科學是人類的偉大創造，它的前途決定人類的命運，我們未來的禍福就孕育在它的歷史中。
■董光璧
我們今天所理解的科學，即基於邏輯、數學和實驗三大要素緊密結合的知識體系，誕生在16世紀和17世紀之際的歐洲。隨著歐洲人的殖民活動的擴大，漸次傳播到全世界，因而成為世界化的科學。科學思想的源頭被歷史學家追溯到古希臘文明，因而有“希臘科學”之說，並且在類比的意義上，又有“阿拉伯科學”“印度科學”和“中國科學”等古代科學之說。科學的誕生和發展乃文明融合之結果，猶如海納百川般地彙集了各文明中的科學成分。
人類文化發展的早期形成了四大文明古國，即北非尼羅河三角洲的古埃及、西亞底格裡斯河和幼發拉底河流域的古巴比倫、南亞次大陸恒河和印度河流域的古印度、東亞黃河和長江流域的古中國。在西元前5世紀前後的幾個世紀裡，即歷史學家所謂的“樞軸時代”（Axial Age），希臘、中國和印度三大文明中心，率先產生了探討自然秩序的科學文化。科學的基本要素，即邏輯、數學和實驗，都孕育於這一時期，唯獨希臘成為科學思想的直接源頭。
古希臘文明的創造者的遠祖，可以上溯到中亞的雅利安人（中國史書稱安息人）。他們在烏拉爾山南部的高加索大草原過著遊牧生活，於西元前30世紀和20世紀之際，開始向西、向南、向東遷徙。向西遷移的一支成為現代歐洲人的祖先，在巴爾幹半島演變成希臘人，在亞平甯演變成拉丁人，在歐洲的北部、西部和東部分別演變成日爾曼人、凱爾特人和斯拉夫人。
希臘人經米諾斯和邁錫尼兩個文明階段發展成的雅典文明（前800~前146），被拉丁人發展為羅馬文明（前146~西元1453）。在漫長的民族衝突—融合過程中，日爾曼人、凱爾特人和斯拉夫人接受了羅馬文化遺產，為歐洲文明的發展奠定了基礎。
羅馬文明經歷了羅馬王國（前753~前509）、羅馬共和國（前509~前27）和羅馬帝國（前27~西元395）以及分治的西羅馬帝國（395~476）和東羅馬帝國（395~1453）。
分治以後的羅馬帝國日趨衰落，隨之日爾曼人的諸部落（東哥特、西哥特、法蘭克、勃艮第、汪德爾、盎格魯、薩克遜、朱特和諾曼人等）大舉南遷。先後建立了諸多封建王國，如伊比利亞半島的西哥特王國（418~714）、北非的汪德爾王國（435~534）、羅納河和索恩河流域的勃艮第王國（457~534）、西歐的法蘭克王國（486~843）、亞平寧半島的東哥特王國（493~553）、大不列顛島的英格蘭王國（927~1707）。其中由克洛維（Chlodwig，481~511）創建的法蘭克王國，經過墨洛溫王朝（Merowinger，481~751）和加洛林王朝（Karrolinge，751~843）的相繼征戰，擴張為版圖龐大的帝國（800~843）。
被稱為“歐洲文明之父”的法蘭克帝國的查理曼（Charlemanes，742~814），對於歐洲文明的發展進程有著關鍵性的影響。教皇聖利奧三世（St.LeoⅢ，750~814）在西元800年將其加冕為羅馬的西方皇帝。他的三個孫子通過《凡爾登條約》（843年），將法蘭克帝國分割為三個部分，西法蘭克王國（843~987）、中法蘭克王國（843~855）和東法蘭克王國（843~911），經過《墨爾森條約》（870年）的調整，成為後來的法蘭西王國、義大利王國和德意志第一帝國的雛形。
差不多與此同時，西元5世紀入主大不列顛島的盎格魯、撒克遜和朱特人，逐漸取代了羅馬帝國統治的地位，在西元7世紀初形成七雄割據的局面。西元829年，威塞克斯王國的國王埃格伯特（Egbert,770~839），統一七國為英格蘭王國，為大不列顛聯合王國奠定了基礎。
