格物论（十三） 致知（四） 科学祛魅 三

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李约瑟问题

李约瑟难题，由英国学者李约瑟（Joseph Needham，1900-1995）提出，他在其编着的15卷《中国科学技术史》中正式提出此问题，其主题是：“尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献，但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生？”1976年，美国经济学家肯尼思·博尔丁称之为李约瑟难题。-百度百科

对于中国人（以及其他非西方人）而言，李约瑟问题应当止于：中国人应当怎样，才能掌握进而引领科学？对于西方人而言，此问题应当止于：领先者应当怎样，才能继续引领科学？这或许也是李约瑟先生发问的本意甚至是期待。除此之外的问与答，都有强词夺理或欲盖弥彰之嫌，强为之辨的结果是远离真实。李约瑟问题变得如此“庄重”，这件事本身才是问题。

对于中国人（以及其他非特指的西方人），李约瑟问题可以分解为以下问题：

问题一：有无掌握科学的能力。

问题二：应当“重新发现”还是学习。

问题三：有无学习的权利。

问题四：怎样做才能学会。

问题五：如何能够引领，向何处引领。

分解后的问题，前三问无须回答。问题四，自强之心+支付学费。问题五，尊重科学+己所不欲勿施于人。

对于“西方人”，李约瑟问题可以分解为以下问题：

问题一：能否阻止他人走进科学之门。

问题二：怎样传授，可以得到什么。

问题三：交换之后，失去什么。

问题四：如何保持领先。

问题五：如果被超越，可以期望什么。

前四个问题已在实践之中，无须回答。问题五（含部分问题四），尊重科学+己所不欲勿施于人。

如何尊重科学，是实践的事情。各国失败案例多有，中国也是从失败中走来，并且不敢确保当前的做法就是最优的，仍在实践中。后发路径并不唯一，德、美、沙俄、日本、苏联的共同点有几？中国未必不能走出一条新路来。其中的关键在于实践能否持续。国家进入科学时代的难度，不在能否取得秘籍，而在实践所造成的普及以及普及之后的实践。任何时代、任何国度，都不乏有识之士，由涓涓而至滔滔才是正途，正途只在全社会的实践之中。

李约瑟先生陈述的是一个事实，无可辩驳。但在此之上的向前或向后的追认，则未必如实，容易造成误解以至歧途。

其一，所谓自古希腊一以贯之的哲学思想。这一点绝不值得认同，理由前文已述：以本体论为核心的形而上学体系中，容不下科学。以牛顿力学为开端的现代科学，绝不与柏拉图思想一脉源流，现代科学是哲学（形而上学）的反叛而不是继承。不能因为牛顿的著作叫《自然哲学的数学原理》，就认为现代科学出身于哲学。当时人们只是习惯于把对世界本质的研究称为哲学（没有其他合适的名称）。名同而实异，忽略这种差异就是掩耳盗铃。

唐王朝要在历史文献中找到“李家是老子后裔”的证据并不难；阴谋论者要在解密档案中找到“罗斯福早就得到了日本攻击珍珠港情报”的证据也不难；甚至建立一套天象与吉凶之间的关联关系也不难！因科学发展而领先的国家要找到思想史上的所谓一脉相传，同样不难！只要做到不让其他国家的思想史上的同等的信息进入视野，就可以宣布唯一的根正苗红！

罗马教廷1757年宣布解除对哥白尼《天体运行论》的禁令；1882年承认日心学说；1979年才为伽利略平反…。在现代科学成为主导思想的时代，形而上学应当置入“副本”。如果柏拉图或亚里士多德值得拥有启迪科学之荣耀，那么，他是否要为长达千年的中世纪黑暗承担责任？为什么中间接手的阿拉伯世界未曾被启迪？一直紧密联系的周边国家未曾被启迪？为什么是西方人（特指）宣布对古希腊哲学的继承？某些未开化的部落有没有资格宣布自己才是嫡系（他们或许是古希腊战争时期的逃亡者的后裔）？

