特稿 | 文一：国家为什么繁荣 （下）

国家为什么繁荣

——国民财富的起源与“空想市场主义”的终结

作者：文一

就职于美国联邦储备银行（圣路易斯分行）研究部

本文分为上、下两部分推送，下半部分主要探讨：这样一种流行于中外教科书和媒体的西方“意识流”对科学革命的解释靠谱吗？究竟是什么力量和历史逻辑催生了这场科学革命？

【内容摘要】为什么“科学革命”和“工业革命”都发生在西方，而不是东方？流行的新自由主义和“西方中心论”认为，这是因为西方拥有古希腊民主自由的文化传统和基于其上的、西方独有的严格私有财产和知识产权保护、契约精神与法律制度；然而这与历史事实截然不符——欧洲这两场“革命”都是战争和国家间生存竞争的产物。欧洲文艺复兴以来的全部工商文明史，是一部以高度组织起来的民族国家为单位、以重商主义意识形态为指导、以利润竞争和市场扩张为目的、以“战争-贸易”循环加速器为动力的“丛林竞争”史。欧洲现代社会中的“民主、自由、人权”普世价值观，不过是欧洲数百年血腥的原始工业化积累完成之后，又经过百年殖民掠夺下的工业革命洗礼，尤其是经历两次世界大战以后，由于欧美资本主义国家内部自身尖锐阶级矛盾调和的产物；是被欧洲殖民主义和帝国主义扩张所催生的共产主义和社会主义运动倒逼的结果，而绝不是西方列强当年崛起的原因和前提。欧美工业国集团在完成各自的科学革命和工业革命以后，又继续利用新的更加强大的国家机器和前所未有的生产技术、军工武器、知识专利、新闻媒体与对“普世价值”阐释权的肆意垄断，继续操控全世界商业、工业、军事、政治及意识形态数百年。然而，当21世纪的全球生产力中心和产业链从欧美转移回亚洲后，随着经济基础的瓦解，披着“普世价值”皇帝新衣的西方文明时代和“新自由主义”与“空想市场主义”意识形态将会终结。历史经验告诉我们，没有强大的“重商主义”国家机器和正确的产业政策，就不可能有安全、规范、统一的大市场与自我输血的产业升级能力，从而也就不可能有基于后发优势的爆发式经济增长和富有自己文化特色的工业革命。因此，以国家、国家能力、产业政策为主导的市场经济，仍然是欠发达国家进入工业文明的不二法门和政治保障。

【关键词】重商主义；科学革命；工业革命；丛林竞争；空想市场主义

谨以此文纪念中华人民共和国诞辰70周年。文章仅代表个人观点，与作者所在工作单位无关。作者感谢陈经、文杨、高柏、朱云汉、王绍光、王湘穗、文莉、曲径、肖丰等对文章初稿提出的反馈意见。

三

解开“李约瑟之谜”：

为什么科学革命发生在欧洲？

通过研究历史我们会发现，欧洲科学技术创新的最大动力不是宗教改革开启的思想解放和启蒙运动高喊的“自由”，而是世俗的屡试不爽的“战争-商业”循环加速器，即为了商业-政治利益而展开的战争和国家力量主导的军事技术竞赛。在这场军事与商业互动的竞赛中，欧洲国家用战争手段来推动和捍卫海外商业利益，再用商业所获得的垄断利润来支付战争，从而获得可持续的商业资本积累和国家军事力量建设。文艺复兴之前，无论是亚历山大大帝和恺撒大帝的东征，还是成吉思汗蒙古铁骑的西征，或是秦始皇完成统一大业后中国面对北方匈奴侵扰的战争，又或是中国历史上连绵不断的农民革命，很少具备这样的“军事-商业”双重属性。而这样的新型“商业-战争”循环加速器模式恰好是近代资本主义萌芽、发展和壮大的助推器。

因此，流行的关于科学革命为何产生于近代欧洲的欧洲中心主义与自由主义“常识”，是一个被精心粉饰后的极其偏颇和害人匪浅的巨大神话。欧洲17世纪的科学革命，当然需要思维方式的“格式塔”转换，然而这一转换本身也是由于世俗社会对军事技术知识的巨大需求促成的。而以下我们将通过历史考察发现，近代科学理论的诞生恰好来源于对军事技术的巨大兴趣，来自对军事技术和资源掠夺背后的自然机制和规律的认识。

因此，流行的关于科学革命的“常识观念”完全忽略了推动科学发现和技术发明背后的“原动力”——它并非简单地来自思维方式的“格式塔转换”“科学方法”创新，或“对古希腊经典的偶然发现”本身，而是来自“困而知之”的巨大社会需求，尤其是军事和商业需求。否则根本无法解释为什么作为近代科学发源地的意大利，在17世纪科学革命爆发的阶段（牛顿1687年7月5日发表《自然哲学的数学原理》时）已经衰落了半个多世纪（伽利略的经典力学思想形成于1600年前后，他的著名《对话》发表于1632年）。这是因为17世纪中叶时欧洲的生产力（商业、手工制造业、军事工业）中心已经远离意大利，转移到了弗兰德斯、荷兰、英国和法国这样的北欧地区。而流行的教科书对17世纪意大利科学精神萎缩这个现象的解释， 是意大利天主教对科学家（比如哥白尼和伽利略）的宗教迫害。但是这个流行说法无法解释为什么恰好是作为天主教统治中心的意大利，成为了15-16世纪近代科学思想的发源地；而15-16世纪同一时期作为宗教改革运动发源地的北欧地区，却与近代科学思想的起源完全无缘。(17)

问题的关键在于，14-16世纪欧洲的商业-生产-文化-军事中心在意大利半岛，从而为商业扩张和贸易垄断而挑起的频繁军事战争的中心也在意大利半岛；反过来，强大的军事力量使得意大利城邦国家有实力控制和垄断地中海海域通往古丝绸之路的全球贸易通道。欧洲第一个崛起的近代资本主义国家就是威尼斯。威尼斯拥有一个欧洲最大的国营兵工厂，负责生产威尼斯用以捍卫国民经济所需要的所有商船和海军战舰。威尼斯通过建设它强大的海军而崛起，也依靠这支强大的海军力量垄断了几乎整个地中海海域的贸易。威尼斯与周边意大利城邦国家以及地中海东岸阿拉伯国家为争夺贸易通道控制权的战争是家常便饭。

而且事实上，文艺复兴前后意大利各个城邦国家的工程师和科学家的科学研究与技术创新活动，都主要是由教会、王室、寡头和贵族们来倡导和资助的，比如达•芬奇的人体解剖研究是由教会支持的，伽利略的机械力学和数学研究是由王室、寡头、贵族、教会（包括教皇）资助的。中世纪末期的教会之所以支持实证科学和数学的研究，不是因为这些东西可以证明上帝的存在，而是因为科学技术可以提高杀人效率(18)并帮助赢得与异教徒（尤其是穆斯林）争夺巴尔干半岛商贸中心和古丝绸之路以及耶路撒冷宗教圣地的频繁战争。尤其是意大利城邦国家间的战争， 都是由于贸易战引起，其白热化达到了相互切断贸易通道、断绝对方生活资料和资金链，以导致对方国民经济萧条和灭亡的高度焦虑与神经紧张的程度，因此促成所有商人和贵族阶级力量的联合来大力资助对于军事技术及武器改良有关的科学研究。而正是这些与军事技术密切相关的刨根究底的科学研究活动（比如达•芬奇和伽利略对军事技术知识的痴迷），通过200多年的日积月累和整个北欧地区的卷入，促成了16-17世纪两场革命——军事革命和科学革命——的同时爆发。

而文艺复兴时期最关键的武器，已经不是中国春秋战国时期的尖刀和长矛，而是火药和大炮。火药和大炮最早在英法百年战争（1337-1453）期间使用，很快成为罗马教皇、意大利城邦国家和欧洲各国王室必争的“高科技杀手锏”，受到教会和所有王公贵族、寡头统治集团以及国家政府机构的高度重视。

热兵器与冷兵器的最大区别不仅仅是杀伤力的区别，而且是所涉及物理学原理的根本区别；这种区别导致人类对（1）高速飞行的炮弹（和子弹）的“速度”和“轨迹”的巨大兴趣，以及（2） 对火药爆炸时产生的巨大“冲力”和“气体受热膨胀”现象的巨大兴趣。而对这两大物理现象背后的机理的探索，不仅可以大大提高对炮（子）弹打击精度、炮（枪）筒制作工艺、火药配方、火药爆炸机理的充分认识，而且可以带来人类对自然规律认识的飞跃——比如炮弹是一个巨大的铁球，它满足在空气阻力可以忽略不计的情况下，观察一个理想球体在地球引力下如何做抛物线运动的要求，从而为理解天体之间在万有引力支配下的运动规律打下基础；再比如对火药爆炸所产生的威力的研究会导致对空气加热以后产生膨胀现象的认识，从而导致波义耳定律的发现；另外对火药燃烧条件的研究会导致火药专家拉瓦锡对氧气作用的认识，等等。

而一旦国家力量出面对这样的研究活动加以支持和重赏，科学家就会作为一个单独的职业群体脱颖而出，哪怕科学研究的好多成果本身不一定具有即刻甚至任何直接的商业价值和军事回报。科学家协会和团体的产生，就会使得科学研究的各种思维通过定期有组织的相互碰撞而形成知识“演化之树”，其成果就会得到积累、修正、改进、突破，这样经过几十年、上百年或几百年的积累，就能造成对背后“自然规律”认识上的革命性突破，从而爆发科学革命。而这恰好是科学革命爆发在欧洲的原因和历史规律。

与此同时，科学研究的方法和工具也会发生进化。比如对于炮弹“速度”和“轨迹”的描述必然涉及数学工具的改进（包括表现出对古希腊和阿拉伯已经掌握的平面几何和基础代数知识的巨大兴趣），尤其是当这个“速度”和“轨迹”都是变化的情况下，那么“匀速运动”和“匀加速运动”以及“切线运动”等概念就会产生，因此适用于描述“瞬时速度”的微积分概念和方法就会出现。又比如对于火药爆炸以后产生的空气膨胀和燃烧现象会促进科学家采用实验方法来验证与推翻各种可能的关于空气性质和物质燃烧的理论及假说，比如是否存在“真空”“燃素”和“热质”等，并在这个过程中发明新的实验仪器。

因此，由于对以上提到的（1）和（2）这两个与战争和军事技术密切相关的物理和化学现象的“数学描述”及背后“自然规则”的不懈追求，经过（从14世纪到16世纪）两三百年的知识积累之后，直接导致了伽利略关于力的分解（“重力”与“惯性”）以及炮弹飞行与行星运动的相似性的突破性研究成果，从而为后来17世纪牛顿经典力学三大定律和万有引力定律的诞生奠定了坚实基础；并再经过波义耳等一大批炼金术士和化学家的努力，为100年之后（18世纪）法国火药专家拉瓦锡的“化学革命”创造了条件。因此，如果说古人在缺乏钟表等对时间的精确记录仪器条件下可以因为对弓箭的观察而产生“飞矢不动”的芝诺悖论和中国名家惠施“飞鸟之景 , 未尝动也”的哲学命题，那么由伽利略及其无数前辈对巨大铁球（炮弹）在火药推力和铁球自身重力作用之下在空中画出的抛物线轨迹的不断思索与对铁球的斜面滚动试验，从而产生了对“力的叠加”原理的认识，即铁球在“重力下的加速运动”及在火药推力作用下由于惯性的向前“匀速运动”的分解，就是容易理解的了。而这样的抽象思维起源于过去几百年来炮兵工程师们对于“炮弹以 45度仰角发射时所跨越的距离最大”这样的长期经验观察和应用古希腊几何学描述炮弹抛物线轨迹的尝试。伽利略本人也长期花时间在意大利兵工厂观察和试验炮弹运动并帮助炮兵们改进炮弹射程。

