從四大發(fā)明看中國古代科技

關鍵詞 四大發(fā)明，古代科技，發(fā)明權，名稱，傳播效果

中圖分類號 G63 文獻標識碼 B 文章編號 0457-6241（2016）23-0040-06

【設計思路】三年前，在學習《古代中國的發(fā)明和發(fā)現》時，一位同學突然在課堂上問了一個問題：“為什么是四大發(fā)明而不是三大發(fā)明呢？”同學們哄堂大笑！這位同學漲紅了臉“辯解”道：“又不是我說的三大發(fā)明，是馬克思說的！”是?。〗滩闹忻鞔_寫道，馬克思說：火藥、羅盤針、印刷術——這是預兆資產階級社會到來的三項偉大發(fā)明。這一插曲引發(fā)了同學們課堂上熱烈的討論和課后不懈的追問：“三大發(fā)明”是在怎樣的歷史背景下提出來的？馬克思最初提出“三大發(fā)明”是為了印證中國古代科技的發(fā)達嗎？“三大發(fā)明”是怎樣演化為“四大發(fā)明”的？為什么中國的“四大發(fā)明”由外國人命名呢？為什么“四大發(fā)明”墻內開花墻外香呢？為什么“四大發(fā)明”沒能催生出中國的近代科技呢？我們今天又該如何看待“四大發(fā)明”呢？

三年后，再上“四大發(fā)明”一課，給了我一次彌補缺憾、了卻心愿的機會。我覺得，不能僅僅滿足于將已經固化的“四大發(fā)明”的基礎知識塞進學生的腦子里，而應當在課程標準的指導下，打破教材的束縛，引導學生開動腦筋，深入思考，以學定教，順學而導。

《高中歷史課程標準》對“四大發(fā)明”這一歷史主題的學習要求是：“概述古代中國的科技成就，認識中國科技發(fā)明對世界文明發(fā)展的貢獻。”①必修Ⅲ模塊目標的相關要求是：在人類的思想文化由低級向高級發(fā)展的過程中，理解“不同特色的思想文化相互碰撞、相互交融，共同發(fā)展”。②課程總目標的相關要求是：“進一步樹立崇尚科學精神，堅定求真、求實和創(chuàng)新的科學態(tài)度?！薄罢J識人類社會發(fā)展的統(tǒng)一性和多樣性，理解和尊重世界各地區(qū)、各國、各民族的文化傳統(tǒng)，汲取人類創(chuàng)造的優(yōu)秀文明成果，進一步形成開放的世界意識?！雹?/p>

高二學生在初中已學過相關內容，而且從小接受愛國主義、民族精神的熏陶，對“四大發(fā)明”耳熟能詳，并引以為驕傲和自豪。但“熟知未必深解”，而且膚淺甚至錯誤的“熟知”還有可能畫地為牢，影響科學精神和世界意識的培養(yǎng)。

“科學史之父”薩頓指出：“科學不僅是改變物質世界最強大的力量，而且是改變精神世界最強大的力量?！币虼?，科學史“就是人類思想和文明史”。④科學史內容的教學既不能像以往那樣只要求學生簡單地背誦知識點，又不能過度專業(yè)化，把它上成科學課。而應當基于“科學”，高于“科學”，把“科學”作為特定載體，置于社會大環(huán)境中，引導學生了解與科學發(fā)展相關的社會背景，思考科學發(fā)展的深遠意義，理解科學技術的發(fā)展如何推動社會變革，以及這些變革又如何影響人類社會的發(fā)展，從而在教學中體現出“歷史味”。我們學習“四大發(fā)明”，一是要以實事求是的態(tài)度對待科學，既不虛驕自大，也不妄自菲薄；二是要把科技放在特定的時代背景和社會制度中去考察；三是要以開放的心態(tài)，學習世界一切優(yōu)秀的文化；四是要注重史料實證，邏輯推理。

