必修3：综合探究：破解“李约瑟难题”(
第三单元从人文精神之源到科学理性时代
第17课综合探究：破解“李约瑟难题”教案
一．【活动目标】
1．了解中国古代科技发展和西方近代科技发展的特点。
2．探讨中国古代传统科技没有出现科学技术革命和没有产生科学技术的原因，并结合生活实际指出这些原因在生活中的表现。
3．对比西方科学技术重分析和中国传统科学技术重综合的研究方式，结合学生的生活实际，探寻在现代科技发展中如何发挥这两种方式的优点，培养自己在国家富强与发展中的危机感和责任感。
二．【教材分析】
（一）．重点难点与疑点
1．教学重点：近代西方科学迅速发展的原因。
2．教学难点：结合明后期历史背景，分析晚明科技一度辉煌的原因。
3．教学疑点：15世纪后中国科技由盛转衰的原因。
（二）．教材解读
一、什么是“李约瑟难题”
1．中国古代科技生存环境及其发展的特点：
（1）生存环境：第一，半封闭的温带大陆性社会地理环境。由于中国古代文化系统从半封闭的大陆性地理环境中获得了比较完备的“隔绝机制”，而“隔绝机制”正是一个独立的古文化系统得以延续的先决条件。中国人一直认为自己的国度是世界的主体，形成了中国人富于尊严感的“自我意识”，铸造了中国人独具风格的世界观念和文化心理，影响了中国古代哲学、文学艺术和科学技术的发展。第二，农业型自然经济。汉人居信地区是湿润半湿润的大河大陆型，为我国先民从事精耕细作的农业生产提供了条件。中国很早就进入了以农业为主的农业社会，由此派生出中国文化的一系列特征，形成了大陆性农业民族平实、求安定的文化心理，影响了中国的社会结构、政治体制、对外政策和观念。第三，家国一体的宗法社会。以血缘为纽带的家国一体的宗法派生出社会心理，对血缘高度重视，对祖先顶礼膜拜，对传统极为尊重，“言必称三代”“法古”成为阻碍改革的巨大障碍。正是这些因素培育了中国人特定的社会心理，促进了中国古代文化的发展，也束缚了中国科技出现突破性的变革。
（2）特点：第一是中国古代科技具有很强的实用性，都是服务于生产并为统治所用。第二是大多是对生产经验的直接记载或对自然现象的直观描述，具有较强的经验性。第三是理论的技术化倾向严重，而这些技术又不具有开放性，没有转化为普遍的社会生产力。2．近代科学的形成及其特点：
哥白尼发表《天体运行论》，标志着近代科学革命的开始，牛顿力学体系形成标志着近代自然科学体系形成。西方近代科学二大特点：实验性和数学表达方式。实验性就是可以用实验的方式反复再现科学发现的成果，数学表达就是可以用代数式来说明成果的内容。这与中国古代传统科学技术形成绝然不同的特征。
3．西方近代科学与我国传统科学的本质差异。
在内容上，传统科学是以感性和经验成果为主，较少对事理和规律的探究，表现为较强的实用性，而近代科学是建立在对事事和规律的探究之上，表现为较为抽象的理论性。在方法上，近代自然科学与传统科学的差别就在于是否建立在科学实验的基础上。从表现形态上来，三个层次上都有差别：一是科学精神，二是科学知识，三是科学的应用。
4．什么是“李约瑟难题”。准确的表述是：中国古代在经验技术的发展水平上远远超过西方，但为什么近代科学却首先在西方诞生，而中国反而远远落在西方后面？
二、近代科学的晨光与传统科技的晚霞
中国科技落后的“两因论”
刘里远在《中西自然科学思想——中国古典自然科学思想与西方现代自然科学思想》（中国大地出版社1999年版）中认为，中国科技落后的根本原因是纯科学真空和连续性破坏（即“两因论”）。中国近两千年来越来越缺乏对纯科学的研究，许多处于领先的学科属于工匠文明，最终停止了。明朝已经表现出自然科学兴盛的迹象，但随之而来是伴随三次内战的三次外敌入侵，将现代文明的火种彻底淹灭了，明、清、民国到共和国，环环脱节。作者具体剖析了中国科技落后的八大原因：（一）以瓷器、纺织、造纸、火药、农业、建筑为例，阐述中国文明停止在工匠文明和经验文明；（二）缺乏持续性发展——中华文明之光淹没在战火硝烟中；（三）缺乏纯科学研究——中华文明终止于工匠文明；（四）缺乏专利与股份——技术发明的催化剂与保护神；（五）缺乏古希腊科学哲学思想；（六）缺乏交流与交通——科学是交流的产物；（七）缺乏让大多数普通人中的优秀人才发挥潜力的机制——平等机会与天才的随机产生；（八）缺乏解放普通劳动者的发明思想——技术发明的引擎。中国古代文明的特征主要是技术发明。而这些技术文明基本上都不是统治阶级有目的创造，而是普通民众的直接发明——工匠文明。没有系统理论和基础学科支撑的民间发明最终不能登上世界文明高速发展的跑道。总体来说，连续稳定的社会环境、让优秀人才脱颖而出的考试机制、刺激优秀人才从事发明创造的专利机制、让不同思想观念的人充分表达自己的机制，是发展的根本出路。
