科學(xué)與人文一種文化的博弈讀《物理與文化》

科學(xué)與人文一種文化的博弈讀《物理與文化》

“地球村”的困境20世紀(jì)的科學(xué)革命浪潮把人們帶到了21世紀(jì)的門(mén)檻。在贊美新世紀(jì)的曙光時(shí),人們的耳畔卻仿佛響起了查爾斯·狄更斯(1812—1870)的聲音(《雙城記》):“這是最好的時(shí)候,這是最壞的時(shí)候;這是智慧的年代;這是愚蠢的年代;這是信仰的新紀(jì)元,這是懷疑的新紀(jì)元;這是光明的季節(jié),這是黑暗的季節(jié);這是希望之春,這是失望之冬;我們將擁有一切,我們將一無(wú)所有;我們正在直登天堂,我們正在直下地獄……”是的,當(dāng)今社會(huì)每一個(gè)深思熟慮的人都會(huì)既有一種幸福感,又有一種危機(jī)感,或者說(shuō)“機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存”的感覺(jué)吧?？萍嫉陌l(fā)展使人們的物質(zhì)生活空前地富裕起來(lái),但競(jìng)爭(zhēng)又使生活節(jié)奏變得太快;與此同時(shí),地球上有限的能源及其他不可再生的資源也以日益加快的節(jié)奏被耗用掉;在人類活動(dòng)日益加劇的干預(yù)下,地球整體生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化。在與“原子能”這把“雙刃劍”和平共處了55年之后,另一把“基因工程和克隆技術(shù)”的“雙刃劍”又被握到了人們的手上,又一次產(chǎn)生了“拔劍四顧心茫然”的感覺(jué)。如果說(shuō),100年前人們?cè)鴳岩蛇^(guò)科學(xué)是否會(huì)繼續(xù)大發(fā)展的話,那末今天主要的擔(dān)心則是科技能否被正確地利用的問(wèn)題了。這關(guān)系到我們這個(gè)“地球村”究竟能否達(dá)到“可持續(xù)發(fā)展”的目標(biāo),而假如處理不當(dāng)?shù)脑?我們“地球村”便好像“泰坦尼克號(hào)”,高速行駛在夜幕下平靜而冰冷的海洋上。那末,危機(jī)集中表現(xiàn)在哪里呢?看來(lái)用物理的術(shù)語(yǔ)來(lái)表述還是合適的,即“不平衡”三個(gè)字。物質(zhì)文明與精神文明發(fā)展不平衡:人對(duì)“自然”的認(rèn)識(shí)或改變似乎已經(jīng)很多,而對(duì)自己的認(rèn)識(shí)或“人性”的改變實(shí)在太少;人本來(lái)是自然界的一部分,本應(yīng)與自然和諧相處,如今卻企圖凌駕于自然之上并已受到自然的懲罰而不自覺(jué)。物理學(xué)告訴我們:不平衡狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致傾覆或者“相變”,人類社會(huì)也正孕育著巨大的危險(xiǎn)。造成這一不平衡狀態(tài)的原因極為復(fù)雜,需要深入研究,但有一點(diǎn)已被指出的是由于四百多年來(lái)人類文化和人才教育上的分裂所致。隨著“文藝復(fù)興”歐洲走出中世紀(jì),科學(xué)發(fā)展起來(lái)以后,人類文化中便分出了科學(xué)文化,逐漸區(qū)別于早已形成的人文文化,與此相應(yīng)地,在培養(yǎng)年輕人的大學(xué)里,實(shí)行了高度專業(yè)化的教育。于是一個(gè)人,盡管可能是某種科技(或人文)領(lǐng)域里的專家,卻對(duì)人類文化的更廣大領(lǐng)域所知甚少。這一局限性導(dǎo)致自己專業(yè)活動(dòng)中的短期行為和全局觀念的缺乏。有些科技專家只管埋頭專業(yè)工作,人文意識(shí)淡薄,他們總是把對(duì)人類社會(huì)發(fā)展可能會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)期或全局性影響的事情或決定都推給政治家去做。而有些政治家憑各種猜疑、傲慢或偏見(jiàn)甚至一時(shí)沖動(dòng)而匆忙作出的決定,造成了不可挽回的嚴(yán)重后果,這又與他們自身的局限性有密切的關(guān)系。這樣的事例,在20世紀(jì)難道見(jiàn)得還少嗎?一切社會(huì)活動(dòng)都是人的活動(dòng),要改善我們的社會(huì),就必須改善和提高人的全面素質(zhì)。因此我們的教育應(yīng)當(dāng)致力于培養(yǎng)德、智、體、美等諸方面和諧發(fā)展的一代新人。而為要做到這一點(diǎn),正如已故著名女科學(xué)家吳健雄所指出,就應(yīng)該把人類文化已經(jīng)長(zhǎng)期分裂而造成隔閡的兩種文化——科學(xué)文化與人文文化——在學(xué)校校園里重新加以彌合,這是為了避免社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中出現(xiàn)危機(jī)而必須解決的一個(gè)刻不容緩的問(wèn)題。