第6章
西方科学的起源

1.科学的思想基础

古希腊哲学是人类历史上最早的哲学思想之一，古希腊哲学家们探索了许多深奥的哲学问题，如生命、理性、宇宙和真理等。古希腊哲学家们首次提出了科学研究应该通过实验和观察来验证的思想。这个理念对科学的发展起到了非常重要的作用，它为科学家提供了一种科学研究的方法，使科学家们能够通过实验和观察来检验和证明其研究结果的可靠性。亚里士多德提出世间万物皆由土、水、火和空气“四种元素”组成。这个理论为后来的科学家提供了一个基本的框架，使他们能够更好地理解宇宙的结构和物质的形成。这些思想在某种程度上对科学的发展产生了重要影响。

还原论的鼻祖

古希腊对现代科学的一个很大贡献就是创立了早期的还原论。还原论的鼻祖是古希腊的德谟克里特，他是古希腊的一位哲学家，有“原子论创立者之一”的称号。他提出了“万物皆由无限个不可再分的基本粒子——原子构成”的理论。他认为，原子是宇宙的基本组成单位，它们是不可分割的。德谟克里特还是第一个将科学方法应用到哲学领域的人。他认为，哲学应该通过实验和观察来验证，而不是依靠猜测或想象。这使得他的哲学思想与当时传统的哲学家们有所不同，他的哲学思想为西方哲学的发展做出了巨大贡献。这种方法可以把复杂问题分解为几个简单问题的相加，极大地推动了复杂问题的解决。之后笛卡儿完善了德谟克里特的理论，并创造出还原论。牛顿用这个方法建立了第一个科学理论，即牛顿力学，它标志着现代科学的诞生。

哲学的先驱

古希腊哲学可以划分为很多学派，具体包括米利都、毕达哥拉斯、埃利亚、爱非斯、多元论、原子论、智者和犬儒八大学派。图6.1标示了古希腊哲学代表学派及对应人物，可以看到哲学家们密集活动于公元前550年至公元前425年。

对现代科学影响最大的是古希腊三杰，他们是苏格拉底、柏拉图和亚里士多德。他们之间有着非常深厚的关系。此外，欧几里得和阿基米德是非常有影响的两位科学家。接下来，我们对他们的基本情况略作介绍。

苏格拉底的哲学

苏格拉底是古希腊著名的哲学家，出生于公元前469年。他被认为是古希腊哲学史上最伟大的哲学家之一，也是西方哲学的奠基人之一。苏格拉底没有留下任何书面作品，但他的思想通过他的门徒和后人被记录下来，对后来的哲学家产生了深远的影响。

苏格拉底主要从事哲学教学和哲学研究。他提出了许多重要的哲学问题，包括“什么是知识”“什么是正义”“什么是幸福”等。他认为，人类应该通过思考和探究来寻求真理，并通过道德行为来追求幸福。其思想深刻影响了后来的哲学家。他的门徒柏拉图和亚里士多德都是古希腊哲学史上最伟大的哲学家之一。苏格拉底的思想也影响了西方文化的其他领域，包括政治、经济、法律和教育等。

苏格拉底生前有许多传奇故事。据说他在公元前399年被控告“破坏宗教”和“颠覆社会”，最终被判处死刑。但他的思想却在他死后流传了下来，并对后来的哲学家产生了深远的影响。苏格拉底的思想被认为是古希腊哲学的重要组成部分。他对人类真理的追求和对道德行为的重视，给后来的哲学家提供了重要的启示和指导。

传授知识：他以传授知识为生，30多岁时做了一名不取报酬也不设馆的社会道德教师。他的任务就是到处找人谈话，讨论问题，探求对人最有用的真理和智慧。

提倡做人：他提倡人们认识做人的道理，过有道德的生活。他把哲学定义为“爱智慧”，他的一个重要观点是，自己知道自己无知，并认为未经审视的人生不值得度过。

受到迫害：在雅典恢复奴隶主民主制后，苏格拉底被控以藐视传统宗教、引进新神、腐化青年和反对民主等罪名，被判处死刑，终年70岁。苏格拉底主张新神，认为新神是道德善、智慧真的源泉——宇宙理性的神。这个宇宙理性的神是苏格拉底哲学追求——真正的善——的终极根据。他一生没留下任何著作，他的行为和学说，主要是通过他的学生柏拉图和色诺芬著作中的记载流传下来的。

后世影响：苏格拉底的影响是巨大的。苏格拉底关于灵魂的学说，使得精神和物质的分化更加明朗。苏格拉底明确地将灵魂看成与物质有本质不同的精神实体。在苏格拉底看来，事物的产生与灭亡，不过是某种东西的聚合和分散。苏格拉底对后世的哲学家产生了强烈的影响，他对艺术、文学和大众文化的描述使他成为西方哲学传统中最广为人知的人物之一。

柏拉图的思想

柏拉图是古希腊著名的哲学家，出生于公元前427年。他是苏格拉底的门徒，也是西方哲学的奠基人之一。柏拉图主要从事哲学教学和写作，他的许多著作被认为是哲学史上的经典著作，这些著作给后来的哲学家带来了深远的影响。

柏拉图在他的著作中探究了许多重要的哲学问题，包括“什么是知识”“什么是美”“什么是正义”等。他还提出了“理性主义”的理论，认为人类的理性是人类最高的品质，应该被视为人类的本性。柏拉图还提出了“理想国”的概念。他认为，理想国是一个由理性主义者统治的国家，在这个国家里，人们能够通过探究真理来获得幸福。他的理想国理论为后来的政治理论家提供了重要的启示和指导。柏拉图的思想对古希腊哲学和西方哲学的发展产生了深远的影响。

开办学校：他在约公元前387年返回雅典，在雅典创立了柏拉图学园。这所学园成为西方文明最早的有完整组织的高等学府之一，它也是中世纪时在西方发展起来的大学的前身。学园存在了900多年，受毕达哥拉斯的影响较大，课程设置类似于毕达哥拉斯学派的传统课题，包括算术、几何学、天文学以及声学。学园培养出了许多知识分子，其中最杰出的是亚里士多德。

西方哲学奠基者之一：柏拉图承接并发展了苏格拉底的思想，其哲学体系博大精深，著作以对话录的形式留存于世。柏拉图指出，世界由“理念世界”和“现象世界”组成。理念的世界是真实的存在，永恒不变，而人类感官所接触到的这个现实的世界，只不过是理念世界的微弱的影子，它由现象组成，而每种现象因时空等因素的变化表现出暂时变动等特征。由此出发，柏拉图提出了一种理念论和回忆说的认识论，并将它作为其教学理论的哲学基础。

宇宙观：柏拉图的宇宙观基本上是一种数学的宇宙观。他设想宇宙开头有两种直角三角形，一种是正方形的一半，另一种是等边三角形的一半。通过这些三角形就合理地产生了四种正多面体，这就是组成四种元素的微粒。火微粒是正四面体，气微粒是正八面体，水微粒是正二十面体，土微粒是立方体。第五种正多面体是由正五边形形成的十二面体，这是组成天上物质的第五种元素，叫作以太。整个宇宙是一个圆球，因为圆球是对称和完善的，球面上的任何一点都是一样的。宇宙也是活的、运动的，有一个灵魂充溢全部空间。宇宙的运动是一种环行运动，因为圆周运动是最完善的，不需要手或脚来推动。四大元素中的每一种元素在宇宙内的数量是这样的——火对气的比例等于气对水的比例和水对土的比例。万物都可以用一个数目来定名，这个数目就是表现它们所含元素的比例。这种模型解释了宇宙是如何开始的，但如果它同时又假设了灵魂永恒（理念世界），则把这个“开始”理解成“世界开始”更加合理，宇宙本来就有，宇宙永恒。

