最近對於“為什麽現代科技沒有在中國產生”這個問題產生了興趣。於是做了一些粗淺的資料搜尋和梳理,發現一個令我大吃一驚的結論。
當然,這隻是對我而言大吃一驚,其實已經有人專門做了研究,稍等一會兒就會提到。
我印象當中,或者說我所接受的教育,告訴我們中國的數學之前是很發達的,比如楊輝三角(1250年代)比帕斯卡(1650年代)早發現了四百年,祖衝之發現的圓周率(450年代)比西方早一千年,其它還有著名的中國餘數定理,等等。這種先進隻是到了近代(明清)之後才因為閉關鎖國而落後了。
其實不然。
先抄幾段香港中文大學中國文化研究所所長陳方正先生發表在《二十一世紀評論》1997年11月一篇題為《為什麽現代科學出現於西方?》的文章:
“縱觀西方精確科學的發展,我們首先會感到震驚的,就是它之悠久。我們 最早的數書《九章算術》時期不會超過漢代,它比埃及、巴比倫的數學文獻晚了1,500年左右,而在發展程度上隻不過是大體相若而已:《九章算術》所用的圓周率仍然是極粗略的3,而高次方程的解還未出現。中國古代文獻中有關天文的零碎片段,例如甲骨文中所出現的星座名稱,最早不過是晚商,即1400B.C.以後;而具有實測數據的最早著作如《周髀算經》則是西漢成書的,那比諸巴比倫的泥版記錄也同樣晚了1,500年。
當然,中國可能有些早期科學典籍失傳,例如戰國時期的《石申天文》和《天文星占》就往往被提到,因此上述差距隻是粗略估計。但它的誤差不可能太大,因為第一,最近國內的大量出土文獻並沒有這方麵的重要新發現;況且,焚書以社會和政治論述為主,科學所受影響應當較少。其次,在現存典籍中,並沒有散佚科學傳統的痕i:除了像《墨子》那些片段之外,我們找不到許多古代有關科學或者科學家的記載。這比之於希臘早期(650-450B.C.)發展雖然缺乏原始文獻,但卻有後代詳細記載描述,是全然不同的。
這1,500年的起點差距是中國和西方科學發展第一個大差異。為甚麼會有這差異?答案也許在於,目前已知的最早中國文字是大約1400B.C.以後出現的甲骨文,它比出現於3000B.C.左右的埃及象形文字和蘇末楔形文字恰恰晚了1,500年。文字發展較遲,也許是原因之一吧。”
這篇文章提供了簡略但足夠的證據,有力的說明了一個讓我吃驚的觀點:曆史上中國的數學和西方相比,一直是落後的。按陳的說法,是1500年。
至於為什麽,這篇文章也給出了一個很合理的答案,那就是中國文字的產生也落後了古埃及一千多年。當然還有其它原因,這篇小文章就不涉及了。有興趣的可以參看《人類簡史》裏對於歐洲現代科技產生和發展的討論。
於是就我能查到的資料,做了一個東西方數學發展的簡表,到公元三世紀就截止了,因為後麵都不需要再做比較。表格如下:
年代 |
西方數學紀事 |
中國數學紀事 |
前1890 |
古埃及Moscow papyrus(1) |
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前1800 |
古巴比倫 Strassburg tablet (2) The Plimpton 322 tablet(3) 古埃及 Berlin Papyrus 6619 (4) |
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前1650 或前1550 |
古埃及The Rhind Papyrus (5) |
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前十一世紀(?) |
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《周髀算經》(6) |
前800 |
古印度Baudhayana Sulba Sutra (7) |
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前600-300 |
古希臘 (8) |
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前387 |
柏拉圖學院(9) |
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約公元前367-前283年 |
埃及托勒密一世始建亞曆山大圖書館 (10) |
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前300 |
歐幾裏德《幾何原本》(11) |
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前213-前212 |
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秦始皇焚書坑儒(12) |
前200年-100年 |
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《九章算術》(13) |
約200 |
丟番圖Diophantus《算術》(14) |
《孫子算經》,劉徽《海島算經》(15) |
(1)半球麵積近似公式,視錐體體積公式(wiki “Moscow papyrus”條)
(2)代數起源 (wiki “Strassburg tablet”條)
(3) 勾股定理雛形(wiki “Plimpton 322”條)
(4)一個特殊方程組的解 (wiki “Berlin Papyrus 6619”條,“Timeline of algebra”條)
(5)87道數學題,包括算術,代數,幾何,圓周率的近似值,算術序列和幾何序列 ,數學內容已經相當豐富。(wiki “Rhind Mathematical Papyrus”條)
(6)成書時間大約在公元前一世紀西漢末年,內容涉及周公時期(公元前1050年代)周公和商高的對話,提到勾股定理。這是已知中國最早的數學專著。
