Tóm tắt:
Bài báo này tập trung giải mã "nghịch lý Needham": nguyên nhân Trung Quốc không là khởi nguồn của cuộc Cách mạng Công nghiệp vào thế kỷ XIV dù sở hữu những thành tựu tiền hiện đại rực rỡ. Tác giả bác bỏ giả thuyết "bẫy cân bằng trình độ cao" bằng các bằng chứng về dân số và thặng dư kinh tế, từ đó đề xuất mô hình phân tích mới dựa trên phía cung công nghệ. Nghiên cứu chỉ ra sự khác biệt bản chất giữa phát minh dựa trên kinh nghiệm (phụ thuộc quy mô dân số) và phát minh dựa trên thực nghiệm kết hợp khoa học (phụ thuộc vốn nhân lực). Quy mô dân số lớn từng giúp Trung Quốc dẫn đầu nhờ gia tăng xác suất các lần thử-sai trong quá trình lao động. Tuy nhiên, sự dịch chuyển sang phương thức thực nghiệm hiện đại đã không diễn ra do hệ thống khoa cử Nho giáo điều hướng giới tinh hoa đầu tư vốn nhân lực vào kinh điển thay vì khoa học tự nhiên. Kết luận nhấn mạnh rằng trong tăng trưởng hiện đại, chất lượng giáo dục và năng lực nghiên cứu khoa học đóng vai trò then chốt hơn quy mô dân số thuần túy.
I. Giới thiệu
Một trong những vấn đề hấp dẫn nhất đối với các học giả nghiên cứu lịch sử Trung Hoa và lịch sử kinh tế so sánh là: Tại sao cuộc Cách mạng Công nghiệp đã không bùng nổ tại Trung Quốc vào thế kỷ XIV? Ở thời điểm đó, hầu như mọi yếu tố mà các nhà kinh tế và sử học thường xem là động lực chính thúc đẩy Cách mạng Công nghiệp tại Anh vào cuối thế kỷ XVIII đều đã hiện diện tại Trung Quốc.
Tương tự như các nền văn minh Lưỡng Hà, Ai Cập và Ấn Độ, văn minh Trung Hoa khởi nguồn từ nông nghiệp. Đế chế thống nhất đầu tiên, nhà Tần, được thành lập vào năm 221 TCN. Tuy nhiên, ngay từ năm 300 TCN, xã hội Trung Quốc đã phát triển thành một hình thái mang nhiều đặc điểm của nền kinh tế thị trường, với phần lớn đất đai thuộc sở hữu tư nhân, sự phân công lao động xã hội ở mức độ cao, lực lượng lao động di chuyển khá tự do, cùng các thị trường sản phẩm và yếu tố sản xuất vận hành hiệu quả. Nền "kinh tế thị trường" tương đối phát triển này có lẽ đã hình thành nên những thái độ coi trọng lợi nhuận và góp phần giúp các công nghệ tiên tiến nhất được phổ biến nhanh chóng.
Dưới thời nhà Hán (206 TCN – 220 SCN), các công cụ như cày diệp sắt, khuôn đúc và máy gieo hạt đã được sử dụng rộng rãi tại miền Bắc Trung Quốc, nơi trồng các loại cây lương thực chính là kê và lúa mì. Những cải tiến quan trọng nhất trong nông nghiệp Trung Hoa diễn ra cùng với làn sóng di cư của dân cư từ phương Bắc xuống các vùng trồng lúa phía Nam sông Dương Tử bắt đầu từ đầu thế kỷ IX, và đặc biệt sau khi giống "lúa Chiêm" mới từ Đông Dương được du nhập vào đầu thế kỷ XI. Giống lúa này, với đặc tính chịu hạn tốt hơn và chín nhanh hơn, đã cho phép nông dân mở rộng biên giới nông nghiệp từ các vùng đất thấp, đồng bằng, lưu vực và thung lũng sông lên các vùng đồi núi nhiều nước, đồng thời cho phép sản xuất hai hoặc thậm chí ba vụ mỗi năm.
Việc chuyển đổi từ cây trồng cạn sang lúa nước đã dẫn đến một loạt các phát kiến về nông cụ, bao gồm loại cày cải tiến tốn ít sức kéo hơn, cày lưỡi lật có thể lật cỏ tạo rãnh, và bừa răng sâu. Nhiều yếu tố trong nền nông nghiệp khoa học (bảo tồn) của Arthur Young – vốn là tiền đề cho cuộc cách mạng nông nghiệp tại Anh vào thế kỷ XVIII – đã trở thành thực tiễn phổ biến tại Trung Quốc từ trước thế kỷ XIII. Đến thế kỷ XIII, Trung Quốc có lẽ đã sở hữu nền nông nghiệp tinh vi nhất và các cánh đồng tại đây có lẽ đã đạt năng suất cao nhất thế giới.
Những thành tựu về khoa học và công nghệ của Trung Quốc thời tiền hiện đại còn đáng kinh ngạc hơn thế. Thuốc súng, la bàn từ tính, giấy và kỹ thuật in ấn – những thứ mà Francis Bacon coi là ba phát minh quan trọng nhất thúc đẩy sự chuyển mình của phương Tây từ Thời kỳ Tăm tối sang thế giới hiện đại – đều được phát minh tại Trung Quốc. Các bằng chứng được tư liệu hóa trong công trình đồ sộ của Joseph Needham và các cộng sự cho thấy, ngoại trừ hai ba thế kỷ gần đây, Trung Quốc đã dẫn trước thế giới phương Tây một khoảng cách đáng kể trong hầu hết các lĩnh vực khoa học và công nghệ chủ chốt.
Không ngạc nhiên khi dựa trên nền tảng công nghệ "tiên tiến" này, công nghiệp Trung Hoa đã cực kỳ phát triển. Tổng sản lượng sắt ước tính đạt 150.000 tấn vào cuối thế kỷ XI. Tính theo đầu người, con số này cao gấp năm đến sáu lần sản lượng của châu Âu. Sự tiến bộ trong ngành dệt cũng ấn tượng không kém. Vào thế kỷ XIII, máy guồng nước đã được cải tiến để xe sợi gai dầu, đạt đến trình độ hiện đại tương đương với bất kỳ thiết bị nào tại châu Âu cho đến tận khoảng năm 1700.
Năng suất nông nghiệp cao và công nghiệp tiên tiến đã tạo điều kiện cho thương mại và đô thị hóa phát triển sớm. Nông dân gắn liền với các phiên chợ nông thôn, vốn được tích hợp vào một mạng lưới thương mại quốc gia thông qua hệ thống kênh đào, sông ngòi và đường bộ. Ngoài các mặt hàng thiết yếu như gạo, nhiều sản phẩm địa phương như các loại giấy và vải đặc thù đã trở nên nổi tiếng và có mặt trên toàn quốc. Nhiều thành phố hưng thịnh vào thế kỷ XIII, làm kinh ngạc ngay cả một người Venice sành sỏi như Marco Polo. Theo ông, "Tô Châu lớn đến mức chu vi đo được khoảng bốn mươi dặm. Cư dân đông đúc đến mức không ai có thể tính xuể số lượng"; còn Hàng Châu "chắc chắn là thành phố đẹp nhất và lộng lẫy nhất thế giới,... bất cứ ai chứng kiến đám đông như vậy đều tin rằng việc tìm đủ lương thực để lấp đầy ngần ấy miệng ăn là điều hoàn toàn không thể". Nói ngắn gọn, đến thế kỷ XIV, Trung Quốc có lẽ là nền văn minh mang tính quốc tế nhất, tiên tiến nhất về công nghệ và hùng mạnh nhất về kinh tế trên thế giới. So với Trung Quốc, "phương Tây... về cơ bản vẫn là xã hội nông nghiệp và... nghèo nàn hơn, kém phát triển hơn".