科学是否是普遍现象
吴国盛在论及科学是否是普遍现象时（《世纪之交话转折》，《科学》1999年第3期）指出，科学究竟是特定历史时期占支配地位的一种特定文化现象，还是伴随整个人类文明史的普遍现象？这是一个必须首先搞清楚的问题。由于秉承了现代主义设定的普遍主义的科学观，便会在研究非西方文化的科学时，出现极大的困惑。研究中国科学史的李约瑟是一个例子。在普遍主义（universalism）的科学观的激励下，李约瑟穷毕生精力去发掘中国文明中的科学因素，以致他惊奇的发现，在17世纪以前的中国，是一个科学极为先进，远远超出西方世界的国度。然而，耐人寻味的是李约瑟终究不得不面对现代中国科学非常落后的现实，并且提出了所谓的李约瑟难题：既然古代中国科学那么发达，为何没有发生16、17世纪的欧洲科学革命，以致从那以后就日益沦于落后？
这个难题本身是模糊不清的，正基于普遍主义的科学概念与近代科学革命之后特定的科学概念之间的某种混同，也与把历史看成一个可普遍化的因果链条有关。如果说中国古代有极度发达的科学，那么这里的“科学”就不能等同于现代意义上“科学”，因而很难说李约瑟难题是有意义的。如果有人问为什么梨树结不出挑子，人们就很难认为这是一个有意义的问题。
普遍主义科学观的种种困境，显示出人们对“科学”的理解陷入一个误区，即现代（近代）科学为自己设定的“普遍性”误区。事实上，现代科学必须被看成是西方文化的一个特定现象，它在数百年的“现代”（modern age）中占据西方文化的主流和核心位置，但它过去不是主流和核心，将来也不会永远是主流和核心。经过20世纪的发展，科学从中心地位跌落的日子，如果不是遥遥在望也是可以想见了。
中国古代科技由盛转衰的原因
姜铁军、李成刚在《军事历史》（1999年第3期）撰文分析中国古代科技由盛转衰的原因时认为，第一，中国封建社会自给自足的小农经济在封建社会末期严重地阻碍了科技的发展；第二，封建社会不断强化的中央集权统治对科技的束缚愈来愈严重；第三，重文轻技和
迷信落后思想阻碍了科技发展；第四，闭关锁国政策的推行，是中国科技走向落后的一个重要原因；第五，科技结构自身缺陷制约着中国科技的发展，中国古代科技过分强调实用性，很少理论探讨，没有严密的逻辑体系，科技的传播和发展是封闭的，以“祖传秘方”形式相传。
研究中国没有发展近代科学是徒劳的
美国的马绛（John S.Major）在《神话、宇宙观与中国科学的起源》（艾兰等主编《中国古代思维模式与阴阳五行说探源》，江苏古籍出版社1998年版）中认为，许多学者用了大量时间和文字去探讨（在本文作者看来是徒劳无功），为什么中国没有发展出近代科学。只有当我们对中国科学及其所由生的社会有了相当理解之后，才有可能得出有效的答案，甚至到那时提问的方式也会改变。尽管本文强调的是古代世界中广泛存在的一种用神话语言表达的大老宇宙观，但它有助于了解公元前四世纪左右西方学者如何大大改变了东西方曾经共同拥有的宇宙观，而使这两种不同文化的科学永远分道扬镳。古代希腊和中国神话都包含有共同的宇宙观概念。但是在公元前一千年从神话到自然哲学的转换，两个文化不同的宇宙神话导致了两个文化的自然科学建立在不同的理论基础之上。希腊观念以一个永恒的第一动因或外在的造物主为特点，所以希腊自然科学的动力就是去发现造物主设下的宇宙秩序的规律。中国的有机世界有宇宙演化论而不是第一动因或造物主，而且唯一的原则在功能上又等同于变易。所以中国自然哲学的主要动力是在系统内寻找有机联系，而任何外在的原因是很难设想的，从而导致中国对自然和谐与自然变化有深邃的哲学理解。但不幸的是对中国科学的未来，人们完全陷入宇宙的有机论的泥潭。因为一旦政治原则和道德价值开始被看作世界系统的不可或缺的部分，道的观念就妥协了，宇宙观不再是科学探索的基础，而成为统治阶级为其利益服务的工具。文艺复兴在科学上的巨大突破，部分是由于机械论在西方思想中处于中心地位，而机械论在中国不可能处于这样的地位。邹衍及其学派继承和改造的原则导致了中国有机论的科学和生态系统那样和谐有致的理想。
