中国科技史的核心问题是近代科学未能在中国自发产生的问题。20世纪80年代以前，竺可桢、李懋、钱宝琮、钱临照、张资珙、刘仙洲、陈邦贤等前辈学者对中国科技史进行了大量开拓性的研究。80年代以来，以中国科技史协会为组织核心，各方面学者又进行了更深入的讨论。2004年，杨振宁先生在清华大学的讲话再次使该问题受到广泛关注。在中国需要以科技创新来维持经济增长的今天，对该课题的探讨有着特别重要的时代意义。
马克斯·韦伯在分析工业资本主义在世界兴起的历史时认为，虽然帝制时代的中国存在资本主义萌生的物质条件（市场、劳动分工、货币经济、对外贸易等），但当时中国没有形成追求进步的文化及合理的制度，以及系统追求科学知识的体制，因此，资本主义最终只在西方出现。李约瑟、席文、伊懋可对中国为什么没有进一步产生近代科学做出了某种解释。李约瑟认为其原因在于“中国和西方对待纯粹的和应用性自然科学的态度，科学家和工程师在古代中国社会中的地位，以及哲学、宗教、法律、语言、生产方式和产品交换等方面存在显著的差异。”（注：joseph needham, the grand titration: science and society in east and west, london: george allen & unwin, 1969, p.14.李约瑟认为中国科学的发展是一个相对平缓的上升曲线，公元2—5世纪时，就已达到很高水平。） 席文把中国科学技术衰落的原因归于“几个世纪的灾难性的财政及其他行政举措，持续增长的人口造成的严酷压力，社会长期保持稳定和居于霸权地位的正统的文化意识形态没有受到挑战，而其中的创造性则被窒息了”（注：n.sivin,“science in china's past”, in leo a. orleans, ed., science in contemporary china, stanford: stanford university press, 1980, p.3.）。wWW.11665.CoM伊懋可在分析中国科学技术在宋朝以后的停滞时，认为中国陷入了“高均衡陷阱”。“晚期传统中国社会陷入人口剧增，自然资源短缺的陷阱，因此，没有必要投入以现代科学和工业为基础的技术和资本以打破传统技术在农业和水路运输上的水平。”（注：m.elvin,“why china failed to create an endogenous industrial capitalism: a critique of max weber's explanation”, theory and society, (13) 1984, pp.100, 106.）
20世纪80年代以来，中国学者对本文的核心问题的许多解释说法，可以归纳为外因论、内因论、综合分析论和人类学的视角。本文将围绕这四种主要视角进一步探讨近代科学未能在中国自发产生的问题。
一、影响中国古代科学进步的外部原因
大多数学者在探讨中国科技落后的原因时都首先从外部环境入手。这些不利的外部原因一般认为存在于以下几方面：
（一）科技的发展缺乏经济刺激 例如，陈亚兰就认为中国的经济是小农业和家庭手工业相结合的“自然”经济，不需要复杂的科技。（注：陈亚兰：《试论清前期封建社会需要与科学技术发展的关系》，自然辩证法通讯编：《科学传统与文化》，陕西科学技术出版社1983年版，第172页。）
的确，西方近代初期的科技史表明，扩展经济活动，例如国际间的海上贸易、采矿业、要塞建筑及军械生产等所产生的技术问题推动科学家如伽利略和吉尔伯特等人从事科学研究。（注：b.m.hessen,“the social and economic roots of newton's ‘principia’”, in george basalla, ed., the rise of modern science: internal or external factors, london: paytheon education company, 1968,pp.31—39.） 然而，经济活动的扩展并不能充分解释现代科学的兴起，12世纪的意大利城邦国家和中国的宋朝和明朝就是明显的例子，那里扩展的国际经济贸易并没有伴随科学的革命性发展，例如：现代力学和磁学的发展。
（二）重农抑商的政策 外因论者认为，历朝政府对海外贸易、采矿及冶炼采取的限制政策，对重要工业的官营，对盐、茶、酒、矿物等重要商品的流通和买卖课重税，阻碍了中国科学技术的发展，（注：林文照：《近代科学为什么没有在中国产生》，自然辩证法通讯编：《科学传统与文化》，第93—105页。） 如明朝政府禁止民间开矿及海外贸易的措施。（注：《大明律例》规定“盗掘金、银、铜、锡、水银等项矿砂，每金砂一斤折钱二十贯，银砂一斤折钱四贯，铜、锡、水银等砂一斤折钱一贯，俱比照盗无人看守物准盗窃论。若在山洞捉获，分别轻重治罪。”参见《大明律例·盗贼条》。）清初对海外贸易严加控制：限制海运货物的重量，禁止出口兵器、火药、铜铁、稻米、小麦、马匹等。（注：林文照：《近代科学为什么没有在中国产生》，第102—103页。）雍正年间，商业扩张，朝廷却明令限制工场中的雇佣工人数，甚至拆除机器。
外因论者没有注意到，中国古代两千年的历史显现出相当多样的情况。并不是所有朝代的政府都实行限制工商业的政策。五代十国时期，大多数政府都优先发展政权间的贸易。唐、宋、元时期，政府没有限制海外贸易，甚至在明朝，政府对海外贸易的禁止也并没有一贯地强制执行。（注：例如，明永乐朝实施的海禁在1567年松懈了，到明末又重新严厉起来。）1740年，明朝的法令鼓励私人在国内采煤矿。
