中世纪境遇中的科学技术

第二节 中世纪境遇中的科学技术

中世纪是一个封建神权统治时期，基督教成为全社会的统治思想。自公元6世纪开始到11世纪，史称欧洲的黑暗年代，自然科学的发展处于一种荒漠状态。基督教神学的主要任务是从理论上解释并论证“圣经”的绝对真理性，批驳各种异端邪说。但就是这一时期，阿拉伯人却因继承了希腊人遗留下的灿烂的科学文化知识，建立了文化发达、经济繁荣的阿拉伯帝国，一直持续到12世纪。中世纪科学技术水平发展，是西边不亮但东边亮的状况。从公元7世纪贞观年间开始的盛唐一直持续到17世纪的明末，中国的科学技术水平远远领先于欧洲，产生了推动近代科学的诞生以及人类文明发展的四大发明：造纸、火药、印刷术和指南针。关于此，马克思曾有过这样的论断，火药把封建社会的贵族骑士阶层炸得粉碎，指南针导致了地理大发现，帮助资产阶级拓宽了世界市场并建立了殖民地，印刷术变成新教传播的工具，成为科学复兴的手段，这三大发明预告了资本主义社会的到来。

5—12世纪，西欧各国的科学研究一直处于沉寂状态，经过漫漫长夜，直到中世纪后期，大约12世纪开始，才有了复苏。而这种科学研究的复苏，为近代自然科学革命作了一定的准备。随着资本主义在欧洲的萌芽与成长，新兴资产阶级要维护和发展其经济利益并从政治上逐渐取代封建统治，文艺复兴运动和宗教改革运动恰好使资产阶级建立起自己的精神武器，从而使人们的思想得到解放，当然也更有利于学术与文化的发展。哥白尼的“日心说”举起了科学“反叛”基督教神学的旗帜，从此逐渐摆脱神学统治，使自然科学走上独立发展的道路，为近代自然科学体系的最终确立提供了坚实的基础。

一、中世纪的科学：作为神学的科学

欧洲随着西罗马帝国于公元5世纪的最后解体形成了近代各个民族和封建国家。西罗马帝国的灭亡、基督教的产生和发展、柏拉图学院的封闭以及亚历山大图书馆的被毁，这一系列事件使得以古希腊为代表的古典文化衰落了。从公元5世纪到15世纪意大利文艺复兴的这段时间，史学家称之为中世纪。由于入侵的蛮族没有文字，没有自然科学，更由于基督教的扼杀和破坏，古希腊文明之火被熄灭。自公元5世纪到公元11世纪，欧洲一直处于黑暗时期。在这段黑暗时期，古希腊的科学和哲学之所以能够被保存下来，应该说基督教教会作出了不容忽视的贡献。

在西方历史上，罗马帝国的疆域曾经很庞大，帝国的西部自大西洋开始，东边到达波斯，北部到英国，南面延至地中海的南部。当时在所用的语言方面，帝国的东西部截然不同，东部地区使用拉丁语，而西部地区使用希腊语。所以，在行政管理上，罗马帝国也分裂为东西两大部分。后来，东罗马帝国改名为拜占庭帝国，希腊语被定为拜占庭的国语，希腊的文化在此得以延续，并发展为后来的拜占庭文化。公元5世纪，由于蛮族军队攻入罗马并进行了全城的大洗劫，西罗马帝国灭亡。到公元7世纪初期，运用希腊语写成了一批对古代世界而言最重要的科学著作，其中一些著作对中世纪以后，乃至文艺复兴时期的科学发展产生了深远影响。比方说，克劳迪乌斯·托勒密的《天文学大成》、古希腊医学集大成者盖伦的医学和生物科学方面的理论都对后世产生了深刻的影响。

在这一时期的希腊罗马世界里，基督教诞生、传播并取代了传统的神祇。到了公元313年，君士坦丁大帝授予基督教与其他宗教完全一样的法律地位，使其具有合法化，这就意味着基督教与其他传统宗教是平等的。到了4世纪末，基督教被定为国教后，政教合一，教会逐渐成为统治欧洲思想文化的政治力量。由于担心古希腊文化会对信仰产生颠覆影响，基督教视古希腊的科学和哲学为异端学术，对其进行扼杀和破坏。信徒坚信基督教才是能够提供真理体系的唯一的、真正的科学，而其他的学科，如哲学以及一般世俗的学问只是为受启示的基督教智慧作了准备而已。在这一期间，古希腊的学术被遗弃，成为论证神学的婢女，哲学被视为理解《圣经》的辅助手段。在中世纪的科学发展上，基督教的出现起的是负面效应。由于对信仰的追求，使当时的人们疏于对事物的专注研究，丧失了探索自然的热情。

