五、解釋李約瑟之謎的新理論

對做學(xué)問來說，指出現(xiàn)有理論的不足只是第一步，更重要的是能否在總結(jié)現(xiàn)有理論的基礎(chǔ)之上提出一個能合理解釋同樣現(xiàn)象的新理論。中國在工業(yè)革命以后才落后于西方，這是大多數(shù)學(xué)者的共識，所以在研究這個問題之前必須首先理解“工業(yè)革命”究竟是什么。傳統(tǒng)的方法將“工業(yè)革命”定義為“蒸汽機的發(fā)明和使用，紡織工業(yè)的機械化以及鋼鐵的大量生產(chǎn)和使用”，但這只是我們所能看到的工業(yè)革命的表象，而不是其最本質(zhì)的特征。

（一）工業(yè)革命的本質(zhì)

18世紀中葉以后，西方技術(shù)變遷的速度加快，并且是以加速度的方式加快，一直到今天也沒有看到盡頭，也正因如此才會使中國在那么短的時間內(nèi)與西方產(chǎn)生那么大的技術(shù)差距。所以技術(shù)變遷的速度加快才是工業(yè)革命最重要的特性。如果工業(yè)革命只是紡織業(yè)的機械化、蒸汽機和鋼鐵的使用，那么在13世紀時中國紡織業(yè)的工業(yè)化程度已經(jīng)達到了相當高的水平，《天工開物》中有很多對此的詳細記載。如果當時中國的機械化水平再往前多走一步，那么結(jié)果也無非就是機械化水平停留在一個更高一點的層次，然后就停止在那里不動。如果英國在18世紀中葉以后只停留在紡織業(yè)的機械化、蒸汽機和鋼鐵的使用水平，沒有此后一系列的新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)——比如沒有后來在化工產(chǎn)業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)、航天產(chǎn)業(yè)和信息科技產(chǎn)業(yè)的一連串不斷的技術(shù)發(fā)明，那么中國就不會在短短100年的時間里從遙遙領(lǐng)先于西方變?yōu)檫h遠落后于西方。在公元元年的時候，歐洲與中國處于同一經(jīng)濟發(fā)展水平，中國在公元元年以后因為技術(shù)變遷速度加快，所以在收入水平和經(jīng)濟發(fā)展水平上領(lǐng)先于歐洲。在18世紀工業(yè)革命以前中國的技術(shù)變遷速度比歐洲快，并在8到12世紀期間有一個技術(shù)變遷的加速期，隨后中國技術(shù)變遷的速度減緩。歐洲的技術(shù)變遷速度在17世紀前比較慢，從17世紀開始不斷加速。當歐洲的技術(shù)變遷速度不斷加快時，中國依舊維持不變，以至于比較而言淪為貧窮落后的國家，與西方的差距越來越遠。如果要解釋工業(yè)革命為什么沒有發(fā)生在中國，就要解釋歐洲技術(shù)變遷速度加快的原因是什么。

（二）一些概念

·技術(shù)與“技術(shù)分布曲線” 首先我們需要了解技術(shù)的定義以及技術(shù)的發(fā)明機制。一般的研究往往把技術(shù)當做機器設(shè)備，但是經(jīng)濟學(xué)家通常認為技術(shù)是一種關(guān)于怎樣組織各種投入要素生產(chǎn)某種產(chǎn)品的知識。高水平的技術(shù)和低水平的技術(shù)，可以從投入和產(chǎn)出的關(guān)系進行定義。假設(shè)生產(chǎn)某種產(chǎn)品的投入包括資本、勞動和土地，可以使用各種不同的要素投入比例生產(chǎn)出相同價值的產(chǎn)品。在投入要素的價值相同的情況下，如果產(chǎn)出的價值更高，那么這種技術(shù)就是一種高水平的技術(shù)；反之則是一種低水平的技術(shù)。

可以用如下的方式來表示技術(shù)的概念：畫一條橫軸，橫軸的左邊較小，右邊較大，較小的代表技術(shù)水平較低，較大的代表技術(shù)水平較高。在橫軸之上有一些點，每個點都對應(yīng)一定水平的投入產(chǎn)出。例如有A、B兩點，A點是使用一個單位的成本，組織資本、勞動和土地來進行生產(chǎn)，對應(yīng)既定的產(chǎn)出；在B點，同樣通過一個單位的投入使用來組織生產(chǎn)，但是組織的方式和A點不同，產(chǎn)出既可能比A點多，也可能比A點少，還可能和A點的產(chǎn)出相同。把各種可能的投入組合方式都想出來，全部畫在圖上，可以使用一個分布來表示這些點的集合，這條分布的界線我們稱之為“技術(shù)分布曲線”。在分布曲線內(nèi)部的點都是在生產(chǎn)上可能的組合方式，而曲線外面的點是不可能的。

