奧古斯丁曾說過:時間究竟是什么?沒有人問我,我倒清楚,有人問我,我想說明,便茫然不解了。世上有諸多事物皆是如此,科學亦是。
在追問科學之時,人們會遇到大大小小的問題,比如什么是科學現(xiàn)代科學的起源是什么科學何用科學知識是否絕對正確科學與技術(shù)有何差異等,甚至還包括科學的未來如何。本書力圖以宏大的歷史、文化視角,審視現(xiàn)代科學的誕生,從科學與理性、知識、技術(shù)等相關(guān)概念的關(guān)聯(lián),以及基礎科學與應用科學、自然科學與社會科學的分界與融合等角度,對科學的內(nèi)涵和外延進行梳理,并通過對科學的力量與限界的深度分析,引領讀者不斷思考科學的意義,透視科學的底色。
歷史與文明如何塑造科學的進程?對于科學,我們存在多少誤解?科學的未來如何?這些宏大的問題都可以在《科學的底色》一書中找到答案。這是一部將歷史、文化與科學完美結(jié)合的佳作,從不同維度深入梳理科學的內(nèi)涵與外延,消除人們對科學的誤解,并通過對科學的力量與限界的深度分析,使公眾更全面、更深刻地理解科學。
序 且從底色看真顏
吳曉京教授是我表弟(我姑母之子),我們兩人的生活軌跡,有過一些溫馨的交集和巧合。50多年前,我和他曾在北京、內(nèi)蒙古等地一起度過一小段愉快的少年時光。1977年恢復高考,我考了南京大學天文系,曉京考了北京師范大學物理系,我們在南北各自念書。畢業(yè)時,我們又不約而同考了中國科學院的研究生,我們都是在中國科學院拿的博士學位,我在自然科學史研究所(1988年),他在物理研究所(1989年)。
再后來,曉京去日本從事研究,我則在中國科學院上海天文臺工作。1997年我應邀去京都參加國際天文學聯(lián)合會(IAU)第23屆大會,會后在東京考察參訪了一些日子,就住在曉京家里。1999年,我調(diào)入上海交通大學,在那里建立了中國第一個科學史系,此后我一直在上海交通大學工作。沒想到兩年之后,曉京也來到了上海,他被復旦大學引進,成為材料科學系教授,從此我們又在同一個城市工作和生活了。不過因為兩人專業(yè)相隔頗遠,我們在學術(shù)上并未合作過。
這次曉京的著作《科學的底色》出版,征序于我,我當然無論如何也不能推辭。幸好他這部著作不研究材料學,而是一種跨界之作,是一部帶有科學史/科學社會學色彩的作品,我認真拜讀之后,十分欣喜,決定真的來置喙幾句。
以前我評論史蒂芬·溫伯格的玩票科學史時曾經(jīng)指出,一些搞前沿研究的科學家往往對科學史有兩種錯誤認知:
一種是想當然地將科學史視為科學的附庸認為科學史就是講講科學家的故事、講講科學成功的故事,目的是喚起聽眾對科學的熱愛和崇敬,最終使科學史成為以尋求新知識為使命的科學共同體的啦啦隊。正是在這種對科學史功能的錯誤認知之下,許多科學史研究者避之唯恐不及的輝格史學,在溫伯格眼中也變成合理的了,這導致溫伯格從錯誤的路徑為輝格史學做了在學理上完全失敗的辯護。
第二種錯誤認知是建立在第一種基礎之上的,即許多科學家想當然地認為,自己如果想進入科學史領域玩玩票,那肯定只消略出余緒就可以輕松成為一代名票這正是一個票友進入陌生領域時很容易出現(xiàn)的情況,溫伯格就未能免俗。
但是我這樣說的時候已經(jīng)非常努力地排除了吳曉京教授是我表弟這一事實對我可能產(chǎn)生的任何干擾吳曉京教授卻完全避免了上述兩種錯誤認知。
在《科學的底色》的第一篇(前4章)中,曉京花了不少篇幅闡述近代科學形成和產(chǎn)生的社會背景,然而這并非老生常談,而是為陳述他對科學的一系列思考所需的鋪墊。他的這些思考,和科學史圈子里常見的敘事(有許多是老生常談)相比,新意迭出,勝義時見。這很可能來自他作為一個越界狩獵者的有利之處他不會過多受到科學史圈子里傳統(tǒng)敘事的影響和束縛。
例如,他不贊成一些科學史研究者試圖告訴人們,科學革命之所以發(fā)生在歐洲,是因為歐洲有著深厚的科學土壤,有著科學的傳統(tǒng)。而這些科學史研究者為了論證歐洲的科學傳統(tǒng),就認為西部歐洲(即一些西方學者說的拉丁西方)是希臘文明和希伯來文明的繼承者。對此曉京也不贊成,他舉了三條理由:
為何在近千年的時間里,在浸潤在兩希文明中的基督教世界(包括東正教)沒有發(fā)生科學革命?
