楊振寧：近代科學進入中國的回顧與前瞻

編者按：本文發表于《科學》第47卷第1期。楊振寧先生在文中回顧了近世中國從拒絕科學到奮起直追的過程，預判中國極有可能在21世紀中葉躋身世界級科技強國。

楊振寧先生為《科學》雜志題詞

“到了21世紀中葉，中國極可能成為一個世界級的科技強國。”

撰文 | 楊振寧

1400～1600年：中國落后于西方

古代許多重要的發明都起源于中國，這是人所共知的。其中最著名的是印刷術、火藥、指南針和造紙。極力推崇這些重大發明的不是別人，正是歐洲近代科學啟蒙時代的哲學家培根（Francis Bacon,1561～1626），雖然他并不知道它們是源自中國的：

縱觀今日社會，許多發明的作用和影響是顯而易見的，尤其是印刷術、火藥和磁鐵。這些都是近代的發明，但是來源不詳。這三種發明改變了整個世界面貌和一切事物。印刷術使文字改觀。火藥使戰爭改觀，磁鐵使航海術改觀。可以說，沒有一個王朝，沒有一支宗教派別，沒有任何偉人曾產生過比這些發明更大的力量和影響。①

科學史學家普遍同意，公元1400年以前，科技轉讓主要是由中國傳向歐洲的，中國科技直到1400年前后比歐洲科技優秀，可見于李約瑟（Joseph Needham，1900～）的巨著②中對明朝三保太監鄭和（1371～1435）在1405至1433年間7次下西洋，遠及非洲海岸的描述。根據中國史書記載，鄭和遠征航隊的一些船只長達44丈4尺，是在南京建造的。曾有一些歷史學家懷疑，當時能不能造這樣大的船。但1957年在南京明代寶船廠遺址中發掘出的一根長11.07米，舵葉高6.035米的大舵桿，消除了這種懷疑*。

雖然中國古代技術如此進步，可是，到1600年中國科技卻已遠遜于歐洲。舉一個例子：17世紀初，明朝政府要由葡萄牙人所占領的原屬廣東的澳門引進火炮技術。

到底中國在1400至1600年兩個世紀里為什么如此落伍呢?

我并不想對這已有許多書籍和文章研究過的問題加以詳細分析。概括講來，1400年前好幾個世紀，文藝復興在歐洲崛起，產生了巨大的文化與知識的進展。在1400至1600年兩百年間，幾乎人類各項活動在歐洲都有了長足的進展。從長遠的角度來看，事實上技術領域的進展可能相對是最不重要的。在藝術、建筑和文學方面的進展都有更大的影響，它們使歐洲文化邁入了新的時代。但是如果就影響來看，“自然哲學”的進展恐怕是最重要的，因為它為近代科學的萌芽準備了肥沃的土壤。只須列舉這兩百年間歐洲一些偉大思想家的名字已足夠看出這些進展的氣勢與其長遠的影響：

達芬奇（da Vinci，1452～1519），哥白尼（Copernicus，1473～1543），馬丁·路德（Martin Luther，1483～1546），加爾文（Calvin，1509～1564），納皮爾（Napier，1550～1617），培根（Bacon，1561～1626），伽利略（Galileo，1564～1642），開普勒（Kepler，1571～1630），哈維（Harvey，1578～1657），笛卡兒（(Descartes，1596～1650）。

李約瑟書中的示意圖 鄭和的大船比圖中的船還要大。

相反地在中國，1400～1600年這兩百年是一段知識停滯不前的時期。這時期中最著名的哲學家是王守仁（即王陽明，1472～1528）。他的學說，我認為沒有對中國思想或中國社會產生什么真正的長遠影響。比起上面列舉的歐洲大思想家對后世的影響，王守仁的影響是望塵莫及的。他的部分思想可以被解釋為反科學的。可是，即使是這一部分，在以后的幾個世紀中亦沒有產生多少影響。