·發(fā)明與“發(fā)明可能性曲線” 發(fā)明是發(fā)現(xiàn)一種可能的要素的組合方式，這種要素組合方式的成本和現(xiàn)在的生產(chǎn)組合方式的成本是一樣的，但產(chǎn)出比現(xiàn)在更高。假定現(xiàn)在的技術(shù)是在A點，如果發(fā)現(xiàn)一個點C，它用相同的成本卻只能生產(chǎn)比A點更少的產(chǎn)出，那就可以把它舍棄掉，因為它不是發(fā)明。跟A點相比，只有類似于B點的點，才會算做是發(fā)明。由此我們可以定義“發(fā)明可能性曲線”。給定技術(shù)分布曲線，在現(xiàn)在采用的技術(shù)右邊面積中的每一點都是發(fā)明可能。例如，如果現(xiàn)在的技術(shù)在A點，那么A點右邊、技術(shù)分布曲線下邊的任何一個點都是發(fā)明可能。所謂“發(fā)明可能性曲線”就是把這些點組合起來，這些點本身的高低并沒有意義，因為生產(chǎn)率的高低只是相對于這條線上的生產(chǎn)率高低而言。

·發(fā)明的機制：“嘗試錯誤”（trying error） 通過“發(fā)明可能性曲線”可以理解發(fā)明的機制。發(fā)明的機制不管在前現(xiàn)代社會還是在現(xiàn)代社會都可稱為“嘗試錯誤”。例如，在前現(xiàn)代社會，一般是按照傳統(tǒng)的耕種方法進行耕種，假如有一天突然有一個農(nóng)民因為偷懶或其他原因沒有完全按照傳統(tǒng)的方法去耕種，在多數(shù)的情況下他的產(chǎn)出應(yīng)該比原來少。但是如果這個農(nóng)民在偷懶使用了其他方法之后，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)產(chǎn)出反而比原來多，那么第二年他就可能會按照“錯誤”的方法再做一次。如果再做一次的結(jié)果還是比原來的產(chǎn)量更多，那么這個農(nóng)民就“發(fā)明了一個新技術(shù)”。開始的時候這個農(nóng)民可能不愿意把自己的發(fā)現(xiàn)告訴別人，但是別人會一直奇怪為什么他的產(chǎn)出總是更多，就會去探聽，想方設(shè)法學(xué)到他的技術(shù)，于是這項技術(shù)就傳播開來。現(xiàn)代的技術(shù)發(fā)明方式與古代基本一致。比如曾任香港科技大學(xué)校長的朱經(jīng)武是研究超導(dǎo)材料的著名學(xué)者，他在實驗室里做出了多種能夠產(chǎn)生“高溫超導(dǎo)”特性的不同的材料組合。高溫超導(dǎo)材料的研制其實與農(nóng)民的發(fā)明方式一樣，就是使用嘗試錯誤的方法，把不同的材料組合都試一試，看哪一種組合制作出來的材料會具有超導(dǎo)的特性。

嘗試錯誤有兩種方式。在前現(xiàn)代社會里都是靠經(jīng)驗的方式，因為當時不管在中國還是在歐洲真正從事生產(chǎn)的是農(nóng)民和工人，士大夫基本不參加生產(chǎn)活動，正所謂“君子遠庖廚”，連殺生做飯都不能去做，更不要說下田種地了。在現(xiàn)代社會，嘗試錯誤主要靠科學(xué)家在實驗室里進行的可控試驗。可控實驗是以科學(xué)為指導(dǎo)的嘗試錯誤。雖然從機制上看兩者是相同的，但方式上有很大差別。因此嘗試錯誤是一個關(guān)于可能性的概念，就像買彩票，每張彩票都有一定的中獎概率。如果嘗試錯誤是一種概率，那么在技術(shù)可能性曲線圖上右邊的面積越大，做每一個嘗試時“中獎”的概率就會越大。

技術(shù)分布曲線可以往右邊移動，有幾個決定因素能夠?qū)е逻@種移動。第一個因素是個人的天賦。比如牛頓被蘋果砸中了頭可以發(fā)現(xiàn)萬有引力，但要換作一般人，可能只會抱怨一句或是感謝上帝送給他一個免費的水果。從個人的角度來看，發(fā)明的可能確實與個人的聰明才智密切相關(guān)。第二個因素是進行發(fā)明的材料。生產(chǎn)活動有一些前提，例如種田一定要發(fā)明耙子。如果社會里有鋼，就會用鋼來做耙子；如果沒有鋼，就只能使用木頭，等到后來社會出現(xiàn)了鋼這種材料，再改用鋼制作耙子。雖然此時耙子的形狀和功能還是和原來一樣，但這也是一種技術(shù)變遷，因為鋼耙使得社會的生產(chǎn)力水平大大提高了。第三個因素是科學(xué)知識。在現(xiàn)代化學(xué)沒有出現(xiàn)以前，很多人相信可以“點石成金”，但是無論怎樣也無法把石頭煉成黃金。現(xiàn)代科學(xué)知識告訴我們，只有從含有黃金成分的石頭當中才能提煉出黃金。在了解這一知識的情況下，就不會有人去提煉沒有金屬成分的石頭。因此，嘗試錯誤的次數(shù)同樣多，在有了科學(xué)知識以后，煉出金的概率就會較過去多出很多。

當人口達到一定規(guī)模以后，社會中具有不同天賦的人的分布情況應(yīng)該是一樣的：可能天才占1%，蠢材占1%，兩者之間的占98%，所以，人口數(shù)多的國家，天才的數(shù)量就多，在技術(shù)創(chuàng)新上就具有優(yōu)勢；同時，給定了人口總量，天才的數(shù)量就等于是給定。

