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[中图分类号]K826.1[文献标识码]A[文章编号]0583-0214(2004)01-0032-06
一引子
中国历史悠久，中华文明源远流长。我们的祖先创造了灿烂的文化，其中包括古代的科学和技术，特别是造纸、指南针、火药和印刷术四大发明，更是中国人民对世界文明作出的巨大贡献。
中国古代的科学技术长期处于世界领先地位，可是近代中国的科学技术反而落后了。“中国的这些发明和发现往往远远超过同时代的欧洲，特别是在15世纪之前更是如此。欧洲在16世纪以后就诞生了近代科学，这种科学已经被证明是形成近代世界秩序的基本因素之一，而中国文明却未能在亚洲产生与此相似的近代科学，其阻碍因素是什么?”[1](p1-2)这个问题被称为“李约瑟难题”。
为解答这一难题，几代中外仁人志士进行了不懈的努力和探索，取得了丰硕的成果，已经有数百种专著出版。从整体上研究中国古代科学技术通史的有英国著名科学史专家李约瑟、中国著名科学家卢嘉锡等；从某一方面对中国古代科学技术史进行研究的有席泽宗、姜生、汤伟侠、董英哲等；对中国古代某一位科学家进行全面研究的有杜石然、雷立柏等；对中国古代某个学科的历史、某项技术进行研究的有甄志亚、卡特等。(注：李约瑟(J.Needham)主编的《中国古代科学技术史》(Science and Civilisation in China)原计划出7卷34册，只可惜李约瑟去世前未能完成他的全部计划。1954年出版第一卷以来，几十年来其余各卷不断问世，该书的部分中文译本在中国大陆已由科学出版社和上海古籍出版社出版，另外在台湾也有该书的中文译本出版。卢嘉锡主编的《中国科学技术史》计划出版30卷，目前已有多卷出版，其余各卷正在陆续编辑出版之中。席泽宗名誉主编，姜生、汤伟侠主编的《中国道教科学技术史》是第一部系统阐述道教学术思想中的科学理论和科学技术的大型著作，目前第一卷(汉魏两晋卷)已经由科学出版社出版。董英哲的《中国科学思想史》由陕西人民出版社于1990年出版。杜石然主编的《中国古代科学家传记》(上、下集)由科学出版社1993年出版。[奥地利]雷立柏(
Leopold Leeb)的《张衡，科学与宗教》由社会科学文献出版社于2000年出版。甄志亚主编的《中国医学史》由上海科学技术出版社于1991年出版。[美]卡特(T.F.Carter)的《中国印刷术的发明和它的西传》(吴泽炎译)由商务印书馆于1991年出版。)另外，更有成千上万的有关中国古代科学技术史方面的论文发表，可以说在各个方面都取得了相当大的成就。
当今社会科学领域特别是历史学领域的研究越来越注重对人、对人的意识领域以及人们所处的社会环境的研究。同样，在研究中国古代科学技术史方面，对从事科学事业的中国古代科学家进行系统研究，也是十分必要的。遗憾的是，至今有关这方面的宏观研究成果还很少。(注：笔者通过搜索发现，近年来仅有一篇这方面的文章，即戴建平的《中国古代科学家历史分布的统计分析》(《自然辩证法通讯》1997年第6期)，该文通过对科学家总数及在各门具体学科中科学家人数的历史分布情况的分析，揭示了中国科学发展的历史状况。)
本文试图把中国古代的科学家群体作为一个整体对象来研究，考察他们对中国古代科学不同学科的贡献、不同时代科学家的人数、他们的职业构成状况、他们的信仰状况以及他们的出身和生活环境等等，采取全景式、系统化和统计学的方法从整体上去分析、理解和认识他们。通过对他们情况的系统的统计、分析和研究，给出一个较清晰、直观的图像，从而形成对中国古代科学家群体以及他们从事的科学事业的整体的数字化的把握；并希望通过对我国古代科学技术状况在科学家层面上的全面了解和直观把握，进而得出一些有启示性和规律性的东西，为今后我国古代科学技术史的研究提供宏观的参照，为我国今后科技事业的发展和决策提供一定的借鉴。
二统计与说明
