国学应包括自然科学*

章 兢，童调生

(湘潭大学 信息工程学院,湖南 湘潭 411105；湖南大学 电气与信息工程学院,湖南 长沙 410082)

国学应包括自然科学*

章 兢，童调生

(湘潭大学 信息工程学院,湖南 湘潭 411105；湖南大学 电气与信息工程学院,湖南 长沙 410082)

在一般人看来，“国学”属于人文学科，主要表现的是传统社会价值观和道德伦理。通过对“国学”定义的讨论，对我国古代数、理、化、天文、中医等科学内容的阐述，表明国学中应包含自然科学的内容，分析了为什么存在“中国古代是否有科学”的疑问。明确在国学中包含自然科学，有助于全面认识中国传统文化，增强文化自信；有助于我国与世界学术文化的交流和发展，互相借鉴、取长补短；有助于学生培养，使其成为全面发展的高素质人才。

国学；自然科学；人才培养

【章 兢】：童老师，您好！最近看到您关于国学研究的报道。您作过一些这方面的学术报告，《中国科学报》给予了报道；另外，您还有这方面的博文，赢得了广泛的关注。

【童调生】：是的。这段时间我一直在思考，寻找国学对科技创新的启示，是国学研究的新领域。我的一些观点赢得了不少专家的认可。

【章 兢】：这非常有意思。您是湖南大学控制科学与工程学科的开创者，首位博士生导师。您是我本科、硕士、博士的老师，我的本科毕业设计也是您指导的，当时您是全国知名的最优控制领域专家，做您的学生受益匪浅。今天，我还要专门向您请教有关“国学应该包含自然科学”这个命题。

【童调生】：很高兴。我的学生也对国学感兴趣。我们一起来研究，共同探讨。

一、关于国学的定义

【章 兢】：在一般人看来，或者大多数人认为“国学”属于人文科学，其载体是中国传统文化典籍，表现的是中华民族传统社会价值观和道德伦理。

【童调生】：是的。这是大多数人的认识，也是国学研究的现状。其实这很不全面，也有碍于我们对国学的研究、传承和发展。

【章 兢】：为了解决这个问题，首先我们要对“国学”给出一个好的定义。不能太狭隘，要有一定的广度和深度。比如说清华大学的李学勤教授指出：“中华民族传统文化的学术内涵，即可谓国学。”[1]2

【童调生】：对“国学”的理解、认识也是发展的。宋定国在其《国学三部曲》[2]中指出：“国学”是“中国学术”或“中华学术”的国内简称，是研究中国即中华民族之传统学术文化之源及其发展的基本规律，以推动我国和世界学术文化的进步和发展为目的的科学。这就是一个很好的定义。

【章 兢】：好。我们从这个定义出发，看看我们的学术文化之源究竟是否包含自然科学的内容。

二、国学中有哪些典型的自然科学内容

【童调生】：中国是一个有着五千年历史的文明古国，中国古代有过辉煌的科技成就，技术成就是世界所公认的。

【章 兢】：谈到科学，我们首先想到的是数、理、化。就让我们从数学开始吧。

【童调生】：我国是世界上最早采用十进位制的国家之一。春秋战国时，“九九”口诀在我国已经非常流行。战国时的《墨经》中还提出了点、线、方、圆等几何概念的定义。

成书于殷周之际的古书《周易》中，用阳爻“—”、阴爻“--”的不同排列构成“四象”、“八卦”和“六十四卦”。如果把阴爻看成“0”，把阳爻看成“1”，则“八卦”是二进位制记数法的0到7，而六十四卦则对应于二进位制的0到63这64个数。

【章 兢】：我对六十四卦用二进制数进行过排序，还没有找出《周易》中对六十四卦的排序规律。

【童调生】：汉代的《九章算术》是我国古代数学的典籍，在数学史上第一次提出了负数的概念，并有了正负数加、减法的运算规则。到南宋时期，有《数书九章》提出了高次方程的数值解法和一次同余式解法，这在世界上是非常先进的。