（三）三個假說

根據(jù)以上對技術(shù)、技術(shù)發(fā)明和技術(shù)變遷的理解，現(xiàn)提出以下三個假說：

假說一：給定現(xiàn)有的技術(shù)水平和技術(shù)分布曲線，就可以決定現(xiàn)有的技術(shù)發(fā)明可能曲線。在給定發(fā)明可能性曲線的條件之下，嘗試錯誤的次數(shù)越多，發(fā)現(xiàn)新技術(shù)的可能性就越高。嘗試錯誤就像隨機抽取彩票一樣，每一張彩票都有一定的中獎可能性，每一個中獎的可能性都是一樣的，因此買10張彩票中獎的可能性就一定比買1張彩票中獎的可能性高。

假說二：給定嘗試錯誤的數(shù)量和技術(shù)分布曲線，如果現(xiàn)有的技術(shù)水平越高，那么發(fā)明新技術(shù)的可能性就越低。道理很簡單，因為給定技術(shù)分布曲線并給定嘗試錯誤的數(shù)量，現(xiàn)在的技術(shù)水平越高，發(fā)明可能性曲線下面的面積就越小，“中獎”的概率當然也就越小。仍舊使用買彩票的例子：假設(shè)頭獎只有1個，二等獎有100個，任何一張彩票中二等獎的可能性就是中頭獎可能性的100倍，因為數(shù)量多時面積比較大。

假說三：給定現(xiàn)有的技術(shù)水平和嘗試錯誤的數(shù)量，技術(shù)分布曲線越往右移動，發(fā)明可能性曲線下面所包含的面積就越大，發(fā)明新技術(shù)的可能性就越高。對自然界認識的加深是人類進步的關(guān)鍵，例如，“煉金術(shù)”曾在中世紀的歐洲大行其道，但幾百年上千年的時間過去了，卻依然沒有人能夠成功，當有了科學(xué)知識作為指導(dǎo)，可以有選擇地進行實驗，成功的概率就比沒有科學(xué)知識時大很多。同樣，發(fā)明所能夠使用的基礎(chǔ)材料物質(zhì)不同，發(fā)明的可能性也會有所不同。例如我們講到的鋼物質(zhì)還沒被發(fā)現(xiàn)的時候，鋼耙的發(fā)明就是無從進行的；但在鋼物質(zhì)作為一種基礎(chǔ)材料被發(fā)現(xiàn)之后，不僅鋼耙的發(fā)明成為可能，其他各種鋼制工具也都會陸續(xù)地被發(fā)明出來，于是整個技術(shù)分布曲線都向右移動了，發(fā)明可能性也因此大大增加。

將以上三個假說結(jié)合起來，我們現(xiàn)在就來逐個解釋一下李約瑟之謎所涉及的幾個問題。

（四）對李約瑟之謎的解釋

1．中國在前現(xiàn)代社會具有優(yōu)勢的原因

中國自古以來就是一個人口眾多的國家，因為中國良好的自然條件造成耕地的生產(chǎn)力一直高于西方，人的生存成本較低，人口繁衍也比較迅速。相反歐洲雖然也是人類文明的發(fā)源地之一，但氣候條件不適宜高產(chǎn)農(nóng)作物的生長，土地承載人口的能力比較低，所以在歷史上人口一直遠少于中國。

在前現(xiàn)代社會里，技術(shù)創(chuàng)新主要來自工人和農(nóng)民的經(jīng)驗性嘗試錯誤。在人口較多時，參加勞動的農(nóng)民和工人的數(shù)量也會較多，發(fā)明新技術(shù)的概率也就相對較大。當時的技術(shù)主要來自于經(jīng)驗的積累，然后一代一代地延續(xù)下去。所以中國有句古話叫“不聽老人言，吃虧在眼前”，就是教育年輕人要遵從老一輩的傳統(tǒng)做法，否則就會因犯錯而受到懲罰。但是在傳統(tǒng)的做法中偶爾也會有創(chuàng)新，就像前面講過的那樣，一個偶然的“嘗試錯誤”發(fā)現(xiàn)了一個可以提高生產(chǎn)力的好方法，之后就推廣開來。不管在東方還是西方，在前現(xiàn)代社會都是依靠經(jīng)驗試錯的方式來進行技術(shù)發(fā)明，在這種情況下人多就是一種優(yōu)勢，因為人多能夠進行嘗試錯誤的數(shù)量就多，技術(shù)發(fā)明的概率也就更大。不僅中國是如此，大多數(shù)文明古國，如尼羅河流域的古埃及、兩河流域的古巴比倫、印度河流域的古印度等，都是人口稠密并且勞動力數(shù)量龐大，才使得這些地區(qū)的技術(shù)進步有更廣闊的基礎(chǔ)，從而創(chuàng)造了偉大的文明。