新世紀(jì)的年輕一代,不但是各行各業(yè)的專家,而且都應(yīng)該有廣博的知識(shí),有完善的人格修養(yǎng),能夠相互溝通,相互理解,負(fù)責(zé)任而有遠(yuǎn)見(jiàn)。在這樣優(yōu)秀的群體中選拔出來(lái)的最優(yōu)秀人才做“船長(zhǎng)”和“領(lǐng)航員”,才能使新的“泰坦尼克號(hào)”避開(kāi)一切冰山暗礁,駛向幸福的彼岸。以上的話是我于2000年4月15日為同濟(jì)大學(xué)吳翔等五位教授編著的《文明之源——物理學(xué)》一書(shū)所寫(xiě)序言的前半部,此書(shū)于2001年9月由上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版。我于2001年9月6日剛從美國(guó)回到上海,就發(fā)生了震驚世界的“9.11”事件。第二天高等教育出版社物理編輯室主任陳小平等三位編輯專誠(chéng)到復(fù)旦來(lái)訪問(wèn),與幾位教師(王炎森,鄭永令等和我)談到他們通過(guò)在全國(guó)各地的調(diào)查了解,認(rèn)為有需要再出一本文科物理書(shū),它與例如《改變世界的物理學(xué)》(倪光炯,王炎森,錢(qián)景華,方小敏編著,復(fù)旦大學(xué)出版社,1998,1999)有不同的主線,應(yīng)更加突出科學(xué)的思想和文化內(nèi)涵,而適當(dāng)減少數(shù)學(xué)和技術(shù)細(xì)節(jié)。并且明確地建議由我們來(lái)寫(xiě)這本書(shū)。這一想法與我們幾年來(lái)聽(tīng)到的對(duì)《改》書(shū)的反映是一致的,也與教育界以至社會(huì)各方面對(duì)教育改革中必須強(qiáng)調(diào)人文精神或科學(xué)精神的共識(shí)一致。今天有識(shí)之士都在大聲呼吁:在21世紀(jì),一個(gè)年輕人只掌握某一種(科技或人文)專業(yè)知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,我們必須警惕“有知識(shí)沒(méi)文化”或“做科技工作卻不講科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法”的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)會(huì)上會(huì)后的反復(fù)討論,我們四個(gè)作者決心接受他們的意見(jiàn),努力來(lái)做這件雖然難做卻必須做的事,并把書(shū)名定為《物理與文化》,英文譯名為PhysicasaCulture(也許比中文名還更好些)。[注:以上是序言初稿的前一半,后一半等到全書(shū)定稿后再寫(xiě)吧。倪光炯,2001年11月1日]第一章兩種文化的歷史發(fā)展如果我們不了解過(guò)去,也就沒(méi)有多少希望掌握未來(lái)——J·李約瑟1.1中華文明的悠久歷史一、“夏商周斷代工程”的發(fā)現(xiàn)和發(fā)現(xiàn)地球上有史可考的古代文明發(fā)源地大體分布在兩個(gè)區(qū)域,一是地中海附近的希臘,埃及和兩河流域(即美索不達(dá)米亞,指西亞底格里斯和幼發(fā)拉底兩河流域平原,在今敘利亞?wèn)|部和伊拉克境內(nèi)),一是在東方的中國(guó)和印度。全世界的華人都稱自己為“炎黃子孫?！痹趥髡f(shuō)中,黃帝是中原各族的共同祖先,姬姓,號(hào)軒轅氏,曾于阪泉(今河北省涿鹿縣東南)打敗另一部落(姜姓)首領(lǐng)炎帝(號(hào)烈山氏,一說(shuō)即神農(nóng)氏),后又于阪泉擊殺蚩尤,被擁戴為部落聯(lián)盟領(lǐng)袖。傳說(shuō)有很多發(fā)明創(chuàng)造,如養(yǎng)蠶,舟車,文字,音律,醫(yī)學(xué),算數(shù)等,都創(chuàng)始于黃帝時(shí)期,現(xiàn)存《素問(wèn)》一書(shū),相傳是《黃帝內(nèi)經(jīng)》的一部分。但是炎黃時(shí)期的精確年代已不可考,只能估計(jì)為距今約5000年前。黃帝以后父系氏族社會(huì)后期的部落聯(lián)盟領(lǐng)袖,在傳說(shuō)中先有堯,史稱唐堯,他曾命羲和掌管時(shí)令,制定歷法,咨詢四岳,選舜(史稱虞舜)為繼承人,史稱“禪讓”。舜繼位后,又挑選賢人,治理民事,并選拔治水有功的夏后氏部落領(lǐng)袖禹為繼承人。禹死后禪讓給皋陶。但傳說(shuō)中禹的兒子啟建立了中國(guó)歷史上第一個(gè)朝代(奴隸制國(guó)家),姒性,史稱為“夏”,建都陽(yáng)城(今河南省登封市東),傳到十三代桀,為商湯所滅。