观点分析：柏拉图曾在意大利南部遇到毕达哥拉斯学派的学者，这也有可能对他的哲学观点产生了影响。以下是柏拉图和毕达哥拉斯学派的一些主要的共同观点。1 .视数学为万物的本质；2. 宇宙二元论——真理（理念）世界和由影子组成的可见世界；3. 灵魂的轮回和不朽；4. 对理论科学感兴趣；5. 宗教神秘主义和道德禁欲主义。

丰富著作：柏拉图才思敏捷，研究广泛，著述颇丰。以他的名义流传下来的著作有30多篇，另有13封书信。柏拉图的主要哲学思想都是通过对话的形式记载下来的。在柏拉图的对话中，有很多是以苏格拉底之名进行的谈话，因此人们很难区分哪些是苏格拉底的思想，哪些是柏拉图的思想。

亚里士多德的思考

亚里士多德，古代先哲，古希腊人，世界古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家，堪称古希腊哲学的集大成者。他是柏拉图的学生，亚历山大的老师。

作为一位百科全书式的科学家，他几乎对每个学科都做出了贡献。他的著作涵盖了许多学科，包括物理、生物、动物学、形而上学、逻辑、伦理学、美学、诗歌、戏剧、音乐、修辞学、心理学、语言学、经济学、政治学、气象学和地质学。他的哲学对西方几乎所有领域的科学知识都产生了深远的影响，并且仍然是当代哲学讨论的课题。亚里士多德的观点深深地影响了中世纪的科学界，特别是对物理学的影响一直延续到文艺复兴时期，直到18世纪牛顿经典力学出现颠覆了亚里士多德的理论，其在物理学上的地位才被取代。

教导大帝：公元前343年，亚里士多德受马其顿国王腓力二世的聘请，担任年仅13岁的亚历山大大帝的老师，对这位未来的世界领袖进行了道德、政治以及哲学方面的教育。正是在亚里士多德的影响下，亚历山大大帝始终对科学事业非常关心，对知识十分尊重。

创办学校：公元前335年，亚里士多德回到雅典，依然受到了亚历山大的物资和土地资助。亚里士多德创办了吕克昂学园，在此期间，他边讲课边撰写了多部哲学著作。亚里士多德讲课时有一个习惯，那就是边讲课边漫步于走廊和花园。正是因为如此，学园的哲学被称为“逍遥的哲学”或者是“漫步的哲学”，由他在这里创立的学派，得名为“逍遥派”。

哲学思想——辩证法：亚里士多德本人看中的是物体的形式因和目的因，他相信形式因蕴藏在一切自然物体和作用之内。他还认为，在具体事物中，没有无质料的形式，也没有无形式的质料，质料与形式的结合过程，就是潜能转化为现实的运动。这一理论表现出自发的辩证法的思想。亚里士多德在哲学上最大的贡献在于创立了形式逻辑这一重要分支学科。逻辑思维是亚里士多德在众多领域建树卓越的支柱，这种思维方式自始至终贯穿于他的研究、统计和思考之中。

天文：亚里士多德认为运行的天体是物质的实体，地球是球形的，是宇宙的中心；地球和天体由不同的物质组成，地球上的物质由水、气、火、土4种元素组成，天体由第五种元素“以太”构成。

物理：亚里士多德关于物理学的思想深刻地塑造了中世纪的学术思想，其影响力延续至文艺复兴时期，虽然最终被牛顿物理学取代。

生物：亚里士多德是将生物学分门别类的第一人，他专门著作（如涉及动物分类、动物繁殖等），首先发现了比较法的启发意义并理所当然地被尊称为比较法的创始人。他是详细叙述很多种动物生活史的第一人，写出了关于生殖生物学和动物生活史的第一本书，还特别注意生物多样性现象以及动植物之间的区别的意义。

科学的启蒙

欧几里得的几何

欧几里得是古希腊时期的数学家，被誉为“几何之父”。他生活在公元前4世纪左右，有许多著名的数学著作，其中最著名的是《几何原本》。该书收录了他所有关于几何的研究成果，并提出了许多基础性的几何定理，如直线平行定理、欧几里得定理和勾股定理。欧几里得的《几何原本》被广泛地认为是历史上最成功的教科书之一。欧几里得也写了一些关于透视、圆锥曲线、球面几何学及数论的作品。他的思想对后世的数学家产生了深远的影响，并成为西方数学的基础。

《几何原本》：欧几里得的几何学研究终于在公元前300年结出丰硕的果实，那就是几经易稿而最终定型的《几何原本》。这是一部传世之作，正是有了它，几何学不仅第一次实现了系统化、条理化，而且孕育出了一个全新的研究领域——欧几里得几何学，简称欧氏几何。直到今天，他所创作的《几何原本》仍然是世界各国学校里的必修课内容，从小学、初中至大学，以及现代高等学科都有他创作的定律、理论和公式的应用。

全书共分13卷，包含了5条“公理”、5条“公设”、23个定义和467个命题。在每一卷内容当中，欧几里得先提出公理、公设和定义，然后再由简到繁地证明它们，使得全书的论述更加紧凑和明快。而整部书的内容也同样贯彻了他的这种独具匠心的安排：由浅到深、从简至繁，先后论述了直边形、圆、比例论、相似形、数、立体几何以及穷竭法等内容。其中有关穷竭法的讨论，成为近代微积分思想的来源。

阿基米德的力学

阿基米德，伟大的古希腊哲学家，百科式科学家，数学家，物理学家，力学家，静力学和流体静力学的奠基人，享有“力学之父”的美称。后人常把阿基米德、高斯和牛顿并列为有史以来三个贡献最大的数学家。阿基米德曾说过：给我一个支点，我就能撬起整个地球。

阿基米德流传于世的著作有10余部，多为希腊文手稿。他的著作集中探讨了求积问题，主要是曲边图形的面积和曲面立方体的体积，其体例深受欧几里得《几何原本》的影响，先是假设，再以严谨的逻辑推论进行证明。他的作品始终融合数学和物理，不断地寻求将一般性原则用于特殊的工程上。阿基米德对数学和物理的发展做出了巨大的贡献，对社会进步和人类发展产生了不可磨灭的影响，牛顿和爱因斯坦都曾从他身上汲取过智慧和灵感，他是“理论天才与实验天才合于一人的理想化身”，文艺复兴时期的达·芬奇和伽利略等人都视他为楷模。

教育经历：公元前267年，阿基米德被父亲送到埃及的亚历山大城，跟随欧几里得学习。他在这里学习和生活了许多年，兼收并蓄了东方和古希腊的优秀文化遗产，这对其后的科学生涯产生了重大的影响，奠定了阿基米德日后从事科学研究的基础。

奠基静力学：阿基米德确立了静力学和流体静力学的基本原理，给出了求几何图形重心，包括由一抛物线和其平行弦线所围成图形的重心的许多方法。阿基米德证明了物体在液体中所受浮力等于它所排开液体的重量，这一结果被称为阿基米德原理。他还给出正抛物旋转体浮在液体中平衡稳定的判据。阿基米德发明的机械众多，有引水用的水螺旋、能牵动满载大船的杠杆滑轮机械、能说明日食月食现象的地球—月球—太阳运行模型。但他认为机械发明比纯数学低级，所以没有留下任何这方面的著作。阿基米德还采用不断分割法求椭球体、旋转抛物体等的体积，这种方法已具有现代微积分计算的雏形。

2.古希腊文明的贡献

在自然历史领域以及各门描述科学里，近代研究者还是在延续古代研究者的工作。首先，由于重新研究了古典作家，人们逐渐产生的对独立观察的兴趣日益取代了习惯上对书本和权威的信赖。比较精密的科学的发展也大大促进了各门描述科学的发展，使得它们所积累的观察资料远远超过了古代。

另外，古代人所获得的科学知识在中世纪没有完全丧失掉。无论怎样，在古希腊流亡者或者移民的帮助下，东方同西方的古代科学保持着一定程度的连续性。人们甚至企图通过独立研究来发展这种知识。我们发现，在9—10世纪，许多阿拉伯作家在科学和医学上显示出了一定的独立性。

