戰(zhàn)爭與科技：中國的火藥，如何改變工業(yè)革命和歐洲歷史進程？
文一2021-04-20來源：觀察者網(wǎng)
如果沒有火藥傳入并點燃戰(zhàn)火紛飛的歐洲，伽利略不會去思考炮彈飛行的動力學問題，拉瓦錫也不會去思考火藥燃燒和爆炸背后的化學機制問題，從而不僅科學革命不可能發(fā)生，而且工業(yè)革命也不可能發(fā)生。
正是這一系列延續(xù)了幾百年的高頻率、高烈度和基于火藥與槍炮的新型熱兵器戰(zhàn)爭，將歐洲中世紀和文藝復興時期的成千上百個閉關自守、愚昧落后的封建城邦國家，錘煉和蕩滌成了二三十個強悍的、中央集權的、奉行軍事重商主義發(fā)展戰(zhàn)略的統(tǒng)一民族國家和海上強權。
其中任何一個都有膽量和能力向人口和國土面積超過自己幾百甚至上千倍、但是缺乏戰(zhàn)爭意志與國家組織能力的東方帝國發(fā)動攻擊。
文一 | 前清華大學經(jīng)管學院講席教授
導 讀
本文是《火藥改變世界》一書的序言，文章擯棄西方中心主義的學術體系，從東方視角出發(fā)，分析回答了李約瑟之問——“為什么科學革命和工業(yè)革命發(fā)生在東方而不是西方？”的兩條研究思路。兩者共同強調了中華文明，尤其是火藥，在17、18世紀的力學革命、化學革命、科學革命、工業(yè)革命中扮演了重要角色，認為火藥在中古世紀向現(xiàn)代化世界的轉型過程中，有著極端重要的作用。觀察者網(wǎng)經(jīng)作者授權發(fā)布。
【文/觀察者網(wǎng)專欄作者 文一】
這本書是中國年輕學者常征，繼《機器文明數(shù)學本質》之后的又一本專著。兩本專著圍繞同一主題展開，這個主題就是回答“科學革命和工業(yè)革命為什么發(fā)生在西方而不是東方？”這個著名的李約瑟之問。
目前國內外學術界在解釋科學革命和工業(yè)革命這個宏大歷史問題時，能夠跳出傳統(tǒng)的西方中心主義思維框架的人不多。就我所知的研究前沿中，僅有兩條相輔相成的具有東方視角的研究思路：
一條是由常征在《機器文明》和《火藥》中提出的古希臘數(shù)學思維方式是如何在火藥的沖擊下發(fā)生格式塔轉換，即“古希臘數(shù)學思維+中國的火藥火器”導致靜力學思維向伽利略-牛頓的動力學思維轉變的這條思路。
另一條是由我自己在《西方崛起之謎——槍炮、戰(zhàn)爭和科學革命》（即將出版）以及《國家為什么繁榮？——國民財富的起源和“空想市場主義”的終結》一文中提出的社會動力學思路，即把歐洲近代在力學理論和化學理論方面的突破，看作是由于火藥傳入歐洲而引起的熱兵器戰(zhàn)爭和歐洲國家間軍備競賽的產物，就像航天科學的突破是冷戰(zhàn)期間美蘇軍備競賽的產物一樣。
換句話說，基于火藥-火炮的高烈度、高頻率戰(zhàn)爭與歐洲國家競爭體系內部的跨國軍備競賽，向文藝復興以后的歐洲哲學家、神學家、數(shù)學家、煉金術士提出了“如何精確測量和描述處于變速運動下的炮彈飛行軌跡”和“如何解釋火藥燃燒時的爆炸現(xiàn)象”這一類的劃時代問題。
由于這些問題不僅涉及智力上的挑戰(zhàn)，而且涉及國家安全和民族危亡，從而導致了各種社會力量（包括宮廷、女王、教皇、紅衣主教、神學家、哲學家、數(shù)學家、煉金術士、商人和工匠在內的精英群體）對數(shù)學、物理、化學、槍炮工業(yè)以及科學家組織（比如皇家科學院）這類公共知識和平臺的巨大投入，結果為科學革命創(chuàng)造了良好社會條件，從而導致了一系列科學理論的突破與科學革命的爆發(fā)。