培根（1561—1626），马克思称之为“英国唯物主义的第一个创始人”。他从根本上批判了自古希腊以来的学术传统：“我们的唯一希望乃在一个真正的归纳法。我的逻辑对理解力的教导，宗旨不在使它以心灵的纤弱卷须去攫握一些抽象概念（像普通的逻辑那样），而在使它可以真正地解剖自然，可以真正地发现物体的性德和活动，连同其在物质中被规定下的法则。”

培根认为知识不在语言之中，而在实践之中：形而上学早已沦为“话术”，以至于其中连“真正的归纳法”都难以容纳。

其二，所谓源于自由民主传统以及知识产权保护、契约精神。这是典型的倒果为因，引用文一先生在《国家为什么繁荣》中的表述：…然而这与历史事实截然不符—欧洲这两场“革命”都是战争和国家间生存竞争的产物。欧洲现代社会中的“民主、自由、人权”普世价值观，不过是欧洲数百年血腥的原始工业化积累完成之后，又经过百年殖民掠夺下的工业革命洗礼，尤其是经历两次世界大战以后，欧美资本主义国家内部自身尖锐阶级矛盾调和的产物；是被欧洲殖民主义和帝国主义扩张所催生的共产主义和社会主义运动倒逼的结果，而绝不是西方列强当年崛起的原因和前提。

《国家为什么繁荣》一文中，作者列举了大量的事实，无可辩驳地指出了上述观点，所列举的事实都是依据公开资料。中国人应当思考的是：易得的资料、简单的推理、明确的结论，为何主流话语会有完全相反的论述？

其三，各种西方中心论与天命所在论。如果有天命，那么历史老人已经回报了科学和工业革命的引领者，独霸天下超过三百年。但地位源于贡献，人们应当相信并且愿见“天道酬勤”、“天道好轮回”。如果因一时领先而自视“高贵”并试图固化之，则已经成为人类进步的阻碍（中国也曾自居天朝上国）。阻止他人争取科学时代的应许福利，是一种本质之恶。国际政治，终归是要讲脸面的！

其四，各种妄自菲薄乃至自损。检讨自是应当，但失去自信与自强精神的检讨实属自弃！某序言中说：…中西“科学”之间无从发生领先与落后的问题。“中国科学”如果沿着自己原有的轨道前进，无论如何加速，也不可能脱胎换骨，最后与以“数学化”为特征的西方现代科学整合成一体。希望言者只是意在警醒。

事在人为。某钢铁企业1992年吨钢耗新水指标约为11吨，当时新日铁是3.5吨，令人绝望的差距，但持续革新的15年后：3.3吨。中国的高铁、通讯、基建、核电、特高压输变电、超临界火力发电、玻璃、钢铁、稀土…都已世界领先或先进。中国人可以在实干中脱胎换骨，而不是一直仰望以至于自我放逐！

检讨是为了赶上甚至超越。昨日无论怎样，已经过去。后发国家可以放下仇恨，但不能接受低人一等的设定。既然不愿“落后挨打”，那就自强，并且承诺“不因领先而打人”，除非有人突破下限地阻我自强。阻人自强者，也是“领先而打人者”，他们最相信也最担忧“落后就要挨打”，强盗逻辑的必然结论。

其五，异化的“启蒙”。启蒙运动特指17至18世纪欧洲发生的社会思想文化运动（打破宗教思想禁锢）。无论它有多么重要，多么辉煌，都不能成为甄别“蒙昧”的标准，不能成为区分是否“开化”的依据！仿佛未经欧洲的启蒙，就是“野蛮人”。“启蒙”的异化，不仅是“落后就挨打”的倚仗，还是奴役行动的图腾。

“启蒙”一词，包含满满的“历史终结论”：以此为界，我即正义！但近代历史上，启蒙了的人们的行径，几乎全方位地诠释了“野蛮”！后人对五四运动以来的奋斗者充满敬意，无论他们说了什么，都是可以包容的。但敬意不能要求同感于他们的绝望以及打破一切的冲动！包容源于与子同袍，源于自省之“自”。不包容强加的“未开化”以及之上的奴役旗帜，无论他是客人还是学者。

