英國科學家，同時也是中國科技史專家李約瑟（Joseph Needham﹐1900～1995）曾提出一個問題：「為什麼在公元前1世紀到15世紀，中國比西方更善於把人類的自然知識應用在實用的目的？為什麼中國早期科學技術較西方發達，但工業革命、近代科學技術卻沒有在中國發生？」引發學者不斷從各種角度研究討論，稱為「李約瑟難題」。
為李約瑟難題舉例
李約瑟提到的公元前1世紀到15世紀中國科技領先情形，由下可見一斑。
東漢機械製造家杜詩（？～38），他發明了一種叫「水排」的水利鼓風機械，利用水力推動木輪，使連結的皮囊連續開合，向冶鐵爐內鼓風，提高爐溫，縮短冶鐵時間，造成冶鐵技術革命。歐洲直到12世紀初，才有利用「水排」的煉鐵工廠，比中國晚了1000年。
漢武帝時，聰明的中國人在天秤兩端繫上羽毛和木炭，使之水平，但因木炭會吸空氣中的濕氣，所以天秤傾斜之日，就是空氣溼度改變之時，可以測出空氣中水汽增加或減少，這是最早的溼度計。西方一直到1450年，才由德國人發明懸吊石塊與羊毛球（有吸濕性）來測空氣溼度，已經比中國晚了1600年。
祖沖之（429～500）是世界數學史上第一位把圓周率精算到小數點後7位的人，1000年以後，15世紀阿拉伯數學家算到小數16位，才打破祖沖之保持了1000年的紀錄。
唐朝的一行（673～727）是世上第一位發現恆星本動的人，在西方，這個現象由英國天文學家哈雷（Edmond Halley﹐1656～1742）在18世紀才發現，比一行晚了1000年。
《齊民要術》記載「綠肥輪作制」代替「休閒輪作制」的方法，比西方早1200多年；另一項記載「授粉對結實作用」的試驗，比歐洲最早關於性別分化的科學紀錄早1100多年。
趙州橋（約建於591～599）是單孔、敞肩、平拱的石造結構，西方直到14世紀才發現，19世紀才出現敞肩拱橋，比中國的造橋技術晚1000多年。
唐代宗大曆六年（公元771年）顏真卿（709～785）就認為「東北有石崇觀，高山中獲有螺蚌殼，或以為桑田所變。」文中所言螺蚌殼就是化石，乃因水域變成陸地而形成。此說不僅指出化石形成的根本原因，亦說明可藉化石觀察海陸變遷。所以顏真卿是世界上最早發現化石是海陸變遷證據的學者，比歐洲文藝復興時代以滄海桑田解釋化石成因的達文西（DaVinci﹐1452～1519）要早837年。
學者努力為李約瑟難題解答
近年來，學者從各種角度試圖解開李約瑟難題，提出的解答大致可歸納如下：
1.傳統重農抑商社會，限制對生產力的發展，使科技發展缺乏足夠的動力來源。
2.中國地形東臨海，北戈壁，西沙漠，南高原高山，隔絕之下，缺乏外來競爭。
3.科舉考試使最優秀人才將時間精力花費在背誦、文字表達，無暇顧及其餘知識。
4.儒家思想的安貧、中庸觀念，沒有鼓勵創新的思維，無法有助建立科學理論。
5.缺乏知識產權概念，無法促成技術創新。
6.明清鎖國政策，一味排外，故步自封。
7.中國文字無效率。
2004年一場「文化高峰論壇」上，著名華裔科學家，也是諾貝爾物理獎得主楊振寧博士指出：「《易經》影響影響了中華文化思維方式，這是近代科學沒有在中國萌芽的重要原因之一。」此說一出，更引起廣泛討論。
怎樣看待這個問題？從何種角度切入來解答？
黃宗羲（1610～1695）在《明夷待訪錄》就主張振興「曆算、樂律、測望、占候、火器、水利之類」，如今封建君主已經解體，學術多元一日千里，當300年前的學者就意識到振興科學智識為當務之急，我們今天究竟要怎樣來看待這個問題？