這兩條思路相輔相成，其共同特點都是強調中華文明，尤其是火藥，在17世紀的經(jīng)典力學革命和18世紀的化學革命中扮演了不可或缺的、極端重要的角色。
而這一關鍵作用卻沒有在西方解釋科學革命的流行理論中受到應有的重視（包括李約瑟本人），甚至長期被西方中心主義統(tǒng)治下的國內外學術界有意無意地忽視了。
對“李約瑟之謎”的流行解釋有好幾種相互關聯(lián)的“理論”。一種理論認為“東方專制主義”妨礙了中國古代出現(xiàn)科學思維與科學理論。對于這個典型的韋伯式西方中心主義觀點，我在拙著《西方崛起之謎——槍炮、戰(zhàn)爭和科學革命》中進行了比較系統(tǒng)的整理和批判，在此不再贅述。
另一種理論認為，古希臘公理體系在文藝復興后與中世紀歐洲一神教經(jīng)院哲學刨根問底的理性思維相結合，產生了17世紀的牛頓力學革命。這種理論認為中國古代沒有產生古希臘數(shù)學公理體系和一神教那樣的宗教信仰與亞里士多德經(jīng)院哲學傳統(tǒng)，因此不可能產生科學革命。
這個理論面對的巨大挑戰(zhàn)之一是：同樣是繼承了古希臘數(shù)學知識和“猶太-基督”一神教傳統(tǒng)的伊斯蘭文明，卻并沒有能夠產生牛頓經(jīng)典力學革命和拉瓦錫化學革命。
為什么？[ 與基督教一樣， 伊斯蘭教也出自猶太教，都是一神教。而且伊斯蘭教徒比天主教教徒更早學習和繼承古希臘經(jīng)典。天主教是十字軍東征以后才從伊斯蘭教那里獲得古希臘知識的。]
另一種流行理論認為，雖然天主教和伊斯蘭教都具備一神教的理性思維傳統(tǒng)，但是由于它們都不像路德和加爾文宗教改革以后的“新教”那樣支持“思想自由”，而是依靠經(jīng)院哲學和宗教教條壓制思想自由，因此不可能產生科學革命。
這個理論也面臨至少兩大挑戰(zhàn)：挑戰(zhàn)之一是路德和加爾文的新教都是排斥科學的（參見羅素《西方哲學史》下卷），他們都激烈反對當時的意大利科學家伽利略的新思維和哥白尼的日心說理論。挑戰(zhàn)之二是，無論是伽利略的經(jīng)典力學理論還是拉瓦錫的氧氣燃燒理論，都恰好分別誕生在天主教占統(tǒng)治地位的意大利和路易十五統(tǒng)治下的法國，而不是新教占統(tǒng)治地位的荷蘭、瑞典或德國北部的城邦國家。
還有一種流行的解釋科學革命的理論，基于著名科學家愛因斯坦在1953年提出的一個說法：“西方科學的發(fā)展是以兩個偉大的成就為基礎，那就是：希臘哲學家發(fā)明的數(shù)學演繹邏輯，以及文藝復興時期發(fā)明的實驗歸納邏輯。中國古代缺乏這兩大要素，因此中國先賢沒有走上科學道路，那也不必奇怪�！�
但是愛因斯坦這個觀點也面臨一系列挑戰(zhàn)。首先，18世紀的化學革命與古希臘數(shù)學無關，雖然與實驗歸納方法密切相關。
然而，物理學巨匠牛頓作為數(shù)學大師，還有提倡實驗科學方法論的培根本人，也曾經(jīng)企圖通過實驗去理解化學現(xiàn)象，但都在化學研究上一事無成、鎩羽而歸，尤其是牛頓白白耗費了后半生精力研究化學，縱然擁有卓越的邏輯思維頭腦和微積分這個極其先進的數(shù)學工具。而化學革命恰恰是由法國火藥局局長和杰出的煉金術士拉瓦錫引爆的，為什么？
