科學為什麼沒有在中國興起，為什麼在中國發展艱難？這是中國人一直關心的問題。實際上，這個問題的內涵在不同時期是不一樣的：為什麼科學起源於希臘而沒有在古代的中國起源？當西方經過科學革命建立了現代技術和工業文明的近代，為什麼科學沒有被中國人認識和學習？在科學知識被普遍學習和應用的今天，為什麼中國人的科學還是比西方國家落後？
要合適地討論這幾個問題，我們先要弄清楚“什麼是科學”和“科學是怎麼起源的”。
什麼是科學？
“Science（科學）”一詞源於古希臘。當時“science”基本上有兩層意思：一層是知識和學問的意思，就是獲取確實可靠知識的學問；另一層是學科的意思，任何關於專門事物的知識都可以是一門學科或科學。因此，中文翻譯“科學”對“science”最早這兩個意思是相當合適的表達，有分“科”而“學”之的意思，即分門別類的學問。
從圖1可以看到，“science”今天的含義和歸類與最早時已不一樣，它基本上已不用來表達學科的意思。另外，屬於哲學的那些學科不再屬於科學，而是獨立的一類學科。但是現代哲學還基本保持了古時的定位，即包含那些不是以通過收集事實為主進行研究的學科。
綜合經典的對科學各種不同說法的基本內涵，可以將科學定義為，科學是對自然界事物和現象進行客觀的、理性的、系統的、分門別類的求知活動和因此產生的知識體系。首先，它是關於自然世界的一種求知活動和一個知識體系；進一步它是以一定的態度和方式進行的；客觀的是因為這種活動是基於對現實的觀察，經驗和實驗進行的，以事實為標準的；理性的是因為這種知識是根據規範和嚴格的方法獲得的，必須要有明確的定義，準確的描述和嚴格的推理；系統的是因為這種對事物的知識是有組元和結構統一的整體；分門別類的因為是按事物的屬性分科分類的，專門和詳細進行和組織的。因此，科學最基本的意思，就是系統的知識和為獲得這種知識的求知活動。
科學作為一個知識和求知的體系可以用圖2來表示，其中包含個人和集體的元素。首先科學是一種社會的、群體的、有規範的活動，孤立的個人是不能做科學的。科學行為和活動、科學信念、科學知識，以及整個知識體系，既是個人的也是集體的，集體中的每個人都具有相同的科學信念，都一致參照和使用相同的科學方法、科學語言和知識體系。科學精神與態度和科學素質是屬於個人層面上的東西，而科學規範，體制和科學成果的價值和認可是一種集體性質。現代科學體制已經高度完善，各種專業組織、雜誌、會議、科研論文和專案評審和資金分配等等都是體制規範的操作和運行的一種體現。體制和規範對新產生的知識提供標準、認可、整合、歸類和傳播，而個人則可以在集體的體制中利用各種資源、平臺、和交流，進行有效的科學活動。
因此，科學活動和成果的品質不僅取決於個體的元素，也取決於集體的元素。個人對科學精神、素質和科學方法的把握程度決定了產生的知識的品質和效率，而集體的組織、規範、認可，決定了知識體系的結構與和諧一致，科學體系整體的活力，效率和可持續性。
科學體系裏很重要的元素是科學信念。最基本的科學信念是：大自然的現象是有規律的；而且它的規律是可以被人認識的；這種探索和認知有一定方法可循；而且人能夠用符號和語言將認識到的規律準確地表達。如果沒有這幾個基本的信念，是不會有人去探索自然，去做科學的，因為他們不會看到任何意義和可能。
對個人來說，除了具備科學的基本信念，最重要的是要具備科學精神和態度。科學精神可以有許多方面，最基本的應該包括：
第一，以求真為最高準則，不能容忍將任何不真的東西當成真的，也時刻警惕將模糊不清的東西和沒有嚴格驗證的東西輕易當成真的。只有把求真作為最高準則，時刻保持客觀的態度和對事實的尊重，才會合適地對待自己和別人的觀點和結果，也才能在任何情況下不會讓步於權威，無論這種權威是前人的理論，學術權威，還是來自權力和地位。
