科技随笔：古代科技的现代映照

管季超0712

科技随笔：古代科技的现代映照

孙正凡

  二十四节气是中国农历的重要组成部分，随着我们对传统文化的日益重视，从2016年被联合国教科文组织认定为人类非物质文化遗产以来，二十四节气这个符号得到进一步普及。
  二十四节气大部分是以气象物候之名，但实际上，它们更重要的本质属于天文学——取冬至为始终的太阳回归年，平均分为24份，用以细致地记录太阳的运行规律。所以节气属于一种阳历，而农历是一种阴阳合历（兼顾月亮和太阳运行）。二十四节气还决定了农历的月份设置和置闰规则，是古代天文历法工作的基础。对于节气准确性的追求，贯穿了整个中国天文历法史。我们熟悉的祖冲之、郭守敬等我国古代学者，都对节气的算法作出了杰出贡献。当然，今天历法计算的基础是牛顿力学和现代天文观测。可以说，在观测自然、解决生产生活中的实际问题时，古今中外的科学家们面临的是同样的问题，不同民族发展出了不同的处理方法，并最终汇聚成为现代科学，成为现代文明的基础。
  注重观测记录和规律总结，是中国古代科技的一大特点，沈括的《梦溪笔谈》、宋应星的《天工开物》中，都有着至今令人赞叹的闪光点。在天文、地理、气象、农学等领域，古人勤勉的记录可谓汗牛充栋。这些不可复现的历史记录为后人追溯和重现历史现象，发现长期规律准备了宝贵的资料。如自春秋以来，哈雷彗星的历次回归在中国古籍中都可以找到记录；对于四百年以前新星、超新星的研究，中国古代记录几乎是唯一的目击资料，为现代天体物理研究者所重视。而竺可桢先生正是从古代史书和笔记中，梳理出了中长期历史物候的变迁，为今人进行物候、气候变化等研究提供了重要的材料。
  近些年来，古代科技成果越来越受到重视，专业研究者、科学史学者对相关问题的进一步研讨、发表的众多专业和科普著作，让我们有机会一窥历史长河里的科技之光。
  而科技史研究，其意义不仅仅在于对某一学科的具象上的启迪，它拥有着更多内涵。对比古今中西的科学发展历史，我们也可以在现代科学基础上发现古代科学给我们的启迪和教训。
  诺贝尔物理学奖获得者斯蒂文·温伯格在《第三次沉思》中指出，我们在研究古代科学的同时，不得不采取某种程度的辉格史观倾向，以现代标准来评判古代科学的进展水平。从这个意义上说，二十四节气及其中国古代对日月运行的算法，在唯象理论上达到很高的水平，（与古希腊传统对比）从唯理层次上略有欠缺——中国天文学始终持“天圆地方”模型，在二维球面上用代数方法描述（拟合）日月运行，缺少了距离讨论。所以即便是在郭守敬时代，日月食的计算仍有“当食不食”（计算结果显示应该发生，实际上却看不到），并且无法解释。但我们似乎没有在这个问题上进行更加深入的研究。而古希腊天文学从柏拉图时代起，就致力于建立三维几何模型，托勒密时代提出了地心说，并为一千五百年之后哥白尼科学革命准备好了舞台。
  这应该让我们更加意识到，科学始终来源于现实问题，但我们不能把目光局限在现象层次上，忘记了对知识产生过程和未知问题的瞻望。这一点，在我们今天的科学教育上尤应警惕——科学教育不能只从书本到书本，而要在注重知识学习的同时，激发兴趣、启迪爱好，鼓励更多青少年儿童热爱科学、养成科学思考的方式。
  对于公众而言，我们也应该对比、借鉴世界科学发展的历史，理解科学发现大多数是“反常识”的。因此，相对于其他文化领域，科技领域更需要多样性观点和宽容精神、需要批评和争鸣，因为我们无法事先评判哪一种新思想是正确的，更无法通过计划书来决定原创新科学的诞生。这样，才能为促进原创科学技术的产生提供丰厚的土壤。
  早在四百年前，徐光启面临中国天文历法方面的落后，就定下了“欲求超胜，必须会通；会通之前，必先翻译”的方针。其时，仅仅通过一代人的努力，就使中国历法赶上了当时西方的水平。他更敏锐地意识到了西方学术先进的原因是“无他谬巧也，千百为辈，传习讲求者三千年，其青于蓝而寒于水者，时时有之”。反观中国历史，对自然科学感兴趣的学者数量不算多，杰出之人“越百载一人焉，或二三百载一人焉”。
  徐光启的忧虑如今已经得到解决——今天，中国科技事业已经天翻地覆，我国的科技人员总量已经位居世界第一位，而随着“强基计划”、各类人才计划的实施、随着我国科技事业的不断发展，也必将涌现更多领军人物和战略科学家。
  远追古代仁人志士的初心，实现科技强国的愿景，正在今日。
  （作者：孙正凡，系天体物理学博士、科普作家）