为什么中国没有产生近代力学
当我们要讨论近代中国的力学时，我们很自然地摇回顾一下我国古代的力学。然而近代力学却没有产生在我国，而是靠引进的。我国著名物理学家吴大猷 (1907~2000) 1976年在台湾淡江大学演讲说：“我国有些人士以为科学我国古已有之，看了李约瑟的大著《中国之科学与发明》而大喜，盖其列举许多技术发明，有早于西欧数世纪的，足证超于西欧也。然细读该书，则甚易见我国的发明，多系技术性、观察性、个别性，而若于抽象的、逻辑的、分析的、演绎的科学系统。举例言之，我们有机械的发明，从未能建立抽象的动力学原则;我们的光学有凸凹镜影之观察，而未有物理光学(光波之观念);我们的数学有应用性的代数，而无逻辑学的几何;我们有磁石的应用，而从未达到定量性的磁作用定律;我们的哲学中心是伦理，是人与人，人与社会的关系，而无西欧的哲学。一般言之，我们民族传统是偏重实用的。我们有发明，有技术而没有科学。这也是清朝时期我们和西方接触败迹后，很易受西方物质文明的表面(机械，武备)，而不知这些物质文明的表面之下，还有科学基础的原因。”
吴大猷的这段话的意思是说，中国古代没有产生精密计量的自然科学。而力学是世界上最早形成的精密科学，亦即，我国古达是没有精密力学，即近代力学的。
19世纪末在中国致力于介绍翻译西方科学著作的英国人傅兰雅 (J.Fryer，1839 ~1928) 于1890前后，在他编写的《格致须知》的《重学》一卷的引言中，有如下一段话：
“至于重学，不但今人无讲求者，即古书亦不论及，且无其名目。可知华人无此学也。自中西互通，有西人之通中西两文者，翻译重学一书，兼明格致算学二理。”
其中的“重学”是早期对西方力学 (mechanics) 一词的译名。傅兰雅的这段话说明：第一，中国古代没有力学;第二，中国的力学是外国人送上门的;后来的历史发展进一步说明的是，第三，即使外国人送上门来，中国人的接受也不痛快，甚至有时采取排斥的态度，接受的过程是缓慢和曲折的。
事实上，动力学的一些最基本的概念，例如速度、加速度、力、质量、频率等等都不是中国历史上形成的，而是由外国人带来的。更不要说近代力学中的一些最重要的定律，例如自由落体和抛物运动的规律、天体运行的开普勒三定律、牛顿三定律、虚功原理、力学的守恒定律和连续介质力学的一些基本内容了。如果我们把这些内容称为现今所说的力学，则我们可以简单说中国古代没有力学。这就是傅兰雅所说的“至于重学，不但今人无讲求者，即古书亦不论及，且无其名目。”。
从元明以后，中国的科学技术为什么会长久地落后于西方，这一直是近代中国知识分子讨论不尽的话题。其实，在元以前，所谓中国科学技术的先进，也是主要指技术的先进。在中国历史上直到现今，从来是把科学与技术不加区分的，笼统称为科学技术。其实，任何科学不发达的民族，在古代都是有技术的。所以我国学者顾准 (1915~1974) 说：“中国思想只有道德训条。中国没有逻辑学，没有哲学。有《周髀算经》，然而登不上台盘。犹如中国有许多好工艺却发展不到精密科学一样。”
爱因斯坦说过：“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础的，那就是：希腊哲学家发明形式逻辑体系(在欧几里得几何学中)，以及通过系统的实验发现有可能找出因果关系(在文艺复兴时期)”。怀特海说：“希腊终归是欧洲的母亲”。一般说来，从世界范围来说，现今自然科学的起源，认为来自古代希腊的，特别是古希腊的逻辑学。为了弄清楚中国古代为什么没有力学，从而没有精密科学，为此我们要回顾一下古代希腊自然科学的情况。
古希腊的科学，为什么在人类历史上占有最为辉煌的一页，从根本上来说是由于在古希腊存在过数百年贵族的民主制。