第二，自由和獨立的思想，這是求真的自然要求，也是科學創新和發展的前提。要有創新和突破就必須能自由地思想和探索，不能被任何前人或現有的權威、觀念、理論的束縛。獨立思想也意味著要對現有的東西能有一種懷疑和批判的態度，根據新的發現和證據對現有的東西進行批判和發展。
第三，有嚴謹的工作作風，對探索的事物從問題，到方法，到結果到表達和解釋過程中的所有步驟和細節都認真對待和嚴格操作，才能有效地保證新產生知識的品質。
第四，以公平的原則和態度參與科學集體的活動。對別人的工作和成果要以公平民主的方式對待，不武斷，不以權威壓人也不屈服於權威，而且對集體事業積極參與和貢獻，使科學集體的體制和規範不斷健全和保持健康而高效地進行。
科學的起源
沒有人真正知道古希臘人是怎麼開始對探索自然發生興趣的，但是可以肯定，自由和獨立的精神，對世間事物的好奇，充足的閒暇時間，和廣泛的遊歷和交流是最基本的因素。隨著問題的展開和探索的深入，人們形成了世界是有規律的，其規律可以被認識的信念，從而邁出了往科學道路上的關鍵的一步。
對自然規律有意識的探索的開始，出現了以此為生活目的的自然哲學家。他們對所有事物和人的現象活動都進行科學研究。對智慧的探索他們產生了哲學（關於智慧的科學），對世界本原，物質的本質，存在和意識的性質和關係的思辨產生了形而上學；對數字規律的研究建立了數學；對社會運行和政府模式的探索出現了政治學和民主體制；對自然知識的探索產生了自然哲學（屬於自然哲學的有物理學、生物學、植物學、動物學、地理學等）；對語言結構和思維形式的研究產生了邏輯推理範式和邏輯學（關於正確思維的科學）；還有詩歌、文學、戲劇、醫學、倫理學、美學、教育學等，幾乎涵蓋了當時社會的所有方面。古希臘人創造的許多自然與人，社會與文化的理念、模式和思想，根本而全面地影響了西方世界文明的發展。
從整體上看，科學在古希臘的產生是那裏特殊的地理、民族、文化、社會和時代等各種因素綜合作用的結果。如果從科學是求知和知識的本質的含義來看，筆者認為導致科學在古希臘起源有與知識直接相關的最基本的三方面因素：
第一，對自然規律的興趣和哲學思辨。古希臘的哲學是從對自然世界的提問開始的：自然現象變化萬千，它們有確定的規律嗎？如果有規律，人能夠認識和理解嗎？對這些問題的探索他們積累了各種知識和對世界的看法，建立了自然有規律和規律可以被認識的基本科學信念。
第二，對理想知識的追求。當時發達繁榮的社會產生了大量但是紛雜混亂的知識，人們希望知道到底什麼是確實，可靠和穩定的理想知識。通過對理想知識的探索，他們認識了知識的基本性質，提出了對確實和可靠知識的判斷依據和獲得這種知識基本方法。
第三，對知識的表達和組織方式的研究。他們問：是否能夠準確有效的表達知識？如果能夠，那麼正確的語言形式應該是怎樣的？最後，各種各樣的知識應該如何分類和組織最好呢？對這些問題的研究，他們確定了嚴格準確表達事物的語言結構，創立了以命名、概念、定義和形式邏輯為基礎的演繹推理方法，進一步，他們對各種事物和相應的名稱和概念進行統一和系統的描述和歸類，使知識體系具備了系統性和一致性。
古典時期前的哲學家們的貢獻主要在第一方面，而古典時期（西元前500~336年）雅典的幾代哲學家（包括蘇格拉底、柏拉圖和亞裏斯多德）的貢獻主要在第二和第三方面。所有古希臘自然哲學家的成果在亞裏斯多德手裏得到了全面系統的梳理和統一。他把當時幾乎所有學科的知識、理論和方法系統而全面地編寫總結成書，系統地闡述和確定了科學在認知、知識、語言和思維等方面的理性基礎，描述和論證了事物的命名和概念，概念的定義，語句的結構，事物的分類和邏輯演繹推理方法，給後人提供了一種有效的科學語言和一整套科學概念。至此，古希臘“science”的內涵有了今天的定義中全部的含義：對自然界事物和現象進行客觀的、理性的、系統的、分門別類的求知活動和因此產生的知識體系。
科學為什麼在中國發展艱難？
由此可以討論在引言裏提出的三個問題。
第一，為什麼科學沒有在古代中國起源？