Nhìn lại quá khứ, Trung Quốc đã có một khởi đầu rực rỡ và duy trì được sức sáng tạo suốt vài thiên niên kỷ trong lịch sử tiền hiện đại. Nhiều nhà sử học đồng ý rằng đến thế kỷ XIV, Trung Quốc đã đạt được sự bứt phá về tiến bộ công nghệ và kinh tế, đồng thời đã chạm tới ngưỡng cửa của một cuộc cách mạng khoa học và công nghiệp toàn diện. Tuy nhiên, bất chấp những tiến bộ sớm về khoa học, công nghệ và thể chế, Trung Quốc đã không thực hiện bước đi tiếp theo. Do đó, khi tiến trình phát triển tại phương Tây tăng tốc sau thế kỷ XVII, Trung Quốc bắt đầu tụt hậu ngày càng xa. Needham đã đúc kết nghịch lý này dưới dạng hai câu hỏi đầy thách thức: thứ nhất, tại sao Trung Quốc từng đi trước các nền văn minh khác xa đến thế; và thứ hai, tại sao hiện nay Trung Quốc không còn dẫn đầu thế giới? Mục tiêu của bài viết này là tập hợp các yếu tố liên quan để đưa ra một lời giải thích phần nào cho nan đề đó.
Nhiều giả thuyết đã được các học giả lỗi lạc đề xuất. Những lời giải thích này có thể được chia thành hai nhóm: nhóm dựa trên sự đứt gãy của cầu về công nghệ và nhóm dựa trên sự đứt gãy của cung về công nghệ. Phần II sẽ xem xét các giả thuyết hiện có về sự đứt gãy phía cầu. Tiếp nối ở Phần III là giả thuyết của riêng tôi, về cơ bản là một giả thuyết về sự đứt gãy phía cung. Phần IV khám phá các yếu tố kìm hãm sự phát triển của khoa học và công nghệ hiện đại tại Trung Quốc, đồng thời điểm lại các giả thuyết hiện có khác về sự đứt gãy phía cung. Phần V sẽ trình bày tóm tắt và một số nhận định kết luận.
II. Bẫy cân bằng trình độ cao
Giả thuyết được chấp nhận rộng rãi nhất giải thích cho sự trì trệ của Trung Quốc ở giai đoạn sau là "bẫy cân bằng trình độ cao" (high-level equilibrium trap). Thuyết này do Mark Elvin đề xướng đầu tiên, sau đó được Anthony Tang, Khang Kiều (Kang Chao) và các tác giả khác diễn giải chi tiết hơn. Sau khi điểm lại hàng loạt thành tựu kinh tế và thể chế kinh trạng của Trung Quốc trước thế kỷ XIV, Elvin đã đưa ra những ví dụ và bằng chứng thuyết phục để bác bỏ các giả thuyết truyền thống vốn dùng để giải thích sự đình trệ trong sáng tạo kỹ thuật của Trung Quốc, chẳng hạn như thiếu hụt vốn, thị trường hạn hẹp, rủi ro chính trị hay sự thiếu vắng tinh thần khởi nghiệp. Ông lập luận rằng nguyên nhân cốt lõi nằm ở tỷ lệ giữa người và đất (tỷ lệ nhân văn/địa thổ) không thuận lợi. Có thể tóm lược giả thuyết của Elvin (với những hiệu đính từ Tang và Kiều) như sau:
Việc Trung Quốc sớm thiết lập được các thể chế "hiện đại" như kinh tế hộ gia đình, quyền sở hữu đất đai tư hữu hoàn toàn (fee-simple ownership) và hệ thống thị trường đã tạo ra những động lực hiệu quả cho việc đổi mới và phổ biến công nghệ. Nhờ đó, tốc độ phát triển khoa học kỹ thuật ban đầu của Trung Quốc nhanh hơn châu Âu rất nhiều. Tuy nhiên, tư tưởng ám ảnh của gia đình Trung Hoa về việc phải có người nối dõi tông đường đã khuyến khích việc kết hôn sớm và tỷ lệ sinh cao bất chấp điều kiện kinh tế ngày càng giảm sút, dẫn đến sự bùng nổ dân số nhanh chóng. Trong khi đó, khả năng tiếp tục mở rộng diện tích đất canh tác lại có hạn. Cuối cùng, Trung Quốc rơi vào trạng thái mà "mức sống chỉ dừng ở mức sinh tồn, dân số quá lớn so với nguồn lực, còn tiềm năng công nghệ đã bị khai thác triệt để đến mức bất kỳ sự gia tăng sản lượng nào cũng đòi hỏi mức tăng dân số và tiêu dùng vượt quá khả năng tăng trưởng của nguồn cung thực phẩm." Tỷ lệ người/đất tăng cao đồng nghĩa với việc nhân công ngày càng rẻ mạt, trong khi nguồn lực và vốn liếng lại trở nên đắt đỏ. Do đó, nhu cầu đối với các công nghệ tiết kiệm sức lao động cũng giảm dần.
Hơn nữa, tỷ lệ người/đất tăng cao cũng đồng nghĩa với việc thặng dư bình quân đầu người bị thu hẹp. Hệ quả là Trung Quốc không còn nguồn thặng dư để khai thác cho quá trình công nghiệp hóa bền vững. Dù đã chạm đến ngưỡng cửa của cuộc cách mạng công nghiệp vào thế kỷ XIV, nhưng "vào thời điểm đó dân số đã phát triển đến mức không còn nhu cầu cho các thiết bị tiết kiệm sức lao động nữa." Ngược lại, nhờ hệ thống phong kiến cha truyền con nối, châu Âu lại hưởng lợi từ tỷ lệ người/đất thuận lợi cùng một di sản là những tiềm năng kinh tế và công nghệ truyền thống chưa được khai thác hết. Dù sự phát triển khoa học kỹ thuật của châu Âu đi sau Trung Quốc trong thời kỳ tiền hiện đại, nhưng đến khi tích lũy đủ tri thức để chạm đến ngưỡng cửa cách mạng công nghiệp, họ "vẫn cảm thấy nhu cầu tiết kiệm sức lao động một cách cấp thiết" và có sẵn một nguồn thặng dư nông nghiệp dồi dào để làm "nguồn tài chính chính yếu cho công nghiệp hóa."
Mặc dù giả thuyết trên khá thú vị, song có nhiều lý do để chúng ta không nên xem mô hình này là lời giải thích xác đáng cho việc Trung Quốc thất bại trong việc khởi động một cuộc cách mạng công nghiệp toàn diện vào thế kỷ XIV. Trước hết, tôi sẽ xem xét những tác động của tỷ lệ người/đất đối với đổi mới công nghệ, sau đó sẽ thảo luận về vấn đề "cạn kiệt thặng dư nông nghiệp."
Giả định trung tâm ngầm định trong giả thuyết trên là tiềm năng nông nghiệp trong thời kỳ tiền hiện đại có giới hạn. Tuy nhiên, với một diện tích đất, lực lượng lao động và thể chế xã hội nhất định, tiềm năng nông nghiệp — dù ở thời hiện đại hay tiền hiện đại — đều là một hàm số của công nghệ. Nếu sự phát triển công nghệ không bị kìm hãm, thì "bẫy cân bằng" do tỷ lệ người/đất bất lợi sẽ không xuất hiện. Vì vậy, vấn đề mấu chốt là liệu sự thiếu vắng khả năng sáng tạo phát minh có phải là kết quả của việc tỷ lệ người/đất tăng cao hay không.
Đúng là cho đến thế kỷ XII, các phát minh tiết kiệm sức lao động như cày và các nông cụ khác vẫn xuất hiện liên tục, và sau đó thì rất ít công cụ loại này được phát minh thêm như Khang Kiều đã chỉ ra. Tuy nhiên, sự thay đổi trong định hướng phát minh không phải do tỷ lệ người/đất xấu đi như Kiều khẳng định. Như Biểu đồ 1 cho thấy, dân số Trung Quốc tăng cho đến khoảng năm 1200, giảm xuống đến khoảng năm 1400, và phục hồi về mức của năm 1200 vào khoảng năm 1500. Dân số đạt đỉnh mới vào khoảng năm 1600, lại sụp đổ vào khoảng năm 1650, và từ đó trở đi mới tăng trưởng liên tục. Do dân số giảm, diện tích canh tác bình quân đầu người ước tính vào cuối thế kỷ XIV thực tế cao hơn khoảng 50% so với cuối thế kỷ XI, và thậm chí cao hơn khoảng 10% so với cuối thế kỷ X (xem Bảng 1). Diện tích bình quân đầu người vào giữa thế kỷ XVII cũng cao hơn so với cuối thế kỷ XI. Nếu tỷ lệ người/đất là lời giải thích hợp lý cho sự bùng nổ các phát minh tiết kiệm lao động cho đến thế kỷ XII, thì tỷ lệ phát minh đó lẽ ra phải cao hơn nữa vào thế kỷ XIV, XV và một lần nữa vào giữa thế kỷ XVII.
