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玛丽乔奈，是俄勒冈州科瓦利斯（Corvallis）的俄勒冈州立大学的历史学与人文学教授，科学史学会前任会长。因其在化学史研究中的杰出成就，在1999年她获得了美国化学学会的德克斯特奖（Dexter Award）。 目錄： 插图目录 撰稿人简介 总主编前言 致 谢 导论 近代物理科学与数学科学 玛丽乔奈 第一部分 1800年以后物理科学的公共文化 1 科学方法论：物理-数学科学的模式 南希卡特赖特 斯塔西斯普西洛斯 哈索克张 数学、科学和自然 实在论、统一性与完备性 实证主义 从证据到理论 实验传统 2 19世纪和20世纪物理科学与西方宗教的交汇 弗雷德里克格雷戈里 世界的多元性 世界的末日 唯物主义的含义 从对峙到和平共处再到重新结盟 当下人们关心的问题 3 一个被扭曲的故事：19世纪和20世纪物理科学中的女性 玛格丽特W．罗西特 先例 伟大的特例 知名度略逊一筹的妇女 普通妇女——为出路而战 女子学院——妇女自己的世界 毕业后的工作、（男性）导师与实验室的使用 和平与战争时期的“男性”工作和“女性”工作 科学的婚姻与家庭 不被充分承认 二战之后与“妇女解放运动” 社会性别成见的兴起与打上性别烙印的课程设置 4 科学家与他们的公众：19世纪的科学普及 戴维M. 奈特 让科学变得可爱 心智的征程 通通读完 水晶宫 教会的科学 深入空间和时间 跨越边缘 第二种文化？ 高人一等的谈话作风 神迹奇事 5 文学与现代物理科学 帕梅拉戈森 两种文化：桥梁，壕沟以及其他 历史上文学与牛顿科学的相互关系 1800年之后的文学和物理科学：形式与内容 文学与化学 文学与天文学、宇宙学和物理学 跨学科的角度和学识 科学史中的文学与现代物理科学 文学与现代物理科学：新形式和方向 第二部分 科学学科的建设：场所、设备和交流 6 数学学派、团体和网络 戴维E. 罗 教科书和情境 研究成果和交流的转换方式 德国数学研究学派 其他国家的传统 哥廷根的现代数学团体 冷战及冷战后的纯粹数学和应用数学研究 7 工业、研究与教育的关系 特里希恩 德国：一个多相融合的范式 法国：一种同质性范式 英国：一个不确定的例子 美国：一个多态性的事例 西西弗斯的石头 8 重铸天文学：19世纪和20世纪的仪器及应用 罗伯特W. 史密斯 位置天文学 不同的目标 揭示电磁波频谱的秘密 进入太空 极大科学 9 化学的语言 贝尔纳黛特邦索德-樊尚 1787年：一面设计未来的“自然之镜” 1860年：平息化学团体争论的会议 1930年：用实效的规则来制约混乱 朝向实用主义的智慧 10 20世纪物理学的意象和表象 阿瑟I. 米勒 20世纪 阿尔伯特爱因斯坦：思维实验 可视图像的类型 1913～1925年的原子物理学：可视化的丧失 1925～1926年的原子物理学：可视化对可视性 1927年的原子物理学：重新定义可视性 核物理：一条新的可视性线索 物理学家再次表述 数据的深层结构 可视意象和科学思想史 第三部分 化学与物理学：20世纪早期的问题 11 生命科学中的物理科学 弗雷德里克劳伦斯霍姆斯 17、18世纪物理科学在生物学中的应用 18世纪的化学和消化 19世纪消化和血液循环的研究 呼吸研究的转变 生理学和动物电 12 化学原子论与化学分类 汉斯-维尔纳许特 化学原子对物理原子 原子与气体 计算原子量 化学分类的早期尝试 类型与结构 同分异构体与立体化学 分子式与模型 周期系与化学中的标准化 两种类型的化学键 span style="font 內容試閱： 【1】 导论 现代物理科学与数学科学 玛丽乔奈 从启蒙运动到20世纪中期这一现代历史时期，通常被称为是一个科学时代，一个进步时代，或者用奥古斯特孔德的话来说，这是一个实证主义的时代。 