而像教会、国王、寡头、贵族统治阶级及议会政府这样的国家力量之所以会对实证科学和数学研究产生兴趣，愿意资助像伽利略这样的一大批数学家与物理学家的科研活动，主要是意识到这种科研活动的重大军事意义和由此带来的对于国民经济的商业意义，是为了提高在长期的“你死我活”的贸易争夺战中赢得军事主导权，以及提高在频繁的战争和文明冲突中其宗教、文化、国家、王权的生存机会。

所以在罗马天主教组织的十字军东征大战略总体失败以后，文艺复兴时期以后的科学研究，尤其是关于球体（炮弹）的动力学研究和机械装置（弓箭、枪炮、钟表）的动力传动机制以及火药的研究，都有巨大国家力量的大力介入、资金投入和对“工程师-科学家-数学家”学术团体的积极扶持。这样做的好处除了包括提高赢得战争所需要的国家能力、获得垄断全球商业要道和争夺殖民地资源所需要的军事力量以外，还可以帮助降低每场战争所消耗的炮弹、火药等军事物资的财政负担和经济成本。因此所谓文艺复兴以后展开的大规模科学研究活动，并非是后来流行思潮所误认为的是出于“人类思想的自由解放和翱翔”，而是完全由世俗的实用主义与功利主义推动的。

而随着科学家团体对这些课题的研究活动的深入，由于脑力分工所刺激出来的“知识之树”，自然就会通过“思维碰撞”和世代积累而逐渐生根发芽、攀藤附墙、开花结果，沿着知识积累自身的“动力学”规律，最终在17世纪导致一场伟大的“科学革命”的爆发。而这场科学革命的爆发是与欧洲的一场军事技术革命的爆发在时间上高度重叠的，两者都是受到先前的一系列战争、远洋探险、环球航行、奴隶贸易、全球殖民地开拓的活动所刺激。其实牛顿经典力学的最高成就，就是发现与战争密切相关的地面物体（炮弹），及与航海知识密切相关的天上物体（行星）的运动，都遵循同样的规律，即万有引力规律和牛顿三大定律。而这个伟大发现完全是建立在数代前人对炮弹运动规律和行星运行规律的观察研究基础之上的。

因此，正是对炮弹发射和弹道轨迹的研究刺激了牛顿经典力学和现代数学（解析几何与微积分）的诞生，对火药燃烧和爆炸原理的研究刺激了现代化学（原子、分子理论）的诞生，对外殖民和大航海的需求刺激了大批量天文观察和现代天文学（日心说）的诞生与航海技术（指南针和远航帆船以及载炮军舰）的改进，对火药作用下空气热胀冷缩原理的研究刺激了温度计、气压计、蒸汽机等装置的发明和气体动力学的诞生，规模化战争所刺激的对枪炮的规模化生产刺激了冶金、采矿、锻造等行业的发展以及劳动分工原理和零部件标准化生产体制的发现，为满足军事研发而设立的各种大学机构和科学与工程学院促进了“科学家团体”这个职业的涌现及国家对于“科技人才”选拔制度的建立，等等。这一系列科学技术成就无一不是由于“战争—商业”这个循环加速器所推动的产物。

因此马克思说：“没有商业和工业，哪来的现代自然科学；说什么生活有其基础，而自然科学则另有基础，那压根是谎言。”（《德意志意识形态》）

这种国家间出于商业与贸易的需要而展开的战争和军事技术竞争并从而导致的科学大突破的社会历史现象，不仅在文艺复兴时期意大利各个城邦国家间为垄断地中海贸易而展开的军事冲突中，而且在后来17-18世纪的英国与欧洲大陆各国的出于统治亚洲贸易通道而展开的军事较量中，在19世纪德国为突破英国及法国的经济和技术封锁而实现的化学工业与火箭技术的崛起过程中，在20世纪美苏两大阵营间展开的太空争霸与计算机技术竞赛过程中，都一而再、再而三地呈现过。

以下我们通过列举一些具体的科学家个人的研究兴趣的基本历史事实，来进一步体现战争和商业需求对于科学发现的不可或缺的重大推动作用，以及国家力量的投入对于科学家群体这个创造知识的“生态体系”的建设的关键作用，并紧跟这些历史事实来初步探讨近代科学理论这个“知识之树”的“胚胎发育”和演化规律。(19)

通过历史材料，我们会发现欧洲15世纪以来几乎所有重要的技术发明和科学理论发现都与战争和出于商业利益的远洋探索有关，而这些科技发明都离不开国家财政支持，包括天主教教会支持。

具体说来，文艺复兴时期的巨匠列奥纳多•达•芬奇（1452-1519）是最早把军事工程和规范化的科学思维方式结合起来的先驱者，这可以他设计和幻想的多角城堡、蒸汽大炮、后膛炮、来福枪和转轮手枪的草图作为例证。

达芬奇当时研究并吸收了几乎所有有关军事工程的古典和当代作品。在他给米兰公爵卢多维科•斯福尔扎（Ludovico il Moro Sforza）的一封著名的信中，他列出了自己熟练掌握的许多技能中的九类军事工程技术。这些技术项目包括各种新式武器、架桥、轰炸机械和沟渠排水机械。达•芬奇的立体透视作画原理因此也应该是在这个过程中被逐渐发现和建立的。

除了发明各种机械化武器外，达•芬奇还作为首席军事工程师为残暴而好战的瓦伦西亚公爵切萨雷•波吉亚（Cesare Borgia）效劳和服务。达•芬奇可能曾经作为支持方或反对派多次参加佛罗伦萨、米兰、威尼斯、法国和甚至地中海东岸阿拉伯地区的战争。据说他对兵役的兴趣完全是出于自愿，而不是受到政治、经济、宗教或其他方面的压力。要知道，正是战场上无数无人认领的尸体还有大量被修道院收留的伤员，为达•芬奇的人体解剖和绘画提供了无限的素材。

同样，欧洲后来的一系列著名物理学家和数学家，包括塔塔格利亚、比林古乔、伽利略、笛卡尔、莱布尼茨、牛顿、伯努利父子、欧拉等，多数首先是从解决与当时军事技术问题直接相关的课题的过程中做出自己的学术贡献的，而一些显得与武器和战争无关的伟大发现都不过是这些研究的副产品。

尼古拉•丰塔纳•塔塔格利亚（Niccolò Fontana Tartaglia，1499-1557）是意大利威尼斯共和国的著名数学家和工程师，其主要工作是为威尼斯设计城市的军事防御工事，也是为战争寻求最好的防御与进攻地形的一名测绘员（为此需要用到平面几何知识），同时也是当时威尼斯共和国的财政簿记员（为此需要用到财会数学知识）。他出版了许多书籍，包括阿基米德和欧几里得的第一本意大利语译本。他是欧洲第一个将数学应用于炮弹（铁球）路径描述（即弹道学）的数学家和工程师；他的工作直接刺激了伽利略对运动力学的研究。他在1537年和1546年出版的两本书中，试图决定炮弹飞行的最佳轨道，并且他可能是第一个断言“炮弹飞行的轨迹是抛物线”和指出“炮弹在45度角向上发射时所达到的射程最大”的人。正是塔塔格利亚关于炮弹的轨迹是抛物线的理论促成了伽利略关于地面物体运动的经典力学理论的奠基性成果，这些成果直接为后来牛顿经典力学体系的诞生立下汗马功劳。他还发表了一篇关于如何在未知海域寻找被炮弹击沉的沉船的论文，这对于寻求丢失的宝船和货船十分有用。(20)

万努奇•比林古乔（Vanucci Biringuccio，1480-1539）是意大利铸造业之父，他的著作《火法技艺》（De la Pirotechnia ）是第一部描述正确的炮筒铸造方法的书。这本书还详细介绍了采矿、多种金属的提取和精炼、黄铜等合金以及用于铸造爆破的化合物。在他的书出版之前，有关冶金和军事艺术的知识是保密的；但是对于这类知识的巨大的市场需求刺激出版商不惜花费巨资引诱工程师们将所知道的知识发表出来。他的书被认为是开创了科学和技术文献的传统。在他的职业生涯中，他负责威尼斯的铁矿开采与军火库管理，也负责为威尼斯和后来的佛罗伦萨铸造大炮。

伽利列奥•伽利略（Galileo Galilei，1564-642）是牛顿之前欧洲16-17世纪最伟大的意大利天文学家、物理学家、数学家和工程师，是近代经典物理学之父与现代物理实验科学方法之父。他提出的关于物体运动的惯性定律和自由落体定律都是从研究炮弹的运动轨迹中提炼出来的。伽利略1638年发表的《关于两种科学体系的对话》总结了前人和他自己过去多年的研究成果，其内容特别与当时那个时代对军事技术的浓厚兴趣有关。伽利略在这一著作的引言中表示了对佛罗伦萨兵工厂提供的各种帮助的感谢。这一事实提示了伽利略与军事技术的密切联系和他的科学研究背后的社会力量的支持。事实上伽利略与威尼斯兵工厂有长期合作关系，并于1593年正式成为兵工厂的私人科技顾问，专门负责对兵器和军舰的技术革新，因此对军事工程学做出了许多贡献。比如1595年至1598年间，伽利略设计并改进了适合枪手和测量员使用的军用几何指南针。对于炮手来说，这种改进后的指南针除了提供一种更安全、更精确的升降炮筒角度的方式之外， 它还提供了一种快速计算不同尺寸和重量的炮弹所需的最佳火药填充量的方法。作为一种几何仪器，它可以构建任何正多边形，计算任何多边形或圆形扇区的面积，以及满足各种其他计算用途。伽利略很有商业头脑，在伽利略的指导下，一位仪器制造商制作了100多台这样的指南针，他通过出售这些指南针（以及他写的一本指导手册）赚了不少钱；指南针50里拉一台，而指南针的使用手册则为120里拉一本。1609年，伽利略与英国人托马斯•哈里奥特等人一起，用改进后的军事望远镜来观测天空。伽利略似乎坚信行星不过是一些绕太阳飞行的“炮弹（铁球）”，其运动方式与地面炮弹或许没有本质区别。望远镜先是发明来用于军事远距离观察的；1608年10月2日，荷兰眼镜制造商与荷兰政府签署了一项专利，协议中说他发明的仪器“用于远远地观看远处的东西”。由于该装置的军事用途似乎十分广泛，因此荷兰政府没有对这一发明授予专利，而是签订合同用钱买断了这位眼镜制造商的设计和知识产权。伽利略用改进后的望远镜于1612年确定了木星卫星的轨道周期。提出通过对卫星轨道足够精确的测量，将它们的位置用来制作世界通用时钟并解决当时航海学里面最困难的地球经度的确定问题。但是对于海上航行，伽利略的解决方案没有成功，经度问题最终需要开发实用的便携式航海天文台，比如后来的约翰•哈里森使用的那种。伽利略还被多次邀请为减轻河水泛滥的工程方案提供建议。1630年，伽利略为佛罗伦萨附近的一条新运河开通的计划方面提供了咨询帮助。

伊万格利斯塔•托里切利（Evangelista Torricelli，1608-1647）是一位在重要性及威望方面仅次于伽利略的意大利物理学家和数学家，是流体力学之父，以发明气压计而闻名。在1642年1月8日伽利略去世后，应大公费迪南多二世（德•美第奇）的要求，他接替伽利略成为比萨大学的数学讲席教授。托里切利研究了炮弹发射以及它们如何在空中飞行的数学和动力学原理。他在炮弹发射这个当时欧洲十分火爆的领域里最值得注意的成就，是第一次建立了一个“包络”（envelope）概念：即在各个方向以相同速度发出的炮弹的路径都是抛物线，这些抛物线都与一条普通抛物线（包络）相切。这个包络被称为“抛物线的抛物线”（“包络抛物线”）。炮弹高速飞行过程中需要克服空气和风的阻力这个事实，使得当时很多科学家对空气和缺乏空气的真空感兴趣。托里切利首次对风的形成原因进行了科学描述：“……风是由地球两个区域之间的气温和密度差异产生的。”托里切利的主要技术发明是水银气压计。