【過程設計】導入：今天是3月24日，1995年3月24日晚8時55分，中國人民的老朋友李約瑟博士在英國劍橋大學的家中逝世，享年95歲。

李約瑟原來從事胚胎學與生物化學研究，后半生致力于中國科學與文明的探索，成為世界知名的中國科學技術史專家。他的鴻篇巨制《中國科學技術史》以及他在國際學術界的活動，為世界了解中國古代科技成就及其對整個人類文明的影響，做出了不可磨滅的貢獻。正如法拉在《四千年科學史》一書中所說：“多虧了李約瑟，20多項以往聲稱是歐洲的發(fā)明被證明中國擁有優(yōu)先權?！雹儆麣v史學家湯因比評論道：“李約瑟著作的實際影響，正如他的學術價值一樣巨大，這是比外交承認更高層次的西方人的‘承認舉動?！雹?/p>

【設計意圖】李約瑟以其大半生的工作使全球的學術界對中國古代的科技成就有了較為清楚的了解，在東西方兩大文明之間架起了一座橋梁。研究四大發(fā)明，“李約瑟”已經成為一個永遠無法繞過、永遠不能忘記的名字。上課當天正值李約瑟忌辰——3月24日，通過“歷史上的今天”，以李約瑟來導入新課，自然流暢，直奔主題。（用“歷史上的今天”導入新課畢竟有比較大的局限，難以復制。日常上課用“司南”導入，也是一個不錯的選擇。）

故事1：活字印刷術是韓國發(fā)明的嗎？

材料1：2001年6月，聯合國教科文組織終于認定，在韓國清州發(fā)現的《白云和尚抄錄佛祖直指心體要節(jié)》（印刷于1377年）為世界最古老的金屬活字印刷品。2005年9月，由韓國政府資助，聯合國教科文組織在清州為《白云和尚抄錄佛祖直指心體要節(jié)》舉行了大型紀念活動。

——江曉原：《技術與發(fā)明》

問題設計1-1：怎樣證明活字印刷術的發(fā)明權仍屬中國？

【學生回答，教師小結】根據宋代著名科學家沈括的《夢溪筆談》記載：北宋平民發(fā)明家畢昇總結了歷代雕版印刷豐富的實踐經驗，經過反復試驗，在宋仁宗慶歷年間（公元1041～1048年）制成了膠泥活字，實行排版印刷，完成了印刷史上一項重大的革命?！栋自坪蜕谐浄鹱嬷敝感捏w要節(jié)》的印刷，晚于畢昇發(fā)明活字印刷術300余年，就算朝鮮首先使用了金屬活字，那也只是在畢昇活字印刷術的基礎上所做的技術性改進或發(fā)展，這和“發(fā)明活字印刷術”不可同日而語。③中國人在雕版印刷術和活字印刷術上的發(fā)明權都是不可動搖的，韓國充其量只是奪得“銅活字印刷術”的發(fā)明權而已！

【設計意圖】史料實證是指對獲取的史料進行辨析，并運用可信史料努力重現歷史真實的態(tài)度與方法。本設計意在讓學生擺脫空洞蒼白的說理和義憤填膺的爭論，引導學生學會運用“文獻典籍”“出土文物”等史料論證觀點，初步了解求真求實的基本方法。畢竟，求真求實是歷史研究的底線，歷史教學必須最大限度地接近歷史真實。

【過渡】除了外部的爭奪，“四大發(fā)明”本身是否也存在瑕疵呢？

故事2：司南能指南嗎？

材料2：1952年，當時的中國科學院院長郭沫若為訪問蘇聯準備禮物時，請中國科學院物理研究所制作一具司南，誰知用天然磁石制作的司南卻無論如何無法指南。主要原因是，即使將磁石加工得極為光滑，并且將地盤的材質從木質換成青銅，天然磁石的磁力仍遠不足以克服磁勺和地盤之間的摩擦力。最后只好用電磁線圈給磁勺充磁，它才能夠指南。雖然這具司南還是被作為禮物送給了蘇聯，但戰(zhàn)國或漢代當然不可能有充磁的電磁線圈，所以它已經不是真正的“復制”了。