【章 兢】：是的。还有圆周率，是我国古代数学的一项重大成就。刘徽(约225—295年)创造了割圆术，求得π=3.1416，还提出了初步的极限概念。祖冲之(429—500年)求得π值在3.1415926到3.1415927之间。他所提出的密率为355/113，是分子分母不超过1000的π值最佳渐近分数，比欧洲要早1000年。

【章 兢】：那我们的物理、化学呢？

【童调生】：公元前4世纪成书的《墨经》中含有光学、力学、声学等物理知识，记述了小孔成像、平面凹面及凸面镜成像等问题，在世界上首先提出了光的直进原理。战国至汉代成书的《考工记》中谈到了声音与震动的关系，对钟、鼓、磬等乐器的结构与音响关系进行了定性的研究。北宋时沈括(1031—1095年)在他著的《梦溪笔谈》中，介绍了用人工磁化方法制成的指南针，当时我国已将指南针用于航海。沈括还在世界上第一次提出了地磁偏角。东汉末年的《周易参同契》中就有了关于物质进行化学反应的配方比例关系。

【章 兢】：再看看天文学。我们现在仍然在使用的“农历”，又叫“夏历”，相传创始于夏代，完善于汉代，包括了年、月、日、节气、日月五星位置、日月食预报等内容。南北朝何承天(370—447年)制定的“元嘉历”，定义一个朔望月为29.530585日，与现代测量值29.530588日相比，精度达到了十万分之一。

【童调生】：是的。我国是世界历史上天文观测记录最早、最完整的国家。例如：我国有一千多次日食和一百多次太阳黑子记录。《诗经》里周幽王六年(公元前776年)的日食、《汉书·五行志》中河平元年(公元前28年)三月发现的太阳黑子，都是世界上最早的记载。《春秋》中关于鲁文公十四年(公元前613年)出现的彗星，是世界上最早的对哈雷彗星的记录。

我国古代天文学家绘制的星图、星表，在世界上也是领先的。公元前4世纪石申著的《天文》一书，载有121颗恒星的方位，是世界上最早的星表。三国时吴太史令陈卓所画的星图，共有星1464颗。而西方在望远镜发明以前绘制的星图，从未超过1022颗。

【章 兢】：再看看我们的医药学，是一个中医宝库。

【童调生】：我国有丰富的医药学文献，现存的就有近8000种。公元前3世纪就有《黄帝内经》，东汉张仲景(约150—219年)著有《伤寒杂病论》，明代李时珍(1518—1593年)的《本草纲目》载药1892种、方剂11000个，不仅惠及我国至今，还被译成日语、英语、德语、法语、俄语、拉丁语等多种文字，受到国际学术界的广泛重视。

【章 兢】：在技术科学方面，最著名的就是指南针、火药、造纸术和印刷术四大发明了。

【童调生】：在《大英百科全书》科学史部分，列有科学在中国发展的专门词条，认为中国古代在天文学、医学、化学、地理学等方面有较大的成就并且得到了官方的鼓励。在文艺复兴时期以前，中国在利用知识解决实际问题方面一直比西方领先。中国的科学与技术对世界都产生了广泛的影响，英国科学技术史专家李约瑟编写了鸿篇巨制《中国科学技术史》。

三、为什么存在“中国古代是否有科学”的疑问

【章 兢】：根据以上内容，从中国传统文化典籍、历史事实、历史影响来看，国学应该包含自然科学的内容，但是还有一种疑问——“中国古代有没有科学”？这是为什么？

【童调生】：事实上，对于中国古代是否有科学，赞成和反对的都有。例如：台湾“中央研究院”院士吴大猷先生反思自己一生对于国学与西方科学的研究，一再宣称“中国古代只有技术没有科学，传统文化对科学发展有很大的反作用”。中国科学院詹克明先生经过多年研究也认为中国古代只有技术，没有严格意义上的科学。但是，中国科学院院士、科学史家席泽宗先生则认为，“中国古代只有技术，没有科学，这是一种错觉。”[3]1