Thêm vào đó, ngay cả khi lấy tỷ lệ người/đất vào đầu thế kỷ XX làm điểm thảo luận, khẳng định cho rằng "không còn nhu cầu cho các thiết bị tiết kiệm lao động" vẫn rất yếu hỏa. Do việc canh tác tăng vụ (hai vụ) phổ biến, tình trạng thiếu hụt lao động luôn tồn tại trong những mùa cao điểm, khi nông dân vừa phải thu hoạch vụ thứ nhất, vừa phải chuẩn bị đất và gieo cấy vụ thứ hai cùng lúc. Theo khảo sát của John Buck vào những năm 1920, tính trung bình trên toàn Trung Quốc, chỉ có một tháng rưỡi là nông dân rảnh rang việc đồng áng. Hầu hết khoảng thời gian này rơi vào tình trạng thất nghiệp mùa đông ở các vùng canh tác khô tại miền Bắc. Còn ở những vùng có hệ thống tưới tiêu tại miền Nam, hầu như không có khoảng thời gian nào trong năm mà các hộ nông dân không bận rộn với các hoạt động nông nghiệp. Do đó, tốc độ phát minh tiết kiệm lao động tương đối thấp sau thế kỷ XII không thể được giải thích bằng việc dân số đã tăng đến mức không còn nhu cầu cho các thiết bị đó như giả thuyết đã nêu.
Một lý do khác, được ngầm định trong giả thuyết trên và được Elvin cùng Tang nhấn mạnh, giải thích tại sao nhu cầu công nghệ bị kìm hãm là do nguồn thặng dư nông nghiệp "không thỏa đáng" phát sinh từ tỷ lệ người/đất bất lợi. Tuy nhiên, cách giải thích này gặp phải vài vấn đề. Thứ nhất, từ những thảo luận trước đó về biến động nhân khẩu học và diện tích canh tác bình quân đầu người, chúng ta có thể kết luận rằng, với trình độ công nghệ và thể chế xã hội sẵn có, thặng dư bình quân đầu người vào thế kỷ XIV và XV lẽ ra phải cao hơn thế kỷ XII, đặc biệt là sau thời kỳ hòa bình khởi đầu từ khi nhà Minh thành lập năm 1368. Thế nhưng, những gì chúng ta thấy lại là sự chững lại của các phát minh tiết kiệm lao động.
Thứ hai, ngay cả khi lấy thế kỷ XX làm mốc tham chiếu, khẳng định cho rằng tỷ lệ người/đất cao đã làm cạn kiệt thặng dư nông nghiệp (vốn là nguồn hình thành vốn) cũng không được các bằng chứng thực nghiệm ủng hộ. Theo ước tính của Carl Riskin, vào năm 1933, 31,2% tổng sản phẩm nội địa ròng của Trung Quốc khả dụng cho tiêu dùng "không thiết yếu". Những ước tính như vậy tất nhiên phụ thuộc vào cách định nghĩa "tiêu dùng thiết yếu" và "chi tiêu chính phủ thiết yếu". Tuy nhiên, phát hiện của Riskin chỉ ra rằng dòng thu nhập năm 1933 có thể cung cấp tỷ lệ đầu tư trên 11% thu nhập quốc dân — mức mà W. W. Rostow và các nhà kinh tế khác coi là ngưỡng để phát triển kinh tế bền vững. Hơn nữa, tỷ lệ thu nhập quốc dân trung bình được dùng cho tích lũy vốn trong giai đoạn kế hoạch 5 năm lần thứ nhất (1953-57) dưới chính quyền xã hội chủ nghĩa là 24,2%. Vào thời điểm đó, công nghệ nông nghiệp về cơ bản vẫn là truyền thống.
Từ những thảo luận trên, tôi nhận thấy rằng việc Cách mạng Công nghiệp không bùng nổ tại Trung Quốc vào thế kỷ XIV không thể quy kết cho sự thiếu hụt nhu cầu về công nghệ mới như giả thuyết "bẫy cân bằng trình độ cao" đã khẳng định.
III. Dân số, Khoa học và Phát minh
Với một lượng đầu vào nhất định, mọi đổi mới công nghệ đều phải mang lại sự gia tăng sản lượng. Chừng nào ham muốn vật chất của con người chưa được thỏa mãn, nhu cầu về các công nghệ mới, tốt hơn và tiết kiệm chi phí hơn sẽ luôn hiện hữu, mặc dù sự thay đổi về mức độ khan hiếm tương đối giữa lao động và đất đai trong một nền kinh tế có thể làm thay đổi các hình thái phát minh. Nếu sự thay đổi công nghệ không diễn ra, vấn đề không nằm ở sự thiếu hụt nhu cầu mà nằm ở sự đứt gãy từ phía cung. Do đó, để giải quyết nghịch lý Needham, chúng ta cần chuyển sự chú ý sang phía cung của công nghệ.
Người ta thường đồng nhất cuộc Cách mạng Công nghiệp ở Anh vào thế kỷ XVIII với việc cơ giới hóa ngành dệt, việc khai thác sắt và than đá, cũng như phát minh về động cơ hơi nước của Watt. Tuy nhiên, điểm thực sự khác biệt giữa Cách mạng Công nghiệp và các thời đại bùng nổ đổi mới khác trong lịch sử nhân loại — chẳng hạn như thời kỳ từ thế kỷ VIII đến thế kỷ XII tại Trung Quốc — chính là tốc độ đổi mới công nghệ duy trì ở mức cao và không ngừng tăng tốc. Vì vậy, vấn đề về việc Trung Quốc không khởi động được một cuộc cách mạng công nghiệp vào thế kỷ XIV không đơn thuần là câu hỏi tại sao Trung Quốc không tiến thêm một bước để cải tiến máy xe sợi gai dầu chạy bằng sức nước. Thay vào đó, câu hỏi đặt ra là tại sao tốc độ đổi mới công nghệ không tăng tốc sau thế kỷ XIV, bất chấp việc Trung Quốc đã có tỷ lệ đổi mới công nghệ rất cao trong giai đoạn trước đó.
Chìa khóa của câu hỏi này có thể nằm ở những phương thức khác nhau mà con người dùng để khám phá hoặc phát minh công nghệ mới. Giả thuyết mà tôi đề xuất như một lời giải thích khả dĩ cho nghịch lý Needham như sau: trong thời kỳ tiền hiện đại, phát minh công nghệ về cơ bản bắt nguồn từ kinh nghiệm; trong khi đó vào thời hiện đại, nó chủ yếu là kết quả của thực nghiệm kết hợp với khoa học. Trung Quốc sớm dẫn đầu về công nghệ vì trong quy trình phát minh dựa trên kinh nghiệm, quy mô dân số là một nhân tố quan trọng quyết định tốc độ phát minh. Trung Quốc tụt hậu so với phương Tây trong thời đại hiện nay vì Trung Quốc đã không thực hiện bước chuyển mình từ quy trình phát minh dựa trên kinh nghiệm sang quy trình đổi mới dựa trên thực nghiệm kết hợp với khoa học, trong khi châu Âu đã làm được điều đó thông qua cuộc cách mạng khoa học vào thế kỷ XVII.
Để củng cố giả thuyết trên, trước tiên tôi sẽ trình bày một mô hình ngẫu nhiên đơn giản về phát minh công nghệ theo phương pháp của Robert S. Evenson và Yoav Kislev, sau đó sẽ sử dụng mô hình này để phân tích sự phát triển lịch sử tại Trung Quốc và châu Âu.