夏代約從公元前21世紀(jì)到前16世紀(jì)。商朝曾多次遷都。后盤(pán)庚遷都殷(今河南安陽(yáng)小屯村),故商亦稱殷。當(dāng)時(shí)農(nóng)業(yè)已較發(fā)達(dá),手工業(yè)能鑄造銅器和白陶,交換擴(kuò)大,出現(xiàn)早期城市,傳至17代紂王,被周武王攻滅。商代約從公元前16世紀(jì)到前11世紀(jì)。請(qǐng)讀者查看辭海的附錄,可見(jiàn)中國(guó)歷史紀(jì)年表是從公元前841年西周共和元年記起的。原因是這以前的年代在歷史研究中都不精確,大家存在很多爭(zhēng)議。1996年起,在宋健院士推動(dòng)下,由歷史、考古、天文、放射性測(cè)年技術(shù)等各方面170位科學(xué)家聯(lián)合攻關(guān),一個(gè)名為“夏商周斷代工程”的研究項(xiàng)目開(kāi)始啟動(dòng),到2000年為止的階段成果已能把三代比較準(zhǔn)確的紀(jì)年定下來(lái)了。首先,“武王克商”的故事在《封神榜》一書(shū)早有記載,但神話不可信,究竟發(fā)生在那一年?這是研究的關(guān)鍵。過(guò)去歷史學(xué)家有44種說(shuō)法,最早為公元前1127年,最遲為前1018年,相差達(dá)109年!這次科學(xué)家用放射性14C考古技術(shù)(見(jiàn)第5章§5.4)對(duì)武王克商的出發(fā)地鎬京(今陜西省長(zhǎng)安縣馬王鎮(zhèn))出土的木炭,獸骨等進(jìn)行分析,結(jié)合殷墟遺址出土的甲骨文對(duì)當(dāng)時(shí)天象(月食)的記載分析等各種手段,最后首選出武王克商的時(shí)間是公元前1046年(參見(jiàn)),由此上溯,定出商代開(kāi)始的年份是公元前1600年,再往前推出夏代的始年是公元前2070年。研究中一個(gè)非常精彩的發(fā)現(xiàn)如下。古代出土了一部《竹書(shū)紀(jì)年》,書(shū)中有一句話:“懿王元年天再旦于鄭”。“鄭”有鳳翔,華縣等說(shuō),但總在西周京城西安附近,而關(guān)鍵是“天再旦”三個(gè)字。1944年劉朝陽(yáng)指出:這是說(shuō)“天亮了兩次”,即一種“日全食”現(xiàn)象,南京紫金山天文臺(tái)張培瑜算出那次日全食應(yīng)在公元前926年或899年,美國(guó)加州理工學(xué)院三位科學(xué)家進(jìn)一步算出時(shí)間應(yīng)是公元前899年4月21日凌晨5時(shí)48分。為了保證科學(xué)的準(zhǔn)確性,以劉次沅為首的專題組仔細(xì)觀察了1997年3月9日發(fā)生在新疆北端與俄、蒙、哈三國(guó)交界處的日全食,在天文愛(ài)好者和當(dāng)?shù)鼐用駧椭?共收到60人從18個(gè)地點(diǎn)寄來(lái)的35份報(bào)告,印證了上述計(jì)算,從而肯定公元前899年為周懿王元年,可見(jiàn)中國(guó)古代天文觀察和歷史記錄是何等準(zhǔn)確。夏商周斷代工程向全世界展示了歷史悠久而熠熠生輝的中華文明,也是在中國(guó)科學(xué)家集體大協(xié)作下奏出的科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的一曲凱歌。二、雕刻印刷術(shù)、開(kāi)爆爆炸物的公約英國(guó)哲學(xué)家弗·培根(FrancisBacon,1561-1626)是歐洲文藝復(fù)興時(shí)期的杰出啟蒙者,他在代表作《新工具》一書(shū)(NovamOrganum,1620)中寫(xiě)道:“我們充分看到了發(fā)明的威力、功效和后果。這種作用無(wú)論在什么地方都不如古人一無(wú)所知的三項(xiàng)發(fā)明中更加惹人注目…,這三項(xiàng)發(fā)明就是:印刷術(shù)、火藥和指南針。它們改變了世界的整個(gè)面貌和事物的狀況。印刷術(shù)使文學(xué)改觀,火藥使戰(zhàn)爭(zhēng)改觀,指南針使航海改觀?？梢哉f(shuō),沒(méi)有那一個(gè)王朝,沒(méi)有那一個(gè)宗教派別,沒(méi)有那一位偉人曾經(jīng)對(duì)人類事務(wù)產(chǎn)生過(guò)比這些發(fā)明更大的力量和影響?！笨磥?lái)培根當(dāng)時(shí)不知道這三大發(fā)明(還有造紙)都來(lái)自中國(guó),在今天劍橋科學(xué)史叢書(shū)中竟仍然不講清楚,這是不公正的,讓我們看歷史事實(shí)吧。中國(guó)古代在竹簡(jiǎn)上刻字或在縑帛上寫(xiě)字,“縑貴而簡(jiǎn)重,并不便于人”,(《后漢書(shū),蔡倫傳》),故蔡倫(?—121,東漢人)成為世界上最早的造紙技術(shù)發(fā)明家。