（三）重文轻理的儒家思想和“八股”取士制度 外因论者认为儒家思想倾向和“八股”取士制度使中国知识分子的心智完全集中在语言、修辞及伦理知识方面，以及与农业社会有关的课题上，而不是自然科学知识和各种工业生产问题上。（注：戴念祖：《中国近代科学落后的三大原因》，自然辩证法通讯编：《科学传统与文化》，第109页。）
社会意识形态制约科技发展，（注：j.nef,“the genesis of industrialism and of modern science”, in c. read, essays in honor of conyers read, chicago: the university of chicago press, 1953, pp.263—266.）然而，在中国，士大夫的兴趣和文化观念并不是一成不变的。某些时期，如在沈括所处时代，观念也起了很大的变化，许多儒生士大夫开始关心以前有身份的人不屑一顾的技术性工作。（注：参见席文：《为什么科学革命没有在中国发生——是否没有发生》，李国豪、张孟闻、曹天钦主编：《中国科技史探索》，中华书局香港分局1986年版，第100页。）《宋史》记载那时流行官员和庶民向朝廷献呈新技术发明，（注：参见《宋史·兵志》。）朝廷常奖授钱财和官位，一些发明更被政府推广。
在探讨影响中国技术发展的外部环境时，人均资源和动力占有量是一个不可忽略的因素。工业革命前夕，欧洲人比中国人人均占有的资源（木材、煤、土地等）和动力（马）更多。（注：e.jones, the european miracle, cambridge: cambridge university press, 1981.）这一点部分地解释了两个地区的相对发展水平和技术的使用，特别是节约劳动力和消耗资源的技术。一些研究表明，资源缺乏和人口过多影响了中国的技术发展。晚清江南地区，由于劳动力廉价而资源（木材）价格昂贵，这使人们不愿采用节约劳动力的机器生产，因而导致生产技术的衰落。（注：m.elvin, pattern of the chinese past, stanford: stanford university press, 1971.）
外因不能充分解释近代科学为什么不能在中国产生，因为科学有其自身发展的内在动因，古代中国技术书籍缺乏以一种（理论）科学的方式，即用法则和定理，来对技术问题进行解释的传统，这些都有可能影响中国的科技发展。
二、制约中国古代科技发展的内在原因
英国汉学家伊懋可就指出缺乏对机器的一种几何透视观影响了中国的技术进步。对西方人而言，“机器是运动状态中的几何体”。17世纪以后，正是这种能在机械中看到几何学的影子，看到机械背后的那些抽象的线条框架和角度，并日益在技术书籍中以机械绘图的形式加以表现的能力，使近代欧洲人与中国人相区别。（注：参见m.elvin,“skills and resources in late traditional china”, in d. perkins, ed., china's modern economy in historical perspective, stanford: stanford university press, 1983, p.111.）
我国学术界不少人也看到制约中国古代科学发展的诸多内部原因，例如，中国科学家不注重把对自然现象和机械奥秘的解释理论化，大多数科技著作仅是对当时生产经验的记载或对自然现象的描述，（注：林文照：《近代科学为什么没有在中国产生》，第83页。）臆测性的讨论代替了严密地寻找规律的努力，（注：jin guantao, fan hongye and liu qingfeng,“the evolution of chinese science and technology”, in j.fraser, n.lawrence and f. haber, eds., time, science and society in china and the west, amherst: the unversity of massachusetts press, 1986, p.175.）过分依赖于形而上学的冥想，而缺少以试验验证假设的传统。（注：例如明王阳明对竹子的研究和清初的刘献庭对磁学的讨论。参见《王文成公全书·传习录下》和刘献庭《广阳杂记》卷一。）
中国有机自然哲学对科技发展的影响 许多学者认为中国古代自然观特别是阴阳五行学说妨碍科学的进步。（注：叶晓青：《中国传统自然观与近代科学》，自然辩证法通讯编：《科学传统与文化》，第159—161页。）中国自然哲学家在解释现象时，往往求助这种自然哲学，例如：电被解释为，“阴阳相激为电”；地震被认为是“阳伏而不能出，阴迫而不能蒸”；磁石吸铁是“阴阳相感、隔碍相通”；气候与温度的变化被比喻为人类心情的变化。（注：林文照：《近代科学为什么没有在中国产生》，第87页。）这些看似合理的解释阻碍中国自然哲学家去探究现象的本质和真正动因。
上述问题很难有定论，例如李约瑟就认为阴阳五行学说对中国的科学思想发展有益而无害，虽然《易经》精致的符号体系阻碍了中国科学哲学的发展，因为它提供了一种不能成其为解释的概念框架。（注：c. ronan, the shorter science and civilization in china: abridgement of joseph needham's original text, cambridge: cambridge university press, 1978, pp. 182, 171, 187.）席文持相反观点，认为《周易》“最常用于对变化作能动的解释，而不是一种对静态物质的分类理论，此外，中国古代的科学家也缺乏建立数学公式和用实验来验证假说的传统，因此，似乎就没有理由说这种形而上学哲学阻碍了原本不存在的趋势。”（注：席文：《为什么科学革命没有在中国发生——是否没有发生》，李国豪、张孟闻、曹天钦主编：《中国科技史探索》，第105—106页。）
