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从中西科学方法论传统看“李约瑟难题”
http://theory.jschina.com.cn  2009-07-08 11:11:00

  摘要:中国传统科学方法论有其自身不同于西方的特点,主要表现为整体综合、经验描述和直觉顿悟等方面。这种方法论一方面促进了中国古代科学技术的繁荣,另一方面由于其内在缺陷,如整体综合没有与具体分析相结合、经验描述缺乏理论基础、直觉顿悟没有逻辑推理的支持等,又成为近代科学没有在中国产生的重要原因。

  关键词:李约瑟难题;方法论;整体综合;分析

  基金项目:2007年度江苏省高校哲学社会科学基金项目(07SJD720011)。

  作者简介:张宗明(1966),男,江苏南京人,哲学博士,教授,硕士生导师,主要从事科技哲学、医学哲学与文化研究。

  一、问题的提出

  英国著名学者李约瑟在《中国的科学与文明》一书中提出:“中国的科学为什么会长期大致停留在经验阶段,并且只有原始型和中古型的理论?如果事情确实是这样,那么,中国人又怎么能够在许多重要方面有一些科学技术发明,走在那些创造出著名的‘希腊奇迹’的传奇式人物的前面,和拥有古代西方世界全部文化财富的阿拉伯人并驾齐驱,并在公元3世纪到13世纪之间保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平?中国在理论和几何学方法体系方面所存在的弱点,又为什么并没有妨碍各种科学发现和技术发明的涌现?中国的这些发现和发明往往远远超过同时代的欧洲,特别是在15世纪之前更是如此(关于这一点可以毫不费力地加以证明)。欧洲在16世纪以后就诞生出现代科学,这种科学已被证明是形成近代世界秩序的基本因素之一,而中国文明却没有能够在亚洲产生出与此相似的现代科学,其阻碍因素又是什么?从另一方面说,又是什么因素使得科学在中国早期社会中比在希腊或欧洲中古社会中更容易得到应用?最后,为什么中国在科学理论方面虽然比较落后,但却能产生出有机的自然观。”[1]由此,他提出并论述了一个被称之为“李约瑟难题”的问题:为什么在长达一千多年的时间里中国能有这么多科技成果,在总体上超过了欧洲,近代科学却在欧洲兴起而没有在中国发展起来了?或者说:“既然能有这么多早期科技成就,为什么中国人没有发展出近代科学呢?”[2]

  围绕“李约瑟难题”,中外学者从不同的视角作出了多种回答,它所引发的永不间断的学术争论,直接将人们看待近代科学技术的目光引向了历史深处,开辟了中西比较的广阔视域。本文试从中西传统科学方法论比较分析的视角对“李约瑟难题”予以探讨。

  二、中西科学方法论传统之比较

  中西科学诞生于不同的文化土壤,受到不同的文化传统,特别是不同思维方式的影响,中西科学形成了各自的研究传统,走上了完全不同的发展道路。具体表现在科学研究方法上,中西科学存在显著的差异:中国传统科学的研究方法主要表现在重整体综合、经验描述、直觉顿悟等方面;而西方科学方法论具有重分析、理论建构和逻辑推理的特征。探讨中西科学研究方法的差异,为求解“李约瑟难题”提供了一种视角。

