主题语与主题金题搭配，相映成辉。 主题金题（基因改造：科技创新，构建未来）不分学段，均可写作。
主题语：基因改造：科技创新，构建未来
试 题：阅读以下材料，按要求作文。 1、走进中国：英国人罗伯特·坦普尔（Robert Temple）在《中国的天才》一书的前言《西方欠中国的债》写道：“历史上一个不为人知的最大的秘密，就是我们生活于其中的现代世界，乃是中国文明和西方文明结合的产物，现代世界以之为基础的发明和发现，可能多半来自中国。但是这个事实却不为世人所知，对此，中国人和西方人同样地无知。从十七世纪西方传教士来华之后，中国人被西方的技术所震惊，犯了对自己成就的健忘症。” 自然科学统计资料表明：世界科技史中的中国比重：公元前6世纪之前为57.4%；公元前6世纪到公元前1世纪为50% ；公元前1世纪到400年为62%；公元401年到1000年为71%；公元1001年到1500年为58%。明朝以前的世界重大科技成就有300多项，其中175项在中国。 英国学者李约瑟及其同仁断言：“最大之一的历史未解之谜是，我们生活在其中的‘现代世界’乃中国与西方因素之综合体。现代世界立于其上的基础科技，可能大部分都来自历史中国。”（Bobert Temple: the Genius of China, pp9.） 玛里奥·普拉兹指出：“一种杂交现象，而不是简单的模仿，是两种不同文明的人工授胎。它们成功地创造出一种前所未有的品种。” 西方在培根（1561-1621）倡导“观察和实验”的科学方法论之后，开始发展出基于实证方法的现代科学。明末的中国，也有了实证方法的萌芽。徐光启（1562-1633）就是一个代表，他的主张： “深伦理，明著教，精择人，审造器，随时测验，追合于天。”可比培根。 2、走进欧洲：在欧洲启蒙时代，中国成为“民主、理性、平等、人权和无神论”等理念的故乡。美国汉学家顾立雅（Herrlee Glessner Creel）指出，中国文化在17－18世纪的法国导致了“精神的革命”，“使得整个西方世界逐渐地再次朝向了东方，走向了民主”。“孔子哲学”甚至对“美国民主思想之发展”产生了重大作用。“杰斐逊的治国思想受到了中国科举制度的影响”，西方普遍实行的“公务员考试录用制度”、“根据人的才能而非名望来挑选官员”等，皆源于儒学。伏尔泰对中华文明全面赞美：“只有中国是世界上最公正最仁爱的民族”，“人类智能不能想出比中国政治还要优良的政治组织来”……叹息“我们不能像中国人一样，真是大不幸”。 3、中国发展：我国首批亚米级高分辨率卫星影像图发布。国防科工局29日公布我国首批亚米级高分辨率卫星影像图，包括北京、上海、哈尔滨、兰州、银川、克拉玛依和昆仑山天池、云南鲁甸灾区、辽宁营口港、山西宁武矿区等地。该批图像纹理清晰分明。北京西直门高分图像看得清路口斑马线，辨得出大车小车。 4、世界科技：人类一小步：3D 打印机走进太空。Elon Musk 不经意间又创造了历史，他执掌的SpaceX 公司近日又成功完成了一次飞船发射，飞船里载着一位特殊的“旅客”——3D 打印机，这是首台进入太空的3D 打印机，也可以称之为人类历史上，第一台离地空间的制造装置，设计者为Made In Space 公司。 看到这，你可能会第一时间联想到红色警戒、帝国时代、魔兽争霸，因为在这些游戏里，玩家正是通过建设一栋栋建筑，来完成整个系统的搭建。当然，这台3D 打印机还远远做不到这些，它只能使用塑料材质。 5、科技憧憬：中科院预测未来10年，世界可能发生22个重大科技事件。分别是： “上帝粒子”希格斯粒子是否存在将得到确认、中微子振荡实验有望加快破解“反物质消失之谜”、暗物质粒子探测和研究可能取得突破、量子信息技术将成为下一代信息技术的先导和基础、人脑神经连接线路图有望绘出、光合作用及“人造叶绿体”将可能取得革命性突破、人-机-物三元融合将促进信息服务进入普惠计算时代、未来电网将实现从交流向直流的重大变革、太阳能光伏发电将实现平价上网、深层地热能将成为主要可再生能源之一、石墨烯将成为“后硅时代”新潜力材料、绿色智能制造技术将引发产业全面变革、基于干细胞的新的生命繁衍方式将会出现、个体化诊断和治疗技术将取得突破、对肿瘤等重大疾病的早期干预与治疗有望实现、分子模块设计育种科技将创造新一代农业生物品种、合成生物体将革新工业生物制造、青藏高原未来地球系统研究将成为地球科学研究突破点、国际空间计划加速基本科学问题和空间技术的重大突破、深海探测新纪元即将到来。 科学技术从人类诞生时就伴随着人们的生活与想象。百年后的世界和人类生活会怎样？中国文化土壤能否适应现代科技？未来文明中国有多大的贡献么？从清代开始落后的中国，改革开放后以惊人的速度追赶世界，能否重新夺回科技桂冠？你发现了生活中的科技运用了么？你对哪些科技感兴趣？你想在哪些方面进行科技创新，你的依据是什么？你怎样设想你的发明创造？你怎样理解科学精神与科学技术？我们生活的文化空间，你觉得科学底蕴深厚么？适合你搞自然科学或社会科学实验么？你作过实验么？你发现过传统工艺，能用当代科学理论进行解释和改进么？ 请就以上角度，或围绕“基因改造：科技创新，建构未来”为话题，自选材料，文体不限，写一篇作文，字数不少于1200字。命制理由 公元前212年祭神节狂欢夜后的清晨，罗马帝国的屠刀闪着微凉的阳光，划过西西里岛古希腊城邦叙拉古，这个“用黄金和大理石建造的最大、最美丽的希腊城市”消失了。 罗马人抢走了财富、珍宝和艺术、文学、哲学、史学，但将数学及其它自然科学的精华抛弃在废墟和乱草之中。 于是一个伟大的身躯倒下了，他叫阿基米德。世界第一次科技创新中心被罗马人毁灭在战火之中。 于是，世界科技创新中心转移到东方，一个伟大的中央帝国，成为全世界向往的地方。 它叫中国。 直到17世纪，一个叫康熙的帝王，才用王权阻塞了中国科技的前进，因为他想把科技关在皇宫，成为御用。 上帝很无奈，摇摇头，把科技的花朵再次移到欧洲，插在文艺复兴的沃土上，用工业革命的蒸汽动力，把大清王朝远远地扔在历史的泥淖。 然后让欧洲人用科技成果的坚船利炮，砸开大清的国门。历史学家说：上帝生气了，后果很严重。 直到过去100多年，上帝才改变态度。 于是，中国有了载人航天器、高铁、北斗、水稻杂交、核电、船舶工程……中国成为世界制造业大国，正稳步走向科技大国与强国。 是的，上帝爱上了中国文化土壤中富含的仁爱、和平、民主、理性等元素，想在它的土地上培育出全世界最伟大想象力和智慧力的结晶：科技之花。 将世界科技创新中心保持了一千多年的文明古国，它的文化土壤，怎会无法适应科技的成长？怎会需要用西方的文化黑土全部覆盖？ 中国文化重伦理，并不等于否认伦理以外的智慧与创造。所以儒学之外，有兵家、墨家、农家、法家、道家、医家、商家、阴阳家、辩论家、纵横家等诸多流派，丰富和照耀着中国文化的星空。 但中国文化的科学基因也值得反思：三千年历史，科学精神与科学行为，科学逻辑与科学想象，有多少实证品质融入中国人的灵魂？从康熙年间开始的数百年“窒塞民智”，是否给我们的文化基因留下阴影？ 实用性、经验性、功利性等经验科学带来的短视与感性，重文轻技的传统思想，给我们这个民族多大的伤害？仕农工商的职业排名，让多少精英人才愿意投身科学研究？科技创新有多大的文化空间与群体氛围？ 所以，截取占据世界科技创新中心一千多年间的中国文化生态样本，审视其适合科技生长的元素，以此为基点，嫁接西方的实证科学精神，构建中国伦理人文与科学技术并重的文化品性。 这样的基因修复与改造，需要上百年时间，考验着一个民族的智慧与耐性。 无论多久，今天已经启航。 此敬所有支持“文化作文”新理念和“文化作文”大赛，并一同坚守中国文化节操的教育人、文化人、社会团体及各界人士等。 主题金题阅读参考 目 录
一、明朝的科技发展情况与成就（节选） 二、李约瑟难题（节选） 三、中国近代科学为何落后于西方？ 四、古代数学（节选）正 文
一、明朝诞生了近代资本主义的种子，虽经元朝蒙古人对文化的破坏，但明朝本着复兴汉文化的责任，在文化抢救与推广方面政府尽了不少心力，营造了公平公平竞争的环境，取得的成绩也是举世瞩目。 明朝科技更是耀眼的明星，让中国科学研究与技术运用都呈现了独特的个性。如果这份能够延续，也许现代科学将会以另外的形式出现。
读明朝科技，兴奋难掩。但随后突然之间的衰落，让世界大跌眼镜。
可悲的康熙大帝，喜爱科技，却想把这一切独为皇家御用。愚民政治让中国失去科学振兴的机会。
明朝的科技发展情况与成就（节选）
嘉 林