然而，宇宙观同研究方法确存在一定联系。在西方思想中，认为上帝根据机械和数学原理创造世界的观念，（注：“伽利略、开普勒、笛卡尔……坚持认为上帝在他的创造性劳动中是一个几何学家，数学能够揭示宇宙结构基础……开普勒……说上帝像一位建筑师那样创造了‘自然’”。参见r.bonelli and w.shea, eds., reason, experiment and mysticism in the scientific revolution, london: macmillan press, 1975, pp.11—12.）使现代早期的科学家如开普勒、伽利略和牛顿能够把“现象世界”想像为具有数学和谐性，并能够“根据机械学的原理”来解释。（注：g. holton, thematic origins of science thought: kepler to einstein, cambridge, mass: harvard university press, 1988, p.62.）换句话说，科学家能通过模仿上帝创世的行为揭示世界秘密。这就为研究自然，并以力学和数学的原则解释世界提供了宗教哲学论证。中国自然哲学家认为世界的产生与变化与人类相似，天人感应。这部分地解释了为什么他们许多人会认为冥想和超验的体验，而不是实验，是揭示宇宙隐秘模式的方法。
“现代科学和过去所有科学体系的区别并不在于对自然的观察，而在于观察自然的目的和方法……以及以实验或受控观察的结果作为结论的最终依据。”（注：j.nef,“the genesis of industrialism and of modern science”,p.218.）“设计”（试验）和“抽象化”是西方近现代科学研究方法论的两个极其重要的方面。（注：r.bonelli and w.shea, eds.. reason, experiment and mysticism in the scientific revolution, p.15.）一方面，必须精心设计试验从而使自然现象的过程和数据能更清楚地被观察到，并能对实验前形成的理论假设或推论进行验证。另一方面，实验前必须进行理论的抽象化建构，区分表象和假象、派生的和次要的以及基础的和更深层次的、实在的事物及过程，从而形成科学概念和提出假说，使研究者在实验中做到对自然现象的观察合乎理想的简单化。
作为一种解释自然的理论，阴阳五行学说包括宇宙生成的观念、气的观念和物质的五种形态观念等等。（注：阴阳、五行、气是中国传统科学的三大概念，各门学科都用它们来说明自己的研究对象。参见席泽宗：《科学十论》，复旦大学出版社2003年版，第99页。）这些观念同近代科学所认知的宇宙的结构、物质的存在状态和实体相距甚远，甚至可以说这些概念基本没有把握住物质世界的真正的实在和深层的联系。依据这样的超验的和不能证实的概念，作为大前提很难推论出可被证伪的实验科学理论。
中国古代科学理论的公理化和证伪性问题 内因论者认为中国哲学家对自然的解释缺乏理论的清晰性、证伪性和公理化传统阻碍了科学理论的发展。阮元对中西方科学解释理论的评价被作为例证，阮元认为中国的理论妙在仅仅是寻求对现象的描述而不解释原因，“天道渊微，非人力所能窥测”，而应“言其所当然，而不复强求其所以然，此古人立言之慎也”，这样，理论才能“终古无弊”。（注：阮元：《畴人传》卷三，商务印书馆1978年版，第610页。）
“公理化”是科学理论建构必须遵守的一个重要原则，它体现在作为理论出发点的基本概念或大前提同推论假说之间的逻辑性，所有的推论或假设应被表述为是由一套特殊的公理推论出的定理的形式，且具有验证性。
中国古代“科学”理论缺乏公理化传统的确显著。以天文学理论为例，《周髀算经》中的“盖天说”算是例外，它表现出是一个公理化的几何体系。其定理“日影千里差一寸”是从其公理和前提“天地为平行平面”推论出来的。唐开元年间的大地测量数据证明与其不符，“盖天说”便更趋式微。出现于汉代的“浑天说”，长期统治中国天文历学界直到西方近代天文学传人才逐渐被取代。它对地球周边的描述大体轮廓相符，并能经观察验证，和预告日食、说明月食，对制定立法有指导作用。张衡的“浑天仪”几乎是一个物化了的托勒密地心说模型。然而，托勒密的宇宙体系却“是一个高度可证伪的，公理化的几何体系”。（注：江晓原：《天学外史》，上海人民出版社1999年版，第135页。）托勒密强调理论建构的“几何学”方法，并采用一种能够把各种事实统一起来的最简单的假说”，（注：参见金观涛、樊洪业、刘青峰：《文化背景与科学技术结构的演变》，自然辩证法通讯编：《科学传统与文化》，第43页。）即环行运动来解释天体运动。（注：亚里士多德的形式逻辑和希腊的公理化方法甚至影响了中世纪西方的理论表述，基督教的宇宙论、人类起源和四帝国的说法，都有一个理论的逻辑结构，并意指一个可能的经验世界，因而具有证伪性。）
而在张衡的理论中，“天大而地下，天表里有水，水包地，犹壳之裹黄，天地各乘气而立，载水而浮……天转如车毂之运也，周旋天端……”。（注：张衡：《张衡浑仪注》，《开元占经》卷一。）张衡的理论中存在严重的逻辑不一致性和与当时的常识相左的观念：天地为何不沉不陷？天体如何能从水中通过？西汉起，杨雄、王充、张衡、葛洪到张载围绕日月如何出入的争论也颇能说明问题。
