隨著奴隸制經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，西周時期的科學(xué)文化比殷商時代有著更新的積累和發(fā)展。這方面表現(xiàn)最為突出的是天文、歷法、數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)，以及政治、哲學(xué)、歷史、文學(xué)、藝術(shù)等等方面。從思想史角度看，《周易》、《詩經(jīng)》等經(jīng)典文獻(xiàn)跟上述科學(xué)文化的諸方面都有密切的關(guān)系。
　?、偬煳暮蜌v法　　中國科學(xué)院紫金山天文臺研究員趙定理曾提出：“《易》的源頭，本為古歷法所得到的自然規(guī)律。經(jīng)古人提煉，抽象為太極、陰陽、八卦學(xué)說。然后，又法自然之規(guī)律，用來推演萬物、萬事，并用來占筮。”②就以八卦源于古天文為例。首先說空間概念?？?，即宇宙大自然的本體，是三維的真實(shí)空間。宇宙本體以八尺圓球表示，觀測者所在的地平面是一個基準(zhǔn)面，它在渾儀上乃是地平面，或日地平圈。它是過中心的一個大圓，大圓的中心是觀測者立足之點(diǎn)，也是渾儀的中心。在地平圈內(nèi)的方向，也即地面的南北東西方向，用下述方法確定；冬至正午的日影方向?yàn)楸?，夏至為南，其中分點(diǎn)為東、西。再兩分東、西、南、北，便得到地面上的八方。八方配八卦，便得到地面上的八卦方位。地球是近球形的橢球體，本無方向可言。設(shè)立方向，其源出于地平面的方向；而地平面的方向，其源又出于天文。據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，六千年前的古人就已經(jīng)知道立竿測影定向的方法。其具體事實(shí)為：一是古人的棺材皆南北放；一是古人窯洞門都是朝南開。由八卦方位之設(shè)，可知八卦源于古天文。其次說時間概念。《周髀算經(jīng)》載：“日復(fù)日為一日”、“日與月合為一月”、“日復(fù)星為一歲”。其意思是說，以地平面為準(zhǔn)，太陽今日升出地平面與昨日升出地平面的時間間隔為一日；太陽與月亮兩次方向重合的時間間隔為一月；太陽與恒星兩次重合的方向?yàn)橐荒?。年、月、日時間單位，實(shí)際上已用于現(xiàn)今天文學(xué)所說的地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期，以及月亮繞地球轉(zhuǎn)動的周期。古今說法的不同，在于古人以地面觀測者為中心，現(xiàn)今天文學(xué)以太陽為中心。古人說動天地靜，今人說地球有自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，其實(shí)質(zhì)反映兩種坐標(biāo)系觀測同一天象的差別。易卦中離不開時間，如十二月消息卦等用法。時間概念來自天文，所以說易卦來自古天文。