A. Mô hình phát minh công nghệ
Người ta có thể định nghĩa công nghệ là một tập hợp các tri thức về cách thức kết hợp các yếu tố đầu vào để sản xuất ra một sản phẩm nhất định. Sản lượng ròng, tính theo giá trị, do một công nghệ nhất định tạo ra được định nghĩa là năng suất của công nghệ đó. Một công nghệ tốt hơn nghĩa là một công nghệ có năng suất cao hơn. Nguồn cung công nghệ đến từ hoạt động phát minh, vốn có thể được mô tả là quá trình "thử và sai" hoặc "may rủi" do các nhà phát minh tiềm năng thực hiện, bao gồm nông dân, nghệ nhân, thợ hàn chì và các nhà nghiên cứu trên đồng ruộng hoặc trong phòng thí nghiệm.
Mỗi lần thử nghiệm sẽ tạo ra một công nghệ với mức năng suất nhất định, được biểu diễn bằng một điểm nằm dưới đường cong phân phối phát minh (xem Hình 2A). Do đó, chúng ta có thể coi mỗi lần thử là một lần rút thăm ngẫu nhiên từ phân phối phát minh đó. Hình 2A mô tả các đặc điểm cơ bản của đường cong phân phối phát minh. Nếu một lần rút thăm tạo ra một công nghệ có năng suất cao hơn công nghệ hiện có, thì một công nghệ tốt hơn đã được phát minh. Người ta có thể đo lường xác suất phát minh ra một công nghệ tốt hơn thông qua một lần rút thăm ngẫu nhiên bằng phần diện tích gạch chéo trong Hình 2A. Việc áp dụng một công nghệ tốt hơn vào sản xuất được gọi là đổi mới công nghệ, quá trình này đòi hỏi thời gian và sự phổ biến. Để đơn giản hóa mô hình, tôi giả định rằng một khi công nghệ tốt hơn được phát minh, toàn bộ nền kinh tế sẽ áp dụng nó.
Giá trị trung bình và phương sai của hàm phân phối phát minh đối với một nhà phát minh phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có kho tàng tri thức khoa học và tài trí của nhà phát minh đó, các vật liệu sẵn có để phát minh, và môi trường vật lý xung quanh. Việc gia tăng kho tàng tri thức khoa học của nhà phát minh sẽ làm tăng giá trị trung bình trong hàm phân phối phát minh của người đó, được thể hiện trong Hình 2B bằng sự dịch chuyển sang phải của đường cong phân phối. Các nhà phát minh khác nhau có thể có các hàm phân phối phát minh khác nhau do sự khác biệt về kho tàng tri thức khoa học của họ. Vì vậy, với một trình độ công nghệ nhất định trong nền kinh tế, việc nâng cao tri thức khoa học của nhà phát minh sẽ cải thiện xác suất phát minh ra một công nghệ tốt hơn. Một nhà phát minh có ít tri thức khoa học vẫn có thể tạo ra những phát minh lớn, mặc dù xác suất của những sự kiện như vậy là rất thấp.
Cần lưu ý rằng bản thân tri thức khoa học cũng là kết quả của quá trình thử và sai trong nghiên cứu khoa học, vốn có thể được mô tả theo cách tương tự như phát minh công nghệ. Tuy nhiên, khoa học và công nghệ có một vài đặc điểm khác biệt. Tri thức công nghệ được sử dụng trực tiếp để sản xuất đầu ra, trong khi tri thức khoa học được sử dụng để đưa ra các giả thuyết có thể kiểm chứng về các đặc tính của thế giới vật lý, những tri thức này có thể thúc đẩy hoặc không thúc đẩy việc tạo ra công nghệ. Một nông dân lão luyện hoặc một nghệ nhân có thể khám phá ra công nghệ mới thông qua công việc thường nhật, trong khi những tiến bộ khoa học, đặc biệt là trong thời hiện đại, thường do các nhà khoa học thực hiện theo một phương pháp khoa học nghiêm ngặt. Phương pháp khoa học này có đặc điểm là sự "toán học hóa" các giả thuyết về tự nhiên kết hợp với việc thực nghiệm không ngừng nghỉ. Vì các nhà phát minh công nghệ phải tiếp nhận tri thức khoa học trước khi nó có thể tác động đến kết quả phát minh, nên luôn có một khoảng trễ về thời gian giữa tiến bộ khoa học và tiến bộ công nghệ.
Tài trí của nhà phát minh cũng ảnh hưởng đến hàm phân phối phát minh của người đó. Nghĩa là, nhà phát minh càng tài trí thì khả năng phát minh ra công nghệ tốt hơn càng lớn. Tuy nhiên, ở đây tôi giả định rằng sự phân bổ tài trí bẩm sinh là như nhau giữa các quốc gia và các thời đại. Sự thay đổi về vật liệu sẵn có cũng có thể làm thay đổi giá trị trung bình, và có lẽ cả phương sai, của hàm phân phối phát minh. Một ví dụ điển hình là bước tiến từ Thời kỳ Đồ đá sang Thời kỳ Đồ đồng, và sau đó là Thời kỳ Đồ sắt. Lấy ví dụ về chiếc cày, năng suất của một chiếc cày sắt nói chung cao hơn cày đồng, và cày đồng lại cao hơn cày đá.
Mô hình được sử dụng ở đây giả định rằng nguồn gốc của phát minh là quá trình thử và sai. Đối với cuộc thảo luận của chúng ta, việc phân biệt hai loại thử và sai là rất quan trọng: một loại dựa trên kinh nghiệm và loại kia dựa trên thực nghiệm. Thử và sai dựa trên kinh nghiệm đề cập đến các hoạt động tự phát mà một nông dân, nghệ nhân hoặc thợ hàn chì thực hiện trong quá trình sản xuất. Thử và sai dựa trên thực nghiệm đề cập đến các hoạt động có tính toán và chuyên sâu của một nhà phát minh với mục đích rõ ràng là phát minh ra công nghệ mới. Công nghệ mới có được từ kinh nghiệm hầu như không tốn chi phí, trong khi công nghệ có được qua thực nghiệm lại rất tốn kém. Tuy nhiên, trong một chu kỳ sản xuất, một nghệ nhân hoặc nông dân chỉ có thể có một lần thử, trong khi một nhà phát minh có thể thực hiện nhiều lần thử thông qua thực nghiệm. Vì phát minh dựa trên kinh nghiệm không tốn phí và là kết quả tự phát của sản xuất, nên các tính toán chi phí - lợi nhuận không xuất hiện trong loại hình này. Mặt khác, các cân nhắc kinh tế lại là nhân tố then chốt quyết định việc tiến hành phát minh dựa trên thực nghiệm.
Chúng ta có thể mở rộng mô hình trên theo nhiều hướng. Tuy nhiên, việc rút ra một vài hệ quả từ mô hình đơn giản này là đủ để gợi mở một góc nhìn mới về nghịch lý Needham: (1) Khả năng phát minh ra một công nghệ tốt hơn là một hàm số đồng biến với số lần thử. (2) Xác suất phát minh ra một công nghệ tốt hơn là một hàm số nghịch biến với năng suất cao nhất của các lần rút thăm trước đó — tức là trình độ công nghệ hiện hữu. (3) Việc gia tăng kho tàng tri thức khoa học và cải thiện chất lượng vật liệu sẵn có sẽ làm tăng khả năng tìm ra công nghệ tốt hơn của nhà phát minh.
