书名：世界科学技术通史

著者：［美］James E. McClellan III and Harold Dorn

译者：王鸣阳

版次：上海世纪出版集团2007年4月第1版

 

一、从猿到亚历山大

1.人类的出现：工具和工具制造者

[1]      （P₁₂）“制造和使用工具，以及技术的文化传承，乃是人类生存模式的要素，而且为一切人类社会所实践。……没有工具，人类就是一个十分脆弱的物种，也没有一种人类社会可以没有技术而得以维持。人类自身的进化成功，在很大程度上是有幸掌握了工具的制造和使用并使之传承下去；因此，人类进化史的基础是技术史。”

这里提出了技术的一个重要特征：传承性。正是这一性质成为了人类文明不断在历史的基础上发展、而不是一次又一次从头开始的物质和制度基础；而对于其它动物，至少在人看来，其传承性仅限于本能及其周边的生存经验（甚至在“获得性遗传”意义上的传承都被指出是稀少的），而没有能够承续的文化与思想，因而也就不可能产生文明。

古老的神话及宗教传说，都一再揭示出人类因缺乏固定的本质而弱小；然而也正因为此，人有可能超出自然赋予的规定，拓展生存和活动的范围，从而最终成就一种强大。可以说，人类文明的出现对于人类这个物种并非是一种必然事件，然而却是在很大程度上隐含于人类由于本质缺乏而具有的超越性中。

[2]      （P₂₁）“只要狩猎者和采集者的数量保持足够低，使得他们居住地附近的资源能够满足他们适度的开发利用，那么，采集食物的生活方式就不会改变。”

从这里可以看到，人类文明所谓“进步”，至少在史前时期主要来自生存环境方面的挑战，因此是一种对于挑战的“应激反应”。一方面，进步不是凭空产生的历史进程，而总是受着自然、社会各方面的刺激而发生；另一方面，进步并非完全受制于环境：进步的需求是给定的，进步的方向却是自由的，由此，人类一步步摆脱史前时期之“应激反应”中被动的特征，赋予文明以越来越多的创造性、偶然性与自因性。尽管如此，人类进步也永远不可能只是自己和自己闹着玩（就像黑格尔的绝对精神一样），在其动机之中始终有着客观的因素。

2.农民时代

[3]      （P₃₈）“（以英国的巨石阵观测节气）精度和可靠性可以达到一天。”

观测方法是看日出时在地平线的方位是否与两块巨石联线所确定的方位重合。这种方法决定了其精度不可能比一天更高，因为一天只能进行一次有效的观测。这一事实揭示出科学观测中一种“量子化”的特征，表明方法作为与现实世界打交道的形式，在很大程度上左右了观测结果的性质。

然而在近代科学中，量子化或者说离散化的观测并不多见，这多半是因为自然的数学化，将大多数需要观测的对象进行量化（往往转换为长度，如时钟、温度计、电表），而数轴已然是处处连续的，因此离散化观测让位于非离散化观测，比如确定节气改为借助地球在绕日轨道上的位置（黄经）。

只有在量子力学揭示了世界的离散本质时，数轴才重新回到分立的，观测“不得不”离散化。只不过这一次并不仅仅是因为人类主观上的局限，而是人类的观测能力与世界的被观测可能共同作用的结果。

3.法老和工程师

[4]      （P₆₄）“人们把知识一条一条地记录下来，从不加以系统分析，把它们概括为定理。……缺少抽象性或普遍化，……没有像后来古希腊人做的那样，把追求知识本身当做目的。”

这是东方科学的普遍特征，我们所说的中国古代“科学”，几乎都是些零散的记录，缺乏理论思维，因而不能算是真正意义上的科学。这种记录虽与博物学有些联系，诸如《本草纲目》这样的典籍堪称博物学的重要著作，然而西方意义上的博物学也需要分类、比较、归纳，在这一点上中国传统科学做的还不够。

当然，以西方科学的标准去要求中国古代对于自然的研究，是没有任何根据的，中国传统知识自有其独立的价值。我在这里想要反对的只是那种将传统知识附会成古已有之的“科学”、以一系列“第一”“率先”来撑持虚假之民族自信的错误行为。

4.得天独厚的希腊

[5]      （P₈₁）“按照希腊科学的传统，思想的知识产权属于提出者个人，他们理当因自己的贡献而获得荣誉。”

如今这是全球科学界的共同特征。然而在技术领域却并非如此：技术专家的成果被认为是公司所有，个人无权将其发表，反而有保密以进行商业竞争的义务。由此可见，在知识的领域里，知识产权的私有、对个人荣誉的尊重，仅仅出现于那些较少关涉实际效用的“自由”学问。

[6]      （P₈₈）“（赫拉克利特）把解释变化纳入了自然哲学的中心。”