其次，究竟什么是文藝復興以后才開啟的科學實驗傳統(tǒng)？人們喜歡引用弗朗西斯·培根的一句話：“知識就是力量�！蹦敲促だ酝ㄟ^反復測量小球在斜面滾動的實驗，究竟想要獲得何種力量？是想獲得上帝造人（創(chuàng)造亞當與夏娃）的力量？還是想獲得能夠精確預測炮彈在重力作用下，由于加速度的原因何時何地準確命中目標的力量？
而且問題在于，近代物理學的實驗傳統(tǒng)并不是由培根所在的新教國家（英國）開啟的，而是在天主教統(tǒng)治下的意大利開啟的，是由伽利略這個天主教徒開啟的。那么為什么伽利略會開啟這樣一個科學實驗傳統(tǒng)呢？這個實驗傳統(tǒng)背后的動機究竟是什么呢？是流行歷史觀所說的一神教基督徒企圖用數(shù)學證明上帝的存在，還是有某種更加世俗的實用主義動機？
第三，古希臘文化和數(shù)學古籍被拜占庭帝國保存得好好的，那為什么延續(xù)上千年的拜占庭希臘文明（公元330-1453）卻沒有發(fā)展出近代科學？而卻要等到伽利略的出現(xiàn)？伽利略所處的時代，究竟為科學發(fā)展和科學革命的爆發(fā)提供了哪些古希臘所不具備的社會條件？
答案顯然不在于“文藝復興”時期的翻譯運動本身——因為它不外乎將阿拉伯文獻中的古希臘知識翻譯成拉丁文而已，而拜占庭的希臘人卻不需要通過這種翻譯就能閱讀古希臘數(shù)學知識。答案也不在北歐的宗教改革運動之中——因為伽利略并沒有受到新教的影響，而且一直是在天主教占統(tǒng)治地位的意大利生活、工作、學習和研究。
第四，還有一個重要問題是愛因斯坦關于科學革命為什么誕生在西方的理論需要回答的：即無論在古中國、古印度、古羅馬、古希臘、古埃及、古巴比倫，還是亞里士多德自然哲學占統(tǒng)治地位的中世紀歐洲，人們對大自然的認識都更加著重于理解與人們日常生活、生產勞動、繁衍生長密切相關的五彩繽紛的大千生命世界。
比如鮮花為什么在春天盛開，蟲鳥為什么在夏天啾鳴，楓葉為什么在秋天變紅，雪花為什么在冬天飄零，天氣為什么有四季變換周而復始，人生為什么有喜怒哀樂生老病死，諸如此類的問題。
當面對如此多無法回答的自然哲學問題時，哲學家和神學家都不可能像伽利略那樣太過于關注兩個不同大小的鐵球如何在斜面滾動，或它們從高空下墜時的加速度問題。即便是礦物學家，也只關注巖石的成色和紋路，而不是它們如何從高空下落時的運動力學問題。
但是伽利略這位卓越的自然哲學家所畢生關注的焦點之一，恰好是計算和理解不同重量的球體如何在不同傾角的斜面按不同速度滾動，以及鐵球如何在地球重力作用下做拋物線運動的彈道學問題，企圖從中獲得拋射物體運動規(guī)律的認識突破。為什么？
這就迫使我們回到戰(zhàn)爭，回到伽利略所處的充滿戰(zhàn)火的文藝復興時代，而且意識到由于火藥引發(fā)的新型戰(zhàn)爭，才是為什么常征和我本人都不約而同地、獨立地提出了火藥-火炮和基于火藥-火炮的戰(zhàn)爭，對于科學革命和工業(yè)革命的關鍵作用這個觀點。
我們二人都共同認為，如果沒有火藥傳入并點燃戰(zhàn)火紛飛的歐洲，伽利略不會去思考炮彈飛行的動力學問題，拉瓦錫也不會去思考火藥燃燒和爆炸背后的化學機制問題；從而不僅科學革命不可能發(fā)生，而且工業(yè)革命也不可能發(fā)生。
