中国古代的科学实践如何进行

近3年前的2021年11月，中国科协邀请数位院士及专家座谈。当话题转至中国古代科技和文化自信时，中国科学院大学人文学院院长、教授孙小淳阐述了对中国古代科技成就和科学思维的认识与思考。

对于会上提出的“重新梳理中国古代科技发展的脉络和成就”，进而“重写中国古代科学史”的意见，孙小淳表示，这和他的想法不谋而合。

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“我们在这方面已经沉淀数十年，有很多研究成果和新的思考。”孙小淳说，“近年来我们一直在寻找机会，以新的视角阐释科学文化发展，让人们在了解中国古代科技史的同时，拓宽文明视野、丰富科技思维。”

一个月后，中国科协正式立项，委托孙小淳和中国科技史学会组织相关学者，撰写一部中国古代科技科普读本。

日前，这部“重写中国古代科技史”的著作《文明的积淀：中国古代科技》正式出版。

古代不存在脱离科学的纯粹技术

长期以来，中国科技史研究面临一个颇具争议的问题，即中国古代有没有科学。

“首先要弄清科学的本质是什么。”孙小淳表示，重视实验、讲究逻辑是近代科学的突出特征，科学方法包括观察、分类、建立模型，以及解释事物间因果关系、弄清现象间关系等很多方面。

孙小淳团队的研究表明，中国古代不仅有观察、测量，还有数学模型和实验验证。例如，中国古代数学、天文学中有很多预测和实验，农学中有关于播种、嫁接的方法，手工业中有各种陶瓷制作技术，冶金领域有很多实践和验证，《墨经》中对小孔成像的认识有观察也有实验，等等。

“我们谈的古代科学是指古代的‘知识体系’或古人对自然的解释，也有人把人类适应环境而产生的系统知识视为科学。”孙小淳对《中国科学报》说，“尽管这些方法、实验和模型并不系统，但它们证明了某些理论。”

中国汉代制定历法时，曾有10多个“团队”参与竞争。他们做了大量观测，并通过构造模型解释自然现象。

“制定历法要观测行星运动、恒星位置，要准确验证月相、预测日食，及制定二十四节气时刻。”孙小淳说，“这需要精细的测量、不断验证、修正模型。同时，帝王会委派相关人员进行验证，这种思维方式和研究方法完全符合今天的科学规范。”

在近40年科技史研究中，孙小淳发现虽然古代很多技术是基于经验和直观产生的，且与科学理论并不直接相关，但所有技术的背后，都隐含着人们对自然事物及其相互关系的认识。

“古代不存在脱离科学的‘纯粹’技术。”孙小淳说，“如果我们以‘文明的视角’打通历史，从东西方文明比较的角度进行观察，就可以帮助我们了解中华文明在世界文明中的定位，从而增强文化自信。”

中国是世界近代科学的参与者

近代科学在西方产生，工业革命促使西方文明突飞猛进，将其他文明远远“甩在身后”。这使人们产生一种误解，好像科学是西方文明的专利。

“很多人认为中国古代没有科学，顶多算有点技术。”孙小淳解释说，“中国古代的科学探索和技术发展紧密相连。实际上，不仅中国，而且古希腊、古印度也都是这样，因此强调中国只有技术没有科学是不合适的。”换句话说，如果简单用有没有现代科学的定律公式、数学化表达来度量，不但古代中国没有科学，古希腊、古印度也同样没有科学。

如今人们只看到现代西方科技影响了中国，却忽略了中国对世界的影响。中国几千年来的确一直在引进、吸收外来文明，但并非是单向吸收，除了四大发明对世界的贡献外，中国古代在天文、数学方面的成就也影响了西方。

“即便明清以来，西方科学传入中国的过程中，中国在接受的同时也有发明和创新。”孙小淳说，近代科学的产生不是某一种文明的独特贡献，它是东西方文化交汇、多种文明融合发展的结果。中国是世界近代科学的参与者，因此在书写中国科技史时，要打破“欧洲中心论”，从全球视角来考察。

属于中国古代的“实验”

英国科学史家李约瑟用化学滴定实验类比，对文明进行“大滴定”分析，研究各种文明中含有多少现代科学所认定的科学成分。

“这对中国科技史研究贡献很大，但会剥离古代科技知识和古代文化。”孙小淳说，“实际上，两者在古代是难以分割的，解析式研究有时候很成功，但结果有可能带来偏差。”

孙小淳认为，要以文明的视角超越李约瑟难题，不做简单比对，而是弄清中国古代的科学实践是如何进行的，以及如何通过对自然规律的认识实现对道德规律的认识，从而追求最大化、最有效的社会公正。

中国古代科技人员没有做过像意大利科学家伽利略那样的实验，但有很多“实际的实验”。例如，研究人员在景德镇窑洞遗址发现了很多小瓷块，上面有标记和名字。这是匠人专门用不同配料、不同燃料、不同温度、不同包釉进行的样品烧制。

“它就是一种‘实验’，工匠们要弄清各种材料、条件组合烧制出来的东西是什么样子。”孙小淳说，“这背后隐藏着大量的试验和数据，如果没有这些试验，不可能做出那么精美的陶瓷。只不过以前出于某种原因，如保守商业秘密没有公开。实际上中国古代有很多类似技术。”

从社会、政治、经济、文化等方面考察，中国古代强调科学的“济世经邦”作用，注重把知识运用到国计民生领域，因此，天文、农学、水利、医学等领域的成就都是将科技与治国理政紧密结合的成果。

一次观念的冒险

“除了一些观察、测量和试验外，中国古代也不乏理论探索。”孙小淳说，“当然，这些探索后来没得到充分发展，但不能因此就断定中国古代文明中没有科学思想，没有科学的创造精神。”

孙小淳告诉《中国科学报》，本书不是简单介绍从古代到今天的科学技术，除了从时间维度着重写了几个时代外，还考虑了空间维度，对东西方科学技术进行了比较。同时，书中讲述了科学思想、科学社会学，甚至人类学问题。此外，该书对阴阳五行、天人合一、月令运行等问题也有探讨。

孙小淳认为，人类文明史相对宇宙历史只是极其短暂的一瞬，人类经历和认识的空间极其有限。“因此，我们对科学的认知还存在很多可能性，当前这些科学上的定律公式不一定‘放之四海而皆准’。”

孙小淳自然很清楚当下学界对中国古代科学的观点，也知道本书中的一些观点可能会引起争论、遭受批评。“从这个意义上说，该书的编写是一次‘观念的冒险’。”但他同时表示，“这种‘路径’研究能‘连接’过去、现在和未来。不同的‘路径’连接会指向不同的未来，这就是我们进行科学史研究的意义。”

世界科技史中，中华文明从未缺席，未来也不能缺席。

“探究中国古代文明中的科学故事，实质上是探寻科学的‘中国心’。”孙小淳说，“对科学‘中国心’的清晰认知涉及文化自信，关乎我们以什么姿态，以及什么心态面对过去和未来。只有把科学精神与中华民族之魂相结合，塑造科学的‘中国心’，才具有创新能力，从而更好地面向未来。”