——江曉原：《科學外史》

問題設計1-2：為什么有很多人愿意維持司南這個神話呢？

【學生回答后教師小結】司南的標準圖案（一個天然磁石做的湯匙）在小學課本里就有。但是迄今并未發(fā)現任何古代的司南實物，這個圖案實際上是王振鐸在20世紀40年代假想出來的。該圖案后來上了1953年的紀念郵票，于是成為定論：中國人在戰(zhàn)國時代發(fā)明了司南。當年王振鐸的報告說他已經用天然磁石復制成功司南，但是這具司南從來沒人見過，至今下落不明。①

為什么有很多人愿意維持司南這個神話呢？因為司南這個神話和指南針的發(fā)明權有很大關系。有人認為中國人只不過發(fā)現了地磁現象，這和發(fā)明指南針還有距離；而如果我們戰(zhàn)國時代就發(fā)明了司南，那就能保障我們在指南針上的發(fā)明優(yōu)先權。②

材料3：夸大中國傳統(tǒng)科技成就，和貶抑西方古代科學的重要性，雖然好像能夠幫助重建民族自尊心，其實是極端危險，是有百害而無一利的。

——陳方正：《繼承與叛逆：現代科學

為何出現于西方》

問題設計1-3：透過“故事中的歷史”，我們可以得到什么啟示？

【學生回答，教師小結】在許多公眾心目中，中國科學史就是搜尋、列舉中國歷史上各種發(fā)明、成就的，是尋找“中國的世界第一”的?；蛘吒纱嘁痪湓挘褐袊茖W史研究的目的就是進行愛國主義教育。這種觀點一度深入人心，幾乎成為普遍的共識。不過到了今天，相當多的學者已經認識到，科學史和其他科學學科一樣，只能是實事求是的、沒有階級性的、不存在政治立場的學術研究。③過分拔高中國古代科技成就的狹隘民族主義和刻意貶低中國古代科技發(fā)展水平的民族虛無主義都是不可取的。我們既不要虛驕自大，也不要妄自菲?。?/p>

【過渡】問題設計2-1：猜一猜：大約什么時候出現“四大發(fā)明”這個名詞，并讓中國人引以為自豪和驕傲的？

材料4：四大發(fā)明的“發(fā)明史”（見表1）

問題設計2-2：為什么中國的“四大發(fā)明”由外國人命名呢？培根和馬克思最初提出“三大發(fā)明”是為了印證中國古代科技的發(fā)達嗎？

【小組討論，教師小結】“四大發(fā)明”是在歐洲由中世紀向近代社會演進的背景下提出來的，是服務于歐洲近代社會的，在西方傳教士了解、研究中國文化的過程中不斷發(fā)展、延伸。

弗蘭西斯·培根在《新工具》中最早提出了“三大發(fā)明”的說法，但他認為“三大發(fā)明”的起源模糊不清，并未將它們歸于中國。馬克思也沒有說“三大發(fā)明”是中國的，他甚至認為“中國根本就沒有科學和哲學”。最早將“三大發(fā)明”和中國聯系在一起的是來華的傳教士們，英國傳教士和著名漢學家艾約瑟（1823～1905年）高度評價中國古代科技成就，是最早提出“四大發(fā)明”的學者。

【設計意圖】正本清源。針對學生錯誤的“前概念”，巧設問題，定向突破，厘清“四大發(fā)明”的源流和發(fā)展脈絡。

問題設計2-3：結合時代背景，想一想：為什么在1933年將“四大發(fā)明”寫進教科書？

【學生回答，教師小結】1931年九一八事變，1932年一·二八事變，1933年日本侵占熱河、察哈爾，民族危機日益嚴重，抗日救亡運動不斷高漲。當時的歷史教科書編纂者們，在民族主義思潮的啟發(fā)下，發(fā)揮了西方傳教士以及西方部分學者的論述，把“四大發(fā)明”之說引入到歷史教科書知識譜系中。而歷史教科書的廣泛傳播，使得“四大發(fā)明”成為中華民族重要的歷史記憶資源，深深影響了國人對古代科技的認識。①民國教科書的編纂者們敘述“四大發(fā)明”的目的是想借西方學者的話語，來論證中國古代歷史的光榮，進而重構對中國歷史的新觀念與新解釋。這是近代民族主義思想啟發(fā)下的中國學界的普遍反映。②

