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关于链式反应堆的演讲｜费米 123 量子论的哥本哈根解释｜海森堡 141 脱氧核糖核酸结构的遗传学意义｜沃森和克里克 151 草包族科学｜费曼 163 人类不是宇宙的中心｜卡尔萨根 我的立场｜霍金 內容試閱： 科学与科学精神 什么是科学与什么是科学精神都是非常难以确切回答的问题。下面是当 代学者对科学的较为可取的特征描述： A. 与现有科学理论的相容性：现有的科学理论是一个宏大的体系，一个成功的科学学说，不能和这个体系发生过多的冲突。 B. 理论的自洽性：一个学说在理论上不能自相矛盾。 C. 理论的可证伪性：一个科学理论，必须是可以被证伪的。如果某种学说无论怎么考察，都不可能被证伪，那就没有资格成为科学学说。 D. 实验的可重复性：科学要求其实验结果必须能够在相同条件下重复。 E. 随时准备修正自己的理论：科学只能在不断纠正错误不断完善的过程中发展前进，不存在永远正确的学说。在此基础上，对于科学精神比较完整的理解也可以包括： 理性精神坚持用物质世界自身来解释物质世界，不诉诸超自然力。 实证精神所有理论都必须经得起可重复的实验观测检验。 平等和宽容精神这是进行有效的学术争论时所必需的。 所有那些不准别人发表和保留不同意见的做法，都直接违背科学精神。 不能将科学精神简单归结为实事求是或精益求精，尽管在科学精神中确实可以包含这两点，但实事求是或精益求精仅是常识。 并不是每一个具体的科学家个体都必然具有科学精神。 现代科学的源头在何处 答案非常简单：在古希腊。 如果我们从今天世界科学的现状出发回溯，我们将不得不承认，古希腊的科学与今天的科学最接近。恩格斯在《自然辩证法》中有两段名言： 如果理论自然科学想要追溯自己今天的一般原理发生和发展的历史，它也不得不回到希腊人那里去。 随着君士坦丁堡的兴起和罗马的衰落，古代便完结了。中世纪的终结是和君士坦丁堡的衰落不可分离地联系着的。新时代是以返回到希腊人而开始的。否定的否定！ 这两段话至今仍是正确的。考察科学史可以看出，现代科学甚至在形式上都还保留着浓厚的古希腊色彩，而今天整个科学发现模式在古希腊天文学中已经表现得极为完备。 欧洲天文学至迟自希巴恰斯以下，每一个宇宙体系都力求能够解释以往所有的实测天象，又能通过数学演绎预言未来天象，并且能够经得起实测检验。事实上，托勒密、哥白尼、第谷、开普勒乃至牛顿的体系，全都是根据上述原则构造出来的。而且，这一原则依旧指导着今天的天文学。今天的天文学，其基本方法仍是通过实测建立模型在古希腊是几何的，牛顿以后则是物理的；也不限于宇宙模型，例如还有恒星演化模型等然后用这模型演绎出未来天象，再以实测检验之。合则暂时认为模型成功，不合则修改模型，如此重复不已，直至成功。 在现代天体力学、天体物理学兴起之前，模型都是几何模型从这个意义上说，托勒密、哥白尼、第谷乃至创立行星运动三定律的开普勒，都无不同。后来则主要是物理模型，但总的思路仍无不同，直至今日还是如此。法国著名天文学家丹容在他的名著《球面天文学和天体力学引论》中对此说得非常透彻：自古希腊的希巴恰斯以来两千多年，天文学的方法并没有什么改变。 而这个方法，就 是最基本的科学方法，这个天文学的模式也正是今天几乎所有精密科学共同的模式。 有人曾提出另一个疑问：既然现代科学的源头在古希腊，那如何解释直到伽利略时代之前，西方的科学发展却非常缓慢，至少没有以急剧增长或指数增长的形式发生？或者更通俗地说，古希腊之后为何没有接着出现近现代科学，反而经历了漫长的中世纪？ 这个问题涉及近来国内科学史界一个争论的热点。有些学者认为，近现代科学与古希腊科学并无多少共同之处，理由就是古希腊之后并没有马上出现现代科学。然而，中国有一句成语枯木逢春当一株在漫长的寒冬看上去已经近乎枯槁的树木，逢春而渐生新绿，盛夏而枝繁叶茂，我们当然不能否认它还是原 来那棵树。