浅谈李约瑟之谜与中国科技创新
摘 要：本文从“李约瑟之谜”问题的提出及具体含义出发，对近年来国内外学术界的研究成果进行了简要的分类介绍及评述，在此基础上对“李约瑟之谜”进行了解释和探索。并给出了提升科学意识的现代化，加大科技创新人才培养和引进力度，以及加强自主研发和技术创新能力等一系列建议。分析和回答好“李约瑟之谜”，对于我国重回世界科技前沿，促进中国社会进步和国家富强具有重要的理论意义和现实意义。
关键词：李约瑟之谜；工业革命；科技创新
中国的经济不仅近30多年快速增长，在古代也取得过辉煌的成就。根据Maddison教授在《中国经济的长期表现——公元960-2030年》一書中的估计，在公元1世纪，中国的汉朝和欧洲的罗马帝国处于同一发展水平，人均收入水平基本一致，而且直到1820年，中国仍是世界最大的经济体，国内生产总值（GDP）总量仍占世界份额的32.4%。然而，18世纪60年代西方开始了科学和工业革命，到了19世纪，中国经济和政治的国际地位一落千丈。1840年鸦片战争以后，中国不断地割地赔款，签订了一个个丧权辱国的条约。到1949年新中国成立，百年乱局使中国始终缺乏稳定的经济发展环境。经济增长被技术落后、战争破坏以及赔款外侮所阻滞。
李约瑟博士在研究中国科学技术发展史过程中，提出了学术界著名的“李约瑟之谜”。揭示了他对科学技术发展规律的认识，并使其扩展成为一个有着广泛影响的学术命题。对此命题，国内外学者的相关解答引发了一系列思考和启示。回答好“李约瑟之谜”，对于加快中国社会进步和实现国家富强具有重要的理论意义和现实意义。
一、问题的提出和具体含义
中国科技史专家李约瑟（1900-1995）在他的鸿篇巨著《中国科学技术史》中，以令人信服的史料和证据，全面系统地阐明了四千年来中国科学技术的发展历史，展示了中国在古代和中世纪科技方面的成就及其对世界文明所作的贡献。
在《中国科学技术史》（第一卷序言）中李约瑟提出了如下问题：（1）中国的科学为什么会长期大致停留在经验阶段，并且只有原始型的或中古型的理论？（2）中国人又怎么能够在许多重要方面有一些科学技术发明，走在那些创造出著名的“希腊奇迹”的传奇式人物的前面，和拥有古代西方世界全部文化财富的阿拉伯人并驾齐驱，并在公元3世纪到13世纪之间保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平？（3）中国在理论和几何学方法体系方面所存在的弱点，又为什么并没有妨碍各种科学发现和技术发明的涌现？（4）欧洲在16世纪以后就诞生出现代科学，这种科学已被证明是形成近代世界秩序的基本因素之一，而中国文明却没有能够在亚洲产生出与此相似的现代科学，其阻碍因素又是什么？从另一方面说，又是什么因素使得科学在中国早期社会中比在希腊或欧洲中古社会中更容易得到应用？（5）最后，为什么中国在科学理论方面虽然比较落后，但却能产生出有机的自然观？这种自然观虽然在不同的学派那里有不同形式的解释，但它和现代科学经过机械唯物论统治三个世纪之后被迫采纳的自然观非常相似。
李约瑟在不同的著作中和不同的场合，反复强调了这些历史问题的重要意义。但是直到1976年，美国经济学家肯尼思·博尔丁才明确提出“李约瑟之谜”这一说法。围绕着中国科学史在早期社会及近代社会不同发展特点相对于西方世界的比较，李约瑟本人逐渐把上述问题集中到以下两个问题：（1）为什么在公元前1世纪到公元前15世纪期间，中国文明在获取自然知识并将其应用于人的实际需要方面要比西方文明有成效的多？（2）为什么现代科学只在欧洲文明中发展，而未在中国（或印度）文明中成长？
