中国人,可以发明每一样东西。他显示了有科学眼光和理念的巨人对技术的关心,并提出了技术思路,即主要依靠机械来取代人力。他的设计显示了一种先进的技术思想,那就是靠机械部件(转轮、杠杆、齿轮、螺丝)的运动,取代人工的操作。

他又致力于探讨科学规律,探讨科学实践的方法,还探讨了许多具体科学技术问题:解释月亮的发光,探索水波、声音和光的运动方式,对光和热作解释,探讨数学在科学中的作用,认为自然中的每一运动都受法则支配,这种法则是数学的,不可移易的,可用数量表达的,形成了必要和绝对规范的;探讨机械的基本问题,齿轮系统啮合的角度和效果问题,齿轮运转带来的摩擦和磨损问题,尤其是旋转运动与直线往复运动相互转换的问题,引起了达·芬奇的极大兴趣,他设计了好几种解决方案。

可以说,他是现代科学方法的创造者,是他以后时代许多发明的鼻祖。

(二)科学家的技术活动

科学家的技术活动从中世纪就有了,如英国罗哲尔·培根最早记载了凸透镜的放大作用,并且明确提出用类似方法来弥补视力缺陷的建议。这可以看作应用光学的开始。

16世纪中期后,随着科学革命的开始,科学理论逐渐对技术实践活动起着指导作用,科学家们的技术活动也成了此后一个多世纪技术发展的主要方面。科学家从事技术活动有多种情况。一是科学家在科学领域探索时,力图在技术上寻找例证。二是科学家在进行科学实验时,需要制作科学仪器和设备,从而导致新的技术发明和创造。三是许多科学家兴趣所至,在许多技术领域展示自己的才华。四是科学家对已有的技术成果进行总结和升华,进行新的技术创造。五是有的科学家在做实验时得到启发和灵感,常产生意外的收获。六是科学家多有使命感,热心于传播和普及新的技术知识和实用技能。

意大利数学家塔尔塔格利亚向枪炮工匠、军事工程师、选矿师、金属冶炼工、土地测量师、商人们等传播科学知识。他善于将别人的实践经验进行综合和分析。如他没有当过枪炮工匠,却得出炮弹射角在45° 时射程最远的结论。他把别人发明的象限仪改造成四分仪,共144个刻度,极为精确。

17世纪应用的科学仪器和工具,基本上是由科学家亲手发明或制作的,如显微镜、望远镜、气压计、计算器、空气泵、摆钟、温度计等。另如天文学家布雷默设计了三角尺,哲学家、数学家帕斯卡设计了齿轮计算机,伽利略及助手马佐利尼发明了函数尺等。

伽利略作为科学家,他本人的技术创造和发明活动特别多。他进行过各种物理研究,专注于大量技术难题,如筑城技术、供水技术、机械原理、指南针的通用性、材料测试等。他发明天文望远镜,发明摆钟(未成功),还应用空气膨胀原理发明了测温器,即温度计。伽利略的助手、物理学家和数学家托里拆利发明了水银气压计,人称“托里拆利管”。直至今天,他设计的气压计仍是最精确的科学仪器之一。第谷制作了很多天文观测仪器,用来测量恒星的位置。英国勒恩是天文学家、几何学家,然而他的技术发明领域很广,包括天文学、气象学、物理学、航海学、民用工程、解剖学、乐器制作、几何学、数学、测量学、制图学等领域的创造。他设计了伦敦圣保罗大教堂。荷兰惠更斯是天文学家、物理学家和数学家,也是科学家从事发明创造的典范。他改进了磨制望远镜透镜片的技术,制作了第一架高倍数天文望远镜,设计了世界上第一只精确的摆钟,设计了一种在海上确定经度的船用钟。胡克是哲学家和科学家,也在许多技术领域展示了才华,包括天文学、显微学、物理学,以及科学仪器的设计等。他发现了关于弹性的“胡克定律”,发明了测深仪,制作了海水取样器。后来他也成了建筑设计师。波义耳发明了比重计和安全火柴。