中國的春秋戰國時代與古希臘大致處於同一個時代，是中國歷史上思想最活躍和對中國人的精神氣質和世界觀形成影響最大的時代，但是導致科學起源於古希臘的三個基本因素在古代中國一個也沒有。
首先自然是否有規律，是否可以被認識這些最基本的問題不在古代中國人的意識內。其次當時的中國人沒有關於知識的意識，因此古人不會去探索知識，自然也就不會有如何表達知識的問題。
對於古人，這個世界是神秘的，自然現象是變化無端的，不能被理解，而且也無法用語言表達清楚。老子的《道德經》開篇的第一句“道可道，非常道。名可名，非常名”，就非常典型地表達了古代中國人對世界的理解這種神秘和不可言說的信念。
簡言之，中國古代沒有科學。雖然中國古代也有偉大的思想家和哲學家，但他們的興趣和精力都放在君權的倫理規範和人生藝術上了。而且，對於社會結構和倫理規範他們也只是在君權這樣一種體制下探討的。君權神聖君王至上自然導致了各種限制人的自由的觀念和規範，忠孝成為中國人人生的最高價值和行動準則。這種倫理價值觀不僅限制了古代人的思想，之後也一直影響著中國人的思維和行為方式，特別是抑制中國人學習和掌握科學所需的自由和民主的精神。
第二，科學為什麼在近代沒有被中國人認識和學習？
西方國家在科學革命和工業革命驅動下，突飛猛進發展的同時，也迅速地向世界其他地區移植和傳播文化。中國早在明朝末期，通過來華的傳教士開始接觸到了一些科學知識，但是僅限於為數不多的士大夫，中國人作為一個整體基本不知科學是什麼東西。
另一方面，中華帝國和文化的長期延續和一直相對於周邊國家顯示的文化和技術的強大，導致了一種盲目的優越感，並演變成井底之蛙般的封閉無知。他們不知道，與此同時，西方近代的科學革命以及因此興起的一個嶄新的、充滿活力的文明。盲目的優越感和關門守舊使中國失去了更早接受和學習科學的機會。
到了19世紀中後期，中國人在槍炮下見識了西方文明的利害，開始向西方學習。但這種學習只停留在有實用價值的技術層面裏，只是“中學為體，西學為用”。一方面，人們沒有認識到科學的思想和精神基礎；另一方面，封建的統治階層也不願意讓國人學習不利於穩定他們統治的科學精神及民主和自由的理念，更不願意改變落後的封建的社會制度。因此，科學在中國沒有像在日本那樣很早就被全民接受和學習，在全社會迅速興起。
第三，為什麼當今中國人的科學水準還是落後？
今天的中國已成為一個科技大國，科研經費投入和在國際刊物上發表的科技論文已達到了世界第二。
但是人們也清楚地認識到中國離科技強國還差得很遠。中國雖然有龐大的科技人員隊伍，但很少能做出在世界上有突出影響的成果，至今沒有人獲諾貝爾獎；國內大學還培養不出發達國家大學那種品質的科技人才；中國已是國際公認的世界工廠，但還是只能製造不能創造，很少企業有自己原創的技術和產品，大部分高精尖的技術和產品要靠進口。
一些表層原因是，大學裏的科研從理念上基本跟在西方後面走，新的概念和理論還是從西方引進； 學校裏是填鴨式教育，學生們不知學什麼，為什麼學，如何學，他們普遍關心的是如何最容易地獲得學位，而不是培養素質和能力；許多科研人員對探索科學知識缺乏興趣和
深層的原因可能有幾個方面，首先這是科學在中國的發展階段和過程決定的，科學是一種非中國本土產生的生活態度、認知方法、思維方式和知識體系。雖然中國當前非常重視科學，但整個國家對科學還是處在學習階段，要從整個科學體系的方方面面趕上西方發達國家的水準需要時間。
其次，受當今時代追求效率和功利的潮流左右。為了在這個高度競爭的世界中求生存，所有人都追求效率和功利，人生活的各個方面全面地市場化，促使人們更關注成果可能直接帶來的功利。科學成果與個人生存和利益緊密掛鉤使科研人員更容易心態浮躁，急於求成。以這種急功近利的行為方式是很難做出高質量的東西來，更難培養出優秀的科學研究人員。
如果我們將科學成果比喻成果子（見圖3），生產科學成果的人就是樹。急功近利就是眼睛緊盯著果子，而對樹的成長，品質和長期的生命力不關心，可以想像只看著果子而不管果樹是不可能長出好果子的。