二、“李约瑟之谜”的研究现状
“李约瑟之谜”引起了国内外学者极大关注，促进了中西方科技发展的研究。目前对于李约瑟之谜的解释主要基于以下几个角度：人口资源角度、地理环境角度、文化政治制度角度。下面就一些比较有代表性的研究做一个简单的文献总结。
（1）人口资源角度。
Elvin（1973）的高水平陷阱假说认为，中国之所以在工业革命前一千多年里领先世界，而后又被欧洲赶超，是因为中国受到人口众多、资源匮乏的限制。宋以后人口膨胀使得人均耕地下降，并且必须大力发展农业技术，以至于到欧洲工业革命时，中国的农耕技术远远领先于欧洲，而膨胀的人口迅速吞噬了本来是高水平的农业剩余，而使得工业化所需的资本积累不足，形成所谓的“高农业水平、高人口增长和低工业水平”的“高水平均衡陷阱”。
按照该假说的研究，一方面，只说明了宋以后中国的工业技术进步在放缓或停滞是由于资本积累不足，而为什么近代的科学革命发生在欧洲而不是中国没有具体解释。另一方面，如果中国人均土地占有量大大低于欧洲，在农耕技术提高的前提下，农业产业会储备大量剩余劳动力，将成为资本主义工商业发展的重要因素。林毅夫则认为，该假说的内部逻辑是有问题的，因为人口增长、人均耕地下降使得劳动力相对便宜和人均剩余减少，是以技术不变或进步极端缓慢为前提的。此外他还通过对这一阶段中国人口数量变化的研究说明，经验数据并不显著支持这一论断，即较快的技术进步往往伴随着较高的人口增长率或较低的人均耕地拥有量。
（2）地理环境角度。
Jared Diamond（1999）认为，中西方文明发展演化的差异主要来自于各地区地理环境不同。欧洲海岸线犬牙交错，且近海岛屿众多，利于形成众多竞争的小国；而中国的海岸线平滑有序，近海几乎没有大的岛屿，利于形成大一统的帝国。
文贯中（2005）认为，宋朝外贸趋于活跃，海外航线得到开发，城市化水平显著提高，民间经济日益繁荣，新经济制度也不断出现，技术进步也大大加快。然而明清两朝，至少中期以前人地比例的周期性改善使中国不用费力寻觅一条充满风险和未知因素的新的生存道路，便可沿着千年来驾轻就熟的农耕道路，轻松地向农本经济倒退，分工水平下降，技术发明日趋沉寂，中国丧失了内生增长的源泉。
上述理论把宋朝后中国科技衰落的原因主要归于宋以后国土疆域扩大，人多地少的矛盾得到较大缓解，从而导致农本社会的进一步回归，虽有一定的合理性，但在逻辑上有些单薄。而且历史数据记载的耕地面积，没能反映宋以后人均耕地面积显著增长的论点，削弱了论证的力度。
（3）文化、政治制度角度。
李约瑟博士本人把“李约瑟之谜”解释为，中国的“官僚体制”政治制度是为了维护一个中央集权制度的需要。中国封建社会的政治制度和教育制度对自然科学的发展极为不利，也就是说中国封建制度是阻碍近代科学技术在中国产生和发展的重要社会因素。因而与中国农耕文化相适应的封建社会僵化固守的观念形态表现出重道德而不重自然、重人伦而不重科学的特征。
林文照（1983）认为，中国古代高度集权的封建专制政治制度是中国近代科学落后的重要原因。封建制度与科学精神在本性上是根本对立的。科学发展的过程，就是不断发现和创新的过程，因而它要求人们必须具有思想上的自主性。而中国历代封建统治者主张“君臣、父子、夫妻”等伦理纲常的儒学视为显学，将科学视为末学。
马克斯·韦伯（1987）通过对东西方文化与宗教的比较研究，提出了西方在宗教改革以后形成充满理性的“资本主义精神”对近代资本主义发展及科学革命所起的巨大的推动作用。而中国、印度等古老民族的传统文化中主流部分缺少这种理性的资本主义精神，因而阻碍了现代资本主义及现代科学在中国的产生。