2．8—12世紀中國的技術(shù)創(chuàng)新加速的原因

在公元8—12世紀，中國技術(shù)創(chuàng)新曾一度不斷加快，最主要的原因就是北方少數(shù)民族的入侵，導(dǎo)致經(jīng)濟重心南遷，人口大量南移。南方與北方相比較，同樣有3—11月的雨季與陽光，但是北方比南方降雨少，所以北方的糧食作物以小麥、高粱和谷物為主，南方則是以水稻為主。人口遷移到南方以后，以高產(chǎn)的水稻作為主要的糧食作物，生產(chǎn)力水平得到提高。生產(chǎn)力水平提高的前提是必須有合適的工具，但是北方帶來的工具并不適合南方的環(huán)境。北方的主要勞動工具是像豬八戒拿的那種耙子，但耙子不適用于南方水田，必須把耙子改進為鋤頭，這一改進本身就是一個技術(shù)變遷的過程。同樣的情形，北方的交通工具以馬車為主，到了南方則需要改進為乘船，所以與船相關(guān)的一系列技術(shù)就相繼出現(xiàn)。生產(chǎn)力水平較高的地方，給技術(shù)變遷也提供了更為廣闊的空間。對于給定的技術(shù)分布曲線，由于南方的陽光、水、土質(zhì)等環(huán)境條件提供了較高生產(chǎn)力水平的可能性，技術(shù)分布曲線向右移，所以不斷有新技術(shù)涌現(xiàn)。

在8—12世紀，由于人口自北向南的遷移，南北自然環(huán)境的差異使得人口遷移到南方之后技術(shù)分布曲線往右移動，但是由人口遷移引起的技術(shù)分布曲線移動不可能永遠持續(xù)進行下去，因此在出現(xiàn)一段時間的加速期后，技術(shù)發(fā)明的速度就會不斷減緩，出現(xiàn)第二個假說的情況：隨著生產(chǎn)力水平和技術(shù)水平的不斷提高，在給定技術(shù)分布曲線的情況下，右邊的面積越來越小，達到一定程度以后，即使人口和嘗試錯誤的數(shù)量還在增加，技術(shù)發(fā)明的速度也會放慢。當然，如果人口減少，技術(shù)發(fā)明的速度同樣會放慢，因為人口減少意味著發(fā)明新技術(shù)的嘗試錯誤次數(shù)減少。在歷史上的8—12世紀以后，中國有時人口增加，有時人口減少，但是技術(shù)變遷的速度再也沒有加快過。

3．中國在現(xiàn)代落后于歐洲的原因

在前現(xiàn)代社會，歐洲與中國比較起來，人口少是一個劣勢，所以歐洲技術(shù)變遷的速度一直慢于中國。中國在技術(shù)上領(lǐng)先于西方，新的技術(shù)以及產(chǎn)品通過絲綢之路和海洋航線之上的商貿(mào)往來不斷傳往西方，引起了西方人的羨慕。18世紀以后，歐洲出現(xiàn)了工業(yè)革命。工業(yè)革命的特征包括紡織機器、蒸汽機以及鋼鐵的使用，但最重要的特征是技術(shù)變遷的速度加快。技術(shù)變遷的速度能夠不斷加快，是因為經(jīng)驗的重要性已為實驗所取代。在前現(xiàn)代社會，經(jīng)驗主要是生產(chǎn)的副產(chǎn)品，農(nóng)民通過偶然的試錯發(fā)明新技術(shù)。到了18世紀，試錯變?yōu)橥ㄟ^主動的實驗來進行，一個科學(xué)家在實驗室里一年所能做的嘗試錯誤數(shù)量，可能是幾千個工人和農(nóng)民一輩子嘗試錯誤的總和。在這種情況之下，人口的數(shù)量就變得不再重要。如果有意去支持實驗，即使人口很少，也可以通過密集的實驗來增加發(fā)明技術(shù)的可能性。在工業(yè)革命的前后，由于經(jīng)驗型的技術(shù)發(fā)明轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶒炐偷募夹g(shù)發(fā)明，歐洲嘗試錯誤的數(shù)量突然間迅猛增加，技術(shù)發(fā)明的速度也就隨之不斷加快，遠遠超過了中國和其他地區(qū)的技術(shù)進步水平。但是按照上面第二個假設(shè)的說法，在技術(shù)發(fā)明的速度加快到一定程度之后，由于技術(shù)水平不斷提高，就會造成發(fā)明可能的空間越來越小，從而出現(xiàn)發(fā)明新技術(shù)的瓶頸。但是歐洲人在遭遇到發(fā)明瓶頸后，能夠在基礎(chǔ)科學(xué)上大力投資，增加了對自然界的了解，于是技術(shù)分布曲線右移，技術(shù)發(fā)明的可能空間又再度擴大。如此循環(huán)往復(fù)，加速的技術(shù)發(fā)明就得以持續(xù)下去。在18世紀，科學(xué)對于技術(shù)進步的作用曾引起過科技史上的爭論，例如瓦特發(fā)明了蒸汽機，但瓦特并不是知識分子，而只是在實驗室里幫教授做實驗的工人。到了19世紀以后，科學(xué)對于技術(shù)進步的作用才有了定論，幾乎所有的新技術(shù)發(fā)明都要依靠科學(xué)知識進步。科學(xué)增進了人們對自然界特性的理解，給新技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)造了很大的空間。

