作者:张剑   来源:科学杂志（上海）    录入:Admin  

今试与人纵论我国积弱积贫的病根，没有科学必定是重要原因之一。可我国无科学的原因何在？这个问题我思考多年而未能解答，并认为如果得到答案，就像医生治病找到病根，于是打针吃药，滋补营养，不难迅速取得药到病除、起死回生的效果。要讨论我国科学的有无，必先知道科学是什么。

科学是有系统的知识的总称。广义而言，凡是知识能分门别类，对某一事物能做出独一无二的井然有序的解释，都称之为科学。狭义而言，关于某一现象的知识，其推理以实验为基础，其观察研究有条理，而且又能从各种关系中总结出定例的，称之为科学。因此，历史、美术、文学、哲学、神学之类都不是科学，而天文、物理、生理、心理等是科学。现今世界上通称科学的，是指狭义意义上的科学。用这个标准去比较我国历史上的学术，我国有无科学就可以进行讨论。

我国学术思想的历史，是不断退化的历史。秦汉以后，人心禁锢于时兴的学问。人们观察研究世界，只取其然而不探究其所以然。人们选择立身处世的方法，都趋于空虚而逃避实际。这样，不能有科学就不用说了。即使我们那些最早的高于普通人的圣人，如神农研习草木①、黄帝创设算术②，以及先秦诸子如墨翟、公输般通晓物理机巧③，邓析、公孙龙辨析异同④，子思对“天圆地方”学说的疑问⑤，庄子水中有火的说法⑥。那些宣扬国粹的人引用这些事例来证明我国固有学问的高明之处，以打压其他人夸大其词的气焰。不知上面所提到的这些先圣人的种种创造，虽然足以证明我种族的灵明，但不能证明我国科学的存在。为什么呢？因这些知识既无系统也没有条理。

即使这样，欧洲有科学不过是近三四百年的事情，说我国古代没有科学，也没有什么问题。我曾经读史并有疑问。当罗马被蛮族占领后，欧洲学界的黑暗，根本不是我国秦汉以来所可比拟的。等到16世纪欧洲文艺复兴，科学也开始萌芽并茁壮成长，弗朗西斯·培根开其端，伽利略、牛顿接其续，发扬光大，其后大师辈出，科学日新月异，得以有今天的盛况。我国在周朝与秦朝之间，还有一线曙光。继秦以后，进入漫漫长夜，昏沉千年，没有再见光明的希望。为什么欧洲摆脱黑暗如此之容易，而我国开启光明如此之困难？说是东西方人智慧不同，可我黄帝子孙早就以神明著称。说是社会环境有利于欧洲而不利于我国，可我国对异端学说的排斥远不如欧洲宗教禁锢来得厉害。所以，我国无科学，第一不是天生才能的不同，第二也不是社会环境限制的酷烈，一言以蔽之，只是没有获取进行科学研究的方法而已。

先前哈佛大学校长埃利奥特（C. W. Eliot）曾考察东方各国。归国后著书向美国人说：“教育方面我们西方有一法宝，可以作为东方人的度人金针，那就是归纳法（inductive method）  。东方学者耽于空想，他们往往陷于深深的沉思，通过冥想来顿悟，所研习的都是哲理。他们奉为教义的全部是祖宗传授下来的知识，从未尝试用归纳法通过实验来探求真知。西方近百年的进步，即受赐于归纳法。……我们要拯救东方人耽于空虚的毛病，从而使他们具有独立不倚、格物致知、研求科学、追求真理的精神，只有教给他们自然科学，以归纳的推理和科学实验的方法，简化锻炼他们外在的感官经验与能力，使他们具有从日常观察中获得正确知识的能力。”这是诚实的直言！足以解答我国无科学原因之所在。

有人说逻辑学有两个主要方法，一为演绎法（deductive method）  ，一为归纳法。这两个方法对于科学而言就像车的两个轮子，鸟的一双翅膀，缺一就无法发挥其效用。今唯独以无归纳法作为我国无科学的最大原因，这其间又有什么说法吗？回答是，我说归纳法为科学研究的必要方法，我并没有说演绎法不是科学研究的必要方法。即使这样，无归纳法就无科学，这个说法也有其道理，请看下面的说明。

