對於科學曆史的研究者來說，那種以單個認知主體和共享某個範式的共同體為基本單元來解釋科學的產生與發展、科學認知的本質及其與文化的關係的主張，通常麵臨如下問題：不能解釋曆史上科學發展的地區性、民族性差異；不能解釋曆史上各種科學文明中心的形成以及後來的科學技術活動中心的轉移過程；不能（有效）解釋科學類型與文化或文明類型之間存在的內在聯係，即不能解釋特定的文化資源、實踐方式、技術形式對科學認知活動所產生的影響；不能解釋科學思維（推理）風格的相對穩定性及其形成的內在機製；不能說明類似於科學社會學家皮蒂裏姆·索羅金（Pitirim A.Sorokin）在《社會動力學和文化動力學》一書中所探討的具有長波頻譜效應的科學文化（文化心態）的交潛演進過程；無法建構全球性的科學知識體係或概念框架等。不言而喻，對中國、日本[3]或印度來說，傳統學說無法或不能令人信服地回答像“李約瑟問題”這樣的問題。所有這些需要我們從問題（而不是某種先入為主的觀念）出發，尋找解決問題的新的視角或視點。

早在20世紀20～30年代，薩頓就提出一種科學的文明史觀。他正確地指出：“科學史的目的是，考慮到精神的全部變化和文明進步所產生的全部影響，說明科學事實和科學思想的發生和發展。從最高的意義上說，它實際上是人類文明的曆史。”[4]從這種科學的文明史觀出發，他本人主張：應當從文明的發展實際進程來考察科學的曆史；應當不隻是研究古代希臘的科學，還要研究對古希臘科學產生重要影響的埃及、美索不達米亞以及印度的科學；不隻是研究近代西方文明中產生的科學，還要研究東方文明中產生的科學。例如，中世紀伊斯蘭—阿拉伯科學。

確實，科學產生於人類文明的“母體”當中，那些曾經輝煌過的文明體都對科學的形成和發展產生過這樣或那樣的影響。這些文明體包括誕生在幼發拉底河與底格裏斯河、尼羅河、印度河與恒河、黃河與長江等大河流域以及地中海沿岸的古老的巴比倫、埃及、印度、中國、克裏特等文明古國和地區。還包括在這之後衍生出來的一些文明體，如希臘—羅馬文明、猶太文明、阿拉伯文明、歐洲文明、東亞文明、南亞文明、東正教文明、非洲文明、美洲文明等。對於這些大大小小、前前後後的文明體，曆史學家進行了各種各樣的劃分與歸類。例如，德國著名曆史學家斯賓格勒（Oswald Spengler）將其劃分為八種文明（或文化形態），即埃及文明、巴比倫文明、印度文明、中國文明、古典文明、阿拉伯文明、西方文明以及墨西哥文明。另外，他還特別提到俄羅斯文明，並將這一文明看作是人類文明的類型。而在這八大文明中，斯賓格勒特別強調古典文明、阿拉伯文明和西方文明。又如英國著名曆史學家湯因比（A.Toynbee）考察了20至30個文明體的樣本。在他看來，人類的大的文明是由那些相對較小的獨立的文明和所謂“衛星文明”共同組成的（當然還包括已經失落的文明）。所謂獨立的文明是指那些與其他文明沒有親緣關係，也沒有從屬關係的文明，如埃及文明、中國文明、中美洲文明，以及從屬於其他文明的文明，如希臘文明、非洲文明等；衛星文明則如日本文明、越南文明等，它們是中國文明的衛星文明。[5]不論這種劃分與歸類帶有多少曆史學家個人的主觀傾向和個人好惡，有一點是肯定的，即他們提供了一種“文明的視野”。在這種視野中，人的心智、人的實踐活動及其成果，甚至人所活動的場所等自然地理條件，都被納入一種稱為“文明”或“文化”的範疇中作整體性的考察。

通過對不同文明的考察我們還看到，任何一個文明體的確立不僅離不開特定規模的人類共同體（表現為具有血緣關係的種族、部落聯盟、民族、國家等），而且必然立足於一定的空間範圍和地理位置，即文明的地緣性。正是文明的地緣性和空間性使得我們能夠區別不同的文明體。在這裏要強調的是，地緣關係中的“空間”自然是指地球上的空間。換句話說，空間的含義就是我們對地球表麵的理解。而這個空間可以依據特定的指標而劃分成大小不同的片斷或區域（region），也隻有從這種區域出發我們才能獲得科學文明的空間屬性。