B. Thay đổi công nghệ trong thời kỳ tiền hiện đại và hiện đại
Theo định nghĩa, đổi mới công nghệ là sự cải thiện về năng suất. Điểm khác biệt giữa đổi mới công nghệ trong thời đại hiện đại và thời kỳ tiền hiện đại chính là tốc độ đổi mới cao hơn ở thời hiện đại, vốn là hệ quả của sự chuyển dịch trong phương thức phát minh công nghệ. Mặc dù trong một số trường hợp, các phương pháp thực nghiệm có hệ thống đã được sử dụng từ thời tiền hiện đại, ví dụ như việc khám phá ra độ lệch từ tính ở Trung Quốc, nhưng quan điểm chung vẫn chấp nhận rằng phát minh công nghệ phần lớn bắt nguồn từ kinh nghiệm. Các nghệ nhân hoặc nông dân đã tạo ra các phát minh dưới dạng những sửa đổi nhỏ đối với công nghệ hiện có, nhờ vào kinh nghiệm có được từ quá trình sản xuất. Phương pháp thực nghiệm chỉ trở thành cách thức chủ đạo để tìm kiếm tri thức mới sau cuộc cách mạng khoa học vào thế kỷ XVII. Việc sử dụng khoa học để dẫn dắt thực nghiệm thậm chí còn xuất hiện muộn hơn.
Hệ quả thứ nhất từ mô hình trên dự báo rằng, khi kinh nghiệm là nguồn lực chính của phát minh công nghệ, quy mô dân số trong một nền kinh tế là một nhân tố quan trọng quyết định tốc độ phát minh và trình độ công nghệ của nền kinh tế đó. Dân số lớn hơn đồng nghĩa với việc có nhiều nông dân hơn, nhiều nghệ nhân hơn, nhiều thợ hàn chì hơn, v.v., và do đó sẽ có nhiều lần thử và sai hơn. Hơn nữa, với giả định rằng trình độ và sự phân bổ tài trí bẩm sinh có xu hướng giống nhau về mặt thống kê giữa các quần thể lớn và nhỏ, một nền dân số lớn hơn đồng nghĩa với việc nền kinh tế đó sẽ có một đội ngũ những người tài năng đông đảo hơn. Từ mô hình mô tả ở Phần A, chúng ta có thể kết luận rằng trong thời kỳ tiền hiện đại, một nền dân số lớn đã đóng góp tích cực (xét theo xác suất) vào trình độ công nghệ và tốc độ phát minh công nghệ trong điều kiện các yếu tố khác không đổi. Điều này có thể giải thích tại sao các nền văn minh lớn thời cổ đại đều nằm ở Lưỡng Hà, Ai Cập và Ấn Độ, nơi các thung lũng sông màu mỡ thuận lợi cho nông nghiệp và có thể nuôi sống một lượng dân số lớn.
Văn minh Trung Hoa bắt nguồn từ cao nguyên Hoàng Thổ ở Tây Bắc Trung Quốc, muộn hơn các nền văn minh lưu vực sông lớn kể trên. Trong thời kỳ Tiền Hán và Hậu Hán (206 TCN – 220 SCN), dân số Trung Quốc tập trung ở đồng bằng Hoa Bắc và phía Tây các hẻm núi của sông Hoàng Hà. Các loại ngũ cốc chính là kê, nhưng lúa mì, lúa mạch và lúa gạo cũng được canh tác. Trong thế kỷ IV và V SCN, người định cư Trung Hoa bắt đầu di cư với số lượng lớn vào lưu vực sông Dương Tử. Ban đầu, phương thức canh tác rất thô sơ, chủ yếu là phát nương làm rẫy. Khi có nhiều người di chuyển xuống phía Nam, việc canh tác trở nên ổn định và canh tác lúa nước bắt đầu chiếm ưu thế. Hình thái nông nghiệp Trung Hoa được thực hành cho đến tận thời hiện đại về cơ bản đã được thiết lập từ thời nhà Tống (960–1279).
Hình 1 cho thấy Trung Quốc có dân số gấp đôi châu Âu cho đến khoảng năm 1300. Mô hình phát minh đã đề cập dự báo rằng, với kinh nghiệm là nguồn gốc chính của phát minh công nghệ, Trung Quốc có xác suất khám phá ra công nghệ mới cao hơn châu Âu. Từ thế kỷ VIII đến thế kỷ XII, sự bùng nổ các phát minh tại Trung Quốc có lẽ một phần do sự gia tăng dân số và một phần do sự dịch chuyển dân cư từ phương Bắc xuống phương Nam. Đi kèm với sự dịch chuyển này là quá trình chuyển đổi từ cây trồng cạn sang lúa nước, vốn mang lại năng suất cao hơn nhiều so với cây trồng cạn nếu có công nghệ phù hợp. Tuy nhiên, với công nghệ canh tác đất khô nguyên bản, năng suất lúa vẫn thấp hơn nhiều so với tiềm năng. Sự thay đổi về loại cây trồng này tương đương với một sự dịch chuyển sang phải của hàm phân phối phát minh phát sinh từ việc thay đổi vật liệu sẵn có cho các nhà phát minh. Do đó, đã có một sự bùng nổ công nghệ liên quan đến canh tác lúa, bao gồm các công cụ mới, các hệ thống luân canh mới và hàng trăm loại giống mới. Nhiều đổi mới công nghệ khác trong giai đoạn này, chẳng hạn như vận tải đường thủy mà Elvin đã tư liệu hóa rất tốt trong cuốn sách nổi tiếng của mình, cũng có thể được giải thích theo cùng một logic này.
Các quan điểm truyền thống thường lập luận rằng những thành tựu của Trung Quốc thời cổ đại là nhờ việc sớm thiết lập được các thể chế kinh tế - xã hội "hiện đại", bao gồm quốc gia dân tộc thống nhất, kinh tế hộ gia đình, sự di cư tự do của lao động, v.v., những yếu tố lẽ ra phải tạo điều kiện cho công nghệ được phổ biến nhanh chóng hơn sau khi được phát minh. Tuy nhiên, xét đến việc các phát minh công nghệ trong thời kỳ tiền hiện đại về cơ bản dựa trên kinh nghiệm và độc lập với các tính toán kinh tế, thì tác động của các thể chế kinh tế - xã hội đối với phát minh công nghệ nhiều nhất cũng chỉ là gián tiếp, dựa trên khả năng là việc phổ biến nhanh chóng các công nghệ tốt hơn có thể đã giúp nền kinh tế nuôi sống một lượng dân số lớn hơn so với bình thường.
Sau khi dân số sụt giảm trong các thế kỷ XII đến XIV, dân số Trung Quốc bắt đầu tăng trưởng theo cấp số nhân, ngoại trừ giai đoạn ngắn từ năm 1600 đến 1650. Theo hệ quả thứ nhất của mô hình phát minh, dân số lớn hơn đồng nghĩa với việc có nhiều lần thử và sai hơn, và do đó có nhiều phát minh hơn. Tuy nhiên, hệ quả thứ hai dự báo rằng, với một đường cong phân phối phát minh nhất định, lợi ích biên đối với xác suất phát minh từ một nền dân số lớn hơn cuối cùng sẽ giảm dần. Thực tế của Trung Quốc sau thế kỷ XIV dường như ủng hộ hệ quả thứ hai này. Sau sự bùng nổ phát minh công nghệ từ thế kỷ VIII đến thế kỷ XII, trình độ công nghệ đã dịch chuyển dần về phía cực bên phải của đường cong phân phối phát minh dựa trên kinh nghiệm. Việc phát minh vẫn khả thi và trên thực tế vẫn tiếp tục xuất hiện, nhưng xác suất xảy ra những đột phá lớn ngày càng nhỏ đi. Hầu hết các phát minh đều mang hình thức của những sửa đổi nhỏ. Thay đổi công nghệ đã không thể khôi phục lại tốc độ cao hơn cho đến khi có một sự dịch chuyển sang phải của đường cong phân phối phát minh, điều chỉ có thể thực hiện được bằng cách áp dụng vật lý học Galileo-Newton, di truyền học Mendel cùng các ngành khoa học đương đại về sinh học, hóa học, thực vật, động vật và thổ nhưỡng.
Trong giai đoạn phát minh công nghệ dựa trên kinh nghiệm, châu Âu ở thế bất lợi tương đối do dân số ít hơn — dân số ít hơn nghĩa là số lần thử nghiệm ít hơn. Tuy nhiên, bất lợi này đã được hóa giải bằng việc chuyển sang phương thức phát minh công nghệ dựa trên thực nghiệm và sự tích hợp chặt chẽ hơn giữa khoa học và công nghệ nảy sinh từ cuộc cách mạng khoa học vào thế kỷ XVII.