但是我們兩人對火藥究竟如何具體地在科學革命中起作用這個宏大歷史問題的探討，卻遵循了非常不同但相輔相成的兩條思路，其中既有交叉也有分野。但其共同點都是用火藥揭開歐洲近代文明的真相，揭開“為什么科學革命和工業(yè)革命都發(fā)生在西方而不是東方？”這個李約瑟之謎。
具體說來，常征從力學概念本身的演化歷史這個角度，詳細考察了自古希臘以來歐洲歷史上的哲學家們對物體運動的思維范式轉化，從亞里士多德物理學派，到中世紀的牛津計算者和巴黎沖力學派，再到文藝復興時期伽利略對勻加速運動的思考，從而發(fā)現(xiàn)火藥的出現(xiàn)是促成物理學從古希臘靜力學向伽利略動力學轉化的必要條件，從而也是處理靜止測度的古希臘幾何向處理變量的近代數(shù)學轉化的必要條件。
常征還意識到火藥-火炮作為一種“人造動力”裝置，是蒸汽機和內燃機的原型，并詳細考察了火藥-火炮在蒸汽機工作原理的幾百年漫長演化與發(fā)明過程中起到的決定性作用，因此系統(tǒng)性地得出“槍炮就是第一代機器，槍膛炮膛就是第一代發(fā)動機”這個非常了不起的結論。
那為什么類似的物理學概念演化與“胚胎發(fā)育”過程，卻沒有在火藥的發(fā)源地——中國——展開？答案不單單是古希臘數(shù)學知識的缺乏——因為拉瓦錫的化學革命不需要古希臘數(shù)學，而是高烈度、高頻率戰(zhàn)爭與“國家競爭體系”的缺乏。
人們可能會問：歷史上各國各族都打仗，為什么是歐洲人發(fā)明“數(shù)、理、化”，而且這些超越古希臘知識的近代科學，為什么幾乎全部發(fā)生在文藝復興以后的歐洲？
首先，中國歷史上戰(zhàn)爭最頻繁的春秋戰(zhàn)國時期，恰好也是中國歷史上科技飛速進步的時期。
但是，那個冷兵器時代的戰(zhàn)爭對科技進步的推動作用，在進入了熱兵器時代的文藝復興時期已經(jīng)過時，因此遠遠比不上基于“火藥-火炮”的熱兵器戰(zhàn)爭對科技進步的刺激與推動作用來得大。近代火藥-火炮與古代弓箭的差別，相當于今天的導彈-反導彈技術與當年的火炮-城堡的差別。
火藥對于歐洲實現(xiàn)從中古世紀向現(xiàn)代化世界的轉型過程中的極端重要性，也體現(xiàn)在美國總統(tǒng)杜魯門1946年在美國海軍紀念日的講話中：“原子彈肯定是向新時代轉變的信號，火藥恰恰是中世紀向現(xiàn)代轉變的重要信號�！�
如果說中國古代物理學的運動時空觀是由弓箭發(fā)射的速度和飛行距離規(guī)定的，那么歐洲近代物理學的運動時空觀則是由炮彈發(fā)射的速度和飛行距離規(guī)定的。弓箭飛行以米為單位，炮彈飛行則以千米（公里）為單位。
弓箭發(fā)射時的推力不過幾十公斤，而火藥爆炸時周圍空氣體積可膨脹好幾千倍，以至于產生的壓力超過每平方厘米將近三千公斤；這個壓力下產生的膨脹系數(shù)相當于將一米的繩子突然拉伸到兩公里長；火藥爆燃瞬間溫度可達1000℃以上；因此破壞力極強，從而對物理學理論、數(shù)學計算以及軍隊作戰(zhàn)戰(zhàn)術所提出的挑戰(zhàn)是劃時代的，尤其是當這種熱兵器戰(zhàn)爭的烈度、頻率和延續(xù)時間都達到前所未有的歷史高度的時候。
