难。一名科学家或工程师也许有能力兴致勃勃地参与到一幅绘 1序 画、一本书或一幕戏剧的讨论中,但是,要让主要是非科学家或 言 非工程师的一群人去谈论有关物理学的问题是非常困难的。 (我应当首先否认教育的目的是为了便于交谈,不过在社交聚会 上听一听也许还是一种可以允许的诊断方法)。 很明显,在学校或学院中学习科学和学习文学不会在学生 心中留有相同的东西。就人类的需要来考虑,金属的化学的知 识与莎士比亚戏剧的知识是两种完全不同的知识类型。当然, 并非必须要举一个自然科学的例子,上句中的“金属化学”可以 用“拉语法”来代替。用非常简单的术语来说,其区别在于,莎 士比亚的戏剧曾经并且仍然是无尽争论的主题,在这些争论中, 其风格和人物被从一切可以想像的角度加以评论,激烈的赞美 和斥责的言辞不绝于耳。但没有人会赞美或责维金属或金属盐 的行为。 不只是要把科学作为一样系统的知识进行学习,也不只是 去理解科学理论,而是要让受过教育的人去准备接受那个至少 仍作为美国文化之基础的文艺传统旁边的科学传统。这就是之 所以将科学融进西方文化的困难在几个世纪中不断增加的原 因。在路易十四时期,科学团体被建立起来,科学中的新发现和 新理论较之今天更易为受过教育的人所接受。直到后来的拿破 仑战争,情况还是如此。19世纪初叶,戴维爵士(Sir Humphrey Day)通过壮观的实验演示的化学讲演,使伦敦社会为之倾倒。 50年后,法拉第(Michael Faraday)使来到伦敦皇家研究院礼堂听 x他演讲的听众,不论年老或年少,都兴奋不已;他的关于蜡烛化 学的演讲是科学普及的经典范例。在我们这个时代,并不缺乏 沿着类似路线的尝试,但需要克服的障碍却在逐年增多。那种 壮观的讲台实验不再像它们以前那祥令老于世故的听众惊奇和 兴奋,大型工程几乎每天都胜过它们。当今的科学有太多的新 鲜事物、太难以理解,以致不能成为外行人交谈的话题。科学进 展是如此之快,前沿领域是如此之多,以致外行被科学新闻手得 3●
哥 不知所措;进而言之,要想对一页科学突破的意义有所理解,必 须在行动开始以前就精通相关科学领域的状况。甚至那些在某 白 一科学分支受过训练的人对其他领域的工作进展也很难理解。 举例来说,一个物理学家几乎不可能读懂遗传学家为遗传学家 尼 所写的摘要性论文·反之也是一样。为着一大群接受科学和工 程学圳练的人跟上科学整体进展的需要,有不少出色的期刊以 革 及不断地有一些有用的著作出版。但我十分怀疑这些科学普及 的努力能否影响到那些与物理科学或生命科学及其应用设有直 接关系的人。况且一些普及的尝试是如此肤浅和耸人听闻,以 命 致对于为非科学家理解科学提供一个基础的这个目的而言毫无 价值。 近十至十五年来,美国的学院对物理和化学在课程中的地 位的关注正在增加。许多人感觉,传统上的第一年就学的物理、 化学和生物课程对于那些并不打算专门学习理工科或医科的学 生来说,不太合适。已经做出了各种各样的计划,许多包含新的 科学课程类型的试验被尝试,这些课程将成为一门文科或通识 教育计划的一部分。特别要指出的是,已经有人推荐更加注重 科学史,并且我已经热心地加入到这个准荐的行列。实际上,哈 佛学院多年来实行的历史教学方案的经验,使我更加确信内在 于科学史学习之中的潜在可能性,特别是将那些使科学得以进 步的各种方法的分析结合起来时,更是如此。当我们意识到过 xvii 去三百年科学史概览的教育价值的时候,我相信通过对物理、化 学、生物发展过程中特定情节的深入学习,会更有好处。这种信 心可以在那套“哈佛实验科学案例史”的小册子中看到。 哈佛这套丛书所涉及的案例就其年代和主题材料来说是 相对狭窄受限制的。其目的还是在于加深学生对于理论和实验 间关系的理解,以及对复杂的推理训练的领悟,这种推理将假说 的检验与实际的实验结果相联结。为此目的,原始的科学论文 被重印并形成案例的基础;读者在编者注解的指导下尽可能地 追随着研究者自己的推理路线。留给使用这些小册子的教授们
的任务则是,在一个广阔的前沿中将所讨论的案例置于一个更 序 大的科学发展框架内。 言 “哈佛案例史”对于普通读者来说过分園于某一领域,并且 过分关注实验细节和方法分析。进而言之,尽管所选取的情节 在物理学史、化学史和生物学史中有它们自己的重要性,但它们 的意义却没有立刻显现给那些初学者。读者很快会注意到本书 并没有出现这种缺憾。每个入都知道亚里士多德的地心宇宙到 哥白尼宇宙的变化对西方文化的影响。库恩教授关注的不是科 学史上的一个事件,而是一系列相互联系的事件,在远远超出天 文学自身领域之外的兴趣二,有学识者的态度既影响了这些事 件又反过来受到影响。他并非从事那种复述革命时期天文学发 展故事的相对简单的工作,相反,他已经成功地实现了对理论、 观察和信仰间关系的分析,而且他也勇敢地面对着诸如为什么 聪明的、专心的和完全诚实的大自然的学生是如此之晚才接受 行星是以太阳为中心来安排的这一类棘手问题。这本书不是对 科学家的工作做表面的描述;相反,它是对科学工作的一种状态 xviii 的彻底说明,细心的读者可以从中学到假说和实验(或天文学观 测)间令人惊奇的相互作用,这种相互作用是现代科学的本质, 但是那些不从事科学研究的人很大程度上并不了解这一点。 然而,我的序言的目的并不是要为如何理解科学作课程概 要,这些在库恩教授所写的书中会提到。更为准确地说,我是要 指出我确信这本书中所展示的理解科学的方式必定能使科学传 统在美国文化中与文学传统处于并驾齐驱的地位。科学已成为 一项既有着错误与谬见,同时又充满成功的事业:科学已成为由 极易犯错误但又经常情绪化的人类来执行的工作:科学是但也 只是曾给予了我们艺术、文学和音乐的西方世界中创造性活动 的一种形态。在下面的篇章中所画的人们宇宙结构观的变 化,某种程度上影响着我们时代每个受过教育者的观点;其主题 材料本身就极具重要性。但是,在这场特殊的天文学革命的重 要性之上和之外,库恩教授对主题的处理值得引起注意,因为 5●
哥 除非我完全错了一他指出了通往某种道路的方式,科学 要想被吸收进我们时代的文化中,就必定要走在这样的道路上。 白 J.B.柯南特 尼 革 命
日 录 《北京大学科技哲学丛书》总序…吴国盛(1) (1) i言…………1 序言… 柯南特(1) 第一章古代的两球宇宙… (1) 第“章 行星问题 (44) 第三章 亚里士多德恩想中的两球宇宙 (76) 第四章重铸传统:从亚里士多德到哥白尼时代… (98) 第五章 哥白尼的革新… (J32) 第六章 哥白尼天文学的同化接受 (180) 第七章 新的宇宙… (223) 技术性附录… (259) 参考文献…… (272) 文献注解 (277) 索引… (288) 人名译名对照表 (298) 译后记… (301)