他發(fā)明用樹(shù)皮、麻頭、破布、舊漁網(wǎng)等原料造紙,于105年奏報(bào)朝廷后在民間推廣,所造紙有“蔡侯紙”之稱。中國(guó)紙?jiān)谝院髱装倌曛邢騺喼奁渌貐^(qū)出口,但造紙技術(shù)對(duì)外秘而不宣,因此長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)中國(guó)獨(dú)家占有經(jīng)濟(jì)進(jìn)步與社會(huì)發(fā)展的優(yōu)勢(shì),公元1000年左右(北宋)是中國(guó)文化的鼎盛時(shí)期。可是公元751年時(shí),中國(guó)造紙工人當(dāng)了阿拉伯的俘虜,造紙業(yè)便逐漸擴(kuò)展到阿拉伯世界,再于公元12世紀(jì)傳入歐洲。有了紙,書(shū)的傳播便日益廣泛,開(kāi)始時(shí)還是用手抄寫(xiě)的,但這太花時(shí)間,且易抄錯(cuò),因此雕刻印刷術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生了。到宋代,雕版印刷技術(shù)已相當(dāng)完善,并逐漸從木版發(fā)展到銅版。在宋仁宗慶歷年間(1041-1048),湖北英山平民畢(?—1051)發(fā)明了活字印刷術(shù)。據(jù)沈括(1031-1095)《夢(mèng)溪筆談》記載,畢在膠泥上刻字,一字一印,用火燒硬后,便成活字,再用有框的鐵板敷以攙有紙灰的松脂臘,排上活字后加熱使臘熔化,泥字即固著在鐵板上可供印刷了。到元、明、清三代,逐漸轉(zhuǎn)成木活字印刷。雕刻印書(shū)技術(shù)于唐代傳到日本,約在公元12世紀(jì)傳到埃及,到14世紀(jì)末,又從波斯(今伊朗)傳入歐洲,為歐洲科學(xué)的興起及文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)提供了一個(gè)重要的物質(zhì)條件。馬克思在1863年給恩格斯的信中認(rèn)為印刷術(shù)、火藥和指南針的發(fā)明“是資產(chǎn)階級(jí)發(fā)展的必要前提”。講到火藥,讀者可能都知道,諾貝爾獎(jiǎng)的發(fā)起人諾貝爾本人是一位化學(xué)家和工程師,他就是從火藥起家的。據(jù)說(shuō)他的朋友發(fā)現(xiàn)他常去的一個(gè)工廠內(nèi),在一件電氣設(shè)備后藏有一張紙,原來(lái)是中國(guó)1544年(明朝嘉靖年間)一本書(shū)《武經(jīng)總要》中的一頁(yè),上面是用中國(guó)古文寫(xiě)的關(guān)于炸藥的配制方法。此書(shū)是北宋大臣曾公亮(999—1078)主編的,有四十卷,分前后集,前集今有中華書(shū)局影印的明朝正德年間(1506—1521)刊本?？磥?lái)諾貝爾得到的是更遲些時(shí)候流入歐洲(瑞典)的版本。在南宋周密(1232—1298)所著《武林舊事》一書(shū)中,就有“煙火起輪,走線流星”的記載。此處“流星”指一種煙火玩物,即火箭。到元明期間便出現(xiàn)用火藥推進(jìn)的箭,用作攻擊性武器,不久也傳入了歐洲。諾貝爾發(fā)明了雷管,并把硝化甘油做成一種無(wú)危險(xiǎn)性的物品,他建立了企業(yè),用炸藥來(lái)開(kāi)掘隧道、爆破巖石,1895年11月27日(病逝前一年)立下設(shè)立(諾貝爾)獎(jiǎng)金的遺囑。在1890年的筆記中,他認(rèn)為有9個(gè)重要問(wèn)題需要研究,其中一個(gè)是他想發(fā)起一個(gè)關(guān)于“爆炸物的公約”。最后來(lái)看指南針。在中國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)期(公元前476-前221)就出現(xiàn)了最早的指南針,稱作“司南”,它是用天然磁石做成的像一只勺的東西,其圓形的底可在平滑的方位盤(pán)上自由旋轉(zhuǎn),它靜止后,勺柄的指向就是南方。但它磁性弱,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磨擦阻力大,不能滿足航海的需要。后來(lái)就發(fā)展出人工磁化的方法,據(jù)前述《武經(jīng)總要》中的記載如下:把薄鐵片剪成魚(yú)形,在炭火中燒紅后,沿地磁場(chǎng)磁化,蘸入水中使之迅速冷卻(此即“淬火過(guò)程”),最后“以密器收之”,可能是把指南魚(yú)放在天然磁石旁邊以形成閉合磁路,讓它保持磁化或繼續(xù)磁化。這種磁化方法比歐洲同類方法早了400多年。在沈括《夢(mèng)溪筆談》中則介紹了用天然磁石磨擦鋼針使之磁化的方法。經(jīng)過(guò)司南和指南魚(yú),近代的指南針出現(xiàn)了。從兩宋起,歷元、明到清初,廣泛在航海中使用水浮法指南針,用燈芯等較輕物體做浮標(biāo),磁針貫穿而過(guò),使它浮在水面上指南。