我想问问你，你是怎么看待这个问题的？

【章 兢】：我想还得要看怎么定义“科学”，怎么理解“科学”。

【童调生】：“科学”一词起源于西欧中世纪的拉丁文。在西方，英国人把“科学”理解为知识、知道、学问，而法国和德国人把“科学”理解为自然科学、社会科学和哲学之和。

“科学”一词是19世纪末20世纪初从日本引进中国的。1868年，一位日本学者接受了法国哲学家孔德的关于科学分类的观点，把Science译成了“科学”一词。

【章 兢】：这就是“科学”的原意，指分科而学的意思，将各种知识通过细化分类研究，形成逐渐完整的知识体系。

后来“科学”的定义，又在不断发展变化。比如说：科学是如实反映客观事物固有规律的系统知识；科学是指发现、积累并公认的普遍真理或普遍定理的运用，已系统化和公式化了的知识；科学是对已知世界通过大众理解的数据计算、文字解释、语言说明、形象展示的一种总结和认证。

最近还有文章对“科学”给出了新的定义：“科学是有结构、功能并不断进化的复杂信息系统。科学是由相互联系和相互作用的认识子系统、知识子系统和社会子系统有机地结合成特定结构的整体。它具有不同于各要素独自具有功能的新功能，并向新的有序结构进化。”[4]12

【童调生】：好的。从这种定义来看，为什么有人至今认为中国古代没有严格意义上的科学？

【章 兢】：很可能与中西方文化差异有关。首先，以数学来举例，西方是公理性的，我国古代则是构造性的。所谓公理性是先有定义、公理，然后通过逻辑推理，得出定理。例如“存在X，使得命题F(X)成立”。公理性证明是一种存在性证明，即从逻辑上证明所述对象X确实存在，但X具体是多少？在哪里？并不(或不一定)知道。而构造性证明就是通过有限步的推导或计算，具体地找(构造)出这样的X。应该说这两种证明各有各的长处，不存在谁优谁劣。

【童调生】：对的。国家科技最高奖获得者吴文俊院士就得益于中国的构造性数学，发明了机器证明方法。早在1970年代，吴文俊发现可在微机上很快地证明困难的几何定理；周咸青发展了吴法，编制了有效的通用程序，证明了512条非平凡定理。

【章 兢】：这样看来，两种思想和两种文化可以互补。

我想讲的第二个例子是中医。总体上，中医是综合的辩证治疗，而西医是纯粹的分析的方法。

【童调生】：正因为如此。有人就认为中医是“伪科学”，还有人想彻底否定中医。

【章 兢】：这就是一种“错觉”。还好中医正在逐步地走向世界，被西方所接受、所理解。比如针灸，采用针灸的方法可以使孕妇胎儿不正时将胎位矫正过来，这可以通过现代影像技术清晰地观察正胎的过程。

【童调生】：不仅如此，还可以依据循证医学的方法。这是一种西医普遍使用的统一利用科学方法获取证据的方法，证明针灸有效，可以治病。比如2013年就验证了“得气”针灸相关手法技巧和程序与临床疗效间的关系，可以说是通过了西医的“考验”。

【章 兢】：中医讲究辩证地施治，对症下药。有时对同一类疾病根据不同病因施以不同治疗方法，称为“同病异治”；有时又对不同的疾病根据相同的病理表现，施以同一类疗法，称为“异病同治”。这一方法充分体现了矛盾的普遍性和特殊性的辩证关系。

还有一些方法也非常有意思。比如说“药引”，它引导其他药物的药力到达病变部位或某一经脉，起向导作用。常用的药引有食盐、生姜、葱白、灯芯草、粳米、大枣，等等。

【童调生】：谈到辩证法，更高的境界是孙思邈在《千金要方》上讲的“上医医未病之病，中医医欲病之病，下医医已病之病”，不仅有临床医学，还有预防医学，而且更强调预防。

【章 兢】：当然，我们还没有完全弄清楚中医中的科学问题，比如说中药，其成分如何？是哪种成分起重要作用？用分析的方法能不能完全解决中药的问题？这本身就是问题。例如，16世纪以来，生物学发展的基本轨迹就是整体—器官—细胞—分子。人们以为只要我们知道每一个细小的单元(分子)，就可以了解整个生物体了。但是现在人们发现，这条道路似乎走不通了。因为即使把生物体内的每一个分子都搞清楚了，也不能完全解释生命现象，还需要开辟新的综合的道路：从分子—细胞—器官—生物体，研究大量分子如何协同、耦合、整合形成细胞，等等。