  (一)整体综合与具体分析。

  中西科学研究方法的差异性,首先表现在整体综合与具体分析的区别上。整体综合的方法在古代中国科学研究中应用十分广泛,在中医学方面表现最为突出。中医把人体视为一个整体,强调辨证施治。中医学整体观念不仅形成了凭借“司外揣内”、“以表知里”来认知人体的藏象、经络学说,也不仅拟定了“从阴引阳,从阳引阴,以右治左,以左治右”(《素问·阴阳应象大论》)、“病在上者下取之,病在下者高取之”(《灵枢·终始》)等治疗原则,更为突出的则是确立了身心一元、形神统一的整体思想。《灵枢·天年》曰:“何者为神?岐伯曰:血气已和,荣卫已通,五藏已成,神气舍心,魂魄毕具,乃成为人。”这里的“心神”,不仅包括人的心理,还包括人的意识。在对疾病的认识、预防、治疗、转归、预后等方面,都非常重视“神明”、“情志”的状态,把人体看作形神统一、身心和谐的整体。《素问·宝命全形论篇第二十五》中也说:“五藏受气于其所生……肝受气于心……心受气于脾……脾受气于肺……肺受气于肾……肾受气于肝。”《内经》用五行系统论来探察病人机体失去平衡的机理和原理,并将机体内部的五行系统与自然环境有机结合起来动态考察健康与疾病的本质。比如说,“东风生于春,病在肝,俞在颈项;南风生于夏,病在心,俞在胸肋;西风生于秋,病在肝,俞在肩背;北风生于冬,病在肾,俞在腰股;中央为土,疾在脾,俞在脊”(《素问·金匮真言论篇第四》)。从以上的论述中,我们明显看出,中医运用的是整体综合的方法。整体综合的方法虽然能正确地把握现象的总的性质,但却是靠经验直觉笼统地把握的,由于它不是建立在对整体分割、解剖、实验的基础上,因此它的认识程度远不够精确和严密,自然界的总联系在细节上还不可能得到科学的说明。这种认识处于总体思辨阶段,是一种原始的“整体式”研究方式,它与经过混沌的整体——分析——整体后的科学整体思维方法是有很大差别的。因此,为了认识自然界在各个细节上的联系,必须借助以分析为主的思维方法。分析方法是西方科学研究的传统方法。早在古希腊时期,毕达哥拉斯学派即认为世界的本原是数和数的元素,崇拜数的概念,追求数的和谐,主张通过数学分析来认识世界,而之后的亚里士多德在其《分析后篇》、《物理学》、《形而上学》等论著中,已经提出了以“质料因、形式因、动力因和目的因”为内容的因果分析方法,后来兼具有自然科学和技术科学之长的阿基米德又建立了实验分析方法,并进一步发展了实验分析与数学分析相结合的科学方法。这样,以数学分析和实验分析为其特征的西方科学方法论得到了初步建立。

  文艺复兴以来,古希腊的科学方法论得到了全面的复兴和发展。培根(1561—1626年)是近代科学方法论的真正奠基人,他继承了古希腊的实验分析方法并把它和归纳法综合起来,从而提出了实验归纳法,并将其称为“新工具”,以此表示与亚里士多德在《工具论》中的演绎法相对立。一方面,他提出了“存在表、差异表、比较表”的“三表”归纳法,强调重视感性经验,但与狭隘的经验主义不同,他更注重由对事实的分析、比较得出定律;另一方面,他认为只有在实验中,人才能在更有利的条件下深入自然,揭示自然的奥秘。他说:“一切比较真实的对于自然的解释,乃是由适当的例证和实验得到的。感觉所决定的只是接触到实验,而实验所决定的则接触到自然和事物的本身。”[3]波义耳(1627—1691年)作为17世纪著名的化学家,对实验分析方法有过一段很好的陈述:“它(实验方法)使一个熟练的博物学家能够根据未来现象与它相一致或不相一致来预言这些现象;尤其是像那些易于设计出来用以检验它的实验事件,以及那些应该或不应该随之发生的事物。”[4]这种对实验方法的深刻认识,使近代科学的实验分析方法逐渐完善,达到了系统化。