中國會在很短的時間內(nèi)落后于西方，最直接的原因是西方的工業(yè)革命，但更為重要的原因是西方在18世紀和19世紀以后，每當遇到技術(shù)發(fā)明瓶頸的時候，可以通過對基礎(chǔ)科學(xué)進行投資的方式來克服這種瓶頸，使技術(shù)發(fā)明可能曲線不斷右移，開發(fā)出新的技術(shù)發(fā)明空間。這一切之所以成為可能，前提就是西方在15、16世紀的時候出現(xiàn)了科學(xué)革命。因此要尋找中國為什么沒有出現(xiàn)工業(yè)革命的原因，關(guān)鍵不在于了解中國為什么沒有出現(xiàn)工業(yè)革命這一問題本身，而是要回答中國為什么沒有出現(xiàn)科學(xué)革命。

（五）為什么科學(xué)革命沒有發(fā)生在中國

要弄清楚中國為什么沒有出現(xiàn)科學(xué)革命，首先要從原始科學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)之間的區(qū)別出發(fā)來進行研究。

科學(xué)的定義很簡單，它是對自然現(xiàn)象的一種系統(tǒng)性的知識，它的發(fā)現(xiàn)機制與技術(shù)的發(fā)明是一樣的。科學(xué)革命不是內(nèi)容的革命，因為在科學(xué)革命之前就存在有原始科學(xué)，原始科學(xué)與現(xiàn)代的科學(xué)都是一套對自然界現(xiàn)象的系統(tǒng)解釋。例如，亞里士多德除了是哲學(xué)家，還是一個科學(xué)家，他對自然現(xiàn)象提出過系統(tǒng)性的解釋，例如“四元素”說就認為任何物質(zhì)都是由四種元素組成的，中國也存在類似的“五行說”，認為世間萬物都是由金、木、水、火、土五種物質(zhì)組成的。在古代還有一個關(guān)于老鼠來源的解釋，只要在箱子里裝上布，然后放在床鋪底下就會生出老鼠來。這是一個假說，當然現(xiàn)在知道，老鼠跟人一樣是由父母生育出來的，但當時人們不了解這一背后原因，只憑借對自然現(xiàn)象的好奇，加上長時期的觀察，再通過自行的總結(jié)歸納，就能夠得出一個看似正確的結(jié)論，提出一套假說。比如床下的箱子里能生出老鼠，雖然現(xiàn)在來看這種提法是荒謬的，但就單純的現(xiàn)象來看，仍具有一定的解釋力，因為箱子放在床底下就總能有老鼠出現(xiàn)。

當然現(xiàn)代科學(xué)與傳統(tǒng)科學(xué)是有很大差別的，雖然作為一套系統(tǒng)的知識來解釋自然界，它們并沒有本質(zhì)上的差異。兩者的不同之處在于：第一，現(xiàn)代科學(xué)使用數(shù)學(xué)模型來表述關(guān)于自然界現(xiàn)象的假說；第二，現(xiàn)代科學(xué)使用可控制實驗或可復(fù)制的實驗的方式來檢驗假說的真實性。傳統(tǒng)科學(xué)與現(xiàn)代科學(xué)最大的不同之處在于方法論的進步，這種進步主要表現(xiàn)在：第一，使用數(shù)學(xué)模型來表達對自然界現(xiàn)象的理解，比其他方式更為準確；第二，有利于知識在時間和空間過程中的傳播。例如，中國的“陰陽五行”理論就讓人難以理解，因為金、木、水、火、土的具體所指實在令人難以捉摸。比如說一個人“火氣很大”，但是身體沒有冒煙，哪里會有“火氣”？所以對于“陰陽五行”會有各種不同的解釋，這樣就不利于思想和概念的傳播。孔子講五十學(xué)《易》能知天命，但是《易經(jīng)》內(nèi)容的解釋實在是五花八門。又如《道德經(jīng)》里“玄之又玄，眾妙之門”一句，一種解釋是“又深邃又幽暗是了解各種道理的最根本的辦法”，這樣的解釋等于沒有解釋。如果使用數(shù)學(xué)的方式，理論和概念的理解就會簡單明了，因為數(shù)學(xué)符號的含義一清二楚，不會發(fā)生變化。另外，在文字的翻譯過程中總會產(chǎn)生一些問題，難以做到嚴復(fù)先生所講的“信”、“達”、“雅”，即使是最低的“信”的程度有時也難以達到，因為譯者可能也會有理解的錯誤。語言的理解需要有文化背景，每個民族的文字都帶有本民族文化的烙印，即使在同一語言體系當中，不同時代的詞也有不同的含義，所以，使用自然語言不利于知識在不同時代、不同國家之間的傳播，使用數(shù)學(xué)語言則可以克服這些問題，更利于知識的傳播。

方法論的革命非常重要，工業(yè)革命和科學(xué)革命本身也是一場方法論的革命。科學(xué)革命對工業(yè)革命有兩個方面的貢獻：第一是在方法論上的貢獻，以可控制實驗作為試錯的方法和手段；第二就是推動分布曲線往右移。到了15、16世紀以后，以實驗來試錯的方法逐漸得到普及。更為重要的是，利用可控制實驗發(fā)明新技術(shù)在遭遇到瓶頸時，可以通過基礎(chǔ)研究增進對自然的了解，從而使技術(shù)分布曲線向右移動，因此在歐洲出現(xiàn)工業(yè)革命以后，技術(shù)變遷的速度才能得以不斷加快。