威廉•伯恩（William Bourne，1535-1582）是英国数学家和都铎王朝前皇家海军炮手。他是第一个设计潜艇的人，并编写了重要的导航手册。1574年，他制作了一个受欢迎的关于航海技巧的手册。他在书中描述了如何在大海航行中观察太阳和恒星，以及如何通过使用三角测量来绘制船舶的沿海地图及地形特征。他还在1583年出版了一本关于如何在海上和陆地进行远距离炮击的书，叫作《海陆远距离炮击的艺术》。

威廉•埃尔德雷德（William Eldred，1563-1646）是一名英国著名的炮击大师，被誉为“多佛城堡的神炮手”，也是欧洲流行手册《炮手》一书的作者。

罗伯特•安德森（Robert Anderson，？-1696）是一位英国数学家。安德森来自伦敦，是英国皇家学会的早期成员之一，帮助学会管理图书资料和借还书籍，并向读者提供科学技术信息。他对改进炮弹发射的艺术特别感兴趣，并且从1671年起至少有21年时间用自己的经费从事数千次炮击实验，表明他的射击技术相当可观。他说：“我可以打赌，我是这种战争工具发明有史以来，比所有靠年薪和津贴干活的炮兵工程师和炮手都更加勤奋实验和改进炮击技术的个体单干户。”(21)他的知识为英国海军和陆军军事技术的发展提供了很大帮助。

弗朗索瓦•布隆德尔（François Blondel，1618—1686）是著名的法国数学家、军事土木工程师和建筑大师。他因为《建筑课程》（Cours d’architecture ）而被人们所铭记，这本专著在一个多世纪中一直是军事城堡建筑学领域的核心教程。1671年12月31日，他被法国国王任命为皇家建筑学院第一任所长和教授。他另外一本最受欢迎的书是《射击迫击炮的艺术》（Art de jetter les Bombes ）。

托马斯•滨宁（Thomas Binning）1620年发表的《火炮枪械艺术透视》，其中包括火药的本质和作用、火药的制作工艺、各种军械的制作，还有在各种天气下无论是海上还是陆地的炮击技术，以及重达1000磅的火箭的制作工艺。作者希望提高英国炮兵的实战技术。

爱德华•萨默塞特（Edward Somerset,1601-1667），伍斯特第二侯爵，1628年至1644年被称为拉格兰勋爵，是一位参与保皇派政治的英国贵族、政治家，也是一位发明家和军事指挥官。1655年，他出版了《发明的世纪》（The Century of Inventions ），详细介绍了100多项发明， 其中包括一种最早的蒸汽机雏形。这是一个被描述为“水上发动机”的装置，用大炮的炮管构成，它很明显是一个后来的蒸汽机的原型。1663年，有人参观了爱德华的工作室，看到并描述了“伍斯特侯爵发明的液压机”。它是为灌溉目的而设计的，这台机器“通过一个人的力量，在一分钟的时间内，能够将相当于四个大水桶的水升高到四十英尺的高度”。意大利的科西莫•德•美第奇公爵在1669年参观了一个类似的装置。然而，物理学家罗伯特•胡克却将其描述为“一个永动机的幻想”。但是这个装置意义是它充分说明蒸汽机的雏形是大炮，其原理都是在封闭圆柱体内将受热膨胀的气体转化为机械动力。

塔塔格利亚、科拉多、伽利略和托里切利关于炮弹抛物线轨迹的理论工作都汇入了16-17世纪科学和军事技术的“两股洪流”，这两股洪流是（1）炮弹发射以后的运动力学的研究洪流（又称为“外部弹道学”），及（2）引起炮弹射出的火药爆炸机制的研究洪流（又称为“内部弹道学”）。接下来的两个世纪里最著名的有关炮弹轨迹的的实验者包括罗宾斯（Robbins）、赫顿（Hutton）、迪迪翁（Didion）、泊松（Poisson）、赫利（Helie）、巴什福斯（Bashforth）、梅耶夫斯基（Mayevski）、西阿奇（Siacci）等。

决定一个炮弹的飞行轨迹是与很多物理学和数学问题密切相连的，因此吸引了同时代无数国王、贵族、商人、哲学家、神学家、科学家和数学家最密切的关注。

随着对炮弹速度和打击精度的要求的提高，人们自然开始关注物体在有阻力情况下的运动规律的研究。比如关于单摆在空气和水中的运动的实验使得人们可以检验关于媒介对在其中运动的物体的阻力的假说。从伽利略时代到后来罗宾斯关于这个课题的划时代工作，空气对于在其中运动的子弹和炮弹所产生的阻力，在估计物体运行轨迹的工作中变得越来越重要。尽管伽利略知道这种阻力的影响，他只是花了较小的力气去研究它，这与后来沃利斯、牛顿、伯努利和欧拉等以越来越大的注意力去专攻这个问题形成了鲜明对照。这也是知识之树演化的特点，即“抓大放小”， 小的分叉以后又“根深叶茂”变成大的研究课题。

对炮弹轨迹的研究涉及关于运动的第一定律和第二定律，即关于匀速运动物体的惯性定律， 及匀加速度运动物体或受力物体在“作用力、加速度和物体质量”三者之间关系的定律。

而且平行发射出的炮弹的抛物线运动也与从一个装满液体的器皿中的一个小孔流出的射流的轨迹相似，因此刺激了流体力学的发展。卡斯特利、托里切利、默森、马略特、哈雷和牛顿都明显地把流体动力学与研究炮弹轨迹的外部弹道学相联系。

在后期人们越来越意识到炮弹的实际路线是偏离伽利略预言的标准抛物线的，尤其是在研究了飞行路程很远的炮弹的轨迹以后。科学家们意识到除了空气阻力以外，部分原因是由于地球本身的旋转。英国的胡克、牛顿，以及法国的默森、珀替都试图决定这种旋转对远程炮弹轨迹的影响。

英国著名物理学家罗伯特•胡克（Robert Hooke, 1635—1703）的多数科学研究明显体现出与军事技术的关联。比如胡克用若干实验设计来测定空气对炮弹飞行的阻力，这些实验曾在皇家学会演示。胡克认为这种阻力可以用下述方法测定：将炮弹从一棵高大的树顶上朝与地面平行的方向发射，以及朝垂直向上的方向发射，以这两种发射方式来观察炮弹在飞行某一固定距离时所需要的时间。胡克设想垂直向上发射的试验可以确定地球自转运动对于炮弹路径的影响。

为了精确定量测定火药爆发时所产生的威力，胡克设计了一种用重量来测定火药威力的器械来进行他的实验。这样的实验引起了广泛的兴趣，所以在皇家学会的几次会议上重复表演。他花费了相当多的时间和精力来开展物体自由下落的实验并试图测定从一支毛瑟枪射出的子弹的速度。胡克在他的关于铁球下落的实验中继承了伽利略开创的关于自由落体的研究，而这是炮弹轨迹研究中必不可少的一环。胡克的研究使得军事研究与纯科学之间的紧密关系变得更加明朗，这种由于战争和军事需求所刺激的纯科学理论研究也体现在他发表的《用测量落体时间的仪器来测量子弹的速度的实验》这篇文章中。

因此，炮弹轨迹的研究引发了一系列与物体运动规律有关的科学问题，并由此派生出其他的研究分支，帮助欧洲思想界形成了今后长期支配科学价值观的“动力学—机械论”。而且这些理论研究都是与它们在战争或商业应用中的实用价值紧密联系的。这一实用主义思想后来集中体现在17世纪伟大的英国哲学家弗朗西斯•培根与20世纪美国哲学家杜威的理念和教育思想中。因此，当代科学技术史专家默顿指出：“对于炮弹飞行的轨迹力图达到数学的精确性描述，是军事工业技艺刺激科学理论长期发展的一个标准典范。”(22)

英国17-18世纪著名天文学家、物理学家、数学家、气象学与地球物理学家埃德蒙•哈雷（Edmond Halley, 1656-1742)，被认为是同一时期在英格兰天文学家中仅次于牛顿的人物，他的科学研究与实际的军事与商业活动也是紧密相联。他的天文学工作在相当程度上是与当时大英帝国作为海权霸主崛起时航海和海上贸易的直接需求相联系的。他的力学研究，尤其是他对沃利斯和牛顿在这个领域的工作的热心支持与鼓励，同样是受到实用主义考虑的影响。因为哈雷熟悉他的同行的科学成果，因此能够及时地将其他人的深奥的科学理论与英国眼前的实用目标联系起来。比如当他看到了牛顿的《关于运动的命题》手稿的时候（这个手稿后来构成了牛顿《数学原理》的头两册的大部分内容），他就立刻把这些学说应用于炮弹运动的研究。其实这样做毫不奇怪，因为自从达•芬奇和伽利略开始直到牛顿，整个经典力学体系就是由于对炮弹的研究而刺激出来的，而且理论又被科学家们反复应用回实践加以检验和提炼。以至于理论的每一步微小发展都可以立即产生军事和商业应用的“群体分叉效应”，这些应用又反过来促进理论的研究。哈雷深知这些应用研究对于英国的军事、经济、技术和社会效益，宣称他应用牛顿理论的法则可以对所有炮兵都实用：不仅可以节省炮兵使用的火药，而且可以提高打击的精度。

必须知道，自从文艺复兴开始，欧洲就进入一个功利主义横行的时代，即追求知识的实用性与商业价值，而不是像中世纪的亚里士多德经院哲学那样只追求对外部世界的“解释”和“理解”，也不是今天中国国内象牙塔里面的知识分子误以为的那样是出于什么康德式“仰望头上星空时所产生的对自然法则的敬畏”。其实在那个时代这样的功利主义体现在哈雷这样伟大的科学家身上毫不奇怪。

那个时代制造火药和冶炼炮弹（铁球）的成本十分高昂，一场战争往往需要消耗很多的火药和炮弹。比如1375年，一磅火药的价格相当于4.938磅黄金，而1326-1700年一台重炮的价格可能相当于今天一枚导弹的价格。(23)而在15世纪40年代，法国一个国家每年就需要消耗2万磅火药，即相当于每年仅火药就得花费掉10万磅黄金。而一个多世纪之后，这个数字翻了25倍，达到50万磅，按1375年的价格相当于250万磅黄金，而且还没有计算炮弹和士兵工资等其他天文数字的费用。虽然当时的炮弹就是一个铁球，不是后来的开花弹，但是造价昂贵而且需求旺盛。想要炸开一堵城墙可能需要无数发炮弹反复打击同一个地方，即便那样也就是炸出一个洞来而已，因此需要同时炮击城墙的好几个关键部位，最后才能奏效。炮弹还被用来打击商船、军舰、聚集的士兵等目标。所以在那个年代欧洲的冶金和炼铁工业非常兴旺发达， 除了大批量生产炮弹还要大批量生产炮筒和其他枪械。为了制造炮弹，除了铁矿以外还需要很多木炭。铁的熔点远远高于金、银、铜等金属。炼一吨铁需要的木炭是铜的好几倍。这样巨大的经济成本使得在使用枪炮的热兵器战争时代，武器生产成为一个国家的巨大财政负担，因而也使得研究提高武器杀人效率（比如炮弹发射和打击的精度）成为一个国家的科研目标。为了能够支付昂贵的战争，所有欧洲国家都利用军事工业赚钱，喜欢挑拨离间利用别的国家之间的战争来大发战争横财（比如日本和美国在第一次世界大战期间），实现自身军事工业的自负盈亏。这也是为什么今天人们仍然看到落后非洲国家用大量现代武器相互残杀，以及全球军火市场完全由发达西方国家的军事产品所垄断的根本原因，因为贩卖军火是欧洲500年来根深蒂固的“文化”传统。但是他们兜售给落后国家的军火都是自己需要淘汰的过时技术，却能用落后国家的巨大市场来补贴自己军火生产的高昂成本和吸收过剩产能。中国学者常征指出：“英国（16世纪）靠大炮赚钱，土地有限，1550年代森林告急，颁布法令保护森林，依靠进口铁来制造大炮，同时保护国内铁产量维持一个合理低水平。森林告急与森林保护造成两个后果，一是煤炭代替木炭成为主要燃料（引起燃料革命），二是进口铁涨价倒逼英国探索煤炭炼铁。”(24)

