科学的历程
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第一章 科学史的意义

我坐在这里,应邀为正在或将要学习自然科学的年轻人写一部科学技术的历史。夏秋时节温暖的阳光从宽大的钢窗中投洒进来,使人感到几分安逸和慵倦。远处建筑工地的轰鸣声和农贸市场的嘈杂声,显示了外面世界正发生的热烈的经济生活。然而一想到科学的历史,我心头就会掠过一阵异样的激动。数千年来科学先贤们为摆脱观念的困扰、扩大知识的领地所做的艰苦卓绝的工作,仿佛一部英雄史诗,勾起人们的崇敬和景仰之情。但今天,在这个由科学自身造就的繁忙的世界里,谁还有闲暇来回顾过去呢?科学的历史就其作为猎奇的材料而言已远远不如科幻作品。在当代,年轻的读者也许会提出这样的问题:学习科学史有什么意义?我们在学习科学知识的同时为什么还要了解科学的历史?这确实是一个必须首先回答的问题。

退役了的奋进号航天飞机,现存于洛杉矶加州科学中心。吴国盛摄

今天,不大可能有人问科学有什么用了。科学的实际用处随处可见。事实上,我们日常生活的每个细节几乎都由科学来规定和支撑。蔬菜瓜果的栽培方式是科学的,食品的烹制方式是科学的,面料纺织和服装加工都运用了现代科学的工艺。我们的居室里塞满了电灯、电话、电视、电冰箱、洗衣机、录像机、组合音响;我们的楼房,是带电梯的混凝土钢架高层建筑……我们享受着科技文明的成果,谁也不会怀疑科学的用处。相反,当代中国人已经充分意识到科技对于发展生产力、发展经济的决定性意义。

约克铁道博物馆里的火车头。吴国盛摄

约400年前,科学的用处远未变得像今天这样显明,但英国哲学家弗兰西斯·培根提出了“知识就是力量”的口号。这是一句脍炙人口的名言。从巨大的吊车、起重机,到牵引长龙似的列车的蒸汽机、内燃机和电动机,再到一瞬间毁灭一个城市的原子武器和载人登上月球的航天器,近代自然科学已经一步步向世人展示了这句名言的真理性。不过,培根还有另外一段关于知识的名言值得引用:

阅读使人充实,会谈使人敏捷,写作与笔记使人精确……读史使人明智,诗歌使人巧慧,数学使人精细,博物使人深沉,伦理之学使人庄重,逻辑与修辞使人善辩。[1]

这位在近代科学的创建时期为新时代高声呐喊的英国哲人,这位未来科学时代的预言家,同样说了一句对本书而言很重要的话:“读史使人明智。”在科学已经无孔不入地渗透了人类生活各个层面的今天,我们不再对身边的科学表现出惊奇,我们已经对科学无动于衷,而恰恰在此时,我们需要回顾科学的历史,因为读史使人明智,阅读科学的历史将使科学时代的人们变得深思熟虑、深谋远虑。

1.了解科学史有助于理科教学

尽管直到20世纪科学史才受到人们的广泛关注,正式成为一门学科,科学史的研究却一直受到不少科学家的重视。他们在向学生讲授专业知识时,为了增强趣味性,总是愿意略微提一下这门学科的历史。确实,了解科学史可以增强自然科学教学的趣味性,有助于理科教学。

历史故事总是使功课变得有趣。我们在儿时谁没有听过几个科学家的传奇故事?阿基米德在浴盆里顿悟到如何测量不规则物体的体积之后,赤身裸体地跑上街道大喊大叫“尤里卡、尤里卡”(我发现了,我发现了);伽利略为了证明自由落体定律,把一个木球和同样大小的一个铁球从比萨斜塔上扔下,结果它们同时着地,成功反驳了亚里士多德派哲学家认为重者先落的理论;[2]牛顿在一个炎热的午后躺在一株苹果树下思考行星运动的规律,结果一个熟透了的苹果掉下来打中了他,使他茅塞顿开,发现了万有引力定律;[3]瓦特在外祖母家度假,有一天他偶然发现烧水壶的壶盖被沸腾的开水所掀动,结果他发明了蒸汽机……

