摘要：現(xiàn)代科學以數(shù)理實驗為基礎和起點，在思維模式上有著鮮明的實證特色，正是在觀測和實驗中，知識被不斷的積累、完善，現(xiàn)代科學得以形成一套嚴密而有條理的研究方法，最終成為一個知識體系。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代科學 數(shù)理實驗 技術(shù)

今天我們所講的“科學”實則是來自西方的語匯，源于西學東漸時期日本人對西方詞匯science的翻譯。

起初在英文中science被默認指natural science（即“自然科學”），19世紀后半葉，隨著自然科學的專業(yè)化、職業(yè)化，自然科學從古希臘哲學中正式獨立出來，進入了分科化、職業(yè)化時代。于是，以數(shù)理實驗為基礎的現(xiàn)代科學是典型的應用型、技術(shù)型科學。但是，中國人對這個在救亡時期被引入的“科學”一詞的概念存在認識上的很大差異，甚至將“科學”與“技術(shù)”混同，這一問題直到近年來才得到重視，對其討論也是我們反思自己文化的過程。

一、基督教與獨尊儒術(shù)

（一）西方文明被公認為來自于兩希文明，即希臘文明與希伯來文明。在希伯來語中，有一個詞Mashiah（音譯為“彌賽亞”），在拉丁語中發(fā)音為Christus，是“救主”的意思。公元42年，耶穌的門徒彼得因為耶穌受到迫害，從以色列離開來到了羅馬城，隨之而來的是一種新宗教，這種從猶太教的一個支派中產(chǎn)生出來的宗教就是今天人們所說的：基督教（Christianity）。

最初基督教在羅馬帝國境內(nèi)只是一個來自異邦、不引人注目的小教，但在后來的發(fā)展過程中，它與很多東方宗教以及希臘羅馬多種教義展開了激烈競爭，并最終脫穎而出，發(fā)展壯大為羅馬帝國的官方宗教，并對整個西方科學發(fā)展的進程起到了至關(guān)重要的推動作用。

早在希臘化晚期，亞歷山大城就成為希臘文化的中心，是整個地中海地區(qū)文明程度和理性水平最高的地區(qū)。這時的羅馬帝國道德水準每況愈下，早期的基督徒就是對于現(xiàn)世不報任何希望，轉(zhuǎn)而將所有熱情投向彼岸的一群人。教會之外無救恩，教會在人們的心中地位比封建王國要高得多。到了公元5世紀，日耳曼蠻族摧毀了西羅馬帝國，西歐社會進入“黑暗時代”，整個西歐呈現(xiàn)滿目瘡痍、文化凋敝的景象。在這種情況下，作為文化最后的陣地，基督教會在歷史的洪流中承擔起傳播信仰和傳承文明的重任。當時的日耳曼人普遍缺乏文化教養(yǎng)，基本不會讀書寫字，更談不上欣賞羅馬藝術(shù)世界中那些美輪美奐的作品，當他們正肆意滌蕩羅馬帝國的文明寶庫時，幸虧基督教會保存了一些古典文明的火種。當時希臘科學只存在于一些百科全書、手冊和匯編之中，教會在傳承文明的過程中離不開傳播基督教義，比如鼓勵信眾研讀《圣經(jīng)》、眷抄經(jīng)文、編寫歷法，這樣一來就順帶著把古代的算術(shù)、幾何、天文和音樂等學問都一并繼承下來。所以在公元6世紀及之后，放眼西歐社會能稱得上有文化教養(yǎng)的人大都集中在教會，只有教士這個階層是掌握文化知識的。到了公元9世紀，“黑暗時代”終于迎來曙光——“加洛林王朝文藝復興”帶來一個嶄新的時代。由于查理大帝本人對文化事業(yè)的大力扶植，在文化水平較高的意大利地區(qū)開始陸續(xù)恢復在日耳曼入侵中被摧毀的學校，這些學校沿革了羅馬時期的專業(yè)性質(zhì)，比如專修法律的學校。到了公元1088年，在意大利產(chǎn)生了第一所大學：博洛尼亞大學，它是在專修法律的學校的基礎上發(fā)展而成的，是歐洲最早的一所大學，構(gòu)成了所有現(xiàn)代大學的最初雛形。當時的大學與今天的大學有很大的差別。從11世紀開始，城市的出現(xiàn)帶來了一種全新的理念：自治。居住在自主發(fā)展、獨立自治城市中的市民也組建了各種各樣的自治組織，以起到行業(yè)自律的作用。這些裁縫行會、釀酒行會、皮革匠行會等各式行會和社團被統(tǒng)稱為universitas。在所有的自治行會中，學生聯(lián)合會、教師聯(lián)合會或師生聯(lián)合會發(fā)展最為穩(wěn)固和持久，結(jié)果到了13世紀就獨享了universitas一詞，成為今天“大學”（university）的由來。起初大學只是一個很松散的教育聯(lián)合體，博洛尼亞大學就是一所學生大學，另一所世界上最早出現(xiàn)的大學——巴黎大學則是一所教師大學。在學生大學里，學生聘請老師來上課，而學生住的地方叫做college，后來這個詞變成“學院”的意思。隨著這些學校的發(fā)展，教會逐漸發(fā)現(xiàn)了大學的重要性，看到大學不僅是傳播知識更是培養(yǎng)人才的絕佳場所，于是教會開始資助大學的教育，提供教會場所作為上課的教室，資助貧困學生完成學業(yè)（貴族不需要讀書），這樣從大學畢業(yè)的學生可以躋身教會，晉級自己的社會階層。