社会形态的发展，是一个人类远未明晰的课题。自以为的先进与开化，未必不是新的蒙昧！否则何来登峰造极的世界大战？何来持久的冲突对抗？蒙昧与否，不妨自问自答：如果时空穿越（假设时间随机且无语言障碍），那么你选择中国还是欧洲？假如反过来，让古代人穿越到现代，那么，哪些人更容易融入？是格物致之的儒生，还是手按《圣经》的教士？谁与现代科学的隔阂更大？

中国人不应抱怨古人，中国的先哲并不缺乏对世界本源的探求精神。朱子：“月印万川，理一分殊”之论（佛陀：一月普现一切水，一切水月一月摄），或许迟于柏拉图，但其理甚明。中国人不能以快餐文章的观点来评价先哲。

天地之间，有理有气。理也者，形而上之道也，生物之本也；气也者，形而下之器也，生物之具也。是以人、物之生，必禀此理，然后有性；必禀此气，然后有形。盖气则能凝结造作；理却无情意，无计度，无造作。才有物，便有理。天不曾生个笔。人把兔毫来做笔，才有笔，便有理。若在理上看，则虽未有物而已有物之理。然亦但有其理而已，未尝实有是物也。事事物物，皆有个极，是道理极至。总天地万物之理，便是太极。

中国的无缘现代科学，是“小富即安”的舒适区陷阱造成的。农业社会，自给自足，山川阻隔，大一统…，造就了中国的相对平和（异族入主中原后的融入，反而加强了中国的文化自信）；易、阴阳、五行、中医、社会制度等统一在天人合一理念之下，相对自洽…，这些造就了中国思想的相对封闭。类比而言，“阴阳五行”是一座说得过去的“大陆”，虽然远不如科学大陆坚实，但自宜居、自足。如果没有外力，中国可能要自以为是很长时间。想想当下的新冠病毒，如果疫情发生在中国古代，国家可能因为通讯问题而反应慢，治疗手段也弱于现代，但抗疫结果或许并无大差：隔离、中药、消毒（石灰，甚至放火），大概率安全度过。中国历史上有太多的百折不挠、战天斗地、野火烧不尽…，由此建立起来的自信，或许已经达到了盲目的程度，直到西方打到国门之前。宋太祖“此外非吾所有”或许最能体现中国人的心态，郑和下西洋即使发现了新大陆，也不会形成扩张之势：自居天下与文明中心的中国，不屑于此。

相安、平和只是中国思想及其成就的一面，另一面，则是面对现代科学思想时的封闭、顽固。因此才必须有“去留肝胆两昆仑”的决绝和“我以我血荐轩辕”的悲壮。也因此，不能因当代的价值观而否定五四时期以降的先辈们或许“不正确”的言论。打破中国思想的封闭状态，是一件超乎想象的难事！比如“全盘西化”，比如“殖民三百年”等等的极端言论，或许只是“铁房子”中不得不为的呐喊。事易时移，提醒我们不苛求先辈，但当下已经觉醒的国家与时代，同样需要警惕过时了的极端。

不负责任地推理：中国何以展开现代科学。假定，哥伦布出发的那一刻，整个西方世界忽然停止了“思想”，所有人都变成了NPC（不主动做任何事，但可以与人交流）。再假定，明朝又平稳前行了一百余年，最终在周期律下分裂，中国进入军阀混战状态（假设就是战国七雄状态）。秦国与西方NPC做生意,引进了一些火器（中西方相差无几甚至中国还领先），开拓了思路，开始研究弹道学、化学，否则无法抵抗六国的合纵（极限压力下不得不为），而齐国、楚国则开始航海寻求海外资源（也是迫不得以，打穷了）。各国之间不会完全封闭，于是七雄之间间谍四出，谁家有了新东西，不出一年就天下皆知。战争逐渐激烈化、长期化，各国国力被压榨到了极限…。打生打死又一百年，秦国人的弹道学研究导向了运动理论，化学研究导向了分子学说，齐楚两国则从海外弄来不少财富，于是战争升级中…。韩国人夹缝中做生意，擅长称重，搞出了天平，锱铢必较…。齐楚两国在航海过程中逐渐确认了大地是个球，天文学也有了进展（航海和算命）。燕国人整天和冰打交道，光学得以发展，出现了望远镜，在战争和赚钱的驱使下，望远镜很快普及。魏国人习惯和燕国人对着干，鼓捣出来了显微镜，很快普及。秦国人拿显微镜验证他们的分子学说，发现了细胞。赵国人在太行山上视野比较好，拿望远镜观天发现了一些新东西，发现月球表面凹凸不平，木星有四个卫星（现称伽利略卫星），太阳黑子和太阳的自转，金星、木星的盈亏现象以及银河由无数恒星组成等。赵国人数学不好，找到韩国人（做买卖的）：这堆乱七八糟的数，啥意思？韩国人凑出了天体运行的轨道定律、面积定律和周期定律（开普勒三定律），然后又发表了日心说。这一发现激发了全中国研究数学的动力，秦国人又拿出了《几何原本》（购自西方NPC）,国人开始想：原来数学可以这么干……。