英国剑桥三一学院的一株苹果树,是牛顿家乡那株据说导致了伟大发现的苹果树的子树,20世纪50年代移植。吴国盛摄

这类科学传奇故事确实诱发了儿童对神奇的科学世界的向往。但我们也应该看到,能够诱发儿童热爱科学、向往科学事业的传奇故事,对于正规的理科课程学习并不见得有很大的帮助。甚至,某些以讹传讹的传奇故事对于深入理解科学理论还是有害的。再说,传奇故事往往过于强调科学发现的偶然性、随机性,使人们容易忽略科学发现的真实历史条件和科学工作的极端艰苦。

除了传奇之外,科学史所能告诉人们的科学思想的逻辑行程和历史行程,对学习科学理论肯定是有益的。当我们开始学习物理学时,我们为那些与常识格格不入的观念而烦恼,这时候,如果我们去了解一下这些物理学观念逐步建立的历史,接受它们就变得容易多了。科学家们并不是一开始就这样“古怪”地思考问题,他们建立“古怪的”科学概念的过程极好理解而且引人入胜。

以“运动”为例。物体为什么会运动呢?希腊大哲学家亚里士多德说,运动有两种,一种是天然运动,另一种是受迫运动。轻的东西有“轻性”,如气、火,它们天然地向上走;重的东西有“重性”,如水、土,天然地向下跑。这些都是天然运动,是由它们的本性决定的。俗话所说的“人往高处走,水往低处流”,表达的也是这个意思。世间万物都向往它们各自的天然位置,有各归其所的倾向,这个说法我们是容易理解的。轻的东西天然处所在上面,重的东西天然处所在下面,在“各归其所”的倾向支配下,它们自动地、出自本性地向上或向下运动。如果轻的东西向下运动、重的东西向上运动,那就不是出自本性的天然运动,而是受迫运动。物体到达自己的天然位置之后,就不再有运动的倾向了,如果它这时候还在运动,那也是受迫运动。受迫运动依赖于外力,一旦外力消失,受迫运动也就停止了。

亚里士多德关于运动的这些观念很符合常识。比如,从其天然运动理论可以得出重的东西下落得快,而轻的东西下落得慢的结论,而这是得到经验证实的。玻璃弹子当然比羽毛下落得快。又比如,由其受迫运动理论可以得出,一个静止的物体如果没有外力推动就不会运动,推力越大运动越快,如果外力撤销,物体就会重归静止状态。这个说法也有经验证据,比如地板上的一只装满东西的重箱子就是这样。亚里士多德的运动理论受到了常识的支持,但近代物理学首先要挑战这个理论。“运动”观念上的变革首先是由伽利略挑起的。

伽利略从一个逻辑推理开始批评亚里士多德的理论。他设想一个重物(如铁球)与一个轻物(如纸团)同时下落。按亚里士多德的理论,当然是铁球落得快,纸团落得慢,因为较重物含有更多的重性。现在,伽利略设想把重物与轻物绑在一起下落会发生什么情况。一方面,绑在一起的两个物体构成了一个新的更重的物体,因此,它的速度应该比原来的铁球还快,因为它比铁球更重;但另一方面,两个不同下落速度的物体绑在一起,快的物体必然被慢的物体拖住,不再那么快,同时,慢的物体也被快的物体所带动,比之前更快一些,这样,绑在一起的两个物体最终会达到一个平衡速度,这个速度比原来铁球的速度小,但比原来纸团的速度大。从同一个理论前提出发,可以推出两个相互不一致的结论,伽利略据此推测理论前提有问题,也就是说,亚里士多德关于落体速度与其重量有关的说法值得怀疑。从逻辑上讲,解决这个矛盾的唯一途径是:下落速度与重量无关,所有物体的下落速度都相同。