除了學生和教師自治之外，大學通過獲得教皇或國王頒發(fā)的特許狀，從而擁有法律上的獨立地位。有了這個特許狀，使得大學成為普遍意義上的泛歐洲機構(gòu)，來自歐洲不同地區(qū)的學生聚集在一起，學習知識探討學術(shù)，形成普世的學問標準，這個標準以大學為學生或教師授予的學位來衡量。獲得大學學位意味著經(jīng)受過合格的學術(shù)訓練，享有相應的學術(shù)地位。獲得學位的學生要穿著特別設計的服裝參加典禮（今天大學里普遍采用的學位服樣式其原型就是中世紀的教士袍）。

那么，大學里都教授些什么呢？早期的大學分為四種學院：藝學院、神學院、法學院、醫(yī)學院。其中以藝學院最為重要，因為它包括七門基礎課程：語文三藝（語法、修辭和邏輯），數(shù)學四藝（算術(shù)、幾何、音樂、天文）這七藝構(gòu)成了西方人文教育的基礎。如果讓我們穿越時光回到中世紀大學的課堂，我們會每天聽到精彩的思想對撞：辯論和講座，這是一種獨特的教學模式，老師們在課堂上引導學生提出“問題”，培養(yǎng)了學生的批判精神和問題意識，而這些正是學術(shù)研究的發(fā)祥和開端。此外，大學還孕育了兩希文明相融合的重要成果——經(jīng)院哲學。隨著12世紀大翻譯運動開展的如火如荼，長期沉睡于拜占庭的希臘科學以文獻的形式通過阿拉伯文和拉丁文為歐洲所知曉。希臘科學和哲學經(jīng)典重新從沉睡中醒來，亞里士多德的思想讓基督教思想家們倍感壓力，因為他所代表的希臘思想與《圣經(jīng)》存在著根本的差異（比如希臘人認為宇宙是永恒的存在，不存在源起和消亡，而基督教信奉的則是創(chuàng)世說）要調(diào)和這種矛盾，就必須重新結(jié)合理性與信仰，讓希臘學術(shù)與基督教教義跨越分歧的界限。經(jīng)院哲學讓神學與哲學成為科學的不同門類，互相并列各自獨立的學科。作為希臘理性科學的繼承者，經(jīng)院哲學對于現(xiàn)代科學有著重大的意義。