因此，从伽利略到哈雷等伟大科学家的一系列物理学研究背后的关键动机之一，就是通过他们的研究来提高军事技术和武器效率，帮助节省战争成本。哈雷还在皇家学会宣读的一篇论文中提出，炮弹与炮膛之间的吻合程度决定了炮弹的飞行距离和威力；而通过炮筒制造的工艺改进来提高吻合程度，则可以节省大量的火药（这篇于1690年7月2日向皇家学会宣读的论文可以在《埃德蒙•哈雷书信文集》中找到）。

哈雷如此热心于科学与军事应用的结合完全是出于当时的大国争雄的时代背景，也是出于他对国家命运和前途的关怀。他指出英国作为一个岛国“必须成为海洋的主人，其海军力量必须超过任何邻国”。(25)

哈雷还利用他的天文学功底研究了如何使一艘船在极端坏天气下运载大炮的方法，从而提高英国军舰或武装商船的战争能力。同样，在英国皇家学会的鼓励下，他研究核查了西格诺尔•阿尔贝盖帝（Signor Alberghetti）的炮弹发射计算表，称赞指出在这些计算表中作者充分正确利用了伽利略、托里切利和其他学者的科研成果。

哈雷还特别重视流体力学与炮弹发射之间的关系。流体力学中关于流体速度的理论，与射流实验密切相关。前面已经提到，这个实验企图确立一小股流体从一个装满流体的容器中的一个小孔射出时的动力学，哈雷认为这种理论可以用来确定火药爆炸时子弹所获得的初始速度。牛顿与哈雷的通信证明牛顿对这样的问题也十分重视和感兴趣，而且还花了相当多时间来自己做实验。哈雷同样鼓励沃利斯关于空气对射弹阻力的研究，而且告诉沃利斯，牛顿也正在研究同一个问题。结果是促成了沃利斯的论文发表在皇家学会的《哲学汇刊》上。他在这篇论文中指出：一发炮弹水平发射时画出的轨迹类似于一条变形的抛物线，他认为这种变形主要来自空气的阻力，因此有必要精确地确定这种阻力的影响。牛顿继而深入地探讨了这个问题。但是事实证明炮弹或子弹轨迹的精确数学描述几乎是不可能的，因为涉及求解复杂的偏微分方程和准确知道环境参数与其他技术变量等一系列问题。

沃利斯是第一个对球体碰撞理论做出正确表述的数学物理学家，这个问题由伽利略首先提出，但是被他误解。笛卡尔1644年在他的《原理》中也对这个问题做出了错误的分析。差不多同时，克里斯托弗•雷恩发现了弹性小球碰撞的经验定律，而惠更斯在不到一个月时间之内提交了他的详细得多的分析。这些碰撞实验暗含了牛顿第三定律的假设。(26)这条定律是理解炮弹发射时产生的反冲现象的关键。

因此可以说牛顿三大定律都是从炮弹动力学的研究中经过几代人的努力才总结出来的，而第谷和开普勒的天文观察记录不过是牛顿用来证明他的经典物理学理论的普适性的工具。而正是广泛使用火药和炮弹的战争年代，才使得人类对地面物体运动规律的理解提升到了一个新的境界，即如何用数学来精确描述可以轻易克服空气阻力的球形物体（炮弹）在很高速度下运行的规律。牛顿第一定律说明这样一个物体具有惯性，从静止到运动需要爆发力（火药）的推动，而且一旦推动就会在惯性作用下继续保持匀速运动状态，除非受到空气阻力或地心引力而改变其速度和方向。牛顿第二定律说明推动物体在空间运动的“力”的大小是如何测量的，这个力的大小等于物体的重量（质量）乘以速度的改变（即加速度）；因此火药的爆发力等同于炮弹的质量乘以它在静止状态所获得的初始加速度。而牛顿第三定律则说明这个力如果作用到另外一个物体上，会同时产生一个大小相等、方向相反的反作用力，这就是炮弹发射时的反冲现象；这个第三定律暗示了安装炮筒的炮车必须具有的基本重量和固定基座的牢固程度（尤其在船上），以及炮筒本身的坚固程度（取决于锻造工艺水平）。事实上在战争中经常出现炮筒炸裂现象。

牛顿还在他的《数学原理》中试图计算空气阻力对炮弹轨迹的影响。但是约翰•伯努利(27)指出了牛顿的错误，结果牛顿在《数学原理》第二版中删去了这一部分。牛顿希望通过研究受阻力最小的运动物体的规律，不仅能应用于决定子弹和炮弹的轨迹、提高命中精确度、预测敌方进攻所造成的损失，而且能用于决定军舰的船底和船身的最佳形状（因为军舰在水中航行需要克服水的摩擦阻力）。牛顿在《数学原理》第二卷中以相当大的篇幅致力于讨论不同媒介对炮弹或子弹飞行的阻力和对轨迹的影响，在第六章中他通过测定摆在空气和水中的物体的运动来检验他所假设的阻力定律，第八章提出了一些命题，从它们可以推导出空气对炮弹的阻力约等于炮弹速度的平方。

牛顿对于地面球体在万有引力作用下的运动规律与天体围绕太阳运动的规律的综合，恰好来自他对炮弹发射的一个理想实验：设想在一个很高的山顶上向与地面平行的方向发射出一枚炮弹，由于地球是圆的，那么如果炮弹被火药给定的初始速度越大，那么炮弹在地心引力作用下形成的抛物线就越来越接近地面的弧度，以至于最终当初始速度达到一定程度，这个炮弹将围绕地球做永恒圆周运动而不会回落到地面；如果初始速度超出这个速度，那么炮弹将以抛物线方式逃脱地心引力而永远离开地球。于是牛顿得出一个惊人的结果，天体围绕太阳或地球的运行服从同样的动力学规律，即牛顿三大定律和万有引力定律。

具体说来，牛顿的理论突破源自他问了一个问题：如果我们把大炮放在一个非常高的处于大气层上方的山上（因此空气阻力不存在），并且沿地面平行方向发射出一个高速飞行的炮弹， 会出现什么样的局面？炮弹在第一秒钟内仍然会按照地心引力造成的重力加速度下降5米（忽略重力加速度g在离地心很远的高山上会稍微有点降低这个事实），但是如果它的初始速度足够快，一秒钟后炮弹在向正前方飞行的过程中虽然由于地心引力下降了5米，但是地球表面的曲率也使得地表由于曲率刚好离原始水平高度向下弯曲了5米。在这种情况下，炮弹等于没有失去任何地面高度——因为“高度”被定义为垂直于地球表面上方的距离。并且，由于没有空气阻力，炮弹不会失去任何水平速度，所以在下一秒发生的事情会与第一秒钟所发生的完全相同，再往下也是一样。炮弹因此会一直围绕地球做环形飞行而不会落向地球表面。

以下是牛顿自己的绘图，图中 VD，VE，VF，VB 线段分别代表了以不同初始速度发射出的炮弹的运行轨迹，随着速度的提高，最终炮弹就会沿着地球完成一个循环再次回到初始发射台，并继续围绕地球永远转圈下去。而这就正好是卫星（月亮）绕地球运动的根本原理，也是地球围绕太阳运动的原理。因此，牛顿通过对炮弹在万有引力下的运动规律的分析，完成了人类抽象思维的一个壮举：地面物体运动和天体运动服从同样的物理学规律。(28)

战争不仅刺激政府为科学家团体提供科研条件和经费支持，而且给牛顿的物理学研究直接提供了无限丰富的灵感和素材。在后来的物理学教科书和历史叙事上，这些产生经典物理学的历史背景和时代条件被统统抽掉了，以至于使得很多所谓启蒙思想家和20世纪的新自由主义者们天真地（以讹传讹）认为，牛顿是因为在自由的香甜空气中、坐在秋天金色和平的草地上，被一颗硕大的象征基督教智慧之树上的苹果砸在头顶上，出于对上帝的虔诚信仰而获得了康德称为“仰望星空”时的纯洁无瑕的灵机一动，于是发现了万有引力定律并创立了经典物理学理论大厦。

是时候在中小学和高等教育中抛弃这种神话了。其实牛顿是在欧洲大地隆隆炮声中诞生， 并在隆隆炮声中去世的。牛顿出生于1642年的圣诞节，1727年3月20日去世，享年85岁。这期间欧洲爆发过至少44场战争，其中与英国直接有关的就至少有10场，最著名的战争包括牛顿出生那一年爆发的三场英国内战（1642-1651），法国—西班牙战争（1635-1659），英国-西班牙战争（1654-1659），法国—荷兰战争（1672-1678，在这场战争中法国获得了英格兰和瑞典的支持，而荷兰则得到了西班牙、神圣罗马帝国和丹麦的支持），土耳其大战（1683-1699，或称圣盟战争，是奥斯曼帝国和欧洲神圣同盟国之间的一系列冲突，包括哈布斯堡帝国、波兰、立陶宛、威尼斯和俄罗斯），九年战争（1688-1697，又被称为奥格斯堡联盟战争，是法国路易十四和欧洲神圣罗马帝国联盟之间的冲突，帝国联盟包括奥地利、荷兰、西班牙、英国和萨沃伊，冲突包括爱尔兰的威廉姆斯战争和苏格兰的雅各布派崛起，威廉三世与詹姆斯二世争夺英格兰及爱尔兰的控制权），西班牙王位继承战争（1701-1714），以及英国—西班牙战争（1727-1729），等等。

如果说对炮弹轨迹的研究刺激了经典力学与数学（包括笛卡尔坐标系和微积分）的发展的话，对火药的研究则刺激了气体力学、流体力学乃至整个化学学科的发展（包括燃烧的氧气理论、化学元素理论以及后来元素周期表的发现）。还有，对枪炮制造工艺的研究开启了整个近代西方的冶金、炼铁、铸造、锻造等工程技术的不断创新与发明，刺激了后来以气缸及活塞运动为基础的蒸汽机和内燃机技术。

因此可以说，如果没有火药从中国的传入（哪怕西方人自己能够发明造纸术、印刷术、指南针等中国技术），西方的整个近现代文明，包括17世纪的科学革命和18世纪的工业革命是不可想象的。这个观点最近在中国民间学者常征撰写的巨著《机器文明数学本质：火药火器、科学革命、工业革命、资本主义全球体系》中也得到了全面阐述和详细考证。常征指出：“经典力学三巨头，伽利略地面力学，开普勒天空力学，牛顿万有引力，其实都是从炮弹力学开始，都受炮弹力学启发，因此经典力学就是炮弹力学。”(29)

火药通过燃烧才能够转化成气体的膨胀运动，并由此在密封管道内转化为强大的机械推力。对火药爆炸威力和空气受热后急剧膨胀现象的研究导致了后来的一系列化学理论的创立与技术应用。

约翰•伯努利在他1690年出版的书中研究了在火药作用下气体的膨胀。对火药威力的认识的一个基本点是气体的压力与体积的关系。理查德•汤纳利提出了一个假说，它假定气体的压力和体积的膨胀成反比。波义耳和胡克的实验结果证明了这个猜想，并在1662年建立了以波义耳的名字命名的“波义耳定律”。除了汤纳利以外，波义耳和胡克都明确地表现出对火药爆炸所产生的气体膨胀现象的巨大兴趣。波义耳提交英国皇家学会的最早建议之一就是要求“考察当火药爆炸时真正膨胀的是什么物质”。(30)胡克也详细地研究了同一个问题。虽然他居住在荷兰，但他隶属于英格兰皇家学会，他向英国皇家学会提交过375篇论文。他有一篇关于火药爆炸的实验论文《爆炸产生的空气量》，发表在皇家学会的《哲学汇刊》上。这个实验引起了很广泛的兴趣， 因而由帕平在皇家学会成员面前重复做了多次，并做了一些修正。在一次皇家学会早期的会议上，波义耳和布龙克尔二人建议做大气压力和气体膨胀的一系列实验。实验之一是探讨火药的点火与燃烧机理――这也是诺贝尔和阿贝尔关于炮弹发射内部弹道学的著名研究报告中的一个基本课题。这两个报告分别于1874和1879年在皇家学会宣读。