  在数学分析方法的继承和发展方面,意大利科学家伽利略表现非常突出,他把数学与对自然现象的研究结合起来,用符号、数值、公式或方程等数学语言表示自然界的规律。他说:“哲学是写在永远处于我们眼前的那部大书(我这里指的是宇宙)中的,然而如果我们不事先学习写入其中的语言并掌握其符号,我们是不能看懂它的。大书用数学语言写成,而符号就是三角形、圆和其他几何圆形,没有它们的帮助,就不可能认识其中一个单词,人们就会徒劳地在黑暗迷宫中徘徊。”[5]伽利略在科学方法论上的变革还在于他将数学分析与实验分析结合起来,创制了一套完善的实验数学方法。在伽利略看来,他所创立的实验数学方法是一种因果决定论的实证方法,只有通过这种方法才能获取真正有用的、确定的、精确的科学知识,只有这种知识才真正具有科学解释与预测的功能。这远比亚里士多德目的论方法与定性的知识对人类有益。对于伽利略数学实验方法的意义,伽达默尔曾作过十分中肯的评价,他指出:“随着伽利略的力学及其研究方式扩展到整个经验领域,一种新的科学观念出现了。这种科学观念不依赖于第一哲学的基础,不依赖于有关实体作为真正存在的学说。这种大胆从事数学描述和现象分析的做法,抛开可见现象的明晰性而使伽利略得以确定力学诸定律,它显然是以放弃任何实体的知识为代价。伽利略使自然界服从数学构造,从而达到一种新的关于自然法则的概念。以数学抽象为基础研究自然法则,和通过量度、计算及衡度手段证实数学抽象,显示了近代自然科学在诞生。”[6]

  (二)经验描述与理论建构。

  中西科学研究方法的差异性,还表现在中国科学重经验描述而西方科学重理论构建。正如大马士革学者阿尔珈兹在公元830年所说:“奇怪的是,希腊人对理论颇感兴趣但又不为实践所累,而中国人对实践兴味盎然但对理论则多有忽视。”[7]重视经验的方法在中国古代科学研究中非常广泛,尤以农学最为突出。北魏时期农学家贾思勰的《齐民要求》,就是对6世纪以前我国北方农业生产经验的系统总结。他的农学研究方法是:“采捃经传,爰及歌谣,询之老成,验之行事。”(《齐民要术序》)也就是说采集文献资料,参照农谚歌谣,访问有农业生产经验的人,然后参与农业实践以求验证。贾思勰既总结古人经验,又吸取今人经验,并在此基础上摸索出按自然规律从事农业生产的基本原则,认识到生物的遗传性和变异性,把精耕细作的农业集约化思想提高到一个新阶段。元代农学家王祯的《王祯农书》是对黄河流域旱田耕作和江南水田耕作两方面生产经验的总结。经验主义方法注重汇集古今各方面的丰富资料,并加入简单的归纳分类,在具体操作上注重实用,习惯以感性常识为根据,这与中国科学传统的基本特征是一致的。经验总结适应以农业为主的古代社会,有利于有效地获取自然知识和应用自然知识,曾使我国传统农业生产长期保持世界领先水平直至19世纪中叶。但是,这种经验主义方法具有很大的狭隘性,使人只能知其然而不能知其所以然,因而难以推动理论的发展。对于这一点明末杰出科学家徐光启(1562—1633年)已有深刻的认识,这里以他对传统数学的批评为例。勾股测量法是我国古代算学中的伟大成就之一,最早见于《周髀算经》和《九章算术》中。它与古希腊欧几里德《几何原本》中的计算方法相比,并没有什么内容上的不同。但在方法上它纯粹是感性经验积累的产物,只讲“大小勾股能等相求者”,而不讲“何以必能等相求也”。我国传统数学的这个缺点,在古代许多著名数学家身上都表现出来。徐光启指出,像郭守敬、李治等人是“第能言其法,不能言其义”(《徐光启集》卷二《勾股义绪言》)。他认为,要突破传统科学狭隘的经验主义方法,就应讲求“一义一法,必深言所以然之故,从源溯流,因枝达干,不止集星历之大成,兼能为万务之根本”(《徐光启集》卷八《历书总目表》)。

