8-12世纪中国技术创新加速的原因

在8-12世纪，中国技术创新曾一度不断加速，最主要的原因就是北方少数民族的入侵，导致经济重心南迁，人口大量南移。南方与北方相比，同样有3-11月的雨季与阳光，但是北方比南方降雨少，所以北方的粮食作物以小麦、高粱和谷物为主，南方则是以水稻为主。人口迁移到南方以后，以高产的水稻作为主要的粮食作物，生产力水平得到提高。

生产力水平提高的前提是必须有合适的工具，但是北方带来的工具并不适合南方的环境。北方的主要劳动工具是耙子，但耙子不适合在南方水田使用，因此必须把耙子改进为锄头，这一改进本身就是一个技术变迁的过程。

同样，北方的交通工具以马车为主，到了南方则需要以乘船为主，所以与船相关的一系列技术就相继出现。生产力水平较高的地方，给技术变迁也提供了更为广阔的空间。对于给定的技术分布曲线，由于南方的阳光、水、土质等环境条件提供了较高生产力水平的可能性，技术分布曲线右移，所以新技术不断涌现。

在8-12世纪，由于人口自北向南的迁移，南北自然环境的差异使得人口迁移到南方之后技术分布曲线往右移动，但是由人口迁移引起的技术分布曲线移动不可能永远持续下去。因此在出现一段时间的加速期后，技术发明的速度就会不断减缓，出现第二个假说的情况：随着生产力水平和技术水平的不断提高，在给定技术分布曲线的情况下，现有技术右侧的面积越来越小，达到一定程度以后，即使人口和尝试错误的数量还在增加，技术发明的速度也会放慢。当然，如果人口减少，技术发明的速度同样会放慢，因为人口减少意味着发明新技术的尝试错误次数减少。在8—12世纪以后，中国的人口有时增加，有时减少，但是技术变迁的速度再也没有加快过。

中国在现代落后于欧洲的原因

在前现代社会，与中国相比，人口少是欧洲的一个劣势，所以欧洲技术变迁的速度一直慢于中国。中国在技术上领先于西方，新的技术以及产品通过丝绸之路和海洋航线之上的商贸往来不断传往西方，引起了西方人的羡慕。

18世纪以后，欧洲出现了工业革命。工业革命的特征包括纺织机、蒸汽机以及钢铁的使用，但最重要的特征是技术变迁的速度加快。技术变迁的速度之所以能不断加快，是因为经验的重要性已为实验所取代。

佛罗伦萨伽利略博物馆里收藏的斜面实验台 网络

在前现代社会，经验主要是生产的副产品，农民通过偶然的试错发明新技术。到了18世纪，试错变为通过主动的实验来进行，一个科学家在实验室里一年所能做的尝试错误数量，可能是几千个工人和农民一辈子尝试错误数量的总和。在这种情况下，人口的数量就变得不再重要。如果有意去支持实验，即使人口很少，也可以通过密集的实验来增加发明技术的可能性。

在工业革命前后，由于经验型的技术发明转变为实验型的技术发明，欧洲尝试错误的数量突然间迅猛增加，技术发明的速度也就随之不断加快，远远超过中国和其他地区。

但是按照上面第二个假设的说法，在技术发明的速度加快到一定程度之后，随着技术水平不断提高，技术发明的可能空间越来越小，从而出现新技术发明的瓶颈。但是欧洲人在遭遇到发明瓶颈后，能够在基础科学上大力投资，增进了对自然界特性的了解，于是技术分布曲线右移，技术发明的可能空间又再度扩大。如此循环往复，加速的技术发明就得以持续下去。

在18世纪，科学对于技术进步的作用曾引起过科技史上的争论，例如瓦特发明了蒸汽机，但瓦特并不是知识分子，而只是在实验室里帮教授做实验的工人。到了19世纪以后，科学对于技术进步的作用才有了定论，几乎所有的新技术发明都要依靠科学知识进步。科学增进了人们对自然界特性的了解，给新技术的发明创造了很大的空间。

中国在很短的时间内落后于西方，最直接的原因是西方的工业革命，但更为重要的原因是西方在18世纪和19世纪以后，每当遇到技术发明瓶颈的时候，都可以通过对基础科学进行投资的方式来克服这种瓶颈，使技术分布曲线不断右移，扩宽了发明可能性曲线下方的空间，提高了技术发明的可能性。

而这一切之所以成为可能，前提就是西方在15、16世纪的时候出现了科学革命。因此，要寻找中国没有出现工业革命的原因，关键不在于了解中国为什么没有出现工业革命这一问题本身，而是要回答中国为什么没有出现科学革命。

为什么科学革命没有发生在中国

要弄清楚中国为什么没有出现科学革命，首先要从原始科学（也称为传统科学）和现代科学之间的区别出发来进行研究。

科学的定义很简单，它是对自然现象的一种系统性的知识，它的发现机制与技术的发明是一样的。科学革命不是内容的革命，因为在科学革命之前就存在原始科学，原始科学与现代科学都是一套对自然界现象的系统解释。例如，亚里士多德除了是哲学家，还是一个科学家，他对自然现象提出过系统性的解释，例如“四元素”说就认为任何物质都是由四种元素组成的，中国也存在类似的“五行说”，认为世间万物都是由金、木、水、火、土五种物质组成的。

在古代还有一个关于老鼠来源的解释，认为只要在箱子里装上布，然后放在床铺底下就会生出老鼠来。这是一个假说，虽然现在看来是荒谬的，但当时人们不了解现象背后的原因，只凭借对自然界现象的好奇（老鼠从哪里来的），加上长时期的观察（箱子放在床底下总会有老鼠出现），再通过自行的总结归纳，就得出一个看似正确的结论，提出一套假说。

当然，现代科学与传统科学是有很大差别的，尽管作为一套系统的知识来解释自然界，它们并没有本质上的差异。两者的不同之处在于：第一，现代科学使用数学模型来表述关于自然界现象的假说；第二，现代科学使用可控制实验或可复制实验的方式来检验假说的真实性。

与传统科学相比，现代科学最大的进步在于方法论的进步，这种进步主要表现在：第一，使用数学模型来表达对自然界现象的理解，比其他方式更为准确；第二，有利于知识在时间和空间过程中的传播。

牛顿写的《自然哲学之数学原理》 资料图

例如中国的“阴阳五行”理论，因为金、木、水、火、土的具体所指不容易让人理解，所以对于“阴阳五行”会有各种不同的解释，这样就不利于思想和概念的传播。再如，孔子讲“五十以学易，可以无大过矣”，但是对《易经》内容的解释五花八门。又如《道德经》里的“玄之又玄，众妙之门”这句话，一种解释是“又深邃又幽暗是了解各种道理的最根本的办法”，这样的解释等于没有解释。如果使用数学的方式表述理论和概念，就会简单明了、易于理解，因为数学符号的含义一清二楚，不会发生变化。