罗伯特•莫雷爵士向皇家学会介绍了鲁珀特王子的火药，其强度远远超过英格兰最好的火药，也介绍了同一位皇家科学家发明的新式火炮。莫雷同样建议做一系列有关枪炮的实验，这些实验结果都发表在皇家学会的《哲学汇刊》上。这些实验的目的是要测定火药的剂量、枪炮的口径和子弹的射程之间的关系。之前的沙维里天文学教授约翰•格里夫斯也进行过类似的实验。

英国皇家学会在它的科学仪器实验馆中列入了几种考察枪炮的反冲和炮架稳定性的仪器，以及几种寻求和测定大炮火力的器械，供大家使用。

佛朗西斯•豪克斯比也对气体在各种条件下的膨胀做了实验，以模拟在火药爆炸后发生的近似的膨胀现象。豪克斯比的结果被采用在本杰明•罗宾斯1742年发表的有关弹道学的基本著作中，包括他关于“决定由定量火药爆炸所产生的弹性和这种弹性流体的量”的一些定理中。

17世纪英格兰的科学家在很大程度上全神贯注于火药爆炸所产生的力学效应这一点，可以由时常在皇家学会由文章作者亲自所做的实验作为证据。当年皇家学会某些最活跃的会员参加了这些关于火药爆炸的实验演示，例如，亨肖、莫雷、布龙克尔、胡克、尼尔、查尔斯顿、鲍威、戈达德、波义耳、帕平，等等。

这些研究成果被迅速地应用到英国军队。其他欧洲国家的科学院和皇家学会也同样对这些研究课题保持浓厚兴趣及财政投入。因此文艺复兴以后，尤其是进入16-17世纪以后，整个欧洲的大学、科学院和科学研究团体就像是为殖民战争前线不断提供军事知识与军事技术的大脑中枢及战略大后方，而庞大的远洋舰队和拥有私人武装的荷兰东印度公司、英国东印度公司、法国东印度公司等皇家特许公司，则是欧洲国家深入战争前线的排头兵与运输大队。通过家族联姻而捆绑在一起的欧洲国家之间，在科学技术知识方面互通有无，但在国家利益方面却相互争夺甚至厮杀，就像经常发生内讧的黑帮团伙，一方面一致对外“打砸抢”，另一方面经常为了争夺首领统治地位而发起暗杀行动和大规模武装冲突。然而世界其余仍然处在狩猎文明和农业文明的广大地区就是他们实施“打砸抢”的商店、粮仓、金库、中转基地和广阔战场。

正如英国著名物理学家和皇家学会秘书罗伯特•胡克在为学会制定路线方针时说：从古至今，很多人都试图探寻“万物的性质和原因”，然而“他们的努力只是单打独斗，几乎没有被艺术结合、改善、管控，结果只取得了一些无足轻重、几乎不值一提的产物。但是，尽管人类已经为此思考了6000年，仍然是原地踏步，完全不适合、没有能力克服自然知识的困难。但是，这个新被发现的世界必须被一支‘科尔特斯的军队’征服。这支军队训练有素、管理完善，但人数却很少”。(31)这里胡克提到的“科尔特斯的军队”是指地理大发现之初西班牙殖民者埃尔南•科尔特斯（Hernán Cortés）征服美洲大陆的部队，他1519-1561年作为西班牙第三次远征军大队长率领一支久经沙场的、高度组织起来的、拥有现代武器（加农炮）的几百人军队，轻而易举地征服了拥有500万人口的中美洲阿兹特克帝国（位于今天的墨西哥），并通过屠城和杀戮摧毁了这个古老文明。胡克这里指的“军队”就是皇家学会，在胡克眼里，这样高度组织起来的科学家“军队”带有西班牙殖民者同样的杀气，并更加具备摧毁一切其他文明的威力。

事实上，即便在牛顿和胡克之前，欧洲文艺复兴以来几乎所有重要的技术发明，都离不开政府（统治阶级）与国家机构的财政支持，包括教会支持，14-15世纪的好多科学研究主要是由王室和教会倡导和资助的。比如前面已经提到，达·芬奇的人体解剖研究与工程研究是由教会支持的；哥白尼本身就是一个传教士，他临死前发表的革命性著作也是题献给教皇的；开普勒和他的老师泰寇•布刺的天文学研究完全是在丹麦王室赞助下完成的。

以下我们再来详细考察一下文艺复兴时期的科学活动和成果是如何与国家力量的积极参与密不可分的。

1605年，伽利略被聘为科西莫•德•美第奇（Cosimo de’Medici）的数学老师。1609年，科西莫成为托斯卡纳的大公科西莫二世。伽利略为了寻求现在已经升官发财的前学生科西莫以及他强大家族的科研赞助，利用发现木星的卫星这个机会大献殷勤。以下是1610年2月13日伽利略写给大公的秘书的私信：

“上帝通过这样一个独一无二的标志，使我向我的主显示我的奉献精神和我发自内心的愿望，使他的荣耀之名在天上的星体之间平等地存在。因为这取决于我作为这些新星的第一个发现者来为它们命名，我希望可以模仿那些把那个时代最优秀的英雄放在星星中的伟大圣人，用最圣洁的大公爵的名字来命名这些行星。”(32)

伽利略问是否应该将木星的卫星命名为“科西莫星”，或者是“美第奇星”，这样将尊重美第奇家族中的所有四兄弟。秘书回答说后者最好。1610年3月12日，伽利略致信给托斯卡纳的公爵，第二天就给大公送了一份副本，希望能尽快得到大公的经费支持。3月19日，他将他用来首次观察木星卫星的望远镜送给大公，并附上一份官方介绍副本，按照秘书的建议，将这四个卫星命名为美第奇星（代表他们家族的美第奇四兄弟）。在他的专属介绍中，伽利略写道：

“你灵魂的不朽美德从来没有像这些明亮的星星在天堂中那样在地球上闪耀，它们将会像会说话的舌头一样，永恒地吐露并一直庆祝你最优秀的美德。因此，有四颗行星以您家族的名字命名……它们围绕着木星以天体惊人的速度进行着它们的旅程……就像同一个家庭的四个孩子一样……的确，这似乎是造物主通过明确的论据，告诫我用殿下的杰出名称在太空的众星面前称呼这些新行星。”(33)

然而当时观察天体运动并发现木星卫星的并非伽利略一个人，虽然伽利略被公认为第一个发现者。其实那个时代有很多人竞争王公贵族的科研经费来从事这样的发现和发明。

随着争夺王公贵族和朝臣们的注意力的竞争程度的提高，从事科学发现的人用来从贵族那里“申请”“科研经费”的礼物的要求越来越高，必须具有戏剧性和天赋，比如一项了不起的技术发明和科学创新。比如伽利略将他新发现的木星卫星作为“礼物”呈现给美第奇公爵，这个“礼物”实际上是在这个公爵所关心的世界之外（他对天文学毫无兴趣）。作为回报，这位科西莫大公给与伽利略“宫廷哲学家和数学家”（court philosopher and mathematician）的头衔和地位， 使伽利略变得“高贵”。这与中国的科举考试选拔人才的方式有异曲同工之妙。

如果礼物获得了王公贵族的青睐，礼物赠送者可能会像伽利略一样有幸获得对自己有意义的回报。然而礼品赠送者无法预测这个回报将采取何种形式，因为社会地位关系他们不敢奢望，因此可能发现自己会为无法拒绝的“优惠”回报承担压力。比如文艺复兴时期的丹麦伟大天文学家第谷•布拉赫（Tycho Brahe，1546-1601），就收到了一大堆礼物，从富有异国情调的稀有动物，到私人岛屿，以换取他的天文学发现所带给这些王公贵族的名誉。

作为科研赞助人的王公贵族经常用印有自己头像的黄金像章作为奖励的一种形式，这种形式一直延续到今天的诺贝尔奖章。金质奖章通常附在一条可以出售的金项链上，但奖章本身不能出售，以免冒犯赞助人的形象。

当时的很多发明和创新与战争似乎没有直接关系，但是政府官员及贵族们拿到这些发明以后就可以迅速将这种新的知识和技术用于他们自己擅长的商业与权力游戏中。比如英格兰国王詹姆斯一世打算将一个从自己赞助的发明家那里获得的机械自动装置运往印度，在那里“征服”并“取悦”印度皇室成员，以便达成贸易协定，并宣称这个机械装置可以为莫卧儿皇帝的宫殿里面的污浊空气进行“冷却和清新”。这台装置是由工程师科内利斯•德雷贝尔（Cornelis Drebbel，1572-1633）设计和发明的，他因此而获得“宫廷工程师”这个职位。当获得这个职位作为他研发的回报时，德雷贝尔在宫廷上出现并跪倒在地。(34)

政府和科学家在17世纪早期都已经意识到这样的送礼方式越来越不适合鼓励实验科学的发展。实验科学要求许多人花很长时间在不同地方收集大量数据，并由很多不同地方和时代的人完成，而礼物却强调“个人英雄”主义。因此，在科学家之间的合作和实验室工作变得越来越至关重要的时候，这种以王公贵戚的礼物作为奖励的方式就显得越来越不合时宜。

换句话说，在文艺复兴前后的科学发展初期，科学家们主要依靠教会或有权有钱的王公贵族的资助来从事科学研究，成果和名声都属于教会和这些国王或王子。随着国家间竞争的加剧和民族国家的形成，最终不同类型的激励措施，包括由中央政府和国家直接统一出台的公开奖项和奖励，以及拿薪水的高等研究院的学术职位，变得更加普遍，依靠贵族的青睐从事科学研究的重要性就下降了。

虽然科学家和发明家个人之间的竞争有助于激发和推动科学发展，但过多的竞争可能会导致夸大、炫耀和保密。最重要的是，人们担心那些个体户没有动机去从事或解决一个需要终生投入甚至都无解的科学问题或技术发明，即使有人这样做了，他们恐怕不愿意在死亡的时候把自己未完成的发现或发明公开出来，而是把秘密带进坟墓。

由于这些原因，欧洲国家的政府或为国家着想的“士大夫”们，开始将奖励机制的改革视为提高和推动科学发现的速度和规模的重要环节。例如，近代科学方法论鼻祖弗朗西斯•培根（1561-1626）强调，没有完成的科学实验和尝试也是有意义的科学贡献。他希望，与其让他们花大力气去向赞助商解释他们未完成的工作和半成果，不如让研究人员详细写作和论述他们的研究课题并通过竞标来获得公共机构的公开赞助。(35)

培根创造了“愿景规划”（desiderata）一词，今天仍被研究人员用来表示长远研究目标和课题设计，类似于今天的科研经费申请报告。培根还提出了许多巧妙的方法通过刺激人类对名望的渴望来推进基础科学发现和技术发明。例如，建立一排纪念过去历史上著名发明家的雕像和一排空位与之相对，以刺激研究人员想象有一天他们自己的半身像会出现在那里。

培根的建议激发了爱国博物学家塞缪尔•哈特里布（Samuel Hartlib，1600-1662）去收集许多改革与改进国家对科学研究和发明的激励机制的建议。在收集到的建议中，有人建议奖励不仅应该给那些成功人士，而且应该给那些没有成功或还没有对科研问题找到答案的人，因为他们的错误会刺激其他“活跃的大脑在新发明中崭露头角”。哈特里布计划建立一个专门的国家部门来系统化资助和奖励那些“期望为国王或国家效劳”但却不知道去哪里寻找资金支持的人才。(36)

从17世纪中期开始，随着科学家之间的交流和思维碰撞的重要性的凸显，国家支持的由共同爱好和兴趣结成的各种科学家协会和团体开始远离王公贵戚的个体资助与要求而涌现。由这些科学协会出版的期刊开始为社会上那些雄心勃勃的研究课题和愿意接受智力挑战的科学爱好者们提供了一种新的媒介与平台。