随着柏拉图学园被封闭，亚历山大图书馆被烧毁，自然科学的发展在欧洲越来越被束缚。在宗教神学的禁锢下，自然科学不能违背圣经教义，成为论证神学的手段。亚里士多德的物理学、托勒密的宇宙模型后来都被经院哲学家用来论证神学自然观而取得了权威地位。11世纪以后，十字军东征，从东方带回了阿拉伯人所保存的古希腊自然哲学和科学著作及中国的四大发明。对古典文献的大翻译运动带来了欧洲学术的第一次复兴，使人们从蒙昧中苏醒。这时的欧洲出现了一批大学，成为学术活动的中心。早期的大学带有明显的行会特点，是指由教师和学生组成的行业协会，同11世纪以前的教会学校相比，是开放和自由的近代精神的代表。思想解放运动的先驱罗吉尔·培根反对迷信权威，推崇实验在认识自然界中的作用，成为近代实验科学的先驱。

从近代科学发展的整个历史过程来看，一个问题在科学史学界备受争论——中世纪的经院自然哲学到底对近代早期科学的发展作没作出一些有益的准备工作？近代科学与中世纪的科学之间确实有着内在的延续吗？对此，我们应该采用辩证的观点看问题。尽管当时学术界对于中世纪经院哲学基本是持否定态度，例如，伽利略在《关于两大世界体系的对话》一书中，借用辛普里丘的形象抨击经院自然哲学阻碍了新科学的建立。但是，经院自然哲学家关于运动学以及动力学方面的研究成果对17世纪物理学的研究内容和发展趋向都产生了一定的影响。在20世纪初，法国的史学家皮埃尔·迪昂在研究中世纪科学时，通过对中世纪手抄本的整理和挖掘，提出了关于中世纪科学与近代科学之间具有延续性的新观点。他认为，始于哥白尼，经过伽利略、开普勒、笛卡儿直到牛顿的科学革命，一定意义上是对14世纪中世纪大学提出的物理学和宇宙论观点的详细阐述和拓展。而与其相悖的观点是反对两者之间具有关联性和延续性，例如，著名的科学史学家亚历山大·柯瓦雷认为，近代早期科学尤其是17世纪的物理学虽然与中世纪的思想和概念有一些相似性，但在科学理论的范式上是不可通约的。

总体上，欧洲中世纪的自然科学的性质和近代自然科学的性质有着根本的区别，它具有浓厚的宗教色彩。正如卡普拉在《转折点—科学、社会、兴起中的新文化》一书中所言，中世纪的自然科学的基础是理性与信仰，它的主要目标就是理解事物的意义与重要性，而不是像近代以后的自然科学要预测事物的发展变化并控制自然。

在东方，中国封建社会的科学技术相对于欧洲而言，取得了一些可喜的成就。在农业生产技术和农学方面，由于农业是中国社会的经济基础，农业生产积累了丰富的经验并有很多发明创造。作为农业生产经验的总结，中国古代农书之多居世界首位。著名的如南北朝贾思勰的《齐民要术》、明代徐光启的《农政全书》。在医疗技术和医药学方面，西汉时期成书的《黄帝内经》是中医基础理论的代表作，其以脏腑经络、阴阳五行学说说明人体。东汉张仲景的《伤寒杂病论》奠定了临床辨证施治的基本原则。此后，隋朝有《诸病源候论》，金元有寒凉派、攻下派、补土派、滋阴派，明朝有温病学派等，它们分别从不同侧面对中医理论进行了补充和完善。同时，药学和方剂学也取得了卓越的成就，特别是采用天然动植物加工炮制，实践证明有独特疗效。其主要代表作有汉朝的《神农本草经》、唐朝的《新修本草》、孙思邈著的《千金方》、李时珍著的《本草纲目》等。在诊治上如脉诊、针灸等也独具特色。中医理论是以古代自然哲学为基础的，自成一体，充满唯物论和朴素辩证法思想，是一个不可多得的丰富宝库。在天文学和数学方面，由于天文历法工作的重要性，历代王朝都极为重视，设立政府机构由专人负责，天文学成为官府之学。中国古代天文观测仪器之先进，观测资料之丰富居于世界领先水平。历代编制的历法多达一百多种。中国宇宙论主要有盖天说、浑天说和宣夜说三大家。中国的数学侧重于实用而理论性不强，古称“算学”。汉代的《周髀算经》是现存最古老的数学著作；《九章算术》是中国数学的奠基式著作；三国时刘徽创立割圆术计算出圆周率的精确值；唐朝出现珠算，取代算筹。中国数学的发展在宋元时期达到高峰，出现了一大批著名的代数学家和代数学著作，达到了世界领先水平。

二、中世纪的技术：作为科学来源的技术

在欧洲的整个中世纪时期，技术在不断积累过程中有了进步。在11世纪或者更早一些的时期，德国、匈牙利等国家的铁矿业、铸造厂、玻璃厂和盐场都有了进步，这就为近代科学技术的发展打下了基础。这一时期的东方文明古国——中国，却形成独具一格的科学技术体系。