上述文化、政治制度角度的解释有其内在的合理性，但又针对性不足。文章均刻意强调，社会和谐、思想上中庸保守和行为方式上追求稳健的儒家文化，抑制了以质疑、求变和创新为主要特点的科学革命在中国的产生。但又不能有效的解释为什么宋朝以前中國技术强盛和领先世界的原因。中国没有成功地从前现代时期的科学跃升到现代科学。根本原因在于，中国的激励结构使知识分子无心从事科学事业，尤其是做可控制实验或对有关的自然的假说进行数学化这类事情。
三、“李约瑟之谜”的启示和探索
（1）“李约瑟之谜”第一个问题的解释。
对于“李约瑟之谜”的第一个问题，“为什么在公元前1世纪到公元前15世纪期间，中国文明在获取自然知识并将其应用于人的实际需要方面要比西方文明有成效的多？”林毅夫的解释如下：在前现代社会里，技术创新主要来自工人和农民的经验性尝试错误。在人口较多时，参加劳动的农民和工人的数量也会较多，发明新技术的概率也就相对较大。当时的技术主要来自于经验的积累，然后一代代地延续下去。不管在东方还是西方，在前现代社会都是依靠经验试错的方式来进行技术发明，在这种情况下人多就是一种优势，因为人多能够进行尝试错误的数量就多，技术发明的概率也就更大。在前现代社会，欧洲与中国比较起来，人口少是一个劣势，所以欧洲技术变迁的速度一直慢于中国。
虽然上述理论合理地解释了“李约瑟之谜”第一个问题，但并没有完全揭示18世纪以来中国科技的落后的隐患，从历史回顾中我们可以概括出如下的特点：
一是虽然中国古代技术发达，是造纸、指南针、火药和活字印刷术技术的发源地，但中国取得的成就大多都徘徊于工艺层面，没有上升到科学理论的高度。西方的科学、实验、技术所占比重平衡，而中国技术所占比例在80%左右。
二是我国古人主要停留在凭直觉和领悟的方式来认识自然。东方文化主要是以“综合”为特征，以“悟”为主要的认识手段。比如说，大家认为“勾股定理”是中国人最早发现的，但古希腊的毕达哥拉斯却给出了勾股定理最为基本的几何学证明。200年以后的欧几里得在他的《几何原本》里则完全给出了严格的几何证明。中国却一直没有这方面的分析。杨振宁先生指出：“中华传统文化的一大特色是有归纳法，可是没有推演法。”
三是尽管中国有以“四大发明”为代表的诸多伟大发明，但是却没有诞生任何像样的科学理论。杨玉良院士认为：这主要是因为中国古代没有数学的自然观，也缺乏严密的逻辑论证。虽然直到16、17世纪前，中国的技术发明走在世界前列，但在科学思想和精神上，在演绎逻辑学的方法论上，中国远远落后于希腊。
四是中国古代科学研究的直接目的是为了满足生产实践和国家统治的需要，具有浓厚的实用功利主义色彩。中国古代科学家缺少那种发现自然、探索自然、研究自然的近代自然科学观，缺少那种通过认识和把握自然规律，去解释和创造未来的近代自然科学观。科学史家丹皮尔有过一段发人深省的话，“不幸，科学主要是为了发展经济的观念，传播到许多别的国家，科学研究的自由又遭到了危险。科学主要是追求纯粹知识的自由研究活动。如果实际利益随之而来，那是副产品，纵然它们是由于政府资助而获得的发现。如果自由的、纯粹的科学遭到忽略，应用科学迟早也会枯萎而死的。”
（2）“李约瑟之谜”第二个问题的解释。