有很多学者认为，15-16世纪的中国，是封建制走向专制时代的开始，专制的政治儒学成为统治中国的主体，一切由统治者认可的知识发展都是围绕儒学核心进行，而作为生产技术发展重要理论基础的自然科学，则被国家体制排斥在知识分子的学识之外，从政治体制和人才的俸禄机制上、甚至从治学的价值取向上，遏制了知识分子对自然科学研究的欲望。 其实这些看法是没有多大事实根据的。在近代“五四运动”时，中国人提出了请“德先生”和“赛先生”的主张，其实最早引进的是晚明。自16世纪中叶至17世纪中叶100年间，是我国科学技术史上一个群星灿烂的高峰时期，各种科学成果异彩纷呈，出现方以智、李时珍、徐光启、徐霞客、宋应星五位科学巨人以及朱载堉、李之藻、王征等众多科学家。中国的科学学科体系已具雏形，与西方相比并不逊色。 以著名的桐城方氏为例，方家以作为中华传统文化的重要代表之一的程朱理学传家，即方氏拥有中华文化的厚重衣钵。方以智（1611-1671，明末四公子之一，崇祯十三年进士，曾受邀担任南明内阁大学士）的祖父方大镇、父亲方孔炤均学习西方天文学，曾师从意大利籍传教士熊三拔，其著作《崇祯历书约》是明末重要的天文著作。方以智和汤若望、毕方济等很多传教士均有深交，其《物理小识》尤为杰出。而方以智之子方中通师从波兰人穆尼阁，其数学专著《数度衍》系统介绍了对数的理论和应用。 在天文学方面，方以智结合中国传统的天文学和当时传教士传入的西方天文学，讨论了地心学说、九重天说、黄赤道、岁差、星宿、日月食、历法等天文学问题。对于西方天文学知识，他非常重视，经常追踪西方天文学最新进展，例如他在讨论天体运动轨道问题时，就曾根据西方用望远镜观天发现金星有周相变化的事实，提出了金星、水星绕太阳运行的正确猜测。
……这一切说明，有着厚重中华文化衣钵的方氏并不排斥西学，反而是当时的西学大家。明朝知识分子开始接受和研究全新的西学，其学术环境比西方当时教会统治下的要好得多。
16世纪末来华的耶稣会教士利玛窦在一封信中说：“中国人非常博学，医学、自然科学、数学、天文学都十分精通。他们以不同于我们西方人的方法正确地计算日食、月食。”德国科学家莱布尼茨说：“全人类最伟大的文化和最发达的文明仿佛今天汇集在我们大陆的两端，即汇集在欧洲和位于地球另一端的东方的欧洲——中国。”“中国这一文明古国与欧洲难分轩轾，在日常生活及应付自然的技能方面，我们不分伯仲。我们双方各自都具备通过相互交流使对方受益的技能。在缜密思考和理性思辩方面，显然我们要略胜一筹”，但“在实践哲学，即在生活与人类实际方面的伦理以及治国学说方面，我们实在是相形见拙。”英国的中国科技史专家李约瑟也认为：“由于历史的巧合，近代科学在欧洲崛起与耶稣会传教团在中国的活动大体同时，因而近代科学几乎马上与中国传统科学相接触。”“在明代，中国的传统数学、天文学由于西学的到来而复兴。到1644年中国的数学、天文学和物理学和欧洲的已经没有显著的差异。它们完全融合，浑然一体了。” 二、明朝人创作和翻译的科学著作 明朝末期，正是西方科技文化理论大发展的前夜，而明朝广大士大夫阶层已经普遍研究西学，中西方在科学发展上各有千秋。中国明朝，尤其是晚明67年中出了不少世界级水平的著作： 李时珍《本草纲目》(1578年)； 朱载堉《律学新说》(1584年)； 潘季驯《河防一览》(1590年)； 程大位《算法统宗》(1592年)； 屠本畯《闽中海错疏》(1596年)； 徐光启《农政全书》(1633年)； 宋应星《天工开物》(1637年)； 徐霞客《徐霞客游记》(1640年)； 吴有性《瘟疫论》(1642年)。 这些著作相对于近代数学、化学、物理学和哲学都还没有发展起来的西方是颇具亮点的。1643年前的西方科技发展还很不明朗，牛顿和莱布尼兹尚未出生，波义耳和帕斯卡尚处孩提阶段，伽利略被判终身监禁，笛卡尔隐居荷兰。而同时的明朝已经进入了西学东渐的高峰，学术环境开放，政府支持，士大夫阶层普遍接受、研究和翻译西学著作，共有七千多种西方图书进入中国。 在徐光启“欲求超胜，必须会通；会通之前，必须翻译”的思想原则和“令彼三千年增修渐进之业，我岁月间拱受其成”的目标指导下，和明政府的组织支持下，中国人对西方的数学工程等书籍进行有意识有目标的大规模翻译。翻译的书目中有：
《测量法义》 利马窦和徐光启，1607年 《表度说》 熊三拔，1611年 《泰西水法》 熊三拔和徐光启，1612年 《几何原本》 利马窦和徐光启，1613年 《同文算指》 利马窦和李之藻，1613年 《乾坤体义》 利马窦，1614年 《圆容较义》利马窦和李之藻，1614年 《天问略》 阳马诺，1615年 《职外方纪》 艾儒略，1623年 《远镜说》 汤若望，1626年 《寰有诠》傅泛际和李之藻，1628年 《名理探》 傅泛际和李之藻，1631年 《奇器图说》 邓玉函和王徵，1634年 《主制群征》 汤若望，1636年 《寰宇始末》 王丰肃，1637年 《五纬历指》 罗雅谷，1637年 《性学粗述》 艾儒略，1637年 《建筑十书》 古罗马建筑学家维特鲁维
《数学札记》 荷兰数学家军事工程学家西蒙·史特芬
《矿冶全书(共12卷)》 德国矿冶学家乔治·鲍尔 《各种精巧的机械装置》 意大利工程技术专家拉梅里
《原本》(拉丁文本) 科隆版 《测量全义》 罗雅各
《天体运行论》 哥白尼
《哥白尼天文学概要》 开普勒
《地中海航海术》 罗马版
《比例规解》 罗雅谷
《地球表周与其直径的关系》
《宇宙仪》 雅克·贝松
《皮埃尔+勒孔特发明陆，海双用几何天文测辐仪制造与用法》 《磁石测量法》 纪尧姆·德诺吨涅
《神功催吐药》 萨拉·安吉鲁著
《大西洋，地中海等海洋盐度，涨落潮海流流动因果实论》 克洛德·举雷
当时创作和翻译的还有《崇祯历书约》、《物理小识》、《数度衍》、《名理探》、《寰有诠》、《泰西水法序》、《坤舆格致》、《旋韵图》、《几何体论》、《几何用法》、《太西算要》、《西儒耳目资》、《远镜说》、《远西奇器图说》、《学历小辩》、《日月星晷式》、《浑盖通宪图说》、《经天该》……等七千余册。
而在清代出版的著述只有：南怀仁《仪象志》、《仪象图》、《坤舆全图》和《坤舆图说》和利类思《狮子说》，等等。数量相比明代可以说是极少，且基本都只是传教士所作。
在徐光启的科学思想中，“翻译”是基础，是向西方先进科学文化学习的必由之路。作为皈依传教士利玛窦的基督徒，徐光启并没有选择宗教典籍，而首先选择翻译《几何原本》。他说：“《几何原本》者度数之宗，所以穷方圆平直之情，尽规矩准绳之用也。……既卒业而复之，由显入微，从疑得信，不用为用，众用所基，真可谓万象之形囿，百家之学海，……”第一次向中国说明了几何学的本质。他说：“下学功夫，有理有事。此书为益，能令学理者怯其浮气，练其精心；学事者资其定法，发其巧思，故举世无一人不当学。”尽管当时的历史背景和文化差异使得封建士大夫并不普遍理解，“而习者盖寡”，但徐光启认为“百年之后，必人人习之，即又以为习之晚也”“窃意百年之后必人人习之”，即认为《几何原本》是百年后人人必读之书。
“今天，当中华民族重新屹立在世界民族之林的时候，当我们认识到‘创新是民族进步的灵魂’，‘创新也是国家兴旺发达的不竭动力’的时候，徐光启‘会通超胜’的科学思想就更加闪射出熠熠的光辉。”
三、明朝政府组织修编《崇祯历书》 在天文学方面，与伽利略（1564-1642）同期的是中国的徐光启（1562-1633）。1629年6月21日（崇祯二年）北京发生日食，钦天监预报不准使崇祯帝震怒，明王朝决定修改历法。是年，崇祯帝批准了徐光启提出的宏大的修历计划，并要求他“广集众长，虚心采听，西洋方法不妨兼收，各家不同看法务求综合。”徐光启奉崇祯帝旨，在钦天监开设西局。于1629年-1634年由徐光启、李之藻和李天经，先后以西法督修历法，任用西方人汤若望（德）、罗雅谷（意）、龙华民（意）、邓玉函（德）等修成《崇祯历书》共46种137卷。 《崇祯历书》是在以崇祯帝为首的明朝政府组织支持下修纂的一部引进西方数学天文知识的大型丛书，被誉为“欧洲古典天文学百科全书”，其中参考了当时在欧洲都很尚未被完全接纳的天文知识：开普勒1619年的《宇宙和谐论》、1621年的《哥白尼天文学纲要》、第谷弟子龙果蒙塔努斯（Longomontanus ）1622年的《丹麦天文学》等。并用1/3的篇幅阐述了第谷的太阳系结构系统，计算方法则使用了哥白尼和开普勒的西方近代几何学方法。《崇祯历书》大量引用《天体运行论》中的章节和图，并把哥白尼视作欧洲历史上最伟大的四个天文学家之一。 《崇祯历书》分为基本五目：