　　西周時代之所以能產(chǎn)生《周易》，這跟當(dāng)時天文歷法研究有很大關(guān)系。“觀象授時”是我國古代天文學(xué)的傳統(tǒng)，西周繼承了這一傳統(tǒng)并大為發(fā)展。在河南登封縣告成鎮(zhèn)的中岳嵩山之陽，至今還屹立著一座巍峨宏偉的觀星臺，這就是著名的“周公測景（即“影”）臺”，是用以測量日影、觀象授時的場所。據(jù)《周禮》記載，周人已使用“土圭之法”測量日影，以確定四時的變化和地理的遠(yuǎn)近?！巴凉纭笔俏覈钤绲臏y天儀表，“周公測景臺”則是我國最古老的觀察天象的場所，也是在世界上唯一僅存的最古老的天文臺。這種“測景臺”又叫“靈臺”，《詩經(jīng)》中就有修建“靈臺”的詩句：“經(jīng)始靈臺，經(jīng)之營之。庶民攻之，不日成之?！奔热挥辛藢ｉT觀察天象的場所，自然就有相應(yīng)的專門機(jī)構(gòu)和專職人員?！吨芏Y》中就記載當(dāng)時有負(fù)責(zé)觀象授時的，有負(fù)責(zé)觀察日月星辰異?，F(xiàn)象的，以定吉兇之事。司馬遷說，周武王時精通天文歷法的有史佚，可見天文歷法已掌握于太史之手，這比商代掌握在巫卜手中，顯然是一個進(jìn)步。他又說，幽、歷以后周室衰微，觀象授時工作因而廢弛，于是“疇人”子弟分散?！爱犎恕本褪鞘来鷱氖绿煳臍v法的人，《周易》的思想甚至成書，都應(yīng)該跟他們有很大關(guān)系。
　?、凇　⒁姟吨芤着c現(xiàn)代自然科學(xué)》，中國社會科學(xué)出版社 1990 年版，第 127 頁。
　　在長期觀測的基礎(chǔ)上，周人創(chuàng)立了二十八宿，以確定天體的位置和日月五星在天空中的運(yùn)行。所謂二十八宿，就是在黃道帶與赤道帶兩側(cè)，選取二十八組恒星作為觀測時的標(biāo)志，每一宿由若干顆恒星組成，并以地上的事物去命名?！对娊?jīng)》中就出現(xiàn)過許多這些名稱。二十八宿是古人測天的基礎(chǔ)，通過觀察太陽在二十八宿中位置的變化，以推定一年季節(jié)的變化，就可以制定更加精確的歷法，這在我國古代天文歷法上是一個巨大的進(jìn)步。
　?、跀?shù)學(xué)和醫(yī)學(xué)　　西周時的數(shù)學(xué)和醫(yī)學(xué)也有相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。留傳至今的我國最古老的數(shù)學(xué)著作《周髀算經(jīng)》，雖然成書較晚，大約是公元前一世紀(jì)的著作，但它所包含的某些數(shù)學(xué)知識，卻是西周時期的產(chǎn)物。書中采用周公與商高對話的形式討論用矩之道。商高曰：“平矩以正繩，偃矩以望高，覆矩以測深，臥矩以知遠(yuǎn)，環(huán)矩以為圓，合矩以為方。方屬地，圓屬天。無圓地方，方數(shù)為典，以方出圓，笠以寫天。天青黑，地黃赤。天數(shù)之為笠也。青黑為表，丹黃為里，以象天地之位。是故知地者智，知天者圣。智出于勾，勾出于矩。夫矩之于數(shù)，其裁制萬物，唯所為耳。”商高的這段話說明了直角三角形的勾、股、弦定理。商高雖未詳細(xì)描述其定理，但已給出以下特例：
　　３２＋４２＝９＋１６＝２５＝５２
　?。叮玻福玻剑保埃?BR>　　還給出了圓與內(nèi)截正方形的關(guān)系，為直徑乘三。即用了圓周率π＝３。利用商高定理觀測天象的儀器為“周髀”，又稱圭表，此儀在紫金山天文臺尚有保存。同樣晚出的《考工記》，包含著西周時期的數(shù)學(xué)成果。它為某些工程技術(shù)，如制造車、船、弓箭而繪出若干統(tǒng)一的規(guī)格，記載了一些有關(guān)分?jǐn)?shù)和角度的資料，以“矩”為九十度角，“宣”為四十五度角。規(guī)定“十分寸之一為枚”，即十分之一寸等于一“枚”，這成為以后寫分?jǐn)?shù)的一種普遍方法。