科学学会将他们的期刊视为激励和吸引新发现的手段，而激励人们的主要是信誉和名声。比如德国国家科学协会“利奥波蒂娜”（Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina）于1670年创立了它的期刊。这个成立于1652年的德国科学学会是欧洲历史最悠久的科学团体，

比1666年由法国路易十四国王创立的法国皇家科学院早了14年。根据其章程，那些可能没有其他渠道公布其研究结果的人可以利用这个期刊向世界展示他们的发明权和荣誉，这是建立科学发现标准和将科学引文规范化的重要一步。类似这样的制度创新迅速在欧洲被其他相互竞争的国家和王室复制。

除了为科学家通过在期刊上看到自己的名字而提供一种满足感以外，学院还开始提供特定主题的论文奖，这种做法一直持续到今天。历史学家杰里米•卡拉多纳（Jeremy Caradonna）估计， 自法国皇家科学院从1670年开始颁奖到1794年为止，法国一共有15000名此类比赛的参赛者。这些参赛者通常由许多或同一个赞助商资助，例如王室和贵族，他们以前会作为直接赞助商资助科学研究，但现在是通过科学院或科学团体这个社会平台间接这样做。(37)

欧洲各国政府也利用奖金这个激励机制向社会提出国家需要解决的科学技术难题，最著名的是英国海洋经度委员会于1714年开出的一个奖项，让科学家提供如何在海上航行中精确确定经度的解决方案。17世纪的一些人将这一长期得不到解决的问题比作世纪难题来极限挑战民间科学爱好者的智商。

事实上，欧洲自文艺复兴以后的数学和科学研究，绝大部分都是与实际生活中的应用问题紧密联系在一起的。比如以法国皇家科学院成立后100年之内颁发的一项大奖为例。法国皇家科学院由法国专制暴君路易十四国王在财政部长让–巴蒂斯特•科尔伯特（Jean-Baptiste Colbert）的建议下于1666年创立，旨在鼓励和保护法国的“科学研究精神”，它是欧洲最早的科学院之一。财政部长科尔伯特为法国制定了一系列重商主义的产业与贸易政策以促进法国的经济繁荣和在世界市场上的地位。他因为认识到科技对于法国商业和军事的重大意义而建议路易十四由国家财政资助成立法国皇家科学院。该学院在成立的宗旨中明确指出科学院是非政治性的，不讨论宗教、政治和社会问题，而只专注于纯科学和工商业技术问题。法国皇家科学院为法国的数学、物理、化学、生物、天文等一系列自然和工程学科在整个18-19世纪的迅速崛起立下汗马功劳，云集并培育出一大批世界一流的科学家、工程学家和数学家，包括被誉为“法国的牛顿”的风云人物拉普拉斯。

科学院设立了一项大奖赛，并成立了一个由知名专家组成的委员会来评判每场大奖赛的获奖者。让我们通过从档案中提取的信息来详细介绍大奖赛的获奖情况。多数时候，大奖赛的大奖授予了应用技术而不是纯数学或纯理论。比如1727年，布格（Bouguer）和加缪（Camus）由于他们提交的关于船舶桅杆的论文而分享了大奖。这一年著名数学家欧拉（Euler）还提交了一份关于应用数学问题的申请，但他只获得第三名。1729年，布格再次赢得大奖赛，这次是一篇关于观察海上恒星高度的文章。1731年，布格因为他在观察海上的磁偏角方面所做的工作赢得了他在法国皇家科学院的第三次大奖。欧拉在1738年和1740年由于应用数学和物理方面的贡献两次分享了大奖。库伦（Coulomb）因为一篇关于磁罗盘的文章分享了1777年的奖项。他还由于一篇关于机械摩擦主要功能的文章赢得了1781年的大奖。(38)

1785年，作为法国皇家科学院院长的化学家拉瓦锡对科学院组织结构实施了一系列重大改革，进一步引入应用性学科。改革过后数学和物理学两个部门的构架得以保留，但现在每一部门下都被分成四个新的组成部分。在原有数学学科中的几何学、力学和天文学基础上增加了“普通物理学”， 包括光学、电学、磁学、声学和热学等主题，这些主题主要是实验性质的，但开始变得更具数学性质。化学、植物学和解剖学三个物理学科变成四个科目：化学和冶金学、矿物学和自然历史、植物学与农业，以及解剖学。法国皇家科学院其中一任院长，著名数学家约瑟夫•傅里叶研究了热传导的数学理论。他建立了热扩散过程的偏微分方程，并通过使用无限序列的三角函数来求解它。

正是这样一种始于欧洲宫廷的对科学发明实行奖励的竞争，成为一种强大的社会激励机制，为欧洲培育、造就、选拔了一大批卓越的科学家、数学家、天文学家和工程师，从达•芬奇到伽利略， 从牛顿到拉普拉斯，从波义耳到拉瓦锡，从林奈到达尔文，从道尔顿到门捷列夫。(39)在欧洲，数学家可以被宫廷提拔成为“御用科学家”，科学家可以升官发财当“状元”。举国上下包括王公贵戚喜欢“圈养”科学家和在茶余饭后谈论数学、天文、物理。

其实古代中华文明在过去几千年也何尝没有设计出一套类似的激励机制，为中华文明培育、造就、选拔了一大批卓越的诗人、词人、书法家和画家。可惜由于长期处于大一统和平状态的原因，中国历代王朝没有“战争—商业”这个循环加速器持续几百年的内外拍打和刺激机制去迫使他们创造提供展现科技数学思想的“市场”和“平台”，来奖励那些与战争、军事、武器、航海、工业、农业、医学等密切相关的科学技术和数学知识以及与此有关的科学家团体和个人，从而与“军事革命”和“科学革命”无缘。但是在人文学科的琴棋书画和唐诗宋词方面，中国古代的确是创造并提供了人类独一无二和举世无双的“市场”与“平台”，民间诗人、画家和书法家有各种社团组织“以文会友”，国家和民间都有专门的出版机构和出版商为他们提供“流芳百世”的传播工具；中国还专门设计了科举考试来选拔这类人文天才进入政界和国家学术管理机构，从而带来了中国人文学科的巨大繁荣，成为东方文明影响周边文化发展的巨大源泉。中国古人写诗赋词，包括唐宋八大家，没有听说过被人剽窃后冠以自己的名字到处流传。诗人们每写出一首诗词， 可以放心地在民间传播而不用担心被人剽窃。这说明中国古代的相关知识产权保护有一套自己的机制和制度设计。

换句话说，因为战争、科学同商业争霸之间可以高度互动的原因，自文艺复兴后以“军事重商主义”立国的欧洲王室对科技和数学产生了浓厚的兴趣，为科学与技术的发展提供了一个国家层面的“思想市场”及“平台”，同时还为满足王公贵族的审美需求，创造出了欧洲的艺术市场， 比如油画、雕塑、歌剧、芭蕾、钢琴、提琴，等等。随着欧洲国家间竞争的深化，以及科学技术研究的合作性质及脑力劳动分工的要求，这种由统治城邦国家的贵族和王公贵戚提供知识产品市场与组织科技知识生产的方式，逐渐由完成中央集权政治变革的国家用正式的研究机构、大学和科学学会所替代。而对于早就告别战国时代，进入铸剑为犁的大一统农耕定居文明的古老中华帝国来说，这种锤炼战斗民族的强大外部压力，要等到鸦片战争尤其是亡国灭种的抗日战争时期才能到来。这是为什么中国国家科研机构与军事院校是民国和抗战时期才成立，而对大批科学家的系统培养要等到中华人民共和国建国以后。而真正对科学技术的商业价值的全面重视和发现，要等到邓小平改革开放使中国重新进入商业文明以后。(40)

艺术、音乐、诗词、数学和各种科技知识，在很大程度上都是社会性公共产品，其本身并不能直接带来很多商业利益回报，因而它们的繁荣背后必有国家力量的扶持。因此，一旦欧洲在数学、工程、自然科学及军事技术方面遥遥领先世界其他地区和文明以后，越是后发的国家， 越是需要在科技发展方面依赖于国家力量的直接推动才能追赶西方。比如18世纪远远落后于西北欧的俄罗斯，就通过动用举国体制来发展科学与数学，追赶上了法国和英国：自从彼得大帝向欧洲学习建立了俄罗斯皇家科学院以后，经过几代皇室的努力，尤其是19世纪至20世纪初，俄罗斯吸引和培育了一大批世界级的杰出数学家、物理学家、化学家和工程师；仅数学家就包括尼古拉•伯努利、丹尼尔•伯努利、欧拉、罗巴切夫斯基、切比雪夫、马可夫、李亚普洛夫、叶戈洛夫、柯尔莫戈洛夫，等等。类似的，19世纪中期以后才实现统一的德国和明治维新以后才崛起的日本，也是通过举国体制实现在数学和科学技术方面的追赶。其实在今天，所有发达国家的大多数科学研究都由政府拨款（例如美国的国家科学基金会和国立卫生研究院等），何况发展中国家呢？

因此无论是艺术还是科学与技术的创新，都需要有社会压力和竞争来刺激需求，由国家力量来创造“平台”以提供精神上和物质上的奖励及回报。可惜受新自由主义和“西方中心论”影响的流行教科书把近代欧洲的艺术、科学和技术繁荣过于简单地归结为抽象的“民主自由”，这对人类知识文化历史和近代欧洲科学、技术、艺术繁荣的认识太失偏颇。这种偏颇的带有现代“普世价值”意识形态烙印的流行观念，使得发展中国家的一大批知识分子，误以为自己国家历史上由于没有思想自由，因此无法产生西方科学和艺术。事实上这些知识分子就像恩格斯批评的那样，整天自己说着和写着散文，却不知道散文为何物。比如中国自古以来的文学繁荣，包括琴棋书画，都是极大思想自由的体现。这种人类登峰造极的成就的出现，与培育这类思想产品的“自由市场”和“社交平台”的存在密切相关。

可惜中国古代的国家力量长期侧重于人文、诗词和琴棋书画，而不是数学和物理学，这与中国自从秦始皇实现大统一以后长期处于和平统一、丰衣足食、厌恶战争、维系社会秩序的状态有关。长城是巨大的防御工事，而不是对外侵略工具。反过来，近代欧洲王室由于频繁战争和民族国家生存的现实需要，把进攻当成最好的防御，创造出一种类似于中国科举制度一样的人才选拔和提携机制，把一大批擅长数学、物理和工程的人才选拔出来进入政府、军队、大学、科学院，并鼓励他们将所学到的知识及时应用于战争实践。只不过欧洲“科举制”下的“科举考试”试题，由“四书五经”和“唐诗宋词”换成了“数学物理”和“炸药枪炮”而已。设想中国古代的科举考试如果包括数学物理和工程技术，并且常年处于对外商业扩张和对外战争的压力下，就像春秋战国时期或欧洲近代对外殖民时期，那么中国历史上或许就不会只有出产唐宋八大家和众多擅长吟诗作画的风流人物的社会氛围与国家政策，而且也会涌现出一大批数学家、物理学家和天文学家，因此中国古代也就或许会不拘一格向周边文明学习数学和自然科学，从而会有更多的像张衡、刘徽、张仲景、祖冲之、贾宪、毕昇、杨辉、秦九韶、僧一行、徐光启、方以智、宋应星、沈括、郭守敬、华佗、李时珍等这样的人才。