在科学理论指导下的技术创造和发明,缩短了以往技术发明创造中能工巧匠们长期思索和琢磨的过程,加快了技术进步的步伐。

(三)从技术总结升华到科学理论

大量技术成就需要总结,升华到理论或科学层面,举一些例子。

早在15世纪,意大利数学家蒙特出版《机械六书》,论述杠杆、滑轮、机轮、轮轴、螺丝等机械问题。16世纪里,一些论述技术的书籍相继出版,这些著作是15、16世纪西欧技术知识的集大成。这些知识已经有一定的新科学含量。1500年德国布朗希维格出版《蒸馏技术论》。1530年德国人潘西厄斯出版《炼金术》。1540年意大利庇林古西奥的《技术论》,记下各种技术见闻。1556年德国阿格里科拉出版《冶金论》,他被誉为“矿物学之父”。1558年法国拉麦里出版《机械技术论》,描述了100多种机械,包括灌溉设备,排水泵,各种水力、风力和畜力磨坊,移动吊车,各种绞盘,曲柄连杆装置,齿轮装置等。1574年,德国人埃克尔出版《矿石与选矿论》。16世纪,出现了许多农业知识书籍,如1573年塔塞尔的《农业技术五百要点》。

(四)科技汇流最成功的典型:蒸汽机的发明

蒸汽机的发明过程长达200多年,凝结着许多人包括艺术家、科学家和技术人员的心血,有的从科学原理上探讨,有的亲自动手做。

达·芬奇的科技草图中体现了蒸汽机原理。图中圆柱体装置中的水,因受热而变成气体膨胀,推动顶盖,达·芬奇还在上面设计了一个平衡装置。16世纪,卡当、马西修斯等都研究了蒸汽动力,还提到用冷凝蒸汽来产生真空的方法。阿格里科拉、拉麦里描述的抽水机,装有活塞、阀门,这是后来蒸汽机的关键性部件。抽吸式水泵及扬程问题,直接激起伽利略、托里拆利和帕斯卡等人分析真空问题,导致了对气压、对蒸汽和空气蒸汽机的研究。1601年意大利波尔塔描绘了一种装置,它可利用蒸汽压力提升水柱,也可压缩蒸汽形成真空。后来的蒸汽机发明者之一萨维里,就是运用了这一原理。1615年法国工程师德·考斯出版《动力原理》,论证了“水在火的帮助下可以升高”的原理。做法是:一根管子插到盛水容器底部,水加热沸腾后,即创造出一种蒸汽压力,从而使水通过管子上升,当水全部移动后,容器里便出现真空。这一实验对后来蒸汽机技术有很大启发。

1629年,意大利布兰卡也描述了一个蒸汽系统。容器中的水加热到高温时,便产生蒸汽流冲击叶片,驱动轮子转动,从而带动各种机械运转。

1630年后,英国伯爵萨默塞特在伦敦附近建造了第一台提水机。这台机子的工作原理与波尔塔和德·考斯论述的基本相同。因此,可以说萨默塞特是建造蒸汽机第一人。从此,蒸汽机技术从理论探索进入到实验阶段。

1654年德国工程师冯·盖里克发明了一种空气力泵,打开了在机器中利用气压的道路。

荷兰科学家惠更斯做了用火加热水、利用蒸汽膨胀力的实验;还设计了一种用火药膨胀力作动力的机器,这是第一台带有汽缸和活塞的煤气机。惠更斯的助手巴本得到启示,开始试做蒸汽机。巴本在英国发明了他的“蒸锅”,在锅中放水、肉、骨头,利用气压加热,将食物煮熟。这个设备的贡献是形成了一个安全真空管。最早在18世纪初发明实用蒸汽机的有两人:法国人巴本、英国人萨维里。后来的纽康门、瓦特进一步改造,最后成为工业用蒸汽机。蒸汽机是第一次工业革命、世界走向工业化的标志。

(五)科学、技术汇流的推动作用

科学和技术汇流大大推进了科学和技术的发展。一方面,有科学家和科学理论的指导,技术创造必然更加生机勃勃。18世纪工业革命是生产技术的突破,就是科学理论指导所带来的结果。在科学家眼中,技术工作越来越受到鼓励。也有越来越多的人满怀热情投入到技术发明创造活动中来,结果17、18世纪是西欧技术发明最多的时代,几乎每天都有新发明出现,发明专利成千上万。另一方面,技术进步也推动了科学的发展。譬如,机械装置和武器需要解决计算问题,因此对数学和力学发展提出了新要求;远洋航行需要天文海洋知识,因而推动了天文学、海洋学、地理学研究。这样的例子不胜枚举。