古希腊的科学成就是在古埃及和古巴比伦知识的基础上发展起来的，古希腊科学流露出新经验主义和实用主义倾向。泰勒斯、毕达哥拉斯和亚里士多德等人发展了数学、天文学和逻辑学方面的思想，这些思想影响了西方思想、科学和哲学数百年。亚里士多德是第一个对逻辑学进行系统研究的哲学家，阿那克西曼德和恩培多克勒等古希腊哲学家发展了早期的进化论思想。此外，毕达哥拉斯的数学定理至今仍在被使用。

自然科学

数学

古希腊人已从根本上奠定了数学的基础，欧几里得更是使之臻于系统化。阿基米德和阿波罗尼奥斯对数学科学，尤其是圆锥曲线理论，做了重要的补充。接着，托勒密在《天文学大成》中提出了平面三角学和球面三角学的纲要。更晚些时候，主要借助于印度和阿拉伯，通用的数系和代数学的雏形出现了。古希腊人还曾教导世人怎样把数学运用于解答天文学和力学中的问题，在托勒密和阿基米德的著作里有大量这种应用例子。

当时的第一个著名天文学家，萨摩斯人阿利斯塔克（约公元前310—公元前230年）提出了可能是当时最有独创性的科学假说。据阿基米德的记载，阿利斯塔克认为地球每天在自己的轴上自转，每年沿圆周轨道绕日一周，太阳和恒星都是不动的，而行星则以太阳为中心沿圆周运转。阿利斯塔克关于这种理论的叙述即使曾经被写下来，也已经失传了。不过他的学说在当时好像很有名，因为根据普卢塔克的记载，斯多葛派哲学的领袖克利安西曾经说过应当控诉阿利斯塔克亵渎神圣之罪。

阿利斯塔克《论日月的大小和距离》一书流传至今。这部著作第一次在科学上试图测量日、月和地球之间的相对距离。阿利斯塔克设想在上下弦即月半圆时，日、月和地球应当形成一个直角三角形，通过测量日、月和地球之间的角距，人们就可以测算太阳和月亮的相对距离。他量出的角度是87°，根据这个数字，他算出太阳和地球的距离是月亮和地球的距离的19倍。不过实际上根据这个角度算出的日、月和地球距离的比值还要大些。月亮在日食时一般都刚好遮着太阳，所以阿利斯塔克设想太阳的直径是月亮直径的19倍。他在月食时又计算了地球影子的宽度，亦即地球的大致直径，等于月亮直径的3倍。这样，他就论证说，太阳的直径一定比地球的直径大6倍到7倍。这是史上第一个把数学的方法应用于天文学的例子。

化学

化学也在亚历山大城成长。在那里，古埃及传下来的经验知识同古希腊思想碰撞，使化学变得更加科学。但是，由于新柏拉图主义的影响，亚历山大城的化学家变成了神秘的方士。他们搜寻能够创造奇迹的物质，例如能把贱金属变成贵重金属的“哲人石”，或者能够起死回生的“长生不老药”或“万应灵药”。虽然中世纪的科学家也对实验化学做出过一些有价值的贡献，但人们的主要兴趣还在于这种炼金术。近代以来，化学在很长时间里仍基本保持着它的中世纪特征。

天文学

古希腊人在天文学方面也获得了令人瞩目的成就。正确的天文学理论已有了开端，只是有待完备。古希腊人使用的天文学方法和仪器跟近代第一批天文学家使用的在本质上是相同的，他们的研究方向也基本相同。地球的周长、它与其他天体的关系、恒星区域的形貌学、空间和时间的精确测定以及交食之类天文学事件的预测，所有这些问题都是古代，尤其是亚历山大里亚时期的人们所熟悉的，而近代的人们首先是从托勒密的著作中学到这些东西的。图6.2展示了黄道十二宫。黄道十二宫是占星学中描述天象图案的一种方法。黄道带被分为12个部分，每个部分被称为一个宫。黄道十二宫对应着十二星座 。由于地球是一个椭球体，赤道半径比极半径大，且地球的赤道面与黄道面之间有个角度，于是地球在日、月、行星引力的作用下，自转轴会发生变化，产生所谓的“岁差”。作为白羊宫第一点的春分点，本应在白羊座内，但岁差现象使得白羊宫向西移动30多度脱离了白羊座，因此春分点在双鱼座内。黄道十二宫起源于古巴比伦，古希腊人命名了黄道附近的12个星座。

本轮均轮说的起源

阿利斯塔克是最早提出日心说的人，他运用数学来描述天体运行，且认为地球可能围绕太阳运行，并对太阳和月球的大小与距离做出了估计。阿波罗尼奥斯设想出了一种几何结构，可以用来解释行星和地球之间的不同距离。他指出如果行星沿圆周运动，本轮的中心则在另一个圆周均轮上面，而均轮的中心则是地球，那么行星和地球之间的距离就会有所不同；通过适当选择一些圆周，人们就可以从数量上说明行星的运动规律。另一个办法是设想天体运行的轨道都是偏心圆，轨道的中心离地球中心有一定的距离（见图6.3）。

医学的短暂兴盛

古希腊文明是最早研究医学的古代文明之一，古希腊人将医学作为治疗疾病的一种科学方法。他们的医生研究病人的症状，然后想出一些实用的治疗方法。希罗菲卢斯是实施系统性人体解剖的第一人。他看出脑是智力的来源，而亚里士多德则认为是心；他把神经和动作与感觉的机能联系起来。他也是第一个区别静脉和动脉的人，看出动脉有搏动，而静脉没有。

古希腊最著名的医生是希波克拉底，西方医学的始祖，被称作“医学之父”。希波克拉底认为，人类正如宇宙中的其他部分一样，是由四种元素——土、气、水、火组成的，这四种元素和人体中的四种体液（黑胆汁、黄胆汁、血液和黏液）相对应。当这四种体液处于平衡时，人就是健康的；失衡时，人就会得病。这种理论几乎一直延续到19世纪。今天，许多医科学生仍然遵守维护医德的“希波克拉底誓言”。

3.古罗马文明的光辉

早期传承者

古罗马科学家强调科学的实用性——物理学必须具有实际用途，生物学必须有助于提高农业产量，代数和几何学必须结合起来提供最佳答案，以建造最令人印象深刻的圆顶和拱门。这种对科学知识的探索通常是由富有的人赞助的，他们为寻求公众声誉而成了科学文化的积极推动者。

3世纪中叶，埃及的新柏拉图主义思想家普罗提诺和叙利亚的波菲里改变了科学思想以及宗教和哲学。基督教的一神论在4世纪已经成为官方的国教。基督徒对任何与他们的宇宙观相反的科学理论都持谨慎态度，但这两种立场并不一定是对立的。实际上，几位重要的科学家都是基督徒，例如广泛撰写宇宙学著作的卡尔西迪乌斯（约375年）。

在古罗马时期，许多科学家脱颖而出，他们试图研究早期的古希腊科学，并将这一知识体系与一些新的发现和理论结合成一个适合罗马人生活方式的实用思想集（见图6.4、图6.5）。

瓦罗

瓦罗是古罗马最博学的人之一，他是诗人、讽刺作家、博古学者、法学家、地理学家、文法家及科学家，精通语言学、历史学、诗歌、农学、数学等，他还著有关于教育和哲学的作品。他是除奥利金外最多产的古代著作家之一，著有约620部作品，78岁时已写出了490多篇论文和专著，主题广泛。他力图掌握全部古希腊文化并用古罗马的精神加以改造。他在著作《论农业》中谈到农业生产工具时，把奴隶看作一种生产工具。由于奴隶在生产劳动中没有兴趣和积极性，瓦罗在农业上看到了雇佣劳动比奴隶劳动优越。他在数学、地理学、生物学等其他方面的成果，通过他对后来的作家如维特鲁威、奥古斯丁等产生的巨大影响而得以延续。