科學(xué)革命是方法論的革命，方法論本身也是一種技術(shù)，想去掌握這種技術(shù)的一定是那些對自然現(xiàn)象感到好奇的人，他們有這種愿望去找到一個比較好的方法來解釋自然現(xiàn)象。在西方，科學(xué)革命是數(shù)學(xué)與可控制實驗的結(jié)合，最初只是對自然現(xiàn)象有好奇心的人偶然將它們結(jié)合在一起，他們發(fā)現(xiàn)使用數(shù)學(xué)模型，可以把規(guī)律更清楚地描述出來，并且使知識變得更易于傳播，同時，用可控制實驗可以很快地把可以接受的解釋和錯誤的不可接受的解釋分開。

有好奇心的人在社會中服從人口的正態(tài)分布，也許就是正態(tài)分布右邊那很小的百分之一或者千分之一，他們在不同的社會中有一定的比例。中國的人多，有好奇心的人自然也多，中國人并非不會使用數(shù)學(xué)，也并非天生就不會進行可控制實驗，那為什么中國眾多有好奇心的天才沒有發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型和可控制實驗這種可以較好地滿足他們的好奇心的新方法呢？

根據(jù)李約瑟的解釋，中國是官僚體制，歐洲是封建貴族體制。封建貴族體制比較有利于重商主義的價值觀的培養(yǎng)，隨著封建貴族體制的崩潰，就出現(xiàn)了資本主義與現(xiàn)代科學(xué)。李約瑟并不是一個很好的經(jīng)濟學(xué)家或者歷史學(xué)家，他只是羅列現(xiàn)象，在解釋現(xiàn)象的時候缺乏邏輯性。李約瑟認為中國的封建社會不利于重商主義的出現(xiàn)，是因為儒家文化是按照“士、農(nóng)、工、商”的地位排列，商被排在最后。而且從歷代官方的文件看，商人不能夠參加“舉孝廉”和科舉考試，也就不能夠做官。但是實際上，從唐朝開始，商人就可以參加科舉，甚至可以買官。中國傳統(tǒng)工商業(yè)在春秋戰(zhàn)國時代就已經(jīng)非常發(fā)達，所以才有范蠡的“三聚其財三散之”。即使后來漢武帝接受董仲舒“罷黜百家，獨尊儒術(shù)”的建議，商人階級也沒有完全被壓制下去，至少在明代的時候工商資本依然非常發(fā)達，而且有很多研究認為，明朝時中國已經(jīng)出現(xiàn)了資本主義萌芽。歐洲封建體系的崩潰是在14、15世紀以后，因此至少在14、15世紀的時候，中國的“資本主義”不會比西方的“資本主義”差。

另有一些人認為，英國之所以出現(xiàn)工業(yè)革命是因為有專利、產(chǎn)權(quán)的保護等。既然科學(xué)革命決定工業(yè)革命，而科學(xué)革命又發(fā)生在工業(yè)革命之前，那就要從歐洲當時科學(xué)革命發(fā)生時的狀況進行分析，而不能以現(xiàn)在的標準去衡量過去。四百年前中國沒有的制度，西方國家也不一定會有。例如，現(xiàn)在經(jīng)常講產(chǎn)權(quán)很重要，但是15世紀出現(xiàn)科學(xué)革命的時候，西方并沒有完善的產(chǎn)權(quán)保護，那時候的研究完全是出于好奇心而沒有商業(yè)動機，研究的成果也基本上都是公共知識。所以，商業(yè)價值也不能夠解釋科學(xué)革命為什么發(fā)生的原因。

在國內(nèi)外還有一種比較流行的觀點，認為中國在歷史上就是一個大一統(tǒng)的國家，大一統(tǒng)的環(huán)境缺少競爭，而西方則分成很多小國，小國多了有利于競爭。競爭會產(chǎn)生壓力，壓力能夠轉(zhuǎn)化為促進技術(shù)進步的動力，因此西方的技術(shù)進步速度就比較快。現(xiàn)代社會也是如此，在美蘇爭霸時期，由于兩國競爭十分激烈，美國和蘇聯(lián)都在科技上、尤其是航天技術(shù)和軍事工業(yè)技術(shù)上進行了大量投資。我們需要對這種觀點進行仔細的分析。

第一，中國雖然是大一統(tǒng)，但是在思想控制上不一定比歐洲更嚴格，因為歐洲在宗教上是統(tǒng)一的，對自然界的理解來自于宗教。在當時的歐洲，如果有人提出與正統(tǒng)宗教思想相悖的理論，就會被視為宗教異端而被判處死刑，但在中國并沒有出現(xiàn)類似的宗教迫害現(xiàn)象。雖然中國歷史上也有過秦始皇的“焚書坑儒”，但在這以后就沒有再發(fā)生過類似的事情。在自然探索方面，政府基本是放任不管的態(tài)度，即使對自然界的解釋與主流學(xué)說不同，也沒有被燒死的危險。因此，大一統(tǒng)的政治氛圍至少在思想方面，不會成為進行自然探索的阻力。