自此，希臘科學在歐洲完成了一步一個腳印，穩(wěn)扎穩(wěn)打的推進，讓這場學術(shù)上的復興成為三百年后的下一次文藝復興及現(xiàn)代科學誕生的前期驅(qū)動力。

（二）中國文化在其悠長的發(fā)展歷程中，曾出現(xiàn)過眾多的本土學派，加上后來文化的傳入，讓這些不同的流派和文化兼容并蓄，其中有的發(fā)展壯大了，也有的經(jīng)過歷史的沖刷被淘汰了。自東晉開始一直到隋唐，中國文化逐漸形成以儒家為主體，儒、釋、道三家并行其道的基本格局。到十九世紀末二十世紀初，在這長達一千六百年的時光里，這種格局一直未打破。

社會對思想文化的需要是多樣的，而不是單一的，但這種多樣性又需要“統(tǒng)之有宗，會之有元”（《周易略例·明彖》），即需要一個為主的指導者。儒家之所以能成為中國文化的主要代表，正因為其容納、吸收和融合的綜合實力。漢初儒家主要受到荀子學說的影響，董仲舒建議武帝“諸不在六藝（六經(jīng)）之科，孔子之術(shù)者，皆絕其道，勿使并進”，為以后“罷黜百家，獨尊儒術(shù)”之所本。不過，董仲舒主張的儒學思想，已經(jīng)是一個大量吸收墨家“兼愛”理論、陰陽五行學說，廣采墨、陰陽、名、法、道各家之所長的綜合性理念，成為當時社會的指導思想，同時也成為整個中國文化精神的內(nèi)核。

儒家認為，社會的人重于個體的人，因此個人服從社會是天經(jīng)地義的事，著重強調(diào)了個人對于社會的責任和義務?？鬃釉诨卮鹱勇逢P(guān)于“衛(wèi)君侍子而為政，子將奚先？”的問題時，毫不猶豫給出了“必也正名乎！”的答案。這種用倫理規(guī)范和法律制度規(guī)定每一個人在社會上的名分地位，并明確與其地位相應的責任和義務的“正名”，作為“為政”的首要大事，恰合了當時的封建統(tǒng)治階級的政治需求。在戰(zhàn)亂頻發(fā)的年代，如果社會的每一個成員都不能各安其位，各盡其職，那么這個社會如何得到安寧，更談何發(fā)展？因此，儒家的名教理論得到了封建統(tǒng)治者的推崇，并且長久以來“獨享恩寵”不無道理。盡管在強調(diào)調(diào)動每個人的道德自覺性這點上，儒家比任何其他學派更重視個人的主觀能動性和意志力，然而，統(tǒng)治階層擷取了對其最為有利的主要部分加以弘揚，使儒家思想的正統(tǒng)地位無可撼動。南宋孝宗皇帝趙眘說：“以佛治心，以道治身，以儒治世。”（《三教平心論》卷上）成為中國傳統(tǒng)文化最好的表征。

從秦代焚書坑儒、禁絕百家之言，到劉徹罷黜百家、獨尊儒術(shù)，君權(quán)至上一直橫亙在中國傳統(tǒng)文化的中心，專制皇權(quán)意圖控制人的精神世界，中國人連思想的權(quán)利都喪失了。隋唐時期創(chuàng)立的科舉制，更是讓中國的知識分子形成“官本位”的思想，一切能與“技術(shù)”沾邊的都是奇淫巧技，吟詩作賦成為知識界的主流，唯有文學才是進身之道。如果春秋戰(zhàn)國時候的人們還能學到“六藝”（即禮、樂、射、御、書、數(shù)），那么到了唐代，雖然還有數(shù)學和醫(yī)學，但也僅限于培養(yǎng)胥吏和伎術(shù)官，被士大夫階層嗤之以鼻的術(shù)數(shù)之學徹底淪為工匠的行業(yè)。