无论如何，战争，尤其是火器发明之后的战争，是离现代科学最近的实践。或许还要配以商业、流通，使得知识可以更迅速传播以及更加富裕的战争。二者的结合导致知识的积累，导致积累的湖水汇聚在现代科学之门外面，导致阻挡在人类面前的堰塞堤坝被不断冲刷，并最终导致决堤，科学大陆展现在人们面前。

数学知识的提前，《几何原本》所展示的优美，是为科学所做的准备。但这种准备并非绝对必要，无论是哪个族群，在得到实验所带来的与数学相关的证据时，不可能再忽视数学，不可能意识不到其中隐藏着我们期望的知识。人类各族群在理性和求知欲上同质！ 

理性的狡计，一般讲来，展示在一种利用工具的活动里。这种理性的活动一方面让事物按照它们自己的本性，彼此互相影响，互相削弱，而它自己并不直接干预其过程，但同时却正好实现了它自己的目的。在这种意义下，天意对于世界和世界过程可以说是具有绝对的狡计。上帝放任人们纵其特殊情欲，谋其个别利益，但所达到的结果，不是完成他们的意图，而是完成他的目的，而上帝的目的与他所利用的人们原来想努力追寻的目的，是大不相同的。

--黑格尔

科学记事

 以下资料源自网络。

培根（1561—1626）：知识就是力量。提出了唯物主义经验论的一系列原则，制定了系统的归纳逻辑。知识论的转向：自然而非思辨。1660年英国皇家学会成立，以培根思想为指导，以促进自然科学知识为宗旨。

化学方向：

波义耳（1627—1691）：空气的压强和它的体积成反比。（恩格斯：波义耳把化学确立为科学）。

拉瓦锡1789年，定义了“原子”，表示化学变化中的最小单位。

普劳斯1799年，定比定律：反应气体体积呈简单整数比。

道尔顿1803年，倍比定律：用原子概念，解释不同元素之间整数倍反应。

盖吕萨克1808年，气体化合体积定律：反应气体与生成气体呈整数比。

阿佛伽德罗1811年，分子学说：分子由原子构成，调和定比定律和原子不可分之间的矛盾。

布朗1827年，布朗运动（用显微镜观察水面灰尘），支持了微粒学说。

门捷列夫1869年发表元素周期律。

汤姆生1897年，阴极射线研究中，发现电子，发表原子布丁模型。

卢瑟福1909年，氦离子轰击金箔，证实原子的核式结构模型。

玻尔1913年，核外电子轨道学说（量子化）。

刘易斯1923年，电子对-化学键假说。导向了电子自旋等量子力学方向。

定比、倍比、化合比等三定律，是化学中原子-分子学说的真正缘起。而三定律是可以在实验室比较容易地发现的。为验证分子-原子学说，人们的想象力被激发（找到了正确的方向），导向了现代化学。

天文学方向：

中国、阿拉伯、希腊分别采用赤经、地平、黄经定位，现代天文学采用了与中国古代相同的赤经坐标。

托勒密（90-168年）：本轮均轮模型地心说，观测、修补，繁复以至不可解。

哥白尼（1473-1543）：日心说。换个角度（中心）看天体运行，消除了地心说的繁复，一切变得简单明了。模型预示：宇宙的深广远超人们此前的想象。

开普勒(1571-1630)：在其师第谷（1546-1601）的观测基础上，发现行星运动的三大定律：轨道定律、面积定律和周期定律。数学开始精确描述天文。

伽利略（1564-1642）：被誉为近代科学之父，用望远镜验证了日心说。望远镜是荷兰利眼镜商人利伯希偶然发明的，伽利略改进并用于天文观测。他重视观察和实验，是现代科学方法的践行者。