第一，归纳法是实验的。逻辑学上定义说，由特殊到一般为归纳法，由一般到特殊为演绎法。应用到科学上，演绎法必须先有一般的定理，并以此来验证事实是否符合，归纳法则通过积累众多的试验结果以抽象出统摄现象的定理。两者之间的不同点，归纳法崇尚外在的感官经验，而演绎法崇尚内在的心灵思考。归纳法将事实放到推理之前（即通过事实进行推理），演绎法将事实放置推理之后（即通过推理获知事实）。演绎法以一般统摄各种不同，在辩论上常常给人以口舌之便，但仅仅停留于辩论上的演绎法并非科学之道，因为人心总是想以简单驾驭繁杂的自然事物，要获得正确不移的前提（即一般规律）是非常困难的。因困难就放弃而废然无所用心，即使有人奋发其小智小慧，发现其定理，可应用于事物却不能获得验证，这与没有发现定理一样。要想得到正确的前提，必须从做实验开始。积累一定的实验，其间的关系自然显现，之后相应的假设（hypothesis）也就产生。所谓假设，是依据大量的实验为基础而获得的，又需要实验来验证。若假设实验不能验证，就要放弃这一假设。若假设能得到实验的验证，定理也就由此确立。所以实验之后虽然用假设，但其结论还是通过事实归纳而出，并不是由虚拟的演绎法得来的，因此用归纳法不得不重视实验，有实验然后有事实，科学上的定理由此也有发现的一天。亚里士多德说得好：“无外在的感官经验就无归纳法，无归纳法就无从产生知识，无知识也就不足以探求自然的规律。”我国学者的病根就在于不注重外在的感官经验而专靠内在的思考能力，那些一心钻在故纸堆里高谈性理的就不用说了，即使独坐七日格物致知的王阳明⑦；讲学一意崇尚“六德”、“六行”、“六艺”三物的颜习斋⑧，他们固然在学问上各有所得，但他们所用方法与今天的科学研究完全不同。这就是我国无科学最根本的原因。

第二，归纳法是进步的。科学是有系统的知识。正因为是有系统的知识，科学也能有系统地发展。在众多事实基础上归纳而得定理，此定理又生发出新的事实，在新的事实基础上又归纳发现新的定理。这样循环递进，无穷无尽。这个道理，略微翻翻一本专门的书籍，就可以得到其事迹与征兆。举最近科学发展的例子，如物理学者研究稀薄气体电流传导的原理，发现了阴极射线（cathode ray,即kathode ray）⑨。进一步研究阴极射线的性质，获得了电子（electron）理论⑩。因阴极射线照射到试验管壁，发现了X射线。　研究X射线的性质，发现了α、β、γ射线。研究这三种射线，发现了镭的放射性（radioactivity），因此元素不变的学说也得以被动摇。　不仅仅这样，一门学科的进步也常常影响到其他学科，并挟其一同进步。任意观察性质相近的两门学科就可以获得这样的例证。如数学上微积分方法发明后，物理学因之而得到可观的进步。物理学上高压与低温技术发明后，化学上的气体定律更加确定，元素分析的方法也日益精密。化学上光谱分析（spectrum analysis）与物理学上光波长短研究越精确，太阳的组成成分      与空间恒星的进退      可以由此推算得知。事实与理论相互关联，互相促进，然而不用归纳法进行研究，事实对于理论毫无意义，用归纳法进行研究，有时可能有误但终有所得。读者诸君知道化学的起源吗？当物质守恒定律尚未发现时，欧洲人士醉心于炼金术，他们认为黄金可以由其他物质通过提炼变成。于是动手试验，熔化、铸造化验，不遗余力。其最终结果虽然没有得到黄金，但化学因之得以诞生。这没有其他原因，因炼金过程中发现的种种新事实是科学研究的资料。不通过归纳法，即使独一无二的绝对圣智，有极其强大的思想能力，能达到通晓万物之理的境界，也不过是取得一时的结果，不能继续发展，以美于未来。有说部说有个西方人到中国后，因我国数千年前已发明指南针  ，认为经长时间的发展，一定比西方人制造的更加精美，急急忙忙到市场购买一个，结果他见到的与数千年的指南针毫无不同。像这样的例子，非常之多，哪里仅仅一个指南针而已。因此，没有进步的方法，也就没有进步的学问，这道理可以放之四海、验证于千秋万代。

要而言之，科学的本质不在物质方面的进步，而在方法上。今天的物质与数千年前的物质没有两样，今天之所以有科学，数千年前没有科学，是方法造成的结果而已。若能获得方法，所见的事实都是科学。不然，即使将他人所有的先进理论和技术都贩卖而来，也只不过是邯郸学步，终身是别人的小厮与奴仆，哪里能有独立进步的学问出头之日？一心向学的人士由此可以知道应该干什么了。　