而火藥與火炮技術是在中世紀末期和文藝復興初期才傳入歐洲的。
恰好是火藥火器的傳入，使得歐洲在文藝復興以后進入了一個類似于中國歷史上的歐洲版“春秋戰(zhàn)國”時代，因此才能夠引起一系列深刻的社會、政治、軍事、經(jīng)濟制度變革，尤其是把與火藥和火炮相關的技術和知識原理推向極致，從而爆發(fā)一場“軍事革命”和“科學革命”，為叢林法則下適者生存的歐洲國家贏得一場遠比“春秋戰(zhàn)國”時代還要慘烈百倍的國家暴力和科學技術支撐的軍備競賽提供源源不斷的激勵與推力。
基礎科學與藝術一樣，都具有很強的公共品性質，需要國家力量有意識的投入并為其創(chuàng)造平臺（包括類似科舉制度和科學院一樣的科學人才選拔機制，以及政府采購、產業(yè)政策和一系列崇尚科學的意識形態(tài)的推動——比如機械唯物主義世界觀和培根實驗哲學強調的“對大自然的征服”）。
因此伽利略對物理學和天文學的研究離不開威尼斯兵工廠這個試驗基地和意大利宮廷與貴族的長期贊助。這是為什么哪怕蘇聯(lián)計劃經(jīng)濟時期根本沒有“民主、自由、法制”的市場經(jīng)濟可言，但是因為有斯大林國家意志的投入，蘇聯(lián)時期的科學和數(shù)學成就不僅超越俄國歷史上的彼得大帝時期，而且超越同時代的自由歐洲，與美國并駕齊驅。
正如需要極高的溫度和壓力才能將普通的碳元素變成金剛石一樣，只有存在長期的亡國滅種的大規(guī)模熱兵器戰(zhàn)爭和你死我活的工商業(yè)競爭（——類似于冷戰(zhàn)期間的美蘇“核武器與太空競賽”和今天的中美“貿易戰(zhàn)、科技戰(zhàn)”），才能在歐洲多如牛毛的成百上千個國家中篩選和錘煉出愿意長期贊助軍事、科學、商業(yè)、技術和制造業(yè)的鋼鐵般國家意志和服務于這個競爭意志的國家能力與法律制度。
比如14世紀的歐洲發(fā)生過至少44場大規(guī)模亡國滅種的戰(zhàn)爭，平均每兩年發(fā)生一次戰(zhàn)爭，其中包括著名的長達116年的英法“百年戰(zhàn)爭”——這也是歐洲近代第一次出現(xiàn)火炮的戰(zhàn)爭。
15世紀歐洲一共發(fā)生過60場亡國滅種的戰(zhàn)爭，幾乎每年都處于戰(zhàn)爭狀態(tài)。16世紀歐洲發(fā)生過62場亡國滅種的戰(zhàn)爭，平均每次戰(zhàn)爭的延續(xù)時間超過8年，平均每年都有超過兩三場戰(zhàn)爭同時展開，延續(xù)時間超過8年的戰(zhàn)爭有15次之多。從1500年開啟大航海到1700年工業(yè)革命前夜的整整200年期間，歐洲有95%的時間都處于戰(zhàn)爭狀態(tài)。
在整個17世紀，歐洲只有四年時間沒有發(fā)生戰(zhàn)爭。即便在相對和平的19世紀，歐洲的戰(zhàn)爭頻率也是出奇地遠遠高于同時代的中國。
歐洲各國為了打贏一場接一場的戰(zhàn)爭，平均每年必須將高達80%以上的財政收入用于軍事開銷。 而且，自文藝復興以后的多數(shù)戰(zhàn)爭，都是在寬闊的海面上展開的——最早是在地中海，15世紀以后拓展到大西洋和印度洋。
這是歐洲海軍力量和與之相關的軍事技術以及天文、航海、地理知識能夠通過大量如饑似渴吸收東方先進科技而迅速崛起和進步的根本原因。
