从西方科学研究反思李约瑟难题.doc

從西方科學研究反思李約瑟難題-以Framingham Heart study為例 健照所博二：黃靜君 英國學者李約瑟博士（Joseph Needham, 1900-1995）研究中國之科學與文明的中心討論問題共有八點1，但概括簡要問何謂李約瑟難題？即是：為什麼在公元前2世紀至公元16世紀之間，在將人類的自然知識應用于實用目的方面，中國較之西方更為有效？同時，中國古代對人類科技發展做出了很多重要的貢獻，但為什麼科學和工業革命沒有在近代的中國發生？2。此難題中所指的科學泛指的是文藝復興後期之西歐現代科學，李約瑟認為其基本特徵包括：1.把自然科學的結構基礎建立起來；2.把數學的假設應用到自然界；3.對于實驗方法，有了圓滿的瞭解與應用；4.對于初級和次級的性質之間，給予辨別；5.空間之幾何的認識；6.承認實在之機械的模型1。 沙爾. 雷斯蒂沃指出李博士研究其問題的方法包括：1.設定近代科學出現的標誌，如假說的數學表達，實驗方法與理論建構的結合；2.確定產生必要近代科學的必要前題，如歐基里得幾何學、托勒密天文學、有關磁現象的知識、帕拉塞爾蘇斯煉金術；3.分析在社會、經濟、智力不同水平上，有助於構築科學前題的基本相關因素2。一般人參閱其一至七卷原著時，對於此難題之解答上總期望最終答案能在中國之科學與文明的第七卷結束篇給出2，而勝過自身鑽研此難題後展開自身的探討，並從中得到某種結論。雖然，在李博士三十餘年深入鑽研中國科學技術史後，總結出何以現代科學只在歐洲而不在中國興起之關鍵歸於四種禁制因素造成：1.就地理上，中國是一個大洲國家，以農業建國，對于重商主義非所注意；2.就水利上，灌溉文明在中國發生有其特殊需要，此工程超越封建諸侯的地域界線，而其權力為皇權所吸收，一直綿延到文藝復興末期才告崩潰；3.從社會和4.經濟來說，中國在皇權統治之下，由於大量人力統制之需要，官僚封建制度便建立起來，此制度一方面阻止封建制度之再建，另一方面亦阻止商人階級之興起與資本主義之到臨1。而沙爾. 雷斯蒂沃則更詳細記載其著作中所提促進、阻礙近代科學在中國和西歐出現的若干因素，共有62點2。不過，李博士曾表示自己提出這些問題之深意不在答案，而在於啟發，希望能有拋磚引玉之效2。因此，筆者就此著眼點，以自身有興趣之二十世紀Framingham Heart study之西方科學研究經驗，來進一步反思西方何以在現代科學上仍較東方進步之因素？雖然，立基點有所不同，不過藉此難題之探索之餘，針對自身相關領域重新思考一番，或許這樣的洗滌，可看到平日所未見的盲點。此猶如劉廣定所主張：不要隨意附和他人，也不要顛倒是非，甚或無中生有；陳說過去固然重要，但找出近代衰落的根本原因，能做為當前發展科技工作的借鑑，則更為重要。 他山之石，可以攻錯是本文試以Framingham Heart study為例之主因。而自十九世紀起科學革命的持續發展促成了工業革命，而資本主義的興起也為人類的生活方式與社會型態帶來重大的轉變，同時，隨著微生物被確認為傳染病的病源與大量疫苗製造生產，皆使傳染病的預防與控制獲得革命性突破，此造成整個疾病趨勢之轉型，在1948年美國公共衛生服務部（U.S. Public Health Service）的科學家首次關注到的一種非傳染病，即是心臟病，它當時已成為美國的第一號殺手。於是，在National Heart Institude（目前已改名為 National Heart, Lung, and Blood Institute，NHLBI）統籌之下，便開展了一項名為 Framingham 心臟研究的大型流行病學研究計劃，目標是識別出導致心血管疾病的一些共通因素和特質。在此計畫之前，有許多醫生都誤信動脈硬化（atherosclerosis）是衰老過程中無可避免的事實；而高血壓也會隨著年齡而升高，此是因為心臟要用更多力去迫使血液通過老年人收窄了的動脈3,4。