王充质疑像太阳这种阳性的星体如何通过被视为阴的水，晋朝葛洪提出星宿属阳性，但如龙，因而能生活在水中，还根据《周易》中的卦象来说明天体和日月可进入地下，“《明夷》之卦离下坤上，捆在上，以证日入于地也”，离是火代表太阳，坤是地。（注：葛洪：《晋书·天文志》，载《中国天文学史》，科学出版社1981年版，第163页。）宋朝的张载用新的说法来克服这种理论逻辑的不相一致性，认为地球也是在气上漂浮着的，“太虚无形，气之本体，其聚其散，变化之客形尔”。（注：张载：《正蒙·太和篇》。）但是，张载的修订并没有带来哥白尼似的革命。这也许同中国古代宇宙论的基本概念的错误性有关。“气”是对自然现象的肤浅认知，它并不是像“作用力”或“原子”那样的实在。
中国古代自然哲学家对待实验的态度问题 并不是所有中国古代自然哲学家都不关心实验。例如墨家就不是用阴阳五行学说来解释光学和力学的，而是通过实验论证来提出他们对光学和力学的解释。就“受控实验”而言，明朱载堉就试图建立一个研究杭州湾涨潮模式的设施。在其他领域，如天文观测仪器、沙漏时钟、浑仪等的制作，弦的共鸣现象，桥梁的结构强度，水轮联动擒纵机构，织布机和火药等的发明和发现应该都是反复实验的结果。（注：李约瑟称：“中世纪的中国……在理论上已经很接近它（受控实验），而且在实践上经常超过欧洲的成就。”参见joseph needham, the grand titration, p.50.）从汉代起就确立了以日食观察作为检验历法的标准。苏颂和韩公廉的水运仪象台里，浑仪、 浑象和报时系统是由同一套漏壳流出的水推动机械传动装置带动的，机械传动系统的运转速度可根据浑仪对太阳、恒星进行观测时的跟踪情况来调整，从而使浑象和报时系统的记时工作准确。（注：郭盛织编：《中国古代的记时科学》，科学出版社1988年版，第172页。）这应该都是建立在反复观察和实验的基础上。然而，的确还没有证据表明中国传统的科学家发展出一套实验论的哲学，并充分了解探究自然秘密时实验的重要性。
宋以后，中国自然哲学思维出现重要发展。朱熹和方以智等强调自然现象背后存在可辨别的模式，“物之所在，无不有理”，（注：朱熹：《四书章句集注》，中华书局1983版，第295页。在《朱文公文集》卷39《答陈齐仲》中，他区分了隐藏在草、木、器用中的理、天理和人性。）“理”决定植物的生长、谷物收获季节以及为什么某些植物仅适合某种类型土地等。（注：朱熹：《中庸章句注》，《四书章句集注》，第83页。朱熹自己进行了包括观察和实验的研究。他对化石成因有正确认识，这比达·芬奇早400年，他还比较了晶体如雪花和盐。）方以智区分了“通几”和“质测”，认为对自然现象的哲学思考——“通几”应建立在对自然现象的考察，即“质测”之上。（注：方以智：《物理小识》，载《中国哲学史》，中华书局1980年版，第174页。）王夫之同样认为“格物”是研究自然现象的活动，揭示自然现象长期发展的深层规律。（注：方以智：《物理小识》，第207页。）然而，几乎所有“人都未能再前进一步”，（注：a. einstein,“a letter to j.e.switzer of san mateo california (1953)”, in joseph needham, the grand titration, p.43.）认识到试验在发现自然现象因果联系的重要作用，从而“主动对自然提问”。（注：r.bonelli and w.shea, eds., reason, experiment and mysticism in the scientific revolution, p.12.）
在西方学者与工匠传统的结合并逐步发展到受控实验是文艺复兴以来西方科学的最伟大发展，而在古代中国学者与工匠传统最终并没有结合起来。
西方机械论取代有机自然观的特殊背景 在讨论中国传统有机自然哲学应在多大程度上对中国没有自发产生近代科学负责时，必须注意到阴阳五行学说所代表的那种世界观念并不是中国文化所特有的。科学革命前，欧洲人也倾向于用人类行为和观念的外推来解释自然现象。例如，吉尔伯特通过显示地球本身是一个巨大的磁场，来解释指南针的行为，但中世纪的科学家德拉帕特（della porta）却认为磁铁有头发，铁处于醉态，同样用诸如“同情与憎恶”这样的情感的观念来解释磁性现象。（注：w. gilbert, on the magnet, london: chiswick press,1901,p.113.）哈维证明心脏类似一个“小型的水泵”，而早期的生理学家盖伦（ferneland galen）则认为心脏是一个“维持生命之火的炉床”，（注：w.osller,“harvey and his discovery”, in c.read,essays in honor of conyers read,p.222.）中西这样的解释并无本质差异。
在西方，主要是文艺复兴后出现的某种十分特别的思想观念，帮助西方科学抛弃旧的有机自然哲学，并推动一种对宇宙的新解释方式的兴起。在这些新的思想潮流中，尤为重要的是奥卡姆的威廉（1285—1349年）所提出的“本体精简论”或“概念精简化”原则，即没有必要不得引入更多实体或概念于解释中的原则。（注：克罗姆认为罗杰尔·培根和奥卡姆的威廉已从旧的自然哲学概念中解脱出来了。参见a.crombie,robert grosseteste and the origins of experimental science,oxford: clarendon press,1953,p.7.）这一原则激励了近代早期科学家如开普勒和伽利略去探寻一种对宇宙更简单的机械论的解释。在1607年8月1日开普勒给费瑞休斯（fabricius）的信中就反映出“本体精简论原则”怎样帮助他提出了机械论的宇宙学说。（注：开普勒写到：“当你说不用怀疑，所有（天体）运动循完美圆形轨迹时，这在论据组合上是错误的。实际上是运动使所然。按哥白尼，它们在一个倾斜的轨道上运动。但托勒密和第谷却认为它们呈螺旋状曲线。但是如果说到运动的形成时，你就引用了一个仅在思想中而不是在现实中存在的东西，因为除了天体相互之间，没有任何其他东西作用于天体。”引自g.holton,thematic origins of science thought:kepler to einstein,p.61.）
