近代民族危机背景下现代科学在中国的发展与启示

焦郑珊

中国科学院自然科学史研究所，北京，100190

在人类文明的发展历程中，科学技术越来越成为现代生产力中最活跃的要素，科技创新决定着文明的发展与进步。党的二十大报告强调，必须坚持科技是第一生产力，坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，提升国家创新体系整体效能，加快实施创新驱动发展战略，加快实现高水平科技自立自强。在这样的历史背景下，通过梳理科技创新发展的历史，深入理解实现科技创新的路径与组织形式，探究影响科技创新的要素，对我国科技创新水平的提升有重要参考意义。

一、科技创新与强国之路紧密相关

现代科学技术自诞生以来就对人类社会和自然界产生了巨大的影响。科技是人类现代化的发动机，也是应对经济危机的根本手段，特别是随着全球经济一体化进程的加快，国家和国家之间的联系愈加广泛而深入，各国都面临着前所未有的机遇与挑战。科学技术作为影响综合国力的决定性因素之一，受到空前的重视，科技创新作为推动科技进步的根本动力，成为决定国家综合国力、经济发展趋势和社会长期可持续发展能力的重中之重。21世纪以来，全球科技创新进入空前密集活跃时期，如何抓住机遇成为全球科技创新热潮中的主力军甚至领跑者，也成为我国所必须面对的问题。党的十八大明确指出：“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置。”2013年，习近平总书记在中国科学院视察工作时强调：“科技兴则民族兴，科技强则国家强，要结合实际坚持运用我国科技事业发展经验，积极回应经济社会发展对科技发展提出的新要求，深化科技体制改革，增强科技创新活力，集中力量推进科技创新，真正把创新驱动发展战略落到实处。”2016年，中共中央、国务院印发的《国家创新驱动发展战略纲要》指出：“创新驱动是国家命运所系。国家力量的核心支撑是科技创新能力。”由此可见，科技创新对我国国家发展、人民生活、民族复兴都具有重大的战略意义。

当今世界，国家间的竞争主要是综合国力的竞争，其根本在于科技创新能力的竞争。历史上，科技创新是大国崛起的重要基础之一，英国、美国、德国、日本等国家都曾经抓住机遇、用符合国情的创新模式抢占科技创新的先机，综合国力得到极大提升。当前，我国正面临百年未有之大变局，正处于“从创新型国家行列朝着创新型国家前列前进”这一2020—2035年科技强国建设周期的“转折点”，亟须从多种角度探究科技创新的本质，为我国提升科技创新活力、实现科技自立自强提供支撑。

由此可见，科技创新与强国之路密切相关，提升科技创新水平、激发科技创新活力，是当代国家应对国际竞争、实现国家自立自强的必然选择。列宁曾指出，科学分析问题最重要的是不忘记基本的历史联系，考察每个问题都要看某种现象在历史上怎样产生、在发展中经过了哪些主要阶段，并根据它的这种发展去考察这一事物目前的发展状态。围绕“科技创新”这一主题，除了“科技创新”的内涵及重要价值外，更为重要的是系统分析科技创新的主体、环境和文化因素，剖析影响其发展的主要因素，探索科技创新的驱动力和运行机制，提炼和总结具有普适性的科技强国发展规律，积极寻找我国推进科技创新、实现科技自立自强的途径。

笔者聚焦19世纪末、20世纪初的中国，彼时中国对外面临着他国入侵、国家主权不保的危机，对内则处于政治经济濒临全面崩溃的清王朝统治末期，可谓内忧外患。与此同时，西方的入侵与随之打开的国际贸易，以及世界科技发展不可逆的潮流，共同推动着现代科技进入中国传统文化的视野。在剧烈变革的社会背景与时代背景中，探讨“科技创新在中国得以实现的路径”这一具体的、动态的过程，涉及科技创新的主体、社会环境、文化背景、影响机制等问题，具有多重意义。在方法论维度，包括影响科技创新实现和成效的因素、产生影响的方式等；在认识论维度，涉及科技创新主体如何理解科技创新、社会公众如理理解科技创新及科技创新与社会发展的关系等问题，即关乎时代的、整个社会的科学观、技术观、进步观等诸多理念；在价值论维度，涉及科技创新路径的选择、科技创新成果的应用模式与成效、科技创新与科技自立自强的关系等。通过对这一时期科技创新的系统探讨，探究影响科技自立自强的关键因素，为我国科技事业的发展提供经验借鉴。