《剑桥科学史》（The Cambridge History of Science）的第五卷，主要是关于19世纪和20世纪这段时期的历史，在这段时期，数学家和科学家们抱有一种乐观态度，目标是为了获得一种理性的、严格的科学理解（它是准确的、可靠的和普适的），而确立概念基础和经验知识。这些科学家们批评、扩充并改造了他们已掌握的知识，他们期望其后继者们也能够如此。现在大部分数学家和科学家仍然坚持这些传统目标和期望，以及现代科学所认同的这种乐观态度。 通过对比方法，20世纪晚期的一些作家和评论家将20世纪这些走下坡路的年代描述为后现代和后实证主义时代。他们之所以这样描述，一方面是因为他们认为将历史描述为基于科学方法和价值观的进步和改进，并没有一种可接受的宏大叙事。另一方面，他们认为在认识与文化方面应严肃地对待主观性与相对主义，因此破坏了将科学知识作为可靠与有特权的知识的断言。 【2】科学史学家们通过在学科、方法、主题和解释方面极大地扩展他们的研究工具，从而着手解决这些20世纪晚期的问题。大部分科学史学家开始相信，并没有一种统一的、基于有关科学的“逻辑”或“方法”之假定的科学史。一些历史学家得出结论：不再有关于科学的宏大叙事（“那种科学史”）（“the history of science”）存在的余地，甚至不再有单一科学学科（如“化学史”）的历史。结果，科学史方面的大量近期论著突出关注的，是关于科学实践、科学争论和在非常局域的时间与空间中的科学学科的历史。 此外，一些宏大叙事也在坚持，例如像20世纪90年代出版的非常成功的诺顿科学史丛书（每本都是一位作者），包括《诺顿化学史》（The Norton History of Chemistry）和《诺顿环境科学史》（The Norton History of Environmental Sciences）。 其他一些综合性历史的例子，包括对于20世纪物理学的研究，像黑尔格克拉格的20世纪物理学史和约瑟夫S．弗吕东关于化学和生物学相互影响的生物化学与分子生物学的历史。 《剑桥科学史》（The Cambridge History of Science）第五卷各章说明了多种研究和解释策略，这些策略在整体上表明了在科学史与对于来自思想史、社会史和文化研究的解释和洞察力的科学元勘（science studies）之间富于成果的的互补性。 应注意到，在本卷的任一章中，都把传记类型的历史排除在外，没有重点描述历史学传记流派，尽管某些个人通常会显得很突出，这也不令人惊讶。在这些人物中，就包括像威廉惠威尔、赫尔曼冯亥姆霍兹、威廉汤姆森 （开尔文勋爵）和阿尔伯特爱因斯坦。此外，所有各章也没有特别专注于一个国家，因为《剑桥科学史》书系的第八卷详细叙述了在国家和国际与境下的现代科学。 【3】在本卷中，大部分作者对于他们的主题所提供的，在很大程度上是西方的叙事，这就向读者暗示了21世纪的科学史学家们对非西方文化中的现代科学家和科学论著仍有众多可写作的内容。 一些共同的主题和解释框架贯穿于本卷，我们将在以下详述。在所有的主导主题中，最显著的主题或许是历史学家们持续专注于托马斯S．库恩对于日常科学与科学革命的特征描述。历史学家根据逐步演进或突变的革命来解释科学传统和科学变革的选择，仍然在科学史的解释框架中处于核心地位。 第一部分 1800年以后物理科学的公共文化 本卷的第一部分关注的是现代物理科学和数学科学的公共文化，并着重强调了欧洲和北美国家，直到20世纪早期，这些国家的物理科学才在很大程度上被建制化。 南希卡特赖特、斯塔西斯普西洛斯和哈索克张说明了现代哲学作家和科学实践者希望通过定义和使用“科学方法”实现的各种期望，无论这些“科学方法”在规范和实际运作方面是归纳的还是演绎的、是经验主义的或是唯理论的、是实在论的还是约定主义的、是有理论负载的还是测量依赖的。就像是弗雷德里克格雷戈里在宗教与科学交汇方面的讨论，合著者注意到对于许多科学家（例如，1900年前后的阿尔伯特爱因斯坦或2000年前后的史蒂文温伯格）来说，关于世界的数学结构的毕达哥拉斯式的信仰的重要性，或者是温伯格所宣称的与“一些事物像我们知道的其他事物一样真实”那些种类定律的重要性。 