綜觀整個研究計畫進行之過程，它自1948年發展至今已延續超過 58 年，大致可分為 3 個階段：一、最初的 30 年，主要是傳統的流行病學研究，在1948 年，研究首次共招募了 5,209 名30至62歲Framingham市鎮的居民，作為第一代的參與者，並每 2 年給予詳細的醫學檢測，不僅監測生理健康指標，還詳細地記錄了他們的起居飲食習慣，以及所有能夠觀察到的，並進行一連串的醫學檢測，如心電圖（electrocardiogram）和 X 光（X ray）等，所以，當他們見到疾病出現時，就去數算發生了甚麼事情，以利日後分析居民後來患上或沒有患上心臟病的原因。在此階段之結論中，他們注意到肥胖、高血壓、高膽固醇和吸煙者，都有較大機會患上心臟病。第二個發展階段則始於 1970 年代末期，他們再次招募了 5,124 名第一代參與者的子女及其配偶成為了第二代的測試對象，進行家族及遺傳因素與心臟病關係的研究。在此階段中，隨科技進步，新技術如心回波描技術、頸動脈超聲波等，使科學家已能夠對整個心血管系統有一個更清晰的圖像。而第三個階段在2002年進入一個新的里程碑，延續地招募了 4,095 名第一代參與者的孫、孫女及其配偶，成為了第三代的參與者。藉此以瞭解基因與心血管疾病之關連性。3,4。總結Framingham 心臟研究的重要里程和發現，包括1.識別出導致心血管疾病的主要危險因素，如高血壓、高血脂、抽煙、肥胖、糖尿病和身體不活動等，使臨床實務得以透過行為或生活型態的改變來預防或減輕各種心血管疾病帶來的損害；2.發現其他心臟病之風險指標如fibrinogen、Homocysteine、Liproprotein、Apolipoprotein E等；3.確立心理因素、Type A behavior與心臟病的關係；4.預測未來 10 年出現冠心病機會的公式；5.家族及遺傳因素與心血管疾病關係，如男性的一種遺傳因子與高血壓有關、雌激素受體的遺傳變異可以令心臟病發的機會增加 3 倍、父母其中一人患有心血管疾病其子女患上心血管疾病的機會增加 1 倍等；6.新醫學技術之革新，如頸動脈超聲波、磁力共振成像術等。除此外，雖此研究群體主要為Framingham地區之白人，但其嚴謹之研究設計使其結果所得到的通則能以推論至其他種族。由此例子中可以看出在短短五十幾年中，美國在心血管疾病研究進步之神速，但，其可能原因究竟為何？如何從中借鑑？金觀濤等人2曾提出近代科學技術的循環加速機制，或許可以借此解釋本文例子之相關原因，其觀點主要是就科學技術內部來分析，他們認為這種加速發展是因為科學理論、實驗和技術三者間，在科學發展歷程上逐步確立了一種相互依賴、促進的循環，第一個循環加速過程是理論實驗理論，此意含是指理論科學家在前人理論成果的基礎上發展新理論，實驗科學家繼承和改造、創新實驗儀器和方法。同時，理論對實驗起著指導和設計作用，實驗則對理論有著鑑別作用，此兩重效應使實驗從盲從走向自覺、嚴格，也使理論從混沌走向清晰與嚴密。而在中國古代並沒有形成此三足鼎力的結構，受控實驗的比重相較之下較低，使得許多實驗無法重複，加上重要技術之密傳而非開放系統，以及數學方面缺乏解析幾何以形成完整構造理論體系，故較不易在科學技術上有重大突破與神速之進展。雖然，中國與台灣也在19-20世紀已漸受西方自然科學西化之影響，科學理論、實驗和技術日趨完備，更不乏民主商業競爭，不過，除此以外，由例子可見，官方組織研究機構是否能對相關領域研究之重視、提供完善之長期規劃、協助及提供研究機構整合善用資源等，似乎也是關鍵所在參考資料1 李約澀 . (1981) . 中國之科技與文明（一）第四版 . 台北： 台灣商務印書館 .2 劉鈍、王陽宗（2002）. 中國科學與科學革命:李約澀難題及其相關問題研究論著選 . 遼寧教育出版社 .3 F (2007). Framingham Heart Study . from /hkpe/running/suppl