【設計意圖】引導學生把“四大發(fā)明”放在特定的時代背景中去考察，理解“四大發(fā)明”和特定時代政治、經濟、文化之間相互作用的關系。

問題2-4：“四大發(fā)明”非得是這四種發(fā)明嗎？可以換成其他的嗎？替換的依據是什么？

材料5：2008年，中國科技館新館推出由國家文物局和中國科協(xié)聯合主辦的《奇跡天工——中國古代發(fā)明創(chuàng)造文物展》，該展重新定義了新的“四大發(fā)明”為絲綢、青銅、瓷器、造紙印刷。

——江曉原：《技術與發(fā)明》

【學生回答，教師小結】“四大發(fā)明”是中國古代先進科技的代表，不應當成為一個固化的符號。只要符合“發(fā)明優(yōu)先權、科技含金量、重大影響力”三大原則，“四大發(fā)明”也是可以替換的。例如：有人提出多種“新四大發(fā)明”：A.絲綢、中醫(yī)藥、雕版印刷、十進制計數；B.陶瓷、珠算、交子、農歷；C.雕版印刷、赤道式裝置、十進制計數法、中醫(yī)中藥。

【過渡】四大發(fā)明是中國人的驕傲，不但滋潤了中華文明，還惠及整個人類。

1.東學西傳

材料6：火藥、羅盤針、印刷術——這是預兆資產階級社會到來的三項偉大發(fā)明?；鹚幇羊T士階層炸得粉碎，羅盤針打開了世界市場并建立了殖民地，而印刷術則變成新教的工具，總的來說變成科學復興的手段，變成對精神發(fā)展創(chuàng)造必要前提的最強大的杠桿。

——馬克思：《機器、自然力和科學的應用》

問題設計3-1：結合史實，說明從中國傳入的四大發(fā)明怎樣預兆資產階級社會的到來。

【學生回答，教師小結】歐洲近代自然科學和資本主義制度的興起，自然有其深刻的社會內在原因，但不能否認以“四大發(fā)明”為主體的中國科技發(fā)明的輸入是其重要的外在原因。

【過渡】潮汐有漲有落，社會發(fā)展同樣如此。中華民族引為驕傲的四大發(fā)明，以不同的方式回到祖國的時候，這片本應十分熟悉的故土卻顯得那樣陌生。昔日漢唐的盛大氣象不復再現，還是威儀十足的泱泱大國架子，內里卻沒有了那股博采眾長的氣度。③

2.西學東漸

材料7：表2：四大發(fā)明回傳

材料8：1715年山西總兵奏請自造子母炮，康熙帝即予嚴斥：“子母炮系八旗火器，各省概造，斷乎不可?！鄙踔燎俺龌鹌髦圃斓摹段鋫渲尽返纫啾涣袨榻麜４撕笠话俣嗄?，中國火器的制造進入停滯階段。

——馬克垚：《世界文明史》（下）

材料9：最令人費解的是，對于最能顯示當時英國軍事力量與科技水平的軍艦模型及新式槍支武器等，乾隆帝也毫不介意，沒有進行研究，而是統(tǒng)統(tǒng)送入圓明園庫房封存。直到第二次鴉片戰(zhàn)爭英法聯軍焚毀圓明園時，侵略軍見到英王送給乾隆帝的馬車和榴彈炮等，仍然零件俱全、完整無損地堆積著。清政府喪失了一次了解外部世界的大好機會！

——林延清：《對馬戛爾尼使團“貢品”的思考》

問題設計3-2：“李約瑟難題”——中國古代在經驗技術的發(fā)展水平上遠遠超過西方，但為什么近代科學卻首先在西方誕生，而中國反而遠遠落在西方后面呢？

【學生回答，教師小結】（略）

【過渡】“四大發(fā)明”在中國封建時代發(fā)揮的作用遠不及西傳歐洲后產生的巨大影響，可謂“墻內開花墻外香”，發(fā)人深省。下面，我們就以“中國古代科技的特點”為切入口，探究一下“李約瑟難題”。