拜占庭帝國有近千年時間掌握著豐富的希臘文獻,是兩希文明的直接繼承者,文明程度明顯高于黑暗的拉丁西方,為何也沒有發(fā)生科學革命?
崛起于公元7世紀的伊斯蘭文明,大量翻譯古希臘文明的著作,不僅是兩希文明的繼承者,而且是發(fā)揚光大者,為何也沒有發(fā)生科學革命?
所以他主張不應將兩希文明對科學革命的影響估計過高,甚至對科學革命本身也不必估計過高,科學革命只是歐洲整體社會變革浪潮中的一朵浪花。至于今人一貫頂禮膜拜的文藝復興,在曉京看來很大程度上類似托古改制,是歐洲的社會變革造就了希臘文明在今人心目中的偉大,而不是相反即使沒有古希臘,此時的歐洲人也可以發(fā)掘出其他文獻,作為自己推動改革的依據(jù)。
曉京還特別指出,我們不能從科學革命最終發(fā)生于西歐這個事實,就推論出這場革命只能發(fā)生于西歐,這種推論的論據(jù)極不可靠,結(jié)論除誤導人們之外,并不能為人們提供任何有益的知識。
討論科學革命可以說只是熱身運動,更大膽、更深刻、更有價值的討論集中出現(xiàn)于本書第二篇(第59章)。
首先,曉京正面論述了這樣的觀點,曾經(jīng)有很長時間,世界處在有技術(shù),無科學的狀態(tài)中,所以技術(shù)的歷史比科學更早、更長,技術(shù)也不需要以科學作為基礎和前提:
無論現(xiàn)代學者們怎么在書齋里嫻熟地利用邏輯學來論證從經(jīng)驗中無法獲得普遍規(guī)律,都無法阻止自古以來的發(fā)明家們基于自己或他人的經(jīng)驗積累而發(fā)明創(chuàng)造出各類新技術(shù),從而逐漸地提高了人類生產(chǎn)、生活的質(zhì)量,提升了人類文明的水平。近代西方科學的產(chǎn)生、發(fā)展都是建立在長期以來人類技術(shù)積累的基礎之上,而不是相反。
為了進一步完善自己的論證,曉京采用了技術(shù)的科學化這一非常有價值的命題(他是在和學術(shù)圈子里的技術(shù)科學化概念有所不同的意義上使用這一命題的)。在這一命題中,當科學遇到在它之前已經(jīng)出現(xiàn)的技術(shù)時,技術(shù)可以被分成兩類。
一類是可以科學化的技術(shù)。這類技術(shù)不僅可以用科學理論加以解釋,而且還可以借助科學理論而獲得提高。他舉了冶鐵/煉鋼技術(shù)為例,這樣的例子當然還可以找出很多。
不過,在傳統(tǒng)的科學敘事中,當人們用這類例子來說事時,經(jīng)常有意無意地混淆解釋和啟發(fā)的差別。例如,因為愛因斯坦的質(zhì)能公式(見于他1905年發(fā)表的論文中)可以解釋原子彈爆炸時所釋放的巨大能量,許多人就會說沒有愛因斯坦的質(zhì)能公式就不會有原子彈,但實際上原子彈最初的設想出現(xiàn)于英國1914年的科幻小說中,而愛因斯坦因為政審通不過,從頭至尾都被排除在曼哈頓工程之外。類似的例子還有瓦特的蒸汽機,科學家喜歡說是熱力學啟發(fā)了瓦特,但瓦特卻說他去請教大學教授只是尋求對他已經(jīng)做出的發(fā)現(xiàn)的解釋即使沒有熱力學,瓦特的蒸汽機改良工作也已經(jīng)完成了。
事實上,從邏輯的角度來說,事件A發(fā)生后可以用理論B來解釋,并不意味著事件A就必然是理論B的實際應用哪怕理論B問世于事件A之前,因為事件A還可以是理論C、理論D……的實際應用。
這種有意無意混淆解釋和啟發(fā)的科學敘事,產(chǎn)生了一個持久的惡果使得人們長時間習慣于將技術(shù)的成就記到科學賬上,也就是將工程師、發(fā)明家的成就記到科學家賬上。對此從技術(shù)的科學化角度進行分析,實有正本清源之功。