后来的伽利略更试图把他的研究范围限制在分割开的、界定清楚的领域，而不去寻求一种对宇宙的超验理论为特征。（注：r.bonelli and w.shea,eds.,reason,experiment and mysticism in the scientific revolution,p.158.）培根明确地指出，实验可以清除那些没有实用性的概念和帮助定义现象的性质。（注：r.harre,great science experiments,oxford:phaidon press,1981,p.15.）而在传统中国，却不是“奥卡姆的剃刀”或几何式证明的形式，而是某种美学观，甚至是非证伪性影响着直到晚清的“科学”解释。
三、中国近代科学落后的综合原因分析
一些学者从外因和内因两方面对中国科技近代落后的原因进行综合探讨，特别是从中西原始科学范式和宗教形态的差异入手来分析。
原始科学范式的差异 综合论者发现，许多构成近代西方科学范式的重要成分在古希腊自然哲学中已萌芽：几何学视野下的空间观，欧几里得公理化传统，毕达哥拉斯关于数字在理解宇宙中的重要性等等。（注：金观涛、樊洪业、刘青峰：《文化背景与科学技术结构的演变》，第36—37页。）中国仅在春秋战国时期，《墨经》和《考工记》所代表的学术流派重视技术后面的形而上学和从实验中抽象出的理论。（注：金观涛、樊洪业、刘青峰：《文化背景与科学技术结构的演变》，第70页。）然而，最终儒家受到官方的支持而成为显学，墨家那种有科学观念萌芽和实验传统的范式却未能成长。
中西宗教对科学的不同影响 综合论者认为宗教对处于萌芽状态的科学的发展有重要影响。中国历史上有许多时机能使更具科学之光的墨家传统复活并促进“近代科学结构的建立”，如东汉末年，以造纸术、地震仪、浑天仪和星图的发明为标志的第一个科技发展高潮；16和17 世纪以《本草纲目》、《天工开物》、《农政全书》的编纂为标志的对中国科学技术的总结的尝试。那时耶稣会士引介西方的科学，徐光启翻译西方的科学著作，反思中国传统。然而，科学的突破却最终都未出现。（注：金观涛、樊洪业、刘青峰：《文化背景与科学技术结构的演变》，第69—81页。）在西方，吸收了希腊科学传统的基督教帮助克服了通常阻碍前现代科学发展的障碍。基督教不仅普及了原始科学观念并使科学探究成为受到主流意识形态支持的活动。
宗教文化意识形态对科学的影响 默顿（merton）的研究表明，宗教对近代科学的发展有强大影响。宗教和科学活动都包含对世界的生成、结构和演化的探讨。中古时代，科学探索常与宗教和巫术活动交织在一起。以信仰和教会组织为支撑的关于宇宙自然的宗教假说影响科学家的思维和实践。中世纪后期许多科学问题是在讨论神学问题中被发现的。（注：george basalla,ed., the rise of modern science:internal or external factor,london:paytheon education company, 1968,p.19.）库恩甚至认为17世纪科学革命部分是对基督教宇宙哲学，即亚里士多德—托勒密体系不能解释反常现象的回应。
但是，显然不能一般性地断言儒教哲学排斥科学。从汉儒董仲舒起，宇宙论就成为儒家哲学的重要部分。当托马斯·阿奎那对古典知识和基督教理论进行综合时，中国的理学大师如张载、周敦颐和朱熹等同样也对中国的自然哲学知识进行综合。朱熹把佛道思想中形而上学的和自然科学知识融入其理论，并吸收了沈括所总结的科学知识和从张衡到张载的天文理论，他提出的地球和星体产生的观念与康德的星云说极为相似。他的宇宙论比张衡的天文理论似乎更有条理性和“科学”性，李约瑟甚至认为理学从本质上来讲是科学的。（注：c.ronan,the shorter science and civilization in china,p.247.李约瑟赞扬朱熹是“圣托马斯·阿奎那，但却拥有斯宾塞的世界观，朱熹使用一种无异于现代科学的观念来思考”。见李约瑟：《中国科学史》卷二，科学出版社、上海古籍出版社1990年版，第489页。）显然，儒家思想似乎并不比天主教更敌视科学，朱熹提倡研究自然以完善人类的知识就是证明。“而天下之物莫不有理，惟于理未有穷，故其知有不尽也。是以《大学》始教，必使学者即凡天下之物，莫不因其已知之理而益穷之，以求至乎其极。至于用力其久，而一旦豁然贯通焉，则众物之表里精粗无不到，而吾心之全体大用无不明矣。”（注：朱熹：《四书章句集注》，第6、7页。意指自然科学的“格致之学”是从朱熹的论著获得特殊含义的。）
分析中西文化对科学发展的影响以下两方面的差异值得注意。第一，学术传统。自古希腊，对自然的探究就具有独立价值，甚至在中世纪，西方的大学课程中也包含自然科学知识传授：含语法、修辞、逻辑的艺术课，以及算术、几何、音乐和天文四门学科。（注：参见a.crombie,oxford's contribution to the origins of modern science,oxford:basil blackwell,1954,p.11.）第二，欧洲社会的开放和文化生活的分散性。12世纪，私立学院在中国和西方兴起，对科学的兴趣在增长。在西方如牛津大学，格莱斯特等学者认识到希腊科学的意义并试图去探讨科学研究的方法和科学解释的本质。罗杰尔·培根和奥卡姆的威廉提出一套有别于经院哲学的关于科学研究对象、意义和方法的新观念。14和15世纪中，西方不少大学在数学、天文学、哲学领域中设立了教授职位。在意大利，对科学的兴趣使伽利略和其他学者不顾教会的责难，而在旧的学术圈子之外建立了一个新的学术社团去从事科学研究。