二、民族危机背景下中国的科技创新之路：学习与本土化

第一次工业革命推进了工业化的进程，欧洲首先实现了工业化，而后，工业革命的成果随着贸易、战争等途径传播到世界其他地区，推动了这些地区的工业化进程。工业化在世界范围内是不可逆的历史潮流，在不同的地区却以不同的方式开始并最终实现。中国工业化的过程与民族命运、人民抗争和国家自立自强的努力交织在一起。自1840年英国发动第一次鸦片战争、用坚船利炮轰开中国的大门，使中国沦为半殖民地半封建社会的国家之后，西方列强不仅在军事上占领中国的土地、掠夺中国的资源，在文化和经济上也给中国带来了巨大的冲击，西方科学技术、文化体制不断涌入并瓦解着中国的传统观念和行为模式。在不断地反抗中，中国被迫开始了解、学习西方科学技术，模仿、探索西方发展路径，以“学习”为起点开启了近代工业化进程。在特定的历史背景下，中国被时代裹挟着开启了学习、追赶、创新的过程，以“科学救国”为目标，以军事科技为切入点和突破口，进而将学习的目标与工业化拓展至采矿、钢铁、交通等领域，以学习西方科学技术为主要途径，并且经历了吸收与本土化的过程。探索这一时期中国科技创新的途径及主要特征，对我国探索推动科技创新和实现科技自立自强的有效路径有很大的启发作用。

（一）中国现代化进程的背景与动因：内忧外患与自强图存

17世纪中叶，西方主要国家先后爆发了资产阶级革命，接连不断的科学革命、技术革命和工业革命的大潮确立了资本主义制度在西方世界的地位及西方主要国家在世界舞台的中心地位。英国、法国、美国等国家随着资本主义思想的传播和科学技术的进步而不断繁荣，“资产阶级在它的不到一百年的阶级统治中所创造的生产力，比过去一切世代创造的全部生产力还要多、还要大”[1]。在西方资本主义国家快速发展的同时，世界的东方在传统的封建统治下按部就班、缓慢前进，资本主义西方国家无疑开始主导世界的发展方向。一方面是急剧加大的实力差距，一方面是随着资本主义社会发展而日益膨胀的野心和对市场、资源的追求，在这样的背景下扩张与侵略似乎成为当时最自然不过的事情。

第一次鸦片战争之前的很长一段时间，清政府统治下的中国都处于闭关锁国的状态，自给自足的封建经济不仅阻碍了急于扩张的西方资产阶级赚取利润的脚步，也隔绝了外界的信息与先进科技，让中国没有意识到世界环境的剧烈变化和发展的日新月异。英国为经济利益而倾销到中国的鸦片造成清政府经济失衡、财政危机，进而加深了清政府的统治危机，中国正义的禁烟运动引发了第一次鸦片战争，而后英、法又在沙俄和美国的支持下发动了第二次鸦片战争。《南京条约》《天津条约》《北京条约》等一系列不平等条约的签订重创了中国主权与经济，一批有识之士也逐渐意识到坚船利炮的威力。在外患频发的同时，中国内忧不断，大小武装起义频发，特别是1851年开始的太平天国运动动摇了清政府封建统治的根基。在这样的背景下，风雨飘摇的中国迫切需要采取一些行动来缓解危机。外国先进科技的冲击、中外文化的交流与碰撞、封建统治的日趋瓦解，动摇着中国的传统观念和行为模式。传统的以闭关锁国和自给自足为主要特征的中国，已难以抵御外来的武力入侵和西方文化的影响，中国必须找到救亡图存的途径，当时的一批中国人自然把目光投向了“战胜”自己的“敌人”身上，力图“师夷长技”。

第一次鸦片战争失败后，一批思想先进的中国人开始把眼光投向西方，把救国图存和学习西方先进工业联系起来，将中国的战败归结于军事技术不如西方，如林则徐首先提出要学习西方军事技术，“制炮必求极利，造船必求极坚”[2]。第二次鸦片战争结束后，国人对西方科学技术的关注更甚、范围更广，如冯桂芬提出：“又如农具、织具，百工所需，多用机轮，用力少而成功多，是可资以治生。”[3]同时，随着国门的打开，西方商品涌入中国市场，对传统中国工商业造成巨大冲击。早期维新派看到了西方工商业繁荣所带来的巨大财富和对社会发展的巨大推动作用，也感受到西方商品倾销对中国造成的实质性危害，因而一方面主张开展正常的对外贸易，“封关禁海之策，一以绝诸夷之生计，一以杜鸦片之来源，虽若确有把握，然专断一国贸易，与概断各国贸易，揆理度势，迥不相同”[4]，另一方面开始重视工商业对国家发展、人民生活的作用。随着第二次鸦片战争的结束，中国被迫开放了十几个通商口岸，西方商品对中国市场的冲击愈发严重，中国的贸易逆差所引发的社会问题日益凸显。根据郑观应的记载：“总计彼我出入，合中国之所得，尚未能敌其鸦片、洋布二宗，其他百孔千疮，数千余万金之亏耗胥归无着，何怪乎中国之日惫哉！”[5]