卢克莱修

卢克莱修是罗马共和国末期的诗人和哲学家，以哲理长诗《物性论》著称于世。他继承了古代原子学说，特别是阐述并发展了伊壁鸠鲁的哲学观点。卢克莱修认为物质的存在是永恒的，提出了“无物能由无中生，无物能归于无”的唯物主义观点；他反对神创论，认为宇宙是无限的，有其自然发展的过程，人们只要懂得了自然现象发生的真正原因，宗教偏见便可消失；他承认世界的可知性，认为感觉是事物流射出来的影像作用于人的感官的结果，是一切认识的基础和来源，驳斥了怀疑论；他认为幸福在于摆脱对神和死亡的恐惧，得到精神的安宁和心情的恬静。

维特鲁威

维特鲁威是古罗马作家、建筑师和军事工程师，在建筑和历史上有重要地位，活跃于公元前1世纪。尽管他建了一座长方形廊柱大厅式基督教堂，但是人们对他的关注更多来自他的著作——《建筑十书》。书中记录了测量、城市规划、数学、比例原则、材料、天文学和力学等领域的内容。这是世界上第一部留存至今的完整的建筑学著作，也是现在仅存的罗马技术论著。他最早提出了建筑的三要素“实用、坚固、美观”，并且首次谈到把人体的自然比例应用到建筑的丈量上，总结出了人体结构的比例规律。

塞尔苏斯

塞尔苏斯是古罗马时期的一位医学家，编纂了著名的百科全书，其中前5卷与农业相关，但现仅存关于医学的8卷，被称为《医术》，包括医学（新旧）以及饮食、治疗和手术等主题。其中1—8卷分别讲述医学史、一般病理学、特定疾病、身体部位、药理学（第5、6卷）、手术和骨科。

拉杰斯

拉杰斯是罗马皇帝克劳狄乌斯的宫廷医生。拉杰斯提议用电鳐来治疗痛风和头痛。对于痛风，他开出的药方是，病人站在潮湿的沙滩上，用脚踩电鳐，直到从脚到膝盖都被电麻了为止。治疗头痛则要把电鳐放在头上。这个方子倒是不无道理的。电击可以促使内啡肽的释放，从而缓解疼痛。

老普林尼

老普林尼是百科全书式的著作《博物志》的作者，该书有37卷，内容涉及自然科学知识——动物学、植物学和矿物学等。他在序言中称，写作的目的是研究“事物的本质，即生命”。在《博物志》的写作过程中，老普林尼总共参考了146位罗马作家和327位非罗马作家的著作，从2 000部书中摘引了大量的材料。他的这部堪称百科全书的巨著是他多年勤奋读书的结晶。这部书为我们保存了许多已经散失的古代资料，提供了了解古代物质和精神文明的丰富史料。

弗罗伦蒂努斯

弗罗伦蒂努斯是古罗马军人和工程师，撰写了关于军事科学的作品，尤其是关于战争机器的，著有兵书《谋略》，其中有以曼陀罗酒胜敌的战例，对流体力学也提出过一些有益的见解。他做过罗马导水管监察官，曾谈到罗马的给水工程，并且在实验中发现，水由管口流出时，水流的速度既取决于管口大小，也取决于管口在水面下的深度。

盖仑

盖仑是古罗马时期的医学家，被认为是仅次于希波克拉底的第二个医学权威。盖仑是一名医生、动物解剖学家和哲学家，在开始为角斗士提供医疗援助的职业生涯后成为皇帝的医生。他一生致力于医疗实践、解剖研究、写作和各类学术活动，撰写了超过500部医书，并根据古希腊“四体液学说”提出了人格类型的概念，主要作品有《气质》《本能》《关于自然科学的三篇论文》。他的著作是研究早期医学问题的宝贵资料，他本人也是复杂手术的成功实践者。

科学的雏形

古罗马在罗马帝国时期进入了辉煌阶段，古罗马文明在经历了数百年的发展后也初具雏形，在天文占星、工程建筑、地理学、数学、医学等领域均得到了发展，具体可见图6.6。

天文占星

罗马人吸收了古希腊人和生活在托勒密王朝的埃及人在天文学领域取得的大部分成就。在罗马时期，使用日晷测量时间确实更加准确，当时甚至便携式日晷也变得流行了，人们有时使用可更换的圆盘来应对位置的变化。公共日晷出现在所有主要城镇，它们的受欢迎程度在考古发现中得到了证明，例如来自庞贝城的35日晷。

在奥古斯都统治期间，人们有为期7天的占星周。占星术吸收了托勒密时代的埃及占星术，在罗马人中很流行，并且与许多其他古代文化一样，古人认为天体运动和星宿与人类的活动有密切的联系。皇帝经常通过占星术士向民众传递他们的决定和政策是神圣的这一信仰。

工程建筑

罗马人是伟大的工程师，他们坚持不懈地试图掌握自然环境的规律并测试物理学的极限。渡槽不仅是大型建筑工程（跨越山谷时高达50米，将水从源头引出100千米），而且采用了许多工程技巧来加快水的流速并提高纯度：倒虹吸管、旋塞阀、沉降罐、曝气级联和网状过滤器。隧道旨在为渡槽和道路提供更直接的路线，并通过精确测量进行挖掘，从而保证准确地在所需位置进出山。水车利用复杂的轮子和齿轮系统从河流中获取水力，并利用获得的能量来驱动磨粉机生产面粉。

战争和技术创新常胜的事实让罗马人试图完善古代战场的必需品，如攻城车和火炮武器。罗马武器发射的导弹比以往任何时候都更远、更准确。罗马人已经掌握扭力机的机械技术，甚至设计了拆卸火炮的方法，以便轻松地将其移动到另一个可以重建和再次使用的地方。

数学

罗马人与早期古希腊人对数学的观点一致，即认为数学与哲学保持着密切的联系。人们在对数学的研究中总是对理论的实际应用感兴趣，也倾向于关注自然现象和天文学。罗马人不仅将数学应用于建筑领域，还将数学应用于税务会计和土地调查等基本行政任务。此外，毕达哥拉斯和其他人所研究的纯数学科目被作为罗马标准教育的一部分。

罗马数字系统也许是罗马文化中最知名并且仍在现代世界中被广泛使用的内容之一。其中I= 1，V =5，X=10，L=50，1 000用M表示，它是milla / mille（千）的缩写。这一系统同时使用加法和减法来表示数字（例如XX =20和IX = 9）。罗马人也使用分数，某些数字开始具有特殊意义（例如365），甚至人也可以拥有代表数字（著名的尼禄·恺撒的代表数字为666）。

医学

也许罗马人在医学领域的最大贡献是通过发表论文来传播医学知识，并使普通公民更容易接触到专业的医生。从镊子到伤口牵开器，装备更加完善。因为人们配备了更多的专业器械，医生在他们的手术中也变得信心满满。另一项创新是在每个军营内建立专门的医院，这样医生能够通过治疗战场上的伤员获得宝贵的经验。

药物的生产比以前更自由，药丸的制作通常使用草药，比如将提取的罂粟汁作为吗啡使用。人们通过解剖对身体进行更深入的研究，从而准确诊断出肾损伤和脊柱脱位等内伤，即使不太可能治愈。 0FD7MUcUfn8F31Yv8g/6EOzRBu5OPWzyQPke9P/046D9+Cy9exYCbrif24XX8+1U

第7章
东方科学的萌芽

早期文明社会的特征，如象形文字、农业灌溉和官僚士大夫统治，这些在古代中国一直存在，比在世界上任何其他地方都更加持久、绵延不断。

同巴比伦人和埃及人一样，古代中国人没有能够发展出一套完整理论，也没有把他们关于宇宙空间结构的理论建立在天文观察的数据基础之上。虽然古代中国人也没有发展出科学方法论，但《汉书·天文志》中已记载了特异的天象，西汉的落下闳也通过改制浑仪观测天体位置。