本文主要的数据来源于科学技术出版社1993年出版的杜石然主编的《中国古代科学家传记》(上、下集)。之所以这样做，是基于以下几点考虑：(1)该书对中国历史上所有学科领域的科学家均做了介绍。(2)该书是目前国内收集中国古代科学家传记数目最多的，而且没有因为扩大人数而放松对入选者的“资历审查”，所入选的科学家都是历史上的确作出过贡献的优秀人物。(3)该书由科学出版社出版、中国科学院自然科学史研究所组织编写，且主编及编写者都是国内科学史方面的著名的专家学者，这就保证了材料的可靠性和权威性。
该书共有中国古代(20世纪以前出生的)著名科学家的传记249篇，因其中收录了中国古代来华的传教士14人，所以属于中国籍的科学家实际是236人(其中有一篇为2位科学家的合传)。该书对立传科学家的生平、学术活动、主要贡献和代表作大部分均给予了全面记述，从中可看到中国古代科学技术发展的历史进程。但书中对不同科学家的记述相差也非常大，有些记述得非常详细，比如宋代苏颂的传记长达17页；[2](p489-496)而有些科学家的传记，由于历史文献资料的限制，则写得非常简略，有的出生年代不详，有的缺少个人生活状况的介绍，有的连从事的是什么职业也没有记载，比如宋代毕昇[2](p514-515)的传记不足两页。同时由于该书是众多作者合作的结果，书中所用的术语也没有统一的规范。所以，本文在做种类统计时，对它们进行了进一步的归类和规范。
(一)不同时期科学家的人数及比例
把公元元年至公元1900年近二千年的中国古代史划分成以每100年为单位的若干时间段，公元前的700年不再做细分，据此对每个时间段内的科学家人数进行统计，可得出下表：
上表中每个时间段(一个世纪)内的科学家人数以他的出生时间为准，由于不少人的资料非常简略、没有确切的生卒时间，所以统计时根据相关资料做了推测。
以一个世纪为时间段划分，肯定会出现一些科学家的生活和科学研究实践跨世纪的情况，但从历史的连续性上看，每个时间段内出现这种情况的可能性都有，所以相互抵消后误差不会太大。并且从整个历史的发展进程上分析，在误差允许的范围内基本上不会受到多大的影响。
若用曲线图的形式，则可以直观地看出从事科学研究的我国古代科学家的人数变化和发展趋势：各个世纪内，我国古代科学家的人数总体是呈上升的态势(图中虚线为对数趋势线)，但发展非常缓慢，个别时期甚至出现倒退的情况。
根据上图，可把中国古代科学技术发展情况大体上分成三个阶段：第一个阶段是公元前700年至公元前1年，仅有14位科学家，平均每百年里仅有科学家2人，科学技术处于一个比较低下的水平；第二个阶段是公元元年至1000年，这一阶段每百年的时间里科学家的平均人数在10人以下，科学技术处于相对较低的水平；第三个阶段是公元1001-1900年，这一阶段每百年的时间里科学家的平均人数在15人以上，科学技术处于相对较高的水平。在公元1001-1300年间(两宋时期)以及公元1501-1600年间(明朝末期)出现了两个高潮期，而在公元301-400年间(两晋时期)、公元801-900年间(唐朝末期)和公元1301-1400年间(元朝末期)出现了三次低谷，在公元1601年以后又出现了下降的趋势。
(二)中国古代科学家的学科分布
在近代科学传入我国以前，中国古代科学家所从事的研究领域并没有严格的学科划分，所以他们对科学的贡献也往往是多学科或跨学科的，按照近代科学的学科划分以及他们所作出的贡献，本文主要把科学划分成以下几个学科：地理学、工程、技术、化学、农学、生物学、数学、天文学、物理学、医学等10个门类。其中地理学包括地学、地质学、地图学、岩石矿物学等；工程包括建筑工程、水利工程等；技术包括冶炼技术、木工技术、造纸技术、印刷技术、军事技术、制造技术等；生物学包括动物学、植物学、博物学、园艺学、本草学、海洋动物学等；医学包括中医学、药学、藏医学、兽医学、针灸学等等。(注：这些学科名称均为“参考文献”[2]中出现的。)据此，可制成中国古代科学家在不同学科的分布和所占的比例如下表：
表注：
门数：为对一门或多门学科作出贡献的科学家的人数。
多门：指至少对二门以上学科作出贡献的科学家的人数，即除了对该门学科同时还对其他学科有贡献的科学家的人数。
合计1：为对某学科作出贡献的科学家的总人数。
比例1：为对多学科作出贡献的科学家的人数占对该学科作出贡献的总人数的比例。