在这样的背景下，有识之士主张要通过技术进步、行业机械化来抵抗西方的经济侵略，这为这一时期中国在科学技术领域的学习与创新奠定了社会文化基础。总体上，“实业救国”可以从两个维度来理解：其一，通过学习西方先进军事科技、提升中国军事实力来抵御外敌入侵；其二，通过学习民用工业技术来提升中国社会经济发展水平，以抵御外来经济的冲击。从历史上看，中国“实业救国”的践行也是自军事始，逐渐拓展至民用工业、经济等领域。在“实业救国”的过程中，近代中国的科学技术也经历了从模仿学习到探索创新的过程。

（二）制器以自强：近代中国军事科学技术的学习与发展

处于西方列强侵略下的中国，因无法抵御西方先进的坚船利炮的攻击而任人欺凌，“自强”成为当时最为迫切的需求，从导致危机的直接原因切入解决问题成为很多人面对危机的“第一反应”，因而军事科学技术成为当时很多中国人眼中科学技术的代表，枪械、火药、大炮、轮船等领域首先受到关注。

对军事科学技术的关注与学习始于开明知识分子的个人尝试。魏源在《海国图志》中提出：“夷之长技有三：一战舰，二火器，三养兵练兵之法。”龚振麟开创了中国造船技术与西方技术结合的先河，仿制火轮，还发明了铁模铸炮新工艺。潘仕成自费聘请美国海军军官研制水雷。丁拱辰在观摩西洋火炮的基础上写出了中国第一部火炮制作专著《演炮图说》，为中国引进西方技术奠定了基础。然而这种个体的尝试成效有限，难以产生较大的社会影响。

国家行为的中国近代军事工业发端于1861年曾国藩创办的安庆内军械所，此后清政府陆续创办了20余个军工企业，这些军工企业在近代中国引进、吸收、仿制、突破西方军事科学技术的进程中发挥了主力作用。安庆内军械所主要生产火药、枪炮、蒸汽轮船等军用设施，意欲摆脱西方的控制，其全部雇佣中国设计师和工匠。徐寿、华蘅芳等人研制成第一台中国人自己制造的蒸汽机，并基于此于1862年开始试制蒸汽轮船。1866年，“黄鹄号”正式试航，这在某种意义上是中国独立自主的初步尝试。1865年，江南制造局成立，其建厂的基础是收购的虹口美商的旗记铁厂和容闳收购的朴得南公司（Putnam Machine Company）的机器，这在一定程度上意味着国人对西方军事科技态度的转变。安庆内军械所时期极力摆脱西方的影响谋求“独立”，到江南制造局则更侧重于全方位、高效率地学习西方，因而其中的洋匠、西式机器众多。1866年创办的福州船政局则致力于系统学习西方造船技术和管理理念，在学习的基础上融会贯通、学以致用，以达到治海祸、提升海军实力的目标。法国工匠德克碑（Neveue Paul Alexandre D’ Aiguebelle）和日意格（Prosper Marie Giguel）总领创办福州船政局，还聘请大量西方技师在学堂和车间开展涵盖理论与实践的全流程教学，并制定了严格的考核标准力求培养出能够独当一面的海军人才。尽管造船的关键部件如蒸汽机等并非我国原创性发明，但福州船政局的自主造船水平得到了显著的提升，其自创建后所造的40艘舰船经历了木船、铁木合构、铁船和钢船3个阶段，造船技艺逐渐接近当时世界先进水平。除了上述兵工厂之外，天津机器局、广州机器局、山东机器局、吉林机器局、汉阳枪炮厂等不同规模的兵工厂相继成立出现在中国沿海和内陆城市，基本形成近代中国军工产业的格局。