第二，國家競爭并不一定是促進科學(xué)發(fā)展的決定因素。即使在現(xiàn)代社會遇到技術(shù)瓶頸，如果不對基礎(chǔ)科學(xué)做出研究，也沒有辦法打破瓶頸。而三百年前，更不會有哪一個國家為了打破技術(shù)瓶頸和國家強盛，就去投資基礎(chǔ)科學(xué)研究，因為當時把科學(xué)知識轉(zhuǎn)化為技術(shù)要滯后兩三百年。當時對科學(xué)的投資，并不是像現(xiàn)在的人所理解的為了國家的強盛。

第三，科學(xué)研究需要經(jīng)費，大國顯然可以拿出更多的資金支持科學(xué)研究。中國在宋代就曾經(jīng)由國家出資制造使用水來驅(qū)動的時鐘。當然，這種由大一統(tǒng)的國家政府出資研究的概率較小，但還有很多富有的家族或者王公貴族也有可能支持科學(xué)研究。但是，中國的富有家族并不像有些歐洲貴族那樣支持科學(xué)研究。

因此，國家競爭理論在現(xiàn)代可能有一定的解釋力，但在500年之前基本行不通。下面，將給出一個新的解釋。

既然好奇心是與生俱來的，中國人口多，有好奇心的人就多，在技術(shù)創(chuàng)新上取得發(fā)現(xiàn)的概率就比較大。但是中國沒有出現(xiàn)科學(xué)革命，主要的原因是雖然好奇心是與生俱來的，但是使用數(shù)學(xué)與做可控制實驗卻需要后天學(xué)習(xí)。在前現(xiàn)代的中國，有好奇心的人因為以下所要討論的科舉制度，沒有積極性去學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)與可控制實驗，從而導(dǎo)致在數(shù)學(xué)與可控制實驗上的人力資本投資不足，科學(xué)革命就無法產(chǎn)生。相對而言，歐洲有好奇心的人對于數(shù)學(xué)與可控制實驗有比較高的積極性，因為歐洲的政治體制和官僚選拔體系與中國不同。歐洲的封建貴族采用的是繼承制，如果父親是貴族，兒子就是貴族，所以，歐洲有好奇心的人數(shù)可能比中國少，但是，有好奇心又學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)和可控制實驗的人反而比中國多得多，從而導(dǎo)致了科學(xué)革命在歐洲發(fā)生而沒有在中國發(fā)生。

在秦朝以前中國和歐洲國家一樣是封建社會，但是，是從秦朝開始廢除封建貴族，設(shè)立郡縣，地方官員都由中央政府委派，以后的朝代都是沿用秦朝的制度。隋朝以來，官員通過科舉制度進行選拔。宋朝以后，科舉考試的教科書指定為“四書五經(jīng)”。在古代對于科舉的評價是“萬般皆下品，唯有讀書高”，因為當時做官的投資回報率最高，所謂“書中自有黃金屋，書中自有千鐘粟”，而且還可以光宗耀祖。在這種狀況之下，任何有聰明才智的人都會為科舉的物質(zhì)回報所吸引，熱衷于參加科舉考試。聰明人不一定有好奇心，但是有好奇心、懂得去觀察發(fā)現(xiàn)并能總結(jié)出科學(xué)理論的人卻一定是聰明的人。人的行為方式會受到激勵機制的高度影響，對于這些有著聰明才智的人來說，參加科舉考試獲得加官晉爵無疑是投資回報率最高的行為，因此當然會被科舉考試所吸引。對于科學(xué)技術(shù)，即使他們有心研究，也不會有多少時間。宋朝以后，四書五經(jīng)是標準的科考教科書，有人做過統(tǒng)計，僅僅是四書五經(jīng)的字數(shù)之和就有四十多萬，如果要把這四十多萬字倒背如流，假設(shè)每天背兩百字，而且背完以后不會忘記，也需要六年多的時間才能夠完成。此外，還要讀史書，學(xué)作詩和作八股文，所有這些至少要花上十年的時間，所以叫“十年寒窗”，比現(xiàn)在讀書要辛苦得多。

