望遠鏡與科學革命 | 徐百川

科學革命,我覺得有一件事不可忽略,那就是望遠鏡的發明。

西方雖有研究知識的大學,但主要目的是培養神職人員,在受到以神學和希臘學術為主的經院哲學的支配和影響下,是承續托勒密的天文學與亞里士多德的物理觀念來理解宇宙和世界。

西方當時的知識份子理所當然地安於基督教聖經的神話,無人越雷池半步。即使到了文藝復興的時期,科學也並不受重視,不像藝術和文學一樣有輝煌進展,最主要的原因還是自然界的現象難測難識,難解難窮,而且即使解釋了,又無法證實,不知然否。因此一般人都不願枉費心思對自然界多加深究,全世界的人如此,西歐人當然也如此。

當哥白尼的〈太陽中心論〉提出時,即使對天文學和數學有高深研究的人都難以接受,至多認為只是理論上說得通的「假說」而已。一般人均視〈太陽中心論〉為荒誕無稽的說法,教廷根本不在意,是被教廷准予發表的。1615年紅衣主教貝拉明發表聲明,稱哥白尼學說不成立,除非「有物理證據證明太陽不是圍繞地球,而是地球圍繞著太陽運行」。

而哥白尼的〈太陽中心論〉並非甚麼新鮮的發現,早在紀元前三百年古希臘的阿利斯塔克斯(Aristarchus, 315-230 BC)即已提出過。在14世紀,阿拉伯也有位科學家沙蒂爾(al-Shatir, 1304–1375)透過長期觀測的天文數據,也主張〈太陽中心論〉,否定了托勒密以地球為中心的天體論。

有一篇故事生動地記述了伽利略這樣說:「哥白尼是靠假設,布魯諾是靠計算,而我們有了這望遠鏡,可以直接觀察,也可以讓那些不相信事實的人來觀察。要知道,亞里士多德、托勒密當初並沒有望遠鏡啊,可是現在我有了,我有了!看他們還有什麼話可說!」

有了望遠鏡,眼見為憑,西方對數學、天文學一竅不通的普通人,都能夠毫不懷疑地接受匪夷所思的〈太陽中心論〉。西方人這才發現他們思想和生活在虛無的聖經神話中,這對西方人心靈就如受霹靂雷擊般的震撼。(上帝並未被打倒,僅是重創了宗教,宗教一度衰微,後來又逐漸復甦。)

這使人們聯想:宇宙的萬事萬物都是可能依循著某種固定的原理在變化、在活動。有人甚至斷言,拉·梅特里(Julien de La Mettrie)在其1747年《人是機器》一書中:「人的身體,甚至人的思想,都只不過是複雜精密的機械構造和作用而已」。

於是〈太陽中心論〉「照亮了籠罩在假設與猜想的黑暗中的科學」,產生了牽一髮動全身的蝴蝶效應,激起了研究科學重新解釋自然界的普遍興趣和強烈熱潮。

在這樣一個天迴地轉的啟示下,自此以後西歐人對科學的興趣無比升高,人們從相信「上帝萬能」轉成相信「科學萬能」,以科學觀點解釋事態成了風氣。

於是,在此時期人們盡量發揮想像空間,從各種方式、各種理論,對宇宙和自然現象尋求答案。而新發現又鼓舞了探研科學的更高熱誠,新技術又提高了更好的研究方式和實驗方法,如此一來,西方科學焉不突破和躍進?焉不出現大量科學奇才?

此時期西方研究科學的興趣和熱誠不但空前,也是絕後。再加上歐西各國之間的鐵血競爭,大家力爭上游,致力發展科學之熱潮有如熊熊烈焰,古希臘研究科學的盛況只等於是星星之火。即使現代,由於自然界的未知領域大致已被探索明白,現代人對科學的興趣和熱誠,也是遠遠遜於那個時代的。

總歸起來,使得西方科學發生突變,自火花而大放光明,迅猛地飛躍入現代科學,窺破天機的望遠鏡功不可沒。

為何工業革命不是發生在中國 | 鄭憲誠

首先工業革命需要激烈的國際競爭與外部資源大量輸入,缺一不可。東方國際競爭嚴重不足,好一些是春秋戰國、遼金宋時期,相互競爭,科技發展並不慢,但沒有外部資源大量輸入,過不了工業的臨界點。英國在百年戰爭裡搶劫法國,也沒有工業革命,大航海後搶劫幾十倍於本土的北美、印度200年,才開啟工業革命,量變導致質變。