Tất nhiên, như đã đề cập ở trên, phương pháp thực nghiệm đã được sử dụng để phát minh công nghệ ngay cả từ thời cổ đại. Tuy nhiên, việc phổ biến thực nghiệm như một công cụ để phát minh công nghệ mới là một hiện tượng chỉ xuất hiện sau cuộc cách mạng khoa học. Phương pháp thực nghiệm đã xóa bỏ những rào cản về quy mô dân số đối với phát minh công nghệ. Số lượng các lần thử nghiệm mà một nhà phát minh có thể thực hiện trong phòng thí nghiệm trong vòng một năm có thể nhiều bằng số lần hàng nghìn nông dân hay nghệ nhân thực hiện trong cả cuộc đời họ. Tuy nhiên, nếu chỉ áp dụng các phương pháp thực nghiệm, kết quả sẽ chỉ là một đợt bùng nổ phát minh công nghệ duy nhất, giống như tại Trung Quốc từ thế kỷ VIII đến thế kỷ XII. Chẳng bao lâu sau đó, châu Âu sẽ phải đối mặt với sự cạn kiệt dần dần các tiềm năng phát minh và sự chậm lại của tốc độ đổi mới, giống như Trung Quốc đã trải qua sau thế kỷ XIV. Vì thế, quan trọng hơn việc phổ biến phương pháp thực nghiệm chính là sự dịch chuyển liên tục sang phải của hàm phân phối phát minh thông qua việc tích hợp ngày càng sâu rộng giữa khoa học và công nghệ.
Cũng như trong bất kỳ xã hội nào, khoa học và công nghệ tại châu Âu ban đầu tách biệt và khác biệt: khoa học được xem là triết học, trong khi công nghệ là thực hành của các nghệ nhân. Các nhà khoa học không có hứng thú hoặc xu hướng quan tâm đến các vấn đề công nghệ, và các bước phát triển công nghệ chủ yếu là kết quả lao động miệt mài của những nghệ nhân không biết chữ. Chỉ đến thời của Galileo, "các ngành khoa học liên quan đến công nghệ thực dụng mới tìm được những người phát ngôn có khả năng thu hút sự chú ý và giành được sự tôn trọng". Ban đầu, đóng góp của khoa học đối với công nghệ còn rời rạc; thực tế, việc liệu khoa học có phải là nhân tố đóng góp chính cho Cách mạng Công nghiệp vào thế kỷ XVIII hay không vẫn còn là chủ đề gây tranh cãi. Tuy nhiên, ít nhất là đến giữa thế kỷ XIX, khoa học đã bắt đầu đóng vai trò quan trọng trong phát minh công nghệ. Sự tăng tốc bền vững trong tốc độ đổi mới công nghệ — đặc điểm chính của tăng trưởng kinh tế hiện đại — chỉ có thể đạt được nhờ vào sự dịch chuyển liên tục sang phải của đường cong phát minh do sự tiến bộ không ngừng của khoa học mang lại. Needham đã tìm thấy bằng chứng cho thấy Trung Quốc chỉ bắt đầu mất vị thế trước châu Âu trong cuộc đua công nghệ sau khi cuộc cách mạng khoa học đã diễn ra ở châu Âu.
IV. Tại sao Cách mạng Khoa học không diễn ra tại Trung Quốc
Mọi cuộc thảo luận về nghịch lý Needham đều sẽ thiếu sót nếu không giải thích được lý do tại sao khoa học hiện đại đã không nảy sinh tại Trung Quốc. Như đã nêu ở trên, về bản chất, khoa học là một hệ thống tri thức có hệ thống về tự nhiên, được mở rộng thông qua một cơ chế tương tự như phát minh công nghệ, đó là quá trình thử và sai. Quy mô dân số lớn đã mang lại cho Trung Quốc một lợi thế tương đối trong việc phát triển khoa học thời tiền hiện đại. Tuy nhiên, kể từ khi cách mạng khoa học xuất hiện, các khám phá khoa học chủ yếu được thực hiện bằng một phương pháp mới và hiệu quả hơn, đó là sự kết hợp của hai yếu tố: (a) toán học hóa các giả thuyết về tự nhiên, và (b) sử dụng các thực nghiệm có kiểm soát hoặc các bài kiểm tra có thể tái lập để kiểm chứng tính đúng đắn của các giả thuyết đó. Về mặt lịch sử, người Trung Quốc không hề bài trừ phương pháp thực nghiệm. Trên thực tế, vào thời cổ đại, họ đã tiến hành nhiều cuộc thực nghiệm có hệ thống hơn cả người Hy Lạp hay người châu Âu thời trung cổ. Vậy câu hỏi đặt ra là: Tại sao trong số rất nhiều thiên tài từ nguồn dân số đông đảo của Trung Quốc, với những lợi thế từ những thành tựu rực rỡ thuở ban đầu, lại không có ai thực hiện bước chuyển mình sang phương pháp luận mới vào các thế kỷ XIV, XV, XVII hay XVIII? Chìa khóa của vấn đề này nằm ở các yếu tố khác nhau đã kìm hãm sự phát triển của khoa học hiện đại tại Trung Quốc.
Nhiều nghiên cứu đáng kể, bao gồm cả các công trình của chính Needham, đã cố gắng xác định những yếu tố kìm hãm trong các thể chế chính trị - kinh tế của Trung Quốc. Việc khảo sát toàn bộ các giả thuyết hiện có nằm ngoài phạm vi của bài viết này; tôi sẽ chỉ bình luận về hai trong số đó. Lời giải thích của Needham cho rằng Trung Quốc có một "hệ thống quan liêu" nảy sinh từ nhu cầu duy trì mạng lưới hệ thống thủy lợi khổng lồ, trong khi châu Âu lại theo chế độ "phong kiến quý tộc" – vốn là môi trường thuận lợi hơn cho sự trỗi dậy của giai cấp thương nhân. Khi tầng lớp quý tộc suy yếu, nó đã khai sinh ra chủ nghĩa tư bản và khoa học hiện đại. Hệ thống quan liêu ở Trung Quốc ban đầu vốn thuận lợi cho sự phát triển của khoa học, nhưng sau đó nó lại kìm hãm sự xuất hiện của các giá trị trọng thương. Do đó, hệ thống này "không có khả năng dung hợp các kỹ thuật của tầng lớp nghệ nhân bậc cao với các phương pháp lập luận toán học và logic mà giới học giả đã xây dựng; vì vậy, bước chuyển từ giai đoạn Da Vinci sang giai đoạn Galileo trong sự phát triển của khoa học tự nhiên hiện đại đã không được thực hiện, và có lẽ là không thể thực hiện được."
Cùng một mạch tư duy đó, dù nhấn mạnh vào các khía cạnh khác nhau, Văn Viễn Tiền (Wen-yuan Qian) và các tác giả khác lập luận rằng chính sự thống nhất về tư tưởng và đế chế đã ngăn cản sự phát triển của khoa học hiện đại tại Trung Quốc. Theo quan điểm của họ, sự thiếu khoan dung là đặc điểm chung của mọi xã hội tiền hiện đại. Tuy nhiên, tại châu Âu, những cuộc cạnh tranh giữa giáo hội và nhà nước, giữa các giáo phái với nhau, và giữa các quốc gia đã khiến sự kháng cự đối với các ý tưởng cơ bản mới trở nên kém hiệu quả hơn. Do đó, sự tồn tại của một tập hợp các quốc gia ít nhiều độc lập tại châu Âu đã tạo ra những điều kiện thuận lợi cho sự phát triển khoa học. Ngược lại, Trung Quốc bị cai trị bởi một hệ thống tư tưởng thống trị duy nhất được hậu thuẫn bởi quyền lực chính trị tuyệt đối, nơi không cho phép bất kỳ cuộc tranh luận công khai thực thụ nào. Hệ quả là, mặc dù "người Trung Quốc vốn có tư duy đổi mới trong các kỹ năng cơ khí và công nghệ, nhưng những rào cản chính trị - tư tưởng của Trung Quốc truyền thống đã ngăn cản họ đóng góp trực tiếp vào cơ sở hạ tầng lý thuyết và nền tảng phương pháp luận của khoa học hiện đại."