四、近代科技兴起对西方文化形成的影响

(一)科学技术走向社会中心

古代世界也有许多科学思想和技术发明,但那种时代没有职业科学家。科学活动虽然有不少人喜爱并为之献身,但它作为一种社会性事业似乎并不存在,科学和技术没有获得社会的重视。由个人兴趣而来的科学发明和技术创造活动,很难被视为正经的行当。科学家和发明家也没有独立人格,很少有人敢于宣称自己是专门的科技工作者。那个时候,科学家只有将自身依附于社会强势力量,科技活动和发明者的利益才能得到资助和保护。

在17世纪,科学作为一种事业终于得到了社会承认,不再处于社会的边缘。所谓科学得到社会承认,关键是得到主流社会的承认,得到统治者的承认,科学活动和科学家身份取得合法性。随着近代科技兴起,科技进步给社会带来的巨大作用,已为社会所充分认识,也得到了各国统治阶层的扶持和鼓励。17世纪里,英国皇家学会、法兰西科学院和德国柏林学院等纷纷建立,科学家们第一次有了自己的组织。科学和技术活动从此步向备受社会瞩目的中心位置,科技事业从此演变为社会的主流事业,科学技术转化为巨大生产力的时代由此开始,科学家、发明家逐渐成为社会中最受尊重、最有人格魅力的群体。

技术也一样,技术、手艺,过去一直和社会下层联系在一起。有手艺的人,能搞发明创造的人,并不为社会所器重。在上流社会、主流社会看来,手艺只是手工工匠谋生的小技巧,即使出现某些新方法、新工具、新设备,也只是普通民众的事,而与不事生产的统治阶级没有多大关系。统治者关心的是劳动者向他们缴纳劳动果实,至于劳动者日常生产中的技术小创造,他们自然是不屑一顾的。

到16、17世纪,技术对社会的贡献率越来越大,亦越来越为社会所注目,社会的认可度越来越强,社会产品中的技术含量越来越高。上至国家、国家的统治阶级,下到普通劳动者,都成了技术成果的享受者。1615年,“技术”(technology)正式成为英语词汇。 [35] 国家也越来越重视和鼓励技术发明,颁布发明专利,保护发明者的权益。17、18世纪欧洲出现了发明热潮,有人总结说,几乎每一天都有新发明产生。

(二)重视知识,重视科学方法

当科学由边缘走向中心、推动社会进步时,科学知识越来越受到重视,科学研究的方法论也产生了。这个时代确立了科学研究两种基本方法,一是归纳法,一是推理法,今天不但科学家遵守,也影响着普通人的思维方式。

英国的培根,阐述了各门学科对人类智慧和思想的不同意义,认为“哲学使人深邃,数学使人严密,历史使人明智”;他也特别重视人类知识的积累和学习,提出了“知识就是力量”的著名格言。培根强调用感性和理性两种方法来获得知识、消化知识,认为感觉是一切知识的源泉,感性材料又必须用理性方法来整理消化。他指出,不要像蜘蛛,只知从自己肚里吐丝结网;也不要像蚂蚁,只会采集;而应像蜜蜂那样,既会从花园和田野中采集材料,又会靠自己来“消化和改变这种材料”,进行整理加工。培根提出以归纳法作为科学研究的基本方法。所谓归纳法,就是要从一大堆现象材料中归纳总结出科学真理,归纳法的基础是必须认真地观察事实,由此科学真理的获得必须重视经验、重视实验。培根自己在进行实验时也非常谨慎,重视题目的选择、步骤的检验、资料的分类,要有正反两方面实验的比例,并进行比较。由此培根创立了现代实验科学。