比萨斜塔。吴国盛摄

当然,科学的进步并不完全是凭借逻辑推理取得的。伽利略这位真正的近代科学之父,近代实验科学精神的缔造者,并未满足于逻辑推理,而是继续做了斜面实验。他发现,落体的速度越来越快,是一种匀加速运动,而且加速度与重量无关。他还发现,斜面越陡,加速度越大,斜面越平,加速度越小。在极限情况下,斜面垂直,则相当于自由下落,所有物体的加速度都是一样的。当斜面完全水平时,加速度为零,这时一个运动物体就应该沿直线永远运动下去。斜面实验表明,物体运动的保持并不需要力,需要力的是物体运动的改变。这是一个重大的观念更新!

伽利略没有办法直接对落体运动进行精确观测,因为自由落体加速度太大,当时准确的计时装置还未出现。只要想一想,伽利略发现摆的等时性时是用自己的脉搏计时的,就可以知道当时科学仪器何等缺乏。斜面可以使物体下落的加速度减小,因而可以对其进行比较精确的观测。在此基础上,伽利略最终借助“思想实验”由斜面的情形推导出自由落体和水平运动的情形。在伽利略的手稿中谈到了从塔上释放重量不同的物体,以验证是否重物先着地。他并没有说明是在哪个塔上做的实验,但许多人猜想是在著名的比萨斜塔上。这种猜想不无道理,因为记载这些实验的手稿就是在比萨城写下的。值得注意的是,伽利略的实验报告并没有说两个不同重量的物体完全同时落地,而是重物先于轻物“几乎同时落地”,其差别没有它们之间的重量差那么大。我们知道这是空气阻力造成的。

佛罗伦萨伽利略博物馆里收藏的斜面实验装置。吴国盛摄

这个关于“运动问题”的科学史故事,对读者深入学习牛顿力学知识是有好处的,因为在回顾这个观念如何更替的过程中,我们自己的观念也不知不觉地发生了改变,这当然比直接从概念、定律和公式出发去学习牛顿力学要生动有趣得多,而且印象深刻得多。当然,前面所讲的极为简短,实际发生的还要复杂得多。比如,伽利略报告说,他观察到轻物在一开始的时候反而比重物落得快,重物是在后来追上轻物的。这是如何实现的呢?直到20世纪80年代,谜团才被解开。原来在实验中,实验者拿着两个不同重量的物体,很难做到同时释放,即使他本人以为是同时释放的。相反,他往往先释放轻的那一个。[4]

追究科学史的用处,使我们有必要在“知道”(Knowing)和“理解”(Understanding)之间做出区别。为了掌握一门科学知识,我们大多不是从阅读这门学科的历史开始,相反,我们从记住一大堆陌生的符号、公式、定律开始,然后在教师和课本的示范下,反复做各种情形下的练习题,直至能把这些陌生的公式、定律灵活运用于处理各种情况,我们才算掌握了这些知识。但我们真的“理解”这些知识吗?那可不一定。理解这些定律的含义完全可以是另一回事。我知道一位非常年轻的大学生,他高考的物理成绩几乎是满分,但是在兴高采烈地去大学报到的旅途中,他却一直在苦苦思考一个问题:为什么人从轮船和火车上跳起来时,仍能落回原处,而轮船或火车在他跳离的这段时间里居然没有从他脚底下移动一段距离。可怜的孩子,他在轮船上试了好几次,情况都差不多,轮船一点也没有将他抛离的意思。后来,他突然想起,地球时时刻刻都在转动,而且转速极大,也从来没有发生过跳起来落不回原地的事情,这是怎么回事呢?想着想着,高分的大学生睡着了。直到后来,他读了一本有关的科学史书,懂得了牛顿第一定律的真正含义,他才恍然大悟,痛骂自己愚昧无知。

这个故事应该很恰当地说明了“知道”与“理解”的区别。这是一个真实的故事,因为这位年轻大学生的故事正是我自己早年的经历。有了知识并不等于理解,会解题不意味着掌握了物理概念,在深入地理解物理定律的本质方面,科学史是有用处的。

