科学史分期的根据，本文主要内容关键词为：科学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
摘要 本文揭示了西方科学史之父G.萨顿的统一科学史观的矛盾及其根源。由于他的统一科学史观的基础概念“背景”或“时代”建立在广泛的外部联系之上，所以他看不到不同学科之间的质的差异，竟以个别学科的进步“标志”整个自然科学的发展，因而不可避免地使科学史分期陷于困境。
由于方法是科学进步的内在动力，本文以方法为根据，把科学史的形成分为四个大的阶段，即想象、直观、控制实验与形式化阶段。
迄今为止广为流行的科学史分期根据，就其本质而言是西方科学史之父乔治·萨顿（George Sarton，1884—1956）早在1913 年于《关于科学的历史和组织的评论》中提出的那种观点的延续。他从其统一科学史观出发，认为以时代为根据来划分科学史是最合理的。所以我们常常可以看到“古代科学”、“中世纪科学”、“近代科学”、“现代科学”、等等。在此基础上，科学史家更严格地全面地贯彻这一原则，因此我们又可以看到以世纪为单位的分期，如“15—16世纪科学”、“17世纪科学”、“18世纪科学”、等等。
本文试图在揭示萨顿统一科学史观的基础之上，提出新的科学史分期的根据。
1“时代”的含混性
乔治·萨顿以“时代”为根据来划分科学史，而不以国家、学科的分类或其他方法来划分科学史之所以被普遍接收，主要原因是因其含混性迎合了各种不同的科学史家，依照这一划分原则，他们可以随意地以列奥纳多·达芬奇、哥白尼、伽利略等作为近代科学史的开端。(〔1〕PP65—82，〔2〕，PP155—162，PP162—168，PP215—216，〔3〕，PP5—15))
萨顿统一科学史的概念基础主要有两点，第一是科学进步对人类的价值，第二是科学诸学科或科学与政治、经济和艺术等——他所谓的“背景”的统一性。而其价值又寓于统一性之中，所以他认为“科学的历史就是人类统一的历史、人类崇高目标的历史和人类逐渐得到拯救的历史”。统一性至少可以通过两种途径来确认，首先，每一种科学的进步都取决于其他科学的进步，这本来就意味着各种科学不是独立存在的，而是以许多不同的方式相互联系着，而且这些联系不是偶然的，而是有机的。其次，在不同的地方，用不同的方法同时作出的科学发现，这种现象的出现也蕴涵着一种内在的统一性……〔4〕正因为萨顿坚持统一科学史观，所以他认为“把科学史同个别学科的历史混为一谈”是对科学史的误解。并且他认为“这种混淆不清早已有之”。于是萨顿从其大统一的科学史观说明科学史的宗旨：
“科学史以建立科学成就和科学思想的起源和它的各个发展阶段为目的，把一切文化的交流以及一切由于文明进步而对于文明本身的各种影响都考虑在内。”〔5〕并以此为基础给出了区分科学史诸阶段或科学史分期的方法论原则。〔6〕以时代为根据划分科学史，因根据本身过于庞杂， 要搞清时代是十分不容易的。所以要实施乔治·萨顿的原则几乎是天方夜谭，这等于走完了路再找鞋。萨顿显然是发觉了他自己所制定的“最合理的方法”的不合理性，所以他后来提出了社会历史主要阶段的“分界线”和人类基本观念的“分界线”的划法：“前者用一系列革命性的发明或发现，如指南针、印刷术、采矿业的改进和航海业的改进、新大陆的发现、蒸汽机、机车和汽船、发电机和电动机、电话和电报、无声电影和有声电影、无线电广播、飞机等等作为“象征”；后者即精神世界可用哥白尼、伽利略、牛顿、达尔文等等来作“分界线”。〔7〕
乔治·萨顿用如此庞杂的时代象征或分界线，实际上已违背了他的初衷，这种分法正是他所藐视的学科史专家们或各门科学史专家们早已用过的。但问题就在这里，在某一学科中，这种划法是容易接收的。在不同的学科之间如何能用这种方法来统一呢？例如，物理学中的进步如何能用达尔文来“象征”或作“分界线”呢？恰恰是这样一个重要问题，萨顿不仅没有回答，而且他没有把它作为一具体问题提出来。因为他只注意了科学与政治、经济和艺术等等领域的外在关系，只注意了外在的形形色色的现象，并没有认识到科学发展的本质原因。
2 科学进步的内在动力
萨顿注意科学进步与其它领域的关系是对的，例如控制论的产生，就某种意义而言它可以说是第二次世界大战的产物(〔8〕 .PP1—29)。事实上德国哲学家就曾因此赞美欲望或恶是历史进步的一种推动力量，黑格尔的话既是对历史经验的总结，也是对未来的预言。二次世界大战产生了原子弹，而五十年代世界两大阵营的对立又产生了人造卫星和宇宙飞船，今天世界最尖端的科学仍集中于军事、政治领域。