　　我們要說，在上述這種數(shù)理背景下，西周時代產(chǎn)生《周易》這部名著，就決不是偶然的，因?yàn)椤吨芤住繁旧淼臄?shù)學(xué)性很強(qiáng)，或者說它已經(jīng)達(dá)到了很高的數(shù)理思維水平。為此，后人的易學(xué)研究大略分為三派：象數(shù)派、義理派和數(shù)理派?！跋缔o”說：“《易》有太極，是生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦。”這是二進(jìn)位制的樸素闡述。如用現(xiàn)代數(shù)學(xué)中指數(shù)表示上段話的內(nèi)容，那么“極、儀、象、卦”的系數(shù)可分別表示為：２０，２１，２２，２３。代表式為 ２ｎ，若把 ｎ 擴(kuò)大到 ６，則得到演生的六十四卦。另外，《周易》也是世界上公認(rèn)的第一本討論排列組合的書。如果只取陰陽兩爻組合，正好得到兩儀；若將其兩個或三個卦畫進(jìn)行排列，則可組合成四種或八種形式，即四象和八卦。如將陽爻看作“＋”，陰爻看作“－”，每一卦三個爻分別表示 ｘ、ｙ、ｚ，這時八個卦就是：（＋ｘ，＋ｙ，＋ｚ），（－ｘ，＋ｙ，＋ｚ），……，（－ｘ，－ｙ，－ｚ）。正好代表立體幾何中笛卡兒空間座標(biāo)的八個“卦限”。若每次取六個卦畫進(jìn)行排列，就可得到 ６４ 種組合，這運(yùn)用排列組合公式是可以計算出來的?，F(xiàn)代學(xué)者還指出，《周易》中還有“編碼分析”的思想①。在《周易》中，
　　把古人占筮用的蓍草叫做“策”，一根蓍草叫一策，一策代表一件事物。六十四卦共有三百八十四爻，其中陽爻一百九十二，陰爻也是一百九十二；太陽每爻三十六策，太陰每爻二十四策，少陰每爻三十二策，少陽每爻二十八策；如按陰陽相配計算，可得 ２３０４０ 策，這些策都可代表某一事物?！吨芤住肪褪前驯姸嗍挛镄畔?，經(jīng)過分類組合加工處理，附上一定的、也是唯一的編碼來表示，并把它放在一定的位置，構(gòu)成一個獨(dú)特的信息庫。在判斷某種事物的結(jié)果或?qū)δ呈挛镒鲱A(yù)測時，采用占筮或推演的方法。在占筮過程中，指令是由推演蓍草出發(fā)，通過尋址，找到相應(yīng)的卦辭和爻辭，把最終結(jié)果輸出。盡管整個過程有其神秘的地方，但其中所蘊(yùn)含的編碼知識是顯而易見的，同時，對事物也具有邏輯分析的思想。
　　①　　參見《周易與現(xiàn)代自然科學(xué)》，中國社會科學(xué)出版社 1990 年版。
　　西周時期的醫(yī)學(xué)在商代的基礎(chǔ)上又有新的發(fā)展。周王室和政府中已有專門的醫(yī)療機(jī)構(gòu)，由醫(yī)師“掌醫(yī)之政令”，負(fù)責(zé)管理醫(yī)事行政。在它下面設(shè)立各種醫(yī)療部門，“凡邦之有疾病者疪瘍者造焉”（《周禮》）。各種內(nèi)外科疾病都可以到那里去診治。醫(yī)學(xué)的分科已較細(xì)致，根據(jù)不同的疾病“使醫(yī)分而治之”。在疾病的診斷上，提出“以五氣、五聲、五色眡（視）其死生，兩之以九竅之變，參之以九藏之功”。通過觀察病人外在的體溫、聲音和氣色，再參照病人內(nèi)在的臟腑活動情況以判斷病情。在治療上，強(qiáng)調(diào)“以五味、五谷、五藥養(yǎng)其病”，既重視藥物的治療作用，也不忽視食物營養(yǎng)的作用。從上述情況看，當(dāng)時已把陰陽五行學(xué)說應(yīng)用于醫(yī)學(xué)，用以說明人體生理現(xiàn)象和病理變化。