1.从青铜到铁器

古代中国是世界上最早出现农业的国家之一，也曾是世界上农业最为发达的国家之一。黄河流域和长江流域是我们国家农业文化的摇篮，人们在长期的农业生产中积累了丰富的经验和知识，因而我国的农业生产和技术在世界上得以长期居于遥遥领先的地位。古代中国小农经济基础决定了当时的科学技术大多产生在农业领域，并且多是为了服务于农业的发展。

青铜时代的发展

在几千年的历史中，我国的农业科学技术取得了极其辉煌的成就。在夏、商、西周时代，我国的农业有了明显的进步：一是利用金属（青铜）做农具；二是开始出现了中耕除草的农具。比之木制农具，青铜农具具有轻巧、锋利的特点，对提高劳动效率起了重大作用，而且磨损以后仍可回炉再铸。因此，青铜农具的出现和使用，是商周时代文明发展有了明显进步的标志之一。中耕除草农具有钱、镈等。

春秋战国时期是中国社会发生重大变革的时期，农业生产的发展也进入了一个新的历史时期。春秋时期，我国已经从青铜冶炼中学会了炼铁。随着冶铁业的发展，铁便开始被应用于农业生产。到战国时期，铁农具的使用就相当普遍了。铁器自此被广泛使用，牛耕逐渐被推广，社会生产力有了很大提高。出土的古代铁农具种类很多，如图7.1所示，有铁犁、铁镢、铁臿、铁锄、铁铲和铁镰。

其中最重要的是铁犁的出现。铁犁耕地虽然效率很高，但需要的动力也很大。牛耕的使用，使人从笨重的耕地劳动中解放出来，这是我国农业技术史上使用动力的一次革命。战国时期，为了解决农业灌溉的问题，人们兴建了一些大型的农田水利工程，如漳水渠、郑国渠、都江堰等。与此同时，井水也被利用起来。为了提高提取井水的效率，人们又创造了利用杠杆原理减轻劳动强度的提水工具“桔槔”。

进入铁器时代

秦和两汉是种植业迅速发展的时期。这个时期的黄河流域是全国的经济重心。此时，我国在农业生产方面创造了穗选法、留种田、绿肥轮作制、嫁接、温室、天敌治虫等技术，发明了耧车、翻车等农机具。所有这些创造与发明在当时的世界上都具有最领先的地位。

从图7.2（1）可知，产生于春秋战国时期的铁犁牛耕是我国古代农业最主要的生产方式，铁犁牛耕的出现推动了生产力的发展和井田制的解体，推广铁犁牛耕使得唐朝的农业迅速发展。图7.2（2）是耧车，据东汉崔寔《政论》的记载，由三只耧脚组成的耧车，就是三脚耧。三脚耧下有三个开沟器，播种时，用一头牛拉着耧车，耧脚在平整的土地上开沟播种，同时进行覆盖和镇压，一举数得，省时省力。图7.2（3）是高转筒车，是古代中国的农用工具。高转筒车提水的高度比一般筒车高。这种筒车通常在水很低而岸很高的地方使用。

唐宋时期，水田生产工具得到了改进与更新。汉魏时期创造出来的翻车，到唐代已逐渐普及，并且传到了日本。翻车不但用于灌溉，而且还可用于排涝。到元代，翻车又有了发展，出现了牛转翻车、水转翻车，畜力和水力被运用到提水灌溉上来了。唐代还出现了一种名叫“水轮”的提水工具，原理和筒车相同，可见筒车在唐代已经被发明出来。宋元时代，筒车又被进一步改革，人们创造了驴转筒车和高转筒车。此外，这个时期人们还创造了垦田用的铁搭（四齿），平田用的田荡和平板，拔秧、插秧用的秧马，等等。

明清是我国传统农业技术深入发展与继续提高的时期。在栽培技术上，明清时期的人们创造了冬谷法、小麦移栽、甘薯留种等技术；在田间管理技术上，明清时期的人们创造了油菜打薹技术，发展了棉花整枝和烤田技术。而且从明代中期起，原产美洲新大陆的玉米、甘薯、烟草、花生等作物，相继被引进我国。

2.物理学萌芽

在公元前1300年，商王盘庚迁都于殷。这个时代的特征是以陶轮制造器皿，以马匹驾驶车辆。与西方不同的是，人们种水稻而不种大麦，织丝绸而不织麻布。在公元前1046年，商朝为它边界上的周人所灭，后者建立了周朝。周王室四围的采邑，后来逐渐发展成为一些独立的封建领主国家，而处在中心的周王室的权力则越来越弱。在公元前476至公元前221年，那些封建领主国家争霸，战争频发。

对军事技术的研究，也促使人们探讨物理学，特别是其中关于光学、力学和防御工程的问题，具体关系可见图7.3。人们研究了光在平面镜、凸面镜和凹面镜上的反射，从而提出了一些经验规则，把事物及其成像的大小和位置与所用镜面的曲率联系了起来。在力学方面，人们的兴趣所在主要是杠杆系统和滑车。在这里，人们也是从经验主义的角度去研究问题的。人们没有提出一套完整的光学理论，在工作中也没有运用几何学的推理方法。人们的结论是从实验中得来的，并且这些结论往往以经验规则的形式表达出来。

3.天文的故事

李约瑟在《中国科学技术史》第三卷“天学”中将对中国天文学史的叙述分为“古代和中古时期的宇宙概念”“中国天文学的天极和赤道特征”“恒星的命名、编表和制图”“天文仪器的发展”“历代天文学和行星天文学”等几个部分。根据李约瑟的划分体系，中国古代天文学大致由三个部分组成，即天象观测、历法和宇宙理论。这三个部分在中华文明的早期已出现了萌芽。

天象观测

商周时期的王权拥有者为了巩固自己的统治，竭力鼓吹宣扬“天命观”。因此，包括占星术在内的各种占卜巫术在那时十分兴盛。殷墟出土的甲骨片都是用来占卜的，其上有不少天象记事。这就使古代的天文学带有强烈的宗教及迷信的色彩。可以说，已经成为当代科学领域中重要一环的天文学和古代看似反科学的占星术是并行发展的。

春秋战国时期，人们十分重视对异常天象的观测，也因此留下了不少宝贵的记录。在《春秋》一书中，就有自鲁隐公元年（公元前722年）至鲁哀公十四年（公元前481年）的37次日食记录。研究表明，其中有33次记录是准确可靠的。据初步统计，中国历代约有千次日食记录可查。这些日食记录的数量之多和可信度之高，在当时的世界上是无与伦比的。古人热衷于对异常天象进行观测和记录，主要基于人们坚信这些异常天象的出现是上天对人类的某种暗示。不论当年人们由这些异常天象得出多么荒唐的推论，但长年累月的观测结果给我们留下了十分珍贵的天文学遗产，为近现代天文学的研究提供了重要的资料。

历法

夏代已有天干纪日法，即用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸10个天干周而复始地来纪日。这时用十进位的天干来纪日，并有了“旬”的概念，这个概念人们直到今天还在使用。在此基础上，到商代人们进一步使用了干支纪日法，即把10个天干和12地支（子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥）依次组合，组成60种组合，形成了干支纪日法。天干、地支的发明影响深远，可用于历法、术数、计算、命名等各方面。中国历史上一共产生过约102部历法，这些历法对中国文化与文明产生过重大影响，比如夏历、商历、周历、西汉太初历、隋唐大衍历和皇极历等。有些历法虽然没有延续下来，但对中国历法的发展起到了推动作用。

中国从殷商时期就已经采用既考虑月相变化周期又考虑太阳回归周期的阴阳合历。当时的人们就已经知道一个朔望月长度是略大于29.5日的，并且已经会用闰月来调节观测的时间误差了。到了西周，圭表测量方法已比较成熟，但是具体闰年的设定还没有形成规律，主要使用由实际的观测来临时确定的方法。西周时期依然是历法发展的初级阶段。