Những lời giải thích trên đã giúp chúng ta hiểu rõ vấn đề hơn ở một vài khía cạnh. Tuy nhiên, sự phân biệt đối xử đối với thương nhân và nghệ nhân ở Trung Quốc cổ đại có lẽ không nghiêm trọng như những gì Needham đã mô tả. Theo định nghĩa pháp lý, Trung Quốc truyền thống vừa là một nhà nước Nho giáo vừa là một nhà nước "trọng nông"; thương nhân là tầng lớp xã hội thấp nhất trong hệ thống tứ dân. Thế nhưng, giữa văn bản pháp luật và thực tế xã hội luôn có một khoảng cách. Các dữ liệu lịch sử tiết lộ rằng những thương nhân, người cho vay nặng lãi và các nhà công nghiệp thành đạt thời Tiền Hán (206 TCN – 8 SCN) được các vương hầu và hầu tước đối xử gần như ngang hàng về mặt xã hội. Đến thời trung cổ, các tổ chức tài chính và kinh doanh lớn đã xuất hiện và hưng thịnh tại Trung Quốc, phần lớn trong số đó thuộc sở hữu của các gia đình sĩ tộc. Do đó, những thanh niên không hứng thú với sách đèn nhưng có tính cách ưa mạo hiểm hoàn toàn có thể tìm thấy những lối thoát được xã hội chấp nhận trong thương mại. Hơn nữa, dưới thời Minh - Thanh, các đạo luật phân biệt đối xử cấm thương nhân đi thi khoa cử đã chính thức bị bãi bỏ. Sau năm 1451, cánh cửa mua quan bán tước, thậm chí cả học vị, đã được mở ra. Nhờ đó, tiền bạc có thể được chuyển đổi trực tiếp thành địa vị và trở thành một trong những yếu tố quyết định thứ bậc xã hội.
Cũng đúng là thông qua các kỳ khoa cử, Trung Quốc đã có thể áp đặt một hệ tư tưởng nhà nước một cách hiệu quả như Tiền đã lập luận. Tuy nhiên, Tiền có lẽ đã nhấn mạnh quá mức những tác động kìm kẹp của sự thống nhất tư tưởng và chính trị đối với khả năng sáng tạo trí tuệ. Một ví dụ phản bác lại khẳng định của Tiền chính là sự thách thức của Vương Dương Minh (1472-1529) đối với triết học truyền thống và trật tự xã hội. Học thuyết của Vương Dương Minh nhấn mạnh vào "lương tri", quyền bình đẳng tự thân của mọi người và sự thống nhất giữa tri và hành (tri hành hợp nhất) – tất cả đều tương phản sắc nét với triết học Tống Nho chính thống vốn đề cao sự bảo thủ học thuật và duy trì nguyên trạng xã hội. Học thuyết của ông đã khởi xướng một phong trào xã hội mạnh mẽ; vô số môn đệ và những người ngưỡng mộ ông đã thành lập hàng trăm thư viện tư nhân (shuyuan) để truyền bá triết lý này. Mặc dù triều đình nhà Minh đã cấm đoán học thuyết của ông vào các năm 1537, 1579 và 1625, các môn đồ của Vương Dương Minh vẫn có thể duy trì phong trào và để lại dấu ấn vĩnh cửu trong hệ thống giáo dục quốc gia. Phải thừa nhận rằng môi trường chính trị không mấy thuận lợi cho tư duy phi chính thống. Tuy nhiên, nếu một triết lý mang tính cách mạng như của Vương Dương Minh còn có thể nảy sinh và bén rễ, thì những tác động của sự cứng nhắc về tư tưởng đối với sáng tạo trí tuệ tại Trung Quốc tiền hiện đại chắc chắn không thể mang tính kìm hãm tuyệt đối như Tiền tin tưởng. Các phong trào cách mạng thường phải nảy sinh trong những bối cảnh không mấy thuận lợi cho sự tồn tại của chúng. Copernicus, Kepler, Galileo và những người tiên phong khác của cuộc cách mạng khoa học ở châu Âu cũng đã phải đấu tranh với những học giả kinh viện luôn duy trì giáo điều về uy quyền và sự toàn năng của các tác phẩm kinh điển, thậm chí họ còn phải mạo hiểm mạng sống trước các tòa án tôn giáo. Trên thực tế, có thể những người tiên phong của cuộc cách mạng khoa học ở Trung Quốc tiền hiện đại đã phải đấu tranh gian khổ hơn những người cùng thời ở châu Âu để có được sự công nhận và chấp nhận của xã hội, do các yếu tố mà Needham, Tiền và những người khác đã chỉ ra; tuy nhiên, cũng cần công bằng khi nói rằng uy quyền chính trị - tư tưởng ở Trung Quốc tiền hiện đại không phải là tuyệt đối và hệ thống của Trung Quốc tự thân nó không loại trừ khả năng các thiên tài thực hiện được những đột phá mang tính cách mạng.
Tôi đồng ý với Needham, Tiền và những người khác rằng việc Trung Quốc không thể thực hiện bước chuyển từ khoa học tiền hiện đại sang khoa học hiện đại có lẽ liên quan đến hệ thống chính trị - xã hội của quốc gia này. Tuy nhiên, mấu chốt của vấn đề không hẳn là hệ thống này ngăn cấm sự sáng tạo trí tuệ như họ lập luận, mà là cấu trúc khuyến khích của hệ thống đã điều hướng tầng lớp trí thức rời xa các nỗ lực khoa học, đặc biệt là rời xa việc toán học hóa các giả thuyết về tự nhiên và thực nghiệm có kiểm soát.
Vào thời tiền hiện đại, nhiều phát hiện khoa học được các thiên tài thực hiện một cách tự phát nhờ vào sự nhạy bén bẩm sinh trong quan sát tự nhiên. Tài trí cá nhân tất nhiên đóng vai trò quan trọng đối với tiến trình của khoa học hiện đại. Tuy nhiên, sự tiến bộ của khoa học hiện đại ngay từ khi sơ khai đã dựa vào việc hệ thống hóa bằng toán học các giả thuyết về vũ trụ bên ngoài và vào các bài kiểm tra bằng thực nghiệm có kiểm soát. Để hoàn thành được điều này, một nhà khoa học phải có những kiến thức cập nhật về vũ trụ, cũng như được đào tạo về toán học trừu tượng và các phương pháp thực nghiệm có kiểm soát. Kiến thức và sự đào tạo này mang lại cho các nhà khoa học một kho tàng vốn nhân lực tích lũy để từ đó quan sát tự nhiên và xác định những gì có thể bổ sung cho khoa học thông qua quan sát thực tế và thực nghiệm. Một nền dân số lớn hơn đồng nghĩa với việc có nhiều thiên tài hơn, và do đó, trong thời kỳ tiền hiện đại, xét theo xác suất, nó hàm ý rằng sẽ có nhiều thành tựu khoa học tiền hiện đại hơn. Tuy nhiên, ngay cả khi một xã hội có thể có rất nhiều thiên tài, nếu thiếu đi vốn nhân lực tích lũy cần thiết, xã hội đó sẽ không thể khởi động một cuộc cách mạng khoa học. Loại vốn nhân lực đặc biệt này – một điều kiện tiên quyết để gia nhập "câu lạc bộ" khoa học hiện đại – vốn rất tốn kém và mất nhiều thời gian để tích lũy.