為提高準(zhǔn)確性,進(jìn)一步將指南針與方位盤(pán)聯(lián)成一體,稱為“羅盤(pán)”。從明朝永樂(lè)三年(1405年)起,航海家鄭和率62艘船組成的大艦隊(duì),官兵27800余人,先后七次出使西洋,28年間遍訪30余國(guó)和地區(qū),最遠(yuǎn)到達(dá)非洲東岸、紅海和伊斯蘭教圣地麥加,促進(jìn)了中國(guó)與亞非各國(guó)的經(jīng)濟(jì)與文化交流,寫(xiě)下世界航海史上輝煌的篇章。這樣大規(guī)模遠(yuǎn)洋航海的安全,當(dāng)然離不開(kāi)指南針和羅盤(pán)。中國(guó)指南針約于公元12世紀(jì)末到13世紀(jì)初經(jīng)過(guò)阿拉伯傳入歐洲。1492年,意大利航海家哥倫布(C.Colombo,1446—1506)發(fā)現(xiàn)美洲大陸,1519年,葡萄牙航海家麥哲倫(F.deMagalhaes,1480—1521)的船隊(duì)完成第一次環(huán)球航行。世界歷史從此揭開(kāi)了新的一頁(yè)。由上面介紹可見(jiàn),培根說(shuō)三(四)大發(fā)明改變了世界,實(shí)在非常正確。這里補(bǔ)充說(shuō)明的是:四大發(fā)明最早出現(xiàn)在中國(guó)的土地上,它們對(duì)世界文明的偉大貢獻(xiàn)是永遠(yuǎn)不應(yīng)被忘記的。1.2研究中國(guó)科學(xué)在歷史上逐漸落后的原因一、智慧的起源:是什么沒(méi)有概念上的科學(xué)?1915年中國(guó)《科學(xué)》雜志創(chuàng)刊,發(fā)表了著名學(xué)者任鴻雋(1886—1961)“說(shuō)中國(guó)無(wú)科學(xué)的原因”一文。此后關(guān)于中國(guó)古代有沒(méi)有科學(xué)的討論一直延續(xù)到今天。哲學(xué)家馮友蘭(1896-1990)于1922年的文章“為什么中國(guó)沒(méi)有科學(xué)——對(duì)中國(guó)哲學(xué)史及其后果的一種解釋”(1922),氣象學(xué)家竺可楨(1890—1974)于1945年的文章“為什么中國(guó)古代沒(méi)有產(chǎn)生自然科學(xué)”,物理學(xué)家吳大猷(1907—2000)于1998年的文章“近數(shù)百年中國(guó)科學(xué)落后于西方的原因”等都很有影響。應(yīng)該說(shuō),今天對(duì)這個(gè)問(wèn)題的一半已經(jīng)基本上有了比較一致的看法:中國(guó)古代是有科學(xué)的,正如古希臘也是有科學(xué)的,但都是古代科學(xué)而不是近代意義下的科學(xué)。(參見(jiàn),)。當(dāng)然,什么是近代科學(xué)?它的定義本身又值得探討,不過(guò)我們討論問(wèn)題不應(yīng)從定義出發(fā),而應(yīng)從實(shí)際出發(fā)。讀者在看完本書(shū)后,將會(huì)對(duì)“科學(xué)”有更進(jìn)一步的了解。我們?cè)谶@里寧可迅速地轉(zhuǎn)向“任鴻雋難題”的另一半,即吳大猷文章的題目,這個(gè)問(wèn)題被一位因著有《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》而享譽(yù)中外的英國(guó)科學(xué)家李約瑟(J.Needham,1900-1995)更尖銳地提了出來(lái)。他于1944年在重慶的一次演講中說(shuō):“作為一個(gè)整體的現(xiàn)代科學(xué)沒(méi)有發(fā)生在中國(guó),它發(fā)生于西方——?dú)W美,即歐洲文明的廣大范圍。這有什么原因呢?我以為必須找出這個(gè)原因,因?yàn)槿绻覀儾涣私馑?我們關(guān)于科學(xué)技術(shù)史的觀點(diǎn)就處于混亂之中。如果我們不了解過(guò)去,也就沒(méi)有多少希望掌握未來(lái)?！边@一所謂“李約瑟難題”引起了廣泛注意和爭(zhēng)議。例如,中國(guó)科技史學(xué)會(huì)前理事長(zhǎng)席澤宗院士[他因論證中國(guó)于1054年發(fā)現(xiàn)的“天關(guān)客星”即一次超新星爆發(fā),(留下了后來(lái)發(fā)現(xiàn)的蟹狀星云中的脈沖星而著名]認(rèn)為這個(gè)問(wèn)題意義不大,因?yàn)椤皻v史上沒(méi)有發(fā)生的事情,不是歷史學(xué)家研究的對(duì)象,也很難得到一個(gè)公認(rèn)的答案。例如,歐洲為什么始終沒(méi)有成為一個(gè)統(tǒng)一的國(guó)家,而中國(guó)在秦朝就統(tǒng)一了?