將科學落後的原因歸咎宋明理學固然牽強，指稱儒家學說的錯也高明不到哪去；說中國文字不適科學紀錄則太不公平，怪皇帝扼殺知識分子也過於籠統；指出中國妄尊自大阻斷科學發展或內亂不斷影響科學，令人難以信服；認為手工業不發達或地理條件封閉阻斷東西交流所以科學不彰，卻又證據薄弱；歸罪於科舉制度和八股取士亦屬以偏概全；我們今天究竟要從何種角度切入來解答這個問題？
孔子教導弟子重視自然界的變化和規律；荀子「制天命而用之」、「人定勝天」生氣勃勃，野心不小；〈中庸〉的「參天地之化育」理念更是提醒人們積極投入，研究物相。古籍中的現代科學觀念不勝枚舉；春秋戰國時代各國都有自己的天文官；隨代開始興辦數學專科學校，唐朝續辦並且擴大，這是世上最早的數學專科學校。如果說中國完全沒有任何發展科學的條件，實在令人不服氣。
那麼，到底是哪裡出了問題？
科學中的最不科學
封建社會很難看到百分百的科學研究，總是摻雜了占卜、預言、宿命、異事、天威、顯靈、因循、命定、神蹟的糟粕。連東漢最優秀科學家張衡，竟然也認為「五星……動變占定，實司王命」，試問科學如何進步？怎麼可能進步？唐代天文學家一行依照《大衍曆》推算：唐開元十二年七月和十三年十二月應看到日蝕，可是並沒有看到，這位世上第一位以科學方法測子午線的人竟然說這不是計算錯誤，而是皇帝德行感動上天的結果。試問科學如何萌芽？怎麼可能推廣？當莊子提出了「吾生也有涯，而知也無涯。以有涯隨無涯，殆已！」的「懶人」（胡適語）理論之後，北宋的科學家沈括竟然也說：「人境之外，事何有限，欲以區區世智情識，窮測至理，不其難哉？」連寫出《夢溪筆談》的第一流學者都畫地自限，更遑論其他二三流者。試問科學如何發展？怎麼可能普及？
中國古代農業民族，安分保守，樂天知足，守著一塊地，守著一個夢。如果當時有一部農田水力自動灌溉機被發明出來，他們關心的是這部機器能灌溉多大的農田，而不是機器運轉原理；他們感到興趣的是多出來的人力要如何運用，而不是研究它、改良它，讓它操作更簡單。對他們而言，真的很滿足，頂多記錄這一部機器用了多久，絕不可能出現「鐵牛二代與鐵牛一代效能之比較」或「鐵牛三代新增功能敘錄」這樣富有充足理論的科學性文獻。對他們而言，會操作機器，每天保養，讓機器對自己和家人的生活有保障，如此滿足，沒有多餘的「奢望」。他們不會也不可能把一部好好的機器分解，或是大膽地把灌溉農田的機器用來煉鐵看看、氣魄式地拆零件以進行科學性的實驗。
傳統學術缺乏科學發展的要素
科學有四大本質：理論清晰、證據明確、遵守規律、接受批評。中國傳統學術素養正是非常缺乏科學發展的要素。第一，就「理論清晰」而言，以數學為例：傳統「六藝」的「禮、樂、射、御、書、數」只有數學和科學相關，而數學是科學之基礎，物理化學、天體運行、建築水力，所有計算公式一定要用到數學，而數學竟然被排在最後一位。中國傳統數學和農業民族息息相關，特重實用性，偏向術語化，沒有明確的假設、定義、推論。《數學九章》的九大類問題中就有五大類是和雨量、田地面積、稅收、糧穀運輸、倉窖容積、商品交易、利息計算有關。沒有嚴密的理論和證明體系，幾乎沒有形式邏輯（Formal Logic）。