原注（译文） 

● Inductive Method日本人译为“归纳法”，福建侯官严复译为“内籀
术“，今以日译意思容易理解，从日译。

● Deductive Method严复译为“外籀”，今从日译。

● 用棱镜分析日光成七色光谱，光谱中间杂不少的暗线。物理学上证明，每一种元素当炽热时，以棱镜观察，呈现一种色光。这种色光通过该元素的气体，其温度低于辐射物时，将被气体吸收，因此而呈现出暗线。所以，日光光谱中的暗线是光波通过包围太阳的低温气体时被吸收的结果，某种元素和色光被吸收则证明太阳中存在这种元素。

● 观测星象时，行星相对地球左右运动容易看见，相对地球前后运动就难以发现。今天文学家应用物理学上光波长短的定理，用该行星分光谱与其他七色光谱相比较，假设该星向地球运动，其光波被压缩而变短，其光谱的色彩常常与其他光谱有一定的差别。如果该星背向地球运行，其光波被拉而变长，其光谱的色彩差别刚刚与前者左右相反。因此，观察该星光谱色彩差别的方向就可以推知该星相对地球运行是前进还是后退。

译注：

① 神农是传说中的人物，被尊称为“药王”、“五谷王”等。传说他曾尝百草，并因之而丧命。《神农本草经》是现存最早的中药学著作，约成书于秦汉时期，就假借了他的名字。

② 黄帝被尊称为中华民族的共同祖先，传说他曾命令属下推算和制定了历法，流传至今的以十天干配合十二地支为一甲子的纪时方法就是那时创制的，他一个名叫隶首的下属发明了算术。

③ 墨子名翟，春秋战国时代鲁国人，墨家学派创始人，提倡身体力行，在科学技术方面取得不少的成就，涉及数学领域的算术和几何学，物理学领域的力学、几何光学和声学，也是机械制造方面的大家，曾研制出一种能够飞行的木鸟（风筝），制造的车辆不仅能负重，而且轻便稳定。公输般即鲁班，也是春秋战国时鲁国人，是木匠的祖师，他发明了多种机械器具，为楚国制造了攻城用的“云梯”和水战的“钩强”。墨子与公输般在楚国进攻宋国时相逢，在两人攻防演练中，公输般败于墨子。

④ 邓析，春秋末年郑国人，主张依法治国，名家学派的开创者。倡“两可说”。《吕氏春秋》记载有个富人被水淹死了，有人打捞起尸体。富人家人得知后，去赎买尸体，打捞者要价很高，于是来找邓析。邓析说那尸体只能卖给你，安心回家等着吧。打捞人见富人不来买尸体，也来找邓析。邓析说，富人家只有向你买尸体，你也放心回去吧。公孙龙，战国哲学家，名家学派代表人物。“白马非马”论就是他的创制，他强调“白马”（个别）与“马”（一般）是有区别的，因此“白马非马”。

⑤ 子思，名孔伋，孔子嫡孙。他上承孔子中庸之学，下开孟子心性之论，形成了宋儒所推崇的“思孟学派”。子思对“天圆地方”学说并没有提出疑问，而是他的老师曾参（也有人认为子思未向曾参问学，而是直接继承了孔子的晚期思想）察觉到“天圆地方”的矛盾，提出“如诚天圆地方，则是四角之掩也”。意思是如果真是天圆地方，那么球形的天与方形的大地怎么能够吻合呢？ 

⑥ 庄子，名庄周，道家学说代表人物。他在《庄子·杂篇·外物》中说：“木与木相摩而然，金与火相守则流。阴阳错行，则天地大絯，于是乎有雷有霆，水中有火，乃焚大槐。”意思是：木与木相互摩擦就会燃烧，金属跟火放在一起就会被熔化。阴与阳错乱不顺，天与地都会大受惊骇，于是雷声隆隆，雷雨中夹着闪电，甚至烧毁高大的树木。

⑦ 王阳明，名守仁，浙江余姚人，因曾筑室于会稽山阳明洞，自号阳明子，遂以阳明名世。明代哲学家、思想家，创立阳明心学，影响当时与后世极大。阳明心学反对程朱“格物致知”方法，继承陆九渊“心即是理”的思想，提倡“致良知”，即从自己内心中去寻找“理”，“理”全在人“心”。在知行关系上，强调“知行合一”，二者互为表里，不可分离。王阳明21岁时曾依照朱熹“格物致知”的方法，面对庭院中的竹子静坐苦思七日，不仅未能获得知识，反而因之得病，从而反思程朱理学，创立自己的学说。