這個(gè)問(wèn)題幾乎沒(méi)有人研究,研究了,對(duì)促進(jìn)今天歐洲的一體化,恐怕也沒(méi)有多大幫助?！痹谖覀兛磥?lái),席先生的話似乎講過(guò)頭了。無(wú)論如何,李約瑟演講中最后兩句話,是值得我們深思的。今天歐洲各國(guó)推行“歐元“,在貨幣流通上促進(jìn)歐洲的一體化,從一個(gè)側(cè)面用事實(shí)回答了席先生提出的問(wèn)題。而關(guān)于中國(guó)何以能從秦朝開(kāi)始始終保持為一個(gè)統(tǒng)一的國(guó)家,也有很多研究,我們?cè)谙旅娴谌」?jié)和§1.3,也將嘗試從文化上討論到這個(gè)問(wèn)題。二、科學(xué)發(fā)展的方法論:演繹法和歸納法20世紀(jì),甚至人類有史以來(lái)最偉大的科學(xué)家愛(ài)因斯坦(A.Einstein,1879—1955)對(duì)中國(guó)人民懷有友好的感情,他于1953年給J.E.Switzer的信中說(shuō):(亦見(jiàn)),“西方科學(xué)的發(fā)展是以兩個(gè)偉大的成就為基礎(chǔ)的,即希臘哲學(xué)家發(fā)明的形式邏輯體系(在歐幾里得幾何學(xué)中),以及通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有可能找出因果關(guān)系(在文藝復(fù)興時(shí)期)。在我看來(lái),中國(guó)的賢哲沒(méi)有走上這兩步,那是用不著驚奇的。若是這些發(fā)現(xiàn)(在中國(guó))全都做出來(lái)了,那反倒是令人驚奇的事情?！睈?ài)因斯坦實(shí)際上指出了:近代科學(xué)的發(fā)展在方法論上需要兩大發(fā)現(xiàn),即“從一般到特殊”的(理論上的)演繹法(deductionmethod)和以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的,“從特殊到一般”的分析和歸納法(analysisandinductionmethod)。演繹法從古希臘的歐幾里得幾何學(xué)起就開(kāi)始發(fā)展,經(jīng)過(guò)法國(guó)科學(xué)家、哲學(xué)家笛卡爾(R.Discartesl596-1650,解析幾何的創(chuàng)始人)的總結(jié)而成熟起來(lái)?；趯?shí)驗(yàn)分析的歸納法在時(shí)間上較遲,要等到文藝復(fù)興時(shí)期的意大利科學(xué)家伽利略(GalileoGalilei1564-1642)和英國(guó)哲學(xué)家弗·培根的強(qiáng)調(diào),才被不斷推廣并成熟起來(lái)。兩者成熟都經(jīng)過(guò)幾百年甚至上千年的發(fā)展過(guò)程?？茖W(xué)發(fā)展需要兩種研究方法,演繹法和歸納法,好比人走路時(shí)需要兩條腿,鳥(niǎo)飛翔時(shí)需要兩個(gè)翅膀一樣,是不可偏廢的,缺一固然不可,削弱了一方也不行,也會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的后果。所以在愛(ài)因斯坦看來(lái),這兩者在古代中國(guó)都缺了,就不可能發(fā)展出近代科學(xué);而這種科學(xué)方法是智慧的結(jié)晶,要經(jīng)過(guò)各國(guó)科學(xué)家長(zhǎng)期的集體努力和自由交流才可能逐漸形成;中國(guó)古代從明清以后對(duì)外實(shí)行閉關(guān)鎖國(guó)政策,對(duì)內(nèi)也沒(méi)有實(shí)行“百花齊放,百家爭(zhēng)鳴”的方針,因此不具備科學(xué)方法形成或傳播的起碼條件。三、關(guān)于中國(guó)漢字的發(fā)展近代科學(xué)研究方法之所以在古代中國(guó)難于形成,還應(yīng)該從古代哲學(xué)觀在東西方的差別中尋找原因,這里先介紹董光璧的觀點(diǎn),我們不妨用列表的方法加以比較。我們將在下一節(jié)較詳細(xì)地討論哲學(xué),這里先作初步的解釋。由于中國(guó)哲學(xué)從一開(kāi)始就探討宇宙的本質(zhì),提出陰陽(yáng)五行八卦等最基本的模型,企圖以此來(lái)“生成”萬(wàn)物,具有明顯的變動(dòng)性、整體性和抽象性,雖然其中不乏天才的猜測(cè),并如下節(jié)及第十章將說(shuō)明的那樣,與現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展有驚人的呼應(yīng)之處,但它不可避免地與日?？梢?jiàn)的現(xiàn)象世界距離很遠(yuǎn)。它們之間因果聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)是如此之復(fù)雜,不要說(shuō)在古代,即使在今天都不可能分析清楚。