Vì nhiều lý do nằm sâu trong di sản lịch sử và chính trị của Trung Quốc, những người tài năng ở Trung Quốc cổ đại có ít động lực hơn những người cùng thời ở phương Tây trong việc tích lũy vốn nhân lực cần thiết cho nghiên cứu khoa học "hiện đại". Ở phương Tây, các quốc gia được cai trị bởi những quý tộc phong kiến cha truyền con nối. Tại Trung Quốc, sau khi nhà Tần thống nhất năm 221 TCN, nhà nước được điều hành bởi tầng lớp quan liêu. Chế độ khoa cử được thiết lập từ thời nhà Tùy (589-617), và sau thời nhà Tống (960-1275), tất cả quan lại đều được tuyển chọn thông qua các kỳ thi khoa cử cạnh tranh. Tham chính là nghề nghiệp vinh hiển nhất và theo mọi nghĩa là đáng giá nhất ở Trung Quốc tiền hiện đại. Do đó, xã hội Trung Quốc truyền thống coi việc bước chân vào bộ máy quan liêu cai trị là mục tiêu cuối cùng của sự thăng tiến xã hội. Lẽ tự nhiên, những người tài năng bị thu hút vào những công việc này, và họ có thừa động lực để đầu tư thời gian cũng như nguồn lực vào việc tích lũy vốn nhân lực cần thiết để vượt qua các kỳ thi. Những nội dung đọc cơ bản cho kỳ thi mà học sinh phải học thuộc lòng là các kinh điển Nho giáo, với tổng cộng 431.286 chữ. Điều đó đòi hỏi 6 năm ghi nhớ với tốc độ 200 chữ mỗi ngày. Sau khi thuộc lòng kinh điển, học sinh phải đọc các bản chú giải có độ dài gấp vài lần văn bản gốc và phải quét kỹ các tác phẩm triết học, lịch sử và văn học khác để làm nền tảng viết thơ và tiểu luận trong kỳ thi. Do chương trình thi cử được quy định cực kỳ nghiêm ngặt, hầu hết mọi người, bao gồm cả phần lớn các thiên tài của xã hội, sẽ không có động lực để dành thời gian và nguồn lực trước khi thi đỗ cho loại vốn nhân lực cần thiết cho nghiên cứu khoa học. Hơn nữa, một khi đã thi đỗ, họ sẽ bị cuốn vào những đòi hỏi của chốn quan trường và việc leo lên các bậc thang danh vọng, do đó phần lớn vẫn không có thời gian hay động lực để tích lũy những loại vốn nhân lực đó.
Thời kỳ tiền hiện đại, dân số Trung Quốc lớn hơn châu Âu. Điều này chỉ ra rằng Trung Quốc có nhiều thiên tài hơn châu Âu trong thời kỳ này. Tuy nhiên, do hệ thống khuyến khích được tạo ra bởi hình thức thi cử khoa cử và quan trường đặc thù, số người tài năng ở Trung Quốc quan tâm đến việc tích lũy vốn nhân lực thiết yếu cho cách mạng khoa học ít hơn so với ở châu Âu. Vì vậy, bất chấp những dẫn đầu sớm về thành tựu khoa học, Trung Quốc đã thất bại trong việc tạo ra một cuộc cách mạng khoa học nội sinh.
V. Kết luận
Trong bài viết này, tôi nỗ lực đề xuất một giả thuyết nhằm giải mã câu đố: Vì sao khoa học và công nghệ Trung Hoa từng vượt xa các nền văn minh khác trong lịch sử, nhưng lại tụt hậu trong thời kỳ hiện đại? Có thể nhiều nguyên nhân cùng góp phần tạo nên hiện tượng nghịch lý này. Tôi trình bày ở đây một giả thuyết tinh gọn dựa trên một vài nhân tố then chốt mà phần lớn các học giả nghiên cứu lịch sử Trung Hoa cũng như lịch sử kinh tế so sánh thường bỏ qua.
Vào thời tiền hiện đại, đa số các phát minh kỹ thuật nảy sinh từ kinh nghiệm thực tiễn của nghệ nhân và nông dân; trong khi đó, những phát kiến khoa học lại xuất hiện một cách tự phát nhờ tài trí nhạy bén bẩm sinh của một vài thiên tài khi quan sát thiên nhiên. Bước sang thời hiện đại, phát minh công nghệ chủ yếu là thành quả của sự kết hợp giữa thực nghiệm và khoa học. Các khám phá khoa học giờ đây chủ yếu dựa vào kỹ thuật xây dựng các giả thuyết và mô hình toán học về tự nhiên, rồi kiểm chứng chúng thông qua các thực nghiệm có kiểm soát hoặc các phép thử có thể tái lập. Những công việc này đòi hỏi các nhà khoa học được đào tạo chuyên sâu thực hiện mới đảm bảo tính tin cậy.
Theo mô hình phát minh kỹ thuật và phát kiến khoa học tiền hiện đại, một xã hội có quy mô dân số càng lớn thì số lượng nghệ nhân, nông dân giàu kinh nghiệm và các bậc thiên tài càng đông đảo. Do đó, trong điều kiện các yếu tố khác không đổi, một xã hội quy mô lớn sẽ có khả năng đạt được nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật hơn. Nhờ quy mô dân số lớn, Trung Quốc sở hữu những lợi thế so sánh trong thời kỳ tiền hiện đại. Thế nhưng, quốc gia này lại tụt hậu so với phương Tây trong thời đại hiện nay vì các phát minh kỹ thuật tại Trung Quốc vẫn tiếp tục dựa dẫm vào sự ngẫu nhiên và kinh nghiệm thực tiễn, trong khi châu Âu đã chuyển mình sang phương thức thực nghiệm có kế hoạch kết hợp với khoa học thông qua cuộc cách mạng khoa học thế kỷ XVII. Tôi cho rằng nguyên nhân khiến Trung Quốc lỡ nhịp với cuộc cách mạng khoa học nằm ở nội dung các kỳ thi khoa cử và tiêu chí bổ dụng quan lại. Chính hệ thống này đã hướng tầng lớp trí thức rời xa việc đầu tư vào nguồn vốn nhân lực thiết yếu cho nghiên cứu khoa học hiện đại. Hệ quả là, khả năng chuyển đổi từ khoa học sơ khai sang khoa học hiện đại đã bị thu hẹp đáng kể.
Nếu giả thuyết trên có giá trị, chúng ta có thể rút ra một số hàm ý chính sách cho phát triển kinh tế như sau. Ở thời tiền hiện đại, quy mô dân số lớn tiềm ẩn lợi thế cho tăng trưởng kinh tế, vì dân số đông dễ đóng góp vào tỷ lệ đổi mới kỹ thuật và phát kiến khoa học cao hơn. Ngay cả trong thời đại ngày nay, những phát minh dựa trên kinh nghiệm vẫn đóng vai trò là nguồn lực quan trọng cho sự thay đổi công nghệ, đặc biệt là đối với những cải tiến nhỏ từ các công nghệ sẵn có. Tuy nhiên, nếu một lực lượng dân số đông đảo lại thiếu hụt nguồn vốn nhân lực cần thiết để thực hiện các nghiên cứu và thực nghiệm khoa học hiện đại, thì nền kinh tế đó khó lòng đóng góp vào những phát minh và phát kiến khoa học hiện đại.
Đối với một quốc gia đang phát triển trong thời đại hiện nay, họ chắc chắn có thể nhập khẩu nhiều công nghệ từ các nước phát triển với chi phí thấp hơn nhiều so với việc tự nghiên cứu độc lập. Dẫu vậy, nhiều nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng sự thành bại của việc chuyển giao công nghệ phụ thuộc cốt yếu vào năng lực nội địa trong việc thực hiện các đổi mới mang tính thích nghi dựa trên công nghệ nhập khẩu; mà năng lực này lại phụ thuộc vào khả năng nghiên cứu khoa học của chính quốc gia đó. Vì vậy, trong thời đại hiện nay, quy mô dân số lớn không còn là một ưu thế mặc định cho phát triển kinh tế. Điều quan trọng hơn quy mô dân số chính là nền giáo dục chú trọng vào các chương trình đào tạo hiện đại.
***
Lin, J. Y. (1995).
The Needham Puzzle: Why the Industrial Revolution Did Not Originate in China.
Economic Development and Cultural Change, 43(2), 269–292.
http://www.jstor.org/stable/1154499