比例2：为对某学科作出贡献的科学家的总人数占全部科学家人数的比例。
合计2：为对一门或多门学科作出贡献的科学家的总人数。因为有人对多门学科作出了贡献，所以总比例超过100%。
比例3：为对二门以上学科作出贡献的科学家人数占全部科学家人数的比例。
若把数据表转化为如下的比例饼图形式，可以更清楚地看出中国古代科学家在不同学科中所占比例情况。
从图表中我们可以看出，中国古代科学家在不同学科的分布是不均衡的，有的相差好几倍(如医学和物理学间的人数比接近8∶1)。在医学方面作出贡献的科学家的人数最多，达到25.8%，其次为天文学、地理学、数学和工程，若把工程和技术两项合并，则所占的比例最大，为27.6%；在物理学和化学方面作出贡献的科学家的人数最少，都不足4%；中国古代是以农业经济为主的国家，但在农学方面作出贡献的科学家所占的比例并不太大，还不足1/10。
若再把数据表转化为柱状分布图形式，可以清楚地看出中国古代科学家在不同学科的人数分布及其跨学科研究的情况。
在柱状图中，“系列1”统计的是一位科学家仅对一门学科作出贡献时的人数；“系列2”统计的是所有对某学科作出贡献的科学家的总人数。
从图中可以直观地看出，所有的学科都有科学家“兼职”，也就是说没有一个学科是科学家们专职从事的。从事医学研究的科学家不仅人数最多，而且其学科研究也最为单一，极少从事医学以外的其他学科的研究；而从事物理学和化学的科学家的学科研究最为综合，有半数左右的人同时从事其他学科的研究，或者说从事这两个学科研究的科学家不仅人数少，而且有半数的人是“兼职”的。上面数据表中也显示，对两门以上多学科有贡献的科学家的比例占到了34.3%，可见在中国古代科学家从事科学研究的学科分类是非常模糊的，超过1/3的人从事多学科的研究。
(三)中国古代科学家的职业分布
根据中国古代科学家们所从事的职业以及有关他们个人情况的资料，把职业做了如下划分：道士、僧侣、王、官、官医、医生、隐、士、民、工、商。其中，王包括帝王、藩王和皇族成员；官医是指专门服务于朝廷的医生；隐是指原来从事某种职业，特别是做过官后来归隐的人(他们都是读书人)；士指的是读书人；民指的是普通百姓。依此划分，可将古代科学家的职业及人数和所占比例制成下表：
职业道士僧侣王 官官医医生隐 士 民 工 商合计
人数 3 341301130 721 19 62 236
比例(%) 1.3 1.3 1.755.1 4.712.73.08.98.12.50.8 100.0
这样划分显然有许多不妥之处，如民的界定就非常模糊，可能他们应归入农或者士，也可能属于工或者商；士也许应归入农或者工或者商之中，但无明确的记载也就没有妄猜；官医既可归入官类，也可归入医生类；还有王似乎也不应属于某种职业，因为他们包括皇帝、藩王或皇族(包括有权或无权的)，若把他们归入官似乎也不妥，但限于资料也只能如此。
把上面的数据表转换成比例饼图如下。
由图可知，在中国古代作出贡献的科学家当中做官的人是最多的，达到130人，占总人数的一半还多，若再把王和官医计算在内，比例则超过了60%，是中国古代科学家的主体；而从事工、商及宗教活动的道士和僧侣类科学家所占的比例之和仅为6%。官加上王、官医、医生、士及隐都是读书人或受过良好教育的人，占到将近90%，可以说，他们对科学作出了决定性的贡献。
(四)科学家与宗教信仰的关联情况
宗教信仰反映了人们的人生观、价值观和世界观，必定对人们的生产活动、科学与实践活动产生影响。中国古代科学家的宗教信仰状况如下表：
信仰人数 比例1 相关人数 合计 比例2
伊斯兰教 31.3%362.5%
天主教 93.8%817 7.2%
道教 18 7.6%17 3514.8%
佛教 93.8%817 7.2%
隐士 11 4.7%13 2410.2%
其他 186 78.8% 137 58.1%
合计 236100.0% 236100.0%
表注：
比例1：为明确记载有某种宗教信仰的科学家人数。
相关人数：有某种宗教倾向或与某种宗教有密切关系的科学家人数。
比例2：为有某种宗教信仰、倾向或与某种宗教有密切关系的科学家占总人数的比例。