在曆史上，不同的文明體都占據著不同的地理空間，而這些地理空間顯示出由諸多自然環境因素造就的單元性或“板塊性”。例如，印度文明以印度次大陸為板塊標識，希臘化時期的文明以環地中海為板塊標識[6]，阿拉伯文明以亞洲的阿拉伯半島為板塊標識，華夏文明以華北平原為主要板塊標識，伊朗文明以伊朗高原為板塊標識等。即使那些沒有明顯標識的地理環境，也能夠提供一個相對獨立的識別係統。如古埃及文明所處的地理位置並非天然地享有一個大型陸地板塊，而是被一道道天然屏障緊緊包圍。其西邊是沙漠，北邊是大海，南邊是崇山峻嶺，東邊則是古代條件下難以逾越的紅海。除東北方向有通往敘利亞地區和兩河流域的一條狹長的陸地通道外，埃及整個兒地“蜷縮”在尼羅河穀地帶及河口三角洲一小片地區內，周邊各個方向都缺少伸張和拓展的空間。[7]但正是這樣一種地理環境卻提供了一種形成古埃及特有文明的基本前提條件，也能夠使人們從這樣一種地理環境中識別出埃及文明。

當然，地理或地緣環境絕不僅僅是一種空間方位，它還包含因獨特的地理空間或地緣位置而產生的諸多自然條件，如地形地貌、氣候、自然資源等。一種文明的產生正是生活在特定地理—自然環境下的人群與他們所處的地理—自然狀況進行相互作用的產物。人們注意到，人類最初的活動舞台是受製於他們所遇到的自然地理環境和原始生態係統的。由於自然地理環境的差異以及由這種差異所產生的諸生態因素，如氣候、溫度、濕度、土壤、地質地貌、水資源供給等方麵的差異，不同環境下的人類活動的“初始”方式也就有所不同。如狩獵的自然環境和條件決定其社會組織形式不同於以種植為主要自然環境和條件的社會組織形式。所以美國著名人文地理學家H.J.德伯裏（Harm J.de Blij）說：“一種文化顯示出一個地區的特征。”[8]雖然人們不能簡單地從一種地理—自然環境中推論出一種文明或文化特質，但特定的地理自然環境的確在塑造一種文明性格、培育一種文明模式方麵，具有十分關鍵性的作用。在一定意義上我們可以說，“正是地緣（自然環境從根本上決定了一個文明的命運或曆史）現時表現，影響了該文明的精神品質或屬於該文明的人們的文化‘認同’，或者說，地緣—自然因素塑造了一個文明本身”[9]。

特定地理—自然條件下人群的活動及其生存式樣總有著某些共性的東西，這種共性的東西被稱為文化特質（culture traits）。而這些文化特質並非某些孤立的文化要素的凸顯，而是基於某些要素與其他要素的集成，進而構成所謂的“特質綜合體”（trait complex）。[10]在此基礎上，再將諸特質綜合體聯結起來，便可構成富有獨特性的“文化模式”（patterns of culture）。正如文化人類學家A.克魯伯（Alfred Louis Kroeber）所指出的：“任何一種文化都是一個複合體，並且是由內中各種成分混合成長，這些成分大部分是自古就有的，也有從別的文化介入的。其次，每一個文化傾向於發展特有的組織，這種組織是首尾一貫的、自成一體的。每一個文化都會接納新的東西，不論是外表的或是產自本土的，依照自己的文化模式，將這些新的東西加以重新塑造。”[11]另一位美國著名人類學家露絲·本尼迪克特（Ruth Benedict）在她的《文化模式》一書中也認為，由不同的文化特質經過整合能夠形成超出原有特質總和之外的所謂“文化模式”。“一種文化就像是一個人，是思想和行為的一個或多或少一貫的模式。每一種文化中都會形成一種並不必然是其他社會形態都有的獨特意圖。”[12]在這裏，文化的“模式”具有原型、構型、結構、綜合的含義。因而與格式塔意義上的“風格”含義比較切近；同時，任何模式的形成都具有形式化、一般化的成分，因此，一種文化模式意味著區別於另一文化模式的文化類型的出現。