事物的发展演变需要外界的条件，中世纪欧洲遭逢巨变，古希腊科学失去了继续发展的条件，好比枯树在寒冬时不现新绿，需要等到文艺复兴之后，才是它枯木逢春之时。 科学不等于正确 在我们今天的日常话语中，科学经常被假定为正确的同义语，而这种假定实际上是有问题的。 比如，对于托勒密天文学说是不是科学这样的问题，很多人会不假思索地回答不是，理由是托勒密天文学说中的内容是不正确的他说地球是宇宙的中心，而我们知道实际情况不是这样。然而这个看起来毫无疑义的答案，其实是不对的，托勒密的天文学说有着足够的科学资格。 因为科学是一个不断进步的阶梯，今天正确的结论，随时都可能成为不够正确或不正确的。我们判断一种学说是不是科学，不是依据它的结论，而是依 据它所用的方法、它所遵循的程序。不妨仍以托勒密的天文学说为例稍作说明： 在托勒密及其以后一千多年的时代里，人们要求天文学家提供任意时刻的日、月和五大行星位置数据，托勒密的天文学体系可以提供这样的位置数据，其数值能够符合当时的天文仪器所能达到的观测精度，它在当时就被认为是正确的。后来观测精度提高了，托勒密的值就不那么正确了，取而代之的是第谷提供的值，再往后是牛顿的值、拉普拉斯的值等，这个过程直到今天仍在继续之中这就是天文学。在其他许多科学门类中（比如物理学），同样的过程也一直在继续之中这就是科学。 有人认为，所有今天已经知道是不正确的东西，都应该被排除在科学之外，但这种想法在逻辑上是荒谬的因为这将导致科学完全失去自身的历史。 在科学发展的过程中，没有哪一种模型（以及方案、数据、结论，等等）是永恒的，今天被认为正确的模型，随时都可能被新的、更正确的模型所取代，就如托勒密模型被哥白尼模型所取代、哥白尼模型被开普勒模型所取代一样。如果一种模型一旦被取代，就要从科学殿堂中被踢出去，那科学就将永远只能存在于此时一瞬，它就将完全失去自身的历史。而我们都知道，科学有着两千多年的历史（从古希腊算起），它有着成长、发展的过程，它取得了巨大的成就，但它是在不断纠正错误的过程中发展起来的。 科学中必然包括许多在今天看来已经不正确的内容，这些内容好比学生作业中做错的习题，题虽做错了，却不能说那不是作业的一部分；模型（以及方案、数据、结论，等等）虽被放弃了，同样不能说那不是科学的一部分。 唯科学主义和哲学反思 近几百年来，整个人类物质文明的大厦都是建立在现代科学理论基础之上的。 我们身边的机械、电力、飞机、火车、电视、手机、电脑无不形成对现代科学最有力、最直观的证明。科学获得的辉煌胜利是以往任何一种知识体系都从未获得过的。 由于这种辉煌，科学也因此被不少人视为绝对真理，甚至是终极真理，是绝对正确的乃至唯一正确的知识；他们相信科学知识是至高无上的知识体系，甚至相信它的模式可以延伸到一切人类文化之中；他们还相信，一切社会问题都可以通过科学技术的发展而得到解决。这就是所谓的唯科学主义观点。 正当科学家对科学信心十足，而公众对科学顶礼膜拜之时，哲学家的思考却是相当超前的。哈耶克早就对科学的过度权威忧心忡忡了，他认为科学自身充满着傲慢与偏见。他那本《科学的 反革命理性滥用之研究》（The Counter Revolution of Science, Studies on the Abuse of Reason），初版于 1952 年。从书名上就可 以清楚感觉到他的立场和情绪。书名中的革命应该是一个正 面的词，哈耶克的意思是，科学（理性）被滥用了，被用来反革命了。哈耶克指出，有两种思想的对立：一种是有利于创新的，或者说是革命的；另一种则是僵硬独断的，或者说是不利于革命的。 哈耶克的矛头并不是指向科学或科学家，而是指向那些认为科学可以解决一切问题的人。哈耶克认为这些人几乎都不是显著丰富了我们的科学知识的人，也就是说，几乎都不是很有成就的科学家。照他的意思，一个唯科学主义（scientism）者，很可能不是一个科学家。