古希腊是由许多独立的城邦所组成的。大约从公元前800年到公元前100年，希腊在政治上实行贵族民主政治制度。城邦的军事首领是国王，但国王的权力被加强的长老会削弱或制约。间或有些野心家(僭主)征服了其它城邦，建立了僭主制交替出现的政治。即使出现了僭主政治，僭主的权力也无法和后来欧洲的君主以及中国的皇帝相比。因为，僭主的称号就是一个带有贬义的词，表明他的权力是不合法得到而是窃取;第二，这种权力不可能自然地由他的子孙继承;第三，大都不可能长久而被贵族的寡头政治或民主政治代替。
由于古希腊实行的是以贵族的民主制为基础的政治，所以在决策和决定事情时，主要靠辩论来说服参与决策人以获得多数。长达700年的民主政治气氛中，产生了许多辩论家。由于辩论的普及，就发展了进行辩论所必须遵从的规律以及怎样在辩论中取胜的学问，这就是逻辑学。亚里士多德的著作《工具论》是古希腊逻辑学的大成。由于逻辑学的发展，古希腊产生了推理的数学。世界上的文明古国都有自己的数学传统，有埃及的古数学，有印度的古数学，有中国的古数学，然而产生推理数学的唯一的地方只在古希腊。而欧几里得的《几何原本》是古希腊推理数学的巨著。阿基米德关于力学的著作则是古希腊数学和力学相结合从而产生现代数学萌芽的典范。17世纪欧洲产生的以力学为开端的现代自然科学正是继承和发扬了以阿基米德为代表的古希腊科学传统的结果。古希腊被罗马灭亡后幸亏有阿拉伯人翻译和保存了古希腊的科学文献，才使它在后来欧洲文艺复兴中重新发挥作用。
如果说从利玛窦1582年来华传教开始，西方科学开始在中国传播。到1862年北京同文馆成立，经过了300年的曲折反复，力学学科才算是可以在中国公开教授，可以有一批学生学习力学知识了。之后的发展仍然是十分缓慢的，20世纪在法国、德国、俄国等工业发达国家，已经有专门培养力学人才的学科，而中国直到中华人民共和国成立之前还谈不上。中国的科学发展大体上是与社会的民主化进程同步前进的。中国的力学事业发展主要是中华人民共和国成立之后的事情，它是随着国家提出建立独立的工业开始发展的。
古代中国为什么没有力学，从而也就没有精密自然科学呢?从根本上来说，是因为中国长达数千年的封建专制统治。
中国不仅专制制延续了很长的历史，而且愈到后来愈益强化趋势。如果说在商周时代，大事的决定靠占卜、大臣的意见、皇帝的意志三种结论，以多数来决定，那么，皇帝尽管是最高统治者，但是还是要受一些制约。
春秋战国时期，中国曾经有过一个许多小国割据的局面，不过武力兼并的结果，建立了秦的一统专制天下。紧接着是秦始皇的焚书坑儒和汉武帝的罢黜百家、独尊儒术，皇帝可以独断专行，封建专制延续了数千年之久。
在封建的专制统治下，一切言行是依“三纲”(即君为臣纲，父为子纲，夫为妻纲)为标准，即使你的“纲”说得毫无道理也得绝对服从，没有丝毫辩驳的余地。何况还有“三年不改父制谓之孝”等一系列死人统治活人的教条。
如果说，欧洲的文艺复兴运动是对古希腊民主和科学的复兴。从开始的文学上歌颂人文主义蔑视神权，到了14、15世纪，欧洲的神权和君主专制摇摇欲坠，从而迎来了17世纪的科学繁荣。与此相对照的是，在同一个时期中国正好是明朝，封建专制在朱元璋取得政权后被空前野蛮地强化了。1380年，朱元璋以谋反罪杀宰相胡惟庸，株连一万五千人，并借机取消了宰相，大权由皇帝独揽。文字狱是几千年封建统治者对知识分子迫害的一种方式。从朱元璋开始，延续至朱元璋之后数百年，文字狱被发展到最为残酷的地步。朱元璋加强了特务政治，组织了锦衣卫，直属皇帝指挥，专营监视和处置大臣，对大臣首开“廷杖”进行侮辱处罚。作为奴隶社会的特征，我国的人殉制在秦汉以后便逐渐消失了，而朱元璋却恢复了野蛮的人殉制，1397年(洪武三十年)朱元璋死，殉葬的嫔妃达46人。