一，法原：基本理论，包括数学，天文，宇宙观等方面的基本理论；
二，法数：天文学、数学用表；
三，法算：天文计算所需的数学知识，主要是球面三角学和几何学；
四，法器：天文测量仪器和计算工具；
五，会通：中国传统方法和西法度量单位的各种换算表。
在徐光启看来，修编《崇祯历书》不仅是为修历，他说“事竣历成，要求大备，一义一法，必深言其所以然之故，从流溯源，因枝达本，兼能为万务之根本。”《崇祯历书》正是按此目标来编写的，作为基础理论部分的“法原”，占据了核心部分，共有40余卷，占全书的1/3。这在中国历代修历中是绝无仅有的。 在《崇祯历书》中《大测》、《测量全义》、《割圆八线表》、《八线表》、《南北高弧表》和《高弧表》等引入平面和球面三角学，《比例规解》《筹算》引入两种计算工具。
《崇祯历书》所达到的成就，在当时的世界上是最先进的。《崇祯历书》不仅代表“西学东渐”的学术成果，还代表着中国对西方天文学的接纳。可贵的是，明朝科学家对西方的科技知识加以批判地吸收，政府为科学研究提供良好的环境氛围。 如方以智通过深厚的自然科学和哲学修养，对当时西方传教士传播的科学知识进行了批判性的吸收。他接受西方科技知识并非盲从，而是经过自己的认真思考、消化。例如他对于西方地圆说，就是首先考察了地圆说赖以成立的观测证据，然后才加以接受的。 对于传教士的错误说法，他则予以批驳。例如传教士曾说，太阳半径为地球半径的160多倍，而太阳距地球只有1600多万里，方以智指出这是错误的，因为据此计算（定地球圆周长约9万里），太阳的直径就将近有日地距离的三分之一大，这显然是不可能的。他运用自己的“光肥影瘦”理论，对这一问题做了解释，指出人目所见的太阳圆面比实际发光体要大，因此按几何方法进行的测量并不准确。他的这一理论后来被《历象考成》的作者所接受。 又如他说“远西学人，详于质测而拙于通几；然而志士推之，彼之质测，犹未备也”。如他通过对《崇祯历书》中第谷宇宙体系的分析认为，绝对静止的天是不存在的，所谓“大造之主”不过是运转不已的自然天体。传教士所谓的上帝不过是臆说。他用理论用逻辑批判了传教士的创世说，认为他们“详于质测而不善言通几，往往意以语阂”。
崇祯时也有人反对西方历法。当时有个平民魏文魁写了《历元》、《历测》两本书，献给朝廷，并且和徐光启进行了辩论，却未受到行政干涉。政府为他设立一个历法机构东局，和徐光启组织领导的西法历局，和原来的大统历局及回回历局四家机构平等、公开地辩论。正是在这种百家争鸣，百花齐放的良好气氛中，徐光启、李天经等人组织的历法变革征服了人心。 李申说：“统观明代的改历过程，这里没有神学观念的干扰，也没有政治权利的无理干预。无论是皇帝还是礼部官员，都没有把自己的意见强加于人。虽然某些人因为个人利益或其他因素为改历设置过障碍，但一般说来，这些障碍都是新事物成长中所必然碰到的正常障碍。”“明政府设置四个局，让各家互争雄长、百家争鸣，其措施也是正确的。其间可能有某些人为了个人或小集团的利益，阻挠新法的情况，但无论如何，改历的阻力，不是政权的无理干涉，也不是什么传统观念、保守闭关、盲目排外的情绪。”
《崇祯历书》于1634年修编完成，徐光启时任“东阁大学士”和“文渊阁大学士”。他崇祯五年当上内阁大学士，深受崇祯信任。他生病了，崇祯却不放他回家，以至让他死于任上。“崇祯皇帝对徐光启去世深表悲痛，闻丧后辍朝一天，追赠‘少保’，谥‘文定’。又派员赐给办丧事所用物品及治丧钱等，还特派礼部尚书李康主持丧祭祭，并派人护丧回上海。”以表示对他的哀悼。而1633年被誉为近代科学奠基人之一的伽利略被罗马教廷判处终身监禁，其晚年极其悲惨。可以说，中国明朝政府对科学研究尤其是数学、天文学研究的支持超过欧洲。 四、数学方面的成就
明初数学巨匠王文素认为数学是“普天之下，公私之间，不可一日而缺者也”。他抨击当时社会上不重视数学的状况：“上古圣贤犹且重之，况今之常人岂可以为六艺之末而忽之乎？”王文素用30年时间，于明嘉靖三年（1524年）完成了54卷总计1500多问近50万字的《新集通证古今算学宝鉴》。这是一部博大精深的中国古典数学巨著，现只存手抄孤本于北京国家图书馆。
在对《算学宝鉴》的研究中，学者们发现：王文素解高次方程的方法，较英国的霍纳（Hirner，1786-1837）、意大利的鲁非尼（Ruffini，l765-1822）早近300年；在解代数方程上，他比17世纪牛顿（I.Newton，1642—1727）、拉夫森（J.Raphson，1648-1715）早140多年，率先用导数逐步迭代求解，亦即17世纪微积分创立时使用的导数，王文素在16世纪已率先发现并使用。
王文素利用“开方本源图”，解出x9+25x8+235x7+1035x6+2160x5+1728x4=27993600000这样的高次方程。国外类似的图首见于德国数学家斯蒂非尔（M.Stifel，约1487-1567）1544年著的《算术大全》中，较《算学宝鉴》迟20年且不如该图完备。
中国近代地理学和气象学的奠基人竺可桢曾将徐光启和英国大学者弗兰西斯·培根(Francis Bacon ，1561-1626)做了一个比较，认为徐光启丝毫不逊色于培根，甚至在很多方面超过培根。事实上，徐光启的科学思想和方法论远远超过西方传教士。当时西方‘传教士的科学正是似法非法，似理非理的东西’，但徐光启却深刻地提出了科学必须有理、有义、有法、有数，‘理不明不能立法，义不辨不能著数’，正和近现代科学思想吻合。
徐光启重视演绎推理，并特别把重点放在数学上，认为数学是其他一切自然科学和工程学的基础。这比马克思、恩格斯论述数学在自然科学中的作用早了数百年。徐光启在崇祯二年（1629年）即成立西局同年的七月二十六日，给崇祯帝上奏《条议历法修正岁差疏》中说“盖凡物有形有质，莫不资与度数故耳”，提出“分曹”料理，即分学科研究的思想，并论述了数学和其他科学的关系，及数学在生产实践中作用。他提出“度数旁通十事”，分别是：治历、测量、音律、军事、理财、营建、机械、舆地、医药、计时：
其一、历象既正，除天文一家言灾祥祸福、律例所禁外，若考求七政行度情性，下合地宜，则一切晴雨水旱，可以约略预知，修救修备，于民生财计大有利益。
其二、度数既明，可以测量水地，一切疏浚河渠，筑治堤岸、灌溉田亩，动无失策，有益民事。
其三、度数与乐律相通，明于度数即能考正音律，制造器具，于修定雅乐可以相资。
其四、兵家营阵器械及筑治城台池隍等，皆须度数为用，精于其法，有裨边计。
其五、算学久废，官司计会多委任胥吏，钱谷之司关系尤大。度数既明，凡九章诸术，皆有简当捷要之法，习业甚易，理财之臣尤所亟须。
其六、营建屋宇桥梁，明于度数者力省功倍，且经度坚固，千万年不圮不坏。
其七、精于度数者能造作机器，力小任重，及风水轮盘诸事以治水用水，凡一切器具，皆有利便之法，以前民用，以利民生。
其八、天下舆地，其南北东西纵横相距，纡直广袤，及山海原隰，高深广远，皆可用法测量，道里尺寸，悉无谬误。
其九、医药之家，宜审运气；历数既明，可以察知日月五星躔次，与病体相视乖和逆顺，因而药石针砭，不致差误，大为生民利益。
其十、造作钟漏以知时刻分秒，若日月星晷、不论公私处所、南北东西、欹斜坳突，皆可安置施用，使人人能分更分漏，以率作兴事，屡省考成。8
“此‘十事’涉及自然现象的研究、社会现象的研究和工程技术，就当时，无论中西方都未形成自然科学、社会科学、工程技术学科的分化。徐光启能陈此十事相当不易。有学者认为，这是比培根在《新大西岛》中所作理想研究更现实、弘通的知识体系的划分。”
尚智丛说：“徐光启提出的‘格物穷理之学’核心就是以数学的演绎推理和数量计算来探求客观事物的规律，具有近现代科学的特征，酝酿着近现代科学的倾向，他把数学做为科学发展的基础地位，在这里他比伽里略等近代科学先驱更高明。……他希望借助演绎推理，寻求事物的数学规律，形成“有理，有义，有法，有数”，使中国的科学思想在质上迈进了一大步。”
徐光启提出在他掌管的“历局”内开展以数学为根本，兼及气象学、水利工程、军事工程技术、建筑、机械力学、大地测量、医学、算学及音乐等学科的研究工作。崇祯帝对此积极反应和支持，他下旨批示“度数旁通，有关庶绩，一并分曹料理，该衙知道”。徐光启开创的“格物穷理之学”在当时有李之藻，李天经，孙元化，王徵，其后又有方以智，王锡阐等发扬。但由于明朝的迅速灭亡，这样以数学为基础，全面发展科学的设想，并没有使中国产生近现代科学。