在中国古代的科学家中，明确记载有某种宗教信仰的人并不多，加上记录中有某种宗教倾向或与某种宗教有密切关系的情况，所占的比例也不大。从下边的比例饼图中可以看出，有道教信仰或与道教有密切关系的人数最多，但也只占到15%；信仰基督教、佛教和伊斯兰教或与之有密切关系的都不足10%。没有宗教信仰和没有明确记载有某种宗教倾向的人占了绝大部分，接近70%，其中隐士往往是由于对现实不满而归隐的，他们可能有某种宗教倾向，故单独列出。
需要说明的是：此处的隐士所占的比例为10%，而在科学家的职业构成中隐则只占3%。这是因为在计算科学家的职业构成时，若科学家的主要贡献是其在职期间作出的，则将他们的职业仍归入某种职业(主要是官)，而并非隐。
(五)中国古代科学家的出身状况
一个人的出身，或他的成长环境，肯定对他以后从事的事业、取得的成就有一定的甚至是非常大的影响。
在上图中，出身为僧侣的，是指从小在寺院中长大的人；富指的是家庭生活富裕的士族大户、贵族、地主等；士指的是读书人家庭，可能比较富有，也可能比较贫穷；而其他为没有明确记载的情况，可惜的是这部分占的比例过大，达到了三分之一。
出身于官宦家庭的科学家所占的比例最大，达到26%；出身于富裕家庭和读书人(士)家庭的科学家所占的比例也较高，都达到了12%；出身于普通百姓(民)和其他职业者家庭的加起来也仅占到十分之一多点，这肯定与他们受教育程度低及他们的家庭无力支持他们从事科学研究活动有关，也可能与他们大多从事的是一些技术性的发明创造，不被统治者和士大夫看重，在史料上没有留下相关记载有关，加上技术性职业往往是师徒相授，他们自己也没能留下文字资料。
三结论与分析
1.从不同历史时期科学家的人数分布状况看，中国古代科学技术水平基本上呈现出一个波动式缓慢发展的态势，并且时代越古远，见诸载籍的科学家越少，这除了因为当时的科学实践和科学研究不发达之外，也与当时出版业(包括书写和印刷的工具与技术)的不发达状况以及历史典籍在流传过程中的存留情况有一定的关系。
中国古代科学技术的发展大体上可分为公元前700年至公元前1年、公元元年至1000年和公元1001年至19世纪三个阶段。从科学家的层面上分析，没有看出以往把中国古代科学技术史划分为产生期、发展期、延伸期、西洋科技传入期的情况，[3](p1-9)或把中国古代科学思想史划分为开端、奠基、发展、高潮、综合几个时期的情况。[4](p1-7)
在中国古代科学技术发展史上，公元12世纪和16世纪左右出现了两次发展的高潮。12世纪是在宋代，我国古代科学技术出现了繁荣发展的景象，这是与我国古代的历史事实相一致的，中国古代四大发明中的三项——指南针、火药和印刷术(活字印刷术)的发明、发展和广泛应用都全部或部分地发生在宋代。另一个高潮期是在16世纪，正好是明朝末年，西方传教士给中国带来了大量的西方先进的科学文化知识，从而大大地刺激了我国的科学技术事业，所以这个时期出现了科学家人数急增的情况。在公元4世纪、9世纪和14世纪左右分别出现了一个发展的低谷，它们分别对应着两晋、唐朝末年和宋朝末年。在朝代更迭、战争频繁、社会动荡、民不聊生的年代，谁能安心并有能力从事科学研究呢?可见社会的安定是科学技术研究和发展的必要的环境条件。
2.中国古代科学家几乎在每个学科都作出了贡献，特别是医学、天文学和数学等学科的科学家人数较多。我国古代在这些方面相当发达，取得了举世共认的成就，这些方面的科学家的人数较多也充分印证了这一点。这些学科尤其是医学和天文学都具有很强的实用性，若再加上数学、工程、技术和农学，那么从事以“致用”为目的的科学家的人数就占到了绝大多数。而从事物理、化学及生物学方面研究的科学家的人数却很少，可能是它们直接“致用”的作用并不大?这说明中国古代科学技术有重实用的倾向。
中国古代的科学研究总体上是停留在经验描述的、较初级的阶段，偏重于抽象、逻辑推理的物理学、化学等很少有人研究；而数学方面几乎没有几何学，仅在有较大实用价值的算术方面贡献突出。说明中国古代的科学研究缺乏逻辑推理和抽象思维的科学方法，存在严重的“偏科”问题。遗憾的是，近代科学在西方产生革命，其发端恰恰是从物理学开始的!
