英国科学家，同时也是中国科技史专家李约瑟（Joseph Needham，1900～1995）曾提出一个问题：「为什麼在公元前1世纪到15世纪，中国比西方更善於把人类的自然知识应用在实用的目的？为什麼中国早期科学技术较西方发达，但工业革命、近代科学技术却没有在中国发生？」引发学者不断从各种角度研究讨论，称为「李约瑟难题」。
为李约瑟难题举例
李约瑟提到的公元前1世纪到15世纪中国科技领先情形，由下可见一斑。
东汉机械制造家杜诗（？～38），他发明了一种叫「水排」的水利鼓风机械，利用水力推动木轮，使连结的皮囊连续开合，向冶铁炉内鼓风，提高炉温，缩短冶铁时间，造成冶铁技术革命。欧洲直到12世纪初，才有利用「水排」的炼铁工厂，比中国晚了1000年。
汉武帝时，聪明的中国人在天秤两端系上羽毛和木炭，使之水平，但因木炭会吸空气中的湿气，所以天秤倾斜之日，就是空气湿度改变之时，可以测出空气中水汽增加或减少，这是最早的湿度计。西方一直到1450年，才由德国人发明悬吊石块与羊毛球（有吸湿性）来测空气湿度，已经比中国晚了1600年。
祖冲之（429～500）是世界数学史上第一位把圆周率精算到小数点后7位的人，1000年以后，15世纪阿拉伯数学家算到小数16位，才打破祖冲之保持了1000年的纪录。
唐朝的一行（673～727）是世上第一位发现恒星本动的人，在西方，这个现象由英国天文学家哈雷（Edmond Halley，1656～1742）在18世纪才发现，比一行晚了1000年。
《齐民要术》记载「绿肥轮作制」代替「休闲轮作制」的方法，比西方早1200多年；另一项记载「授粉对结实作用」的试验，比欧洲最早关於性别分化的科学纪录早1100多年。
赵州桥（约建於591～599）是单孔、敞肩、平拱的石造结构，西方直到14世纪才发现，19世纪才出现敞肩拱桥，比中国的造桥技术晚1000多年。
唐代宗大历六年（公元771年）颜真卿（709～785）就认为「东北有石崇观，高山中获有螺蚌壳，或以为桑田所变。」文中所言螺蚌壳就是化石，乃因水域变成陆地而形成。此说不仅指出化石形成的根本原因，亦说明可藉化石观察海陆变迁。所以颜真卿是世界上最早发现化石是海陆变迁证据的学者，比欧洲文艺复兴时代以沧海桑田解释化石成因的达文西（DaVinci，1452～1519）要早837年。
学者努力为李约瑟难题解答
近年来，学者从各种角度试图解开李约瑟难题，提出的解答大致可归纳如下：
1.传统重农抑商社会，限制对生产力的发展，使科技发展缺乏足够的动力来源。
2.中国地形东临海，北戈壁，西沙漠，南高原高山，隔绝之下，缺乏外来竞争。
3.科举考试使最优秀人才将时间精力花费在背诵、文字表达，无暇顾及其余知识。
4.儒家思想的安贫、中庸观念，没有鼓励创新的思维，无法有助建立科学理论。
5.缺乏知识产权概念，无法促成技术创新。
6.明清锁国政策，一味排外，故步自封。
7.中国文字无效率。
2004年一场「文化高峰论坛」上，著名华裔科学家，也是诺贝尔物理奖得主杨振宁博士指出：「《易经》影响影响了中华文化思维方式，这是近代科学没有在中国萌芽的重要原因之一。」此说一出，更引起广泛讨论。
怎样看待这个问题？从何种角度切入来解答？
黄宗羲（1610～1695）在《明夷待访录》就主张振兴「历算、乐律、测望、占候、火器、水利之类」，如今封建君主已经解体，学术多元一日千里，当300年前的学者就意识到振兴科学智识为当务之急，我们今天究竟要怎样来看待这个问题？
将科学落后的原因归咎宋明理学固然牵强，指称儒家学说的错也高明不到哪去；说中国文字不适科学纪录则太不公平，怪皇帝扼杀知识分子也过於笼统；指出中国妄尊自大阻断科学发展或内乱不断影响科学，令人难以信服；认为手工业不发达或地理条件封闭阻断东西交流所以科学不彰，却又证据薄弱；归罪於科举制度和八股取士亦属以偏概全；我们今天究竟要从何种角度切入来解答这个问题？
孔子教导弟子重视自然界的变化和规律；荀子「制天命而用之」、「人定胜天」生气勃勃，野心不小；〈中庸〉的「参天地之化育」理念更是提醒人们积极投入，研究物相。古籍中的现代科学观念不胜枚举；春秋战国时代各国都有自己的天文官；随代开始兴办数学专科学校，唐朝续办并且扩大，这是世上最早的数学专科学校。如果说中国完全没有任何发展科学的条件，实在令人不服气。
那麼，到底是哪里出了问题？
科学中的最不科学
封建社会很难看到百分百的科学研究，总是掺杂了占卜、预言、宿命、异事、天威、显灵、因循、命定、神迹的糟粕。连东汉最优秀科学家张衡，竟然也认为「五星……动变占定，实司王命」，试问科学如何进步？怎麼可能进步？唐代天文学家一行依照《大衍历》推算：唐开元十二年七月和十三年十二月应看到日蚀，可是并没有看到，这位世上第一位以科学方法测子午线的人竟然说这不是计算错误，而是皇帝德行感动上天的结果。试问科学如何萌芽？怎麼可能推广？当庄子提出了「吾生也有涯，而知也无涯。以有涯随无涯，殆已！」的「懒人」（胡适语）理论之后，北宋的科学家沈括竟然也说：「人境之外，事何有限，欲以区区世智情识，穷测至理，不其难哉？」连写出《梦溪笔谈》的第一流学者都画地自限，更遑论其他二三流者。试问科学如何发展？怎麼可能普及？