培根死后34年的1660年（顺治十七年），他的理想研究院就在英国以成立皇家学会而实现。随之而来的是工业革命和生产大发展。而徐光启的“度数旁通十事”的拟议和规划一搁置就是三百年，不能发挥任何作用。“在明朝时期同步于世界发展的中国，经过满清的反动统治，远远落后于世界生产的先进国家，终于沦为半殖民地半封建社会。这是徐光启的不幸，也是中华民族的不幸。”
五、《天工开物》及其命运
中华文明并不是没有机会和西方同步，在西方理论大发展的同时，中国明朝士大夫阶层已经开始全面系统的接纳和研究西学，并有自己独到的见解，而西方虽然是西学的发祥地，但教会对思想的禁锢与明朝政府对科技发展的大力支持形成鲜明对比。
美国学者席文（Nathan Sivin）认为1630年左右西方数学和天文学被引进中国，事实上是中国的科学革命：
“如果按照人们通常采用的标准，中国在17世纪可以说有过它自己的科学革命。假如我们始终冥思苦想于中国为什么不能有一个科学革命这个问题，那么，搞清楚这一点，对我们来说是至关重要的。
西方的数学和数理天文学被引进中国开始于1630年左右，其形式不久后在欧洲那些容许人们接触新知识的地方就变得过时了。一些中国学者很快对此作出了反应，并开始重新规定在中国研究天文学的方法。他们彻底地、永久地改变了人们关于怎样着手去把握天体运行的意念。他们改变了人们对于概念、工具和方法应居于首要地位地见识，从而使几何学和三角学大量取代了传统的计算方法和代数方程式。行星自转的绝对方向和它与地球的相对距离这类问题，破天荒变得重要起来。中国的天文学家逐渐相信：数学模型能够解释并预测天象。这些变化等于是天文学中的一场概念地革命。”
但是李约瑟则提出问题：“中国人在科学实验发明上的确非常伟大。问题是：它为什么没有继续上升到理论，构筑起其理论体系，或如西方那样，发展出现代科学？”这便是著名的李约瑟难题。由《天工开物》的命运可知一二。
《天工开物》是一部中国古代科技的总结性著作，是世界上第一部有关农业和手工业生产和科学技术的百科全书；其特点是图文并茂，注重实际，重视实践。充份反映明朝中国具有世界先进水平的生产技术。世界各国的专家学者对《天工开物》都有很高的评价：英国的达尔文说此书是“权威的著作”；法国的儒莲称它是“技术的百科全书”；日本的学者则认为这是一本“中国技术全貌的书籍”。
如：此书在世界上第一次记载炼锌方法；“物种发展变异理论”比德国卡弗·沃尔弗的“种源说”早一百多年；“动物杂交培育良种”比法国比尔慈比斯雅的理论早两百多年；挖煤中的瓦斯排空、巷道支扶及化学变化的质量守恒规律等，也都比当时国外的科学先进许多。尤其“骨灰蘸秧根”、“种性随水土而分”等研究成果，更是农业史上的重大突破。
作者宋应星曾任江西分宜县教谕、福建汀州府推官及亳州知州等官职。他是明末抛弃功名转向科技研究的科学家。他还有《论气》、《画音归正》、《春秋戎狄》等十几本著作。从这些著作中可以看出他朴素的哲学思想和文学造诣。英国李约瑟则称他是“中国的狄德罗”。(注：狄德罗是法国《百科全书》的作者与著名的哲学家。)
民国初年，有一个人查阅《云南通志》，发现里面说冶炼铜矿之处引用到《天工开物》，但是他到北京各个大图书馆去搜寻这本书无果，去询问各个藏书家也无人知晓。后来他偶然间在日本朋友家发现《天工开物》日文版，于是到日本的图书馆查，发现有英语，俄语，德语，法语翻译本，以及法语全译本，而具有讽刺意味的是惟独在中国找不到这本书。后来他在法国国家图书馆里找到《天工开物》的明朝原刻本，而这个原刻本是所有版本中印制最精美的。然后按照此本，《天工开物》才在中国重见天日，广为印行。
就是《天工开物》这样一部纯科技类书籍也被满清统治者禁毁，直到近代才由海外留学生从国外找回。（网络上有资料认为《天工开物》并未在中国绝迹，某地尚存，但这不能抹去《天工开物》这类科技著作在满清数百年未流传于世这一基本事实。实际上被禁毁或阻碍流传的著作又何止《天工开物》一书？！）满清的文字罗网最可怕的地方是其禁毁的彻底性，以至于可以让现代人认为大量的书籍不存在，实在是令人毛骨悚然。由此可见一斑。
六、“康乾盛世”的实质
所谓的“康乾盛世”，起于康熙二十年(1681年)，止于嘉庆元年(1796年)川陕楚白莲教起义爆发，持续时间达115年。有些历史学家们将“康乾盛世”称为辉煌，觉得它在政治、经济、文化等诸多方面将中国传统社会推向了一个新的高峰，创造了中国历史的奇迹。他们认为国家统一的最终完成，社会经济的高度繁荣，学术文化的集大成趋势是“康乾盛世”最显著的历史特征。
然而事实如何呢？如果把“康乾盛世”和三代以降号称盛世的其他各个时期特别是明朝相比较，就会发现，无论是在质上还是量上，都具有历史上罕见的全面颓废崩溃之势。第一个对康乾盛世提出质疑的人大概是鲁迅，他看了外国人的一些记载，怀疑康乾盛世完全是文字狱吹出来的。
北京语言大学周思源教授在一次演讲中说：“汉朝当时在世界上的领先程度只有横跨欧洲、北非的罗马帝国相比。而唐朝在当时的强大是世界上独一无二的。且不说其疆域之辽阔，就唐朝的富庶也是康雍乾时期无法比拟的。当时两个世界强国拜占庭帝国和阿拉伯帝国都不如唐朝，因此最重要的是看这个朝代在当时世界上的先进程度。康雍乾三代显然远远不如汉唐。
汉唐之所以被认为是盛世，并不仅是由于其当时高居世界首位的物质生产水平，更重要的是汉朝和唐朝的文化与精神面貌。汉唐时代政治环境比康雍乾时期宽松得多。汉代的皇帝总的说来比较开明，社会洋溢着一种进取、开放、昂扬的大汉精神。唐朝的李世民、武则天、李隆基都是比较注意“纳谏”的，对臣工相对比较尊重……
总之，汉唐之所以能够成为公认的盛世，最重要的是其具有世界上的先进文化和高昂的民族精神，而这是一个民族最宝贵的品格和财富。”
连称赞“康雍乾盛世是中国历史上发展程度最高、最兴旺繁荣的盛世”的戴逸先生也指出“盛世的阴影”四个方面：闭关锁国、重农轻商、禁锢思想、轻视科学。
二、为什么中国保持了一千多年的科技创新中心，先进的科举教育与文官制度，却诞生不了现代科学和资本主义？原因何在？这是李约瑟博士的难题。我们当然无法来解答，百度上有七种代表性的回答，但哪一种是正确的呢？我们只选择部分文字，让大家了解这段世界的谜语。
至于谜底，也许只有上帝知道了。
李约瑟难题（节选）
来源：百度百科
一
李约瑟难题由英国著名学者李约瑟（Joseph Needham，1900-1995）提出，李约瑟以中国科技史研究的杰出贡献成为权威，并在其编著的15卷《中国科学技术史》中正式提出此问题，其主题是：“尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献，但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生？”。1976年，美国经济学家肯尼思·博尔丁称之为李约瑟难题。很多人把李约瑟难题进一步推广，出现“中国近代科学为什么落后”、“中国为什么在近代落后了”等问题。对此问题的争论一直非常热烈。
为什么资本主义和现代科学起源于西欧而不是中国或其他文明？这就是著名的李约瑟之谜。李约瑟问题其实是：为何近现代科技与工业文明没有诞生在当时世界科技与经济最发达繁荣的中国。欧洲经历了一千年宗教的黑暗时期，希腊、罗马的古代典籍也被欧洲中世纪的焚书毁灭，欧洲从阿拉伯帝国保存的希腊、罗马古籍复兴了希腊、罗马文化的同时消化吸收了中华文明的科技与产业、体制与文艺等成就，从而诞生了近现代科技与工业文明 - 全球化地球文明。
从马可·波罗游记到哥伦布发现新大陆，欧洲掀起了文艺复兴与研究东方文明。从1643年牛顿诞生到1765年瓦特蒸汽机开启工业革命、1783年美国独立战争结束，欧美进入了工业文明时代；然而，1840年的中国却进入了鸦片战争时期。1840年前后，英国的机器化生产已基本取代手工业生产，1831年英国科学家法拉第发现电磁感应现象，1847年西门子－哈尔斯克电报机制造公司建立，开启了电气化时代。从马可·波罗的诞生到工业革命电气化的开始，欧洲经历了约6百年的努力终于彻底超过了中国。
二
李约瑟难题是一个两段式的表述：
第一段是：为什么在公元前一世纪到公元十六世纪之间，古代中国人在科学和技术方面的发达程度远远超过同时期的欧洲? 中国的政教分离现象、文官选拔制度、私塾教育和诸子百家流派为何没有在同期的欧洲产生？
第二段是：为什么近代科学没有产生在中国，而是在十七世纪的西方，特别是文艺复兴之后的欧洲 ？李约瑟难题的实质内容在于中国古代的经验科学领先世界一千年，但为何中国没有产生近代实验科学，这是关于两种科学研究范式（Paradigm）的起源问题。