1687年：近代科學在歐洲誕生

到17世紀初年，文藝復興在歐洲已為近代科學的萌芽準備了肥沃的土壤。近代科學是人類的一種新活動、新精神、新方法，有人認為是新宗教。如果要給它的誕生一個確定的日期，我會選擇1687年，即牛頓（Newton，1642～1727）發表他的《自然哲學的數學原理》（Principia，以下簡稱《數學原理》）的一年。《數學原理》使人類第一次對“世界系統”③（即太陽系) 有了定量的了解，而太陽系的運轉是任何一個古文明中一項最深奧的秘密。更重要的是這個了解是基于一種純理論的思考體系，用準確的數學語言，既簡單又凈潔，既精密又包羅萬象。可以說，在1687年誕生了的是一種革命性的新世界觀：宇宙具有極準確的基本規律，而人類可以了解這些規律。

必須強調的是，雖然在《數學原理》發表了300多年后的今天，我們可以充分看到它的深遠影響，但牛頓自己卻不能在出版這本書時即對其長遠意義有著同樣的評價。當然他知道自己完成了一個極漂亮的工作，但他卻不可能意識到自己的工作將會改變人類對物理和生物世界基本結構的理解，會永遠地改變人類與環境的關系。

查看牛頓的手稿，就會發現其中摻雜著許多許多哲學、神學、煉金術等玄虛的思考。牛頓在這么眾多紛擾的思考中竟能集中注意力完成他的科學工作，是一個奇跡。20世紀有名的經濟學家凱因斯（J.M.Keynes, 1883～1946）曾經說：

自18世紀起，牛頓便被認為是近代第一個，也是最偉大的科學家，一位理性論者，一位教導人們機械推理法的先驅。但是我不同意此看法。……牛頓不是理性時代的先行者，他是最后一個魔術師，最后一個巴比倫人和蘇美爾人，1萬年以前我們的遠祖開始創建人類思維文化，發展了對周圍世界的看法，牛頓是他們之中的最后一位偉人。④

1600～1900年：中國抗拒引入西方思想

查看《數學原理》，就會發現古希臘幾何學在牛頓身上的深遠影響。《數學原理》全書的結構完全是以歐幾里得（Euclid，約公元前300年）的《初探》（Elements）為樣本的：兩本書都從定義（definitions）開始，然后是公理(axioms)，牛頓稱其為“普通的意見”（common opinions），再是引理（Lemma），命題（propositions）和證明（proofs）等等。

1993年8月19日作者攝于澳門大炮臺（又名三巴炮臺） 背景所見的遠山是屬于珠海的。撫今思昔，感慨良多。火藥是中國人發明的，但是到了17世紀初，明朝政府為了抵抗清軍卻要自葡萄牙人占領了的澳門引進火炮技術。

歐幾里得對牛頓的《數學原理》的影響是明顯的，是人所共知的。不是那么為人所共知的是在《數學原理》發表約80年前，在1607年，利瑪竇（Matteo Ricci，1552～1610）和徐光啟（1562～1633）即已將歐幾里得的《初探》的前一半翻譯成中文，取名為《幾何原本》。

利瑪竇是一位意大利耶穌會傳教士，亟欲在中國傳播天主教教義。他于1582年抵澳門，1583年到達廣東的首府肇慶。1600年，他在南京初會徐光啟，1601年1月起在北京定居*。他的計劃是憑藉他的科學知識獲得明朝朝廷的注意，從而擴大他在中國的傳教事業。

徐光啟是一位來自上海的大臣，也是一位大學者，1604年進入翰林院。在這一年以前，他在南京受浸洗禮入了天主教。他和利瑪竇翻譯《幾何原本》的前一半，是他將歐洲科學引進中國的許多工作中的一項。此譯文的初版至今仍能見于中國的一些圖書館。我聽說梵蒂岡也仍存一本。

讀了徐光啟自己對其譯作的描述，就會意識到他是多么清楚地明白歐幾里得和中國學者在邏輯思考方面的基本分異。他這樣描述歐幾里得的思考系統：“似至晦，實至明；似至繁，實至簡；似至難，實至易。”他認為歐幾里得的理論是“欲前后更置之不可得”，就是說在演繹推論中，各個步驟有一定的邏輯順序。