一般地说，科学进步是整个时代进步的一部分，而到了近现代它成了一种最具革命性的力量。那么，时代进步的动力又是什么呢？有人相信这是上帝的安排，有人主张它是时代精神或绝对精神作用的结果，有人强调是生产力或劳动工具导致的结果，有人强调是生产关系改善使然。进一步研究表明，方法的发现与发明是社会进展的内在动力，正是这一点决定了科学是最革命的力量，只因为科学是方法最明晰最有力的载体。
粗略地说，迄今为止人类共经历了四大主导方法阶段，即想象的方法、直观的方法、控制实验方法和形式化方法阶段。第一阶段究竟始于何时我们并不确切知道，但至少在人类穴居时代这种方法已经产生了，其直接结果就是灵魂不灭观念的出现；第二个阶段比较典型的为古希腊文化；第三个阶段产生于文艺复兴之后伽利略控制实验方法的发明，最后一个阶段可以德国著名数学家大卫·希尔伯特1899年出版的《几何学基础》为标志，因为他在这部巨著中第一次系统地提出了形式化方法。这四大阶段与人类的原始社会、农耕社会、工业社会和信息社会相对应。从外在的观点来看，科学似乎是特殊社会形态的产物，如资本主义社会形态的产物；如果我们明确了方法与社会之间的这种联系，就不难发现科学的进步与社会的进步都出自于后一种力量，那就是方法。
3 以方法作为科学史分期的根据
对方法分类本身就意味着不同的方法归属于不同的学科，所以要以方法为根据对科学史进行分期，其先决条件就是有通用的方法存在。
我们常听说所谓物理学方法，数学方法，前者意指在物理学领域中所使用的方法，后者为数学中所使用的方法。但是，关于两者之间的差异究竟是什么，至今很难讲清楚，不少人都强调物理学的方法特点是实验，而数学方法则是演绎推理。事实上，这种论断不仅被科学的历史所否定，而且与科学发展的现状格格不入。几何学的发生与发展的历史就是雄辩的证明。古希腊学者欧第姆斯（Eudemus）在公元前4世纪时曾指出，“几何学是埃及人发现的，从测量土地中产生的”。〔9〕当代著名的华人学者、计算机里程碑奖获得者王浩教授在《形式化论》中写道：“要说物理学应用实验的方法是正确的，即使并非大多数物理学都是这样的，而要说数学的所有定理可依据某种公理凭借一系列的三段论（或承认前件的推理规则）来证明，这就恰恰是说的数学中的一小部分。仅仅知道实验方法不能算认识了整个的物理学；同样地，仅仅知道一个满足于推演数学的公理系统也不能算认识了整个的数学。”( 〔 10〕PP.145—157)所以，仅仅把数学看作是演绎的事业是不恰当的。 几何学的发展，特别是非欧几何学的发展再一次地证实了我们的观点。上个世纪，非欧几何的创始人高斯和罗卜切夫斯基曾分别地应用实际测量去证明自己的几何学。(〔11〕.P.289)今天，随着电子计算机的发展，承认数学领域应用实验方法已经是公开的事实了。
那么，物理学与实验方法是不是密不可分的呢？“物理学史”似乎支持并强调实验方法在物理学进步中的作用。例如，提到伽利略，人们就想起了比萨斜塔和他的自由落体实验。但这究竟是科学史实还是虚构的故事尚无定论，至今仍是科学史的一大疑案。(〔12〕.PP37—39)退一步说，即使年轻的伽利略真的作了这一实验，也不能说伽利略对自由落体的认识完全得自于实验；因为伽利略在反驳亚里士多德时，他所用的正是亚里士多德自己的逻辑方法。也许，相对论的产生对强调实验方法的人最具讽刺意味。(〔13〕.PP365—368；〔14〕.PP69—73;〔15〕PP23—29)迈克尔逊对自己的实验结果深感失望， 他以为自己完全搞错了；那些卷入物理学洪流中的物理学大家们被迈克尔逊一莫雷实验搞得头昏脑胀，到头来却被关在相对论的大门之外；相反，一个远离科学界，与迈克尔逊一莫雷实验无关的局外人——伯尔尼专利局的小职员爱因斯坦却发现了相对论。
由此可见，把方法归于某种特殊领域是没有根据的。按照常识来看，方法与学科的区别似乎是不言而喻的。但事实上，情况并非初看时那么简单，长期以来两者被人们以种种不同的形式混淆起来，以至模糊了索求科学进步的视线。就是在热衷于方法论研究的今天，我们仍然听不到相反的议论，人们依旧在说“科学发展日趋数学化”、“科学发展控制论化”、“科学发展综合化”、“科学发展一体化”……甚至有人发现了“方法移植”、“方法渗透”等等。诸如此类的说法都是以方法的隶属性或非独立性为前提的，他们把方法自觉不自觉地归属于某一个别学科；由于这种偏见，导致人们在考察科学认识时，只注意科学体系的变更，而忽略了科学方法的发展。