【童调生】：对。科学的问题就是不断递进的，不断发展的。还没有弄懂，就武断地认为中医是“伪科学”，其本身就不是科学的态度。

【章 兢】：第三个例子就是中国的文史哲不分家。在古代，文学与哲学是相通的。比如：孔子、老子既是中华儒道文化的始祖，又是影响中国几千年思想的哲学大师。《庄子》更是极具智慧的文学散文、美文。正是通过他们深厚的文化功底，良好地表达出精深的哲学思想，其哲学作品自然而言就是文学作品。如果没有哲学修养，思想境界上不去，他所做的文章就会陈腐不堪。对于历史，既可以广博引证，又可以以史为鉴，增加文章的宽度和广度。即使只是专门的历史著作，如《史记》，也是非常好的文学作品，其中就有很多的文学故事，当然也不乏深刻的哲学思想。

【童调生】：其实，在中国的古典文学作品中也包含很多的科学知识和真理。比如说屈原的《天问》，我认为它是一首科学长诗，穿越时光的科学之光。至少表达出三个科学问题。第一，屈原在《天问》通篇中肯定了宇宙是发展变化的，有“阴阳三合，何本何化？”之意。而西方学术界直到拉普拉斯提出“星云说”以后，才确立了宇宙是变化的观念。第二，在《天问》中，屈原表明了日月星辰分布于空中，是靠什么维系。“圜则九重，……斡维焉系？天极焉加？八柱何当？九天之际，安放安属？”。这就是万有引力问题的雏形。牛顿是从苹果落地引起对于引力的思考，而屈原是从日月星辰表的分布引起“斡维焉系”的思考，可见屈原的思想比牛顿广博得多。第三，提出了空间弯曲的问题。“隅隈多有，谁知其数？”这就是爱因斯坦广义相对论的问题。

【章 兢】：我看到了您发表在科学网上的一篇博文《天问——穿越时空的科学之光》[5]，很受启发。

如果用西方的观点和视角来看，中国古代可能没有“真正”意义上的科学。但是，如果用中国的观点和视角来看，那么西方又如何呢？我想这样就会出现错觉。

当然，我们也应当看到我们的一些弱项。吴大猷院士指出，[6]130～131古代中国从未发展了科学术语——符号的运用。我国的文言叙述，使科学研究结果的传达，极为困难。一个数学家研究所得，往往埋没于著述中，使得我国典籍中有个别的科学结果，少有前后人继续性的发展；而西方数学的进展，由于符号、方程式的引入而突飞猛进。

四、明确在国学中包含自然科学有何意义

【童调生】：改革开放以来，对国学的研究与认识，经历了崇尚西学、抛弃国学，遭遇现实难题又重拾国学的反复过程。有人认为国学与现代科学精神相背离，阻碍了中国的发展。当然，也有人认为中国文化对科技发展也有正面促进的作用。但是究竟是什么东西真正阻碍了中国的发展，又有什么东西对科技创新有积极的启示意义？还研究不深、讨论不够。因此我说，这是国学研究的新领域。

【章 兢】：习近平总书记指出：“中国传统文化博大精深，学习和掌握其中的各种思想精华，对树立正确的世界观、人生观、价值观很有益处。”“我们不仅要了解中国的历史文化，还要了解世界上不同民族的历史文化，取其精华，去其糟粕，从中获得启发，为我所用。”这为我们指明了对待中国传统文化的方向，有利于我们“坚持文化自信、文化自觉和文化自强”。

【童调生】：如何实现文化自信、文化自觉和文化自强，还要有正确的路径。我认为在研究国学的时候研究中国古代的科学技术，其中包括科学精神，这就是一条有效的新路径。

【章 兢】：我们还可以用一些新的方法，向世界传播中国文化；也可以用西方的一些形式作出对中国传统文化的解释。例如：九江学院的甘筱青教授对《论语》和《孟子》进行了公理化诠释，力图以基本假设、定义、公理为基本要素，推导证明蕴含在《论语》中的经典客观命题，用理性的方式理解儒家思想。这是一种有益的尝试和探索。