徐光啟是一位重要的明朝高官。他擔任過多種任務：政治、經濟、國防、農業、天文、測量、治水等等。他一直強調數學在這些領域中的重要性和《幾何原本》在數學中的重要性。他感到惋惜的是利瑪竇和他未能完成全書的翻譯：“續成大業，未知何日？未知何時？書以俟焉。”

這一等就等了250年，直到1857年，李善蘭（1811～1882）和偉烈亞力（A.Wylie, 1815～1887）才譯出《幾何原本》中剩下的篇章。在這250年中，近代科學在歐洲誕生了，工業革命開始了，歐洲殖民擴張政策亦到達了其頂峰。人類的歷史正加速演變，給世界所有民族帶來了多種不同的命運。

牛頓的《數學原理》手稿的一段 請注意牛頓倚重幾何推理方法。

《天學初函》第4卷第1949頁

這些年間中國依然停滯不前。那些阻礙中國萌生近代科學的多種原因仍然存在：缺乏獨立的中產階層，學問就只是人文哲學的觀念，教育制度里缺匱“自然哲學”這一項，束縛人們思想的科舉制度，以及缺少準確的邏輯推論的傳統，凡此種種都沒有因為耶穌會傳教士引入了少許西方思想而有所改變。

傳教士東來之時，正是中土為滿族人征服的時代。滿族人建立了清朝政府以后，許多漢族學者強烈地表達了他們的憤怒和不合作態度。康熙（1662～1722年在位）是清朝早年的一位皇帝，是一個非常精明聰敏的人。他對付當時夷夏之辯所采取的政策是務求將清廷納入中國古代偉大的文化傳統中。此一政策雖頗為成功，但漢族之反抗情緒仍然存在。在這樣一個充滿民族對抗與妥協的社會中，傳教士們極力推行其基本政策——將中國官員變成天主教徒。可是天主教對漢文化來說，比滿文化更要“夷”一些。所以傳教士的活動之引起反抗是不可避免的。

楊光先（1597～1669）是一個典型的、強烈反對傳教士和他們引進的所有科學知識的例子。他寫過以下一段有名的文字：

寧可使中夏無好歷法，不可使中夏有西洋人。

今天，我們會認為楊光先的見地既狹窄，又愚昧。但是有清一代，他都有無數的景仰者。譬如在1846年，差不多是他死后200年，錢綺說楊光先是“正人心息邪說，孟子之后一人而已”。

另一阻礙西方科學在中國發展的原因，是劉鈍⑤和席文（N.Sivin）⑥所強調的：傳教士們沒有將開普勒和牛頓的工作全部帶入中國，以致他們介紹的天文學里有前后不相容之處，引導出了極大的混亂。直到19世紀中期，當李善蘭和艾約瑟（Joseph Edkins，1823～1905）翻譯了一本19世紀的教科書，取名為《重學》以后，牛頓的力學才首次被引進中國。

傳教士們在17世紀為中國打開的知識窗口沒有留下真正長遠的影響。它沒有使近代科學在中國“本土化”[用撒布若（Sabra）教授的名詞]。它只在這個古老而驕傲的，長久以來自以為是世界中心的民族中，引導出了一個理論，叫做“西學中源”，就是說西方的學問原來是自古中國傳去的。在康熙的支持和慫恿下，這個理論直到19世紀中葉曾廣泛地被中國數學家和天文學家們接受與支持。

看到梅文鼎（1633～1721）和戴震（1724～1777）等極端聰明的大學者都全力支持并傳布西學中源說，就令人體會到當深厚的文化出現斗爭沖突的時候，要轉移觀點而接受外來文化中的優點是多么困難的事。

1840～1900年：引入現代科學舉步維艱

1840年是中國人不會忘記的年頭。這一年，英國用炮艇強迫中國割地賠款，并開放商港以便利其販賣鴉片的勾當，從而開始了這個古老而驕傲的民族被剝削凌辱的時代。也正是這些痛苦的年月最后迫使這個民族認識到過去的社會秩序不能繼續下去，必須自西方引進新的思想，新的社會與政治體制和新的教育哲學。這些年月間，似乎每一次大災難都會導致清廷嘗試少許現代化的措施。然而，通常都會遇到極大的阻力，然后總是因為短期內不見成效而被放棄。例如，自1872年起每年皆送了30名男孩去美國康涅狄格州的哈特福德鎮上小學和中學⑦。可是在1876年，這項措施遭到了抨擊，終使全體學生在1881年被召回國。