不幸的是,教科书大多不谈历史,如果有也只是历史知识方面的点缀,诸如牛顿的生卒年月等。把科学史有机地揉进理科教科书中,是当代科学教育界所大力提倡的,但做起来很困难,而且效果不好。这是可以预见的。自然科学本身技术性太强,科学教育必须把大部分精力花在训练学生的技能方面,而科学史的引入肯定会分散精力,削弱技能训练。但教育界仍在努力。当代美国著名科学史家、哈佛大学物理学和科学史教授杰拉德·霍尔顿从20世纪60年代开始主持“哈佛物理教学改革计划”,陆续编写出版了《改革物理教程》作为新的中学物理教科书。此外,他还写出过供大学文科学生阅读的物理教科书《物理科学的概念和理论导论》,这些书贯彻了史论结合的原则,而且是以史带论,极大地影响了美国的物理学教学。这两套书我国都出了中译本,前者由文化教育出版社出版,更名为《中学物理教程》,分“课本和手册”以及“学生读物”两部分,各六册;后者由人民教育出版社分上、下两册出版。不过,似乎都未产生积极有效的反响。

2.了解科学史有助于理解科学的批判性和统一性

也许是文化传统的关系,中国教育界盛行的依然是分数教育、技能型教育。这种应试教育的一个消极后果是培育了不少科学神话,树立了不正确的科学形象,形成了对科学不正确的看法。首先是将科学理论固定化、僵化,使学生以为科学理论都是万古不变的永恒真理;其次是将科学理论神圣化、教条化,使学生以为科学的东西都是毋庸置疑、神圣不可侵犯的;最后是将科学技术化、实用化、工具化,忽视了科学的文化功能和精神价值。不用说,试图破除种种科学神话,纠正不正确的科学形象,正是本书的重要使命。

当代科学的专门化、专业化带来了高等教育严重的分科化。学问先分文理,理科再分成数理化生,以及更细致的二级学科、三级学科,等等。分科教育很显然是为了造就专门人才,但在中学和大学低年级,通才教育是更有实际意义的。只有少数人将来会成为科学家,但即使对于他们,狭窄的专门训练也不利于培养创新意识和创造潜力。大多数人真正需要的是领会科学的精神、掌握科学的方法、树立恰如其分的科学形象,以便在这个科学时代理智地对待科学、对待社会、对待生活。

在教科书中纷至沓来的新概念、新术语、新公式、新定律面前,学生逐渐形成了这样的观念:这就是真理,学习它,记住它。久而久之,历史性的、进化着的科学理论被神圣化、教条化。人们不知道这个理论从何而来,为什么会是这样,但我们仍旧相信它是真的,因为它是科学。这种教条的态度明显与科学精神格格不入,但却是目前的科学教育导致的一个普遍的态度。学生不知道一个理论源于哪些问题,有多少种解决问题的方案,以及为什么人们选择了其中一种并称之为科学理论;学生也不知道这种理论是可质疑的,并非万古不变的教条,也许自己经过思考就能对伟大科学家的解决方案提出异议。所有这一切,在以灌输知识为目的的教学中肯定得不到应有的反映。它不自觉地剥夺了学生的怀疑和批判精神,而怀疑和批判精神对于科学发展恰恰是不可或缺的。我们经常看到,人们对科学理论永远怀着一种崇敬心理,似乎只要是科学的,就一定是正确的、好的。这种心态无论对于理解科学理论的真正价值,还是理解该理论的条件性和局限性都没有益处。