根據這樣一些理由，一些曆史學家主張從文明體單元入手考察文明史。如湯因比認為，對人類文明體的考察應當從這些文明體開始；明確曆史研究的基本單位，對曆史研究來說是非常重要的。他在《曆史研究》這部巨著中寫道：“一個文明可以確定為‘一個可認識的研究領域’，可以看作是處在一些不同民族的個別活動場所之間的共同場地，也可當作一個特定的‘種’社會的代表。”[13]又說：“我是從尋找一種曆史研究的單位入手，開始自己的研究工作的。這個單位應當相對完整獨立，或多或少有別於其他曆史成分，對我們來說是可以對其感知並能夠加以理解的。……在明確了我劃定的單位以及考察了前文明的各個社會之後，我試圖從希臘史、中國史、猶太史的過程中抽出我的線索，以便為文明史建構起一種‘模式’。”[14]在這裏，湯因比明確了人類文明史考察與研究的基本單位，並且明確以希臘文明、中國文明和猶太文明為主線來構築他的文明史的一般模式。這對我們的研究無疑是具有方法論意義的。

既然人類文明是人類科學的母體，而文明本身又是以文明體為基本單元的，那麽，科學以文明體為基本單元也是再自然不過的了。對此，美國科學史家、計量科學史的開拓者D.普賴斯（Derek John de Solla Price）立足於文明的發展線索，從不同的文明特異性及其相互間的比較中來探討人類早期科學的發展道路，為我們提供了一個有益的範例。在《巴比倫以來的科學》一書中，D.普賴斯寫道，“由於曆史學家和考古學家的研究成果，今天我們已經有了一個經得起學術分析的高級文明發展的完整序列，對這些文明的了解我們正處於比前人深入得多的起點。我們有亞述人、古埃及人、希臘人、羅馬人、阿茲特克人、印加人、中國人、印度人、伊斯蘭帝國和我們的當代世界”，“它們各自都有足夠的特色和特點，使我們把它們看作一個獨立的曆史存在。但同樣清楚的是，它們一起又構成一個有代代相互聯係的文化族係”，“由於我們對這些較為孤立文明的新知識，過去我們隻知道有希臘奇跡和我們的由來的時候，既不可能提出也不可能得到解答的一個問題現在變得有意義了”。[15]這個有意義的問題就是，相對發達的希臘科學和近代科學的產生都得益於古巴比倫、古埃及和中國等其他文明的滋養，不同的科學文明之間因相互影響而取得共同的進步。很明顯，D.普賴斯正是從文明體的角度來考察科學發展的。從文明體出發能夠為我們描述科學發展提供一種大的視野：那些紛繁的科學曆史現象和浩瀚的科學曆史資料，不再成為科學史家機械地搜集起來的“碎片”或“流水賬”，而是一個層次分明、含義豐富的有機係統；不同科學文明之間的優劣比較，也變得一目了然。還有一些學者注意到曆史上科學文明板塊的“斷型”“擴張”及其“邊緣效應”等。例如，著名科學史家亞曆山大·柯瓦雷（Alexandre Koyré）、戴維·林德伯格（David Lindberg）認為，早期希臘科學文化在中世紀經曆阿拉伯人轉手的過程中出現了“斷裂”。史學家詹姆斯·麥克萊倫（James F.McClellan）、科學哲學家桑德拉·哈丁（Sandra Harding）等人認為，歐洲近代科學的形成與發展是伴隨著歐洲的殖民擴張而同步進行的。由於這種“擴張”，人類科學區分為所謂“北方科學”與“南方科學”兩大板塊，存在所謂“中心區”與“邊緣區”。

借助於地質學和地球科學中的“板塊”術語，同時根據文明的地緣性，我將科學文明的基本單元稱為“科學文明板塊”。很明顯，科學文明板塊的內涵是綜合的，即它從宏觀係統出發，將自然環境、人類活動、文化資源、社會組織與結構、生物神經係統、心理結構與思維方式等，都納入整體視野中來，同時側重於科學文明和文化方麵。它既是基於“天—人關係”的係統，也是基於“認知—地理—社會（文化）”三者關係的係統，但與傳統地理環境決定論有所不同。即這種科學文明板塊不再把自然環境和地理條件因素看作是孤立的、決定性的東西，而同時強調文化、人類實踐方式等的積極作用，並把自然環境和地理條件的影響看作是其與文化、人類實踐方式相互作用的結果。準確地說，作為一種借用，科學文明板塊概念意在表明不同的文明在多大程度上受製於地緣性，又在相當大程度上表現出地理區位的差異性，而它的內部則是一個相對穩定、勻質的整體。有了這樣一種概念，理解“科學文明板塊”也就容易了[16]，據我所知，英國李約瑟研究所的C.卡倫（C.Cullen）教授比較明確地使用了“科學史的構造板塊”（tectonic plates in the history of science）短語。[17]意思與我的相近。

