第一节 传统的形成和发展

中国地处欧亚大陆的东端，从青藏高原伸展到太平洋。数千万年前的青藏高原是一片海洋，几百万年前才隆起成为高原。发源于这里的黄河和长江就是孕育中华五千年文明的摇篮。传说中的三皇五帝业绩大体上有了考古证据的支持，夏、商、周三代的历史面目越来越清楚，文字记载的历史留下了科学文化传统形成和发展的轨迹。

早在帝尧时代，中国古人就开始了有组织的“历象日月星辰”的科学活动。夏代产生了“五行”观念，殷周之际形成了阴阳观念，西周末年又产生了“气”的观念。春秋战国时期的百家争鸣奠定了科学理性的哲学基础。秦汉时期，以阴阳五行学说和元气论为哲学基础，数学、天学、地学、农学和医学五大学科各自形成了自己的科学范式，并为中国科学传统特征的形成奠定了基础。在中国传统科学的积累过程中，先后在南北朝、北宋和晚明时期呈现三次发展高峰。在中国也曾有科学现代化的三次尝试，随先后发生的“靖康之变”（1127年）、“甲申鼎革”（1644年）和“虎门销烟”（1839年）的演变而夭折，最终以引进西学的方式走向现代化。

一 百家争鸣的科学理性

春秋战国时期（前770—前221年）的周王室失去了对诸侯国的控制权，百余诸侯国之间频繁征战形成所谓的春秋五霸和战国七雄，即齐、宋、晋、秦、楚五霸和齐、楚、燕、韩、赵、魏、秦七雄。政治权力的分散提供了人才流动的机会和自由思想的空间，百家争鸣的稷下学宫在齐国应运而生。齐桓公田午（前400—前357年）出于政治需要，标榜“尊贤至士”以招揽治国人才。各派著名学者荟萃齐都稷下，“不治而议”的士人出谋划策、制造舆论。各诸侯国国君争相效仿田齐养士，士人得以像鸟儿“择木而栖”那样选择国君。齐宣王时期的稷下学宫“数百千人”，不同政见和不同学术观点兼容并包，各家各派的学者都同样受到礼遇。与齐威王和齐宣王政见不同的鲁人孟轲（前372—前289年）两次赴稷下讲学，倾向法家思想的赵人荀况（前313—前238年）三为稷下学宫的祭酒。

百家争鸣时代是德国思想家雅斯贝斯（Karl Jaspers, 1883—1969年）在其著作《历史的起源与目标》（Vom Ursprung und Ziel der Geschichte, 1949年）中提出的轴心时代（Axial Age，前800—前200年），几大古代文明的文化经典几乎同时在此期间形成。中国、印度、波斯和希腊的哲人们的著作，为各自的文明定下了文化基调。德国—奥地利—美国思想家沃格林（Eric Voegelin, 1901—1985年）的多卷本巨著《秩序与历史》（Order and History, 1956—1985年），给予中国文化在轴心时代所出现的思想跃进以很高的评价。思想的自由造就了一批杰出的思想家，形成了儒、墨、道、法、阴阳、名、纵横、杂、兵、小说诸家。各家之间的彼此诘难和互相争鸣，形成中国思想和文化最为辉煌灿烂的时代。其思想自由竞争的精神，成为后世历代士人效法的典范。

百家争鸣时代最重要的文化遗产是五部经典的形成，即保存有丰富的中国上古历史资料的《诗》《书》《礼》《易》《春秋》。相传为鲁人孔丘（前551—前479年）整理并用于教学，宋人庄周（约前369—前286年）及其后学的著作集《庄子》，首先称它们为“经”并谓《诗》以道志、《书》以道事、《礼》以道行、《易》以道阴阳和《春秋》以道名分。这五经中的《易》尤为重要，成书于战国时期的解《易》著作《易传》，系统地阐发了百家共识的天人合一观。中国历史学家钱穆（1895—1990年）认为，天人合一观是整个中国思想的归宿，也是中国传统文化对世界的最大贡献。

在百家争鸣中殷周以来的思想观念经历了一次理性的重建。信仰的“天命观”转向了理性的“天道观”，亦即人格神的“主宰之天”开始自然化和人文化。这种理性重建区分了“天道”和“人道”，“仰观天文，俯察地理”的观察精神通过《易传》的传播而得以发扬。郑人子产（？—前522年）倡导人道要遵循天道和顺应自然的“则天说”，鲁人子思（前483—前402年）阐明了人类要参与并帮助自然演化的“助天说”，赵人荀况则提出人类要依据自然规律驾驭自然的“制天说”。遂有“人性”和“物理”的分途而治，“生成论”的变化观、“感应论”的运动观、“循环论”的发展观等宇宙秩序原理亦被提出，为中国传统科学的产生和形成奠定了理性的基础。