中国古代农业民族，安分保守，乐天知足，守著一块地，守著一个梦。如果当时有一部农田水力自动灌溉机被发明出来，他们关心的是这部机器能灌溉多大的农田，而不是机器运转原理；他们感到兴趣的是多出来的人力要如何运用，而不是研究它、改良它，让它操作更简单。对他们而言，真的很满足，顶多记录这一部机器用了多久，绝不可能出现「铁牛二代与铁牛一代效能之比较」或「铁牛三代新增功能叙录」这样富有充足理论的科学性文献。对他们而言，会操作机器，每天保养，让机器对自己和家人的生活有保障，如此满足，没有多余的「奢望」。他们不会也不可能把一部好好的机器分解，或是大胆地把灌溉农田的机器用来炼铁看看、气魄式地拆零件以进行科学性的实验。
传统学术缺乏科学发展的要素
科学有四大本质：理论清晰、证据明确、遵守规律、接受批评。中国传统学术素养正是非常缺乏科学发展的要素。第一，就「理论清晰」而言，以数学为例：传统「六艺」的「礼、乐、射、御、书、数」只有数学和科学相关，而数学是科学之基础，物理化学、天体运行、建筑水力，所有计算公式一定要用到数学，而数学竟然被排在最后一位。中国传统数学和农业民族息息相关，特重实用性，偏向术语化，没有明确的假设、定义、推论。《数学九章》的九大类问题中就有五大类是和雨量、田地面积、税收、粮谷运输、仓窖容积、商品交易、利息计算有关。没有严密的理论和证明体系，几乎没有形式逻辑（Formal Logic）。
第二，以「证据明确」而论，所有文献必须被记载并且广为流传，知识才可能被保存并且普及。中国古书教导知识分子「立德、立功、立言」，将自己心血著书立言并不是知识分子心中第一顺位，修养品德获取功名前进官府才是当务之急。《史记‧扁鹊仓公列传》记录了医学界私相授受、不把医学技术著书立言的秘密作风；被喻为化学之始祖的炼丹术，炼丹家不事交流，死守秘密，从东汉到明朝，原料与操作技术并无多大变化，你防我我也防你，结果是妨碍了进步。没有证据明确记载，文字资料一再流失，同行者想参考也无从参考起，后继者想发扬光大也束手无策。
第三，拿「遵守规律」来说，从春秋战国百家争鸣，到宋明理学儒佛之辩，知识分子在科学领域思辩的涉猎和交流几近於零。朱熹的弟子陈北溪撰《字义》，列出30个理学最重要观念，除了「佛老」外，全部是先秦就有的。1300年原地踏步，原地踏步1300年。没有环境就形成不了风气，没有风气就不可能带动更多人投入讨论、研究、互动、发表论文。无规律可守，无前例可循；缺风气之鼓动，乏互动之激励。《明史‧天文志》记载明太祖时「司天监进水晶刻漏，中设二木偶人，能按时自击钟鼓，太祖以其无益而碎之」。封建社会以君王之言为言，以君王之事为事，连皇帝都弃如敝屣的技术，又怎能让民间蓬勃研究呢？
第四，从「接受批评」来自省，人们不习惯接受和自己深信不移所相反的理论。明代的朱载堉（1536～1611）是世上第一位提出「十二平均律」的人，但是当他把这项人类文化史重要成就献给朝廷时，竟然无人问津！不但没有被载入《明史》，还遭到攻击和谩骂，守旧者认为朱载堉背叛了传统律学。朱载堉的伟大发明反而是得到了19世纪德国物理学家赫姆霍茨（H.L.F.Helmholtz，1822～1894）的高度评价。
封建社会的教育在创造「完人」，完美的人格，因此特重道德教育。即便是科学知识，也只重实用，记录一些日常经验和平时观察到的现象，无法从一连串典型事件发现规律，形成学说，产生理论，造成派别，衍生系统，把它们串联成逻辑严密的学问，再转化为真正的力量。中国古代的知识系统主要是和道德修养串联，而道德修养又是为了政治因素，所以从不重视如何将知识转化成科学系统，再藉由这个科学系统发挥巨大的力量。只是将观察到的现象作条列式记录；中国人的知识在训诂辞章里打转，企图画一个人格圆满到统治集团圆满到社会国家圆满到天下圆满的大饼。这样的知识系统，绝对无法发挥力量。
人不是科学的主宰，更不是科学的奴隶，而是科学的最佳伴侣，和科学保持最佳互动状态，这才是儒家思想「天人合一」的真正意义。
自省之后的奋进
《庄子‧天下》：「一尺之捶，日取其半，万世不竭」这是现代数学里的极限概念；汉代已知月光反射原理；墨家的逻辑学、数学和自然科学都十分出色；《管子》书中有许多珍贵的地质学资料，……举例越多，不但不能让后世子孙感到骄傲，反而让人更觉得苦涩。法国文学家雨果（Victor Hugo，1802～1885）曾说：
中国在发明方面总是跑在我们前面：印刷术、大炮、汽球、mazui药都是他们先有的。只不过这些发明在欧洲立刻蓬勃发展，而且变成了不起的奇迹。在中国，这些发明却始终停留在胚胎状态，而且死在母腹中，中国是一个装死胚胎的玻璃瓶。
文豪犀利尖锐的形容词引发学者自省，越来越多关注这个问题的学者试著以各种角度提出解答，鉴往知来，自省之后的奋进，中国将永不再用玻璃瓶，胚胎会不断成长茁壮，成为对科学有重大贡献的巨人。
作者◎王竹语
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