牛顿（1643-1727）：现代科学的奠基者。三大运动定律，万有引力定律，光学（微粒说）、微积分数学方法。

天文因与农时、航海、占星的关系而早早受到重视，专人、专职；人人都可仰望星空，因而天文学是人类最早开展的关于自然的研究。哥白尼的日心说的发现机制是：托勒密模型加上后续观测修补，变得异常复杂，以至于混乱，人们不太相信“完美”的天体运动会是这个样子；哥白尼可能是偶发灵感，发现把太阳放在中心，模型就会变得简洁（这种简洁才是“完美”应该有的样子）。但如果历史就此停止，则其日心说可能会淹没在尘埃中。起决定作用的还是伽利略改进望远镜后进行的观测，人们更相信亲眼所见。

运动学方向（包括力学）：

弹道学，45度角发射距离最远。

伽利略：提出自由落体定律，运动学：重心、速度、加速度的数学表达；相对性原理（参考系概念）。

牛顿：三大运动定律，微积分（莱布尼茨）方法。

卡文迪许：引力常量G。

欧拉：刚体运动学奠基人，角速度矢量。

拉格朗日和汉密尔顿分别引入了广义坐标、广义速度和广义动量。

运动学是最容易入门（找到正确方向）的。弹道研究是主要研究动力。运动学必然假设质点、重心、坐标系及变换等，与数学结合紧密。同时，运动学的进展，为化学、电学的实验和想象力打好了基础。

电学方向：

1650年，格里凯，静电研究-摩擦起电机。

1720年，格雷，电的传导，导体、绝缘体、静电感应。

1733年，杜菲，实验区分两种电荷，称为松脂电和玻璃电（负电和正电），静电相互作用：同性排斥，异性相吸。

1745年，荷兰莱顿大学，穆欣布罗克、克莱斯特：存储电荷的装置—莱顿瓶。

1752年，富兰克林，放电现象研究、风筝实验，避雷针。

1777年，库仑，扭秤，电荷之间的作用力研究，类比万有引力定律得到库仑定律：电荷相互作用力与距离的平反成反比。

1826年，欧姆，欧姆定律：通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。（热传导规律启发，可类比意味着科学的本质逐渐呈现：背后是数学）。

1820年，奥斯特，发现电流造成小磁针偏转。

1826年，安培，安培定则，安培分子电流假说。电动力学登场。

1831年，法拉第，伟大的实验者：电磁感应定律，磁力线-场，电动机、圆盘发电机，电解定律，电荷守恒定律，磁光效应。

1865年，麦克斯韦，麦克斯韦方程组，经典电动力学，光是电磁波。

1883年，赫兹，实验验证电磁波。

了解过库仑、安培、欧姆，尤其是法拉第的实验，我们不得不佩服先辈们的精彩设计和高超技艺，没有他们的可称划时代的实验，就不可能有电动力学。

相对论和量子力学新阶段：

感兴趣的朋友可以参阅：《上帝掷骰子吗—量子物理史话》

书中有一则趣闻：普朗克在大学里的导师祖利劝他说，物理的体系已经建立得非常成熟和完整了，没有什么大的发现可以做出了，不必再花时间浪费在这个没有多大意义的工作上面。这说明，当时的物理学界被大一统的乐观情绪占据：物理学后续只剩下小数点后面第几位的精度问题了。

但很快，开尔文的“乌云”演说：在物理学阳光灿烂的天空中漂浮着两朵乌云。其一为迈克尔逊－莫雷实验：光速不变；其二是黑体辐射困境：长波波段和短波波段居然不能用同一个公式。长波段适用瑞利-金斯公式，短波段适用韦恩公式。乌云一导向了爱因斯坦的狭义相对论。乌云二导向了量子力学，普朗克研究两个公式，利用内插法，合成（拼凑）为一个公式，让维恩公式的影响在长波的范围里尽量消失，只在短波段发挥出来。结果拼凑的公式与实验惊人地相符。而新公式要求：能量是不连续的，即量子化的。