在西羅馬滅亡（476年）和東羅馬滅亡（1453年）之間的“中世紀”，羅馬天主教文化主導了歐洲文明。民族之間的文化融合，特別是東方和西方文明的大匯合，導致新文明基礎逐漸形成。十字軍的八次東征（1096~1099、1147~1149、1189~1192、1202~1204、1217~1221、1228~1229、1248~1254、1269~1270）和蒙古人的三次西征（1219~1226、1235~1244、1253~1260），在破壞的同時也為新文明的誕生創造了文化融合的條件。在14世紀和15世紀，地中海沿岸發展出資本經濟。在16至18這三個世紀，歐洲進入大變革時代，從權勢社會向經濟社會過渡。科學的誕生和發展是與資本經濟同步的，並且從求知演變為控制自然。這種演變有其自身內在的根據，也是外在的社會環境選擇的結果。
科學誕生的內在根據是知識的積累和創新。中世紀的教會大學、翻譯運動和神學—自然哲學，構成了三大背景要素（麥克格拉思，《科學與宗教引論》，1998）。西方理論傳統與東方技術傳統的結合，成為知識創新重要的直接途徑。在施特拉丹烏斯（1523~1605）的木刻畫《新發現》（Nova Reperta，1580）中，所謂歐洲人的九項新發現，即美洲、磁羅盤、火炮、印刷機、馬鐙、機械鐘、愈瘡木、蒸餾器和絲綢，除美洲和愈瘡木外，都有其中國的先驅。
科學發展的社會特徵是其地理中心的形成和轉移，這為我們理解和改進近五百年來的科學，提供了一種視角。“世界科學中心”這一概念，最早出現在英國科學家、農學家和科學史學家威廉·塞西爾·丹皮爾（Sir William Cecil Dampier，1867~1952）的著作《科學史及其哲學與宗教的關係》（A History of Science and its Relations with Philosophy and Religon，1929）中。英國物理學家和科學史學家約翰·德森·貝爾納（John Desond Bernal,1901~1971），在其四卷本的著作《歷史上的科學》（Science in History，1954）中，記述了有史以來的科學技術活動中心——巴比倫（前600~前400）、埃及（前400~前300）、古希臘—古羅馬（前300~西元200）、敘利亞—中國—阿拉伯—義大利（400~1660）、英—法—德（1660~1920）、美（1920~ ）。日本物理學家和科學史學家湯淺光朝（Mintomo Yuasa，1909~2005）運用科學計量學的方法揭示了科學活動中心的轉移規律，發表了論文《16世紀到20世紀中葉科學活動中心的轉移》（Center of Scientific Activity: its Shift from the 16th to the 20th Century，1962）。他以占世界科學成果總量1/4為標準界定科學中心，根據兩種不同的科學史年表統計發現，近代以來的5個科學中心有平均約80年的興盛期：義大利（1540~1610、1500~1570）、英國（1660~1730、1620~1690）、法國（1770~1830、1730~1790）、德國（1810~1920、1770~1880）、美國（1920~ 、1880~ ）。
中國地質化學家蔣志（1937~2016）的論文《科學發現過程的統計理論》（《自然辯證法研究》第10卷第12期第30~37、62頁，1984）對湯淺的經驗研究作出理論的說明，運用統計理論匯出了科學知識增長的週期性，包括有78年的週期和627年的週期，甚至作為推論還包含有更長的5000年週期。文藝復興以來的世界科學，經歷了6個78年的週期，各週期相應的高峰分別為1580年代、1660年代、1740年代、1820年代、1890年代和1970年代，它們大體分別對應於義大利、英國（連續兩次）、法國、德國和美國的世界科學中心地位。新的第7科學週期的高峰預計在2050年代。
世界科學發展中心的形成和轉移，在很大程度上是由社會條件促成的，尤其是思想文化條件的影響。成為世界科學中心的思想文化條件，在義大利是文藝復興，在英國是宗教改革，在法國是啟蒙運動，在德國是哲學革命，在美國是自由精神。科學的地理中心的形成是機遇和條件的巧合，未來的科學中心將出現在哪個國家或地區也是可遇而不可求的。
（作者系中國科學院自然科學史研究所研究員）