进击的铁骑——李约瑟难题：顺康时期科技史

在大家的普遍印象中，中国科技到明朝中后期就走向停滞，清初顺治康熙时期，最高统治者康熙喜欢自然科学，但普罗大众缺乏科学热情，这段时间中国科学技术史一片空白，然而事实并非如此。正是在顺治康熙时期，中国人发明了世界最早的探照灯，世界第一辆自行车，此外中国最早的半自动步枪、温度计、湿度计也都是在这一时段发明的。

1.中国人发明世界最早探照灯

孙云球于顺治五年（1648）生于苏州，根据孙云球《镜史》的记载，孙云球制作的放光镜以凹面镜放大光源，作为反光镜，使光源向一个方向反射。根据沈雨梧《清代科学家》一书的分析，这是世界最早的探照灯装置，比欧洲要早。俄罗斯奥尔洛夫《俄罗斯电工技术史话》记载，欧洲最早的探照灯是俄罗斯人库里宾1779年将反光镜放在光源后面制成。这比中国晚了100年左右。

除世界最早探照灯外，中国最早显微镜也是孙云球发明的。根据孙云球《镜史》记载的原理，他发明的察微镜就是复合显微镜。这是他在制造千里镜的过程中，改变了透镜的装置方法而制成。这比日本医生森岛中良（1754—1808）于1787年出版的《红毛杂话》所说的显微镜要早107年。孙云球发明的察微镜用来观看虎丘影戏洋画，一眼望去能化小为大，由浅变深。

孙云球《镜史》记载他发明了90多种镜子，有24种近视镜，此外还有火镜、端容镜、焚香镜、摄光镜、夕阳镜、显微镜、万花镜、鸳鸯镜、半镜、多面镜、幻容镜、察微镜、观象镜、佐炮镜、放光镜等。李约瑟《中国科学技术史》中考证，孙云球发明的存目镜是放大镜；万花镜是万花筒；鸳鸯镜是单眼镜，也就是没有眼镜腿的单一透镜；半镜是只有下半部分的眼镜，即半平圆形眼镜，戴眼镜的人还可以从上半部分肉眼看物体；夕阳镜就是墨镜；幻容镜就是哈哈镜；夜明镜是探照灯或暗灯。

2.世界第一辆自行车是中国人发明的

黄履庄顺治十三年（1656）生于扬州，张潮《虞初新志》第六卷记载：“犹记其（黄履庄）解双轮小车一辆，长三尺许，约可坐一人，不烦推挽能自行。行往，以手挽轴旁曲拐，则复行如初。随往随挽，日足行八十里。”李约瑟《中国科学技术史》第二卷写道：“这种曲柄车或脚踏车或自行车，也许部分由弹簧驱动，能日行80里。”《虞初新志》是康熙二十二年（1683）出版，因此黄履庄发明自行车肯定在此之前，这是世界最早的自行车。欧洲1790年才发明自行车，当时是法国人西弗拉克研制成木制自行车，车的外形像一匹木马的脚下钉着两个车轮，两个轮子固定在一条线上。由于这辆自行车没有驱动装置和转向装置，坐垫很低，西弗拉克只能自己骑在车上，两脚着地，向后用力蹬，使车子沿着直线前进。1801年俄国农奴阿尔塔莫诺夫制造了与西弗拉克车相似的木制自行车，还骑到莫斯科向沙皇亚历山大一世献礼，为此，亚历山大一世下令取消了阿尔塔莫诺夫的农奴身份。现在常见的自行车车型是1816年开发出来的，那一年德国人德莱斯制造了带车把的木制两轮自行车，并申请了专利。总之，在自行车发明上，无论法国人、俄国人，还是德国人，都比中国人要晚一些。

3.第一个中国制造的湿度计、温度计

黄履庄发明了中国最早的湿度计，根据戴榕《黄履庄小传》（收录于张潮《虞初新志》卷六）记载，这个温度计叫作验燥温器，“内有一针，能左右旋，燥则左转，湿则右转，毫发不爽，并可预证阴晴”。黄履庄发明的“验燥湿器”有一定的灵敏度，可以“预证阴晴”，这和欧洲虎克发明的轮状气压表的原理相似，验燥湿器可以说是现代湿度计的先驱。

黄履庄的另一个发明是“验冷热器”，即温度计。温度计在欧洲是17世纪由桑科托列斯（Sanctorius）发明的。据《虞初新志》卷六记载，黄履庄发明的温度计“能诊试虚实，分别气候，证诸药之性情，其用甚广，另有专书”。只是验冷热器的“专书”和实物都已失传，我们难以判断其具体原理和结构，估计是气体温度计之类的装置。