作为现代人有种感受：科学史上的其他进展，给人的感觉都是“水到渠成”，唯独两大相对论，如果没有爱因斯坦的天才思维，真不知道还要蹉跎多久！换句话说，现代科学之路上，任何人都可以缺席，唯独爱因斯坦不能！如果说之前的科学家是在总结实验结果中的规律性，那么爱因斯坦是在总结这些规律性的规律性，因而先数学而后验证。这也是为什么爱因斯坦会追问“世界为什么可理解”的原因（上述并不代表爱因斯坦的重要性真的高于牛顿）。

现代物理学另一个重要定理，诺特定理，是由数学家诺特提出的。源于纯数学的“奇异积分方程”的基本定理：对于每个局部作用下的可微对称性，存在一个对应的守恒流，即“对称-守恒”之间的对应关系，同样是在标注人们已经认识到的定律的规律性，意义深远。

截至目前，无论是基本粒子的标准模型，还是多重宇宙假说，甚至是有点玄的弦论，都遇到了最根本的一个问题：如何验证。它们可能是“对”的，但要等到人们真的“看到”！就像天文望远镜之前的日心说，难以下定决心信它。或许，科学至此已到尺度极限，如果人类没有足够强大的对撞机以及适用的观察方法的话。作者倒是不反对粒子物理就此打住：谁知道如果真的打开了“下一层”，是不是又一个10^-10（原子尺度）之差呢？这得是多深的坑啊！好吧，如果就此打住，意味着我们发现的基本粒子都是“基本”的：所有的电子都一样。至于另一个方向的宇宙学，作者也想不妨掩耳盗铃：宇宙学尺度，离人类还是太远了，珍惜眼前就行了。再说反正有木星在，一般的陨石轮不到地球承担。当然我们应当抓紧时间找到应对方法，比如更大推力导弹，或核弹卫星，或超大空间站（保留东山再起的种子）。

杨振宁百岁访谈摘录：

关于哲学和物理学的关系，是随着时代的变迁、随着物理学的进化是不断改变的。在19世纪的时候，因为沿袭当初科学叫做自然哲学的传统，仍然认为科学跟哲学有密切的关系。到了19世纪末年的时候，许多科学家还认为物理学几乎是从哲学脱胎而来的，尤其是马赫的影响非常之大。但你看今天，甚至20世纪我在物理学前沿从事研究的时候，实际从事研究工作的物理学家，没有人关注哲学。这就代表19世纪与20世纪之间，物理学家对于哲学家的哲学的看法有了很大的改变。问题的关键还是看哲学是不是真的指导了物理学的研究，是不是物理学家不能离开哲学。至少从我们这一代物理学家身上去看，我觉得不是。

具体一点说，我想量子力学的发展是一个很好的例子，量子力学不是从哲学来的，虽然有人认为是这样的，但我觉得不是这样的；很明显量子力学是从研究原子光谱出发建立起来的。量子力学发展起来以后，它反过来对哲学界有很大的影响，这个过程现在仍然在继续。我不同意坂田昌一说自己的研究起源于哲学的观点，他从哲学出发得不出物理学结论，我认为他越少涉及哲学的时候，物理成就才越大。

 

小结

科学时代，我们的身边已经满是科学的造物，科学已经从最底层渗透了人们的生活。科学是认识世界的最有效方法，但并不是科学决定或造成了这个世界！科学只是人类对大自然这部无字天书的解读，是人类的实践使得规律性呈现，科学才可能！所以，技术与科学不可分；所以，实践是检验真理的唯一标准。

科学是积累，不是启迪，科学不能成为科学教。科学是俯视和取用于自然，不是人的相处，更不是人类命运。社会学不是科学，人的主体性构建了社会的领域结界，禁止科学入内！

李约瑟关于科学的追问，已被异化并远离科学。铭记曾经的落后，是为了发奋图强，不是为了跪地不起。