他所说的几乎都不是显著丰富了我们的科学知识的人，一部分是指工程师（大体相当于我们通常说的工程技术人员），另一部分是指早期的空想社会主义者及其思想的追随者。有趣的是，哈耶克将工程师和商人对立起来，他认为工程师虽然在工程方面有丰富的知识，但是经常只见树木不见森林，不考虑人的因素和意外的因素；而商人通常在这一点上比工程师做得好。 哈耶克笔下的这种对立，实际上就是计划经济和市场经济的对立。而且在他看来，计划经济的思想基础，就是唯科学主义相信科学技术可以解决世间一切问题。计划经济思想之所以不可取，是因为它幻想可以将人类的全部智慧集中起来，形成一个超级的智慧，这个超级智慧知道人类的过去和未来，知道历 史发展的规律，可以为全人类指出发展前进的康庄大道，而实际上这当然是不可能的。 从怎么都行看科学哲学 科学既已被视为人类所掌握的前所未有的利器，可以用来研究一切事物，那么它本身可不可以被研究？哲学中原有一支被称为科学哲学（类似的命名还有历史哲学艺术哲学，等等）。科学哲学家中有不少原是自然科学出身，是喝着自然科学的乳汁长大的，所以他们很自然地对科学有着依恋情绪。起先他们的研究大体集中于说明科学如何发展，或者说探讨科学成长的规律，比如归纳主义、科学革命（库恩、科恩）、证伪主义（波普尔）、研究范式（库恩）、研究纲领（拉卡托斯），等等。对于他们提出的一个又一个理论，许多科学家只是表示了轻蔑就是只想把这些讨厌的求婚者（极力想和科学套近乎的人）早些打发走（劳丹语）。因为在不少科学家看来，这些科学哲学理论不过是一些废话而已，没有任何实际意义和价值，当然更不会对科学发展有任何帮助。 后来情况出现了变化。求婚者屡遭冷遇，似乎因爱生恨，转而采取新的策略。今天我们可以看到，这些策略至少有如下几种： 1. 从哲学上消解科学的权威。这至迟在费耶阿本德的无政府主义理论（认为没有任何确定的科学方法，怎么都行）中已经有了端倪。认为科学没有至高无上的权威，别的学说（甚至包括星占学）也应该有资格、有位置生存。 这里顺便稍讨论一下费耶阿本德的学说。就总体言之，他并不企图否认科学是好的，而是强调别的东西也可以是好的。他的学说消解了科学的无上权威，但是并不会消解科学的价值。费耶阿本德不是科学的敌人他甚至也不是科学的批评者，他只是科学的某些敌人的辩护者而已。 2. 关起门来自己玩。科学哲学作为一个学科，其规范早已建立得差不多了（至少在国际上是如此），也得到了学术界的承认，在大学里也找得到教职。科学家们承不承认、重不重视已经无所谓了。既然独身生活也过得去，何必再苦苦求婚何况还可以与别的学科恋爱结婚呢。 3. 更进一步，挑战科学的权威。这就直接导致两种文化的冲突。 两种文化的冲突 科学已经取得了至高无上的权威，并且掌握着巨大的社会资源，也掌握着绝对优势的话语权。而少数持狭隘的唯科学主义观点的人士则以科学的捍卫者自居，经常从唯科学主义的立场出发，对来自人文的思考持粗暴的排斥态度。这种态度必然导致思想上的冲突。一些哲学家认为，哲学可以研究世间的一切，为何不能 将科学本身当作我们研究的对象？我们要研究科学究竟是怎样运作的、科学知识到底是怎样产生出来的。 这时原先的科学哲学就扩展为对科学的人文研究，于是 SSK（科学知识社会学）等学说就出来了。主张科学知识都是社会建构的，并非纯粹的客观真理，因此也就没有至高无上的权威性。 这种激进主张，当然引起了科学家的反感，也遭到一些科学哲学家的批评。著名的科学大战索卡尔诈文事件，等等，就反映了来自科学家阵营的反击。对于学自然科学出身的人来 说，听到有人要否认科学的客观性，在感情上往往难以 接受。 这些争论，有助于加深人们对科学和人文关系的认识。科学不能解决人世间的一切问题（比如恋爱问题、人生意义问题， 等等），人文同样也不能解决一切问题，双方各有各的局限。在宽容、多元的文明社会中，双方固然可以经常提醒对方你不完美你非全能，但不应该相互敌视、相互诋毁，只有和平共处才是正道。 