(7)勾股定理,圓麵積估計,2的平方根估計。 (wiki “Baudhayana sutras”條)
(8)這是數學曆史的一個黃金時代,泰勒斯(Thales,624–548 BC)被稱為是第一個真正意義上的數學家,邏輯和證明始於此時。稍後的畢達哥拉斯(Pythagoras,580–500 BC)據說已經發現了歐幾裏德《幾何原本》裏的大部分內容,包括對勾股定理的第一個證明,同時發現無理數。他倆都在古埃及和古巴比倫長期曆遊,可以想見他們的數學站在了後者的肩上。(wiki “Greek mathematics”條)
(9)雅典成為世界數學中心,並產生了兩位著名的學生,尤多索斯(Eudoxus,408–c.355 BC)和亞裏斯多德(Aristotle,384–c.322 BC)。前者發現窮舉法,現代積分的雛形。後者對邏輯學的發展有重要貢獻。(wiki “Greek mathematics”條)
(10)收羅前400-前300間所有能收集到的書籍,浩浩蕩蕩有近40萬卷。(wiki “Library of Alexandria”條)
(11) 這本書被稱為是幾何學的聖經,對後世產生的影響極其深遠,故單列。
(12)“六藝從此缺焉”。六藝,禮、樂、射、禦、書、數,最後一項應該就是數學(算術)。列此條,和前麵亞曆山大圖書館的建立做比較。
(13) 主要內容有:對自然數、分數、正負數以及一些特殊無理數給予一定的論述(基本上具備實數係統的雛形),比例與盈虧算法,若幹麵積算法,勾股計算,平方術立開方術和線性方程組的解法。有許多數學問題是世界上記載最早的。(維基“九章算術”條)秦漢時期張蒼對本書有增補和整理。(維基“張蒼”條)
(14)代數學創始人。把代數從古希臘幾何陰影中解放出來。
(15)《孫子算經》作者不詳,出書年代不詳(估計在南北朝)。裏麵提到著名的孫子定理,但隻是以一個例子的形式出現。“雞兔同籠”出於此。劉徽對《九章算術》作注,對圓周率有更精確的估計,他的《海島算經》使“中國在數學測量學的成就,超越西方約一千年”。(維基“孫子算經“,“海島算經“條)
從這個表格中可以清晰地看出,古巴比倫和古埃及對數學的研究領先中國至少八百年(假設《周髀算經》裏提到周公不是偽托),到了古希臘柏拉圖時期,西方的數學發展已經遠遠超過中國。到歐幾裏德的《幾何原本》和丟番圖的《算術》,數學裏的幾何代數兩大分支已經基本成型了。
西方公元前300至前200可以算是一個數學的黃金時代,中間產生了阿基米德(被稱為古代最偉大數學家),阿波羅尼斯(圓錐曲線),埃拉托斯特尼(篩法)這些著名的人物。公元後250至350是一個數學白銀時代(wiki “History of Mathematics”條)。
羅馬時期純數學沒有啥發展,但應用數學方麵有進展。然後就是文藝複興時期,這就不用多說了。
反觀中國的數學曆史,精力集中在算法上,有些有趣的發現也是基於各種算法,這個傳統一直到明朝,見附圖。
按照wiki說法,中國的數學發展相當獨立。這是事實,但另一個現狀是中國的數學發展比較閉塞,和同時代世界先進水平相比落後很多。如果說公元前後西方的數學在高中,文藝複興後是大學,那麽中國的數學總體上還徘徊在小學水平,要說對世界的數學貢獻基本微不足道。
參考資料
陳方正《為什麽現代科學出現於西方?》,《二十一世紀評論》1997年11月
Wiki “History of Mathematics”等詞條
維基“算經十書”等詞條
附圖《十九世紀前中國數學著作簡表》:
後記:
寫完此文之後又查了一些網上的資料,發現陳方正先生在2009年出版了《繼承與叛逆》一書,對這個問題應該有了詳細的解答。餘英時為此書作的序網上能找到。
http://blog.sciencenet.cn/blog-626289-805889.html
這個序寫得非常好,也不是那麽長。我就不囉嗦為這個序做介紹了。
陳先生的《繼承和叛逆》,如果再加上其他文獻,比如《人類簡史》等,那個著名的“李約瑟難題”應該被終結了。
“為什麽中國沒有產生現代意義上的科學”,或者,更合適的問題是“為什麽西方會產生現代意義上的科學”,這兩個問題我覺得是已經很完整地被回答了。那麽然後呢?
我覺得承認落後,哪怕落後一千年,都沒什麽大問題,重要的是現在怎麽辦。
首先,我認為近百年來中國人(包括華裔),至少在數學上,對全世界的貢獻遠超之前兩千年,象陳省身,邱成侗,華羅庚,張益堂等等,都有引人矚目的成就,所以,作為人種,中國人沒啥大問題。
其次,我們應該給予西方幾千年的數學科學,尤其是科學傳統,足夠的尊重,切不可在某一方麵領先了,就瞧不起人家,自覺馬上就要當世界老大了,失了學習的勁頭。
韜光養晦,悶頭學習,當然不是卑躬屈膝,舉手投降,該保衛自身利益的還是要保衛,該自豪的也要自豪。
至於如何學習,那是另外一個問題,這裏就不談了。這篇剛發表不久的文章可以作為參考看看:和美國相比 中國科技到底是巨弱還是強悍?
如果承認數學是科學的基礎的話,那麽在中文的文化範圍裏,沒能產生數學符號是中國沒能產生近代科學的原因。
再追根的話,就是科舉考試的內容(注意 不是科舉考試這種形式)致使數學沒有符號化。
進一步辯明一下。在眾說紛紜的情況下,鑒別那個是對哪個是非,有一簡單的方法,稱為occam' razor. 就是哪個解釋最簡單,哪個就是對的。
看看所有科學的領域,確實是這樣。大千世界萬物的運動錯綜複雜,牛頓隻有3個定律,充其不過半頁紙就說清楚了。電磁現象,一套Maxwell 公式就行了,量子物理,也就是幾個公式。相對論,充其不過幾頁紙。為什麽日心說被接受呢,不是地心說不能解釋很多現象,而是日心說更簡單明了。
真理具有簡明性。無需複雜的解釋就能闡明,前提是揭示了其根本。
大概中國以外所有先進的科學技術都可以被稱為“西方”,都在中國的西方,並不特指現在的“西方國家”。
當然你質問得也很有道理。這裏的“西方”用得有點模糊。要理清也是可以,就是說起來比較羅嗦。