再來說中國傳統(tǒng)的書院精神，教之以為人之道，為學之方。在這樣的宗旨之下，中國書院的教育是圍繞怎么樣做人、成為怎樣的人來展開的，將知識教育和道德教育集于一身，而德育教育被放在第一位。中世紀大學接續(xù)了希臘自由學術(shù)的精神，學風靈活開放，學生的思維跳脫活躍，學習的主觀能動性被大大激發(fā)；而中國的傳統(tǒng)教育模式重視對經(jīng)典的背誦、記憶，缺乏問題的引導，學生更是少有提問的習慣。這也是中國學生之所以嚴重缺乏自覺學習能力，缺乏科研精神和創(chuàng)新能力的根本原因所在。

1905年，經(jīng)過明治維新的全盤西化的日本在日俄戰(zhàn)爭中大獲全勝。而在中國，延續(xù)了2000多年的封建帝制大廈將傾。1895年甲午海戰(zhàn)的一敗涂地，洋務運動的宣告破產(chǎn)，都讓國人認識到，中國的落后不只是“技不如人”，而是包括政治體制、國民素質(zhì)、思想傳統(tǒng)在內(nèi)的全方位的落后。從日本的崛起中受到啟示的革命派疾聲呼吁，中國需要來一場徹頭徹尾的狂風驟雨的變革。其中，以梁啟超等為代表的中國革新派主張廢除科舉制，建立新式學堂。天文、算學、機械力學等西方學科的強勢涌入，這才打開了中國人幾千年來思維方式上嚴鎖的大門。

二、數(shù)理實驗與“自然志”范式

（一）一切科學得以成立的基礎，是明白整個人類研究的對象——自然界是“機械化”的，其內(nèi)部的組成方式及運作原理要在第一手經(jīng)驗和觀測結(jié)果的基礎上，通過理性思考，揭示其潛在的規(guī)則，并且能夠根據(jù)這個規(guī)則做出準確預測。這些觀測或測量世界的設備，以及它們所使用的標準單位，是人為謹慎設置的環(huán)境，在這個環(huán)境里，利用人工約束的條件，細致調(diào)查隱藏在現(xiàn)象背后的某個特定屬性，這就是實驗的本質(zhì)。做實驗就是向宇宙發(fā)出一條明確的提問，這種主動式的探究不是耽于自然碰巧向你展現(xiàn)出來的樣子，所以要用不同的方式去探究，那就是：試錯。試錯的過程就是不斷對問題進行驗證、比對、篩選最后得出結(jié)論的過程，一個公式便是對這種探究最好的總結(jié)。除卻這些復雜的實驗和精煉的公式，科學之所以能和其他學科嚴格區(qū)分開，究其根本是因為它提供了一個機制，讓你決定哪一個解釋最接近問題的正確面。設計實驗去驗證自己的猜想，有目的的去檢驗這個結(jié)論到底適不適用，如果這個結(jié)論經(jīng)受住了很多次實驗的檢驗，沒有發(fā)現(xiàn)缺陷，那么它就成為了一個具有普遍標準的理據(jù)。即便如此，仍然沒有任何理論是無懈可擊的，當新的現(xiàn)象或問題被觀測到，它很可能無法作出解釋，從而被自己或后來者推翻。所以，科學的生命在如此的建立、推翻、再建立和再推翻的過程中得以延續(xù)，科學所搭建的理想世界的模型隨著時間的推移越來越穩(wěn)固。

自由人性理想造就了科學這種希臘人特有的人文形式，但這個科學還只是“求真”意義上的科學，在希臘人眼里，自然是一個內(nèi)在性領(lǐng)域，是理性和真理的所在，人只能認識它、追隨它而不可能改造它甚至制造它。是基督教的創(chuàng)世觀念降低了自然的存在論地位，強化了人的意志力作用，改變了人與自然的地位配比，于是征服自然、改造自然成為現(xiàn)代科學的主導動機。