这可以说是化学的起源——在追求现象背后的本质的基础上，由静止的现象走向不同状态间转化的过程，寻求变化的机理，即变化中不变的东西。

[7]      （P₉₃）“（柏拉图要求用圆来‘拯救现象’）在自然哲学中为一个难题的解决作出了界定，那是以前绝不曾有过的。……预先规定了要得到怎样的结果才算是行星难题的合适的或者说可以接受的答案。”

柏拉图在此制定了一个被后世成为“科学传统”的规范，规定了那些是待解决的难题、什么事解决难题应当采取的话语、概念、信仰与途径，排斥外在于该传统的解释或问题，这是西方科学一直以来的重要特征。这一特征既保持了科学自身的纯洁性，也使得它在一些时候目空一切，错过了可能更好的对世界的解释。

[8]      （P₉₈）“亚里士多德认为感觉和观察是有效的，它们是通往知识的唯一途径。亚里士多德的观点总是与我们所知道的日常观察和生活中的常见现象相吻合（不像现代科学常常与日常观察相抵触，需要重新学习一下感觉才能接受）。”

在科学中存在着两个传统：超越的传统（以柏拉图为代表）和务实的传统（以亚里士多德为代表）。后者更加注重日常经验，总是寻找符合经验的解释，然而这样的解释虽然极为准确，却时常流于繁琐或缺乏实在意义（如托勒密天文学借助本轮、偏心圆和均衡点，理论上可以解释一切行星的运动，但需要引入过多没有来由的辅助假设，失去了理论的简洁性）；前者则将理论的美感与实在感置于观察的真实之上，即使与观测符合的较差，也坚持说是观测有误差，哥白尼、开普勒、伽利略乃至牛顿的天文学就属于此类型。

科学在其发展中保持着两种传统间的一种张力，使其既不流于流水账式的经验记录，也不沦落为毫无事实根据的神学。

[9]      （P₁₀₀）“（亚里士多德）关于元素的定性理论正好为金丹术提供了理论基础：既然属性被反映在属性较为单一的原初材料即‘第一物质’上，那么从理论上说就有可能除去比如铅原来具有的属性，而代之以金的属性。”

炼金术的起源：物质性质可还原为简单的要素，并可以人为改变其组成的比例和方式。

[10]  （P₁₁₃）“要求地球或者像天体物质那样或者以别的方式穿行于空间，那就等于让它作亚里士多德和一切科学早就声明不可能的运动。”

地形说的长期主导地位很好地说明了人类认识是如何被自身的能力与处境所局限的：它来自于地球引力场中形成的一系列现象，推翻它必须要有另一种引力的出现。

[11]  （P₁₂₀）“（‘投石机公式’）仅仅是把经验总结用数学语言来表达罢了。”

这种情况在今天诸工程学科中依然十分常见：在影响因素极为复杂的情况下，由经验得出的公式往往不能给出一个理论上的解释，这虽然是数学化的一步，但还远远不是其完成——数学化最终需要赋予表达式以意义，比如在化学动力学中速率方程就经历了从经验式到有理论解释的式子的转变，伴随着这一转变的往往是经验因子（系数）的“展开”、拆成多项分别解释意义等过程。

二、世界人民的思与行

5.永恒的东方

[12]  （P₁₅₄）“伊斯兰金丹术是对智力的极大考验，主要是对金丹术士个人的精神磨炼。”

在东方，学术和学者的人格往往是紧密联系的，“才”与“德”需要兼备。这就提出了学术的另一种功能，即提升研究者个人的精神境界。对于西方科学，这也许正是其所欠缺的东西。

[13]  （P₁₅₉）“说什么科学‘应当’像在西方那样发展，这是对历史的误解，是在把一些无论就历史顺序还是就文化形态而言都全然不同的外部标准强加于一种生机勃勃的中世纪文明之上。”

对“李约瑟难题”（“是什么阻碍了中国产生西方那样的科学技术？”）的恰当回答。

三、欧洲

9.犁、马镫、枪炮和黑死病

[14]  （P₂₇₀）“参与者，也就是‘演员’事先是不会知道结果的。并不是有哪位造船的人一开始就明确要制造一种远洋炮舰。事实上，正是由于技术、社会、文化以及地球物理学的种种因素，它们一起交互作用，才逐渐产生了那种新型船只。”

此处说明近代的技术发展并没有非常强的目的性，没有多少朝着某个目标努力的自觉意识；更多地是一种由历史环境施加的“选择”机制，在偶然中促进了必然的发展。

10.哥白尼掀起一场革命

[15]  （P₂₈₁）“世界不过是一种表象，它的下面其实隐藏着大量的意义、相互关联和神秘象征。”