西方人為什麼可以在近代超過東方,西方人到底是憑什麼快速反超的?靠春秋戰國式的殘酷競爭,靠美洲、印度充當大補血包與解壓閥。

有個基本的事實:人類科學技術,基本上都是在各種戰爭的基礎上發展起來的。戰爭的本質是人與人之間的衝突,實質是一種競爭關系。

為什麼科學革命沒有爆發在中國的問題,清華大學文一教授的回答是,相對於歐洲長期的戰亂,各國努力研發新技術,中國的發展相對穩定,周邊沒有同等級的對手,戰爭發生的頻率相對低的多,也沒有發生大的軍備競賽和商業競爭。而中國的科舉制度也不利於科學的發展。

工業革命為什麼沒有發生在中國?這就是歷史上著名的“李約瑟之謎”,清華大學文一教授的《科學革命的密碼——槍炮、戰爭與西方崛起之謎》解釋的比較清楚。在歐洲形成國家競爭體系以後,對火藥的研究和使用,以及擁有火藥的數量等直接決定了王室的生死存亡。闡述了“文藝復興時期的最大特點不是藝術與科學而是戰爭和軍備競賽,是全球殖民競賽”。達芬奇的才能主要在軍事技術,而不是藝術。

科學一開始是玩票,可以展示智商,但並沒有指導技術去解決現實問題。站在17世紀這個時點,而不是19世紀時點,我們所有人很難判斷,科學到底有沒有用,這是不確定的。東西方的古代人都認為,科學沒啥用。以古代中國人的聰明務實,當然能看出早期科學大多是無關人事、操弄概念、奇技淫巧的東西。需要強調的是,“科技是第一生產力”、科學具有改天換地的作用,是非常晚生的認知,更多是從結果倒推出的經驗,究其源頭大體受到文藝復興培根“知識就是力量”的影響。但在此之前的漫長歷史,就對人類的功利影響來說,與其說“科技就是力量”,不如說“科學沒啥用”。

19世紀的科學家法拉第發現電磁感應——即電機的原理,當時法拉第請一批上流人士參觀,在法拉第表演他的圓盤發電機時,一位貴婦人問道:“法拉第先生,這東西有什麼作用呢?”法拉第答道:“夫人,一個剛剛出生的嬰兒有什麼作用呢?”其實不僅電磁感應,整個科學體系在越過發展奇點之前,對人類進程的影響都微乎其微。

1850年之前,可以這麼說,歐洲人能過好,特別是英國人,最大的因素不是所謂科技進步,是對外戰爭帶來的資源增量,並不是所謂內生式增長,這一點區分尤其重要。否則,1840年,英國為了抹平貿易赤字發動的鴉片戰爭就沒法解釋。1492年之前,歐洲陷入長期通貨緊縮,而通往亞洲的貿易通道被鄂圖曼土耳其控制,本來就缺乏硬通貨,最後西班牙、葡萄牙分別發現美洲金銀和亞洲直航貿易路線,啟動了歐洲的鏈式反應。

歐洲大航海時代的征服欲望,有一個關鍵原因是歐洲一直未能形成一個成功穩定的大一統農業文明國家。相反,歐洲一直處於多個中小國家勢均力敵、常年戰爭的狀態,無法組成一個統一的國家。大航海時代就像是一條鯰魚,突破了貨幣和商品對歐洲的雙重束縛。它讓歐洲各國原本內卷的貧窮遊戲變成了貿易路線的爭奪戰。歐洲的連續戰爭對整個歐洲產生了決定性的影響。戰爭催生了國家的形成,英國、法國、荷蘭、普魯士等國家不斷投資改進軍事技術,以在戰爭中取得優勢。如果能在戰爭中獲勝,投資在軍事技術上的回報將是巨大的。畢竟,控制全球貿易路線帶來的利潤是顯而易見的。在全球第一個工業棉紡織工業出現之前,商業利潤回收投資的機制並不存在。純粹的個人愛好無法帶來整體性的技術進步。搶劫、戰爭和殖民成為歐美崛起的三個根本原因。後來的技術、科學和制度都是由這些根本原因衍生而來。