但在很长一段时间里，科学和人文这两种文化不仅没有在事实上相亲相爱，反而在观念上渐行渐远。而且很多人已经明显感觉到，一种文化正日益凌驾于另一种文化之上。眼下最严重的问题，在于工程管理方法之移用于学术研究（人文学术和自然科学中的基础理论研究）管理，工程技术的价值标准之凌驾于学术研 究中原有的标准。按照哈耶克的思想来推论，这两个现象的思想根源，归根结底还是唯科学主义。 改革开放以来，科学与人文之间，主要的矛盾表现形式，已经从轻视科学与捍卫科学的斗争，从保守势力与改革开放的对立，向单纯的科学立场与新兴的人文立场之间的张力转变。中国的两种文化总体状况比较复杂：一是科学作为外来文化，与中国传统文化存在着巨大差异；二是唯科学主义已经经常在社会话语中占据不适当的地位（这在发展中国家是常见的现象）；三是新技术所造成的社会问题已经出现，如工业环境污染、互联网侵犯隐私、新媒体矮化文化等。 公众理解科学 科学的最终目的，应该是为人类谋幸福，而不能伤害人类。因此，人们担心某种科学理论、某项技术的发展会产生伤害人类的后果，因而产生质疑，要求展开讨论，是合理的。毕竟谁也无法保证科学技术永远有百利而无一弊。无论是对科 学主义的质疑，还是对科学主义立场的捍卫，只要是严肃认真的学术讨论，事实上都有利于科学的健康发展。 如今的科学，与牛顿时代，乃至爱因斯坦时代，都已经不可同日而语了。一个最大的差别是，先前的科学可以仅靠个人来进行。 事实上，万有引力和相对论，都是在没有任何国家资助的情况下完成的。但是如今的科学则成为一种耗资巨大的社会活动，而这些金钱都是纳税人的钱，因此，广大公众有权要求知道：科学究竟是怎样运作的，他们的钱是怎样被用掉的，用掉以后又有怎样的 效果。 至于哲学家们的标新立异，不管出于何种动机，至少在客观上为上述质疑和要求提供了某种思想资源，而这无疑是有积极意义的。 为了协调科学与人文这两种文化的关系，一个超越传统科普概念的新提法科学传播开始被引进，核心理念是公众理解科学，即强调公众对科学作为一种人类活动的理解，而不仅是单向地向公众灌输具体的科学和技术知识。事实上，这符合弘扬科学精神，传播科学思想，介绍科学方法，普及科学知识的原则。 与此同时，在中国高层科学官员所发表的公开言论中，也不约而同地出现了对理论发展的大胆接纳。例如，科技部部长徐冠华在 2002 年 12 月 18 日的讲话中说： 我们要努力破除公众对科学技术的迷信，撕破披在科学技术上的神秘 面纱，把科学技术从象牙塔中赶出来，从神坛上拉下来，使之走进民众、走向 社会越来越多的人已经不满足于掌握一般的科技知识，开始关注科技发 展对经济和社会的巨大影响，关注科技的社会责任问题而且，科学技术 在今天已经发展成为一种庞大的社会建制，调动了大量的社会宝贵资源；公 众有权知道，这些资源的使用产生的效益如何，特别是公共科技财政为公众 带来了什么切身利益。 又如，时任中国科学院院长路甬祥在讲话中认为： 科学技术在给人类带来福祉的同时，如果不加以控制和引导而被滥用的话，也可能带来危害。在 21 世纪，科学伦理的问题将越来越突出。科学技术的进步应服务于全人类，服务于世界和平、发展和进步的崇高事业，而不能危害人类自身。加强科学伦理和道德建设，需要把自然科学与人文社会科学紧密结合起来，超越科学的认知理性和技术的工具理性，而站在人文理性的高度关注科技的发展，保证科技始终沿着为人类服务的正确轨道健康发展。 所有这一切，都不是偶然的。这是中国科学界、学术界在理论上与时俱进的表现。这些理论上的进步，又必然会对科学与人文的关系、科学传播等方面产生重大影响。2002 年底，在上海召开了首届科学文化研讨会（上海交通大学科学史系主办），会后发表了此次会议的学术宣言，对这一系列问题作了 初步清理。随后出现的热烈讨论，表明该宣言已经引起学术界的高度重视

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