按照中国学者李晓鹏的研究(41)，早在1634年，获得崇祯皇帝信任的明朝内阁大学士（相当于今天的教育部长）徐光启主持了《崇祯历书》的修编，这部集欧洲天文学所有经典为大成的文集包括了哥白尼的理论和著作。而在这一年前的1633年，伽利略被罗马教廷判处终生监禁。这些知识当时在欧洲还被宗教当局当成异端邪说予以禁毁，却已经写入了中国官方编写的历书，因此李晓鹏认为这可以说明朝崇祯皇帝对科学知识的支持超过同时代的欧洲。李晓鹏因此判断如果没有清军入关，中国会很早就开始在数学和科学方面追赶上欧洲。也许李晓鹏过于乐观了一点，其实当时中国并没有欧洲国家在“适者生存”的丛林法则状态下所产生的外部“拍打压力”和由于随时不断的对外战争与商业扩张所产生的巨大社会需求。只有这样的战争和商业竞争环境才能迫使中国必须随时“枕戈待旦”和“卧薪尝胆”，而不至于落得“清军一入关，明朝就顷刻灭亡了”的命运。相反，欧洲的众多小国家，是在不断的“生生灭灭”过程种被“筛选”出来的“优良进化品种”，灭亡一个后还有别的马上跟上，总有替补队员。不具备战争能力的国家早就不复存在了。李晓鹏问道：“日本明治维新追赶西方尚且都来得及，何况明朝呢？”但是李晓鹏没有追问：需要什么样的国际政治和经济环境条件所逼迫下的国家转型，明朝才能够愿意采纳重商主义的军事化国家发展政策，成立科学家协会和“大明科学院”，以激励社会上对军事技术和军事科学的普遍热情？在当时条件下的答案也许应该是：学西方对外推行商业战争和海外殖民争夺，对内推动民间工商业的发展和对科技创新的奖励，就像后来日本明治维新以后日本所做的那样。这也是为什么美国自建国以后，首先是利用军事重商主义完成对欧洲在商业和制造业方面的追赶，并在19世纪末成为制造业大国以后，才开始在20世纪慢慢实现对欧洲在数学和科学理论方面的追赶。(42)但是德国、日本和美国这样发展和追赶欧洲列强的方式在今天已经过时，因此落后国家必须通过摸索走出一条适合当代工业文明和国际条件的科技发展之路。二战以后亚洲四小龙崛起的经验告诉我们，在和平条件下，如果没有全球商业竞争和工商业的繁荣来刺激对科学的需求并资助国家对科学的扶持，就仍然不可能有科学的繁荣，虽然工商业繁荣本身不等于科学繁荣。

与此同时，由于对西方的科学、技术、社会、政治制度等缺乏历史唯物主义的“胚胎发育与演化”的研究角度和视野，导致很多落后国家在西方崛起以后所爆发的来势凶猛的军事、商业和科技实力面前不知所措，陷入妄自菲薄甚至卑躬屈膝的认知陷阱，常常提出许多错误的理论，做出很多错误的决策，干出很多适得其反的事情。比如清朝末年在西方列强连绵不断的强势屈辱之下，以废除科举考试的方式来展示学习西方的决心，其实清朝应该做的是推行重商主义军事立国方针，实行“全民皆兵”和“全民皆商”的政策，换掉科举考试的内容，用数理化和实用工程知识代替四书五经，就像中华人民共和国建国以后实行的全国高考制度和技术人员选拔以及改革开放以后的下海经商一样。当然，作为少数民族统治的清政府不可能做到这一点，因此灭亡是必然的。然而推翻清王朝并不一定意味着中国知识分子就能够找到正确的实现工业化的道路。比如五四运动时期和20世纪改革开放以后中国国内也有因盲目崇拜西方而出现过一种声音，提出要西方国家来中国继续殖民三百年，以帮助中国实现工业化和现代化。这样的观点实在是大谬，难道菲律宾、印度，还有非洲、拉美、南亚的一些国家被欧美殖民了几百年后，就产生了工业化和现代化吗？就产生了自己的诺贝尔奖级别的科学家和前沿科技发明吗？

一个落后国家如何学习西方，以及能否实现对西方国家的追赶，涉及对西方为什么产生“科学革命”和“工业革命”背后的历史规律的正确理解。需求创造供给，实践出真知。西方在近代以来所取得的进步，无论是自然科学还是生产方式、社会制度、军事能力等，均是在与战争、商业和工业这类事物打交道过程中“困而知之”的结果。

四

结束语：必须重新解释西方崛起的真实历史

为什么有的国家贫穷，有的国家富裕？为什么“科学革命”和“工业革命”都发生在西方，而不是东方？流行的新自由主义和“西方中心论”认为，这是因为西方拥有古希腊民主自由的文化传统和基于其上的、西方独有的严格私有产权和知识产权保护、契约精神与法律制度，因此勤劳勇敢的高加索人和基督徒才有愿望和积极性探索世界、发家致富、从事技术创新。

可惜，这个流行理论与过去500多年来西方崛起的历史严重不符，也与当今人类实践不符。成功实现工业化的西方国家在当年都不是靠“民主、自由、法制”及严格私有产权保护引爆科学革命和工业革命的。相反，凡照搬现代西方民主制度和自由放任市场经济制度的落后国家，没有一个实现了工业化。

因此，重新揭示欧洲列强当年成功开启科学革命和实现工业化的秘密与规律，对于当代经济学、政治学、社会学理论和那些希望实现工业化的落后国家来说，其意义不言而喻。

其实，欧洲文艺复兴以来的全部工商文明史，是一部以高度组织起来的民族国家为单位而展开的血腥竞争的历史。这段历史，以国家主导的“打砸抢”为先导，以利润竞争和对外资源掠夺为目的，以服从国家利益的法律规则制定为手段，以国家财政和军事投入为工具，以“战争—贸易”循环加速器为动力。科学革命、工业革命、现代福利社会都是这个几百年残酷生存竞争过程的产物。这个过程刺激了由军事和商业需求直接导致的科学、技术、生产力、生产关系及其上层政治建筑的发展和演化。因此，西方各国的政治制度与社会治理模式的演变，不过是欧洲封建君主国之间你死我活的生存竞争需求和国民收入分配矛盾所不断倒逼的产物，尤其是国家力量主导下的军事化商业扩张和以垄断全球市场为目的的规模化大生产的结果。

15-16世纪的欧洲君主国首先通过相互间延续不断的战争及激烈军备竞赛，获得了垄断海上全球贸易通道和掠夺世界资源所需要的大规模军队与杀伤性武器和现代国家构建，以及对军事技术研究人才的广泛支持与选拔机制；然后以这个国家能力为基础展开了人类历史上最惨烈、最贪婪、最狡诈、最具规模的商业竞争和海外市场扩张，建立了全球最大的商品倾销、原材料掠夺和奴隶贩卖市场，以及当时最先进的军事科学研究机构与军事工程人才选拔制度，并由此厚积薄发300年，才于1700年前后引爆了以牛顿经典力学为标志的科学革命，并于1800年前后引爆了以规模化大生产为竞争特征的工业革命。这两场革命因此都是赤裸裸的国家意志的产物；而所谓法制、知识专利保护、私有产权保护、市场竞争，都不过是欧洲列强实现富国强兵的国家意志在这场你死我活的民族生存竞争中所不断发明和采用的与时俱进的手段而已。

换句话说，由欧洲封建君主国之间反复无常的背信弃义、诡计多端的跨国联姻、变幻莫测的军事结盟，以及长年累月的规模化战争所催生的中央集权，由中央集权所催生的税收制度变革， 由“战争-财政”需求所催生的国家主导的海外商业竞争模式和重商主义产业政策，彻底导致了牧歌式封建小农经济的瓦解，并由此才诱导出欧洲各国在军事化铜墙铁壁保护下的统一国内市场和基于其上的工场手工业繁荣、马路运河网络基础设施建设，以及对远距离贸易的巨大需求。以这种广袤的市场繁荣为基础的体力与脑力劳动分工、跨国贸易、科学研究、军事扩张、国民经济体系管理、基础设施建设、产业政策制定，及这个国家能力主导下的全球殖民开拓与资源掠夺， 才成为引爆欧洲“科学革命”“工业革命”的条件和催化剂；才成为欧洲各国政治制度由罗马教皇支配下的封建贵族制，向君主独裁下的中央集权制，并由此再向王室和专业人士集团主导下的精英治国模式（君主立宪和议会制度）转变的背后推力与助产婆。

国家间频繁的规模化战争促进了热兵器的不断改良，促进了国家对海外掠夺的全方位投入， 促进了贵族和中央王室对设立大学与科学院的巨大热情及财政支持，由此才刺激了欧洲近代天文、地理、航海、矿物学、植物学、数学、物理学和化学的发展。比如经典力学和万有引力定律的发现完全是建立在对炮弹轨迹精确性的数学研究基础之上，现代化学关于元素和氧气的理论则完全是因为对火药威力及其燃烧性质的大量实验研究的结果。

由商业利润支撑的战争机器和国家建设，由重商主义哲学指导的海外贸易和全球商业竞争， 极大地刺激了欧洲本土与海外的市场发育、作坊手工制造业的巨大繁荣、社会各方面的劳动分工和区域产业链的形成，以及运河、港口、陆路基础设施及军事设施的完善。但是有限的国内人口和无节制的战争升级以及几乎无限的殖民地扩张和海外掠夺，迫使大大小小的欧洲国家采取“全民皆兵”的国家组织动员模式和“全民皆商”的资本主义竞争方式，以充分调动、吸收、发掘全国人力资源参与到国与国之间“你死我活”社会达尔文主义式的竞争活动中来， 从而把“祖国、荣誉、忠诚、纪律、责任”这样的理念，提升成为近代欧洲国家普遍的国民意识，由此才推动了欧洲各国内部公民意识和社会参与意识的形成和发展。然而这个以民族国家为竞争单位的“公民社会”意识流背后隐藏的单一民族国家理念和商业竞争模式，却是直接建立在大规模对外战争、种族屠杀、外族奴役和全球殖民的基础上的，因而“殖民、杀戮、冒险、掠夺、投机、创业”才成为欧洲白人的“企业家精神”和对外宗教渗透与文化入侵的“力比多”冲动。

因此，欧洲民族国家对内的“公民意识”和“天赋人权”的启蒙概念，与对外的种族屠杀、文化歧视及暴力资源掠夺，是近现代欧美文明演化的“双螺旋”文化基因结构和矛盾对立统一体，它们相互支撑并复制对方。比如美国国父们对白人精英群体的“自由、平等、人权”的执着和对印第安人的大规模土地掠夺和种族灭绝，德国大兵们对古典艺术的无限热爱和对犹太民族的无限仇恨，都不过是这一自相矛盾的双螺旋文化基因结构的具体体现。

这是为什么欧洲几个知识分子在18世纪开启的所谓“自由、平等、博爱”启蒙运动，丝毫不能阻挡欧洲列强的战车、欧洲王室的奢华、欧洲商人阶级在国家力量扶持下对全世界的殖民掠夺、种族屠杀、奴隶贩卖和帝国主义侵略，但是却被二战（尤其是冷战）以后的欧洲文化大国沙文主义者和欧洲中心主义者们赋予超时代的意义，向贫穷、落后、毫无组织及反抗能力的资源型农业国家兜售、炫耀，以瓦解他们独立自主的国家意志。殊不知把启蒙运动推向高潮的法国大革命，在白色恐怖和巴黎断头台鲜血所浸泡的社会动乱之中，遭到了以工业革命领头羊英国为首的欧洲君主国结成的“神圣同盟”的大规模军事围剿，分别导致了拿破仑称帝、路易十八上台和波旁王朝复辟。就连号称代表人类文明和民族解放潮流的美国国父和法国政客们也拒不支持1791年按照美国白人自己的光鲜口号及法国大革命精神而武装起义的海地黑人运动，拒不承认海地黑奴们用鲜血和生命所换来的国家独立与民族解放。(43)

今天那些盲目相信“普世价值”是欧洲崛起的原因和缺乏这种价值是多数国家贫困根源的知识分子及新制度经济学家们，应该问一问19世纪大清国的李鸿章先生如何以“民主、自由、平等、博爱”的廉价口号向欧洲列强跪讨强加于中国亿万人头上的巨额战争赔款？问一问19世纪的美国印第安人如何以这个口号向背信弃义的历届美国政府索回自己祖祖辈辈生死相依的土地？问一问在大规模杀伤性武器和皮鞭的奴役下被摧毁的1000万-1500万刚果黑奴们，如何以这个口号向20世纪初欧洲“文明时代”最残暴的比利时国王论证生存的权利？问一问第二次世界大战中顷刻间无声消失的30万南京生灵与600万犹太冤魂，又如何以这个口号让武装到牙齿的日本军国主义者和纳粹大兵们放下屠刀？