培根有一句名言：“知識就是力量”，作為人類征服自然最好的注解，在培根看來，人類認識自然的目的是為了改造自然，這個理想最終落實到數(shù)理實驗的身上。想從自然的寶庫里找出能讓人所利用并加以改造的煉金術(shù)師成為最早的實踐家。在煉金的過程中，他們制造出了花樣繁多的玻璃器皿和容器，發(fā)展了蒸餾、升華、過濾、加熱等技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了化學反應過程中金屬的變色現(xiàn)象等。煉金術(shù)一度風靡埃及和阿拉伯世界，在中世紀傳入歐洲后也帶動了手工業(yè)的繁盛。文藝復興時期，自然法術(shù)、煉金術(shù)、占星術(shù)、神秘教義大為流行，在這個歷史背景下，歐洲現(xiàn)代早期出現(xiàn)了實驗科學。實驗科學秉承的改造自然、創(chuàng)造自然的理念，正如一部鏗鏘前行的機甲戰(zhàn)車，將人類社會從“田園牧歌”帶入了機械現(xiàn)代。

（二）自然志（或又稱為“博物學”），是一個來自西方的概念，在一本英國傳教士Benjamin Hobson的書中，介紹了西方現(xiàn)代物理學、化學、天文學、氣象學以及動物志的內(nèi)容，出現(xiàn)了natural history一詞，日本人把它翻譯為“博物學”泛指自然科學。中國文化中雖有“博物”這個詞但意思大相徑庭，更沒有“博物學”一說。中國的歷史文化深厚，因此中國學術(shù)有著鮮明的史—志風格。中國古人有天、地、人三才之說，在古代并沒有“自然”一說（《老子》中的“自然”是兩個并列的字而非一個詞，“自”即自己，“然”即這樣、如此，整個詞意思是“自己如此”），現(xiàn)代說的“自然”是日本人對nature的翻譯，所以與西方科學研究的對象——“自然界”相對應的，就應該是中國的“天地萬物”，如果用現(xiàn)代的眼光來看待中國古代文化的研究手法，或許只有自然志更為合適。

如果說活躍于西方中世紀天文學與數(shù)學界的思維方式是觀測、記錄、分析、解釋、假設和重復，構(gòu)成了現(xiàn)代科學方法的基礎，那反觀中國的傳統(tǒng)思維方法，只能遺憾地找到前兩項內(nèi)容。中國古代的天文學本質(zhì)上并不是研究行星運行規(guī)律的數(shù)理科學，因此觀測、命名、分類構(gòu)成了其主體，不論是《漢書·五行志》記錄的日食，還是《漢書·天文志》記錄的極光等天象，都堪稱世界之最，然而中國天文學最有價值的也僅限于這些觀測和記錄的部分。比起天文學，中國的地理涵蓋的內(nèi)容要廣泛的多，不僅包括氣象、水文、物候，還有對于地震、植物、動物、礦物等方面的研究。漢代班固的《漢書·地理志》是史學中第一部專業(yè)性地理著作，酈道元的《水經(jīng)注》詳細記載了中國境內(nèi)及周邊1252條河流的水文風貌。在中國文化達到鼎盛時期的盛唐，一部玄奘的《大唐西域記》以其獨具異域風情的文化面貌成為研究中古時期中亞和南亞的重要史料。到了徐霞客的《徐霞客游記》，雖然開了實地考察之研究先河，但仍跳不出“記錄”的范疇。所以，與天文學一樣，中國的地理學在記載了形形色色的地表現(xiàn)象之余，更對這些屬于自然的現(xiàn)象賦予了志怪、祥瑞等人文的象征涵義，總體來說是一幅對古代中國人生活世界描繪的風情畫。