4.中国最早的半自动步枪

纪晓岚《阅微草堂笔记》卷十九记载：“少时见先人（戴梓）造一鸟铳，形若琵琶，凡火药铅丸皆贮于铳脊，以机轮开闭，其机有二，相衔如牝牡，扳一机则火药铅丸自落筒中，第二机随之并动，石激火出而铳发矣。计二十八发，火药铅丸乃尽，始需重贮。”这就是康熙年间戴梓发明的连珠火枪。由这一段描述可知，扣动第一机是装填弹药，第二机是发射弹药，依次再扳再射，可连续28次，可见这是一种连扳连射的燧发枪，一种由单装单发向多装多发、连射过渡的单兵用枪。《清史稿》卷五百零五《艺术四》直接说戴梓的发明“法与西洋机关枪合”也是有道理的。但是戴梓发明的连珠火铳绝不能与近代的机枪画等号。因为近代机枪采用撞针后装式枪机，发射弹筒式长形枪弹，依靠火药燃气的反冲力推动枪后会坐一段距离，利用枪管后坐的冲力，完成打开枪机、退出弹壳和重新装弹发射的全套动作，而戴梓的枪远远达不到这种水平。因此，称戴梓的发明为中国最早的半自动步枪是更合理的。

除以上几个发明之外，顺治康熙时期在科学技术上的确乏善可陈了，比起同时代欧洲自然科学突飞猛进、一日千里，此时的中国已经大大落后于西方。为什么长期以来在世界科技中领先的中国从17世纪——顺治康熙时期开始就在科学上毫无建树呢？

明末中国科技水平与西方的差距并不太大，如果没有清军入关，而是一直按照明末资本主义萌芽发展下去，中国有可能完成中国特色资本主义的发展，从而进入现代民主社会吗？

李约瑟也有过这个疑问，他在《中国科学技术史》说：“中国虽然是很多东西的最早发现者和发明者，但最终征服和统治世界的却是欧洲的科学和思想。如果我的中国朋友们在智力上和我完全一样，那为什么像伽利略、托里拆利、史蒂芬逊、牛顿这样的伟大人物都是欧洲人，而不是中国人或印度人呢？为什么近代科学和科学革命只产生在欧洲呢？为什么直到中世纪中国还比欧洲先进，后来却会让欧洲人着了先鞭呢？怎么会产生这样的转变呢？”这就是著名的“李约瑟难题”。

托克维尔在《论美国的民主》中给出了他的答案，他说：“300年前欧洲人初到中国时，他们看到中国的几乎一切工艺均已达到一定完善阶段，并为此感到惊讶，认为再也没有别的国家比它先进。不久以后，他们才发现中国人的一些高级知识已经失传，只留下一点残迹。这个国家的实业发达，大部分科学方法还保留下来，但是科学本身已不复存在。这说明这个民族的精神已陷入罕见的停滞状态。中国人只跟着祖先的足迹前进，而忘记了曾经引导他们祖先前进的原理。他们还沿用祖传的科学公式，而不究其真髓。他们还是用着过去的生产工具，而不再设法改进和改革这些工具。因此，中国人未能进行任何变革……中国人的知识源泉已经几乎干涸。”

对此，李约瑟自己给出的答案是：“欧洲宗教改革，文艺复兴，成立民族国家，实行资本主义，科学技术的发展是一套行动，一有都有。”“中国之经济制度，迥不同于欧洲。继封建制度之后者为亚洲之官僚制度或官僚封建制度，而不为资本主义……大商人之未尝产生，此科学之所以不发达也。”

李约瑟给出的答案很不完全，科学与民主是现代社会双璧，我觉得之所以中国无法自发产生现代科学，有以下几个原因。

1.皇权专制体制本身的反科学性。在科学面前，专制体制的神秘性和合法性就被解构。专制本身是扭曲自然、反科学、借助鬼神蒙蔽大众的结果。英国学者伯特兰·罗素认为，中国教育造就了稳定和艺术，却不能产生精神和科学，而没有科学就没有民主。费正清在《美国与中国》中说：“导致中国落后的一个原因恰恰就是中国文明在近代已经取得的成就本身”，“科学未能发展，同中国没有出现一个更完善的逻辑系统有关”。

2.过剩人口使得人们不需要高科技，因为只有在人少时才需要科学技术的改进来把人力转化为物力，而本来人就很多的古代中国如果科学技术再取代人力，就会有更多人失业，使社会动荡。中国传统农业的精耕细作使机器和规模生产失去可能，并因此形成中国式价值观：努力种田光荣，忙于发明则是奇技淫巧，舍本逐末。不仅风车和水磨等节省劳力的机械在中国难以推广，甚至连畜力最终都被人力替代，轿子就是一个典型例子。正是这种小农经济使得现代科技根本无法产生。