“为何科学发生在西方社会？”是李约瑟问题的反面。
“李约瑟难题”很耐人寻味，它犹如科学王国一道复杂的“高次方程”摆在了世人面前。众所周知，中国是享誉世界的文明古国，在科学技术上也曾有过令人自豪的灿烂辉煌。除了世人瞩目的四大发明外，领先于世界的科学发明和发现还有1000种之多。美国学者罗伯特·坦普尔在著名的《中国，文明的国度》一书中曾写道：“如果诺贝尔奖在中国的古代已经设立，各项奖金的得主，就会毫无争议地全都属于中国人。” 当然，这是不可能的。
然而，从17世纪中叶之后，中国的科学技术却如同江河日下，跌入窘境。据有关资料，从公元6世纪到17世纪初，在世界重大科技成果中，中国所占的比例一直在54%以上，而到了19世纪，剧降为只占0．4%。中国与西方为什么在科学技术上会一个大落，一个大起，拉开如此之大的距离，这就是李约瑟觉得不可思议，久久不得其解的难题。
三
据学者统计，满清修订四库全书中禁毁图书达3000多种，几十万部以上；禁毁的书名可谓是种类繁多，不仅仅包含关于民族、政治、文化等方面的，连科学、技术、经济等类型的也要禁止，比如《经济考》、《军器图说》等。在满清统治的几百年里，诸如《天工开物》之类的科学技术书籍居然消失了；《天工开物》在当时是相当先进的，直至民国在日本发现了此书，才使之得以重现中华大地。满清禁毁图书的程度在汉人史上可以说是前无古人的，焚书坑儒的秦始皇，独尊儒术罢黜百家的董仲舒都要膛乎其后。
上一段说过的满清禁书《军器图说》，实际上是明朝火器部队重要的图书之一，明朝时期中国军队的装备是一点也不落后于西方，自隆庆年间，明所使用的火器多达几十种。在航海方面，著名的郑和下西洋就是个例证，当时郑和所乘的宝船是当时世界上最为先进的，与郑和宝船相比，哥伦布发现新大陆的船就显的太袖珍了。
四
中国古代没有完善的形式逻辑思想，很难产生严密的理论武器。爱因斯坦[在1953 年给美国加利福尼亚州圣马托的斯威策（J. E.Switzer）的一封信是这样写的：西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础，那就是：希腊哲学家发明形式逻辑体系以及发现通过系统的实验可以找出因果关系。我们可以知道古代中国是不具备“形式逻辑体系和通过科学实验发现因果关系”这两个基础的，所以在古代中国没有产生近现代科学，所以中国古代的一切技术只能归结为经验技术，而非科学技术，所以李约瑟问题中的讨论涉及中国古代科学技术可以说是不够准确的，应该说这些都是中国古代的经验技术，而且，从公元前二世纪到公元十六世纪，中国的经验技术在世界上是远远领先的。这是对李约瑟问题本身的一个完善。
在古希腊，柏拉图的学生亚里士多德发明了三段论等的形式逻辑，欧几里得发明了欧式几何，也是建立在形式逻辑之上的。到了文艺复兴时期，达·芬奇的“实验乃是确实性之母”名言使大家认识到并且开始时用实验的手段去发现验证因果关系。到了伽利略时代，伟大的伽利略结合了形式逻辑和实验手段两方面的利器，终于开创了近代科学的先河，在他的基础上，之后的牛顿将这两个基础继续发扬光大，建立了不朽的牛顿经典力学。
五
任李约瑟研究所所长古克礼转述了李约瑟临终前的观点：“李约瑟先生透过他多年来对中国以及中国人的了解，他确信中国能够再度崛起，一个拥有如此伟大的文化的国家，一个拥有如此伟大的人民的国家，必将对世界文明再次做出伟大贡献。
三、这也许是对李约瑟难题的另一种解读，限于文化视野与思考力，作者的某些观点并不一定正确。但我们好在只是了解一些有代表性的想法而已，因为正确的答案，应该是你们或你们下一代、下几代的心里。
中国近代科学为何落后于西方？
陈方正博士
李约瑟认为，中国科学一直都远远优胜于西方，只是在文艺复兴以后才为西方超越而已。这个大逆 转主要是由社会与经济因素造成，和文化、传统没有必然关系。我们有必要通过讨论西方科学传统的整体发展，科学在西方文明大传统中的核心位置，来审视李约瑟 问题的意义，审视中国在近代落后的根源。
第一个问题：为什么中国科学落后于西方？
李约瑟问题大家都听说过，就是为什么现代科学没有出现于中国。西方专门研究中国科学的专家席 文提出，问这个问题没有意义。可是他忽略了李约瑟问题的两个前提，一个前提是中国科技向来优胜于西方，从公元前2世纪到公元15世纪，在1700年里中国 科学都是比西方科学优胜很多。第二个前提就是西方科学到文艺复兴才突飞猛进，超越了中国。
李约瑟问题在中国大家很感兴趣，知道的人很多，不过大家都忽略了一点，李约瑟其实并不是提出一个问题，让我们大家去寻找答案，李约瑟自己已经有了答案。我看到很多论文研究李约瑟问题都不知道李约瑟的想法，我觉得是很不应该的。只要把他的书拿来看一看，就会知道他自己已经给了答案。
从上世纪50年代一直到90年代，李约瑟终身在研究中国古代的典籍，与人合作，写出20多卷 的《中国科学技术史》，他要证明的就是，中国科学向来优胜于西方。证明之后，他就可以对自己提出的问题给出答案了。他的答案有两个部分，第一部分是，资本主义的兴起是要赚钱的，赚钱就要造东西出来，所以有实用精神，实用精神就刺激了试验科学的发展。西方古代的科学，特别是希腊科学，主要是理论性的科学，缺乏试验科学，这一部分就由于资本主义的兴起而补足了。
那么问题也来了，资本主义为什么在西方出现，却没有在中国出现呢？这就关系到答案的第二部份：那很简单，李约瑟说西方的封建体制是一个所谓的军事贵族封建体制，比较脆弱，资本主义一起来就把它打倒了，所以资本主义破茧而出，而中国是官僚封建体制，牢固不倒，虽然资本主义萌芽了，但是没有办法在中国兴起，由于没有资本主义的兴起，所以中国就没有试验科学，因此也没有现代科学。
李约瑟在中国的影响非常大，在座各位无形中都会受到他的影响，可是在西方他是没有什么影响力的，西方科学史家对他的实证性的研究很佩服，也很敬仰他，可是他的理论完全没有市场。西方对李约瑟问题是有很多批判的，这些批判可以归结为以下四点。
第一，他说中国的科技向来优胜于西方，在技术上他做了很多论证，可是他混淆了科学与技术，中国的科学理论实际上是完全没有发展的。
第二，他轻视科学理论的重要性。
第三，他割裂了西方近代科学与西方古希腊科学之间很重要的关系。
第四，他过分强调了社会经济的因素对科学的发展，实际上几乎全盘否定了科学传统与科学家内在的一种科学发展的力量。
对李约瑟问题的批判关系到科学的内史和外史的争论，所谓内史是说科学发展是由科学本身的逻辑和动力推动的，外史是说科学的发展是由社会、经济、政治因素来推动的。李约瑟是彻头彻尾的科学外史的拥护者，而绝大多数科学史家虽然承认科学外部因素的重要性，可是大家还是同意科学最重要的推动力还是它的内在因素。
我们尊重、佩服、敬仰李约瑟在中国科技史的实证研究，可是很不幸，他造成了对中国科学史的方法和观念的严重歪曲，特别是他让我们中国人过分高估中国科学技术发展，而过分忽略了西方科学的发展，甚至以为那只是一种偶然的因素，让西方领先了，其实不是这样。
第二个问题：现代科学是怎么来的？
现代科学是从17世纪开始，标志是1687年牛顿发表了他的巨著《自然哲学的数学原理》。牛顿之前就是近代科学，大家知道哥白尼提出了日心说，还有开普勒提出了行星三大运动，还有伽利略、笛卡儿等。可是哥白尼的学问是从哪儿来的呢，一般人回答不 出来。再往前我们唯一知道的，可能就是托勒密。托勒密大家对他是一个反面的印象，因为哥白尼是将他的地球中心之说打破了。托勒密事实上是一个很重要的人，在他之前还有欧几里得，在欧几里得和托勒密中间，还有阿基米得。
古希腊的科学和古希腊的哲学，其实是一码事。古希腊的第一个哲学家是泰勒斯，也是一个科学家，第二个重要的就是毕达哥拉斯，也是如此。希腊有很多的殖民地，开始在东边，然后到西面，然后到北面，原子论就是在北边出现的，这是第一阶段“周边时期 ”。然后由于柏拉图的缘故，集中到了雅典，这是第二阶段了。最后才到亚历山大。
在希腊之前，西方的科学和中国古代的科学一样，都是有实用的目的，可是通过“新普罗米修斯革命”，这个革命就是将数学从一种实用的计算工具改变为抽象的要严格论证的学问，只是为了满足好奇心。这在欧几里得的《几何原本》里表现得淋漓尽致，完全不 告诉你这些高妙、奥秘的几何定理有什么用处，只是严格证明它是对的。
为什么会有这样的一个革命呢？我认为有两方面的刺激，最早是泰勒斯，泰勒斯引发古希腊研究几 何的兴趣，他们研究之后发现有三个几何学难题是他们解决不了的，一个是圆方等积的问题，也就是计算圆周率，第二是倍立方问题，第三是三等分角问题，由于这三个难题的刺激，他们开始向数学证明的方向走。
