大热美剧《生活大爆炸》中有一个桥段,几位主角(都是物理学家)就前沿理论物理学的发展方向展开激烈辩论,双方各执一词,吵得不可开交。天才的高深理论我们可能不懂,但我们确实可以考虑一下这场辩论最后的拷问:“如何向下一代解释真理到底是什么?”《现代科学史》这本书会告诉我们,许多时候,追求真理的过程比追求真理本身更重要。毕竟,吾生也有涯,而知也无涯。科学在某种程度上为真理代言,科学史是一部追求真理的历史。
《现代科学史》(英)彼得·J.鲍勒 伊万·R.莫鲁斯 著,朱玉 曹月 译,中国画报出版社,2020年6月。
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如果用《现代科学史》去类比常见的史书,那么它一定是纪传体,而非编年体。作者一开始便对常见的“科学革命”一说提出了质疑,一个重要的原因是“历史学家已证实,现代早期理解自然世界的方法与更早之前的视角之间存在明显的连续性。历史上似乎不存在一个特定的点或事件,我们可以指着它说科学革命从这里开始”。而“连续性”正是本书始终强调的一点:人类自诞生之始,便努力了解世界,这个世界既包含宇宙万物,也包含人类自身。人类了解世界的过程从未停止,是“连续”的;摒弃欧洲中心视角去看,“中国文化贡献了很多重要发明,包括火药和罗盘,以及与最终在西方出现的自然哲学截然不同的对应物”,“伊斯兰世界滋养和发展了古代自然哲学的传统,为欧洲后来的发展奠定了重要基础”,这些都决定了科学革命乃至现代科学的成就绝非一蹴而就。重要科学家的重要发现无疑起到了更大的推动作用,但这不会影响整个科学发展史的连续性。因此,若采用编年体去写科学史,势必让信息变成过于碎片化,无法让人看到某一个学科的传统如何形成,其在发展过程中如何推进、如何分化,甚至可能过于突出某些学科,而弱化另一些学科,更难厘清科学发展与人类社会发展之间的交互作用。
全书分为两个部分,第一部分是为各学科“立传”,涵盖了天文学、物理学、化学、生物学、地质学、生态学等领域。
在这部分,各学科的发展分别呈现,但依然可以梳理出一些重要节点,这些节点对应着重要的科学发展阶段,当然也对应着一些关键人物。例如,哥白尼的《天体运行论》出版,这是一个标志性的事件,意味着自然科学摆脱宗教和神学的束缚独立出来。16—17世纪,自然科学的中心从学术界转移到了更通俗、更文雅的环境中,很多市民与贵族参与进来,进一步激发了人们对自然科学的热情,来自物理学、生物学等学科新的发现也不断涌现。终于,集大成者牛顿出现了,他将新科学中碎片化的部分整合在一起,使之成为一个整体,这项成就也使得他成为历代科学天才的典型。诗人亚历山大·蒲柏是这样赞扬他的:“自然与自然的法则在黑暗中隐藏;上帝说,让牛顿出世!世界一片光。”在牛顿等科学家的共同推动下,自然科学体系得以建立。
19世纪是科学的另一个井喷期,许多科学家从不同角度提出了能量守恒定律,即热力学第一定律。能量守恒定律揭示了机械效率的奥秘,这意味着“能量”这个概念的重要性超过了“力”。有了能量的概念,整个物理学的天空豁然开朗,麦克斯韦将能量置于他的新电磁理论的核心位置,为未来四种力的统一开启了方向。同样出现于19世纪的另一部重要论著,非达尔文的《物种起源》莫属,进化论的出现彻底打破了科学屈从于宗教的自然神论的局面,其引发的争论也一直都没有停歇。从进化论中衍生出了很多社会学概念,如“社会达尔文主义”和“民族主义”,在20世纪引发了大量的社会问题,达尔文估计也没有想到会有以他名字命名的社会学概念吧。
20世纪科学再次出现了所谓革命性的变化,经典理论在面对新的挑战时去了作用,海量的资源投入与大战的到来,共同支撑起新的物理学天空。相对论和量子力学甚至从根本上改变了人们看待世界的方式,深刻地影响了人们的世界观。爱因斯坦推翻了统治科学界数百年的牛顿经典物理学的理论基础,给以太论判了死刑。各种粒子和DNA双螺旋结构的发现让人类对宇宙的认知从宏观层面进入了微观层面。
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第二部分是科学研究主题,探讨了科学与宗教、医学、战争等的关系,介绍了重要的科学研究组织,还探讨了科学走向大众的方式,以及科学发展中的性别歧视,等等。最后的大事年表则是中文版编辑为了方便读者迅速了解各时期发生了哪些科学事件而特别编制的。
科学发展带来的改变通常会超出学术的范畴。新知识的出现意味着过去认知的局限性被打破,发展过程中注定会产生阻力,这种阻力来自传统的观念、宗教信仰、伦理等各方面。某些时候,新知识的诞生需要与旧有的认知并行。众所周知,现代科学不断挣脱宗教的束缚才最终诞生,但这同样不是一蹴而就的。生活在基督教信仰盛行时代的科学家们,很难完全摆脱宗教的影响。比如,在能量守恒定律的发现过程中,汤姆森与焦耳都有着相同的神学信念:上帝创造的一切都不会被摧毁,不会有任何损失——没有能量可以被毁灭。正是因为坚守这种观点,他们才发现了新的定律?在地质学发展的过程中,“水成论”和“灾变论”这样的重要理论也明显带有受到《圣经》影响的色彩,虽然持有这些理论的科学家一度固执地认为地球的历史仅有《圣经》认定的几千年,但在分析化石和岩石等资料的过程中,加上原子物理等其他学科的启发,地质学的视野还是逐渐被打开了。这些究竟是美丽的巧合,还是“命运”的安排?
至于科学与技术之间的关系,一直都饱含争议,因为技术被认为是功利的,然而保持科学的纯粹性,将其与技术切分开的尝试始终未能成功。弗朗西斯·培根就坚决主张自然哲学应该由社会上的绅士而不是隐居山林的学究来研究的一个理由是,科学应该为大众服务。科学与战争之间的关系则引发了更大的争议,因为战争无疑是毁灭性的。“人们曾说,第一次世界大战是化学家的战争,第二次世界大战则是物理学家的战争”。如何平衡科学与军事之间的关系,又上升为一个新的论题,而这只是本书第二部分中关于平衡科学与人类社会之间关系的诸多论题中的一个。
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曾经科学似乎是只存在于象牙塔中的珍宝,而今天,我们享受着科学带来的便利,从《星球大战》和各种纪录片中了解科学知识,甚至有斯蒂芬·霍金这样的科学为我们奉献作品。不可否认,推动科学发展的是那些将思考与研究当作狂欢的少数人,但受惠的(也有可能是承受后果)始终是全人类。科学的探索精神和质疑精神的内在驱动力正是人类固有的对万事万物的好奇心,作为普罗大众,即便受限于智商和教育水平,也依然可以保有一颗充满好奇、渴望了解世界、窥探真理的心。
“现代科学史”不是一个容易写的主题,涉及的学科过多,涉及的理论过于庞杂,而作者的跨学科背景和深厚的写作功底共同成就了《现代科学史》并使之成为该领域的经典读本,不仅可作为高等院校科学史专业学生的参考读物,还能像科学革命时代的科学成就一样,走下学术的神坛,以亲和友好的叙述让普通读者一窥现代科学对人类社会的多元影响,感知科学的独特魅力。
(晶报供稿)
编辑 周晓飒