法国的笛卡尔则强调推理的作用。笛卡尔是哲学家,他的哲学精髓是唯理论,唯理论又是从怀疑开始的。在他看来,一切都可怀疑,权威可以怀疑,经验也可以怀疑,经验是不可靠的、不真实的。那么有没有不能怀疑的东西呢?笛卡尔说有,那就是“我”的存在。由此笛卡尔引申出了一个著名的命题“我思故我在”,认为只有“我”的思维存在,我们认识的一切事物才是真实的。“我”的思维就是理性,只有理性才是最可靠的,只有理性才能找到真理,因此科学研究中推理是最重要的。笛卡尔又是数学家,他把数学方法看作是最可靠的研究方法。

探讨科学知识分类的还有荷兰哲学家斯宾诺莎。他认为要区分三种知识。第一种是感性的知识,这是通过个别经验得到的,不需要提炼思索,不能算作真正的科学知识。第二种是理性的知识,这是由一件事推知另一件事而得到的知识。这种知识已经深化,但仍不完满。第三种叫作直观的知识,这是“从事物的本质考察事物”,这才是最正确、最高级的知识。

(三)创新成为科技活动的导向

技术活动的模式也从模仿吸收转变为以创造为主。在中世纪欧洲也有发明创造,但这些发明几乎都是在模仿中国、印度和阿拉伯人的科技成就基础上起步的。这时的欧洲人不忌讳自身的落后状态,愿意接受外来的技术发明和创造,从而成为阿拉伯技术的卓越模仿者。到近代早期,模仿当然还有,更多的是创造,是创新。有个说法称,这时的发明家“看大家所看到的,却想别人所想不到的” [36] ,标新立异成了追求,“物不惊人死不休”成了价值取向。

培根曾经论述了三项发明——印刷术、火药和指南针——的巨大影响,说它们改变了世界的整个面貌,第一项是对于文献,第二项是对于战争,第三项是对于航海。除此之外还有许多技术创新。特别是随着活字印刷术的发明,书籍大量出版,使广大社会民众能够更快、更直接地接触和接受新技术、新思想,提高受教育水平和知识水平。欧洲不但成了有文化的欧洲,也成了有思想的欧洲。

(四)增强了自信心和探索精神

科学革命和技术变革使人类变得更有自信心。科学和技术的辉煌成就,展示了人类征服自然世界的巨大能力。以往那些人类感觉不可思议的现象,那些神秘莫测的事物,那些令人生畏的东西,在科学面前都露出了原本的真相。

人类为了满足自己的需要,还可主动创造出有用的东西,在创造的过程中还能将这些东西不断推向更好形态,不断精益求精,不断推陈出新,人类没有理由不为自己自豪。或许,这是文艺复兴科技成就给人类的最大精神愉悦。

科学技术也使人们感觉到自己的力量无穷无尽,大自然的奥秘人们都可以通过自己的活动打开,人们更充满激情地去探索未知世界。

(五)改变了思维方式

科学革命和技术变革促使人类思维方式更加科学化、精密化、分析化。科学也好,技术也罢,都是以求真为基本原则的。这种求真意识,使人们在面对任何事物和任何问题时,都能具有科学的态度,都能更加细致缜密地考虑影响和制约事物的各种因素,都能深入分析事物构成的各种因子,从而有针对性地找出事物本质和解决问题的方法。科技革命大大强化和普及了这种理性思维。

从科学思维的模式和方法角度看,西欧和中国有重大差别。古代中国人的思维方式是综合性思维,笼而统之,不加细分;也是中庸思维,天人合一,求善不求真,大而化之,这种思维模式不可能孕育要求精确的近代科学。而16、17世纪产生的近代西方科学则是分析性思维,要么是层层深入,从大到小,从外到内,由表及里;要么是以自身为出发点,由小到大,由内到外。这种分析性思维也不是不要综合,而是在分析基础上的综合,在个体的基础上进行总体概括。这种思维模式最符合求真的基本原则。

(六)科技使人际关系简单化、社会化

在社会生活方面,科学技术揭开了大自然的神秘面纱,导引着人类去征服自然世界,而不是热衷于人们内部的倾轧斗争,从而使人与人之间的关系趋向简单化,这是西方近代科学文明的一大特征,由此也形成了西方文化与东方文化的一大差异。此外,科学技术带来先进的交通和交流工具,使地各一方的人们联系更加紧密,也使人们活动的范围扩大,从而使社会生活更加丰富多彩。