封建专制制的第一个恶果，使中国不可能产生精密科学所需要的逻辑学，从而也就没有推理的数学。
春秋战国时期，中国也出现过一个阶段的文化繁荣时期，那时舌辩之风也很盛行。相应于这种短暂的论辩之风，也出现了像《墨经》中描述的逻辑学萌芽。《墨经》中的逻辑学同《工具论》中的逻辑学是无法同日而语的。后者已经十分完备，以至于1787年德国哲学家康德在他的《纯粹理性批判》的序言中说，“从亚里士多德以来，逻辑学没有能前进一步，因此看起来，逻辑似乎是完成并且结束了”。在封建专制制之下，一切重要决策都是由皇帝说了算，“朕即真理”没有辩驳和争论的余地，也没有“公理”、“定义”、“推论”等的必要。
逻辑学对于精密科学的重要性，可以从严复在介绍逻辑学时说“是学为一切法之法，一切学之学”中看出。美国汉学家费正清认为中国科学未能发展同中国没有订出一个更完善的逻辑学有关。在没有逻辑学的条件下，中国的数学始终只停留在计算上，所以中国自古把数学称为算学。中国的数学缺少推理和论证部分，而推理和论证正是精密科学所必不可少的。北京大学朱照宣教授说：“《自然哲学的数学原理》给出的运动定律和万有引力定律，不可能在中国固有的科学技术传统中得出。中国的历史文献中始终没有加速度这种概念，中国的传统数学，也还没有为产生加速度和万有引力概念提供必要的工具---圆锥曲线理论。伽利略从自由落体运动规律中归纳出加速度概念时，用到了抛物线的性质。牛顿从行星运动规律导出万有引力定律需要用椭圆的性质。在欧洲，圆锥曲线理论这一工具是现成的。早在古希腊，阿波罗尼在他的《圆锥曲线》专著中列出了400个命题。在中国，椭圆的“椭”字最早可能见于《测量全义》(1631) 和爱新觉罗·玄烨(康熙，1662~1722)主编的《数理精蕴》中《几何原本》的节译本，而‘抛物线’一词在李善兰 (1811~1882) 时期才有”。
封建专制制的第二个恶果，封建的专制制不可能造成现代科技发展的外部需求条件，即没有也不可能形成市场经济。
由于没有市场的需求，中国许多发明创造不能受到全社会的注意，相当多的发明只是为了满足皇权和宫廷的需要。如，和力学相关的发明被中香炉，水运仪象台、记里鼓车等先后失传;我国四大发明之一的火药，长期被用在焰火和爆竹上，而没有用在扩展市场所需要的武器上。另外还由于皇权的需要，把某些研究领域列为禁区，不许一般人涉猎。如天文学，在秦汉以后，历朝历代不许民间研究，天文著作被列为禁书，不许民间刻印和私藏，我国古代的许多天文著作也便失传了。所以英国学者李约瑟说：“无论谁想要解释中国社会未能发展出近代科学的原因，那他最好是从解释中国社会为何未能发展商业的以及后来的工业资本主义入手”。
在专制制之下，有时，皇帝也主张“休养生息”、“民殷国富”的政策，注意发展生产。一些学者认为，生产发展了便会自然地进入资本主义、形成市场经济。顾准说得好：“我们有些奢谈什么也可以从内部自然生长出资本主义来，忘掉资本主义并不纯粹是一种经济现象，它也是一种法权体系。法权体系是一种上层建筑，并不是只有经济基础才决定上层建筑，上层建筑也能使什么样的经济结构生长出来或生长不出来。”
事实上，到了清朝末年，在中国也产生了一些大商人，但由于强大与狡猾的封建专制统治，这些商人只能作为皇权的附庸，而不能影响当局的政策，更不能动摇皇权的统治。这些商人也只能依靠贿赂的手段，从封建专制那里换得一点点可怜的经营权利。李约瑟说：“资本主义这种社会制度是中国人民从来不习惯的，不需要的，而且愈来愈不愿意接受的”。其实与其说人民不习惯，毋宁说是当权者或者说几千年封建专制的体制所不容纳。