就算有考生一朝得中，還要一層一層地爬官階，并且必須按照官僚階層的考核標準要求自我。考核標準就是四書五經(jīng)里所灌輸?shù)膬r值標準與理論體系。這成為解釋中國歷史的一個謎，即在信息與監(jiān)控手段非常落后的古代，皇帝是如何控制全國的官僚并維持國家的穩(wěn)定。中國的統(tǒng)一與秦朝以后的官僚體系有很大的關(guān)系。在秦朝以前，中國的統(tǒng)治者確實與歐洲的國王一樣沒有控制力，所以才會出現(xiàn)春秋戰(zhàn)國時的局面。但自秦朝以后，這樣的現(xiàn)象就再也沒有發(fā)生，因為科舉制度為那些既聰明又有野心的人進入官僚體系提供了一個機會。如果可以通過正常的手段成為統(tǒng)治階級的一部分，他們就不用造反。所以各個朝代都依靠科舉不斷吸收社會當中有能力又有抱負的人進入官僚體系，使其不必造反就可以成為統(tǒng)治階級。既然社會里有能力的人都被吸收到統(tǒng)治階層，統(tǒng)治階層當然就會比較穩(wěn)定。這與歐洲的制度不同，歐洲沒有文官體系，貴族都是世襲的。到了宋朝以后，通過科舉考試前四書五經(jīng)的價值灌輸，儒家哲學(xué)“君君臣臣父父子子”的思想被內(nèi)化為個人的價值觀體系。如果臣子不忠于皇帝，就會有極大的罪惡感，因為他從小就是在這套價值體系里被教育長大。同時，整個社會也是以儒家的價值標準作為道德標準。黃仁宇的《萬歷十五年》是了解中國古代政治社會體系的一本好書。書中寫到張居正是明神宗時候的內(nèi)閣首輔，推動變法革新，但是他的母親去世后，按照中國的儒家傳統(tǒng)文化，他必須辭官“丁憂三年”。當時張居正的改革大業(yè)正處在關(guān)鍵時期，如果他辭官“丁憂三年”，改革大業(yè)可能就會夭折，所以張居正本人不太愿意離開，明神宗也不太愿意讓他走。但是當時就有一些言官因此將他彈劾。皇帝的權(quán)位來自官員對儒家倫理價值體系的遵守，如果連內(nèi)閣首輔都不遵守這個體系，就是鼓勵對皇帝的不忠，從而動搖國家的根基。可見，在傳統(tǒng)社會中央政府的統(tǒng)治成本特別低，因為整個社會都有一套統(tǒng)一的價值觀念。這是中國古代能夠長期維持大一統(tǒng)的重要原因。

在科考制度實行初期，考試的科目也曾包括數(shù)學(xué)。但是皇帝很快發(fā)現(xiàn)，考數(shù)學(xué)對于維持自己的統(tǒng)治沒有什么幫助，所以就在后來把數(shù)學(xué)考試取消掉了。明代宋應(yīng)星的《天工開物》是中國科技史上非常重要的著作。在《天工開物》的序言中，宋應(yīng)星寫到，聰明而又有抱負的人是不應(yīng)該讀這本書的，因為讀這本書對于科舉沒有幫助。每個人的時間有限，在學(xué)四書五經(jīng)的同時難以兼顧數(shù)學(xué)和可控制實驗。即使有一些聰明的人，可能分心進行科學(xué)觀察，但是由于缺乏數(shù)學(xué)工具，也難以產(chǎn)生科學(xué)革命。例如，王陽明有一首詩，“山高月遠覺月小，便道此山大于月。若人有眼大如天，還道山高月更闊。”這是一種觀察，從現(xiàn)代科學(xué)來看也是對的，但他不可能發(fā)展出一套科學(xué)體系，因為他缺乏適當?shù)臄?shù)學(xué)工具。

一個在特定的技術(shù)和物質(zhì)條件下顯得優(yōu)越的制度，在其他條件下可能會成為社會進步的障礙。這也就是經(jīng)濟學(xué)里所說的制度障礙。當然，在信息手段非常有限、監(jiān)測成本非常高的年代，科舉制度本身是一個非常卓越的制度安排，它讓那些有野心有抱負的人，可以通過自己的努力進入官場。科舉制度有一個考核的客觀標準，因此相對來說是公平的，是客觀的。它讓那些有能力的人不斷進入到官僚體系，維持官僚體系的活力。如果有能力的人不造反，那么國家就很安定，就能維持著大一統(tǒng)。這與過去中國的繁榮和中華文明的鼎盛有很大的關(guān)系。但是，它的優(yōu)越性只局限在技術(shù)創(chuàng)新都是依靠經(jīng)驗來發(fā)明的時候。到了需要科學(xué)實驗發(fā)揮作用的時候，科舉制度便開始妨礙新發(fā)明的產(chǎn)生和科學(xué)技術(shù)的進步。

還有一個相關(guān)的命題，因為是韋伯提出的，所以叫韋伯疑問，與前面分析的李約瑟之謎有共通之處。按照韋伯的研究，中國在明朝就已經(jīng)出現(xiàn)了資本主義的萌芽，于是他就問：為什么資本主義在中國很早就出現(xiàn)了萌芽，但是中國最終并沒有進入到資本主義社會？其實仔細思考以后就會發(fā)現(xiàn)，問題的關(guān)鍵還是在于沒有科學(xué)革命，沒有科學(xué)革命也就不會出現(xiàn)工業(yè)革命。中國在8世紀到12世紀期間，技術(shù)變遷速度非常快，但之后技術(shù)就基本處于停滯狀態(tài)。在技術(shù)處于停滯狀態(tài)的狀況之下，資本就沒有辦法深化，當然也就不會出現(xiàn)全面的資本主義。資本主義的含義是，資本不斷深化，在此基礎(chǔ)上資本與勞動的雇傭關(guān)系也不斷深化。在中國傳統(tǒng)的技術(shù)之下，資本能夠雇用的工人非常少，沒有辦法進行現(xiàn)代的機械化大生產(chǎn)，也就不會出現(xiàn)與機械化大生產(chǎn)相伴隨的資本主義。回答韋伯疑問，追根溯源還是在于中國沒有工業(yè)革命。沒有工業(yè)革命，就沒有技術(shù)的不斷創(chuàng)新和資本的不斷深化，所以雖然中國的資本主義形態(tài)已經(jīng)出現(xiàn)，但是只能停留在萌芽的階段。