二 五大学科范式的形成

美国中国科学史学家席文（Nathan Sivin, 1931年—）认为，中国有多种多样的科学，却没有形成一个统一的“科学”概念。在中国古代科学家的心目中，没有一个各学科相互联系的整体科学形象，除了数学与天文建立起联系外，天算家在朝廷里计算历法，医生在社会上为人治病，道士在山中炼丹，并不感到有彼此发生技术上的联系的必要。中国传统科学的定型是各自独立的，但是有大体一致的宇宙图像。

秦（前221—前206年）、汉（前206—220年）时期的中国，不仅完成了诸如造纸、指南车、记里鼓车、手摇纺车、织布机、水碓、龙骨水车、风扇车、独轮车、钻井机、浑天仪和候风地动仪等多项重大技术发明，以及万里长城等巨大工程的修建，而且在以刘安（前179—前122年）为代表的汉代新道家和以董仲舒（前179—前104年）为代表的汉代新儒家思想的影响下，以阴阳五行学说和气论为哲学基础，数学、天学、地学、农学和医学五大学科各自形成了自己的科学范式。

约成书于西汉时期的《九章算术》，划分为方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程、勾股九章，包括了现在初等数学中的算术、代数和几何的大部分内容。它总结了秦汉以前的数学成就并确立了中国数学的发展范式，即从实际问题出发建立模型的数学观、形数结合的数学理论体系和逻辑与直观结合的数学推理方法。后世中国数学著作多宗《九章算术》体例，成为汉代以降两千年之久数学之研究和创造的源泉。《九章算术》中有关分数、比例和正负数的概念和运算早于印度800年和早于欧洲千余年，它与古希腊《欧几里得几何原本》相媲美而东西辉映。

西汉末年氾胜之（生卒年不详）所著《氾胜之书》（具体成书时间不详）两卷十八篇，现存传本仅为原书的一小部分。书中所总结的耕作栽培总原则，包括“趣时”“和土”“务粪”“务泽”“早锄”“早获”六个技术环节。该书反映了铁犁牛耕基本普及条件下的中国农业科学技术水平，同时开创了中国农书中作物各论的先例。它那以总论和各论描述农作物栽培的范式，成为其后重要综合性农书所沿袭的写作体例。

东汉张衡（78—139年）著《灵宪》并制浑天仪，阐述宇宙如何从混沌的元气演化出浑天结构的物理过程，包括天地的生成、天地的结构以及日月星辰的本质及其运动等诸多问题。它把中国古代天文学水平提升到一个前所未有的新阶段，并且作为主导范式一直指引着中国传统天文学的发展。在世界天文学史上《灵宪》亦属不朽之作，它所代表的思想传统与同一历史时期托勒密（Ptolemy, 90—168年）的《至大论》（Almagest）所代表的西方古代宇宙结构亘古不变的思想传统大异其趣，却与现代宇宙演化学说的精神契合相通。

东汉班固（32—92年）所著《汉书·地理志》，可分为卷首、正文和卷末三部分。卷首全录前代地理著作《禹贡》和《周礼·职方》两篇，作为主体的正文以郡县为纲目详述西汉疆域、区划地理概况，卷末辑录了以《史记·货殖列传》为基础的刘向（前77—前6年）的《域分》和朱赣的《风俗》。《地理志》的体例特征是将自然地理和人文地理现象分系于相关的政区之下，从政区角度来了解各种地理现象的分布及其相互关系。班固首创的这种“政区地理”模式和人文地理观为后世正史和地方志所尊奉，奠定了以沿革地理和疆域地理为主的中国传统地理学范式的基础。

伪托轩辕的《黄帝内经》完善于东汉，包括《素问》九卷八十一篇和《灵枢》九卷八十一篇，合计十八卷一百六十二篇计二十万言，总结了春秋战国时期以降的医疗经验，阐述了中医学理论体系的基本内容。它以藏象、经络和运气等范畴，建立了一种对生理、病理和治疗原理给予整体说明的模式。作为中国现存最重要的医学理论典籍，成为中国两千年来传统医学理论范式，为中医学的发展奠定了基础。中医学史上的著名医家和医学流派，都是在《黄帝内经》理论体系的基础上发展起来的。