⑧ 颜习斋，名元，直隶博野人（今属河北），清初思想家、教育家，崇尚实学，创立了颜李学派。他反对明朝以来大为流行的程朱理学，以为其是“孔孟之学”的反动，试图回到古典的“孔孟之学”。他认为尧舜周孔时代的学术是“真学”、“实学”，提倡当时“六府”、“三事”、“三物”。所谓“六府”、“三事”，即《尚书》中的“水，火，金，木、土、谷”和“正德、利用、厚生”；“三物”即《周礼》中的“六德”（知、仁、圣、义、忠、和）、“六行”（孝、友、睦、姻、任、恤）和“六艺”（礼、乐、射、御、书、数）。在颜元看来，“三物”与“三事”是异名同实，“三物”中以“六艺”为根本，“六德”、“六行”是“六艺”的作用和体现。

⑨ 1858年，德国物理学家普吕克（J. Plücker，1801－1868）用盖斯勒管研究真空放电时，发现管内空气稀薄到一定程度，正对阴极的玻璃管壁出现绿色的荧光。后来证明这荧光是阴极发出的一种带负电的不可见射线撞击玻璃管壁的结果。1876年，德国物理学家戈尔德施泰因（E. Goldstein，1850－1930）将之命名为“阴极射线”。

⑩ 阴极射线发现后，其性质一直是科学家们研究的热门课题。1897年，英国剑桥大学卡文迪什实验室主任汤姆孙（J. J. Thompson，1856－1940）发现阴极射线是带负电的粒子流，并测出其荷质比，由此发现了电子。汤姆孙也因此发现荣膺1906年诺贝尔物理学奖。

X射线的发现与阴极射线的实验有关。1895年德国物理学家伦琴（W. C. R?觟ntgen，1845-1923）研究阴极射线过程中，观察到放在射线管附近涂有氰亚铂酸的屏上发出荧光，后续的实验发现这种射线具有极强的穿透力，不仅能透过一般固体和液体，还能穿透铜、银、金、铂、铝等金属，于是他将这种新的未知射线命名为X射线。伦琴因这一发现获得1901年首届诺贝尔物理学奖。

任鸿隽这里的叙述过于概略，存在相当的误差。事实是X射线发现后，法国物理学家贝可勒尔（H. Becquerel，1852－1908）研究X射线与荧光的关系，发现了铀的天然放射性，并称之为“贝可勒尔现象”。他的学生玛丽·居里（Marie Curie，1867－1934）和皮埃尔·居里（Pierre Curie，1859－1906）研究发现钍和钋也具有放射性，并于1898年发现了镭元素，1902年他们成功地提炼出单质镭。居里夫妇意识到放射性可能是普遍现象，用“放射性”代替“贝可勒尔现象”，他们三人因放射性发现获得1903年诺贝尔物理学奖。放射性的发现，表明一个元素通过衰变可以转化为另一种元素，元素不变的学说被推翻。科学家们对放射射线的性质也进行了研究。1899年，出生新西兰的英国物理学家卢瑟福（E. Rutherford，1871－1937）发现了α射线和β射线，α射线穿透力弱，β射线穿透力强。1900年，法国物理学家维拉尔（P. U. Villard，1860-1934）发现γ射线，是一种穿透力更强的射线。α射线带正电，β带负电，γ射线不带电。

1814年，德国物理学家夫琅禾费（J. Fraunhofer，1787-1826）用分光镜发现太阳光谱中存在暗线，他测量出这些谱线的波长，被称为夫琅禾费线。这些暗线的性质和起源引起科学家们的广泛兴趣。1859年，德国物理学家基尔霍夫（G. R. Kirchhoff，1824－1887）提出基尔霍夫辐射定律与光谱学基本定律。认为夫琅禾费线是炽热的太阳连续光谱中那些特定波长的光被太阳外层大气吸收所致，每一条暗线代表着一种元素。这样，不仅可以从太阳光谱中发现新的化学元素，而且可以探知太阳的组成成分。通过光谱比较，还可以研究其他天体的组成成分。

1842年奥地利物理学家多普勒（C. A. Doppler，1803－1853）提出“多普勒效应”，认为物体辐射的波长因波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高，因而产生蓝移；在运动的波源后面时，会产生相反的效应，波长变得较长，频率变得较低，产生红移。波源的速度越高，所产生的效应越大。从波的红（蓝）移程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。

对于指南针的发明时间，一般认为在宋代，沈括《梦溪笔谈》中有明确记载。此前战国和汉代关于“司南”的记载是否是指南针的前身还存在争议。因此，任鸿隽这里“数千年前”的时间存在问题，即使“司南”作为指南针雏形，也仅有两千年而已。（本文译注者为上海社会科学院历史研究所研究员；译者申明，本文为意译。）