列強的凌辱所產生的精神創傷使中華民族有了復雜的自卑感：東方人是否天生不適宜于做現代科學工作呢？在19世紀末，當達爾文的進化論被用來佐證白種人的帝國主義侵略政策時，許多中國知識分子在靈魂深處曾為這樣的問題所困擾。這不只發生在中國，在日本，長岡半太郎（1865～1950，后來成為第一個在國際上出名的日本物理學家）也早在1883年進入東京大學之前，便曾考慮過這個問題。他經過仔細研究，認識到中國古哲學家如莊子（約公元前369～公元前286年）的深入的識見以后，才得出東方人同樣有能力研究現代科學的結論。

另外還有一種說法是，中國語言是科學思想發展的主要障礙。這種理論曾被推至極端，以致有人曾建議中國語言必須被廢除。自此可以看出中國知識分子當時的極度絕望的心理狀態。

1900～1950年：急速引進現代科學

標志中國真正開始引進現代科學的有下列三項事件：

1898年，京師大學堂（北京大學的前身）的成立；

1905年，科舉制度的廢止；

1896年到1898年間開始派遣學生東渡日本留學⑦。

到1907年，大約已有1萬名中國學生在日本留學。幾年后，留學浪潮蔓延至美國和歐洲。這些早期的留學生在出國前沒有機會接觸現代科學。到了外國以后，絕大多數沒有攻讀較高的學位。但是，就是這批學生才真正地開展了引進近代科學的工作：他們回國后，很多做了教師。而這些教師的學生們就有機會在出國前接觸到一些近代科學知識。到這些學生們去外國留學時，他們便有能力學習前沿的科學，取得碩士與博士的學位。

首批的中國物理學博士大多是在美國取得學位的。

上面講到，引進近代科學在中國是一個爭辯了幾百年才達到的決心。可是在下了決心以后，進度卻是驚人地快速。最早的三位中國理論物理學博士，他們都是我父親楊武之（1896～1973）的同代人。他們這一代在取得學位后都回國擔任教職，其中周培源和吳大猷兩位先生是我在昆明上大學和上研究院時（1938～1944）的老師。那幾年我在昆明學到的物理已能達到當時世界水平。譬如說，我那時念的場論比后來我在芝加哥大學念的場論要高深，而當時美國最好的物理系就在芝加哥大學。可見兩代先輩引進了足夠的近代科學知識，令我這代人可以在出國前便進入了研究的前沿！

1950～2000年：中國開始加入國際科技競賽

上面講到，這個世紀的頭50年，近代科學的精神與內容都急速地滲入中國，在中國社會產生了巨大的和歷史性的影響。但是在20世紀中葉以前，我們仍不能說近代科學在中國已經“本土化”了（用撒布若教授的觀念）。滲入的程度不夠，可見于下列各因素：

涉及科學的人數仍然不多；

涉及科學的層面仍然不多；

缺乏工業基礎支持研究與發展；

連年的戰禍：軍閥混戰，抗日戰爭和國共內戰等等，不能為研究工作提供一個穩定的社會、政治和經濟環境。

隨著1949年中華人民共和國的成立，這些因素都被一掃而清。“文化大革命”前的17年里（1949～1966年），中國的土地上有了驚人的發展。現代科學終于在中國“本土化”：數以百萬計的科學家和工程師被訓練出來，復雜的研究與發展架構被建設起來，巨大的科技成果完成了。

20世紀也目睹了中國人對自己的重新認識。上面說過，本世紀初，中國人對自己追求近代科學的能力有過懷疑。但是，今天中國人已相信近代科學并不只是白種人才能做的。這種信念的起因有很多因素，表3所列的種種成就當然是其一，但是還有其他的因素：日本利用科技發展驚人地成長為世界經濟強國；東方人在各種科技領域中獲得了許多燦爛的成就；在歐美院校里中國學生杰出的表現；這些都為這一影響深遠的自我重新估價扮演了重要的角色。