【童调生】：其实我国一些学者很早就开展了一些对中国经典中自然科学的考察与研究，有些工作还是很深入的。比如说湖南大学的李耽(李全华)教授在1998年就出版了《先秦形名之家考察》[7]专著，论证了先秦形名之家(即名家)的学说，包括逻辑学、语言学和自然哲学，发现了《墨经》在直角三角形斜边的平方等于两直角边的平方和的命题，有无穷小、无穷大、微分、积分理论；有计算时间的参考点及计算高度参考平面理论等。他指出：“真正了解墨子、惠施、公孙龙、恒团，特别是墨子的自然哲学理论之后，伽利略、牛顿或当自叹不如。”可惜，像李耽这样的学者还不多，他的这些发现还没有受到更多人的重视或进一步研究。

【章 兢】：这里我发现我们的教育问题，文、理过早分科，高校专业过窄过旧。李耽教授原是学无线电通信广播专业的，有很好的理工科基础，后又当出版社的高级编审，点校过《史记》、《红楼梦》。因此文理兼通，才有他独有的研究成果。

【童调生】：其实早在1948年，梁思成就提出，要走出“半个人的时代”，指的就是当时的文理分科，使得搞文的不懂理，搞理的不懂文，只能培养出半个人来。

【章 兢】：这个问题现在也并没有得到很好地解决，甚至除了文、理分科之外，还在理科里分了理、工，为理的不能工，学工的不懂理，不是半个人，而是1/4个人，甚至是1/8个人。

【童调生】：现在高考招生制度正在改革，在中学取消文、理分科。希望在大学加强大类人才培养，培养复合型人才。

【章 兢】：大学在教学上也进行了一些改革。比如说：从1995年开始的高校文化素质教育，至今已有20年，其目的就是要培养完整人格的人，学理工科的学生多懂一些人文社会科学知识，学文科的学生多懂一些自然科学知识。

此外，要提高学生的素质，就必须增强教师的素养。在这方面，我们高校的教师队伍还显不够，这方面系统的教材、学习辅导资料还不够。上文化素质教育课的老师大多是文科教师，对自然科学的讲解和涉猎不深、不广。自然科学的老师往往轻视或忽视中国古代经典。还有一个原因是我们对古代汉语的理解存在障碍。我就有过这方面的体会，我对经、史、子、集的原著读起来就很困难，必须借助于一些通俗读物来学习。要深入研究就更难了。

【童调生】：这说明在这个方面，我们任重道远。如果我们能进一步明确国学中包含自然科学，我们就可以更加自觉地培养师资、设置课程，不仅使文化素质教育取得更好的效果，而且还会有更多新的国学研究成果问世。

【章 兢】：中华传统文化是一个宝藏，还需要我们来挖掘、来开发，使其为人类做出更大的贡献。

这次向您请教的问题就到这里。下次，我还想就“国学对创新的启示”进行专门的请教。谢谢您！

【童调生】：还是希望能够共同探讨、学习交流。

[1]易明宝善．易道宇宙观：中华古老的象数逻辑[M]．北京：人民日报出版社，2014．

[2] 宋定国．国学纵横，国学览胜，国学探疑[M]．北京：首都师范大学出版社，2013．

[3] 周光召，朱光亚．共同走向科学——百名院士科技系列报告集[M]．北京：新华出版社，1997．

[4]李喜先．科学：定义、特性及科学系统观[J]．科学，2014(4)．

[5]童调生.天问——穿越时空的科学之光[EB/OL].http://blog.sciencenet.cn/u/tongyao.