耶稣会士与明以后中国科学发展 牛津大学的克洛比认为西方现代科学源于古希腊原始科学范式，后发展出新的独创思想和有自我生命力的科学研究方式。（注：a.crombie,oxford's contribution to the origins of modern science,p.11.）这产生了另一个问题：如果原始科学范式，（注：科学范式是“一个时代普遍接受的科学成就，它为科学团体提供了一个提出研究问题和解决办法的模式。”参见shigeru nakayama,academic and scientific traditions in china, japan,and the west,trans.dusenbury,tokyo:university of tokyo press,1984,p.17.）即希腊科学传统是促使近代科学最终在西方兴起的原因，那么， 当这一科学传统由耶稣会士介绍到中国明朝后为什么没有引起向近代科学的跃进呢？
何兆武认为中国“并没有任何根本性的阻碍近代科学传入的思想因素”，西方传教士介绍过时的前伽利略时代的科学，中国因此未能步入近代科学。（注：《何兆武与席文教授讨论科学史与思想史的一封信》，深圳大学国学研究所主编：《中国文化与中国哲学》，东方出版社1986年版，第566—567页。）席文也说前伽利略时代的科学，处在“欧洲科学意识分水岭”的中古那一边，不能使中国人革新他们的自然知识。（注：n.sivin,“science in china's past”,p.26.）
然而，传教士带来的科学知识对中国学术界产生了影响。从徐光启和方以智（《物理小识》）等学者的著述既可看出。徐光启意识到西方的科学解释有严密的逻辑结构且采用演绎法，“《几何原本》者度数之宗……众用所基”。（注：徐光启：《刻几何原本序》。）徐光启试图去重组中国科学知识，他主持下修定的《崇祯历书》采用西方第谷的天体运行体系和几何学的计算方法。席文后来把传教士东来后引起的中国天文历法变化称为“哥白尼式天文学革命”。
对西方科学的兴趣延续到清初皇帝如康熙，他热情地学习西方的数学和天文学，甚至在宫廷中组建了一个法国式的皇家学院，邀请欧洲的科学家做物理和化学方面的实验。然而，清廷后来指责耶稣会士传播颠覆性教义并突然禁止他们的宗教活动，对西方科学的热情也跟着消失了。康熙年间，杨光先从文化意识形态上攻击耶稣会士制定的天文历法与他所监之“尧舜相传”的立法相悖，表明中国古代宇宙观妨碍中国吸收西方的科学知识。
四、从人类学的视角对中国近代科学落后的解释
中国能否不采用伽利略—牛顿学说体系所代表的科学范式（注：伽利略通过把对运动的研究数学化，扫清了物质和运动新观念出现的道路。在开普勒和伽利略的基础上，牛顿才能推翻旧的宇宙模式，并使对空间的理解几何学化。无论是天体还是地面物体的运动，才能都被视为是几何体在抽象的空间中的运动。所有使用终极原因的解释因而从科学中消失了。参见a.koyre,“significance of newtonian systems”, in george basalla,ed.,the rise of modern science:internal or external factors,p.99.）而发展出自己的“近代科学”形式呢？西方学者如席文认为没有牛顿，西方就不能发展出近代科学，因为牛顿力学体系始终是近代科学的核心部分。但是，一旦某种科学突破在统计物理学和波动物理学这两个领域其中之一发生，那么称之为牛顿式的那种探测的路数就会迟早被发明出来。（注：《何兆武与席文教授讨论科学史与思想史的一封信》，第569页。）
对席文的观点持批评态度的金春峰认为中国的传统思维模式中的时空观使牛顿体系难于在中国产生。他把中国的文化思维模式称为“月令图式”，认为《礼记》中的《月令》一章较好地阐述了这种思维模式。它以下面的观念为特征：
第一，人类活动和自然过程中存在着季节性的规律。第二，时空是主观的，时间和空间结合形成五个区域。每一区域和五种元素之一相对应。如东方与春季相结合，由木主持；南方与夏季相结合，由火主持。时间是循环往复的，空间不是向各个方向无限的扩展，而是有限的，并随时间流转的。（注：金春峰：《“月令”图式与中国古代思维方式的特点及其对科学和哲学的影响》，深圳大学国学研究所主编：《中国文化与中国哲学》，东方出版社1986年版，第128—130页。）与这种思维方式对应着一套探究问题的路数：例如，着眼于整体或系统，把握客观对象的运动形态，关注物体的功能属性，而不是结构；把所有的事物视为有机体，强调物质和能量的相互转换，不关注建构几何模型和运动轨迹。（注：金春峰：《“月令”图式与中国古代思维方式的特点及其对科学和哲学的影响》，第132页。）
金春峰认为《月令》模式观念把宇宙理解为一个充满着流动的气和被分隔开的时空构成的有机体“阻碍了以机械论的哲学为特征的近代科学的出现。（注：金春峰：《“月令”图式与中国古代思维方式的特点及其对科学和哲学的影响》，第139页。）”