另外一个方面，毕达哥拉斯成立了一个神秘的教派，这个教派的根本思想就是“数” 为万物之本，世界上所有事物都可以用数来了解和理解。到了后来忽然他们发现，一个正方形的对角线和一条边的比例，就是开方2不是一个数，因为他们严格证明 了开方2是不能够用两个自然数的比例来表达的。在公元前400年毕达哥拉斯教派就有这样的证明，这是很令人震惊的。
毕达哥拉斯教派不单是一个政治团体，而且是一个宗教团体，政治上势力很大，有贵族独裁的倾 向，结果被后来兴起的民众政治灭掉了。教徒散到各个地方，结果他们做了一件很重要的事情，就是把柏拉图说服了。柏拉图是雅典贵族，办了一个学院，就把这些 人召集到自己的学院里进行研究，这是西方第一个研究所。在学院里他们就发现了《几何原本》大部分的定理。欧几里得是一个集大成者，就是将雅典学院里的研究 成果集中到《几何原本》一书中。
现在大家都认为科学是由实用搞出来的，其实不是的，西方科学的源头是由宗教出来的，宗教为什么与科学发生关系呢？实用的东西很难上升到理论，因为科学理论在原创时是没有什么用处的，严格证明几何定理根本没有什么用处，所以没有人会去做这个事情，一定要有强大的动力，最聪明的人才会用一生的功夫去研究，这就需要宗教。
古希腊科学也不是从石头里跳出来的，也有一个开端，现在由于考古的努力，挖出了很多古巴比伦的陶泥板，这是人类最古的第一手的数学文献。古巴比伦时期已经计算出开方2等于1.41422。这是1920年左右发现解读出来的，这之前大家都认为2次方程式最早是公元前300年的《几何原本》才有，事实是在公元前 1600年到公元前1900年的古巴比伦陶泥板上，已经有了解2次方程式系统的方法，和我们今天的方法基本上是一样的。古比巴伦的数学传统是实用的，并不是理论的，也不是严格证明了的。现在有证据证明它影响了希腊科学的兴起，《几何原本》里很多题目和这些陶泥板上的题目甚至是一样的。
整个亚历山大的古代科学传统，大概到公元400年就衰落了，衰落的原因之一就是基督教起来了，基督教是一个带有高度神秘性的宗教，对古代科学是很有敌意的。来罗马帝国消亡，欧洲陷入大混乱，西方科学的传统也就断了。
综上所述，西方科学的发展，最早是在埃及的巴比伦，影响了希腊周边的殖民地，产生了最早的自然哲学，也就是科学。后来传到了雅典，是因为毕达哥拉斯和柏拉图的缘故，然后又传到了亚历山大，就是托勒密王国，它通过阿拉伯翻译运动，阿拉伯人将所有古希腊的科学典籍、哲学典籍全部从希腊文或叙利亚文翻译成阿拉伯文，古希腊科学就传到了中东，就成为伊斯兰科学。伊斯兰科学又经过拉丁翻译运动，出现了欧洲中古和近代科学。
第三个问题：现代科学为什么会出现于西方？
传统很重要，这是我想强调的一点。中国从孔子开始，一直到五四运动为止，所有人的思想都深深受到孔子、孟子、儒家的影响，我们总觉得经世济民、服务社会救国家是最重要的，可是西方的传统不是这样。西方传统当然有很多种，苏格拉底的伦理传统也很重要，其实很重要的西方传统是从柏拉图开始的。
柏拉图看到数学的重要性，因此办学院让所有人来这里研究数学，提供了一个极为良好的研究环境。与中国的传统不同，柏拉图学院里有人不服气他，要创立自己的学派，如亚里士多德根本不喜欢数学，认为柏拉图的理念根本不重要。而孔夫子的学生敬仰他，没有人会想到去对孔老夫子不尊敬的。所以在西方很早就有客观的自己独立思考和老师争辩的传统。西方文明里的科学、哲学、宗教，这三者在柏拉图那里是混为一体的，后来慢慢分道扬镳，但是还是有很多纠缠。基督教为什么对新科学那么紧张，为什么要迫害布鲁诺和伽利略呢？他们讲的东西好像跟宗教没有关系，其实不然。在西方，宗教是建基于科学之上的，科学和宗教是分不开的，布鲁诺和伽利略把科学改变了，宗教的基础也就改变了，所以教会要迫害这些人，是有内在的道理的。因此，西方科学之所以能够演变成为现代科学，是跟西方文明核心里有科学精神分不开的。
而我们来看中国，历来的大学问家，你能够说出哪一个是科学家吗？我想大家唯一可以说出来的就 只有一个人，墨子。墨子在孟子的时候很厉害，墨子后来就不见了，因为中国人不喜欢他，觉得他那一套东西不好。中国人喜欢的是儒家、道家、法家，他们讲的都 是政治、社会、人生，就算是讲到自然，也是讲到一种生活态度，而不是客观地去研究。所以在中国的传统核心里是没有科学的，即使有一点科学，这个科学也不能够进入到中国文明的核心里，它是被边缘化了的。
西方科学发展的特征，首先，就是有悠久的传统，最远可以追溯到公元前1900年，距今4000年，那时是中国的夏代，就是中国甲骨文出现之前的700年。中国的科学著作有两本最重要的，一本是《九章算术》，大概是西汉成书，当然思想酝酿应该是比西汉要早，但是最早也不过是可以推到战国。中国相传有天文学，书没有传下来，只是零碎的片断传下来。中国有很好的天文理论著作《周裨算经》，有一个近乎现代模型的东西，应该也是在春秋之后、战国早期了。可是很可惜的，《周裨算经》和墨子一样，后来也没有人注意了，书是在那儿，大家都不喜欢它，就没有多少发展。数理科学，甚至是理论性的科学，对中国人是没有吸引力的，后来不能发展。我们这一块土地、我们这一种文化对数理科学有排斥性，所以没有发展。可是在西方有毕达哥拉斯的神秘教派，由于柏拉图和亚里士多德建立了一个强大的传统，科学成为文明的核心。
西方科学发展的第二个特征是：它的中心区域在不断转移。刚才说了，最开始在巴比伦，后来到雅典，再到埃及北部亚历山大，然后又回到伊斯兰，又回到欧洲。它的中心总是在不同的地方转来转去，所使用的言语也是不一样的。巴比伦时代使用的是象形文字，然后使用希腊文，然后是使用阿拉伯文，到中古是使用拉丁文，近代是使用他们自己的民族语言，是在相互激荡的互相有影响的文化里流传。可是中国呢？基本上是一个大一统的帝国，不可能跑到一个完全不同的地方去发展。
西方科学发展的第三个特征是，它与宗教有极其密切的关系。毕达哥拉斯神秘教派是整个西方科学的源头，后来西方科学和基督教也有非常密切的关系，基督教早期的奥古斯丁等，他们对科学都有一种看法，认为科学可以为基督教所用，不要完全排斥。这个世界人能够生存，鱼能够在水里游，鸟会在天上飞，要解释这些东西，才能显示出上帝的大能。这样当然就要使用到科学，要用到自然哲学了，其实这是因为基督教在西方是一个后起的宗教，基督教前希腊的科学、哲学、罗马的法律已经有五六百年的历史了，所以基督教一进入，没法将这些东西扫掉，于是想怎么能够将这些东西为其所用。到了中古时代，基督教又有了一个新的发现，亚里士多德的逻辑学可以用来建构他们的神学，结果亚里士多德又变成了神学的一个基础。这样整个基督教的结构，无论是从传教的角度、神学的角度，都跟科学分不开了，同时科学也就得以在基督教的好像是很有敌意的一个大环境里继续发展，最后甚至颠覆了基督教。
最后，西方科学第四个，也是最重要的特征，当然就是它有两次革命性转变的出现。古代中国有科学，古代印度有科学，古代巴比伦、古代埃及都有科学，可是这些科学从出现开始就是实用性的，而且这个实用性从来没有在基本上改变过。比如说宋代，中国有一部书《算术九章》，发明了很重要的数论上的通论定律，可仍是沿袭了汉朝的《九章算术》来做的，没有新的视野，可是在西方不是这样的，欧几里得的几何原本和巴比伦的几何是完全不一样的，牛顿的物理学和前面的物理学又是完全不一样的，为什么西方的科学会有革命性的出现呢？这是一个大问题，我想没有人能够给出一个完美的答案。
西方科学发展有这样四个特征，而其它古代文明，包括中国文明都没有这样的特征。现代科学之所以出现于西方，我想是跟它的这四个特征有密切的关系的。
四、数学是世界现代科学的基石之一，了解世界古代数学，对比中西数学文化的差异，也许有助于我们解读李约瑟难题。
周朝官学要求学生掌握六种基本才能：礼、乐、射、御、书、数。数学起源于人类早期的生产活动，为中国古代六艺之一。
也许中国古代数学更有西方科学的神秘主义特点，其达到的高度，曾经让西方惊叹，且自成体系。可惜，西方数学东渐后，中国古代数学模式已经濒临失传。
如何用中国数学的方式，结合现代西方数学，重新解释世界，这是一个文化抢救工程。如果有一天传统数学能重新活过来，那是民族之幸。
现在，让我们听听到传统数学的心跳。
古代数学
来源：百度百科
前言：数统治着宇宙。 ——毕达哥拉斯
一、中西解析
从中西古代数学文化史的比较意义上分析，形成中西古代数学的两种倾向：逻辑演绎倾向和机械化算法倾向，其作用与构造差异主要是由文化系统赋予的文化层次及其价值取向的差异造成的，这两种倾向的对立统一就构成了数学自身内在的矛盾运动和发展动力。