  与中国古代相反,西方科学传统上对理论建构非常重视。

  早在古希腊时期,学者就非常注重理论的建构。亚里士多德首先建构了以三段论为核心的形式逻辑体系,并使这种思维的理性融入西方文化传统的各个方面。欧几里德依据亚里士多德的形式逻辑体系构建了一个初步公理化的理论体系——欧几里德几何体系。其作用之一就是为日后自然科学理论的建立树立了一个典范。罗素认为“没有希腊人创立的几何学,近代科学是不可能产生的”[8]。文艺复兴以来,伴随着近代科学的发展,重视理论建构的传统得到了全面继承和发展。如哥白尼日心说理论的开创、开普勒行星三定律的发现、牛顿万有引力理论的建立,在这些理论的指导下,勒维烈算出了一颗新的行星,哈维成功预测到彗星的回归时间。后来,大地球形理论的建立推动了麦哲伦环球航行,元素周期表理论的建立导致了一系列新元素的发现。总之,西方科学的发展,首先是理论建构(提出假说),然后,一方面通过观察实验证实假说,运用归纳方法逐步进化;另一方面通过观察实验证伪假说,不断地发现、排除错误,运用演绎方法向前发展。比如,化学中氧化说与燃素说的争论,物理学中光的波动说与微粒说的矛盾,生物学上的突变论与进化论的交锋,地质学上关于岩石成因的水成说与火成说的争论等。因此,在某种意义我们可以说,一部西方科学发展史,就是一部理论(假说)不断被证实或证伪的历史,是一部不断建构理论(假说)的历史。

  (三)直觉顿悟与逻辑推理。

  中西科学研究方法的差异性,还表现在中国科学重直觉而西方科学重逻辑。日本著名物理学家汤川秀树在给西方人讲演时曾说:“中国人和日本人所擅长的并以他们的擅长而自豪的,就在于直觉的领域。”[9]此说也得到了西方人的普遍认同,即认为东方人擅长于综合性的直觉思维,而西方人善于分析性的逻辑思维。直觉思维是中国古代哲学家常用的一种思维方式。所谓直觉思维是指依靠个人的意会和体悟,对客观事物的本质和规律迅速、直接地理解和掌握的思维过程,它不是靠逻辑推理,也没有思维空间的连续。整体性、直接性、非逻辑性、非时间性和自发性是其基本特点。这种直觉性思维方式在对客体对象认识过程中,不需要把客体对象分解为单独的部分或实体及属性来加以研究,也没有一个独立的认识主体和抽象的“纯思”领域。相反,思维主体和对象思维方式只能是直觉性的,以“体认”和“意会”作为把握对象世界的基本形式。如果我们考察我国古代的一些科技成果就会发现,它们大多是对一些观察现象的整体综合,不必深入分析其内在机理,就可在生产实践中综合出来、总结出来。他们所使用的方法不是把事物整体分解为各个部分,而是采取直觉领悟方式,即主体运用自己已有的经验,不受逻辑规则约束,对客体的本质属性及规律性联系作出迅速的直接识别和整体判断。中医在临床辨证论治方法上,这种直觉体悟运用得比较典型。“医者意也”,典型地反映了中医学思维特色。古今医家多强调这种直觉体悟“得意”的功夫。清代名医周学霆在《三指禅》中有言,“医理无穷,脉学难晓,会心人一旦豁然,全凭禅悟出”。这种只可意会不可言传的顿悟工夫非一朝一夕可得,它一方面来自长期临床经验的积淀,另一方面得之于对前圣经典的钻研。古时中医读书治学十分强调“心悟”、“心法”。再以火药为例,中国发明的火药是由硝酸钾、硫磺、木炭三种粉末组成的混合物。火药,顾名思义即为着火的药,最早可能是在中药炮制中偶然发现的,如在汉代的《神农本草经》中,硝石、硫磺已被列为重要药物,在明代的《本草纲目》中,李时珍仍将火药作为治癣、杀虫、辟湿气与瘟疫的药物。至于火药为什么会爆炸,如何配制威力更大,对于诸如这类问题,则并不通过分析其反应机理加以研究而笼统地以阴阳五行之类模糊学说加以解释,如宋应星《天工开物》中说:“硝性至阴,硫性至阳,阴阳两神物相遇于无隙可容之中。其出也,人物膺之,魂散惊而魄齑粉。”满足于这类直觉模糊的解释是中国的经验科学没有上升到自然科学的重要原因。与中国重视直觉不同,西方科学研究的传统方法非常注重逻辑推理。