科学和技术的进步又使新的社会关系逐渐形成。从事科学和技术工作的人员并非神人,他们也要每天面临生计、工具、仪器、社会和经济等问题,他们的发明创造都不是孤立的,必须考虑别的科技人员的态度,考虑社会其他成员的态度,这种社会关系的相互依存,是现代社会的重要标志。科学技术本身又有细密和严格的分工,各环节之间必须有高度的协作,因此又存在工作关系上的依赖性。既分工又协作,是现代社会运转的主要方式之一。

五、对“李约瑟难题”的一点思考

“李约瑟难题”始终引起学术界的兴趣。所谓“李约瑟难题”,是说中国古代科学技术要比西方发达得多,在科技发明创造方面古代中国有不计其数的世界第一,但是,在许多方面领先的中国古代科学技术并没有促使近代科学技术的产生,16、17世纪起,先进的中国反倒与落后的西方对换位置。造成这一历史现象的原因究竟是什么?

对“李约瑟难题”有种种回应,可以列举若干种有代表性的观点。

一种观点提出,“李约瑟难题”根本就是伪命题。持这种观点的学者认为,西方在近代以前的科技确属落后,但中国古代的科技也未必先进。如果先进的话它必然会有生命力,不至于轻易地被扼杀;如果像灯火一样只能闪亮一时,那它就没有适应社会发展的潮流,也就不具备先进性。有学者甚至认为,中国古代许多发明实际上没有应用价值,如中国的活字印刷采用泥活字,问世近千年也未能形成产业,这样的发明能说有多大的社会价值?倒是14世纪以前的欧洲出现了一些古代中国完全没有的科技成就,如肥皂、眼镜、大炮、机械钟,是在后来人类社会生活中具有深远影响的事物。

以美国戴维·兰德斯为代表的学者认为,中国古代确实有许许多多的技术发明创造,有许许多多的科学思想闪光,但中国的这些科学思想和技术发明,仅仅是一些互不相连的亮点而已,彼此之间在时间上也没有承继关系。一代一代的科学发明出现了,但是很快又消失了;后来的人们重复着同样的创造,同样也很快地消失了。如此循环往复,科学技术的水平几乎与几千年前无异。而西方的科技创造成果虽然不多,但大多数发明是在前人成果的基础上进行不断创造和不断改进的,亮点连成了光线,并且不断地延伸。

应该说,从“李约瑟难题”的提出,到对“李约瑟难题”的回应,大部分研究者都具有追求真理的精神,都抱着实事求是的态度,都试图从某个角度说明问题,因而其观点自有其正确或合理之处,不可轻易否定。

毫无疑问,古代中国的科学技术确实要比中世纪欧洲先进得多。然而中国古代的科技成果大多只是少数个人兴趣和爱好的产物,或者只是秉承当时统治者意志而行事的结果。科技还不成为一种事业,尤其未成为一种社会事业,它对社会生产的关注度较低,难以为社会所知,很少受到大众瞩目,因此它不大具备推广的社会基础,也缺乏传承的社会机制,致使大多数发明创造常常只是停留在初始阶段,重复出现,而很少有一个台阶一个台阶地往更高的发展,很少更深一步的创新。

与中国古代科技活动总是停留在个人行为层面相反,近代西欧科技兴起的最大成功之处,在于它不但成长为一种事业,社会广泛关注的事业,而且还成了社会大众广泛参与或介入的事业,成了几乎是人人的事业。这种关注,说明了一种广泛的社会需要,说明处于转折时代的社会大众对新的生产手段和生活方式的追求,这是科学技术创造的需求前提。这种关注也使科学技术进步不再偏离社会需要的轨道,减少那些仅凭个人兴趣所致的无谓劳动造成的物力和智力资源的浪费,从而集中于有益于社会进步的事业。社会的关注和参与,又使科学技术创造活动能够持续不断地进行,使后人的活动总是能植根于前人成就的基础之上,而不至于中断或失传。社会参与程度的提高,激发了大众的创造力和能动性,也使科学技术成果更加丰富化、多样化。在这种广度的推进中必定会有深度的拓展,在大众创造的基础上必然会有科技精英予以总结和提升。 GKWpZMdUy4+owxnRJkBrf8TGZKbvUrb719uKzQrdZHHy7NHwMXXMngnvh+uj58bM

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