（三）工业化以独立：近代中国战略性工业的学习与发展

在国际形势压力下近代中国军事力量的需求有增无减，在诸多兵工厂投产后，有识之士日益意识到仅仅精准掌握枪炮、机械、轮船等技术是不能满足军事需求的，煤炭等燃料、钢铁等原料及运输武器的道路等都是影响中国综合国力的重要因素，因而在学习“坚船利炮”的同时，煤炭开采、钢铁冶炼、铁路建设等具有战略意义的工业也得到一定程度的发展，这反映出当时的中国在军事、工业、经济等领域全方位摆脱西方侵略的愿景。江南制造局、福州船政局等军工企业已经设有炼钢厂、铸铁厂等相关机构，只是规模相对较小，不足以满足当时的全部需求。

煤炭是重要的战略资源。洋务运动后，军工业的发展导致对煤炭的需求量骤增，当时的中国煤矿大多由私人经营，多采用传统土法开采浅表层煤炭，远远无法满足实际需求，而洋煤价格高昂。高涨的社会需求和高昂的洋煤价格，推动了中国近代煤矿的创办，以摆脱外国的影响、实现资源自主。据统计，第二次鸦片战争后，洋务派创办了15个近代煤矿，包括湖北广济兴国煤矿、安徽池州煤矿、直隶开平煤矿、江西萍乡煤矿等。相较于传统煤矿，近代煤矿大多采取西方的勘探、开采技术和管理技术，有效提高了煤矿的开采率和产量。

钢铁工业同样是重要的生产资源。与煤炭类似，洋铁的倾销不仅制约着中国军事工业的自主发展，也对中国经济产生严重冲击。据统计，1867至1894年间，洋铁年进口量翻了近10倍，给中国本土冶铁业造成极大冲击，“洋铁、洋针、洋钉入中国，而业冶者多无事投闲”[6]。在这样的背景下，钢铁工业受到当时政府一定程度的支持，贵州青溪铁厂，湖北钢药厂、汉阳铁厂、大冶铁矿等钢铁厂相继成立，成为我国钢铁工业的基础。

以铁路为代表的交通运输业作为运输路径，对煤炭、钢铁、武器等物资的运输至关重要，里程长、成本低、速度快则意味着可以在军事对抗中快速补充消耗，可以降低成本以在贸易中取得优势。作为钢铁工业的最大市场之一，铁路建设的发展可以扩大钢铁的市场需求，进而推动钢铁工业的发展。在这样的背景下，中国先后修筑了唐胥铁路、津沽铁路、关东铁路、台湾铁路、淞沪铁路等2000余公里的自办铁路，甲午中日战争后更是借外债以中外合办的形式修筑了京奉铁路、沪宁铁路等3000余公里铁路，这一定程度上提升了交通运输能力、扩大了钢铁需求市场，对我国整体实力的提升起到了推动作用。

（四）民族危机背景下中国科技创新之路的特征

回顾历史发现，近代民族危机时期中国科学技术的萌芽与发展是在外在因素的推动下以被动学习为起点，进而催生主动创新的过程，是中国传统的文化与社会制度不断吸收现代科学文化并与之相互适应的过程。民族危机背景下的中国科技创新之路，最为主要的特征之一是“自我超越”，即从历史发展的宏观脉络上看，中国一系列现代化实践活动尽管推动了现代科学技术在中国的萌芽与传播，在一定程度上提升了社会生产力和综合国力，但在世界竞争中仍然不占优势。

从科学技术自身发展的角度，中国在军工、轮船、钢铁、矿业、铁路、电信等领域开始了初步的工业化进程，这些产业或从无到有，或由现代工厂取代传统手工作坊。同时，其采用的技术和装备多来源于西方，西方的机器、西方的技师、西方的零部件在中国本土发挥作用，在一定程度上像是西方工厂的“翻版”。在模仿、学习的过程中，中国具有了一定的独立技术能力，在某些领域有了一定的突破，如福州船政局能够建造当时世界主流形式的战舰，天津机器局生产的栗色火药一度名声响亮等。但依旧存在诸多不尽如人意的地方，一部中国近代史就足以说明这一系列的措施并没有改变当时中国内忧外患的局面。这在一定程度上说明中国的工业化措施有很多是和本国社会需求和发展脱节的，科学技术的进步并不能直接应用于社会需求，从目的论的角度来讲这些措施是不够成功的。探究这一尝试不够彻底的原因，总结经验教训，对推动我国科技创新有重要启示意义。

