为何工业革命没有发生在中国 重视基础学科教育

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“为何没有在中国出现工业革命,为何我们的大学培养不出人才”?此两问称之为李约瑟难题和钱学森之问。曾经的中国是世界上科技最“发达”的国家,技术水平一度领先世界。然而,当西欧国家相继完成工业技术革命时,中国仍处于科技落后,固步自封的封建时代。

笔者认为,这个问题的主要原因有两个,其一是在古代中国,乃至今日的教育中都没有形成完善的逻辑数学体系;其二在于受到儒家文化和科举制度的影响,中国古代缺乏自然科学成长的环境。

现代的学说普遍认为,数学是其他自然科学发展的前提。事实上,我国数学体系的形成比欧洲要早许多年。《九章算术》已经形成基本的数学体系,而欧洲在一千多年后才达到同等的水平,并且一直处于领先水平。但遗憾的是,我国古代数学的发展主要受到大兴土木、工程建造的推动,重点在于“算”和“术”。大约1000年前,我国的数学发展达到了高峰,在这个时期,中国人的“计算能力”就已经是世界的巅峰水平。尽管如此,强大的计算能力并不足以支撑近代出现的这些科学技术的发展。而西方的数学发展史与中国不同。虽然西方的数学的发展一直落后于中国数百甚至是上千年,但是在西方数学的发展过程中,出现了一些非常重要的数学思想,包括归纳、抽象、推理、证明等。

这些数学思想,是推动自然科学发展的重要工具,尤其是物理学的发展。微积分工具的出现,使物理学的发展达到空前的高度。第一次工业革命最具代表性的产品是蒸汽机,而第二次工业革命中最显著的进步是电力的应用、内燃机的使用和新通讯手段的发明。可以看出,两次工业革命的直接推动力都是物理学的工程应用。善于观察的中国古代人民很早就开始研究物理,发明了很多实用的器械和工具,且编著了一些著作。由于缺乏与之相对应的数学工具,很多物理经验无法上升为物理理论。非常遗憾的一点是,从我开始接触物理学以来,似乎没有在物理教材上见过中国古人的名字。通过大量经验和个人智慧总结出的“科学技术”使古代看似非常强大,由于数学逻辑体系没有得到发展,其实中国古代的技术基础非常薄弱。因为数学逻辑体系的支撑,古代中国的科学发展的高度受到极大的制约。虽然看起来古代中国的各类科学技术发达,其实只是一种表象。历史所展现出的一片繁荣,只是古人善于把规律和经验应用于生产实践。由于缺乏基础学科支撑,注定了古代中国不可能出现短期的科学技术的大规模的发展。

中国出现不了工业革命的另一个重要原因在于古代的儒家思想占据统治地位以及科举制度的影响。有学说认为,汉语缺乏严密性,所以逻辑思维没有在中国古代的到很好的发展。确实,汉语相比西方这种以字母单词堆积起来的语言不适合描述科技。但我认为这有些本末倒置,语言本身的发展和社会的发展、和技术的发展是息息相关的。不能说语言制约技术的发展,而是技术没有得到发展,因而没有形成相对应的语言体系。其根本原因在于,儒家经典和科举制度遏制了古代科学技术的发展。

早期的科举考试科目较多,唐朝的科举还设明算,属于自然科学学科。到明朝时期,科举考试的科目基本就只剩下进士,主要考察儒家经典和诗词歌赋。这种制度造成的影响就是,我国古代的文学一片繁荣,而其他基础学科的发展严重滞后。

与此形成鲜明对比的是受到基督教通知下西欧国家。虽然西方的发展一直带有非常浓烈的宗教色彩,但西方科学技术的发与基督文化息息相关。北大哲学系教授吴国盛写过一篇文章《没有基督教,就没有近代科学》,其中提到一点,基督教允许异教文化的存在。大概一千前,西方就开始出现了大学。学生和老师在大学中畅想学术自由,进行自由的学术讨论。而中国出现大学教育制度,已经是19世纪末期的事情了。从第一所大学出现到近代科学的逐渐完善,期间耗费了近一千年的时间。所以,显然十八九世纪的中国不具备工业革命的产生的基本条件。

一直以来,中国古代都没有产生学术自由这类概念。读书人之中多是考虑“修身齐家治国平天下”,多是讲究德才兼备。几乎整个中国古代的思想、文化和技术的发展都围绕儒学而发展。而且经验主义和实用主义带来了封建社会一片繁荣,人民安居乐业,国家富强的景象。无论是西方国家来访者,还是中国古代的统治者,都相信中国是当时世界上技术最为先进的国家。而在地球的另一端,数学和物理的基础学科正飞速地发展。

通常,基础的学科的发展领先应用实践成百上千年。受限于当时的技术发展水平,人们很难去认识到这一点。基本上,近代数学和物理学的成果都是在最近的三四百年取得。牛顿大约生活在400年前、柯西和拉格朗日生活在300多年前,电磁学、光学等的奠基人生活在距今100多年前。在这些理论被创造出来时,创造者并不知有何应用。这些理论被创造出来,完全是因为创造者的兴趣和执着以及个人的荣誉感。因为中国古代的体制没能出现皇家科学院、大学这样的机构,所以中国古代的科学技术发展没有动力。诸如四大发明这样的创造,只能称之为技术,还不能上升到科学层面。所以,实际上中国古代封建社会的几千年,真是能被称之为科学技术的知识很少。甚至,在经验主义和实用主义的引导下,中国古代可能根本就没有我们现代所谓的科学。

所以,对于中国没有产生近代实验科学,这并不奇怪。一直以来,中国既没有近代科学产生的根基,也缺乏近代科学产生的土壤。

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