像戴维M．奈特在他的关于科学家及其公众的论文中一样，格雷戈里描述了一个19世纪的欧洲世界，【4】在这个世界中宗教与科学在日益世俗化面前被认为是相互协调的。在科学知识分子当中，威廉惠威尔几乎独自站在宗教立场上反对世界多重性（the plurality of worlds）的假设。詹姆斯克拉克麦克斯韦、威廉汤姆森和詹姆斯汤姆森兄弟、路易巴斯德和马克斯普朗克都发现，一旦科学唯物主义的极端叙述被消除了，科学与宗教就是相互支持的。格雷戈里注意到一个似乎矛盾的论点，即科学家与神学家都相信自然现象背后都存在着基础性原理，但在如何适当说明这些原理方面又总是无法一致。 格雷戈里还注意到在对科学家团体的成员资格方面都存在着性别歧视的问题上，宗教与科学之间的联系。这一主题在玛格丽特W．罗西特关于女性被排除在科学教育和科学组织之外的历史中有所叙述。与男性相比，尽管涉足物理科学领域的女性寥寥无几，但玛丽居里确是所有最有名的科学家之一。在日本、美国、英国和德国之外，目前女性物理学家在其他国家的比例相对较高。但这个事实并不是说明在一些国家，女性所获得机会的程度就像是大学教育者的被性别式地无产阶级化（gendered proletarianization）那样高。 罗西特提到的一些女性科学家也出现在奈特对科学普及化的讨论当中，这并不是因为女性在公共场所的演讲，例如英国皇家学院（the Royal Institution）的星期五之夜讲堂，而是因为她们正在写作越来越多受到读者广泛喜爱并取得商业成功的书籍，例如简马尔塞的《化学的对话》（Conversations on Chemistry，1807）和玛丽萨默维尔的《物理科学的联系》（Connexion of the Physical Sciences，1834）。 同帕梅拉戈森一样，奈特也注意到化学科学对19世纪早期的想象力的特别普及性，这种普及性在随后几十年被地质学所超越。19世纪初，光、热、电、磁以及新元素（化学的所有部分）的发现，引起了极大关注。在19世纪末，“辉光”、“阴魂敲桌子向人传话”（table rapping）以及可以用来看穿人体的X射线引起了更大的关注。 在20世纪，我们开始熟悉科学与人文这“两种文化”之分化的观点。奈特与戈森使我们注意到许多创作文学作品和诗歌的科学家（其中包括戴维、麦克斯韦、C．P．斯诺、普里莫莱维、卡尔萨根和罗阿尔德霍夫曼），以及一些研究科学的小说家和诗人——他们将科学元素融入到他们的作品中（像玛丽雪莱、纳撒尼尔霍桑、埃德加爱伦坡、亚历山大S．普希金、奥诺雷德巴尔扎克、埃米尔左拉、詹姆斯乔伊斯、弗吉尼亚伍尔夫和弗拉基米尔纳博科夫）。曾受过科学教育的小说家H．G．韦尔斯反复出现在本卷的各章之中。从乔纳森斯威夫特、威廉布莱克再到布莱希特贝托尔特和弗里德里希迪伦马特，这些科学家及其作品出现在公共文化的文学和艺术产品之中。 【5】 第二部分 科学学科的建设：场所、设备和交流 如果自然哲学、自然神学、化学哲学和博物学是18世纪和19世纪早期兴起的知识渊博者的探究领域，那么科学专业性在19世纪已扩展到学科边界，并且在学校、学会和官僚机构出现了职业“科学家”（该英语术语由威廉惠威尔于1833年创造）。学科建设的复杂性在过去几十年引起了科学史学家的极大关注，正如研究学派和研究传统的建设一样。 在各个科学学科之中，数学至少从孔德时代就已被认为是一种基础性的科学。正如戴维E．罗指出，许多数学家和数学史家从没有怀疑过数学知识的累积性及其对柏拉图式永久真理领域的反映。但数学也是一种智力和社会行为，并产生知识，有时它通过明显的革命性突破产生知识，就像是格奥尔格康托尔的集合论，但它也通过持续的大学讲座笔记、范式性的课本和研究刊物的普通创作方式产生知识。