最後，是中國傳統文化的影響。科學從根本上是西方社會和文化長期發展的產物，它在中國的發展在文化上先天不足。中國的科學普及還只是在知識層面，在科學精神、意識、理念、素質和方法上與西方人比還落後很多。而且中國的傳統文化對今天的科學發展還有很大的影響，至少有四個方面：
首先是真假的價值問題，真（truth）對西方人是絕對價值，而真對中國人卻只是相對的，中國人也講真，但更講忠孝親情。在真與忠孝親情以及現實利益發生衝突的時候，真經常是要妥協和讓位的。功利至上的思想反映在科研上就導致學術造假。假的危害不只是假本身會導致錯誤，而主要是假會亂真，使人不知什麼是真什麼是假，這對科學來說是致命的問題，因為科學最根本的目的是要獲得確切的知識。沒有真正的求真精神，是做不好科學的。
權威意識是另一個問題，傳統的倫理觀念使中國人對權威有一種無可置疑的習慣和服從，無論這種權威是精神上的還是形式上的。長期的權威意識使人很難有真正意義上的自由和獨立的思想。其結果是沒有創新能力。權威意識的另一方面就是權威壟斷，主要表現是行政官員和學術權威對科學體制的運行資源，平臺和話語權的控制，很多時候科研的資源分配不是按照科研專案本身的意義，而是按申請人的行政職位和學術地位進行。其自然的結果是促使有能力的年輕科研人員不能長期專心做科學工作，而是花許多時間去謀求和執行某種行政或學術位置。
還有是實用主義，就是只關心和重視目前有用的和能看到的東西，重結果而不重過程，重知識而不重素質。在今天的市場經濟時代，實用主義更是使人們把從事的事情直接與經濟效益掛鉤。然而，科學工作是面向未來的，未來有用的東西，現在未必有用，而且未來的東西現在也未必能看見。科研工作很重要的一個目的是培養人，優秀的科研人員是需要通過深入研究的過程鍛煉成長的。實用主義使人人都看著果子，都希望摘果子，對花精力和時間栽培樹（人）不是很有興趣。這在國內企業界是普遍存在的問題，大多企業只是為了解決與目前產品和生產有關的東西而做科研，結果是企業的研發能力長期不能提高，也培養不出自己的具有深厚科學素養的研發人員，自然也不會有原創的產品。
籠統思維也是一個問題。中國人看問題的整體感覺很好，能很快看到一個問題的基本輪廓，對問題的性質也有很好的直覺，但很多時候有了籠統但模糊的瞭解，就以為知道怎麼回事了，缺少理性的詳盡、嚴密和清晰。如果不對整體的各個部分進行細緻和系統的分析，就不能知道整體呈現的現象、內在、具體原因的變化規律。籠統模糊的思維傾向會導致以中醫的方法探究科學問題，以炒菜的方式進行技術創新。雖然這種方式方法有時也能解決問題，也能有一些創新，但是其層次和品質，以及後續進步的潛力與按照科學精神和方法進行是很不一樣的。技術的發展在近代科學體系形成之前，一直都是憑需要和經驗進行的。中國古代的四大發明都是憑經驗和實踐的成果。依靠這種傑出的發明創造能力，中國社會生產力能在現代科學興起之前在世界上長期領先。但是自從西方的科學革命後，技術的進步方式發生了根本的變化，現代社會的重要發明沒有不是在科學理論和方法指導下產生的，如蒸汽機、內燃機、電冰箱、電腦、飛機、衛星等等。相對於西方的以科學為指導的技術發展，中國的經驗式的技術發展在過去幾百年中是大大落後了。中國要在技術創造重新走到世界前列必須要：全民地、真正地、全面地理解，掌握和運用科學。
科學事業的發展根本在人，有了優秀的人才才能產生高質量的成果，而優秀的人才需要良好的環境（土壤）來培養。中國科學的未來發展，需要從根本上重視科學賴以生長的土壤，即科學體系中的體制、規範、及其依賴的社會和文化等方面的因素。對於每個科研集體，要保證集體科研事業的良好發展，要把眼光放在培養人上。同時，只有知道科學到底是什麼，清楚認識到中國科學為什麼還是落後的真正原因，全民培養科學精神和提高科學素質，中國才可能成為真正的科學強國。■