方法不仅具有独立性，即不受限于个别学科，而且是发展的，所以方法的进步水准对所有的学科或整个的科学史都是有意义的；因此它作为科学史的分期根据具有普遍的适用性，即对于所有学科领域都是有效的、明确的、统一的。
4 以方法作为科学史分期的结果
方法的发展主要有四个阶段，因而科学大的分期也相应地有四个时期，这就是科学存在的四种不同的形态。
科学的第一种形态，主要方法为想象，例如“灵魂”就纯粹是想象的产物。今天，不少人一定以为这是不屑一顾的，甚至是反科学的或不具有可证伪性的——卡尔·波普尔就曾以可证伪性定义科学、反对“神话”；但纯粹想象的产物即使在公认的科学史中也是层出不穷的，诸如“热素”、“燃素”、“以太”等都曾在特定的历史时期发挥过科学的解释作用；“灵魂”对于原始人类在认识“梦”、“生”、“死”和“昏迷”等现象时同样有解释作用。科学的第二种形态，直观的方法处于主导地位，古希腊最为典型。欧几里德几何学即图形数学，静力学、托勒玫天文学、亚里士多德的生物分类学、甚至是德漠克利特原子论的悲剧起源都是由于直观方法的独特地位决定的。科学的第三种形态，伽利略创造了控制实验方法〔16〕因而有力地推动了自然科学的大发展。科学的第四种形态，源于形式化方法，相对论就是其中最典型的结果。〔17〕
下面我们对几个有争议的事件略加讨论。
英国科学史家丹皮尔曾说过，“原子哲学标志着希腊科学第一个伟大时期的最高峰。其后就是一个停顿时期，甚至可以说是一个倒退时期。(〔2〕.P.6)他认为， 在科学上德漠克利特的原子论要比它以前或以后的任何学说都更接近于现代观点；它在柏拉图和亚里士多德摧毁性的批判下，实质上遭到压制；从科学观点来看，这应该说是不幸，后来几个时代竟让各种形式的柏拉图主义代表希腊思想，这个事实实在是科学从地球上绝迹一千年之久的原因之一。(〔2〕,P.62)如果我们以方法为根据，那么我们可以很清楚地看到德漠克利特原子论的悲剧真正的起因并不在柏拉图和亚里士多德，而在于他自己。在希腊时期，直观已上升为主导方法，而这位哲学家却背离大潮，试图使感性的目光不致蒙蔽他理智的敏锐，自己弄瞎了他的眼睛。〔18〕.P6—8)当然，他是深刻的，他深知自己的对象不属于直观，而是纯粹想象的产物。丹皮尔由于忽视了方法特征，因而失去了衡量的尺度，竞以为凭借德漠克利特思想的延续，现代科学可以提早一千年在古希腊诞生。
对于阿基米德，人们发生了同样的误解。有人说他比所有希腊学者的工作都更具有把数学和实验研究结合起来的真正现代精神。在结合的时候，只解决一定的有限的问题，提出假说只是为了求得它们的逻辑推论，这种推论最初是用演绎方法求得的，然后又用观察或实验方法加以检验。〔19〕.〔20〕但从方法的观点来看， 阿基米德仍然是希腊直观精神的产儿，他的工作本质上是几何学的——他的“实验”与后来伽利略的根本不同，充其量是“演示实验”。而当代有的学者因为对“实验”不加分析，所以误认为阿基米德超越了他的时代两千年，俨然成了一位现代物理学家。例如我们在斯蒂芬·F·梅森的著作中， 可以看到对“实验”与“理想实验”的混淆：
阿基米德在他的著作里，把科学知识说成是根据自明公理演绎出来的一套理论体系，就象欧氏几何一样。可是他很可能先是根据实验取得一些成果，然后再从假说的公理演绎出这些结果来，因为他在自己的《方法论》一书中告诉我们，他在研究面积和体积时，总是先作一种思想上的“实验”。(〔21〕.P40)而思想上的“实验”，就是逻辑推理，这正是崇尚演绎几何学的希腊人所常用的方法。
列奥纳多·达·芬奇是文艺复兴时期极有影响的巨人，所以不少科学史家试图把他作为近代科学的创始人，西方科学史之父乔治·萨顿就曾写过“列奥纳多与现代科学的诞生”。分析表明，他的主要作用是复兴古希腊精神，所以历史选择一位画家并非偶然。在科学方法上，列奥纳多没有推进一步(〔2〕.PP.165—167，〔11〕第1册，PP257—259)，而汤浅断言这位天才完全站在科学进步的门坎之外。(〔22〕P38) 从方法的角度来看，芬奇是15世纪的希腊人。
至于哥白尼的革命，虽说使科学体系颠倒过来，但方法却没有更新一步，他实际上恢复了一个远比托勒玫更为古老的宇宙体系。〔16〕哥白尼革命主要意义在社会方面，所以托马斯·库恩强调“哥白尼与以前任何天文学的研究完全不同，他的研究与当时的社会环境有关。”( 〔23〕.P.123)他的日心说触动了在欧州占统治地位的宗教观， 这是它引起轰动的主要原因。〔24〕