[6]柳怀祖．吴大猷文录[M]．杭州：浙江文艺出版社，1999．

[7]李耽．先秦形名之家考察[M]．长沙：湖南大学出版社，1998．

责任编辑：立 早

“微时代的大文化”专题研究(笔谈4篇，主持人：赵毅衡)

主持人语：人类文化，就是社会相关意义活动的总集合。意义活动的主导方式，也就成了文化的形态。我们现今意义活动的形态是整个人类历史上未曾见到的，令当今人也眼花缭乱的奇观：大街小巷，上天入地，我们没有人能离开网络，人人埋头于手中的“微终端”，手机，iPad，GPS，可穿戴设备；我们收到的信息也越来越短小：从文件到博客，到微博，到QQ，到微信；与我们密切联系的人，也越来越远，天涯若比邻，同室如陌路；网友人人是信源，我自己看起来是信息世界的中心，似乎万物皆备于我，实际上我却落在云技术与大数据里，消失于信息大海之中。这个巨无霸式的符号体系，是二三十年来在我们眼前形成的：个人电脑是80年代初的产物，90年代出现了互联网，新世纪的我们就落入微终端里，近年这个玩具似的东西控制了人类的全部生活。在互联网上我们的身份如魔术般多变，直到这些身份再也构不成自我，反而层层叠叠让自我迷失。原因何在？符号学界早就发现，我们在文化中使用的符号体系，有一种极其强大的威力，它不仅用来表达意义，而且有强大的塑造作用，把我们周围的意义世界塑造成一定的形态，所以符号被称为“模塑体系”(modeling system，又译为“建模体系”)。因为它不仅塑造世界，而且塑造自身，通过塑造自身来塑造世界。历来的符号学运动最关心的是语言这个庞大复杂的符号体系，今天看来一个威力可能更大的体系——电子信息体系正在出现。这是人类面临的一次巨大变革，与发明语言、文字、印刷术这些人类文明史上的纪念碑相比，这个新的符号模塑体系，重要性有过之而无不及，且直接影响到人类未来以及人类在这个星球上的命运。既然社会上很多人做手机客、网瘾者、游戏狂，作为意义学的符号学研究就很有必要深入到这个新奇符号模塑体系之中，寻找其规律，了解其变化，预测其未来，理解这个千头怪物。因为符号学的任务就是分析意义的构成、传送、解释，它若不能处理这些新出现的意义形式问题，那不是这些新的文化表意方式的错，而是符号学的错。对于符号学当今发展的一个重大考验，就是看它能否给新传媒时代的各种复杂问题，提供让人耳目一新的新答案。本专题研究的4位作者都是符号学研究者，他们用社会符号学的方法来研究电子信息体系问题，仔细介绍并分析了互联网如何造成文化变迁，微信中的人际关系变化、游戏如何会使人沉迷，手机界面的图标为何会产生变形，等等；问题很具体，答案很生动，做了非常有益的尝试，希望能给学界一些新的启发。

(赵毅衡：四川大学文学与新闻学院教授，博士生导师)

Studies of Chinese Ancient Civilization Should Include Natural Science

ZHANG Jing，TONG Tiao-sheng

(CollegeofInformationEngineering,XiangtanUniversity,Xiangtan,Hunan411105；CollegeofElectricalandInformationEngineering,HunanUniversity,Changsha,Hunan410082,China)

Studies of Chinese ancient civilization has been widely considered as a human study, which mainly focuse on the traditional social values, moral and ethics. This article argues that studies of Chinese ancient civilization should include natural science by analyzing ancient mathematics, physics, chemistry, astronomy and traditional Chinese medicine content, etc. It also explores the reason attributing to the query of “whether ancient China has science or not”. Clarifying nature science was an important part of Chinese ancient civilization.In addition,it would contribute to a profound understanding of Chinese traditional culture.And then,it will increease the national cultural confidence. In addition, this perception will enable China and the rest of the world communicate and learn from each other better. It terms to high education, a clear comprehension of their own national culture will continue benefit students in the future both in terms of career and life.

studies of Chinese ancient civilization; natural science; cultivation of talents

2015-02-08

章 兢(1957-)，男，湖南韶山人，湘潭大学信息工程学院教授，博士生导师。主要从事复杂系统计算机控制研究；童调生(1934-)，男，上海人，湖南大学电气与信息工程学院教授，博士生导师。主要从事最优控制研究。

G05

A

1001-5981(2015)03-0091-05