中国小农经济使得中国压根儿没有科学技术发展创新的需要，而西方哪怕是一件新发明暂时看不出有什么用，也会很快随着市场的需求与大环境的作用而派上用场。法拉第发明的世界第一台发电机像个小玩具，维多利亚女王好奇地问：“您的这个发现究竟有什么用处呢？”法拉第说：“女王陛下，您是否可以告诉我，一个婴儿的用处是什么呢？”后来发电机改变了世界。

3.中国古代科学注重记录，有直觉猜测，但缺少古希腊那样的逻辑推理、数理分析和实验验证，导致知其然而不知其所以然。中国从公元前1057年开始几乎记录了历次哈雷彗星接近地球的天文现象，但就没有一个人像哈雷那样总结一下这颗彗星的出现规律，没有一个人细心地发现这颗彗星每76年左右就会出现一次。《黄帝内经》就论述了血液循环理论的一些概念，但中国一直没建立血液循环学说，直到哈维1628年发表《动物心血管运动的解剖研究》，才确立了血液循环学说。徐光启可谓科学造诣深厚，但他谈到勾股定理时就说：“旧《九章》中亦有之，第能言其法，不能言其义。”美国物理学家亨利·罗兰（1848—1901）100多年前忠告美国科学界说：“如果我们只注意科学的应用，必定会阻止它的发展。那么要不了多久，我们就会退化成像中国人那样，他们几代人在科学上没有取得进展，因为他们只满足于科学的应用，而根本不去探讨为什么要这样做的原因。”

东汉全能科学家张衡与古希腊天文学家托勒密是同时代人，张衡在《灵宪》中提出可以用行星运动的快慢来测算它们与地球的距离，现代科学家根据张衡的假说画了一张图，结果跟托勒密的地心说非常相似，而张衡制造的浑象简直就是托勒密的地心说模型。按理说从浑象到地心说只有一步之遥，有了地心说才能有日心说，最终有现代天文学，但是这一步的迈出中国用了一千六百年，直到明末地心说、日心说才随着传教士东来而传到中国。这是为什么？

这因为张衡虽然理解日月星辰做圆周运动，但由于没有古希腊那样的科学逻辑构造理论框架的示范，从而无法深入。中国古代天文学家都是在用抽取行星运动的代数特征，即周期大小来建立天文理论。天文学变成了取周期数量公倍数和公约数的运算，这样中国的天文计算虽然很精确，但理论上却是幼稚的，根本不可能发展成现代天文学。

4.科举扼杀了学校对科学技术的传承。古罗马时代学校课程就有数学和天文学，在中世纪，教会学校却也只是把神学置于数学和天文学之上而已。孔子教学时六艺中有算术，但后来的学校教育却把数学荒废了，逐渐只剩下五经四书。李时珍3次科举失败才做医生，宋应星5次落榜才去研究手工业，徐霞客连秀才也没考上，只好寄情于山水。清政府直到1888年才同意科举增考算学，“戊子科乡试报考算学者有32人，照章录取举人1名”，但一切都晚了。

5.古代科学很容易人亡政息，无法传承，造成科学技术不能通过历代积累而由量变到质变。《庄子·天道》记载，一天齐桓公在堂上读书，轮扁（一个名叫扁的做车轮的工匠）在堂下砍削车轮，他放下锥子和凿子走上朝堂，问齐桓公说：“冒昧地请问，主公所读的书说的是些什么呢？”

齐桓公说：“是圣人的话语。”

轮扁说：“圣人还在世吗？”

齐桓公说：“已经死了。”

轮扁说：“这样，那么国君所读的书，全是古人的糟粕啊！”

齐桓公说：“寡人读书，制作车轮的人怎么敢妄加评议呢？你有什么道理说出来那还可以原谅，没有道理可说那就得处死。”

轮扁说：“我用我所从事的工作观察到这个道理。砍削车轮，动作慢了松缓而不坚固，动作快了涩滞而不入木。不慢不快，手上顺利而且应合于心，口里虽然不能言说，却有技巧在其间。我不能用来使我的儿子明白其中的奥妙，我的儿子也不能从我这儿接受这一奥妙的技巧，所以我活了七十岁，如今还在砍削车轮。古时候的人跟他们不可言传的道理一块儿死亡了，那么国君所读的书，正是古人的糟粕啊！”