三、民族危机背景下中国科技创新尝试的启示

近代民族危机背景下，中国科学技术的发展历程，是在外在因素的推动下，以吸收国外科学技术为起点，进而不断开启内部革新、追求科技创新、力图实现科技自立自强，从而推动国家实现自主，笔者将之概括为“外生应激学习型创新模式”。从动因上来看，当时的中国并非主动发现世界的变化、并非主动探索学习，而是在外界压力和世界历史进程的裹挟下不得不学习西方先进的科学技术。从方法上来看，当时中国的“外生应激学习型”科技创新聚焦在对西方先进技术的引进、学习与利用，通过购置机械设备、人才引进与人才培养、进口关键零部件、整体仿制等方式，实现西方工业化科技产品的制造本土化，同时尝试将生产成果广泛应用于军事、工业生产和社会生活等领域。但由于技术引进与当时中国社会现实的“适配度”问题，以及纯粹学习型的技术引进相对于技术前沿的滞后性，当时中国的“外生学习型”模式在很大程度上仅实现了现代科学技术在中国的萌芽和传播，缩小了传统中国与西方强国的差距，培养了我国第一批具备科学思想的人才，但距自主科技创新尚存在较大的距离。

探究这一时期中国通过引进西方科学技术而开启工业化之路的进程及成效，有助于更加深刻地理解科技创新。

第一，成功的学习与真正意义上科技创新的实现，需要对科学与技术的本质内涵有全面而深入的理解。近代中国对西方先进科学技术的认识始于“师夷长技以制夷”，聚焦于“技”，引进的科学技术集中于先进机械等技术领域的成果，鲜有对其内在机理的探索，大多人对科学的理解也仅停留在经验技术层面，是朴素而感性的、始于实践并终于实践的行为，缺乏理论升华，“科学”约等于“技术”，对支撑技术创新的理论突破、支持技术研发的政治经济条件及技术创新的应用与产业化等问题鲜有了解。这在一定程度上影响了社会对科学技术的理解深度和吸收、运用能力。只有同时探索科学理论、追求技术创新，才有可能推动真正意义上的科技创新。

第二，成功的学习与真正意义上科技创新的实现，需要全面而彻底的“科学化”的社会体系作为支撑。从目标上来看，引进科学技术是为了维护摇摇欲坠的清政府统治，当发现效果不甚显著、不能从根本改变中国当时的困境时，中国的做法是转而投向经济领域的技术引进，是改变维护的“工具”而没有思考自己维护的对象是否在“本质上”是不合理的，这是对科学技术与社会关系理解的错位。同时，中国悠久而辉煌的古代文明自成体系，影响力大，这也对中国接受外国文化造成了一定的障碍。从实现路径上来看，影响国家发展的科学技术创新势必是一个系统工程，需要统筹规划才能够达到各个环节、各个领域相互适配、协调发展。中国自洋务运动兴起的改革活动往往缺乏强力有的领导，大多由疆臣自办，这样一方面各方观点不一致，难以形成合力；另一方面，诸多决策多仰仗一人之力，难以周全、理性，弊端明显。例如，张之洞的一系列做法，就受到了钟天纬的质疑：“尚比之裁衣，先雇缝工满堂，而布帛犹未具，先急于办刀剪、针线之类”“一切用料、用人，皆未计及也”。[7]概而述之，缺乏系统社会机制体制和思想文化的支撑，科技创新难以有序发展并获得良好成效。

第三，成功的学习与真正意义上科技创新的实现，需要强大的科学技术本土化能力作为支撑。科学技术本土化的过程，需要学习能力、持续的经济投资、产业化运用等多种因素的共同作用才能真正实现。在通过购买机械、雇佣洋匠、自主培养人才等手段初步掌握技术后，当时的中国对西方的依赖程度依旧较高，这也付出了较大的代价，如苏州炮局不仅购买的“西人汽炉”等机器每套就数万金，雇佣的洋匠每月工资也在100～300元，而当时中国工匠每月的工资仅仅在7～30元。在付出如此高昂代价的情况下，由于机器不齐全，苏州炮局也仅能铸造炮弹，不能制造轮船长炸炮。不能自主掌握科学理论与技术关键，不能自主培养高水平人才，难以实现真正意义上的科技创新。

总之，成功的学习与真正意义上科技创新的实现，需要的是对科学技术全面而系统的理解，其中既包括对科学和技术本质内涵的理解，也包括对科学技术与社会文化、社会环境的关系，创新主体的类型及不同影响，影响科技创新的客观条件等相关问题的理解，亦即将科学视作一个系统工程，建构合理的科学观，才有可能实现科技创新与国家自立自强。