3.在中国古代科学家的职业构成里，官、王、官医占到了总人数的3/5强，加上隐士(在隐之前大多是官)——往往家庭富裕能有书读或读得起书、医生——需要大量的医学知识并不断地提高自己，他们的共同特点是：都是知识分子，衣食无忧或有基本的生活保障，有相当的“闲暇时间”，所以一定的受教育程度对从事科学技术研究是十分关键的。
另外，从事其他职业的人所占比例较低，可能与他们的身份、地位低下，不被统治者看重而没能在史书上有所记载以及他们未能将自己的成果记录下来等因素有关。
4.人的不同信仰反映了他们的世界观，肯定要影响到他们认识世界、探索自然的实践活动。在可掌握的资料中，中国古代科学家中明确记载有宗教信仰的仅占20%左右，加上与某种宗教有明确的关系或倾向的也仅占到3成，所以他们的信仰构成仅具有一定的参考价值。在这些人中，具有道教信仰的人数明显高于信仰其他宗教的人数，一方面道教是中国本土宗教，另一方面也与它的宗教理论有关。比如，道教追求长生不老、得道成仙，在这样的信念驱使下，道教信仰者们对自然界和人类自身进行了长期的、不屈不挠的探索与实践，他们通过对炼丹术(包括内丹和外丹)的研究与实践，对中国古代的科学特别是化学、医学作出了很大的贡献。
另外，之所以列出了所谓的“隐士”这个类，他们约占1成的比例，是因为他们多是看破红尘，从而信仰或对某种宗教信仰有相当的倾向性。
5.中国古代科学家的家庭出身状况，同宗教信仰情况类似，历史上的记载往往不明确、不详细或干脆没有。这可能是因为在中国古代从事科学研究的人多数社会地位较低，即使是朝廷官员(负责天文历算的除外)，也往往是“事轻位鄙”，更不要说是普通百姓了。
在根据一些人的事迹的描述对他们的家庭状况进行了必要的推测后，仍有1/3的人的家庭状况无从考证，这肯定要影响到分析问题的精确性。在各种家庭中，普通百姓(民)家庭出身的科学家仅占1成左右(科学家的职业构成中普通百姓也在1成左右)，绝大多数是生活在官宦、富裕和知识分子(士)家庭，只有出身于这样家庭的人，才有可能得到良好的教育，生活才有保障，才有充裕的时间进行学习与研究。从统计分析中也可以看出，有些职业或学科研究是世代相传的，比如，有6%的人是出生在医生家庭，而对医学作出贡献的人数占总人数的比例为13%，也就是说有近一半的医生职业是世代相传的。总的来说，家庭出身状况与中国古代科学家的比例状况是具有一定的相关度的。
总之，我国古代科学技术，从科学家的人数层面来看，处于较为缓慢的持续发展的状态，即使在明朝末期西方科技传入造成一定的冲击，出现了一个小高潮的情况之下，仍未出现像西方那样的加速发展的态势，反而呈现出了下降的趋势。
中国古代科学家的主体是知识分子，而“两千多年来，中国封建社会的学术传统一贯是重文轻理，重书本轻实践。科学技术及其有关知识，不是被视为三教九流、旁门左道，就是被视为雕虫小技、奇技淫巧，而为士大夫知识分子所不齿。自古‘君子动口不动手’，‘劳心者治人，劳力者治于人’，‘玩物’被认为是‘丧志’，脱离实际是旧知识分子的通病”[2](p1251)。
中国古代讲究的是“经世致用”、治国安邦之术，而像物理学、化学、几何学等抽象、逻辑、数理的东西，短时间内难以见其功效，所以不被重视。当然影响和制约我国古代科学技术发展的因素是多方面的，比如政治、经济、制度、地理环境等等，本文仅仅是从对中国古代科学家的统计中做了一些初步的分析研究。
收稿日期：2003-06-15