宇宙理论

盖天说。中国人的天文测算差不多全是用代数方法进行的，这样一来，天文学就不能提供一幅宇宙布局的图景。有鉴于此，中国人的天文学技术大部分是和其宇宙理论脱离的，而他们的宇宙理论在整个历史阶段都是定性的。在汉代，有三种宇宙理论。最早的是盖天说。它认为天是个半球，或一个半球形的盖，而地则像一个方边碗，和一个凸形的方盘相似。但天不是一个规则的半球，因为“天形南高而北下”，像在棋盘上斜放着的撑开的伞。因此，随着这个半球运转的太阳到了南方，人们就看得见它，但到了北方就看不见了。太阳、月亮和行星随着天运转，但也有各自的适当运动，如蚂蚁在运转的磨盘上面那样。环绕大地的是海洋，天盖在大地边沿浸入海中，天地都由盖在它们下面的气所撑着。天离地有80 000华里 。

浑天说。盖天说在汉末已失传，继起的是秦以后（公元前207年以后）的史书中所记载的浑天说。据称浑天说创立于公元前2世纪，最早叙述和说明浑天说的是东汉的张衡。张衡把宇宙比作一个鸡蛋，地为水所载，居于天内好像蛋黄，天一半在地上，一半在地下，像蛋壳一样，而为气所浮。

宣夜说。第三种宇宙学说是宣夜说，或称无限空间说。它的起源也很早，但关于它的最早记载在汉末。按照这种理论，除了地和天体以外，宇宙无形亦无质；空间是虚空的和无限的，天体不附着于任何物之上，只浮于“元气”或“刚气”之上自由运动。无限空间说和道家有关系，浑天说则被儒家采纳。当道家逐渐转变为神秘教派以后，儒家就把道家早期的自然主义哲学吸收过来。因此，宣夜说中的一些成分也就渗入了官方宇宙论的浑天说，这在12世纪的新儒家那里表现得尤为显著。可是早在4世纪，发现岁差的专司天文历法的虞喜就认为，天虽有一个极限，但高不可测，而日月星辰则都在天的下面自由运行。 0FD7MUcUfn8F31Yv8g/6EOzRBu5OPWzyQPke9P/046D9+Cy9exYCbrif24XX8+1U

第8章
古代科学的成就

横向比较来看，东西方的理论在四大文明古国的时代差别还不是很大。在历史的开端，东方世界与西方世界一同在迷雾中艰难探索。为了促进人与人之间的交流，智慧的先人们首先发明了文字和数字。东方的方块层层叠叠，西方的字符弯弯绕绕，它们共同构建起了人类文明的地基。在拥有了语言和数字之后，人类开始试着丈量世界，手中样式各异的测量工具不住叩问着天有多高、地有多厚。早期科技为人类在氤氲迷雾中点亮了一盏油灯，而当人们仰望星空，苍穹之上是更辽阔的未知。人类不由得开始思考宇宙和人生，对宇宙现象做出了种种猜测性的解释和预报。

东西方默契的步伐至古希腊时期戛然而止。自从古希腊哲学诞生之后，人们在解决问题的方法上引入了还原论思维方法。在理论描述上，通过引入数学，尤其是几何理论的精确描述方法，人们极大地推动了复杂问题的解决。在无数构想与失败的实验中，经纬仪初现雏形；机械装置的水钟昼夜不停嘀嗒报时；太阳、月亮与地球在几何的构建下不再遥不可及。面对足下神秘的蓝色星球，科学家们在天文学领域的研究依旧步履不停，划分出赤道与两极；五个地带从四季如春跨入终年积雪，慵懒抖落阔叶与针叶；本初子午线划过格林尼治，聆听泰晤士河河浪拍岸。

当商业发达的西方昂首阔步向着实践与理论相结合的目标进发之时，囿于小农思维的东方世界仍在实践与理论相割裂的囚笼中徘徊不前。彼时的东方依然侧重于系统观的哲学，停留在古文明时期建立的理论学说上，仅在具体应用过程中略有一些进步。就这样，东西方的思维差距逐渐拉开，东方与西方就此走上了不同的文明发展道路。在这一章中我们将重点进行一些比较研究。

1.古代文明的成果

文字记录文明

人类发明文字是一个重大的里程碑，它极大地推动了人类文明的发展。文字是用符号来记录语言的一种方式，它允许人们记录下自己的想法、经历和知识，并将这些信息传递给其他人。

文字的发明对科学的影响非常显著。首先，文字使得人们可以更有效地记录和传递科学信息。在文字出现之前，人们只能口头传递信息，这不仅效率低下，而且容易混淆或遗忘。文字的发明使得人们可以把科学信息记录下来，并且可以被多个人同时阅读和理解。这大大提高了科学信息的传播效率，促进了科学的发展。

其次，文字的发明促进了科学知识的积累。文字的出现使得人们可以把自己的科学研究记录下来，并且可以供后人阅读和研究。这使得人类对自然界的认识变得更加深刻，也促进了科学知识的不断积累。

最后，文字的发明还促进了科学领域的学术交流。文字的出现使得人们可以通过书面方式进行学术交流，并且可以跨越地域和时间进行交流。这使得不同地方的科学家可以相互分享科学研究的成果和经验，促进了科学的快速发展。

楔形文字

楔形文字是由苏美尔人所创，演变自象形文字。英语为cuneiform，源于拉丁语，是由cuneus（楔子）和form（形状）两个单词构成的复合词。

楔形文字的雏形产生之时，多为图像符号，写于泥版上，少数写于石头、金属或蜡版上。公元前3200年到公元前3000年是楔形文字的早期发展阶段，它只被少量使用。公元前2600年前后，楔形文字使用量增加。公元前500年前后，楔形文字成了西亚大部分地区通用的商业交往媒介。楔形文字一直被使用到1世纪前后失传了，19世纪以来才被陆续译解，形成了一门研究古史的学科——亚述学。

楔形文字传播的地区主要是西亚，两河流域其他民族也使用了这种文字。公元前1500年前后，苏美尔人发明的楔形文字已成为当时国家交往通用的文字，连埃及和两河流域各国外交往来的书信或订立的条约都使用楔形文字。后来，由于商业的发展，伊朗高原的波斯人对美索不达米亚的楔形文字进行了改进，把它逐渐变成了先进的字母文字。

象形文字

古埃及象形文字逐渐形成于公元前3500年，是一种被称为圣书体的象形文字。这种文字是人类最古老的书写文字之一，多刻在古埃及人的墓穴中，以及纪念碑、庙宇的墙壁或石块上，所以被称为“圣书体”。1799年，法军上尉皮耶-佛罕索瓦·札维耶·布夏贺在尼罗河三角洲的港口城市罗塞塔发现“罗塞塔石碑”。石碑上刻有三种文字，分别是圣书体、世俗体和古希腊文。历史学家们一直无法破译“圣书体”的内容，直到1822年法国学者商博良第一个理解到，一直被认为用形表义的埃及象形文，原来也是具有表音作用的，这一重大发现成为解读所有埃及象形文的关键线索。

印章文字

在公元前20世纪，古代印度河流域已出现文字，大多刻在石头或陶土制成的印章上，因此被称为印章文字。已发掘的印章共有2 000多枚。其中很多符号是象形的，可能还处在象形文字阶段，但又因有表音节和重音的符号，所以也被认为是向字母文字过渡的表音文字。

印章多用皂石、黏土、象牙和铜等制成，大多雕有不超过20个铭文，其上还有许多形象生动的浮雕，其题材主要是当时常见的动物，古代印度河流域人民狩猎、航行、娱乐等情景，以及宗教神话内容。

目前共发现这种文物2 500种左右，文字符号共有400～500个。这些符号一般由直线条组成，字体清晰，基本符号有22个。在印章上还有雕画，这种雕画和文字是什么关系还不清楚，根据学者推测，这些铭文可能是印章主人的姓名和头衔等，雕画可能是他们崇拜的事物。这些印章本身就是一种雕刻艺术，反映了当时人们丰富的社会生活和思想内容。