中国古代时空观 李约瑟曾把中国古代的时空观称为“隔间式的时空观”（注：joseph needham, the grand titration,p.231.）和“联想式有机思维方式”，（注：c.ronan,the shorter science and civilization in china,p.188.）认为是反映了中国官僚社会以“行政式的方式对待自然”。（注：c.ronan,the shorter science and civilization in china,p.188.）格朗尼特称这种时间意识为“宗教仪式的时间观”，因为它过分强调时令、节气、义务和机遇。“中国人喜欢把时间看作是由时代、节气、新纪元”的集合体，“对时间和空间的思考从来就是与具体的事件联系在一起”，中国人把时间分解为朝代，就像他们把空间分为方位一样，中国人从来没有刻意把时空想像为是可以容纳抽象概念物的基体。（注：m.granet,la pensee' chinoise,pp.86,88,96,113.引自joseph needham,the grand titration,pp.50,228.）
“四方上下曰宇，往古来今曰宙”，隔间式的（四方上下）空间观似乎在这里找到文字证明。（注：尸佼：《尸子》。）的确，从《礼记·月令》中能看到时间被分解为节气、时令、文化与宗教节日，以及与气和阴阳五行的概念的联系。然而中国古代时空观并不都是“月令”模式，中国古代哲学思想中存在多样的时空观念。“历史学中的类推似的，符号化的和教诲性的时空观，过去两千年来天文时钟和水利驱动时钟所体现出的客观的均匀划分的时间，生物演化过程中的连续与断裂的统一，在各种关于未来和过去的社会政治学说中的进步与退化观”等等。（注：引自n.sivin,“on the limits of empirical knowledge in the traditional chinese science”, in j.fraser, n.lawrence and f. haber, eds., time, science, and society in china and the west, p.152.）尽管这样， 循环的时间观和与它相联系的自然观似乎仍是处于中国自然哲学思想的深处，与上述时间观交织。（注：在那个时代，循环论的观念既不是道家的、法家的、儒家的，也不是墨家所特有的，而是所有各家共有的对自然过程的一种思维模式。参见n.sivin,“on the limits of empirical knowledge in the traditional chinese science”, p.153.）例如，在历史编写中，循环时间观和方位化的空间观与连续的线性时间观配合使用，表现为随着朝代的更替，而出现的进步或倒退的演化。在对自然现象的解释中，阴阳五行学说和与它相结合的循环论和方位化的时空观念构成基本的思维框架。
中国天文学家的空间观念展示了一幅复杂的画面，无限宇宙观念似乎盛行。中国三大天文学理论之一的宣夜学派以无限虚空的观念而著称，“天了无质……高远无际……日月众星，自然浮生虚空之中”。（注：《晋书·天文志》。）“浑天说”的传播者——张衡也说天地之外是宇宙，“宇之表无极，宙之端无穷”。（注：张衡：《灵宪》。）11世纪的张载写道，“天大无外”。（注：张载：《正蒙·太和》。）朱熹也认为天无形，是空的。但是，这些观念与阴阳五行学说混杂在一起，宇宙总的来说仍被视为是一个有机体，其中两种基本相反的力量波动互补。（注：“不论何时当人们尝试去解释结构和变化时，便可能使用阴阳五行学说。当每一种性质的科学发展完善其古典形式后，阴阳五行学说也增加了与每一研究领域问题相关的特殊词汇，连同另一些技术性概念一起，就为这门‘科学’提供一种足以构成解释的理论话语。”参见sivin, “science in china's past”, p. 15.）
中国古代时空观和运动观念对科学发展的意义 李约瑟认为近代自然科学不能在中国自发产生与中国人“对时间和变化的观点无关联”，而应主要从其他意识形态的因素，“具体的地理、社会、经济条件”来解释。（注：n.sivin,“science in china's past”,p.xv.）弗莱泽提出相反的观点，认为近代科学的基础是相信必须把“对自然的假设理论数学化，并用试验来验证这些假设”，“而这种对数字化和量度的要求起源于某些与此密切相关的关于时间的学说，这些学说是西方土生的”。弗莱泽把中国不能自发产生近代科学归因于中国自然哲学家喜欢有机自然哲学。（注：j.fraser,n.lawrence and f.haber,eds.,time,science,and society in china and the west,p.1.）席文对此持折衷的立场，声称无法证明“循环的时间观念以外的其他时间观念在中国特殊的科技环境中能更有效地推进中医和炼丹术，甚至无法知道他们是否会被吸收。”（注：n.sivin,“on the limits of empirical knowledge in the traditional chinese science”,p.154.）
然而，当我们探讨为什么在中国没有自发产生近代科学这一问题，并涉及到中国自然哲学对此的影响时，其中一个特别值得注意的领域是物理学。在此领域，方法论和形而上学的突破首先发生，由此开启了西方近代科学。在中国古代科学这个领域中，有机自然观以及与它相联系的隔间式时空观，而不是其他时空观，例如无限虚空的观念，被用来解释自然现象及物体运动的原因。这一点很重要。
希腊的原子论者把时空理解为几何形盒子，原子散布其中。他们相信物体所处的位置及其运动存在某种结构模式。如果物质的一个粒子在特殊的时间占据着特殊的位置，那是因为另一个粒子的推动。（注：参见lucretius,dererum natura,translated and revised by m.smith,cambridge,massachusetts:harvard university press,1975,pp.29—39.）这些观念为在文艺复兴时期出现的从几何学的角度把运动理解为是在一定的时间内位置的变化的观念打下了基础，随后导致现代力学和现代早期西方科学思想中对因果关系的机械论理解的出现。