歐洲大航海時代的征服欲望源於歐洲未能形成一個穩定的大一統農業文明國家。大航海時代的貿易爭奪戰和連續不斷的戰爭對歐洲產生了深遠的影響。戰爭催生了國家的形成,並促使歐洲國家不斷投資改進軍事技術。這些戰爭和殖民活動成為歐美崛起的基石,為後來的技術、科學和制度的發展奠定了基礎。西方崛起其實最大的貢獻是不斷的戰爭,歐洲從未停歇的爭霸戰爭,推動了軍事裝備的進步,蒸汽機所用的機床最初是用來製造炮管的,這是早期的軍民融合。歐洲技術最大的應用場景可不是民生,是連綿不絕的戰爭,不得不說,戰爭是生存問題,面對生存問題,各國捨得投入資源,從1914年之前的歐洲爭霸戰爭到一戰、二戰以及冷戰,這段時期都是人類科學、技術和工程進步最快的時期。中國新朝代一般休養生息幾十年,人口就暴漲,人力就比較便宜,沒什麼人願意投入資金開發新技術。而且新技術會導致大量人口失業,導致社會危機,甚至大規模起義。

創新的本質是資源的調動。中國以前的王朝奉行的是徹底的自由主義,政府幾乎不支持任何科技的發展。西方在競爭中用政府的力量推行產業政策,實現了大發展。工業革命的本質就是政府主導。近代歐洲分裂又戰爭不斷,這是中國在明清時期無法模擬的場景,這種連續不斷的爭鬥推動了軍事技術、工程的進步,也推動了國內財政稅收、金融國債改革,封建國家走向中央集權國家,這種拉動效應在明清時期的中國根本不存在。需求產生技術,戰爭關乎生存,這是科技進步跳躍式進步的最大推手。西歐因為長年的戰爭,促進了數學物理化學等領域的進步;大航海又因為資本的血腥擴張有了深厚的剩餘價值積累,所謂人無外財不富,馬無夜草不肥;還有一個重要原因就是黑死病,黑死病幫助金融機構消除了大量債務,海量財富可以支撐文藝復興,工業革命的啟動需要煤和鐵,英國非常幸運煤和鐵很近,能夠以很低的成本結合在一起,啟動工業革命。中國最合適的地方一個是東北,一個是海南島與安南,這兩個地區煤和鐵挨得比較近,但是都遠離中國的經濟中心。英國的崛起真是一個偶然的現像,因為英國的本錢小、槓桿大,居然能找到印度這樣的大血包,不斷滋養英國的工業革命,花小錢居然能讓歐洲大陸不斷的內鬥。日本也一樣,從清末到民國,中國一個巨人居然成為日本的血包,推動日本工業化,還持續了50年。一旦這些條件不存在,日本、英國就剩下本錢小、野心大了。

實際在第一次工業革命時期實力壯大的英國,依靠的依然是殖民地剝削,工業並沒沒有帶來多大財富積累,而當時英國的媒體和社會精英從未提及自由民主,也沒提科學。亨廷頓早就指出,近代西方的真正優勢是有組織的暴力,而不是其他的。

釐清科學和工業革命-為何沒始於中國? | 郭譽申

現代的工業運用很多科學知識(文中科學都指自然科學),也可說科學是現代工業的基礎。科學和工業如此相關,因此常被一起談論。著名的「李約瑟難題」:「中國古代對人類科技發展做出了很多重要貢獻,但為什麼科學和工業革命沒有在近代的中國發生?」就同時探討科學和工業革命。這其實有些誤導,科學革命和工業革命未必很相關。

科學和工業革命被稱為革命,因為在近代以前,科學和工業的進步非常緩慢,只是零零星星的偶而出現在世界各地,甚至沒有科學和工業之名,直到16世紀才開始了科學發現的大爆發,被稱為科學革命,到18世紀才開始了工業的大發展,被稱為(第一次)工業革命。

科學革命,可說比工業革命單純,是科學研究者基於其好奇心和求知欲,探索、發掘自然世界的知識,當時幾乎並不追求科學的應用和回報。工業革命是完全經濟導向的,以工廠和機械生產取代人力的生產方式,以追求低成本、高利潤,因此工業革命跟資本主義、商業和金融體系的演進都很相關。

科學革命和工業革命的起始時間相隔約200年,後者不可能影響前者,而前者對後者的影響也不大,因為科學的新發現被用在工業要等到19世紀的第二次工業革命。(這很正常,現代的科學發現也常要花幾十年時間才能被應用在工業上。)因此科學革命和(第一次)工業革命是兩個不大相關的活動。