封建专制制的第三个恶果，在专制统治下，从理论认识上形成鄙视科学技术的传统。
由于强大的封建专制统治，中国古代的知识分子分为两大类：一类是依附于统治者，走向上爬“学而优则仕”的路;另一类是远离统治者，走逍遥出世的隐士道路。这两种道路的知识分子，各自形成自己的理论系统。
以孔孟为代表的儒家学说，是为走前一条路的理论基础。所谓“修身、齐家、治国、平天下”，“己欲达则先达人”，“忠、恕”，“仁、义”等一系列说教都是为这条道路服务的。
儒家的经典著作《尚书》上，在评判商朝的皇帝纣时说他“作奇技淫巧，以悦妇人”。孔颖达注释说：“奇技谓奇异技能，淫巧谓过度工巧，二者大同。但技据人身、巧指器物为异耳”。这里“以悦妇人”泛指宫廷游乐。中国传统上视科学技术为“奇技淫巧”就是这里来的。实际上，在专制统治下，是有一批人想靠进献发明以图皇帝嘉许达到做官的目的。古代有许多发明，在没有市场经济的需求下，只能作为宫廷游乐之用。例如与力学有关的发明被中香炉、孔明灯、轮船、爆竹、火箭、焰火、风筝、竹蜻蜓、编钟等都是这样的。上述儒家著作的观点，认为靠这种发明以求晋升的路子是一条不足取的道路，不是仕途的正道。仕途的正道是读经应试。
以老、庄为代表的道家学说是为隐士道路服务的。主张“清心寡欲”、“无为而治”。
他们主张“无为”到什么程度呢，在《庄子.外篇.天地》中有一段：“子贡南游于楚，反于晋，过汉阴，见一丈人方将为圃畦，凿隧而入井，抱瓮而出灌，傦然用力甚多而见功寡。子贡曰：“有械于此，一日浸百畦，用力甚寡而见功多，夫子不欲乎?”为圃者仰而视之曰：“奈何?”曰：“凿木为机，后重前轻，挈水若抽，数如佚汤，其名为槔。”为圃者忿然作色而笑曰：“吾闻之吾师，有机械者必有机事，有机事者必有机心。机心存于胸中则纯白不备。纯白不备则神生不定，神生不定者，道之所不载也。吾非不知，羞而不为也。”子贡瞒然惭，俯而不对。”
这段话深刻反映了道家对于技术革新的无为态度。为了保持“道”的“纯白”，连任何先进的工具都羞于使用。更不用说去勤奋地进行科学技术研究了。
在老子的《道德经》中说：“五色令人盲，五音令人耳聋。五味令人口爽，驰聘田猎令人心发狂”，“民多利器，国家滋昏，人多技巧，奇物滋起”，是明确地反对物质方面的追求。
在周朝的著作《易经》中有一句话：“备物致用，立成器以为天下利，莫大乎圣人”。孔颖达注解说：“备天下之物招致天下之用，建立成就天下之器，以为天下之利，惟圣人能然”。中国从古就有很强的“学以致用”的传统，大概就是从这里开始的。在这种认识指导下，人类活动的唯一的目的是为了“应用”，认识与发现自然规律的活动是没有任何地位的。也就是说，你要作一件什么事，他就要问“有什么用”。如果你回答不出有什么用，就被认为是“无的放矢”，这被认为是反科学研究的最有力的武器。何况这里的“应用”经常被解释为爵位的晋升、财源的开发等等。
总之，在封建专制统治之下的中国古代知识分子，不论是在朝的还是在野的都不屑于科学技术。鄙薄科学技术是他们的共同的认识。即使是重视科学技术的人，也不过是重视器物的应用，而认知科学是没有地位的。这就是封建专制制之下轻视科学技术的认识上的根源。
封建专制制的第四个恶果，在封建专制统治之下，形成了一套完整的教育体系，这就是科举制度。中国的科举制度始于隋朝，完善于唐。
科举制度把读书研究学问同当官紧紧地绑在一起。它与其说是一种教育，倒不如说一种微量训练皇帝统治下民的奴才而服务的。科举制度要求人们从小读四书五经，钻研当官术、学习写作对皇帝歌功颂德的文章。到了封建专制制被空前强化的明代，这种文章发展定性为八股文。八股文造成中国颂古非今，褒上贬下、空洞无物的文风，后来就再也没有实施过考试涉及科学技术的内容。这些都严重影响科学技术的传播与发展。