于是當(dāng)時(shí)為說(shuō)明可觀察世界(如天文現(xiàn)象),便不得不求助于另一類很具體的模型或僅僅是經(jīng)驗(yàn)的描述,而不能再上溯一步,達(dá)到更深一層的規(guī)律性認(rèn)識(shí)。與之成對(duì)比的西方哲學(xué)則著重于物質(zhì)的結(jié)構(gòu),由大到小,由表及里地作分析,因此有可能從現(xiàn)象上溯一步,通過(guò)提出假說(shuō),用實(shí)驗(yàn)手段來(lái)檢驗(yàn)等切實(shí)可行的辦法,力求找到一種具體事物的具體因果聯(lián)系即規(guī)律,這樣近代科學(xué)便一步步發(fā)展起來(lái)了?？茖W(xué)離不開(kāi)定量的精確的描述。中國(guó)著名數(shù)學(xué)家吳文俊通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)古代數(shù)學(xué)在代數(shù)學(xué)上達(dá)到很高造詣,中國(guó)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)在內(nèi)容上實(shí)質(zhì)上有兩個(gè)特色:一是“構(gòu)造性”,二是“機(jī)械化”,在思想方法上對(duì)現(xiàn)代數(shù)學(xué)也有啟發(fā),(參見(jiàn)),同時(shí)大家都認(rèn)為幾何觀念在中國(guó)歷史上是比較薄弱的,這一點(diǎn)從比較中西方的繪畫(huà)藝術(shù)便不難看出。我們的體會(huì)是:雖然中國(guó)早就認(rèn)識(shí)到“勾三股四弦五”的特殊關(guān)系,但是沒(méi)有發(fā)展到a2+b2=c2那樣的普遍公式,,也正反映了公理化概念的缺乏。而且用符號(hào)a,b,c來(lái)代表勾,股,弦,用3,4,5來(lái)代替三,,四,五,是兩個(gè)極大的進(jìn)步,阿拉伯?dāng)?shù)字傳入歐洲促進(jìn)了歐洲科學(xué)發(fā)展的事實(shí)表明,工具或形式的進(jìn)步有時(shí)候也是至關(guān)緊要的。比數(shù)字更重要的符號(hào)工具是語(yǔ)言文字,這里我們?cè)噲D探討中國(guó)漢字在中國(guó)文化中的獨(dú)特地位。首先,正如李約瑟和華人學(xué)者唐德剛等所明確指出:漢字是促進(jìn)中國(guó)文化統(tǒng)一乃至維系兩千年來(lái)國(guó)家統(tǒng)一的最大功臣。漢語(yǔ)有可能在21世紀(jì)的網(wǎng)絡(luò)文化和國(guó)際交往中日趨重要,我們每一個(gè)中國(guó)人都為漢字和漢語(yǔ)的優(yōu)美而自豪。但同時(shí)不可否認(rèn)的是,如楊振寧教授等所指出,漢語(yǔ)的“朦朧美”在表達(dá)科學(xué)時(shí)會(huì)帶來(lái)某種不確定性。我們?cè)嚺e例來(lái)說(shuō):中國(guó)有一部有名的蒙學(xué)課本——《千字文》,用一千個(gè)不同的字,編為四言韻語(yǔ),敘述有關(guān)自然、社會(huì)、歷史、倫理、教育等各方面知識(shí),對(duì)兒童極有教育及啟發(fā)性。其中有兩句話是“云騰致雨,露結(jié)為霜”。這里只用八個(gè)字講了兩種現(xiàn)象,對(duì)偶工整,平仄也一點(diǎn)不差,簡(jiǎn)潔優(yōu)美,令人擊節(jié)贊賞。但從科學(xué)上看卻有弱點(diǎn)和錯(cuò)誤?！爸掠辍笔鞘裁匆馑?是說(shuō)云升上去了引起雨降下來(lái)呢?還是指云(中的微小水滴)凝成了雨滴降下來(lái)?今天我們知道后一句話反映了深一層的認(rèn)識(shí),但當(dāng)時(shí)不少兒童可能被語(yǔ)言之美吸引住因而不去追問(wèn)了。第二句話,從今天看來(lái)是錯(cuò)的:因?yàn)樗⒉皇怯陕端Y(jié)而成,而是水蒸汽在植物表面直接凝成的,條件是當(dāng)時(shí)溫度在0℃以下(在0℃以上則凝成露)。當(dāng)然,那時(shí)沒(méi)有做定量實(shí)驗(yàn)的條件,古人能在一千多年以前把觀察到的現(xiàn)象忠實(shí)地記錄下來(lái)已屬難能可貴。我們決不能對(duì)古人求全責(zé)備。遺憾的是:自明、清以降,大多數(shù)知識(shí)分子都走上科舉考試和“學(xué)而優(yōu)則仕”的道路,既遠(yuǎn)離科學(xué),又看不起匠人,把聰明才智都放到鉆研古書(shū),引經(jīng)據(jù)典,做八股文章中去,以致中國(guó)的科學(xué)從15世紀(jì)以前在世界上的領(lǐng)先地位很快變?yōu)?5世紀(jì)以后大大落后于西方的局面。