神秘主义对科学世界观的贡献，科学探索的追求。

11.伽利略的罪与罚

[16]  （P₃₂₉）“伽利略的斜面实验已经超出仅用来说明实验在伽利略的科学中的独特作用，它的意义在于表明实验在实际的科学活动中所起的作用是如何复杂，远不是按照某种抽象的‘科学方法’理论所规定的程序那样简单。”

科学实验对于理论的作用，更多地体现在启发思维进行创造，而非仅仅是严格地对假说进行检验。换言之，假说的提出，而非验证，是更需要实验的地方。

12.“上帝说，‘让牛顿出世！’”

[17]  （P₃₆₇）“是技术和工程向科学提出了要解决的问题，并由此形成了科学的历史。”

[18]  （P₃₇₂）“一种‘开放的’知识体系，更能得到君主和国家的广泛支持。这就有助于解释为什么‘封闭的’法术或神秘学说在政治上常常会遭受打击，而且相对而言总是在走下坡路。”

科学的自我批判、兼容并包精神是其在与神秘学问的竞争中胜出的重要因素。然而，这更多地是一种为实际效应而考虑的优势，假如考虑到对人之心灵的支撑与教化，科学并没有太多的优势。

四、美妙的新世界

[19]  （P₃₇₇）“达尔文关于生物多样性的看法早已把科学从思考一位具有神性的设计者所创造的杰作，转向了思考一种由反复尝试和自然选择所构成的盲目过程。”

达尔文学说的核心在于反对目的论，并且成功地消解了中古时期以来主要是神学上的目的论。然而，今日的科学并非不需要目的因，否则科学必将流于庸俗。

14.通向现代科学之路：纯科学和应用科学

[20]  （P₄₀₂）“培根科学通常在特征上更为注重定性分析，在方法上更加看重实验。因此，培根科学依靠仪器的程度要比经典科学大得多。培根科学需要的理论指导不多，典型做法是收集原始数据和资料。”

化学中的有机化学和经典元素化学比较偏向培根科学传统。

15.生命自身

[21]  （P₄₃₁）“两次革命（哥白尼－牛顿革命；达尔文革命）的结果产生出了这样的科学世界观：天与地都遵从同样的物理定律，而人和兽也有着共同的生物学起源。”

这两次科学革命都对于人与的意义世界进行了“拉平”，前者将人和“神”拉平，后者将动物和人拉平。在理论统一之追求的驱使下，人类倾向于消解意义的区分，因而在更加透彻地探究世界的同时，也失去了自古以来的敬畏（对神）和自尊（对物）。

[22]  （P₄₃₃）“就像在路边见到一块怀表意味着肯定存在一位钟表匠一样，见到一只甲虫或蝴蝶，它们比怀表不知要复杂多少倍，构造的目的性也不知要强多少倍，那当然就意味着存在一位造物主。”

这个论断有两处值得注意：第一，自然成了一个“被造物”，这种观念极有可能来自上帝创世的宗教文化传统。第二，人类在考察自然时为何频频为其规整性、优美性所惊异，这是个值得深思的问题——很可能人类在面对自然时已经怀着一种期待，一种在其中发现超人的复杂性的期待，否则那些客观上的“复杂性”只能是自在而不被察觉的潜质。换言之，人把自己特有的认识形式加在自然的对象之上，才会有上述的惊异产生；而这种认识形式，同样与宗教文化传统有关。

18.今天的应用科学和技术

[23]  （P₄₉₉）“新的科学工作多半是从不久前的其他工作发展而来的，因此，引用——可以认为就是对科学知识的引用——会随着时间的流逝而衰减。对于正在从事研究的科学家来说，旧的科学成果没有新近的科学成果有用。所以，同传统的人文学科相反，科学活动有喜新厌旧的特点。”

科学研究对象的共同性、科学传统对单一简洁理论的追求，决定了其发展模式是一种“包含”的模式——新的理论必对旧理论作出回应，证明其中一部分是不符合事实的，而将另一部分作为自己的特例包含进去，因此可以说当代科学就是所有的科学。然而人文学科的研究对象分散，容忍且提倡多种理论的争鸣，因此海德格尔的哲学不能代替柏拉图的哲学，人文学科的内容总是其全部学术史。

[24]  （P₅₁₀）“对于一个特定的科学难题，科学界一般只承认一种解决方案。……相比之下，技术的情形就不是这样，即使是依赖科学的技术，有多种设计和多种施工工艺是十分常见的现象。”

科学和技术的这一区别，主要是因为科学有意“纯化”了自己的问题，并遵循一个首尾一致的自洽理论体系。

结束语　历史的透视

[25]  （P₅₁₅）“今天的自然科学阐明的那种对世界的认识有可能不过是少数人的看法，而且也相当脆弱。如果大众的思想从科学传统和人类破解我们周围世界的努力转向了其他方面，那么，科学就很可能失去它今天在高层文化中的中心地位。”