  欧氏几何即是依据亚里士多德的形式逻辑体系建立而成。亚里士多德是形式逻辑推理及其三段论法的创立者,他将其发现运用于科学理论中,比如数学学科(主要是几何学,因为几何学当时已经从泰勒斯尝试对土地测量的经验规则给予合理说明的早期阶段,过渡到具有比较完备的演绎形式的阶段)。随着近代科学技术的兴起,西方人对逻辑推理科学方法的研究高度重视。笛卡尔(1596—1650年)把几何学、数学与逻辑分析方法结合起来,创立了理性演绎法。霍布斯(1588—1679年)批判地吸取了笛卡儿唯理论中的合理因素,提出以演绎法补充归纳法。这样,由于近代科学与哲学发展的内在要求,逻辑推理方法得到丰富和发展。到了牛顿那里,他在具体的科学研究中把实验归纳法和理性演绎法结合起来,获得了一系列意义重大的科学成果。万有引力的发现就是运用这种方法的著名案例。牛顿根据开普勒关于行星运动轨道的论述,把引力当作既定的事实,采用分析的方法,撇开引力作用的过程和原因,从抽象的数学意义上去阐明引力作用的定律,因而发现了万有引力定律。牛顿又以该定律进行演绎推导,反过来从理论上判定了开普勒原初论述的不正确之处。开普勒认为行星轨道是椭圆的,而牛顿根据各星体之间有万有引力作用,断言行星不能作严格的椭圆运动。后来的精密观测证明牛顿依据定律的推理是正确的。牛顿把数学化方法与形式逻辑方法结合起来,建成经典力学体系。爱因斯坦给予了高度评价:“牛顿第一个成功地找到了一个用公式清楚表述的基础。从这基础出发,他能用数学的思维,逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象,并且能同经验相符合。”[10]

  三、结语

  通过以上三方面的比较,可以看出,古代中国科学研究方法在整体综合、经验描述和直觉顿悟等方面,都曾对古代中国科学成就产生过重要作用,与公元前1世纪到公元15世纪之间的欧洲相比,这正是中国文明在获取自然知识并将其应用于实际需要方面更有效的一个原因。但是这些研究方法具有的内在缺陷,比如整体综合没有与具体分析相结合、经验描述缺乏理论基础、直觉顿悟没有逻辑推理的支持等,又成为近代科学没有在中国产生的重要原因。这些缺陷长期没有得到自觉的纠正,或新方法的补充,因而难以对科学发展提供更强大的动力。而文艺复兴以来的科学家们逐渐自觉地将实验分析、数学分析、逻辑推理和理论建构有机地结合起来,因而近代科学只能在欧洲文明中发展,而不能在中国文明中成长。

  

  参考文献:

  [1]李约瑟.中国科学技术史[M].北京:科学出版社,1975:35.

  [2]王国忠.李约瑟与中国[M].上海:上海科学普及出版社,1992:3.

  [3]北京大学哲学系外国哲学史教研室.十六——十八世纪西欧各国哲学[M].北京:商务印书馆,1961:17.

  [4]韦斯特福尔.近代科学的建构[M].彭万华,译.上海:复旦大学出版社,2000:123.

  [5]潘吉星.李约瑟集[M].天津:天津人民出版社,1998:156.

  [6]伽达默尔.科学时代的理性[M].薛华,等,译.北京:国际文化出版公司,1988:138.

  [7]刘钝,王扬宗.中国科学与科学革命[M].沈阳:辽宁教育出版社,2002:214.

  [8]罗素.西方哲学史:上册[M].北京:商务印书馆,1986:66.

  [9]汤川秀树.东方的思考[M].成都:四川人民出版社,1997:181.

  [10]爱因斯坦文集:第一卷[M].北京:商务印书馆,1997:104.

来源:淮阴师范学院学报(哲学社科版)2009年第3期   作者:张宗明,张洪雷   编辑:袁涛
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