第二，以「證據明確」而論，所有文獻必須被記載並且廣為流傳，知識才可能被保存並且普及。中國古書教導知識分子「立德、立功、立言」，將自己心血著書立言並不是知識分子心中第一順位，修養品德獲取功名前進官府才是當務之急。《史記‧扁鵲倉公列傳》記錄了醫學界私相授受、不把醫學技術著書立言的秘密作風；被喻為化學之始祖的煉丹術，煉丹家不事交流，死守秘密，從東漢到明朝，原料與操作技術並無多大變化，你防我我也防你，結果是妨礙了進步。沒有證據明確記載，文字資料一再流失，同行者想參考也無從參考起，後繼者想發揚光大也束手無策。
第三，拿「遵守規律」來說，從春秋戰國百家爭鳴，到宋明理學儒佛之辯，知識分子在科學領域思辯的涉獵和交流幾近於零。朱熹的弟子陳北溪撰《字義》，列出30個理學最重要觀念，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。沒有環境就形成不了風氣，沒有風氣就不可能帶動更多人投入討論、研究、互動、發表論文。無規律可守，無前例可循；缺風氣之鼓動，乏互動之激勵。《明史‧天文志》記載明太祖時「司天監進水晶刻漏，中設二木偶人，能按時自擊鐘鼓，太祖以其無益而碎之」。封建社會以君王之言為言，以君王之事為事，連皇帝都棄如敝屣的技術，又怎能讓民間蓬勃研究呢？
第四，從「接受批評」來自省，人們不習慣接受和自己深信不移所相反的理論。明代的朱載堉（1536～1611）是世上第一位提出「十二平均律」的人，但是當他把這項人類文化史重要成就獻給朝廷時，竟然無人問津！不但沒有被載入《明史》，還遭到攻擊和謾罵，守舊者認為朱載堉背叛了傳統律學。朱載堉的偉大發明反而是得到了19世紀德國物理學家赫姆霍茨（H.L.F.Helmholtz﹐1822～1894）的高度評價。
封建社會的教育在創造「完人」，完美的人格，因此特重道德教育。即便是科學知識，也只重實用，記錄一些日常經驗和平時觀察到的現象，無法從一連串典型事件發現規律，形成學說，產生理論，造成派別，衍生系統，把它們串聯成邏輯嚴密的學問，再轉化為真正的力量。中國古代的知識系統主要是和道德修養串聯，而道德修養又是為了政治因素，所以從不重視如何將知識轉化成科學系統，再藉由這個科學系統發揮巨大的力量。只是將觀察到的現象作條列式記錄；中國人的知識在訓詁辭章裡打轉，企圖畫一個人格圓滿到統治集團圓滿到社會國家圓滿到天下圓滿的大餅。這樣的知識系統，絕對無法發揮力量。
人不是科學的主宰，更不是科學的奴隸，而是科學的最佳伴侶，和科學保持最佳互動狀態，這才是儒家思想「天人合一」的真正意義。
自省之後的奮進
《莊子‧天下》：「一尺之捶，日取其半，萬世不竭」這是現代數學裡的極限概念；漢代已知月光反射原理；墨家的邏輯學、數學和自然科學都十分出色；《管子》書中有許多珍貴的地質學資料，……舉例越多，不但不能讓後世子孫感到驕傲，反而讓人更覺得苦澀。法國文學家雨果（Victor Hugo﹐1802～1885）曾說：
中國在發明方面總是跑在我們前面：印刷術、大砲、汽球、麻醉藥都是他們先有的。只不過這些發明在歐洲立刻蓬勃發展，而且變成了不起的奇蹟。在中國，這些發明卻始終停留在胚胎狀態，而且死在母腹中，中國是一個裝死胚胎的玻璃瓶。
文豪犀利尖銳的形容詞引發學者自省，越來越多關注這個問題的學者試著以各種角度提出解答，鑒往知來，自省之後的奮進，中國將永不再用玻璃瓶，胚胎會不斷成長茁壯，成為對科學有重大貢獻的巨人。
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