科学与技术、经验的关系
钱兆华的《科学·技术·经验——也谈“李约瑟难题”》（《大自然探索》1999年第2期）着重阐述了科学与技术之间的区别及其它们与经验之间的关系，同时还论述了经验技术和科学技术的不同本质特征。在此基础上，作者对争论不休的“李约瑟难题“进行了剖析。他认为，科学和技术是两个内涵完全不同的概念，不能混为一谈。由于科学与思维方式密切相关，因而它具有鲜明的文化特色，而技术则不然；以经验为基础的经验技术与以科学为基础的科学技术在许多方面都存在着重大差异。从以上三点出发，就不难对“李约瑟难题”进行分析。首先，李约瑟说“中国大约在16世纪前科学技术一直领先于西方”这句话就站不住脚。众所周知，在古代社会由于系统的实验方法还未出现，因此无论是西方还是中国，独立完整的科学体系都未形成，科学只是以自然哲学的形式出现的。而自然哲学从本质上讲是一种思辩知识，是一种自然观，根本不存在衡量谁是谁非，谁先进谁落后的客观标推。但从功效性出发，可以说位世纪前中国的技术领先于西方，这是因为评判技术的先进或落后，化或劣的共同标准是客观存在的。其次，为什么说近代科学技术诞生在西方面没有诞生在中国？这也要把科学和技术分开来讨论。西方近代科学在文艺复兴后一开始是以古希腊自然哲学的复归形式出现的，因此它是古希腊自然哲学的延续，它之所以中断了一千多年，完全是由于社会原因造成的。这就意味着，经过思想解放运动的文艺复兴的洗礼，近代科学的诞生是必然的到了19世纪，由于与科学结合在一起的西方技术在整个世界显示出了强大威力，因此它迫使我们中国人最终抛弃了我们传统的科学，而全盘接受了西方的科学。那么为什么近代技术设有诞生在中国，而且一向先进的中国技术为什么又突然落后了呢？技术有两个来源：经验和科学。西方的近代技术是以实证知识的科学作为基础的，它们之间的结合是由它们各自的本质所决定的。是一种必然趋势。近代中国既然没有出现实证知识的科学，当然也就不会出现
以它为基础的技术——科学技术。由于近代以来西方的科学技术是一种前生技术、多生技术、知识技术和突变技术，因而其发展速度明星呈加速趋势，这样一来，它在很短的时间里超过中国缓慢发展的传统经验技术，就不足为怪了。
数学对中西文化发展的影响
张维忠、倪明在《论数学对中西文化发展的影响》（《西北师大学报》1999年第2期）一文中，对中国古代未能形成真正的科学的问题作了探索。他们通过文对教学文化史的研究发现，由于中西文化传统的差异使得以《九章算术》为代表的中国古代数学与以《几何原本》为代表的西方数学存在明显的差异，并形成各自不同的特点。这种情况一个直接的结果是导致了中西不同的自然观。这是因为西方近代科学的产生是直接奠基在自然的数学化这一信念基础上的。其渊源可以追溯到古希腊的毕达哥拉斯、柏拉图以及伽利略、牛顿。事实上，这种思想在中国古代圣哲中也一直广泛存在着。如“道生一，一生二，二生三，三生万物”。然而这种毕达哥拉斯式的思想始终未能在中国产生出教学化的自然观，究其原因，主要是中国缺乏自然的数学化产生的三个前提：（１）西方文化中存在一位几何学家的上帝；（２）自然和人的分离，科学和形而上学的分离：（３）数学柏拉图主义的复兴。结果使牛顿式的教学化的自然观始终未能产生，这就使得古代中国教学的认识功能始终未能得到正确的认识。这样，尽管数学作为一门“实用技艺”在古代中国也得到了一定的发展，但这又始终被看成一种“济世之术”而未能登上大雅之堂。进而，又正由于数学的认识功能未能得到充分的发挥，“有机的自然观”就始终没有受到有力的冲击，而这又最终使中国未能产生近代科学。特别是，对自然界的研究始终只是停留于朴素的定性分析，没有能前进到精确的定量分析，从而也就未能形成真正意义上的科学。
中国传统科学思想的伟大贡献
蔡仲的《后现代科学与中国传统科学思想》（《科学技术与辩证法》1999年第3期）认为，后现代科学以怀特海的有机哲学为其理论基础：强调以“秩序”的观念代替“自然法则”、强调自然规律是一种进化习性产物、自然规律与社会法则的统一性、否认一个超自然的造物主、强调时间的不可逆性、有机的自决的因果观。与自然和睦相处的生态自然观、整体论的认识方法等，这些都是中国传统科学思想的特征。该文通过这种比较研究，想表明李约瑟的这样一种观点：中国传统科学思想的伟大贡献是通过恢复基于一切人类经验形式的人道主义准则，从而把西方世界从它陷入的机械唯物论以及唯科学主义的深渊中挽救出来。