　　從思想史角度，我們更重視的是當(dāng)時的“醫(yī)”理和“易”理之間的關(guān)系?！吨芤住凡粌H其最基礎(chǔ)、最原始的陰（－－）陽（－）理論，跟人類有相通之處（郭沫若、錢玄同、周予同等學(xué)者都認(rèn)為它們表示男女生殖器），而且還有許多卦（如“艮”卦）談到疾病與治療問題。就是醫(yī)理和易理的本身，我們也可以看到它們之間的密切關(guān)系，說明《周易》問世的科學(xué)背景。古代中國醫(yī)學(xué)，無論是陰陽思想、五行思想、藏象思想、氣化思想還是運(yùn)氣思想，都跟易理“象、數(shù)、易、占”有關(guān)。比如，《周易》陰爻、陽爻的陰陽關(guān)系，以及《周易》蘊(yùn)含的陰陽哲理是中國陰陽思想的總源頭，也是中醫(yī)陰陽思想的起源?！吨芤住坟浴⒇诚笫侵嗅t(yī)藏象思想的導(dǎo)源?！吨芤住妨掣嗅t(yī)六經(jīng)、六經(jīng)體系、六經(jīng)辨證密切相關(guān)?！吨芤住非?、坤、陰爻、陽爻、八卦布陣，是中醫(yī)氣化思想和運(yùn)氣思想中干支格局的藍(lán)圖。《周易》無極、太極圖是中醫(yī)精氣思想、陰陽思想的根基?！吨芤住非ぬ斓厥侵嗅t(yī)氣一元論的溯源，其河洛數(shù)理又與中醫(yī)九宮八風(fēng)、子午流注、靈龜八法、七損八益密切相關(guān)?！吨芤住房搽x二卦與中醫(yī)心腎相交、命門學(xué)說等相關(guān)連。其卦爻的天、地、人位與中醫(yī)三維醫(yī)學(xué)有聯(lián)系，是中醫(yī)整體觀的藍(lán)本。《周易》中和觀與中醫(yī)平衡論、協(xié)調(diào)論都有相通之處，而前者的圓道又是中醫(yī)圓運(yùn)動的哲學(xué)導(dǎo)源，等等。足見中國的醫(yī)理和易理是密切相關(guān)的。
　　③各種思想文化　　西周除有豐富的政治、哲學(xué)思想（如前所述）之外，在歷史、文學(xué)、藝術(shù)等方面都有很多成就。當(dāng)時史學(xué)已經(jīng)從神學(xué)的附庸地位中獨(dú)立出來。雖然商代已設(shè)有史官，但它還只是作為宗教迷信的從屬而存在。西周時期設(shè)置了專門的史官，負(fù)責(zé)“掌握書以贊治”（《周禮》）。史官大概已有一定的分工，“動則左史書之，言則右史書之”（《禮記》）。西周銅器銘文，雖然不是全部出于史官之手，但也可以看作是歷史記載的濫觴。西周文學(xué)主要有散文、詩歌兩種，其散文僅有部分保存在《尚中》中，其詩歌也僅有部分保存在《詩經(jīng)》中。在藝術(shù)方面，特別值得一提的是音樂。樂在西周特別受重視，這倒不是單純?yōu)榱藠蕵?，而是利用它作為思想政治統(tǒng)治工具?！抖Y記》說：“禮以道其志，樂以和其聲，政以一其行，刑以防其奸，禮樂刑政，其極一也，所以同民心而出治道也。”正說明了這一點(diǎn)。
　　西周的樂跟禮一樣，是不下庶人的。就是在統(tǒng)治階級當(dāng)中，周樂也是有等級的?！抖Y記》說：“大夫無故不徹懸，士無故不徹琴瑟?！逼渲械摹皬亍弊鳌叭∠苯猓肮省笔侵浮盀?zāi)患喪病”等事件，“懸”是比“琴瑟”更高檔次的鐘磬一類樂器。整個這句話的意思是說：只有在災(zāi)患喪病這些不幸的事件發(fā)生時，才可以撤去樂懸和琴瑟，否則就要經(jīng)常演奏這些東西。周制有一條通則，叫做“上得兼下，下不得僭上”。所以，大夫以上設(shè)懸，同時也可設(shè)琴瑟，而士則只可設(shè)琴瑟，絕不可設(shè)懸。