問題設計4：下列材料反映了中國古代科技的特點是什么？

材料10：在火藥的配比方面，英國化學家歇夫列里在1825年經過多次實驗后，提出了黑色火藥的最佳化學反應方程式。據此，在理論上，硝、硫、炭的組配比率以74.84%、11.84%、11.32%為最佳火藥配方。

——劉鴻亮：《第一次鴉片戰(zhàn)爭時期中英雙方

火炮的技術比較》

材料11：表3：東西方理論、實驗、技術在各世紀總積分中所占比重對比①

【學生回答，教師小結】中國古代科技的特點是：重實用、輕理論、輕實驗。中國古代的科技成就大多是對生產經驗和自然現象的簡單總結，屬于經驗和描述的范疇。中國古代科技領先于西方的大多在經驗技能方面，其間缺少科學的概念、定律和邏輯推理，也未能提出較為系統(tǒng)的完整的學說。這種“傳統(tǒng)科技”并非嚴格意義上的科學。所謂科學，是指運用范疇、定理、定律等思維形式反映現實世界各種現象的本質和規(guī)律的知識體系。所謂技術，泛指根據生產實踐經驗和自然科學原理而發(fā)展成的各種工藝操作方法與技能。

愛因斯坦說：“西方科學的發(fā)展是以兩個偉大的成就為基礎，那就是：希臘哲學家發(fā)明形式邏輯體系（在歐幾里得幾何學中）以及通過系統(tǒng)的實驗發(fā)現有可能找出因果關系（在文藝復興時期）?！雹訇惙秸赋觯骸拔鞣娇茖W雖然歷經轉折、停滯、長期斷裂和多次移殖，但從方法、理念和內涵看來，它自古希臘以迄17世紀歐洲仍然形成一個前后相接續(xù)的大傳統(tǒng)，而且現代科學之出現雖然受外部因素（諸如社會、經濟、技術等等）影響，但最主要動力仍然是內在的，即來自這個傳統(tǒng)本身。換而言之，現代科學基本上是西方大傳統(tǒng)的產物，忽視或者否定這一點，就沒有可能了解現代科學的本事與由來?！雹?/p>

四大發(fā)明主要是技術創(chuàng)造。像歐洲那樣以實驗為基礎的、精于分析的一整套自然科學理論，在中國古代并沒有形成。以火藥為例：中國火器、火藥理論一直處于前科學時期，沒有形成科學理論和實驗體系，使得中國火器的發(fā)展受到了根本性的制約。如缺乏精確數量概念的理論方法，火器家們用“陰陽五行化生”和“君臣佐使”學說，來解釋火藥成分搭配和燃燒過程，故對火藥本質的反映，不免有牽強附會之嫌，這種樸素神秘的理論發(fā)展到一定階段無助于火藥質量的提高?；鹚帍目傮w上看，生產方式落后，生產純度不高，威力不能加大。③

【設計意圖】通過東西方古代科技特點的對比分析，引出“科學”和“技術”的概念，嘗試解讀從特定視角解讀“李約瑟難題”，進一步深入理解“四大發(fā)明”在歷史上的作用和局限性。

結束語：科學的歷史讓后來者少走許多的彎路，過去的成功和失敗能給未來的一代指明前進的方向。我們希望從李約瑟那里得到一本我們祖先的“光榮簿”或“功勞簿”，而李約瑟給我們的禮物，卻是用他的著作架設起來的一座橋梁——溝通中國和西方文化的橋梁。④

今天，我們重溫“四大發(fā)明”，一是實事求是，既不虛驕自大，也不妄自菲?。欢且蚤_放的心態(tài)，學習世界一切優(yōu)秀的文化?！八拇蟀l(fā)明”已成過去，未來更大的創(chuàng)新有待同學們去創(chuàng)造！

【作者簡介】趙劍峰，中學特級教師，安徽省淮北市實驗高級中學歷史教師，主要從事中學歷史教學及研究工作。

【責任編輯：李婷軒】