甲骨文

甲骨文是中国的一种古老文字，又称“契文”、“甲骨卜辞”、“殷墟文字”或“龟甲兽骨文”。我们能见到的最早的成熟汉字，主要指中国商朝晚期王室用于占卜记事而在龟甲或兽骨上刻记的文字，是中国已发现的最早的成体系的文字。

甲骨文具有对称、稳定的格局，具备书法的三个要素，即用笔、结字、章法。从字体的数量和结构方式来看，甲骨文已经是有了较严密系统的文字了。汉字的“六书”原则，在甲骨文中都有所体现。但是其原始图形文字的痕迹还是比较明显，象形意义也比较明显。2017年11月24日，甲骨文顺利通过联合国教科文组织世界记忆工程国际咨询委员会的评审，成功入选《世界记忆名录》。

甲骨文最早被河南安阳小屯村的村民找到，当时他们还不知道这是古代的遗物，只当作包治百病的药材“龙骨”使用，把许多刻着甲骨文的龟甲兽骨磨成粉末，浪费了许多极为有价值的文物。后来，晚清官员、金石学家王懿荣于清光绪二十五年（1899年）治病时从来自河南安阳的甲骨上发现了甲骨文。百余年来，当地通过考古发掘及其他途径发现的甲骨已超过154 600块。此外，在河南其他地方、陕西等地也有甲骨文出现，年代从商晚期（约公元前1300年）延续到春秋。

技术革新文明

随着时间的推移，系统的制造和实用技术逐渐形成了。在希腊语中，“技术”一词表示“如何制造事物的知识”，包括建筑等活动。

17世纪第一次出现在英语中时，它仅用于表示对应用艺术的讨论，后来这些“艺术”本身逐渐成了指定的对象。到20世纪初，除了工具和机器之外，该术语还包含了越来越多的手段、过程和想法。到21世纪中叶，技术被定义为“人类试图改变或操纵其环境的手段或活动”。甚至如此宽泛的定义也受到了观察家的批评，他们指出，区分科学探究和技术活动的难度越来越大。

从本质上讲，技术是创造新工具和工具产品的方法，而制造这些人工制品的能力是类人物种的决定性特征。其他物种也会制造用品：蜜蜂建造精致的蜂巢来存放蜂蜜，鸟类筑巢，河狸建造水坝。但这些属性是本能行为模式的结果，不能根据快速变化的环境而变化。与其他物种相比，人类不具备高度发达的本能反应，但具有系统地、创造性地思考技术的能力。因此，人类可以以其他物种无法实现的方式创新并有意识地改变环境。猿有时会用一根棍子从树上捶打香蕉，但人们可以把棍子做成切割工具，取出一整串香蕉。在两者的过渡过程中，第一个类人物种原始人出现了。凭借制造工具的天性，人类从一开始就是技术专家，而技术的历史涵盖了人类的整个进化过程。

在使用理性能力来设计技术和改变环境时，人类已经攻破了除生存和财富生产之外的问题，而这些问题通常与今天的技术术语相关联。例如，语言技术涉及以有意义的方式操纵声音和符号；同样，关于艺术和仪式创造力的技术代表了技术激励的其他方面。

社会推动技术创新

在技术创新中，必须有社会参与的三个点：社会需求、社会资源和有同情心的社会风气。如果没有这些因素中的任何一个，技术创新就不太可能被广泛采用或成功。

人们必须强烈感受到社会需求，否则不会准备将资源投入技术创新。需要的东西可能是更高效的切割工具、更强大的起重装置、节省劳力的机器，或者使用新燃料或新能源的手段。另外，军事需求一直为技术创新提供动力，比如对更好武器的需求。在现代社会，需求是由广告产生的。无论社会需求的来源是什么，都必须有足够多的人意识到这一点，以便为能够满足需求的人工制品或商品提供市场。

社会资源同样是成功创新不可或缺的先决条件。许多发明之所以失败，是因为无法获得对其实现至关重要的社会资源——资本、材料和技术人员。列奥纳多·达·芬奇在笔记本中写满了关于直升机、潜艇和飞机的想法，但由于缺乏某种资源，这些想法很少能达到模型阶段。资本资源涉及剩余生产力和能够将可用财富引导到发明者可以使用它的渠道的组织。材料资源涉及适当的冶金、陶瓷、塑料或纺织物质的可用性，这些物质有助于实现新发明所需的任何功能。熟练技术人员这一资源意味着存在能够构建新工件和设计新工艺的技术人员。简而言之，一个社会必须充分利用合适的资源来维持技术创新。

2.和而不同

中西哲学

中西哲学的比较有着一概而论的风险，甚至并非所有西方哲学家都承认中国哲学是真正的哲学。当然，若是以西方哲学产生的社会环境和发展模式为基准，中国的哲学思想必然与之不同。但比较的方法也会带来与众不同的视野。

其中一种视角是从中西哲学的源头开始，将老子的“道”与赫拉克利特、巴门尼德的“道”相对比。老子的“道”最为抽象，代表着有和无以及动和静的统一；相较之下，赫拉克利特和巴门尼德的“道”更具体明确，涉及一和多、对立面斗争与同一，以及现象与本质的区别。对于“道”的不同理解突显了先秦自然哲学的抽象性和古希腊自然哲学的具体性。

以钱穆、唐君毅和冯友兰为代表的儒家人文主义则侧重于儒家传统价值之中天、地、人的贯通，这种贯通超越了非此即彼的二元的哲学，也超越了西方哲学中常见的人类中心主义以及对工具理性的推崇，或可在现代的语境中重新反思思想传统之不同。

近年来，中西比较研究的主题也在不断拓展，包括哲学、宗教、艺术、文学、数学等方方面面，引导我们从不同角度理解文化多样性和跨文化对话。

中医与西医

1840年，中国受西方列强侵略，随之西方医学流入中国，关于中西医谁优谁劣的争论于1851年开始。中国出现许多人士主张医学现代化，中医学受到巨大的挑战。同属中国医学体系的日本医学、韩国的韩医学亦是如此。中西医论争持续时间长、波及范围广，在论争过程中，中西医论争与其他论争交织进行，且学理论争与生存抗争相结合。中西医论争不仅是医学界内部的论争，更涉及西方科学与中国传统文化之间的论争，其实质是中西文化的论争。

中医中药在中国古老的大地上已经有了几千年的历史，经过几千年的临床实践，人们证实了中国的中医中药无论是在治病、防病上，还是在养生上，都是确凿有效、可行的。在西医传入中国之前，我们的祖祖辈辈都用中医中药来治疗疾病，挽救了无数人的生命。中医对疾病的治疗是宏观的、全面的。中医是相对西医而言的。在西方医学流入中国以前，中医基本不叫中医这个名字，而是有独特且内涵丰富的称谓。

2003年“非典”以来，中医经方开始呈现复苏迹象。目前在中国，中医的传统疗法仍然是治疗疾病的常用手段之一。在国际上，针灸引起医学界极大兴趣。针灸已被证实在减轻手术后疼痛、怀孕期反胃、化疗所产生的反胃和呕吐、牙痛方面是有效且副作用极低的。然而，关于它对慢性疼痛、背部疼痛以及头痛的功效，数据显示出模棱两可或者具争议性的结果。世界卫生组织认为，很多针灸和一些草药的有效性得到了科学双盲研究的较强支持，但是对于其他的传统疗法还需要进行进一步研究，而且不能忽视未经研究的传统疗法存在的危险性等问题。世界卫生组织在2002年5月26日发表“2002—2005年传统医药研究全球策略”，邀请全球180余国将替代医学纳入该国的医疗政策。

