人人都该懂的科学简史

科学的前世今生 什么是科学？ 什么是科学家？ 科学的未来将去往何方？ 科学史的古往今来 科学史究竟是什么?我想，在拿起这本书的时候，你心中可能就对这个问题有了些许期待或想象。相较于历史上的任何时期，如今你脑海中的设想可能与身边人的更为不同。 比起其他形式的历史记录，人们在撰写科学史的过程中可能会带有明显的目的性。直到现在，科学史中记录的很多对象和结论仍不断遭到质疑。你是想在本书中读到天才的人生故事，还是想了解技术突破、发明，以及随之而来的事物的进化?或是想要探索历史上那些极具挑战的科学实验，在逆境之中艰难前行的个人、机构或军队，以及他们*终是如何依靠思想和智慧取得了成功?或是你想从这本书中收获更多?当然，*后一点也是我所希望的。 放眼望去，科学史几乎涵盖了上述所有问题。不过，我们还是想 为它添加更多的内容。科学家撰写的历史可能会因私心和偏见而有所偏颇，而哲学家撰写的历史又可能会因逻辑过于“清晰”而让人“食 之无味”。更糟糕的是，错误的陈述可能会带来一系列意料之外的副 作用:它也许会动摇人们对科学成就的信心，或是引发对那些没能达 到目标的研究进行过激又无理的批评，甚至可能会断送那些聪慧的学 生的前程，让他们无法再自信地将科学当作自己可以胜任的职业。 从另一个角度来说，所谓“错误的陈述”暗示着应该存在一个准确、客观的官方版科学史。那么，罗列一连串确切又无可辩驳的事实，就一定能够揭示出科学发展的源头和历程吗?诚然，对历史事件进行详细的描述无疑是十分重要的，科学史学家也早已围绕科学发现和发明展开了探讨。不过，描述大规模事件、分析其根源等行为往往会引发争议，而像本书这种覆盖范围较广的综述作品更是如此。 哪些事实意义重大?哪些历史人物又起着关键作用?自19世纪初开始，艾萨克·牛顿(Isaac Newton，1642—1727)便成为英国无与伦比的天才的代表人物。在他那“高大形象”的“阴影”之下，还生活着一群同样值得关注的人:与他同时代的英国物理学家罗伯特·胡克(Robert Hooke，1635—1703)设计、制造了显微镜，这种新设备推动了其他实验科学的发展;牛顿的“老对手”戈特 弗里德·威廉·莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz，1646—1716) 则发现了微积分。而从后来的学术研究来看，作为英国皇家学会的会长，牛顿当年的某些行为几乎是对自己地位和头衔的讽刺。20世纪 30 年代，在距牛顿去世将近两个世纪后，历史学家开始挖掘 他的一些鲜为人知的癖好，比如对炼金术的痴迷和对《圣经》的迷恋。这些研究并不属于科学的范畴，牛顿却对它们极其执着、一丝不苟，几乎和他对科学事业的态度如出一辙。根据记载，牛顿很有可能在这些难登大雅之堂的研究上花费了更多的时间和精力。这些逸事仅寥寥数语就勾勒出了他更多元也更生动的形象。 这些思想巨人的故事是各个版本的科学史的共通之处。天才被视作榜样，也是我们培养人才的范本和标杆。对这些杰出个体的描述，不免会让人觉得思想和智慧所造就的科学的进步往往只是源自灵感的偶然迸发。人们认为这些进步是“突破”(breakthrough，这个词在**次世界大战期间开始流行)，是智慧碰撞的必然结果。我们不能简单地将公众有些片面的观点归咎于不了解历史事实。阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein，1879—1955)是科学天才的典型代表。然而，他暮年时在学术研究上的乏力、他对左派思想的支持以及他的爱情往事却鲜为人知，但这些于他毕生的工作而言意义重大。另一个在时间上更接近本书读者的人是美国物理学家理查德·费曼(Richard Feynman，1918—1988)。在被大众广泛认知的科学史中，费曼一直保持着“怪咖天才”的形象，具有非凡创造力又慧眼独具的他似乎超脱于与他同时代的人。这样的描述是否真的展现了他们人生的关键之处呢?这些非凡的个体是可以代表科学的发展，还是也许只是有悖于科学主流的个例呢? 人类编纂科学史的初衷是为了记录思想的进步。在长达 200 余 年的时间里，科学史常常与哲学以及知识的提炼方法相关联。法国哲学家奥古斯特·孔德(Auguste Comte，1798—1857)将科学视作思想和历史的发展历程。在他看来(以一种可能会引起当今学术机构不满的方式)，数学科学代表了思想与智力的积累，是推动人类思想发展的重要力量——原始的迷信及“万物有灵论”逐渐发展为“一 神论”神学(两者都被视为虚构的原型理论)，再到形而上学(“抽象”)，*后到孔德所说的“实证知识”(Positive knowledge)。他认为， 执着于科学势必会带来进步。这一对科学发展的乐观断言在 20 世纪 大获追捧，即便到现在也仍然深刻地影响着一些实践科学家。 20 世纪，随着科学史兴起并逐渐得到公众认可，人们开始质 疑那些关于天才和进步的假设。科学家、哲学家和历史学家的观点 渐渐产生了分歧。仔细审视这些思想，我们不难发现，这些差异似乎来源于一些容易被人忽视的因素。在 1962 年出版的开创性著作《科学革命的结构》(The Structure of Scientific Revolutions)中， 美国科学哲学家托马斯·库恩(Thomas Kuhn，1922—1996)指出，科学理论之间的争论不仅涉及重要事实，也要归咎于那些在背后给予支持的科学团体的不同观点和立场。英国广播公司主持人、历史学家詹姆斯·伯克(James Burke)的看法却截然不同。1978 年， 伯克在系列电视节目《联系》(Connections)中暗示，科学进步和 技术变革是“堂吉诃德式”的偶发事件，是一系列无法预测、不具启发作用的事件，是偶然的人、地点和思想碰撞的产物。 孔德与伯克生活的时代相距不过 150 年的时间，两人的思想和 观点却几乎是对立的。这让我们不禁发问，如果科学进步真如孔德 所说是必然而确定的，那么又何必费心地去研究它的历史呢?而如果它像伯克所述只是一些偶发事件，那么科学史研究是否根本就是毫无意义的，而科学发展也是无法预测的呢?总结来说，科学史研究的驱动力和动机主要可以分为两方面。**，历史学家和其他一些人对科学发展的复杂过程十分着迷，他们希望挖掘出这一过程中的人为影响，并对它的发展轨迹做出解释。第二，自 20 世纪70 年代起，哲学家、社会学家和历史学家开始关注会对新知识的产生造成影响的因素，这些因素涉及多种规模和尺度，小到科研实验室的组织，大到公众认知和国家政治。早在 200 年前，科学发展就被视为对人类进步的直接而鼓舞人心的例证，而现在，它的“疆土”不 断扩大，覆盖了更为广泛的学科。 ……