中國古代的醫(yī)藥學是另一個關(guān)于方法論研究的很好的例證。成書于漢代的《黃帝內(nèi)經(jīng)》是公認最早的中國醫(yī)學經(jīng)典，以論述陰陽五行、養(yǎng)生保健等為主要內(nèi)容，與張仲景的《傷寒雜病論》一起，成為頗具中國哲學特色的醫(yī)學診療體系，使得中醫(yī)以“觀物取象”和“取類比象”的融一物而思全體的診療方法，與西醫(yī)根據(jù)臨床診斷指標直接給藥作用于病灶形成鮮明的對比。明朝李時珍的《本草綱目》收錄藥物1892種，是中國古代藥物學的集大成之作，其與《神農(nóng)本草經(jīng)》等藥學經(jīng)典都是藥用植物志的典范。成書于北魏末年的《齊民要術(shù)》被認為是研究中國農(nóng)學的代表著作，除了講耕種養(yǎng)殖還對南方熱帶資源進行了描述。從這些古代著述不難看出，它們都是地道的自然志范式研究集，至于被譽為“中國十七世紀的工藝百科全書”的《天工開物》，系統(tǒng)總結(jié)了中國古代的技術(shù)，本質(zhì)上是一部技術(shù)史編。

誠然，中國古代的技術(shù)工匠們不乏一批卓越的發(fā)明家，他們也許是最早發(fā)現(xiàn)自然界中某種特定規(guī)律的人，憑靠經(jīng)驗和智慧將這些發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)的創(chuàng)新。然而在一項發(fā)明中，創(chuàng)新的部分往往只是既有規(guī)律的巧妙組合，它只為技術(shù)的優(yōu)化提供了更好的解決方案，也就令其具有很強的實用目的（紙的發(fā)明為提升文字書寫功能和方便閱讀，精紡機的發(fā)明為了提高織布效率）。技術(shù)與科學最大的不同在于，科學并不是在列舉你知道了什么，不是一個具象的物品，而是一個知識不斷在探討中積累、完善的過程，是在觀測和實驗中來回往復、永無休止的對話，它需要一套嚴密而有條理的研究方法來支撐，它能夠推動技術(shù)的進步，但它本身并不是功利性的。

所以，歐洲社會能夠不斷進步，正是經(jīng)歷了文藝復興、農(nóng)業(yè)和科學革命、思想啟蒙運動以及最重要的兩次工業(yè)革命，創(chuàng)造了我們今天所處的這個現(xiàn)代化世界。相較之下中國的發(fā)展之路則有一個令人深思的問題：幾個世紀以來，中國文明在技術(shù)上一直遙遙領(lǐng)先于世界其他地方，中國擁有許多改變世界的發(fā)明，但是，指南針沒有引領(lǐng)我們發(fā)現(xiàn)大洋彼端的新世界，火藥也沒能夠讓我們在炮火硝煙中捍衛(wèi)住家國的大門。當這場技術(shù)的輝煌在十四世紀末達到頂峰時，似乎一場變革即將到來，而它卻突然停了下來，近代科學誕生的機會就此戛然而止。三個半世紀以后，卻是英國的工業(yè)革命開始了其轟轟烈烈改變整個世界的進程。

從邏輯思維上的演繹法缺失，到儒家傳統(tǒng)仁愛思想在精神需求上對人的限制，中國傳統(tǒng)文明都與西方在善于分析、基于實證的思維模式下的文明有著根本的差別，這也使得科學在不同的文化土壤里呈現(xiàn)出不同的成長態(tài)勢，對其思索與探討有助于我們更加明確今天認識科學、學習科學的目的，正如英國詩人托馬斯·斯特爾那斯·艾略特在《四首四重奏》中所寫的那樣：“我們不應該停止探索，而我們探索的終點，應該是回到啟程之處，并且第一次懂得那個地方”。

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（作者簡介：劉亞頻，文博中職，作者單位：云南省科學技術(shù)館，主要從事科普研究。）