在這個命題之下,還有另一類技術(shù),即無法科學化的技術(shù),主要是指那些目前的科學理論還無法解釋的技術(shù)。這類技術(shù)在今天就會被邊緣化,甚至被指為偽科學而遭到打壓,對此曉京舉了中醫(yī)為例。而他對中醫(yī)的態(tài)度,應該也可以理解為他對這一類無法科學化的技術(shù)的態(tài)度:
但是中醫(yī)之偉大,絕不在于其可以科學化,而在于其數(shù)千年來能夠庇護斯土斯人生生不息,在各種疾病的侵襲下安然生活、繁衍在這片廣袤的國土之上。與后者相比,科學這一概念實在無法為中醫(yī)增輝。
他認為對于這一類技術(shù),有沒有一塊科學的牌子,絕非事情的核心,在實用技術(shù)領域,致用才是王道。
關(guān)于如何認識技術(shù)和科學之間的關(guān)系,曉京在《科學的底色》中,可謂一篇之中三致意焉,有許多非常值得注意的論述。例如,關(guān)于工業(yè)革命中的三大產(chǎn)業(yè)技術(shù)革新,紡織珍妮機、蒸汽機、蒸汽輪船和蒸汽火車,已成論述工業(yè)革命時的老生常談,但是曉京卻指出:這些技術(shù)的發(fā)明者,推動這些技術(shù)發(fā)展的社會動力,都與當時的科學界關(guān)聯(lián)甚微,沒有一位接受過完整的系統(tǒng)教育、受到過科學訓練。
又如,曉京認為,要取得足以開辟新產(chǎn)業(yè)技術(shù)的科學突破,是一件極為困難且可遇不可求的事,諾貝爾科學獎越來越多地頒給了技術(shù)突破,諾貝爾獎事實上日益成了技術(shù)進步獎。他認為這正說明了技術(shù)與科學之間的現(xiàn)狀技術(shù)的發(fā)展狀況優(yōu)于科學的發(fā)展狀況。所以他的結(jié)論是:
技術(shù)的出現(xiàn)遠早于科學,它的發(fā)展為科學的產(chǎn)生奠定了基礎,沒有這一基礎就不會產(chǎn)生科學,而不是相反;科學出現(xiàn)后,成功地把某些與技術(shù)相關(guān)的知識科學化,使之成為科學的技術(shù);科學的技術(shù)是技術(shù)的一個子集;……科學不是技術(shù)產(chǎn)生及進步的必要條件。
至少在大眾科學傳播的層面,這樣的論述還是極為罕見和珍貴的。因為我們熟悉的大眾科學敘事,總是將科學說成技術(shù)的基礎,將我們在技術(shù)上遇到的卡脖子(其實很多都是不明真相、夸大其詞、人云亦云的)歸因于基礎科學薄弱。
針對這些普遍流行的錯誤認知,吳曉京教授《科學的底色》中的有關(guān)論述,確實值得三復斯言。雖然他沒有做一大堆學術(shù)包裝的功夫(例如在書后堆砌冗長的參考文獻),但我們都知道,真知灼見是不需要包裝的。
江曉原
2024年8月1日
于上海交通大學科學史與科學文化研究院
吳曉京,復旦大學材料科學系教授。1982年初畢業(yè)于北京師范大學物理系,獲學士學位;1983年就讀于中國科學院物理研究所,于1986年、1989年先后獲碩士、博士學位。之后赴日本,先后在日本科技廳無機材質(zhì)研究所、三菱瓦斯化學公司、日本超電導工學研究所及日本東京大學從事研究工作。2001年,作為引進中青年杰出人才,受聘成為上海復旦大學材料科學系教授。曾任復旦大學材料科學系副系主任、中國電子顯微鏡學會常務理事、上海市顯微學學會副理事長。長期從事材料科學研究,發(fā)表過百余篇科學論文。
001第一篇探尋科學的緣起
003第一章在混亂中醞釀有序
019第二章人性覺醒與思想解放
043第三章社會變革與新制度誕生
059第四章用理性詮釋世界
069第二篇透視科學的維度
071第五章理性與科學
097第六章知識與科學
107第七章技術(shù)與科學
143第八章基礎科學與應用科學
149第九章自然科學與社會科學
161第三篇思考科學的意義
163第十章科學的力量
169第十一章科學的限界