欧洲现代社会中的“民主、自由、人权”普世价值观，不过是欧洲1500-1800三百年血腥的原始工业化积累过程完成以后，又经过1800-1900一百年殖民掠夺下的工业革命洗礼，尤其是经历20世纪两次殖民宗主国之间相互摧毁的世界大战，由于欧美资本主义国家内部自身尖锐阶级矛盾调和的产物；是被欧洲殖民主义和帝国主义扩张所催生的共产主义和社会主义运动倒逼的结果，而绝不是西方列强当年崛起的原因和前提。

西方资本主义市场经济制度是由国家暴力所培育并创造出来的政治和经济秩序。(44)正因为如此，日本这个19世纪模仿西方“战争-商业”文明“最优秀”的亚洲学生，才能在一小撮狂热爱国精英分子策划下，通过天皇“强军富国”的军国主义意识形态，并依靠重商主义、殖民主义和帝国主义而迅速崛起，在第二次世界大战前成为与欧美列强并驾齐驱的亚洲头号工业化强国。而统治中国的清王朝却不具备这样的对外战争意志和国家动员能力。但是被西方“普世价值”历史观所“洗礼”的新制度经济学家们，却把日本经济的成功归结为日本民族的自由文化基因和二战以后才被强加其头上的西方民主制度。(45)

其实无论是科学革命还是启蒙运动，无论是工业革命还是冷战胜利，都没有改变欧美列强发家时期的帝国主义基因和种族主义本性。相反，欧美工业国集团在完成各自的科学革命和工业革命以后，又继续利用新的更加强大的国家机器和前所未有的生产技术、军工武器、知识专利、新闻媒体与对“普世价值”阐释权的肆意垄断，继续操控全世界商业、工业、军事、政治及意识形态好几百年。

但是，当21世纪的全球生产力中心和产业链从欧美转移到亚洲以后，隐藏在“普世价值”背后的西方帝国主义暴发户的本来面目开始由于经济基础的瓦解而凸显。无论是欧洲民粹主义的复辟，还是美国房地产商出身的特朗普总统的上台，和其咄咄逼人的军事将领和重商主义大佬们组成的总统内阁，以及信奉犹太—基督原教旨主义的专家智囊集团，都标志着披着“普世价值”皇帝新衣的西方文明时代和“新自由主义”与“空想市场主义”意识形态的终结。

落后国家无法开启工业化不是因为没有西方式“自由、人权、民主”——那是欧洲“战争-财政”国家模式和“全民皆商”的武装贸易和殖民掠夺的副产品，而非原因；而且至今仍然在很大程度上是富人欺骗穷人的把戏。落后国家当然需要“自由”，但首先是不受限制去任何发达国家开辟商品市场的自由；他们当然需要“人权”，但首先是获得对发达国家技术出口和转让的定价权；他们当然需要“民主”，但首先是有能力在欧美大亨控制的世界媒体上发出自己的声音并为自己的国家利益做主。

然而，在无法像欧洲列强（以及日本）当年那样靠战争、屠杀、殖民掠夺和暴力的全球市场扩张来强国富民的新时代条件下，所有落后国家只能而且必须走出一条新的、自主的、比西方列强更加文明的工业化道路，就像中国目前正在做到的那样。问题是被欧美发达国家垄断的世界秩序是否允许他们长期这样做下去？

中国这个文明古国在人类21世纪奇迹般崛起的历史，以及欧洲500多年战争、殖民、毁灭和工业化的历史，都反复证明：贫穷、落后、工业化失败，始终是社会协作失灵和国家能力缺位的结果。问题的根源在于规模化大生产需要规模化大市场才能盈利，而规模化大市场本身是一个公共品——创建一个安全、有效、规模化的市场需付出巨大的政治、经济、军事和社会成本。而这个成本只有高度组织起来的国家才有政治意志与国家能力去承担并克服。这一关键政治经济学原理却被自亚当•斯密以来的市场原教旨主义和新自由主义经济学所有意无意地忽略了。其实，今天所有发达工业化国家的超一流军事投射力量、情报和私人信息收集能力、高度机动的警察防暴体制、精准的产业政策和对全球产业链上游的垄断、通过中央财政与中央银行实施的强大的宏观经济调控与逆周期操作能力、通过法律法规和其他监管系统对国内私营企业实现的全方位管控水平，以及政府对国防产业、全球军火市场、全球能源市场、全球金融交易系统的巨大操控能力，不应该让普世价值先生们感到惊讶。由于对这些国家能力的巨大忽视，因此我们才看到新自由主义和空想市场主义影响下非洲难以逃离的贫困陷阱，拉丁美洲失去的年华和不断滋生的债务危机，东欧国家和俄罗斯在市场化改革后的发展困境与迷茫。这也解释了中国为何在违背几乎所有西方主流经济学教条下异军突起的秘密。

仅靠放任自流的小农市场经济，撑不起工业化的天空。没有强大的“重商主义”国家机器和正确的产业政策，就不可能有安全、规范、统一的大市场与自我输血的产业升级能力，从而也就不可能有基于后发优势的爆发式经济增长和富有自己文化特色的工业革命。

因此，在国家消亡和人类实现大同理想之前，以国家、国家能力、产业政策为主导的市场经济，仍然是落后民族进入工业文明的不二法门和政治保障。

虽然所有的工业化国家当年都是在国家主导的市场经济中崛起，虽然它们的国家体系和国家能力都是在战争中诞生，但是它们却蔑视20世纪落后国家的独立战争与民族解放运动，以及这些战争对于落后国家的国家能力建设所起的伟大作用及所具有的深远意义。

当然，最终的世界大同需要消灭国家边界和国家本身。问题在于：只有彻底在大多数贫穷落后的第三世界国家实现工业化，才是迫使发达资本主义国家加入“国家消亡和世界大同”这场人类命运共同体运动中来的前提。

因此，对于那些已经率先完成国家化、工业化、福利化社会建设的欧洲和北美国家来说（目前只占全球人口13%），如果真正希望对仍占世界人口85%以上的发展中国家的工业化进程做出积极和正面的贡献，就必须诚心诚意放弃技术垄断并向落后国家的制造业彻底开放自己的市场，而不是反过来讨价还价地回到它们16-19世纪崛起时的贸易猜忌和军事-财政时代（如美国特朗普政府正在鼓吹和实施的），迫使发展中国家选择研发大规模杀伤性武器并通过军事和贸易战争像欧美列强当年那样崛起。

本文注释：

(17)第一代宗教改革神学家包括瑞士的乌利希•茨温利（Huldrych Zwingli, 1484-1531），德国的马丁•布赛珥（Martin Bucer,1491-1551）、沃尔夫冈•卡皮托（Wolfgang Capito,1478-1541）和约翰•埃斯兰巴狄（John Oecolampadius, 1482-1531），法国的纪尧姆•费勒（Guillaume Farel,1489-1565）；第二代宗教改革领袖人物约翰•加尔文（John Calvin，1509-1564）是日内瓦的法国神学家， 马丁•路德（Martin Luther，1483-1546）是德国神学家。这些新教改革人物都生活在北欧并在北欧从事宗教改革活动，但是文艺复兴运动和近代科学思想却起源于南欧。

(18)思考一下发达国家为什么愿意投资并组织科学家开发研究生化武器和核武器，就不难理解这一点。

(19)由于篇幅限制，本文只探讨科学起源所需要的社会推动力量，不涉及科学起源所需要的古代基础知识储备。

(20)本节内容的主要参考资料是〔美〕罗伯特•默顿：《十七世纪英格兰的科学、技术与社会》, 范岱年译，北京：商务印书馆，2000年版，第九章。

(21)参见 https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Anderson_(mathematician)。

(22)〔美〕罗伯特•默顿：《十七世纪英格兰的科学、技术与社会》, 第244页。

(23)常征：《机器文明数学本质：火药火器、科学革命、工业革命、资本主义全球体系》，北京：中央编译出版社，2017年版，第26页。

(24)常征：《机器文明数学本质：火药火器、科学革命、工业革命、资本主义全球体系》，第26页。

(25)〔美〕罗伯特•默顿：《十七世纪英格兰的科学、技术与社会》，第247页。

(26)牛顿第一定律（也称惯性定律）指出，除非受到外力改变，每个物体将保持静止或均匀运动。第二定律指出一个运动中物体所能够施加或产生的力，等于质量乘以加速度，即力是由一定质量的物体的速度的变化所产生。第三定律指出作用力与反作用力的大小相等，方向相反。

(27)约翰•伯努利（Johann Bernoulli，1667-1748) 是瑞士数学家，也是伯努利整个家族中众多著名数学家之一。他因为对微积分的贡献以及作为欧拉年轻时的导师而闻名。

(28)牛顿对天体运动规律的统一解释当然需要验证，因此他在《数学原理》中证明自己提出的经典力学理论能够很好地解释第谷和开普勒等人对行星运动的天文观察数据。

(29)常征：《机器文明数学本质：火药火器、科学革命、工业革命、资本主义全球体系》，第21页。

(30)〔美〕罗伯特•默顿：《十七世纪英格兰的科学、技术与社会》, 第240页。

(31)参见文杨：《70年对话5000年（10）：为什么西方率先取得了科学上的领先？》，https://www.guancha.cn/WenYang/2019_06_02_504043. Shtml.

(32) Galileo Galilei: Sidereus Nuncius or the Sidereal Messenger, translated and prefaced by Albert Van Helden, Chicago & London:

University of Chicago Press, 1989, pp. 14–16；也参见 https://en.wikipedia.org/wiki/Galilean_moons#cite_note-Galileo89-2

(33)同上。

(34)参见https://theconversation.com/before-nobels-gifts-to-and-from-rich-patrons-were-early-sciences-currency-66360?xid=PS_smithsonian。

(35)培根不仅是一位哲学家，而且是一位英国政治家和政治活动家，他曾担任英国司法部长和英格兰大法官。他的《科学方法论》一书的主要目的是为推动英国的科学研究服务。

(36)参见https://theconversation.com/before-nobels-gifts-to-and-from-rich-patrons-were-early-sciences-currency-66360?xid=PS_smithsonian。

(37)参见https://theconversation.com/before-nobels-gifts-to-and-from-rich-patrons-were-early-sciences-currency-66360?xid=PS_smithsonian。

(38)参见 http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Societies/Paris.html。

(39)譬如达尔文在19世纪周游世界的生物考察航行是由英国政府资助的，当时英国政府出资为英国海军测试时钟并绘制全球军用地图。

(40)“国立中央研究院”于1928年6月在南京成立，黄埔军校1924年在广州成立；中国人民抗日军政大学，简称“抗大”，其前身是“西北抗日红军大学”，1936年6月1日在陕北瓦窑堡成立，1937年1月更名并迁到延安；中国科学院（Chinese Academy of Sciences）1949年11月在北京成立。

(41)参见李晓鹏：《从黄河文明到“一带一路”》（第2卷），北京：中国发展出版社，2016年版，第 418-419页。

(42)参见文一：《伟大的中国工业革命——“发展政治经济学”一般原理批判纲要》，北京：清华大学出版社，2016年版，第5章。

(43)海地革命（1791-1804）经常被描述为“人类近代史上最大和最成功的奴隶叛乱”。黑奴在1791年发动了武装叛乱，1803年他们成功地结束了奴隶制和法国人的殖民统治。这场革命受到1789年法国大革命“自由、民主、人权”口号的影响，然而却不被极其虚伪的法国和刚刚以同样口号获得独立的美利坚合众国所承认。

(44)参见政治经济学家卡尔•波兰尼（Karl Polanyi）的《大转型》一书。

(45)参见阿西莫格鲁和罗宾逊《国家为什么会失败？》一书。

《东方学刊》总第5期

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