牛津自然博物馆。1860年6月30日,赫胥黎、威尔伯福斯和其他人在这里争论达尔文的物种起源说。吴国盛摄

作者在牛津自然博物馆南门前与纪念碑合影,此碑立于2010年,纪念这个著名论争发生150周年。

在我的印象中,达尔文的进化论一直享受着真理的地位。达尔文之后,生物学界对进化论的发展在普通教育界一直是模糊的,仿佛它已进入了绝对真理的行列。久为传颂的是达尔文主义所经受的诘难以及对这些诘难所做的成功驳斥。那是在1860年的英国牛津,达尔文的《物种起源》刚刚在上一年出版并引起广泛的注意和争论,学术界内部亦有分歧。达尔文主义的著名斗士赫胥黎坚定地捍卫进化论,遭到牛津大主教威尔伯福斯的讥讽。他责问道:“赫胥黎先生,我恳请指教,你声称人类是从猴子传下来的,这究竟是通过您的祖父,还是通过您的祖母传下来的呢?”面对这恶意中伤,赫胥黎从容不迫地先从科学事实方面进行驳斥,然后说:“我曾说过,现在我再重复一次,一个人没有任何理由因为他的祖父是一个无尾猿而感到羞耻。如果有一个祖先使我在追念时感到羞耻的话,那么他大概是这样一个人,他多才多艺而不安分守己,他不满足于他在自己的活动范围内所取得的令人怀疑的成功,要插手于他不真正熟悉的科学问题,结果只是以一种没有目的的辞令把这些问题弄得模糊不清,而且用一些善辩的,但是离题的议论,以及巧妙地利用宗教上的偏见,把听众的注意力由争辩的真正焦点引到别的地方去。”[5]

这段故事一直被当作捍卫真理的典范来传颂,然而,如果从进化论本身的缺陷以及面临的发展的角度来看,威尔伯福斯主教的责问有相当重要的科学意义。他实际上表达了这样一个问题:是否“存在一种通过特殊遗传积累有利变异的能力,它与竞争规律以及所出现的有利变异一起在自然界中积极地起作用”。[6]达尔文生活的时代,细胞学说刚刚建立,遗传学尚在萌芽阶段,这样的“能力”,也就是在进化中起作用的遗传因子,尚未被发现,主教的讥讽中所包含的有意义的问题实际上无法得到回答。今天,进化论已经过了新达尔文主义,进入了综合进化论时期,威尔伯福斯的问题可以回答了,其作为恶意中伤已变得毫无力量,而这恰恰是生物学的进步和进化论本身的发展所带来的。

科学理论不是一成不变的,它是发展的、进化的。几乎没有什么比科学史更能使人认识到这一点了。不仅如此,自然科学各个分支领域相互联系,这在按学科分块的教科书中肯定得不到体现,而科学史却能够给出一个综合。我想举热力学第一定律为例,说明科学史何以能够体现科学的统一性。这个定律又称为能量守恒定律。就我自己的经验,从教科书中我始终未能获得关于这个定律的完整理解,因为它涉及的面太广了。从历史上看,它首先来自运动不灭原理,虽然古代哲学家们已经提出过运动不灭的思想,但只有给出了运动的量度,运动不灭原理才可能成为一个科学原理并诉诸应用。有意思的是,运动的量度一开始就出现了分歧,有人把质量与速度的乘积作为运动的量度,也有人认为运动量应由质量与速度的平方的乘积来标度。经过长时间的争论和力学本身的发展,人们在18世纪发现了机械能的守恒定律。

能量守恒原理的最终确立有赖于更多领域里相关研究的出现。首先是对热与机械运动相互转换的研究。当时,人们连热究竟是怎么一回事都不清楚。开始人们以为热也是一种物质,一种特殊的、看不见的、无重量的流体,仿照物质守恒原理,有人还提出了热质守恒原理。这个原理可以用来解释热平衡过程。例如,热水和冷水混合,热水中的热质多,跑一部分到冷水中,结果温度降低了。可是,美国人本杰明·汤普森(又称伦福德伯爵)在德国从事炮膛钻孔实验时,发现只要不停地钻,几乎可以不停地放出热。这么多热从哪里来呢?若用热质守恒说根本解释不通,这促使人们研究热量与做功之间的关系,并定量测定其转化系数。这一工作的最终完成,也就是能量守恒定律的正式确立。