而這又必須從更大的視野從中國(guó)社會(huì)的政治、經(jīng)濟(jì)和人文環(huán)境等方面作進(jìn)一步探討。四、“文化提升”思想產(chǎn)生的原因及其啟示中國(guó)古代科學(xué)走向現(xiàn)代化的嘗試,在歷史上曾出現(xiàn)過(guò)三次,但都因?yàn)閺?fù)雜的社會(huì)政治原因而夭折了。第一次是在宋元之際。宋代(960-1279)被胡適(189l—1962)稱為中國(guó)的“文藝復(fù)興”時(shí)期,在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)上,思想文化領(lǐng)域出現(xiàn)了新氣象。從隋唐時(shí)期形成的儒、釋、道三家(釋泛指佛教、道指道教;見(jiàn)§3)互補(bǔ)并存的局面逐漸融合為新儒學(xué),其集大成者是朱熹(1130—1200),新儒學(xué)亦稱.“理學(xué)”,兼具對(duì)人和對(duì)自然界的雙重關(guān)注,使過(guò)去偏重對(duì)人的儒學(xué)有了自然觀上的依據(jù)。朱熹倡導(dǎo)的治學(xué)方法:“一者是自下面作上去,一者是自上面作下來(lái)”,實(shí)質(zhì)上即指歸納法和演繹法。在這樣的文化氛圍下,宋代的科技有了廣泛的發(fā)展,出現(xiàn)了趙友欽(13世紀(jì)中——14世紀(jì)初),郭守敬(123l—1316)和沈括(1031—1095)等科學(xué)家。不幸的是,中國(guó)科學(xué)現(xiàn)代化的第一次努力因靖康之難(1126,北宋變?yōu)槟纤?和宋亡后元代(127l—1368)統(tǒng)治者的錯(cuò)誤政策而歸于失敗了?，F(xiàn)代科學(xué)是一種社會(huì)化制度化活動(dòng),這在歐洲發(fā)生在17世紀(jì),在中國(guó)則發(fā)生在明朝的1568年左右,出現(xiàn)了徐光啟(1561—1633)等著名學(xué)者,宋應(yīng)星(1586—1641)所著《天工開(kāi)物》是一部闡明工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的技術(shù)書(shū),標(biāo)志著科學(xué)技術(shù)開(kāi)始從儒學(xué)中獨(dú)立出來(lái)。然而,1644年甲申事變,明亡后清初實(shí)行的“文字獄”政策,又把大批讀書(shū)人逼回到較為安全的古典考據(jù)領(lǐng)域,第二次科技現(xiàn)代化的努力又失敗了。第三次努力是以“西學(xué)東漸”的形式出現(xiàn)的。耶穌會(huì)傳教士利瑪竇(1552—1610)于1582年到中國(guó),帶來(lái)了西方科學(xué)。徐光啟于1629年(崇禎二年)受命修歷法,他組織中西學(xué)者努力向西方科學(xué)學(xué)習(xí),于1635年編出了新的歷法。在清朝初期,西方數(shù)學(xué)也開(kāi)始被介紹進(jìn)來(lái)。正如李約瑟所說(shuō),“東西方的數(shù)學(xué)、天文學(xué)和物理學(xué)都一拍即合”。“西學(xué)東漸”被美國(guó)科學(xué)史家席文(1931—)稱為“17世紀(jì)中國(guó)科學(xué)的一場(chǎng)有限革命”。然而這次努力又因1840年鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)后西方殖民者的入侵而未能繼續(xù)下去。五、重科學(xué)輕基礎(chǔ)1949年新中國(guó)的誕生為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的良好條件,科技隊(duì)伍迅速壯大,取得了一系列重大的科技成果,尤其是兩彈(原子彈、氫彈)一星(人造地球衛(wèi)星)的上天,更為舉世所矚目。在整體上可以說(shuō),中國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家在科技上的差距已經(jīng)大大地縮短了。然而,我們必須看到,剩下的這點(diǎn)差距卻是很難縮掉的。這是因?yàn)?科技成果的主要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是創(chuàng)新。在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,原則上只承認(rèn)第一名,不承認(rèn)第二名,一般“外延”式或“跟綜”式研究的價(jià)值是不大的。而在技術(shù)領(lǐng)域,處在目前的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代,新產(chǎn)品之間的競(jìng)爭(zhēng)也日益加劇,往往“勝者全取”