21世紀

概括說來，我們可以這樣總結：1600～1900年三個世紀里，儒家保守思想所產生的文化和知識方面的慣性抗拒了西方近代科學的引進。其中最后的60年里，先是英國，繼而其他歐洲列強，然后日本和美國都先后以現代武器欺凌落后的中國人。割地賠款之外，更留下了靈魂深處的心理創傷。只到最后忍無可忍的關頭，中國才在1900年真正開始引進西方近代科學。此后的進步卻是驚人的神速，所以在20世紀的后半葉，可以說近代科學已在中國“本土化”了。

那么下一個世紀又會怎樣呢？

要準確地預測未來的事情是不可能的。可是歷史長流卻必然有長遠的因素。下面列舉的中國社會特征。我相信將對下一世紀的中國科技發展起決定性的作用。

（甲）人口眾多的中國擁有千百萬極聰明的青年。只講一下我個人的經驗：我在中國念小學、中學和大學時，都曾有許多十分聰明的同學。如果能獲得適當的機會，相信他們里面很多位都會在科技領域中嶄露頭角。

（乙）儒家文化注重忠誠，注重家庭人倫關系，注重個人勤奮和忍耐，重視子女教育。這些文化特征曾經，而且將繼續，培養出一代又一代勤奮而有紀律的青年。（與此相反，西方文化，尤其是當代美國文化，不幸太不看重紀律，影響了青年教育，產生了嚴重的社會與經濟問題。）

（丙）儒家文化的保守性是中國三個世紀中抗拒吸取西方科學思想的最大原因。但是這種抗拒在今天已完全消失了。取而代之的是對科技重要性的全民共識。

（丁）自1978年起，中國經濟猛進，每年都有超過9%的增長。一些經濟學家相信中國將在2010年左右變成世界上國民生產總值最大的國家⑨。即使這個推測過于樂觀，中國也必會在那時成為世界工業強國之一。

也許有人會說中國將會有政治問題：領導更替的危機，意識形態的危機，貧富不均的危機，外交危機等等。不錯，無可避免很多這類問題都會發生。但是試看一下20世紀的中國：兩次大革命、軍閥混戰、日本入侵、朝鮮戰爭、災難性的“文化大革命”等等，都是大危機。可是這些危機沒有一個阻止了中國在這個世紀科技上的卓越飛躍。為什么？因為做科學工作其實并不困難⑩。必要的條件只是上面所講的四項，可以概括為才干、紀律、決心與經濟支援。中國在這個世紀已經具備了前三項條件，到了下一個世紀將四者俱備。

所以我的結論是，到了21世紀中葉，中國極可能成為一個世界級的科技強國。

注釋

① 見Francis Bacon,The New Organon and Related Writings,P.118(Library Arts Press,1960)。

② 見J.Needham and Collaborators,Science and Civilization in China,(Cambridge University Press,1954)。

③ 《自然哲學的數學原理》第3卷的標題是“世界系統”。

④ 見J.M.Keynes,Essays and Sketches in Biography(Meridian Books,N.Y.1956)。

⑤ 見劉鈍，《自然辯證法通訊》第8期，卷1,第52頁(1986年);第11期，卷3,第55頁(1989年);第13期，卷3,第42頁(1991年)。

⑥ 見N.Sivin,Science and Medicine in Chinese Hzstory in Heritage of China,ed.P.S.Ropp,P.164(University ofCalifornia Press,1990)。

⑦ 見姚蜀平，《中國留學運動初探》(預印本)。

⑧ 制作此表時，作者曾與張奠宙教授討論，并從他發表于《二十一世紀》第7期，第72頁(香港中文大學，1991年)的文章，以及從錢臨照教授、孟大中教授兩位的信件，取得不少有用的資料。

⑨ 見The Titan Stirs in the Economist,November 28,1992。

⑩ 徐光啟的三似三實說(見上文)已經道破了科學研究其實不難的真諦。

(本文原為作者1993年4月27日在香港大學演講的講稿。本刊據作者提供的文本發表。本刊發表時，經作者允許對*號句中史料數據作了校核。)

本文經授權轉載自微信公眾號“科學雜志1915”，刊載于1995年第47卷第1期《科學》雜志。

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