很多(或許多數)學者探討李約瑟難題時,都不區別中國沒產生科學革命和工業革命的原因,筆者則認為應該要區別兩者,因為如上述,科學革命和工業革命當時是兩個不大相關的活動。

科學革命發生在歐洲而非中國,因為中世紀後期開始(12-3世紀),歐洲逐漸出現許多大學,大學最主要的課程是天主教神學,但是部份大學也有科學課程;同時間的中國有很多書院,都只鑽研儒學,而普遍沒有科學課程。會如此的原因,歐洲是小國林立,自然比較多元化,因此有些大學有科學課程,而有些大學沒有;然而中國很早就大一統,獨尊儒術,因此所有的書院同樣都沒有科學課程,自然不可能發生科學革命。(參見《為何科學革命發生在歐洲而非中國?》)

工業革命沒始於中國,因為南宋亡於野蠻的蒙古人,使中國文明受到重挫。中國自秦漢以來,大致上是逐漸趨向開明自由,到宋朝時達到文明發展的高峰,不幸南宋亡於蒙古人,蒙古人建立元朝,不僅大量屠殺漢人,又制定許多落後的制度,使中國文明大幅度倒退。隨後的明朝承襲元朝的大部份制度,而清朝又承襲明朝的很多制度,元、明、清三朝的社會都比不上宋朝,而少有突破,自然無法開展工業革命。(參見《為何工業革命沒始於中國?》)

為何科學革命發生在歐洲而非中國 | 郭譽申

中國近代落後於西方是因為科學和工業革命發生在歐洲而非中國。科學革命一般被認為始於16世紀,比工業革命早約兩百年。科學革命對工業革命既有思想啟蒙作用,後來科學成果被用於工業,更強化了工業的影響,使工業化成為人類社會的革命性改變。科學革命影響重大,為何科學革命發生在歐洲而非中國?在此科學指自然科學,並包括數學。

稍涉獵科學史就知道,科學革命時期開始了科學發現的大爆發,在此以前的幾千年,科學的進步非常緩慢,只是零零星星的偶而出現在世界各地。怎會如此?世界一定有某些重大改變才導致科學革命的出現。中世紀後期開始(12-3世紀),歐洲逐漸出現許多大學,部份大學有科學課程,經過三、四百年的科研努力,終於產生了科學革命的大突破。

中世紀歐洲的大學最主要的課程是天主教神學(每個大學生必須修習神學),有些大學僅教授神學,但有些大學也教授一些其他學問,如科學。雖然科學不如神學受到重視,大學裡的科學教授像神學教授一樣,可以一輩子以研究、教授科學為生。隨著大學的增加及科學教授的增多,科學教授於是會以研究成果彼此競爭;一個科學教授若有重要的科研發現,立刻會聲名大噪。當時雖然科學還少有應用,科研競爭就好像現代的運動競賽一樣,驅使科學教授全力以赴,也使更多大學增加科學課程。這樣的科研環境是大學出現以前不曾有過的。

中世紀時中國的經濟狀況優於歐洲,因此宋朝時就出現很多書院,早於歐洲的大學。然而中國自漢朝就罷黜百家、獨尊儒術,因此所有的書院都只研究、講授儒學相關的學問,而不涉科學,自然不可能導向科學革命。

科學革命發生在歐洲而非中國,因為部份歐洲的大學自始就有科學課程,而中國的書院普遍沒有科學課程。為什麼會這樣?有些人認為,歐洲大學有科學課程的主因是承襲了古希臘的科學傳統。筆者卻相信最主要的原因在於,歐洲是小國林立,自然比較多元化,因此有些大學有科學課程,而有些大學沒有;然而中國很早就大一統,獨尊儒術,因此所有的書院同樣都沒有科學課程。若歐洲像中國一樣大一統,歐洲也可能會獨尊神學、罷黜科學,因為古代的科學成果(包括古希臘科學)幾乎都是無法證實的臆測(並且被現代科學證明是錯誤的),誰知道幾百年後科學研究可以有許多重大突破!