东西文化差异的新视点
台湾周哲水在《世纪大预言——从台湾看东亚新思维》（风云时代出版股份有限公司1995年版）一书中，对东西文化的差异从外层文化及文化核心作了深刻的分析。他认为，东西方文化本质完全不一样，其根本差异据推论大概始自一万多年前。人类生理或人种的区分，是始自四万年前，而双方文化核心的差别，则可能是始自一万年前含有具体思维的文化期间。当时，东西方人类思维都是属于类似“具体运思”（Concrete Operations），各种概念乃起自反复试验并能对具体事物进行思考，所以表层文化有一大部分也相似雷同。不过，二者的思路方式，已朝向分歧途径。在西元前5000年以后，二者的文化元素，从遗存上已发现有明显差别。最主要的，中国偏向图纹图案和祖先崇拜，埃及则趋向图形图案和自然崇拜。各代表着远古时候不同的智慧思维方式。后来，人类心智再提升到类似“抽象运思”（Formal Operations），采用分析研究等方法，有办法循某种思维方式，譬如：数学模式，去探索抽象事物的境界。那时候，彼此的分歧也就更大了。于是，双方便在旧大陆的两端各建构起不同的文化世界。按照科学分析的角度来看，这二大文化的确存在着很大差异，包括二者的外层文化及文化核心。这种差异，不是程度的高度，而是本质上的迥然不同。基本上，双方的文化元素是不相合的（Not Compatible），其所发展出来的体内工具，例如：语文、脑功能等，均表现出互不相容的格调。于是，西方特有的大我文化元素与小我个人心像，产生出具
有化约式（Reduction）和推理式（Reasoning）的语文、数学等体内工具，进而产生出机械论的近代西方科学等，是属于西方起码一万多年传统的风貌。自史前原始社会开始，东西方就处于分歧方向的不同文化世界中。
从先秦矛盾律思想的角度看东西方思维方式的差异及其影响
林鸿伟的《从先秦矛盾律思想的角度看东西方思维方式的差异及其影响》（《哲学动态》1999年第3期）认为，逻辑思想是整个文明与科学的极其重要的理论基础。他在与西方思维方式比较后指出了东方思维方式的弱点。首先，东方思维方式通常不注意思维工具或手段的理性研究和系统锻造，而是注重工具的直接使用。西方思维则不同，他们固然注意术的研究，注意思维手段及其他手段运用的研究，但同时或更注重“学“的研究，即更注重工具的系统的锻造。正是这一特点，使得西方文明自亚里土多德逻辑学之后，产生出了自然科学、社会科学和思维科学。其次，东方思维方式在思维活动中往往表现出较强的功利主义，很少进行枯燥的纯理论研究。其功利主义太强，并和特定的政治伦理观点结合太紧密。而西方思维方式则相反。再次，东方思维方式中，更多地注意经验的简单总结和事物表面相似点的类比，而忽视了演绎和因果关系的探求、西方思维方式同样与之相反。二者显示了不同思维水平的深度和高度。最后，东方思维方式由于长期受封建专制统治的控制，往往注重于对占统治地位的思想的诠释，而缺乏理性的创新精神。西方思维方式表现出较多的冲破框框的创新精神，他们较少有以权威为当然依据的思维定势，而较多有对权威的怀疑和挑战精神。或许正是由于这一差别，使得西方的新科学层出不穷，而东方总是在西方的后面模仿学习。
关于李约瑟难题的“资本主义生产方式”
何光武的《中国传统思维与近代科学》（《苇草集》三联书店1999年版）一文，就中外学者对“李约瑟难题”的“资本主义生产方式”、“思维方式”、“长于实际应用而拙于抽象思维”的求解逐一作了评析，并提出自己的见解。他认为，关于近代科学的诞生和发展，可从其所需要的物质条件和思想条件两方面来加以考察。就其物质方面的条件而言，它首先亦必须要和某个社会阶级的利益密切结合在一起，也即说这个阶级本身的利益需要科学。其次，科学必须受到现存政治社会体制的尊重和鼓励，亦即现存的政治社会体制必须能够把大量的聪明才智吸引到科学事业上面来。其思想条件。首先是它在世界观上必须以对一切人和物一律平等并且一视同仁的普遍的、铁的法则作为其思想前提。其次是真正的知识必须是人们进行有意识的、有系统的、有目的的观察和实验所得出的结果，因此，它就不能以信仰和教条为准，而必须以经验的事实为准。再次是，由观察和实验所得的结果必须概括为一个数学模型。此外，还应追溯东西方源远流长的不同的文化背景。