在明末，意大利人利玛窦与徐光启合译了西方数学名著《几何原本》。徐光启深感这种知识在中国普及的必要，他在序言中说：“此书为用极广，在此时尤所急需”，它“能令学理者怯其浮气，练其精心;学事者资其定法，发其巧思，故举世无一人不当学。”，他预言说：“窃意百年之后，必人人习之”。可他的这些话二百多年，在专制制度下的科举制度系统中，没能实现，一直到清末李善兰在同文馆成立了算学馆，才规定《几何原本》为必读书。至于将几何学、包含牛顿力学的物理学作为普及教育的内容，那是推翻清朝以后的事。
所以近代中国的许多改革的思想家都提出革除科举改革教育的主张。严复评判科举考试制度“八股取士，使天下消磨岁月于无用之地，堕坏志节于冥昧之中，长人虚骄，昏人神智，上不足以辅国家，下不足以资事畜，破坏人才，国随贫弱。”梁启超则指斥“八股和一切学问不相容，而科学为尤甚。”并呼吁“变法之本在育人才，人才之兴在开学校，学校之力在变科举。”
封建专制制的第五个恶果，在中国封建专制制之下，皇帝因为拥有无上的权威而妄自尊大。
哪怕是一个笨蛋，一旦登上金銮殿坐到皇帝宝座上，便变成了什么都懂、什么都行的全才。他的话便是“金口玉言”，人们就得俯首帖耳。这就培养皇帝以一种愚昧的优越感自居，把自己称为天子，把自己统治的国家称为天朝上邦，把别的国家一概贬斥为蛮夷。这一点，在明末利玛窦一来到中国便有明显的感觉。他评论说：“因为不知道地球的大小而又夜郎自大，所以中国人认为所有各国中只有中国值得称羡。就国家的伟大、政治制度和学术的名气而论，他们不仅把别的民族都看成是野蛮人，而且看成是没有理性的动物。在他们看来，世界上没有其他地方的国王、朝代或者文明是值得夸耀的;这种无知使他们越骄傲，一旦真相大白，他们就越自卑。”后来的历史发展证明了利玛窦的评论是很得当的。
中国原来没有力学，但是如果虚心向外国学习，还是能够很快学会的。然而，这种夜郎自大、闭关锁国的狂妄和对于外来的学术一概排斥的态度，导致了数百年来我国的力学一直落后。迄今为止这种影响也很难说已经得到了廓清，“文化大革命”中不是要评判热力学、相对论吗?不是在评判“崇洋媚外”的旗号下煽起了盲目排外情绪吗?
在上面，我们说中国古代没有力学。力学是自然科学中最早精确化的学科，现代自然科学可以说主要就是力学。由此从一定的意义上也可以说，中国古代没有精确的自然科学。所以英国哲学家A.N.怀特海说：“从文明的历史和影响的广泛来看，中国的文明是世界上自古以来最伟大的文明。中国人就个人情况来说，从事研究的禀赋是无可置疑的，然而中国的科学毕竟是微不足道的。如果中国如此任其自生自灭的话，我们没有任何理由认为它能在科学上取得任何成就。”
通过以上的讨论，我们可以作结论：中国古代没有真正意义上的力学，从而没有精密科学，这是和中国的封建专制统治紧密相连的。就是说，愚昧是和封建专制相连的。所以在辛亥革命之后，以陈独秀为首的革命知识分子，喊出了“民主与科学”的口号。科学和民主是共生的，没有民主就不可能有现代科学。现在我们重温这些历史事实，还是有现实意义的：
· 第一、认识我国古代的落后，可以激励我们奋进。
· 第二，客观地分析我国古代力学落后的原因，在阻碍现代力学前进的诸多因素中仍然可看到这些原因的影子，它也阻碍整个科学和技术的进步，从中可以启示我们所需要的改革方向。
所以，中国的近代力学史实际上是由西方人传入和中国人引进西方现代力学的历史。
来源：渔之渔夫公众号(ID：HowOfHow)，作者：武际可，北京大学力学系。
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