齐桓公没有杀轮扁。这是“糟粕”的最早出处，看来最开始糟粕指的是齐桓公读的书。

通过这个故事，我们明白，古代技术不能标准化，它和工匠的手脑融为一体，这样的技术只能靠言传身教，往往一个技术工人的死亡就使得这门科技失传。如是，后人无法继承前人精髓，只能一切从头开始，没有科学积累，怎么能有科技的飞速进步呢？

6.专制体制本身对商业的打击，遏制市民阶层的扩大。商业财富的增加必然导致人民生活水平的普遍提高，这就会有市民资产阶级的发展壮大，资产阶级本能地会有对更加独立的个人权利的渴望，官官相护的体制必然与崇尚利润的商人有矛盾，等到资产阶级发展壮大到一定程度，最终必然威胁皇权。

此外，专制帝国时代国家最有效的管理方式是集中制，商人为获取商机和信息，采购货物，便会长途奔波，四处分散，这是不利于专制帝国管理的。

再者，专制帝国最倡导的是朴素的社会风气，让人没有欲望，不愿意改善贫穷的生活，才不愿意造反，而商人见多识广，巧言令色，尔虞我诈，这样的人如果多了，皇帝的宝座怎能坐得踏实？

所以中国历朝历代除宋朝外一律打击商业，西汉刘邦“令贾人不得衣丝乘车”，“市井子孙亦不得仕宦为吏”，不许购买土地。汉文帝规定三种人不得为官：商人、赘婿、犯重罪的官吏子女。晋朝为了侮辱商人，居然让他们“一足著白履，一足著黑履”（《晋令》，载于《太平御览》卷八百二十八）。前秦皇帝苻坚规定：“去京师百里内，工商皂隶不得服金银、锦绣，犯者弃市。”（《资治通鉴》卷101）只要商人穿着绸缎衣服，那么就要当街斩首并暴尸街头。繁荣的大唐虽然没有对商人的歧视性政策或打击，但也规定商人及子孙不准从政：“有市籍者不得官，父母、大父母有市籍者，亦不得官。”（白居易《六帖》，载《白居易全集》）

历朝历代打击商业，到明朝中后期，虽然表面上看起来商业繁荣，实则危机四伏。富商与官府勾结垄断市场，官僚插手商业贸易，他们从商业资本中捞取的资金不断投入土地兼并，变为大地主。而那些没有官位的富商和大地主，也可以通过卖官鬻爵成为名义上的官僚，获得政治地位、社会地位。从表面看来，商人、市民阶级与官僚联合，并通过商业利润购置田产，这一过程和欧洲资本主义发展的情况有类似之处。至于卖官鬻爵，这也不是中国封建社会特有的。16世纪法国王室也实行过类似制度，不少暴发户买到了官职和贵族头衔，这种挤进贵族行列的人被称为穿袍贵族，这在威廉·多伊尔《捐官制度：十八世纪法国的卖官鬻爵》一书中都有详细体现。他们以雄厚的经济实力支持王权对地方封建割据势力进行抑制，操纵国会，大大促进资本主义发展和社会进步。

在西方卖官也能促进社会进步，在中国古代呢？商人卖官，与官僚联合，其结果是政治结构中的贪官污吏和经济结构中腐败成分的结合，进一步造成了政治上的腐败和土地兼并的加剧，商人转化为地主后，再耕读传家，从此让自己的孩子走仕途，“走正路”，更不可能再去想发展商业了。说到最后，与其这样，真不如汉朝的规定，刘邦规定商人子孙后代都不得为官，这样的话商人反倒能安心发展商业了。

中国无论是士大夫还是百姓都对商人当官嗤之以鼻。在中国历朝历代，大商业资本的发展总是和经济、政治结构中的腐朽力量的恶性膨胀相一致。所以，当王朝崩溃时，农民大起义所过之处，一定要把官僚、地主、商人都扫荡干净，明朝中后期的资本主义萌芽就在李自成、张献忠的战争中被扫荡了不少，最后在清廷统治下彻底被扼杀。

整个中国经济史就如吴晓波《浩荡两千年》所说：“一开放就搞活，一搞活就失衡，一失衡就内乱，一内乱就闭关，一闭关就落后，一落后再开放，朝代更迭，轴心不变，循环往复，无休无止。我们这个国家，只要没有外患内乱，放纵民间，允许自由从商，30年可出现盛世，50年可成为最强盛的国家，可是接下来必然会重新出现国家主义，必然再度回到中央高度集权的逻辑之中，必然造成国营经济空前繁荣的景象。无数英雄俊杰，在这种轮回游戏里火中取栗，成就功名，万千市井繁荣，在这个历史搅拌机里被碾成碎片。”这样发展下去的中国又岂能自发走向现代化？