对于“李约瑟之谜”的第二个问题，“为什么现代科学只在欧洲文明中发展，而未在中国（或印度）文明中成长？”林毅夫的解释如下：西方世界在15、16世纪出现了科学革命，18世纪中叶开始新技术的发明转向了以科学为基础的实验，试错变为通过主动的实验来进行，一个科学家在实验室里一年所能做的尝试错误数量，可能是几千个工人和农民一辈子尝试错误的总和。在这种情况之下，人口的数量就变得不再重要。技术发明和经济发展的速度不断加速，中国未能自主进行这种发明方式的转变，因此，在很短的时间里，和西方国家的技术差距迅速扩大，国际经济地位一落千丈。同时西方在18世纪和19世纪以后，每当遇到技术发明瓶颈的时候，可以通过对基础科学进行投资来克服这种瓶颈，使技术发明可能曲线不断右移，开发出新的技术发明空间。
上述对“李约瑟之谜”第二个问题的解释，只是解释了中国技术创新落后的原因，但还需对现代科学落后的根本原因做出进一步的解释。研究发现，现代科学与传统科学有两个不同之处：第一，现代科学使用数学模型来表述关于自然界现象的假说；第二，现代科学使用可控制实验或可复制的实验的方式来检验假说的真实性。自1905年始，我们改变了科举制度的形式，改变了科举考试的内容，但科举制度的实质——“学而优则仕”的激励机制——并没有改变。这种激励机制妨碍了中国人对数学和可控制实验这种后天能力的学习，使得科学革命无法在中国产生，因此也就无法自发地从以经验为主的技术变迁方式向以科学为指导的实验方式进行转变。
根据对“李约瑟之谜”第二个问题的解释，我们可以得到如下启示：
一方面，中国自给自足的自然经济体制使得农民不但生产自己需要的农产品，而且生产自己需要的大部分手工业品。地主和贵族对于从农民剥削来的地租，也主要是自己享受，而不是用于交换。那时虽有交换的发展，但是在整个经济中不起决定的作用。这种自然经济所固有的特征就造成了社会只能维持周而复始的简单生产，不能进行递进式的扩大性生产，这就使得以机器取代人力，以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产的工业革命难以在中国产生了。而西方近代科技的兴起恰恰与工业革命密切相关。
另一方面，中国不但现代科学落后了，技术创新也没有维持原来的领先。结合三次工业革命，我们可以看到现代科学的进度是技术创新的先导，而中国技术的落后也主要源于现代科学的落后，具体表现如下：以牛顿、伽利略等经典力学为标志的第一次科学革命，引发了18世纪下半叶至19世纪初以蒸气机广泛使用为标志的第一次技术革命；以热力学、电磁学、化学、生物学为代表的第二次科学革命，引发了19世纪中叶以后以电力技术为主导的技术革命；以物理学革命为先导的科学革命，引发了20世纪40年代以来的现代技术革命，推动原子能、电子计算机等的广泛应用，创造了巨大的生产力。当然，现代科学影响技术发展的途径，不仅仅通过科学研究直接导致技术发明，还与经济社会发展、科学界制度安排等有关系。但从总体而言，与现代科学相关的技术创新，使技术进步的广度、深度和速度都较之以往大为提高。
四、结论和建议
在儒家知识分子心中科学技术一直被认为是一种“奇技淫巧”，甚至在儒家典籍《礼记》中提出“奇技奇器以疑众，杀！”的极端主张。李约瑟本人认为中国人重实用而轻分析。重实用技术而輕理论科学，重运算方法而轻逻辑推理，这正是中国科学发展的软肋。本文写作目的不但要从学术层面对“李约瑟之谜”进行解释，还要努力探索如何使中国科学技术迅速发展。具体可以从以下几方面进行尝试：
（1）提升科学意识的现代化。
科技的发展，需要科学意识的现代化。要坚持与时俱进，探索超越的动力，形成创新理论和创新意识。对科学研究而言，要树立严格的学术规范和以科学发现优先权为核心的激励制度；对于技术创新而言，要营建良好的市场竞争环境和知识产权保护体系。要改掉科研体制内的“学而优则仕”的行政化、官本位文化。要让创新人才“学而优则专”，真正做到心无旁骛，仰望星空。