正是這一系列延續(xù)了幾百年的高頻率、高烈度和基于火藥與槍炮的新型熱兵器戰(zhàn)爭，將歐洲中世紀和文藝復興時期的成千上百個閉關自守、愚昧落后的封建城邦國家，錘煉和蕩滌成了二三十個強悍的、中央集權的、奉行軍事重商主義發(fā)展戰(zhàn)略的統(tǒng)一民族國家和海上強權。
其中任何一個都有膽量和能力向人口和國土面積超過自己幾百甚至上千倍、但是缺乏戰(zhàn)爭意志與國家組織能力的東方帝國發(fā)動攻擊。
在熱兵器軍備競賽與遠洋商業(yè)競爭的巨大生存壓力下，以火炮和海戰(zhàn)為新型平臺的戰(zhàn)爭，不僅推動了意大利城邦國家和北歐國家對工程與數(shù)學人才（以及航海、地理、天文學人才）的巨大需求與選拔機制的建立，而且推動了歐洲各國的國家動員體制（政治制度）升級變革，包括新的兵役制度、財政稅收制度、貨幣發(fā)行制度、戰(zhàn)爭決策機制、最高行政機構、公共治安管理條列、中央情報收集制度、國家監(jiān)獄制度、人口管理制度、大學與科學院制度、殖民地管理制度、航海探險獎勵制度、重商主義關稅政策和各種產業(yè)政策等等的確立。
比如荷蘭東印度公司總督和海軍將領科恩在爭對如何與英國爭奪17世紀海上貿易霸權時，向荷蘭王室明明白白地指出：“陛下應該可以根據(jù)經(jīng)驗知道，亞洲貿易必須由您自己的強大武力來維持和保護，而這武力本身又必須用貿易獲得的利潤來支付；以至于我們無法不用戰(zhàn)爭來進行貿易，也無法不用貿易來支付戰(zhàn)爭。”
因此，韋伯關于古羅馬或者日耳曼部落法制傳統(tǒng)是近代資本主義得以產生在歐洲而不是亞洲的理論，顛倒了歷史演化的因果關系——不是日耳曼法制傳統(tǒng)催生了“戰(zhàn)爭資本主義”，而是“戰(zhàn)爭資本主義”催生了維系歐洲資本主義國家競爭力的一系列法律制度建設。
所以哈佛大學經(jīng)濟史學家斯文·貝克爾特（Sven Beckert）才說：“如果沒有一個強大的國家政權使其有能力在經(jīng)濟、法律、行政管理、基礎設施和軍事方面所向披靡、穿透它所想波及的領地，英國的工業(yè)化簡直就是根本不可想象的�！�
常征的這本專著，為所有思考“李約瑟之謎”的國內外歷史學家和學者提供了一個極好的視角和豐富的資料庫，是對國內外學術界在這個前沿問題研究上的一個突出貢獻。
而且我希望讀者知道，常征并非一個有幸坐在明亮高校辦公室享受國家津貼與科研經(jīng)費的科班學者，而是一位民間學者。這樣一位出身“卑微”的民間學者，能夠提出如此深刻的問題、收集如此豐富的古今中外歷史史料、提煉發(fā)展出如此宏大的歷史觀，這個現(xiàn)象既是中國改革開放以來所提供的寬松學術環(huán)境的自然結果，也是對中國教育科研體制一些僵化方面的嘲弄：多少有條件坐在高校辦公室的“時代寵兒”，縱然擁有遠比常征更加優(yōu)越的研究條件和收入，卻無力做出同樣程度的學術貢獻。
我希望中國高等教育與研究部門能夠廣開才路，不拘一格降人才，多發(fā)現(xiàn)和協(xié)助一些像常征這樣的民間人才，以幫助加速推動中國自身的科學革命和社會科學的發(fā)展，不辜負這個偉大的時代。
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中國高端科學儀器的戰(zhàn)略性突圍，已時不我待！ 