焦耳测定热功当量的搅水器,由曼彻斯特科学工业博物馆收藏。吴国盛摄

第二是化学和生物学上的研究。德国化学家李比希设想,动物的体热和活动的机械能可能来自食物中包含的化学能。此外,俄国化学家赫斯发现了化学反应过程中的能量守恒定律。

第三是电学和磁学的研究。德国物理学家楞次研究电流的热效应,发现通电导体放出的热量与电流强度的平方、导体的电阻以及通电时间成正比。这在今天被称为焦耳-楞次定律,这一定律直接导向能量守恒定律的精确形式。

现在各路人马都在奔向一个伟大的定律。在提出或表述能量守恒定律的科学家中,有德国医生罗伯特·迈尔,他几乎是从哲学上明确地推导出这个定律的;有德国物理学家赫尔姆霍茨;有英国物理学家焦耳,他是在测量热功当量的过程中发现这一定律的;还有法国工程师卡诺、英国律师格罗夫、丹麦工程师柯尔丁。这么多人大致在同一时间提出同一科学定律,真是科学史上罕见的事情。

如果不了解科学史,我们无法理解“能量”这一概念的普遍性,它在全部自然科学中的地位,它对于人类理解自然现象的意义。“能量”概念提醒我们自然科学的统一性,提醒我们不要深陷在各门学科的技术细节中,忘记了自然科学的根本任务是为人类建立一个关于外在世界的统一的整体图像。在学科分化愈演愈烈的今天,人们尤其需要这种统一的图像。

3.了解科学史有助于理解科学的社会角色和人文意义

爱因斯坦在朋友家的院子里骑自行车玩。

我们的时代是一个科学的时代。今天,我们对许多科学的东西耳熟能详,我们觉得许多科学的道理理所当然。但正如黑格尔曾经说过的,“熟知”往往并非“真知”。一切理所当然的东西都逃避了理性的反思,反而成为一种盲目的东西。科学对人类的命运影响如此之大,而我们对科学的本质也许还缺乏认识,这应该引起高度警醒。了解科学史可以帮助我们理解科学的社会角色和人文意义。

在诸种科学神话中,关于科学家的神话也许是流传最广的。很长时间以来,科学家被看作在某一方面有惊人才智的天才,掌握了与自然界进行对话的神秘钥匙,但在日常生活中完全是个低能儿,而且表现得离奇古怪。人们广泛传播诸如牛顿煮鸡蛋,结果把手表放进锅里;爱因斯坦走路时头撞着一棵树,还连声说对不起之类的故事。这些有趣的故事也许是真的,但不可把这看作科学家的本质特征。人们由于专注于某件事情而忘了周围的一切,这种情况并不罕见,并非只有科学家如此。另一方面,科学家在他的研究工作之外,与常人并无不同,在参与社会文化生活和从事艺术宗教活动方面,并不比一般人出色。这一点有必要大大强调,因为我们陷入这类科学家神话中太深了,不仅歪曲了科学家的形象,而且对培养自己的科学家相当不利——年轻人往往照公认的科学家形象规范自己。危害倒不在于年轻人将来在日常生活中表现得无能,生活不能自理,而在于他可能不再关心社会、关心他人,不再关心道德和艺术,而甘于做一个对世事不闻不问、对人类漠不关心的人,只在某一狭窄领域当熟练工匠。实际上,真正的科学家不仅增长人类的自然知识,还传播独立思考、有条理地怀疑的科学精神,传播在人类生活中相当宝贵的协作、友爱和宽容的精神,是最富有人性的。真实的、富有人性的科学家形象只有在科学史中才能得到恢复,因为在学习科学理论时,我们可能完全不知道该理论的创造者是一个怎样的人。