正如罗指出，其结果一直是“大量的废弃材料”、变革、再发现以及对长久抛弃的方法和概念的改造。 罗特别坚持科研讨论会以及口头知识传授在现代数学史上的重要性，这种传统于19世纪早期就在小型的德国大学城镇扎根了。这些活动带来了有着智力取向并忠于特定导师的非正式团体的产生。国家差别也存在，例如像在英国的混合数学（mixed mathematics）的特色传统。 国家差别是特里希恩研究德国、法国、英国和美国的科学、工程教育、研究能力与工业绩效之间关系的核心。希恩采用一种非无可争议的立场，认为这些国家的经济成功一直有所不同，而且它可能与科学教育的目标和结构相互联系。然而，罗强调德国出现的新人文主义学识特别反对后拿破仑时代德国人所称的法国“学校学习”（“school learning”），希恩强调德国科学教育和研究与德国工业需要之间的成功结合，到19世纪末尤其是在机械学、化学和电学领域。 学科建设的核心不仅仅是学科的场地和空间，而且是一系列的工具和交流方式，【6】从而定义并划分出一种知识领域。罗伯特W．史密斯对天文仪器的分析，注意到了在种类和规模方面的惊人变化，它们在天文学史中留下了标记，从朱塞佩皮亚齐使用地平经纬仪于1801年发现一颗小行星开始，一直到1990年哈勃太空望远镜问世。史密斯明确指出，光学和射电望远镜的改进通常是出于自身的目标，而不是作为解决理论问题的方法。在19世纪，天文学对历史学家所描述的精密测量的迷念（obsession with precision measurement）做出了相应的贡献。 与20世纪其他科学学科一样，天文学的花费与赞助在二战后变得力度更大。像核物理学家一样，天文学家发现他们在新型的组织中工作，例如国际大学联合会（the international university consortium），他们与工程师、机械师、物理学家和化学家们一起合作。像小型组织一样，在大型组织之中，科学家的交流模式对学科认同和差别以及原初工作的实现变得至关重要。 贝尔纳黛特邦索德-樊尚论述了在现代化学中交流模式和科学语言的建构，而阿瑟I．米勒在现代物理学中强调了图像与表示法的变化，说明了语言与图像如何作为手段和工具来表达理论、做出预言和发现，以及建立团体认同。 然而，一些语言和图像在目的和内容上随着时间会出现很大变化，但其他一些语言和图象则保持不变。一群法国化学家于1787年为新的反燃素化学令人瞩目地创造了一种合成的（artificial）和带有理论负载的语言，正如邦索德指出，这种双名名称将是化学分解操作的一种镜像。该形式主义和操作主义方案很快取得了成功，尽管外国化学家对法语的反对以及药剂师和技工对这些理论名称的反对，因为他们更习惯于使用历史性和说明性的名称。后来的化学命名方案在设计上被证明更加合乎常规和务实，因为它们更具有国际性和共识性。 米勒关于物理学中的视觉图像史类似于科学家当中的一种争议和折中。在这种历史中，米勒区分了来源于直觉的视觉图像（直观性）和来源于感知的视觉图像（感知）。在巴勃罗毕加索和乔治布拉克以及随后马克罗斯科所发展的平行的艺术形式的启发下，米勒详述了日益抽象的视觉化，这种抽象的视觉化先由爱因斯坦和维尔纳海森堡采用，随后由理查德费曼采用。然而，米勒指出，费曼的图形有着本体论的实在论内容。“所有现代科学家”，米勒说，“都是科学实在论者”。 【7】 第三部分 化学与物理学：20世纪早期的问题 本卷的第三部分、第四部分和第五部分转向19世纪和20世纪科学研究的特定学科领域，宽松地采用了化学和物理学，原子和分子科学，数学、天文学和宇宙学之间的重叠类别，并注意到这些类别有时会得到专业学科（化学）和专家（化学家）的认同，有时则不会。作者们采用了相当不同的历史方法：思想史或社会史、国家传统或地方实践、渐变或突变。 弗雷德里克劳伦斯霍姆斯质疑一个长期存在的主张，它由科学家们自己

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