中国的封建社会自秦朝始（公元前221年）至清朝止（公元1911年），历时两千多年。在此期间科学技术缓慢发展，形成了具有民族特色的农、医、天、算四大经验科学和陶瓷、丝织、建筑三大技术，在许多方面取得光辉灿烂的成果，居于世界领先地位。在制陶技术方面，中国的制陶技术和制瓷技术发展至唐宋时已达到了炉火纯青的程度，出现了青瓷、白瓷、黑瓷、彩瓷等不同品种，成为艺术精品并出口到国外。中国养蚕和丝织技术的起源也很早，汉代即已达到很高水平。丝绸贸易形成了丝绸之路，促进了中外文化的交流。中国的建筑技术在秦代发明烧砖技术后经过汉代的发展，到唐代已成熟，形成了高超的技术和独特的风格，现今遗留下来的长城、宗教建筑、宫殿建筑等都是中华民族智慧的结晶。中国古代的四大发明——火药、指南针、印刷术、造纸术，对于世界文明，尤其是欧洲近代文明的兴起具有独特的贡献。指南针使航海事业得以发展，促进了地理大发现，为欧洲带来了观念革命和经济成果。火药帮助资本主义打开了市场，造纸术和印刷术促进了文艺复兴和宗教改革的思想解放运动。

欧洲的中世纪，由于农业技术及其生产工具得到不断的发展和改进，适应欧洲气候环境特点的犁壁，在11世纪出现，对它外形和功能的改进一直持续到18世纪末。希腊罗马的手工制陶技术，由于受到了伊斯兰国家和中国制陶工艺的影响，有了很大的进步。公元9世纪以后，欧洲社会的政治动荡基本结束，这一时期的冶金业有了上升的发展趋势，新的冶炼点和采矿点开始在罗马帝国疆域以外出现。在能源利用方面，煤炭取代了日益短缺的木材被运用于冶炼。由于武器和铁制工具的需要推动了冶铁技术的不断创新，配备水箱的新型熔炉出现，制铁业从这一时期开始走向专门化。在建筑方面，欧洲中世纪的教堂建筑是它比较突出的地方，大量气势恢弘的哥特式建筑出现，例如，科隆大教堂、巴黎圣母院、兰斯大教堂和米兰大教堂等。

如果说，欧洲中世纪的技术是科学发展的来源之一，那么就需要了解炼金术对化学学科的形成及发展的影响。由于炼金术士的目标是在具体的实验活动中获得利益，如制造贵金属等，所以尽管他们活动结果可以作科学解释，但是这种活动仍不属于科学。炼金术作为现代化学的雏形，它的起源最早可以追溯到公元1世纪的维托德谟克利特和佐息莫斯的著作中。工匠的传统和柏拉图在《蒂迈欧篇》中对物质的基本观点构成了炼金术的两个主要来源。早期的工匠在生产实践中，就已经开始逐渐懂得怎么样才能使金属的颜色和光泽发生变化。到希腊的亚历山大里亚，炼金术存在于当时的实用生活技术之中，它的目标是通过改变贱金属的特性而让它变成黄金。亚历山大里亚的炼金术士的实验，不仅提高了当时化学产业的工艺水平，而且发明了后来化学实验室常用的仪器设备，例如，熔炉、蒸馏器、烧杯、过滤器和加热锅等。炼金术在亚历山大里亚大约流行了300年，到公元292年罗马皇帝戴克里先下令烧毁了所有有关炼金术的书籍，至此炼金术走向衰落。中世纪的阿拉伯人重新让炼金术复活，当时最著名的炼金术士是贾比尔和拉兹。贾比尔认为，一切金属都是由两种物质：汞（即水）和硫（即火）按照一定比例化合而成的，这样就把定量分析的方法引入了炼金术的实验中。贾比尔的炼金术思想已经没有了早期炼金术的神秘主义成分。他的继承者拉兹进一步发展了贾比尔的组分理论，并在炼金术中添加了第三种组分，即盐。炼金术的三组分理论一直延续到了17世纪波义耳《怀疑的化学家》一书的出版，才宣告结束。所以说，真正的、科学的化学脱胎于古老的炼金术，但研究目的、性质却截然不同。作为化学学科奠基人的波义耳认为，化学不是用来制造贵金属或某种具有有用性的药物的经验技艺，而是一门科学或哲学的分支。

整个中世纪，欧洲社会经济形式是以封建庄园的自然经济为主。但随着科学技术的发展，社会生产力逐渐提高，欧洲出现了工场手工业。工场手工业是建立在手工劳动和手工工具基础之上的。从16世纪中叶至18世纪末叶，以分工协作为基础的工场手工业在欧洲居于统治地位，称为工场手工业时期。分工的结果是劳动工具越来越专门化，工具的特殊用途越来越多。这样就有利于劳动工具的简化、改进和多样化，由此促进了劳动生产率的提高，为机器产生准备了物质条件。