数学文化史的研究表明，人类古代数学作为文化系统中一个操作运演的子系统，从一开始就具有双重功能（或称为双重特性），即数量性的功能和神秘性的功能（注：王宪昌，《数学与人类文明》，延安大学出版社，1990年第58-70页。）。而不同民族文化中的数字或数学都在特定的文化氛围中有某些神秘性，而且不同民族文化中的数学神秘性发展的道路是各不相同的。
在古希腊文化的发展中，原始数学始终沿着神秘性和数量性的双重功能统一性继承的轨道向前发展。古希腊数学与神秘性的结合，使得他们从宗教、哲学的层次追求数学的绝对性以及解释世界的普遍性地位，这正是古希腊数学完全脱离实际问题，追求逻辑演绎的严谨性的文化背景。
因此，从数学文化史的意义上分析，发端于古希腊的西方数学不仅仅是一个数学意义的运演操作系统，更主要的是它作为一种文化系统中起主导作用的理性解释系统，或者称之为一种理性构造的规范模式。在西方文化中，西方数学解释宇宙的变化，引导理性的发展，参与物质世界的表述，任何学科的构建都必须按照文化理性的要求模仿和运用数学的模式。用数学解释一切是西方数学在与其适应的文化获取的价值观念。
在中国文化发展中，我国古代数学筹算操作的机械化运演形成的计算体系来源于作为原始数学的竹棍操作运演在历史进程中的演化。
中国古代是借助于竹棍为特定物进行数字、数学操作运演的民族。中国古代数学具有外算与内算的双重功能，即“算数万物”的算术性功能和神秘主义的解释性功能。
因此，中国古代数学不仅未形成以宗教、哲学的层次思辨自己的方法、结构形式，而是形成了专司具体数学问题的特征。中国古代数学在文化传统中的价值取向就是在筹算运演机械重复的条件下尽力构造简明的运演方法，准确迅速地解决实践提出的具体问题。
中国传统的价值观念以及筹算的技艺型价值取向，决定了中国古代数学的发展和构造模式，这种筹算数学的价值取向保证了中国古代数学机械化特色的发展方向，注重数学实际应用的层次不断发展，机械化的计算技术和水平不断提高。中国古人借助于算筹这一特殊工具，将各种实际问题分门别类，进行有效的布列和推演，在比率算法、“方程”术、开方术、割圆术、大衍求一术、天元术、四元术、垛积招差术等等方面都取得辉煌成果，在宋元时期数学达到高潮。元代以后发展的珠算制是筹算制的发展改革和继续，可以说，中国传统数学在数量关系上是以算筹制为主线贯穿一起，以提高机械化的计算技术来解决实际问题为目标的。同时，文化价值观的传统特点也造就了一批传播和发展作为技艺数学的群体，这是促进数学机械化发展的人才优势，尤其是在相对稳定的文化环境中，其传统价值观念发挥了重要作用。
从文化价值系统发展的阶段分析，我国的筹算体系和模式在宋元时期达到数学的高峰在很大程度上是算法机械化达到最高水平。贾宪三角和增乘开方法是对《九章》以来开方程序的重大提高和创造，秦九韶的正负开方术又把增乘开方法发展到十分完备的境地，其大衍求一术也是在历代对“上元积年”推算基础上将“物不知数”问题解法发展到最一般的机械化程序。李冶的天元术更是对列方程算法的重大改进和突破，同时也是几何代数化思想的完美体现。从天元术到四元术，是解一般高次方程向多元高次方程组发展的必然结果和要求。因此，我国在宋元时期算法机械化达到空前的高水平，是与传统数学文化价值观的要求相一致的，是我国筹算文化排列模式和变换技术长期积累后的自然发展，它是我国筹算体系下的数学计算以快速、准确、简洁解决一类具体问题而发展自己的操作运演的必然趋势和结果。
评判中国古代数学时不应当依据西方数学的评价模式和价值标准。
由上文对中西古代数学文化史的比较意义上分析，中西古代数学的作用与构造差异主要是由文化系统赋予它的文化层次及其价值取向的差异造成的，可以说，西方数学著作的构造模式及其理性作用是不会在中国文化中出现的，因此，在古今数千年的数学发展中，形成不同时期、不同地域的中西数学的两种倾向：逻辑演绎倾向和机械化算法倾向都是历史文化中的必然。以古希腊欧几里德《几何原本》为代表的逻辑演绎倾向和以《九章算术》为代表的机械化算法倾向交互作用，“轮流执政”，共同以各自的构造模式、思维方式、运演规律及结构特征对世界数学的发展作出了贡献。
从数学文化史的角度来说，中国技艺应用型的操作运演系统蕴育了中国古代数学算法机械化的成功。中国数学以区别于西方数学的独特风格和特点，在中世纪世界数学史、文明史上，灿烂的古希腊数学衰落之后，曾一度占据了世界数学研究的重心，直到14世纪初。中国传统数学的辉煌成就标志着筹算体系下的机械化算法的巨大成功，而元中期珠算盘和珠算术的应用和发展是我国机械化算法体系的继续，它是对算筹计算工具的重大改进和发展，是对计算技术改革的历史必然。珠算的普及应用，大大提高了计算速度和效率，简化了机械化的操作程序和繁琐步骤，适应了农业、手工业、商业的发展对数学中大量繁杂计算的实际需要，因此，算盘和珠算术的出现和普遍应用及其发展，同样既是中国传统数学的独特创造的伟大发明，同时又是对世界科技和文明的重大贡献。
然而，在对待中国传统数学和西方数学对世界科技和文明所作出的贡献这个问题上，长期以来，人们使用的数学评判标准多数却是在西方数学中形成的西方中心论。这种中心论者认为当代数学的巨大成就是沿着自古希腊人以来所走过的唯一一条王者之路而发展来的。没有达到严格演绎的知识不能算为科学，只有西方数学与其他学科的关系是近代科学发展的关键性的必要条件。
西方中心论的评判标准的理论基础是西方数学哲学，自觉或不自觉地把西方数学的模式思维方式和价值标准，作为评价世界上不同国家和地区数学（包括中国的传统数学乃至东方数学）与科学的唯一标准。从数学文化史的研究表明，在对待中国古代数学与其他自然科学的基础上，这种判断和比较不是在对中国古代数学理性思辨的基础上形成的，忽略了中国竹棍式数学演化流变的文化特征与西方数学的文化差异。
总之，中西古代数学在其民族文化中价值观念的差异，是我们数学史研究中应当十分注意的问题。在人类文化史中，人们可以发现每一种文化系统都有其特定的数学发展和构造模式，对人类古代数学的比较，应从不同文化系统的数学模式中，提炼出人类古代数学的共有规律，并以此为价值尺度来客观、公正地评价。中国古代数学是在中国文化中产生发展的，它不会也不可能按照西方数学的模式来发展，因此我们评判中国古代数学时就不应当照搬西方数学的评价。
在中西文化的差异中，我们深刻地体会到，西方数学的模式不会也不可能是人类数学的唯一发展模式，西方数学的价值标准不应该实际上也不可能成为人类古代数学唯一的评价标准。这正如像N.席文提问的那样：“为什么评判非欧文明史总是以其是否或接近于欧洲早期科学或近代科学的某些方面为试金石，为什么早期欧洲科学无需检验呢？”
二、历史起源
（一）汉唐时期
这一时期包括从秦汉到隋唐1000多年间的数学发展，所经历的朝代依次为秦、汉、魏、晋、南北朝、隋、唐。
秦汉是中国古代数学体系的形成时期。为使不断丰富的数学知识系统化、理论化，数学方面的专书陆续出现。
西汉末年（公元前一世纪）编纂的天文学著作《周髀算经》在数学方面主要有两项成就：（1）提出勾股定理的特例及普遍形式；（2）测太阳高、远的陈子测日法，为后来重差术的先驱。此外，还有较复杂的开方问题和分数运算等。
《九章算术》是一部经几代人整理、删补和修订而成的古代数学经典著作，约成书于东汉初年（公元一世纪）。全书采用问题集的形式编写，共收集了246个问题及其解法，分属于方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程和勾股九章。主要内容包括分数四则和比例算法、各种面积和体积的计算、关于勾股测量的计算等。在代数方面，《方程》章中所引入的负数概念及正负数加减法法则，在世界数学史上都是最早的记载；书中关于线性方程组的解法和现在中学讲授的方法基本相同。就《九章算术》的特点来说，它注重应用，注重理论联系实际，形成了以筹算为中心的数学体系，对中国古算影响深远。它的一些成就如十进位值制、今有术、盈不足术等还传到印度和阿拉伯，并通过这些国家传到欧洲，促进了世界数学的发展。
魏晋时期中国数学在理论上有了较大的发展。其中赵爽和刘徽的工作被认为是中国古代数学理论体系的开端。赵爽是中国古代对数学定理和公式进行证明的最早的数学家之一，对《周髀算经》做了详尽的注释。刘徽注释《九章算术》，不仅对原书的方法、公式和定理进行一般的解释和推导，且在论述过程中多有创新，更撰写《海岛算经》，应用重差术解决有关测量的问题。刘徽其中一项重要的工作是创立割圆术，为圆周率的研究工作奠定理论基础和提供了科学的算法。