三 中国传统科技发展的三次高峰

在儒道互补推进的文化背景下，中国传统科技的继续发展呈现三次高峰，每次高峰期都是明星灿烂、巨著迭出，在百年左右的时期内出现数名杰出人物，他们在科学技术史上都有一定的地位。

以魏晋玄学为特征的新道学思想解放运动，催生了5世纪中叶到6世纪中叶中国传统科学技术的第一次高峰。南朝宋（420—479年）数学家祖冲之（429—500年）计算圆周率π值到七位小数，这一精度的记录保持近千年之久，直到1427年才有阿拉伯数学家阿尔·卡西（Al-Kashi，约1380—1429年）得到比之更精确的数值。北齐（550—577年）天文学家张子信（生卒年不详）经30多年的观测发现了太阳和五星视运动的不均匀性（约565年），为后世的太阳和五星运动研究开辟了新方向。北魏（386—534年）地理学家郦道元（约470—527年）的《水经注》（成书年代不详）开创以水道为纲综合描述地理的新形式。北魏农学家贾思勰（约479—544年）的《齐民要术》（成于533—544年）标志着中国古代农学体系的形成。南齐（479—502年）医药学家陶弘景（456—536年）的《神农本草经集注》（494年）将人文原则的“三品”分类法改为依药物自然来源和属性的分类法，开辟了本草学的新理论体系。

以理学为旗帜的新儒学的理性精神，在11世纪中叶到12世纪中叶的北宋时期，把中国传统科学技术推向顶峰。沈括（1031—1095年）的《梦溪笔谈》（1086—1093年）记载的布衣毕昇（约970—1051年）发明胶泥活字（约1045年），军事著作家曾公亮（998—1078年）和丁度（990—1053年）主编的《武经总要》（1044年）记载的火药配方和水罗盘指南鱼的制造方法，是影响世界历史进程的三大技术发明。数学家贾宪（生卒年不详）在其《黄帝九章算经细草》（约1050年）中创造的开方作法本原和增乘开方法，600年后才有法国数学家帕斯卡（Blaise Pascal, 1623—1662年）达到同一水平。天文学家苏颂（1020—1101年）在其《新仪象法要》（1094年）中，描述了他与韩公廉（生卒年不详）等人合作创建的水运仪象台，其中有十几项属于世界首创的机械技术，包括领先世界800年的擒纵器。建筑学家李诫（1035—1110年）著《营造法式》（1100年），全面而准确地反映了当时中国建筑业的科学技术水平和管理经验，作为建筑法规指导中国营造活动千年左右。医学家王惟一（987—1067年）主持铸造针灸铜人并著《铜人腧穴针灸图经》（1027年），对针灸技术的发展起到了巨大的推动作用。

在实学功利思想的影响下，16世纪中叶到17世纪中叶的晚明时期，以综合为特征的一批专著展现了中国传统科学技术的最后一道光彩。医药学家李时珍（1518—1593年）的《本草纲目》（1578年）提出了接近现代的本草学自然分类法，该书不仅为其后历代本草学家传习，并传到日本和欧洲诸国，被生物进化论创始人达尔文（Charles Robert Darwin, 1809—1882年）等现代科学家引用。音律学家、数学家和天文学家朱载堉（1563—1610年）的《律学新说》（1584年）用数学解决了十二平均律的理论问题，领先法国数学家和音乐理论家梅森（Marin Mersenne, 1588—1648年）半个世纪，并受到德国物理学家亥姆霍兹（Hermannvon Helmholtz, 1821—1894年）的高度评价。天文学家、农学家徐光启（1562—1633年）的《农政全书》（1639年）对农政和农业进行系统的论述，成为中国农学史上最为完备的一部集大成的总结性著作。县学教谕和科技著作家宋应星（1587—1666年）的《天工开物》（1637年）简要而系统地记述了明代农业和手工业的技术成就，其中包括许多世界首创的技术发明，从17世纪末就开始传往海外诸国，迄今仍为许多国内外学者所重视。旅行家和地理学家徐弘祖（1586—1641年）的《徐霞客游记》（1640年）描述了百余种地貌形态，在喀斯特地貌的结构和特征的研究领域领先世界百余年。医学家吴又可（1582—1652年）在其著作《瘟疫论》（1642年）中提出“戾气”说，认为瘟病乃天地间异气从口鼻入侵所致，与200年后法国化学家和微生物学家巴斯德（Louis Pasteur, 1822—1895年）的细菌学说有颇多相似之处。