《科学的旅程》
[美]雷·斯潘根贝格
黛安娜·莫泽 著 郭奕玲 等译
北京大学出版社
2019年末,新冠肺炎(Covid-19)在武汉出现后,短短几个月横扫全球。虽然世界各地的医学专家都在加紧科学攻关,可时至今日,我们对新冠病毒的了解还非常有限,甚至还不明白病毒来自哪里、是否变异、康复者有无免疫力等,更不用说找准了治疗和预防的方法。且不说新冠肺炎,科学上哪一种理论和学说能够肯定得到完全的“证明”?科学作为全人类最伟大的事业之一,从来就没有随随便便的成功。这样的情境下,遇见《科学的旅程》,读到爱因斯坦的“我看到的自然界是一个壮观的结构,我们只能极为有限地把握它,因此,一个富有思想的人,必定对此怀有‘谦卑’之情”这样的句子,真有种心有戚戚的感慨。
《科学的旅程》是美国著名记者雷·斯潘根贝格和黛安娜·莫泽夫妇合写的一部科普著作。该书于2008年11月由北京大学出版社出版。十多年中,该书再版重印多次,获得出版界多个奖项,也深受社会各界读者的充分肯定和好评。不同于其他科学史著作的是,本书为我们展现的科学史并不是一路辉煌,而是一部由“正确”与“错误”、“成功”和“失败”共同书写的历史,是一部在不断的纠错中走近真相的历史。
我们知道的越多,就越感到自己的无知
人类从诞生的那一天起,就试图知道、理解并利用周围世界,但面对反复无常的自然界,人类总是束手无策。2500年前,当地中海的新鲜空气吹进古希腊海港那沐浴在阳光下的建筑时,人们开始重新打量世界,徐徐推开科学的大门。在人类并不漫长的文明史上,我们从敬畏到理解,沿着科学的旅程缓缓前行——从仰望星空到发射航天器探索太空,从观察河水的涨落到利用潮汐能发电,从发现化学元素到利用核能造福生活,从认识生命到人工合成活细胞,层层剥开科学的神秘面纱。今天的科学已经渗透到了人类生活的各个角落,科学的力量无所不在,我们仿佛穷尽了对世间万物的全部认知。
年轻的普朗克表示要献身于物理学的时候,他的老师说:“物理学是一门已经完成了的科学,不会再有多大的发展了。”但后来的事实证明,科学与时间和空间一样,永无止境,普朗克自己也成为量子力学的重要创始人,与爱因斯坦双星并峙。科学就其容量而言,是不会枯竭的;就其目标而言,是永远不可企及的。英国化学家汉弗莱·戴维说:“我们知道的越多,就越感到自己的无知。”这样的话牛顿也说过:“我不知道世人对我是怎样看法,但是在我看来,我不过像一个在海滨玩耍的孩子,为时而发现一块比平常光滑的石子或美丽的贝壳而感到高兴;但那浩瀚的真理之海洋,却还在我面前未曾发现呢!”在新冠肺炎疫情肆虐全球的当下,听到这样的教诲,不啻于纶音佛语。
科学思想是第一精神力量
该书作者认为,科学实际上是一种思维方法,一种生动的、不断变化的对世界的看法。在人类漫长的早期发展史中,大多数有关世界的看法都充满灵异和神话色彩。人类试图用巫术呼唤神灵和上天,来帮助治病、抗击洪涝灾害、赢得战争等,这自然不是科学。
当人类开始使用工具来改造世界的时候,畜牧业、农业和铸造业就陆续产生,人们开始利用对太阳、月亮和行星的观察,发现了季节的变换与河水的泛滥。在作者看来,这些只是技术,而不是严格意义上的科学,因为这些“并不能增进理解世界的知识、角度和方法”。由此来看,中国的四大发明也只能算是技术,因为它并没有推动人类思想的变革与前进,没有改变人对世界的认知。
科学进步不是单纯的技术进步,而是体现在科学思想的进化。自古希腊以来,为自然立法的精神孕育了近代科学的雏形。经过中世纪尤其是文艺复兴的催化,科学思想实现了现代转化,成功推动了西方三次科技浪潮。中国文明为什么没有产生出与欧洲相似的现代科学,或许与“科学思想”的缺席相关。笔者想起余英时的一句话:“中国‘五四’以来所向往的西方科学,如果细加分析即可见其中‘科学’的成分少而‘科技’的成分多,一直到今天仍然如此,甚至变本加厉。”对科技的急功近利,必然会窒息“科学思想”。
这本书的一大魅力就在于,不仅娓娓叙述了从科学诞生到现代科学的发展历程,更重要的是将观念的变革和思想的发展作为叙述的主线,纲举目张,使一册500多页的“大书”显得条理明晰。阅读中发现,一种新的科学思想从诞生到被广泛接受往往需要久远的时间,甚至历经磨难。比如日心说的提出,很多人想到的是宗教上的残酷迫害,其实真正的阻力不是宗教,而是当时的学术权威和“科学常识”。普朗克说:“一个新的科学真理取得胜利并不是通过让它的反对者们信服并看到真理的光明,而是通过这些反对者最终死去,熟悉它的新一代成长起来。”想想真是意味深长。
批判性思维是科学最宝贵的“精神”所在
作者认为,科学思想本质上是批判思想,它倡导怀疑古训和权威,也倡导超越自我,它不让大自然来欺骗你,也不让他人来欺骗你,更不允许你自己欺骗自己。也因此,一种假说成为理论之前,必须经历多人的反复检验和评价,才能成为科学界和大众知道的“理论”。即使是理论,也必须服从证伪和修正,必须经历检验者对其有效性的充分证明,如此才能走进教科书。如伦琴发现“X射线”,等到他宣布发现结果的时候,已经推迟了7周,那是因为他对自己发现的可靠性进行了反复实验。科学史上,一种理论从发现到确认需经历时间考验的例子比比皆是。
科学家们还特意设计出一系列有助于发现错误的规则,使科学有一种可以证明自身为错的内在机制。正是科学自身的这种独特的纠错机制和自我批判能力,使得科学成为人类理解自然奥秘最为严谨也最为有效的手段,并使得科学的发展不断突破旧思想的藩篱,超越权威,永远充满活力。
通览全书,我们发现,每种新理论的提出,总会被后人反复纠正、扩展或者简化,不断完善,这样的例子很多:亚里士多德提出的不同重物从同一高度下落,重的先落地的论断被伽利略推翻;20世纪发现原子具有结构,于是进入其中使之分裂;经典物理学思想体系统治了物理科学整整两个世纪,但相对论提出之后,一切都成为过往云烟……
在应试教育的背景下,“批判性思维”是最稀缺的品质和能力。阅读本书,深切感受科学的批判精神,可以提升我们的思维品质和能力,可谓正当其时。
因为站在先人的肩膀上,我们今天的科学观念和知识都有了长足的进步,但这并不表示我们完全掌控了自己和世界。科学原本就是一个没有终点的旅程,我们在享受其恩惠的同时,也正遭遇空前的挑战。
(作者系安徽省含山县第二中学教师)