“时代”是个很庞杂的统一体，它无力区分科学发展的不同层面，其结果“时代”往往只是一种特定的时间间隔。我们用方法作科学史分期，理所当然地可以确定爱因斯坦相对论革命具有普遍的科学史意义，因为他的相对论成功地应用了形式化方法。(〔17〕.〔25〕)在同一时期，这种方法在科学的其它领域广为应用。
5 几点说明
本文只是个粗略的说明，希望能起到抛砖引玉的作用，更细致的化分还有待进一步地工作。但这个粗略的框架已空前地增加了我们对科学发展层次的认识。
因为方法是科学的最内在的方面，而其科学结论或命题仅仅是其外在的显现；正是由于这样，方法才具有永恒的价值，相比之下理论则是尝试性的、暂时的，它的命题不可能是永真的；事实上，今天已有不少科学家和哲学家公开承认科学的对象不是永真命题或永真结构。因而按方法划分科学史，比之其它的划分具有更大的统一性、持久性。
学科发展具有不平衡性，注重科学体系的学者，如凯德洛夫曾提出了“带头学科”理论〔26〕来说明这种不平衡性，库恩曾以范式之变更展示学科发展的这同一种性质；波普尔更因此发挥出一种证伪主义哲学；事实上，科学发展的不平衡性是由方法的有效叠加所致，所以用方法作分期的根据，可以更全面地理解科学体系的波动。
注释：
〔1〕G.Sarton:The Life of Science Essays,in the history of civilization,New York,1948.
〔2〕丹皮尔：《科学史及其与哲学和宗教的关系》， 商务印书馆，1975。
〔3〕亚·沃尔夫：《十六、十七世纪科学、技术和哲学史》， 商务印书馆，1985。
〔4〕G.Sarton:Introduction to the History of Science,vol.I,Washington and Baltimore,1927.
〔5〕乔治·萨顿著，刘兵译：《科学史导论》（ A Guide to theHistory of Science），科学与哲学研究资料。
〔6〕ISIS,vol,1,1913.
〔7〕乔洛·萨顿著， 刘兵译：《科学与传统》（ Science
and Tradition），科学与哲学研究资料。
〔8〕维纳：《控制论》，科学出版社，1963.
〔9〕A·亚历山大洛夫等：《数学——它的内容、方法和意义》， 第1卷，科学普及出版社，1958，第3卷，科学出版社，1962。
〔10〕Wang Hao:On Formalization,Journal of Symbolic Logic,22（1957）.
〔11〕M.克莱因：《古今数学思想》，第3册，上海科学出版社，1980。
〔12〕弗·卡约里：《物理学史》，内蒙古人民出版社，1981。
〔13〕广重彻：《物理学史》，求实出版社，1988。
〔14〕M·V劳厄：《物理学史》，商务印书馆，1978。
〔15〕《爱因斯坦文集》，商务印书馆，1976。
〔16〕拙著：《貌合神离的哥白尼与伽利略——关于科学进步标准和现代科学起源的再认识》，自然辩证法研究，1992，No.6。
〔17〕拙著：《相对论——形式化的赠品》，自然辩证法通讯，1990，No,5。
〔18〕马克恩：《博士论文》，人民出版社，1962。
〔19〕T.L.Heath:Works of Archimedes,Cambrige,1897.
〔20〕E.Mach:Die Mechanik in ihrer Entwickelung, John Cox:Mechanics,Cambrige,1904.
〔21〕梅森：《自然科学史》，上海译文出版社，1980。
〔22〕汤浅光朝：《科学文化史年表解说》，科学普及出版社，1984。
〔23〕T.S.Kuhn:The Copernican Revolution:Planetary Astronomy in the Development of Western Thought,Boston, Harvard University Press,1971.
〔24〕The Scientific World of Copernicus,1973.
〔25〕李文林：《希尔伯特与统一场论》，自然科学史研究，1986，No.2。
〔26〕拙著：《关于凯德罗夫“带头学科”的几个问题》，自然辩证法报，1988，No,11。