至于庶人，當(dāng)然設(shè)琴瑟也談不到了。周人奏樂的大致情況是：“凡樂：瑟在堂上，笙管鐘磬鼓鼙之屬在堂下。”“凡樂皆四節(jié)：初謂之升歌，次謂之笙奏，三謂之間歌，四謂之合樂”。（《禮經(jīng)釋例》）不僅使用樂器有上下尊卑的等級，就是奏樂內(nèi)容也有嚴(yán)格等級劃分?！疤熳又T侯之樂，以金奏為第一節(jié)，升歌為第二節(jié)，下管為第三節(jié)，合樂為第四節(jié)，每節(jié)皆三終。大夫士之樂以升歌為第一節(jié)，笙入為第二節(jié)，間歌為第三節(jié)，合樂為第四節(jié)，每節(jié)皆三終，兩兩相當(dāng)也?！保ā肚蠊配浂Y說》）“樂”成為西周政治思想統(tǒng)治的重要手段。
　?、苌駥W(xué)下爭脫著的科學(xué)文化　　如果說殷商代時的思想意識主要是籠罩在神學(xué)之下、而僅只萌發(fā)狀態(tài)的科學(xué)文化也主要把持在“巫”階層手中的話，那么到了西周，這種情況便逐漸有所改觀。在周代“因于殷禮”當(dāng)中，神學(xué)思想當(dāng)然也被繼承，但是“神”開始與“人”與“德”發(fā)生了關(guān)系，直到西周末年，便出現(xiàn)了有人公開懷疑和責(zé)難神。但是這并不意味著神學(xué)沒有了地位，恰恰相反，神學(xué)仍舊是官方統(tǒng)治的思想武器。西周時代的科學(xué)文化，只能說在神學(xué)下爭脫著成長。比如為了探測天意，國家發(fā)展天文事業(yè)?！妒酚洝份d：“幽歷以往，尚矣（按指周幽、歷王以前很推崇天文）。所見天變，皆國殊窟穴，家占物怪，以合時應(yīng)，其文圖籍　　祥不法。”說明長期的、大規(guī)模的天文觀測活動，其目的是占星，是探測天意。但是，在這種神學(xué)活動當(dāng)中又產(chǎn)生了什么新的結(jié)果呢？答案是；科學(xué)文化在暗暗成長。
　　我們從《左傳》、《國語》等文獻(xiàn)所載商、周的材料中可以看到一些情況?！皶x侯問于士弱曰：吾聞之，宋災(zāi)，于是乎知有天道，何故？對曰：古之火正，或食于心，或食于味，以出內(nèi)火。是故咮為鶉火，心為大火。陶唐氏之火正閼伯居商丘，祀大火，而火紀(jì)時焉。相土因之，故商主大火。商人閱其禍敗之釁，必始于火，是以日知其有天道也。公曰：可必乎？對曰：在道。國亂無象，不可知也?！笔咳醯脑挿从沉水?dāng)時人們關(guān)于火星的認(rèn)識。“火正”是古代官名，主祭“火”星?；鹦窃谶@里一指“心宿二”即“大火”（“心為大火”），一指“鶉火三宿”中的“咮”（“咮為鶉火”）。據(jù)現(xiàn)代學(xué)者研究，公元前 ２２００ 年左右，春耕開始時大火星初昏東升，而到商代則大火星東升甚晚，春耕開始，鶉火星正在南中天。所以火正配食的星座不同?！耙猿鰞?nèi)火”是根據(jù)天上火星的狀況來安排地上人間的用火（炊、耕、祭、陶冶等）。這說明古人的生產(chǎn)和生活與星占有著密切關(guān)系，但這種星占卻使人們對星的運(yùn)行規(guī)律逐步有了認(rèn)識。陶唐氏的火正閼伯住商丘，祀大火星，并根據(jù)大火星的見伏及其位置來確定時節(jié)，說明長期的觀測使人們對大火星的運(yùn)行規(guī)律已基本掌握。商的祖先（相土）住商丘，繼承了祭大火的傳統(tǒng)，當(dāng)然也繼承了對大火的認(rèn)識。但即使在這個時候，人們?nèi)匀槐３种駥W(xué)的觀念。