中国自然哲学中，“两种时间观念成为那些试图区分过程的时间阶段性和空间结构的手段。互补的阴、阳运用于自然过程中，代表着消失和出现、持久和变化、收缩和扩张等方面；运用于空间结构时，则表示正面和背面，低和高，内部和外部。”五行用于区别空间关系时，“五行中的四行常用来表示指南针的四个基本方位，每年太阳路径的四分之一和四季相对应，地球处于中心位置，其他行星围绕地球旋转。”（注：n.sivin,“science in china's past”,pp.14—15.）
每种事物的性质都被认为适合于它所占的位置，并依据与其所占的时空位置相符合的规则活动。自然过程的规律性被想像为不是由某种机械的原则所支配，而是为适应社会生活模式。一个物体占有其位或运动是其性使所然，或是像一个有机体那样按自己的意愿行动，或在“能量场”的影响下，或因共鸣，或由于感应。（注：joseph needham,the grand titration,p.226.）这一运动观念与希腊和牛顿学说中把时间和空间视为几何形的空盒，或无限延伸的线条，其中任何事物都有一个可量度的位置的观点相佐。它解释了中国很难发展出牛顿型物理学和几何天文学的原因。（注：中国人缺乏对天体运动的希腊式几何学观念，他们不觉得现象背后的原因可以从几何学和机械论的角度去理解。在他们看来，宇宙这个大有机体中的每一个有机体都依据其本性遵道而行，它们的运动可以由本质上非具象主义的代数来处理。参见c.ronan,the shorter science and civilization in china,p.221.）
中国古代科技发展的其他可能性 墨家和名家证实了中国古代科技有可能向另一方向发展。名家试图去发展一套关于逻辑推理的法则，墨家不仅与阴阳五行学说没多大联系，同时提出不同的时空观和运动原因观，并有依据试验来阐明一般物理原则的倾向。（注：参见《墨经》，以及c.ronan,the shorter science and civilization in china,p.340.格莱汉姆对《墨经》这些相关段落有不同的理解和翻译。参见a.graham,later mohist logic,ethics and science,hong kong:the chinese university,1978,p.295(a44),pp.435—436(b63—64).）墨家认为在时间和空间中发生的运动是可测量的，并可能考虑到了运动的力学原因。（注：c.ronan,the shorter science and civilization in china,p.341.）墨家关于物体运动需要时间，空间位置可以量度，运动在于力学原因的观点与后来西方的伽利略，甚至是“牛顿第一定律”所表述的观点相似。墨家同样探讨了物体的下落运动、斜面运动和球面运动等。
中国古代科学思想中还含有许多可以被称为“现代”的科学观念。“理学”中关于两种基本力量的观念，猜测到了物质深层结构的两面，即后来被西方科学家称之为“正极”和“负极”、电子和质子。李约瑟认为中国人“虽从未站在过牛顿所处的位置，却接近拥有原子物理学家玻尔和卢瑟福所代表那些立场”。中国人关于自然以波动的方式运转，自然界两种力量中的每一种轮流升至最高点，然后下降让对立面来控制场的观念，“表达了我们认为相当合理的对波动现象的一种科学的抽象”。（注：c.ronan,the shorter science and civilization in china,pp.236—237.）实际上在中国古代科学思想中还可以找到更多有近代科学水准的观念和发现，例如《内经》的血液循环理论。
尽管如此，缺少一种追求再现自然表象和揭示现象深层结构的哲学认识论倾向（the philosophy of presence）也许可以解释为什么近代科学终究没有在中国自发兴起。西方认识论的重要特征被德里达称为“逻各斯中心主义”，它预先假定现象中存在秩序和结构。这种认识论推动西方学者去揭示所研究事物的逻辑结构和本质。这种具相主义倾向是西方科学和艺术现代性的本质特征。概而言之，没有这种揭示事物结构的愿望和努力，科学研究就不能说是现（近）代的。
反观中国，居支配地位的宇宙论是建立在强调所谓差异性、变化性和不确定性的观念基础上，老子的宇宙论哲学体现了这一点。这种非具相主义哲学预先假定“宇宙的秘密是不可了解的”，因此对现象的描述和解释也应与此相一致。阮元关于中西宇宙论表述的差异性的言论突出反映这一观念。前面提及的诸如中国古代科学思维缺少几何观以及公理化传统都可以被认为是反具相主义的表现。
结语
古代中国独立发展出很高水平的科学知识体系，天文学、数学、医学及其他实用科技的成就直到现在还令我们惊叹。西方科学家在回顾中国古代科学时指出“1世纪至15世纪之间，中国没有经历‘黑暗时期’，一般来讲，比欧洲社会发展更先进……从中国和东亚传入的发现和发明深刻地影响了西方。”（注：joseph needham,the grand titration,p.ii.）“许多世纪，欧洲受益于东方传来的技术。”（注：n.sivin,“science in china's past”,p.3.）从10到14世纪，中国就已接近发展出通过试验系统探究自然的方法的门槛，并创造了世界上最早的机械化加工工业。（注：m.elvin,pattern of the chinese past,p.179.）今天，对中国传统科学思维进行再认识具有很强的现实意义， 它会有助于推动我国从引进科技到科技创新的跨越式转变。人类历史表明，一个国家经济和科技的大发展往往伴随着一场深刻的哲学和科学思维的变革，后者在许多情况下甚至是前者出现的必要条件。