中國科學的落後也因為明末到清朝雖然逐漸接觸到西學,但是龐大陳舊的國家和人民要從不重視科學改變為重視科學,非常遲緩,非要等到五四運動之後全民才逐漸改變態度。

中國科學曾經大幅落後,讓部份中國人對科學沒有自信,擔心中國搞不好科學,尤其是基礎科學,即使中國的應用科技已經大致追上世界水準。回顧科學革命的關鍵在大學以及人們對科學的重視,現在後者不成問題,因此中國只要辦好大學就可以了。近年中國大學的水準已頗有提升,是可喜的現象。

為何工業革命沒始於中國?| 郭譽申

學術界一般公認,中國社會原來領先西方,直到十八世紀,西歐開始工業革命,工業和經濟發展一飛衝天,於是很快把中國遠拋在後。

原來領先的中國為何沒有開始工業革命,反而讓原來較落後的歐洲搶到先機?這是社會科學界著名的「李約瑟難題」。筆者在前文《為何科學和工業革命沒始於中國〈一〉?》《為何科學和工業革命沒始於中國〈二〉?》介紹了前人提出的兩種解答,本文則提出個人的想法。(不知道前人是否曾提出相似的想法?)

簡單說,中國到宋朝時達到文明發展的高峰,不幸南宋亡於野蠻的蒙古人,蒙古人建立元朝,是第一次中國完全淪入異族統治,元朝不僅大量屠殺漢人,又制定許多落後的制度,使中國文明大幅度倒退。隨後的明朝承襲元朝的大部份制度,而清朝又承襲明朝的很多制度,都只有小幅度改善。元、明、清三朝的社會都比不上宋朝,而少有突破,自然無法開展工業革命。

宋朝「重文輕武」,受到遼、金和蒙古等外患的嚴重侵擾,但是社會、經濟、文化等方面卻攀登高峰、領先世界。科舉制度起於隋、唐,但隋、唐時只有少部份官員由科舉晉用(多數官員看門第推薦),到宋代,科舉則成為官員晉用的主要管道,平民只要通過科舉,就能立刻鯉躍龍門,使民間教育(書院)空前發達,識字率大幅提高。宋代的社會相當寬鬆自由,造就商業的發達,滋養人口超過一億,而人民的生活水準非常高。

李約瑟在《中國科學技術史》裡說:「宋代是中國自然科學的黃金時代」。中國四大發明中有三項,活字印刷、指南針和火葯,都出現在宋朝。宋朝的繁榮鼎盛若繼續下去,很有可能啟動工業革命。

蒙古人征服金和南宋,大量屠殺漢人,例如四川在宋代曾有近兩千萬人口,蒙古大軍過後,僅剩八十萬。南宋的頑強抵抗造成最可悲的後果,漢民族的精英都犧牲了,而活下來的漢人幾乎喪失了靈魂。

蒙古人把它的階層奴隸制度帶入中國,蒙古王公是大汗(皇帝)的奴隸,蒙古王公蓄養官員奴隸,官員再蓄養奴隸,形成多階層奴隸的奴隸,使宋朝時已禁絕的奴隸制度大幅度恢復。為了便於管理控制,元朝實行世襲戶口制,人民的職業是世襲、不能改變的,完全阻止了社會階層的流動。此外,蒙古統治階級很少任用正人君子協助治理民政,而大量利用地痞流氓榨取人民的血汗收入,造成社會的不正義和嚴重崩壞。

(《馬可波羅遊記》記述元朝時中國的盛況,那些都是宋朝遺留下來的物質文明表象,馬可波羅沒看到當時中國社會崩壞的真相。)

明朝雖然是漢人政權,承襲了元朝的很多制度,包括奴隸制度和世襲戶口制,而為了偵察監督官員,明朝成立權力龐大的錦衣衛、東廠等情治單位,這些情治單位讓正人君子不齒,自然只能利用地痞流氓協助辦案,地痞流氓的勢力於是繼元朝而再猖獗。

清朝又是異族統治,雖然它的治術遠比元朝溫和、高明,清朝骨子裡還是要防範漢人的異動,因此多方加強社會和思想的控制,使中國文明不可能有大幅的進展。

中國自秦始皇開始帝王專制,雖有起伏,大致上是逐漸趨向開明自由,到宋朝時達到文明發展的高峰,不幸南宋亡於野蠻的蒙古人。歐洲比中國幸運,勢如破竹的蒙古鐵騎只打到東歐一帶,沒有攻入歐洲的主體。

蒙古人改變了世界的格局和走向,十三、四世紀的元朝使中國文明大幅倒退,遇上歐洲十四世紀開始「文藝復興」,此消彼長三、四百年,歐洲文明逐漸超越中國,終於迎來工業革命的大突破。