如果士弱的話可靠，則從可用大火紀(jì)時，中經(jīng)殷商時人認(rèn)為自己每次禍敗都會由大火星作出預(yù)兆，直到宋國受災(zāi)而知天道，至少有了上千年的歷史，西周時代便在其中。在這上千年的歷史中，人們知道了大火星的規(guī)律，卻仍然保留著神學(xué)的觀念。這種矛盾在一定的條件下總要解決的。士弱就認(rèn)為，殷商的禍敗，大火星并不一定能提供預(yù)兆?！皣鴣y無象”，天象不能提供國亂的預(yù)兆，國亂也不能通過天象推知，（“不可知也”），國家的治亂，根本在人自己的行為如何（“在道”）。
　　再比如關(guān)于“天象”的知識?！秶Z》說：“天事必象，十有二年，必獲此土……天之道也。”這里所謂“天事必象”，就是說“天”有什么事情或有什么意圖，都一定要見諸天象。事實(shí)上人們也只能通過天象觀測去推知天意。這樣，天文學(xué)和宗教神學(xué)就形成了這樣一種關(guān)系：進(jìn)行天文觀測是為了探知天意，天文學(xué)作了神學(xué)的奴仆；要探知天意，又必須進(jìn)行天文觀測，神學(xué)為了自身的目的必須使天文學(xué)同時得到發(fā)展。星占的重要內(nèi)容是日月占，其中又主要是日月食?！对娊?jīng)》有：“日月告兇，不用其行?！嗽露常瑒t維其常，此日而食，于何不藏?！比赵碌倪\(yùn)行亂了，向人們宣示了兇災(zāi)的消息。但人們卻知道，月食是經(jīng)常發(fā)生的事，也可能是指有規(guī)則出現(xiàn)的現(xiàn)象。此詩作于周幽王六年。據(jù)說二百多年后又發(fā)生日食：“秋七月壬午朔，日有食之。公（魯昭公）問于梓槙曰：是何物也，禍福如何？對曰；二至二分，日有食之，不為災(zāi)。日月之行也，分，同道也。至，相過也。其他月則為災(zāi)。陽不克也，故常為水?！保ā蹲髠鳌罚┒謺r，日月同道；二至?xí)r，日月相過。發(fā)生日月蝕是正常的，不為災(zāi)，只有其他時候才為災(zāi)。這就是說，日月食不一定就表示什么天意。這些“天道”是與“人事”不相干的。這種記載雖時出春秋之中，但其認(rèn)識過程應(yīng)包括西周之末。天文知識的進(jìn)步使人們一點(diǎn)一點(diǎn)地破除著對天命神學(xué)的迷信，促進(jìn)著科學(xué)文化的發(fā)展。
　　再進(jìn)一步講，從最一般的思想文化來看，西周天命神學(xué)的內(nèi)在矛盾性，到西周末春秋初便出現(xiàn)了不可逆轉(zhuǎn)的危機(jī)。懷疑論和民本思想應(yīng)運(yùn)而生。既然萬能之神賜福降禍的功能不再靈驗(yàn)，那么，人們對于自己崇信天神的虔誠之心也就勢必產(chǎn)生懷疑；既然急劇動蕩的社會局面并非神所造成，而是人的行為所致，那么，人們對神的信賴就顯得多余。天與人之間就在這樣的社會背景之下出現(xiàn)了變機(jī)，人們開始對自身的本質(zhì)進(jìn)行“反思”，并開始意識到人在神靈面前并非渺小無能，而是能動的主體。即所謂：
　　“天命不徹，……職竟由人。”（《詩經(jīng)》）
　　“夫民，神之主也，是以圣人先成民，而后致力于神。”（《左傳》）
　　“吉兇由人?！保ā蹲髠鳌罚?BR>　　這種清醒的自我意識日益發(fā)展，在西周天命神學(xué)思想的內(nèi)部又涌現(xiàn)出“人的主題”，這既是西周天命神學(xué)的邏輯終點(diǎn)，又是春秋戰(zhàn)國思想解放潮流形成的歷史起點(diǎn)。