20世纪90年代，现代中医基础理论的原始创新和革命开始了。中医新哲学观涉及整体观、辩证观，以及新挖掘出的中医第三哲学观——相似观（分形论）。2018年10月1日，世界卫生组织首次将中医纳入其具有全球影响力的医学纲要。新纳入的中医传统医学的相关信息被写入第11版《全球医学纲要》第26章，该章主要阐释传统医学的分类体系。这一纲要于2022年起在世界卫生组织成员国实施。

3.古代科学的衰落

在古希腊罗马时代结束时，科学和自然哲学为什么会发生显著衰退，科学史家长期以来一直对这个问题存在着争议。甚至关于有些事实，人们的意见也不完全一致。有人认为衰退从希腊化时代就开始了，也有人认为是到古希腊罗马时期才开始的。当然，并非所有的科学活动和自然哲学活动都在古希腊罗马时期以后就停止了。实际上，古代科学此后似乎仍有动力向前推进。图8.1为古代科学发展的时序图。

一般来说，随着时间的推移，社会的总体活力会有所降低，科学创新水平会有所下降。在这段时间，脑力劳动渐渐趋向墨守成规，人们鲜少发现新知识。在这样的背景下，一代又一代人只是热衷于进行编纂和注释。以往积极进行科学探索的那股劲头儿似乎消失了，甚至连保存过去知识的想法也没有了。不仅如此，人们甚至怀疑起知识的可靠性，巫术和种种歪门邪道开始大行其道。希腊科学成就只体现它的希腊和希腊化模式中的那些主旨和精神，而后便逐渐消失不见了。

至于为什么会发生这种衰落，人们提出过好几种猜想。

科学与社会生活的脱节。 其中一种观点认为，科学和科学活动在社会生活中没有清楚地显示其作用。科学在古代世界与社会联系甚少，组织极其松散，因而几乎不存在得到社会支持的思想条件和物质基础。科学家或自然哲学家往往难以谋生。在希腊化时代，科学和自然哲学与哲学本身的历史性分离，进一步使科学活动几乎失去了任何社会作用，从而加速了科学与自然哲学的边缘化。

科学与经济发展的分离。 另一种与上述看法有关的观点，把发生这种衰落的原因归于经济与科学和技术在古代的长期分离。在奴隶制社会，劳动力成本相对较低，人们会觉得用不着自然知识，不愿雇用科学家，也不愿向应用科学投资。换言之，自然知识没有得到应用的机会，也就无从谈起发挥科学的社会作用和得到社会支持。

不可撼动的宗教权威。 历史学家还提出了一种很有说服力的观点，认为各大宗教派别的活跃极大地削弱了古代科学传统的权威性和重要性。许多宗教派别或多或少都存在一些反智主义倾向，从而形成了宗教与传统科学知识在智识和精神上相互竞争的局面。

在当时，希腊有供奉专司人旺物丰的女神得墨忒耳的教派，埃及有供奉女神伊希斯的教派，都是信徒如云。罗马皇帝的臣属中间流行密特拉教，那是一个供奉波斯神话中光明之神密特拉并在后来转向神秘主义的教派，其信徒中传播的是些秘不外传的、不可思议的占星术和天文学知识。当然，其中最为成功的，还要数从犹太教中演化出来的新教派——基督教。313年，基督教得到官方认可，337年罗马皇帝君士坦丁改信基督教，391年罗马帝国宣布基督教为国教，这些都表明了基督教会在社会化和体制化两方面都取得了极大成功。

专家学者中有人争论基督教对古代科学是否有过积极影响。基督教的神学意味很浓，注重人的宗教生命，强调神的启示、死后的生命和基督二次降临救世。所以早期的教会和教会领导人物在传教的时候，一般都会对异教文化流露出或多或少的冷漠、怀疑或敌意，对于科学和自然哲学更是如此。举例来说，奥古斯丁（354—430年）对自然哲学和古希腊的哲学观点多持有批评态度，认为它们与基督教信仰不一致。在更为世俗的层次上，教会在古代文明中组织严密，在社会的各个方面都显示出令人生畏的组织力量。教会各级领导和管理机构可以提供就职和晋升机会，这自然会吸引不少有才干的人。曾经的他们也许会投身亚历山大城的博物馆或献身于科学，但此时都不约而同地迈入了教会的大门。

为什么没有发生工业革命

技术史学家还提出过这样一个问题：“古代为什么没有发生工业革命？”对于这个问题，我们可以做这样的简单回答：没有那种需要。那个时代的生产模式和以奴隶劳动为基础的经济足以按照当时的发展状况继续维持，把利润当作追求目标的资本主义观念在当时简直是不可理喻的。因此，为了利润而掌握大规模生产技术的想法是不可能存在的，工业革命也就失去了发生的契机。

在古代，人们很难想到要进行工业革命。亚历山大城在公元前3世纪末以后经历了多次重大冲击。在公元前270年至公元前75年期间，罗马共和国与埃及托勒密王朝进行了政治和军事争夺，最终罗马将领庞培夺回了亚历山大城。在这个过程中，城市大部分遭毁。基督教卫道士很可能在4世纪又大量焚烧过书籍，在约4世纪中叶甚至发生了基督教徒杀害异教徒希帕蒂亚的严重事件。希帕蒂亚是亚历山大城博物馆已知的第一位女数学家，也是该馆已知的最后一位拿薪俸的研究人员，后来连存在了7个世纪的博物馆也就此关门。此后，首批到来的伊斯兰征服者又对亚历山大城博物馆的残存部分进行了洗掠。在其他地方，信仰基督教的拜占庭皇帝查士丁尼于529年下令关闭了雅典柏拉图学园。

西方的高歌猛进

中国古代的早期科学没有形成完整的理论体系，这是因为古代中国人大都不能把理论和实践结合起来，因为一般所谓士大夫都把实际工作看作卑贱的事。朱熹说过，唐朝医生孙思邈是一个好学深思的文人，但因为行医，就被贬入方技之列，这是十分令人惋惜的事。古代中国学者的工作主要属于纯思辨的性质，而从事制定历法和观测天文的人，则在工作中总是以经验为重，不注重著书立说和建立理论体系。

这种理论研究和经验研究相割裂的状态，差不多是具有严格等级区分的农业文明社会的一个特点。在18世纪产业革命以前，科学在一些商业发达的文明社会里是受到大力提倡的，如古希腊和文艺复兴时代那样的商业文明社会。

撇下踽踽前行的东方的西方一路高歌猛进，在各个领域不断寻求着突破与新生。古代科学由夏入秋，一派丰收景象。经历一整个盛夏恣意生长后的枝繁叶茂，终是硕果累累。

数学的根基深入地心，坚不可摧。欧几里得构建起筋膜，阿基米德与阿波罗尼奥斯填充其骨肉。东方世界传送锦囊，促成了通用数系和代数学的诞生。数学的力量甚至推动了天文学和力学的发展，成为解密的密钥。

天文学的收获如群星璀璨耀眼，人类仰望星空的疑惑得到了部分解答。古希腊人对恒星的运行进行了大量观察，并做了记载；人们对地球与太阳系的了解更加深入；天文学的诸多事件得到测定与预言……此时的天文学已经确立了正确理论的开端，天文学研究方法与研究方向和近代相契合。

化学变得更加科学。中世纪的炼金术幻梦亦推进了化学的成长，化学在很长的一段时间里依然保持着其古旧特性，缓慢但坚定地前行。

至此，人类已在混沌如鸡子的宇宙中行走了数千年，古代科学日渐面带倦容。也许是宗教俘获人心，也许是科学逐渐与社会发展脱离，抑或是科学的实际效益不尽如人意，古代科学衰落的原因至今仍不为世人所知。今天我们可以确定的是，古代科学燃尽了往日的冲劲，逐渐步履蹒跚、销声匿迹。科学的再度觉醒，延宕至数世纪后。在经历了混沌无知的几个世纪以后，古老的科学传统终于再次复兴，且得到了极大的发展。 0FD7MUcUfn8F31Yv8g/6EOzRBu5OPWzyQPke9P/046D9+Cy9exYCbrif24XX8+1U