南北朝时期的社会长期处于战争和分裂状态，但数学的发展依然蓬勃。 《孙子算经》 、 《夏侯阳算经》 、 《张丘建算经》就是这个时期的作品。《孙子算经》给出“物不知数”问题，导致求解一次同余组问题；《张丘建算经》的“百鸡问题”引出三个未知数的不定方程组问题。
祖冲之、祖日桓父子的工作在这一时期最具代表性，他们在《九章算术》刘徽注的基础上，将传统数学大大向前推进了一步，成为重视数学思维和数学推理的典范。他们同时在天文学上也有突出的贡献。其著作《缀术》已失传，根据史料记载，他们在数学上主要有三项成就：（1）计算圆周率精确到小数点后第六位，得到3.1415926<π<3.1415927，并求得π的约率为22/7，密率为355/113；（2）得到祖日桓定理（幂势既同，则积不容异）并得到球体积公式；（3）发展了二次方程与三次方程的解法。
隋朝大兴土木，客观上促进了数学的发展。唐初王孝通撰《缉古算经》，主要是讨论土木工程中计算土方、工程的分工与验收以及仓库和地窖的计算问题。
唐朝在数学教育方面有长足的发展。656年国子监设立算学馆，设有算学博士和助教，由太史令李淳风等人编纂注释《算经十书》 （包括《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《孙子算经》、《张丘建算经》、《夏侯阳算经》、《缉古算经》、《五曹算经》、《五经算术》和《缀术》），作为算学馆学生用的课本。对保存古代数学经典起了重要的作用。
此外，隋唐时期由于历法需要，创立出二次内插法，为宋元时期的高次内插法奠定了基础。而唐朝后期的计算技术有了进一步的改进和普及，出现很多种实用算术书，对于乘除算法力求简捷。
（二）宋元时期
唐朝亡后，五代十国仍是军阀混战的继续，直到北宋王朝统一了中国，农业、手工业、商业迅速繁荣，科学技术突飞猛进。从公元十一世纪到十四世纪（宋、元两代），筹算数学达到极盛，是中国古代数学空前繁荣，硕果累累的全盛时期。这一时期出现了一批著名的数学家和数学著作，列举如下：贾宪的《黄帝九章算法细草》（11世纪中叶），刘益的《议古根源》（12世纪中叶），秦九韶的《数书九章》（1247），李冶的《测圆海镜》（1248）和《益古演段》（1259），杨辉的《详解九章算法》（1261）、《日用算法》（1262）和《杨辉算法》（1274-1275），朱世杰的《算学启蒙》（1299）和《四元玉鉴》（1303）等等。
宋元数学在很多领域都达到了中国古代数学，甚至是当时世界数学的巅峰。其中主要的工作有：
高次方程数值解法；
天元术与四元术，即高次方程的立法与解法，是中国数学史上首次引入符号，并用符号运算来解决建立高次方程的问题；
大衍求一术，即一次同余式组的解法，现在称为中国剩余定理；
招差术和垛积术，即高次内插法和高阶等差级数求和。
另外，其他成就包括勾股形解法新的发展、解球面直角三角形的研究、纵横图（幻方）的研究、小数（十进分数）具体的应用、珠算的出现等等。
这一时期民间数学教育也有一定的发展，以及中国和伊斯兰国家之间的数学知识的交流也得到了发展。
（三）西学时期
这一时期从十四世纪中叶明王朝建立到二十世纪清代结束共500多年。数学除珠算外出现全面衰弱的局面，当中涉及到珠算的局限、十三世纪的考试制度中已删减数学内容、明代大兴八段考试制度等复杂的问题，不少中外数学史家仍探讨当中涉及的原因。十六世纪末，西方初等数学开始传入中国，使中国数学研究出现了一个中西融合贯通的局面。鸦片战争后，近代高等数学开始传入中国，中国数学转入一个以学习西方数学为主的时期。直到十九世纪末，中国的近代数学研究才真正开始。
明代最大的成就是珠算的普及，出现了许多珠算读本，及至程大位的《直指算法统宗》 （1592）问世，珠算理论已成系统，标志着从筹算到珠算转变的完成。但由于珠算流行，筹算几乎绝迹，建立在筹算基础上的古代数学也逐渐失传，数学出现长期停滞。
隋及唐初，印度数学和天文学知识曾传入中国，但影响较细。到了十六世纪末，西方传教士开始到中国活动，和中国学者合译了许多西方数学专著。其中第一部且有重大影响的是意大利传教士利马窦和徐光启合译的《几何原本》前6卷（1607），其严谨的逻辑体系和演译方法深受徐光启推崇。徐光启本人撰写的《测量异同》和《勾股义》便应用了《几何原本》的逻辑推理方法论证中国的勾股测望术。此外，《几何原本》课本中绝大部分的名词都是首创，且沿用至今。在输入的西方数学中仅次于几何的是三角学。在此之前，三角学只有零星的知识，而此后获得迅速发展。介绍西方三角学的著作有邓玉函编译的《大测》（2卷，1631）、《割圆八线表》（6卷）和罗雅谷的《测量全义》（10卷，1631）。在徐光启主持编译的《崇祯历书》（137卷，1629-1633）中，介绍了有关圆椎曲线的数学知识。
入清以后，会通中西数学的杰出代表是梅文鼎，他坚信中国传统数学“必有精理”，对古代名著做了深入的研究，同时又能正确对待西方数学，使之在中国扎根，对清代中期数学研究的高潮是有积极影响的。与他同时代的数学家还有王锡阐和年希尧等人。
徐光启等
清康熙帝爱好科学研究，他“御定”的《数理精蕴》（53卷，1723），是一部比较全面的初等数学书，对当时的数学研究有一定影响。
乾嘉年间形成一个以考据学为主的乾嘉学派，编成《四库全书》，其中数学著作有《算经十书》和宋元时期的著作，为保存濒于湮没的数学典籍做出重要贡献。
在研究传统数学时，许多数学家还有发明创造，例如有“谈天三友”之称的焦循、汪莱及李锐作出不少重要的工作。李善兰在《垛积比类》（约1859）中得到三角自乘垛求和公式，现在称之为“李善兰恒等式”。这些工作较宋元时期的数学进了一步。阮元、李锐等人编写了一部天文学家和数学家传记《畴人传》46卷（1795-1810），开数学史研究之先河。
1840年鸦片战争后，闭关锁国政策被迫中止。同文馆内添设“算学”，上海江南制造局内添设翻译馆，由此开始第二次翻译引进的高潮。主要译者和著作有：李善兰与英国传教士伟烈亚力合译的《几何原本》后9卷（1857），使中国有了完整的《几何原本》中译本；《代数学》13卷（1859）；《代微积拾级》18卷（1859）。李善兰与英国传教士艾约瑟合译《圆锥曲线说》3卷，华蘅芳与英国传教士傅兰雅合译《代数术》25卷（1872），《微积溯源》8卷（1874），《决疑数学》10卷（1880）等。在这些译著中，创造了许多数学名词和术语，至今仍在应用。
1898年建立京师大学堂，同文馆并入。1905年废除科举，建立西方式学校教育，使用的课本也与西方其他各国相仿。
三、中国数学的特点
（1）以算法为中心，属于应用数学。中国数学不脱离社会生活与生产的实际，以解决实际问题为目标，数学研究是围绕建立算法与提高计算技术而展开的。
（2）具有较强的社会性。中国传统数学文化中，数学被儒学家培养人的道德与技能的基本知识---六艺（礼、乐、射、御、书、数）之一，它的作用在于“通神明、顺性命，经世务、类万物”，所以中国传统数学总是被打上中国哲学与古代学术思想的烙印，往往与术数交织在一起。同时，数学教育与研究往往被封建政府所控制，唐宋时代的数学教育与科举制度、历代数学家往往是政府的天文官员，这些事例充分反映了这一性质。
（3）寓理于算，理论高度概括。由于中国传统数学注重解决实际问题，而且因中国人综合、归纳思维的决定，所以中国传统数学不关心数学理论的形式化，但这并不意味中国传统仅停留在经验层次而无理论建树。其实中国数学的算法中蕴涵着建立这些算法的理论基础，中国数学家习惯把数学概念与方法建立在少数几个不证自明、形象直观的数学原理之上，如代数中的“率”的理论，平面几何中的“出入相补”原理，立体几何中的“阳马术”、曲面体理论中的“截面原理”（或称刘祖原理，即卡瓦列利原理）等等。
四、中国数学对世界的影响
数学活动有两项基本工作----证明与计算，前者是由于接受了公理化（演绎化）数学文化传统，后者是由于接受了机械化（算法化）数学文化传统。在世界数学文化传统中，以欧几里得《几何原本》为代表的希腊数学，无疑是西方演绎数学传统的基础，而以《九章算术》为代表的中国数学无疑是东方算法化数学传统的基础，它们东西辉映，共同促进了世界数学文化的发展。
中国数学通过丝绸之路传播到印度、阿拉伯地区，后来经阿拉伯人传入西方。而且在汉字文化圈内，一直影响着日本、朝鲜半岛、越南等亚洲国家的数学发展。