说到科学家的形象,我们不免会想起科学的技术化和科学的实用化、工具化问题,因为前面那种看似传奇实则愚蠢的科学家形象,是与错误的非人性的科学形象相适应的。无疑,科学是有实用意义的,特别是在当代,这种实用意义相当显著,但是,科学不只有实际用途。它既有物质的方面,也有精神的方面;它既有认识和改造世界的方面,也有锻炼人性的方面。一味强调一方面而忽视另一方面,科学的生命就要完结。在古代,科学的实际用处还未表现出来,注重实用的罗马人就对科学不加重视,刚刚由希腊人创造出来的科学马上断送在罗马人手里。今天,科学正在发挥着从前人们难以想象的实际作用,科学召唤出来的力量已经大到令人类无法驾驭的程度。核能的开发是一个伟大的科学成就,但造出的原子弹令人担忧,当今世界各国存有的核子武器足够把地球炸毁好几次。此外,科学带来了经济的高速增长、物质财富的极大丰富,但也带来了环境污染和能源短缺。大气污染有可能破坏数万年来保护人类和地球生命的大气层,陆地和海洋污染破坏了生态平衡,水污染危及人的生命之源。这一切的根源均在于过分把科学工具化、实用化,唯有激活科学的精神方面,建立健全的发展思路,才有可能最终解决这些问题。

固然,技术上的不良后果只有通过更新技术来解决,但技术上的解决并不能触及根本的问题,那就是,究竟为什么要发展科学?要发展什么样的科学?要回答这些问题,我们首先要回溯科学的本质。科学不只是一些方法性、技巧性的东西,它是一种文化。它既面对自然,以理性的态度看待自然,它也深入人性,在科学活动中弘扬诚实、合作,为追求真理而不屈不挠的献身精神。其次,不可以视科学为一种手段,一种为达到某种目的(比如发展经济)而采取的手段,相反,科学自身就可以作为目的。“为科学而科学”长期以来受到批判,现在应该承认它有合理之处。诚然,生产上的需要促成了科学的产生和发展。同样,为了求知,为了解开自然界的奥秘,人类也致力于发展科学。亚里士多德提到科学和哲学产生的原因时说:

古往今来人们开始哲理探索,都应起于对自然万物的惊异;他们先是惊异于种种迷惑的现象,逐渐积累一点一滴的解释,对一些较重大的问题,例如日月与星的运行以及宇宙之创生,作成说明。一个有所迷惑与惊异的人,每自愧愚蠢(因此神话所编录的全是怪异,凡爱好神话的人也是爱好智慧的人);他们探索哲理只是为想脱离愚蠢,显然,他们为求知而从事学术,并无任何实用的目的。[7]

受中国传统文化中实用理性的支配,中国人不大能接受“为科学而科学”的说法。不过,对我们中国人而言,比较缺乏的也许恰恰是“为科学而科学”的精神。在科学的历史中,我们将看到,这种精神如何成为科学发展的原动力。

今天,理解科学成了一项迫切的任务,因为科学在社会生活中已占据相当重要的位置,而人们对它又太缺乏了解。仅有的了解常常是片面的、不正确的。正在成长的一代年轻人将主宰未来的社会发展,如果一开始他们通过熟悉科学的历史全面地理解科学,那么,科学就能更好地为人类造福。


[1] 《培根论说文集·论学问》,水天同译,商务印书馆,1983年第2版,第180页。

[2] 这个故事在伽利略本人的著作中没有记载,来源是他的学生维维安尼写的《伽利略传》。

[3] 这个故事来源于牛顿晚年的朋友、医生和第一位传记作者斯图克莱(William Skukeley)。

[4] 科恩:《新物理学的诞生》,张卜天译,湖南科学技术出版社,2010年版,第167页。

[5] 故事及引文转引自达尔文编《达尔文自传与书信集》(下),叶笃庄等译,科学出版社,1994年版,第108页。

[6] R. H. Brown, The Wisdom of Science, Its Relevance to Culture and Religion, Cambridge University Press,1986,chapter 2.9.

[7] 《形而上学》982b14-21,吴寿彭译,商务印书馆,1959年版,第5页。