（2）加大科技创新人才培养和引进力度。
科学研究、技术创新的主体是人，一个国家科技先进与否，关键在于拥有多少发明型、创新型人才。培养科技创新人才要做到：一是要强化学生对现代科学理论的学习，加强学生创新思维的培养，使学生具有的“自由之思想、独立之精神”。二是要充分树立培养创新型人才的观念，要鼓励学生敢于研究别人没有研究过的科学前沿问题。三是要鼓励理工科学生提高文化艺术修养。科学上的创新思想往往开始于形象思维，从大跨度的联想中得到启迪，然后再用严密的逻辑加以验证。除了加速培养本国科技人才培养之外，还应加强国外科技人才的引进力度。具体要做到：一是要引进具备顶尖的学术能力，突出个人魅力和非凡领导才能的大师级人才，最好能做到整团队引进和带成果引进。二是要促进训练有素、掌握前沿科学技术知识的我国出国留学人才回国进行科技研究，有效克服技术转移的语言障碍。三是防止科技人才流失，进一步改善我国创新人才的物质生活条件和科学研究环境。
（3）加强自主研发和技术创新能力。
往往落后的国家可以利用先进国家的科学技术，通过引进——消化——吸收——再创新的过程，先模仿后独创，实现科学技术的跨越式追赶。但随着外国跨国公司技术许可收入动机增强及许可合同条件更严格，使得发展中国家越来越难得到核心技术。对于处于世界技术前沿的国家，创新方式只能更加依靠自主创新，提高原创能力。由于一个经济长期的增长取决于技术的不断创新，所以中国要抓住现阶段新科学技术革命和工业4.0带来的机遇，在智能化时代实现技术上的赶超，结构上的转型升级，实现从制造大国向制造强国的转变。
总之，中国30多年的经济改革，已经造就了一段不可磨灭的辉煌历史，中国要进一步促进政治、文化制度改革，从而最大化地发挥科技创新对于经济增长的推动作用，使中国实现经济的持续增长和社会的快速发展。
参考文献：
[1]林毅夫.李约瑟之谜、韦伯疑问和中国的奇迹——自宋以来的长期经济发展[J].北京大学学报（哲学社会科学版），2007，（4）.
[2]李约瑟.中国科学技术史[M].第一卷.科学出版社，1975.
[3]李约瑟，徐汝庄.东西方的科学与社会[J].自然杂志，1990，（12）.
[4]姚洋.地域、制度与李约瑟之谜[J].读书，2003，（1）.
[5]文贯中.中国的疆域变化与走出农本社会的冲动——李约瑟之谜的经济地理学解析[J].经济学季刊，2005，（4）.
[6]李约瑟.李约瑟文录[M].浙江文艺出版社，2004.
[7]林文照.对近代科学何以未在中国产生之若干原因的分析[J].自然辩证法通讯，1983 （1）.
[8]马克斯·韦伯.新教伦理与资本主义精神[M].三联书店，1987.
[9]林毅夫.李约瑟之谜：工业革命为什么没有发源于中国[J].价格与市场，1995，（4）.
[10]肖知兴.中国人为什么创新不起来[M].中国人民大学出版社，2010.
[11]丹皮尔.科学史[M].北京商务印书馆，1975.
[12]林毅夫.中国经济专题[M].北京大学出版社，2008.
[13]柯华庆.李约瑟难题的制度实用主义解释[J].科学文化评论，2012，（5）.
[14]毛泽东.毛泽东选集[M].人民出版社，1991.
[15]吴敬琏.中国增长模式抉择[M].上海远东出版社，2011.
[16]钱学森.钱学森最后一次系统谈话：谈科技创新人才培养[N].人民日报，2009-11-05.
作者简介：高显扬，上海科学技术政策研究所，统计师；周尊丽，博士，上海社会科学院应用经济研究所，产业经济学。