大型科學文明板塊含義有些類似於19世紀至20世紀的一些文化人類學家如萊奧·弗洛貝尼烏斯（Leo Frobenius）、弗裏茲·格雷布內爾（Fritz Graebner）等人提出的“文化圈”（culture circles）概念；也類似於博厄斯、A.克魯伯、克拉克·威斯勒（Clark Wissler）等人提出的“文化區”（culture area）概念。例如，古埃及文明、克裏特文明、邁錫尼文明、希伯來文明、敘利亞文明、希臘—羅馬文明等因其相互之間的某種連續性和相似性而可以構成所謂“環地中海文明”；自舊石器以來的中國文明與美洲大陸的瑪雅文明間的某種連續性和相似性，也可以在它們之間構造所謂“瑪雅—中國文化連續體”[18]，或所謂的“亞美文化連續體”[19]。同樣地，在更大的程度上，我們還可以在舊大陸的兩端區分出兩個超大型的科學文明板塊：西方科學文明板塊和東方科學文明板塊。例如，在環地中海文明的基礎上再加入近代以來的歐洲文明、北美洲文明、南非文明、澳大利亞文明、新西蘭文明等，就可以構造出所謂“西方科學文明板塊”，而以東亞文明（尤其是中國文明）為核心再加上印度文明、瑪雅文明、中亞文明等，就可以構造出所謂“東方科學文明板塊”[20]。正如美國學者何炳棣所說：“中國的文明是與兩河流域文明一樣有原始性的（pristine），而在原始性上可以宣稱有同等的優先性。它不能再被當作舊大陸幾個‘邊緣性的’文明之一而加以對待了。就像兩河流域很合適地被稱為西方的搖籃一樣，華北的黃土地區也應當被稱為東方的搖籃。實際上，在這兩個原始文明當中，不妨把中國文明認為更值得注意。這是由於它獨一無二的長命，它日後內容的豐富，以及它在人類三分之一之眾所居住的東亞的優勢的影響力。”[21]也許出於同樣的理由，那些以文明的大視野書寫科學史的科學史家樂意以東西方科學文明比較的模式來談論科學史。例如，薩頓就是基於“科學史中的東方與西方”來構築他的科學史體係的。他說：“人類的統一包括東方和西方。東方和西方正像一個人的不同神態，代表著人類經驗的基本和互相補充的兩個方麵。”[22]在後麵的研究中我們將會看到，循著文明板塊的視角，我們在比較東西方科學文明方麵，同樣會越來越清楚地看到東西方（特別是中西方科學文明）恰成不對稱的完美嵌合格局。換句話說，東西方兩大科學文明所構成的“板塊”，能夠像非洲西岸與巴西東端那樣高度吻合地“拚裝”在一起！

現在來對前述的觀點做一概括。從文明史觀的角度來看，曆史—文化作為現象性的整體是可以劃分為由大大小小的單元（單位）來構成的。從低到高或從簡單到複雜，大致可以分為個體、社群[23]（大致對應於科學共同體）、區域和圈層（大型板塊）四個層級。由於每個層次不隻是由單個文化要素或單個文化特質構成，而是由多種文化要素或多種文化特質綜合構成（大的層級還涉及不同文化模式的整合），因而任一層級的文明或文化單位既是整體，又是個體。在這裏，雖然層級單元的劃分具有人為性（如科學研究的便利性）以及各層級間的變異性與過渡性（因而顯得不那麽層次分明），但它的劃分仍然具有客觀依據。這就是文明或文化現象之間基於地緣性的實體性與關聯性：當某一文化現象有著較為一致的關聯性進而形成該單元內部的均質特性時，某一層級的單元也就大體生成了；當處於同一層級的文明或文化單元共同具有某些較為一致的關聯性（意味著其他同級單元所沒有）時，更高一層級的單元也就生成了。不論文化現象多麽複雜，不論文明或文化“相似性”可能會在哪一層麵上出現，文明或文化構成過程中的“碎片化”現象是可以避免的。從係統的觀點來看，複雜的、高層次的係統由簡單的、低級的子係統組成，但前者支配著子係統的結構與功能。這樣來看，文明或文化係統的最高層次是世界係統，它的單元理當是文化圈或超大型的文明板塊，它決定著所屬的文明或文化層級單元的性質及其組成部分的結構性變遷。