世纪之交的转折点_科学革命论文

世纪之交的转折点_科学革命论文

世纪之交话转折,本文主要内容关键词为:世纪之交论文,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。

由西方人发明的公历纪年体系在这个世纪充分的普及,已经成了“世界历史”的“绝对”坐标系,这也是“现代性”之凯旋的标志。上一个世纪之交,我们中国人就决没有今天这样的“世纪之交”或“世纪末”的感觉——那时我们根本没有采用格里高利历和基督纪年。今天,我们同现代文明社会一起,尽情地感受这个由西方公历造就的特定时刻,但决不能忘记,这个时刻的本质是“西方”的,是“现代”的。这个本质可能隐蔽,但却顽固地支配着我们的历史感觉——我们只要想一想,这种历法今天已被我们称为“公”历。

“世纪”(century)这个词起初指数量上的一百, 并不专指公元纪年里从零开始的整一百年。在西方,也只是到了18世纪,才明确地获得人们今天赋与它的意思。现在的公元纪年法并不是从公元零年开始的,而是在公元6世纪才被发明出来。而且,花了一千多年, 才真正将它推行开来。直到17世纪,学者们才开始用它来叙述历史。到18世纪,在西方世界才有比较明确而一致的认同,至于“世纪末”的感觉,只是在19世纪才被培养起来的。

科学终结了吗

当一个被广泛认同的历史时间段快要结束,一个新的时间段快要到来之际,人们会有一种历史“完成”感。这个完成感、完结感,与19世纪末资本主义世界经济不景气的外部环境相结合,在社会意识形态上表现为“没落”和“颓废”感。但在科学界,这种历史完结感却因牛顿力学的节节胜利而表现为一种自得感。

回顾19世纪末,那时的科学界首次流行着一种“科学终结观”。物理学家迈克尔逊(A.A.Michelson),先是在1888 年发表言论说:“无论如何,可以肯定,光学比较重要的事实和定律,以及光学应用比较有名的途径,现在已经了如指掌了,光学未来研究和发展的动因已经荡然无存了。”然而,在6年后的1894 年进一步强调:“虽然任何时候也不能担保,物理学的未来不会隐藏比过去更使人惊讶的奇迹,但是似乎十分可能,绝大多数重要的基本原理已经牢固地确立起来了;下一步的发展看来主要在于把这些原理认真地应用到我们所注意的种种现象中去。正是在这里,测量科学显示了它的重要性——定量的结果比定性的工作更为重要。一位杰出的物理学家指出,未来的物理学真理将不得不在小数点后第六位去寻找。”据说这位杰出的物理学家就是威廉·汤姆逊(W.Thomson),即后来的开尔文勋爵。那个时候,许多物理学家相信, 理论物理学的基本理论框架已经完成,大发现的时代已然过去。

然而,照今天科学史家的分析,尽管当时的物理学家悠然自得于经典物理学的光辉灿烂,但他们只是没有看见那些潜藏着的暗流。这些暗流正在汇聚,就要掀起可怕的惊涛巨浪。因此,当时的情景看似歌舞升平,而实际上是“山雨欲来风满楼”的革命前夜,事实上,20世纪初,就发生了物理学中的两大革命,并从革命中诞生了相对论和量子力学两大基础物理理论。

又是一个世纪末,非常相似的是,20世纪末期,“终结”的言论也此起彼伏。80年代初,剑桥的科学家们就开始讨论“理论物理学是否终结在望”的问题。1996年,美国《科学美国人》的一位专栏作家出版了题为《科学的终结》的书,他对数十名科学家进行了访谈,这些科学家是当代科学前沿几大有代表性领域的代表,得出了“科学已经终结,伟大而又激动人心的科学发现时代已一去不复返了”的结论。作者的意思当然不是说下个世纪科学家就没事儿干了,而是说,大的理论框架已经构就,大的发现已经发现完毕,剩下的或者是一些无法证明对也无法证明错的玄想,或者是一些扩展应用领域的技术活。这种说法,与上一个世纪末科学界流行的一些看法非常之相似。然而,这些预见的结果是否相同就不一定了。谁也无法预言,下个世纪初是否会出现像相对论和量子力学这样的革命性理论。

由于有上一个世纪末的教训,在这个世纪末再来放言“终结”显得是一种眼光不够远大的愚见,或者显得是一种“世纪末”的情结在发作。但笔者在这里,还是要表达一种特别的忧思。笔者确实相信,20世纪的科学与技术已经展示了科学本身的某种界限。

是生成的东西就有终结的时候。关键问题是,现代性已经培养出了这样的神话,似乎像科学这样的东西是人类与生俱来的。实证主义科学史家萨顿说,科学史是人类文明史的一部分,而且是本质的部分,是唯一能够解释人类社会的进步的那一部分。如果是这样,那么人们就很难设想科学的终结。

科学是普遍现象吗

科学究竟是特定历史时期占支配地位的一种特定文化现象,还是伴随整个人类文明史的普遍现象?这是一个必须首先搞清楚的问题。由于秉承了现代主义设定的普遍主义的科学观,便会在研究非西方文化的科学时,出现极大的困惑。研究中国科学史的李约瑟是一个例子。在普遍主义(universalism)的科学观的激励下,李约瑟穷毕生精力去发掘中国文明中的科学因素,以致他惊奇的发现,在17世纪以前的中国,是一个科学极为先进,远远超出西方世界的国度。然而,耐人寻味的是,李约瑟终究不得不面对现代中国科学非常落后的现实,并且提出了所谓的李约瑟难题:既然古代中国科学那么发达,为何没有发生16、17世纪的欧洲科学革命,以致从那以后就日益沦于落后?

这个难题本身是模糊不清的。它基于普遍主义的科学概念与近代科学革命之后特定的科学概念之间的某种混同,也与把历史看成一个可普遍化的因果链条有关。如果说中国古代有极度发达的科学,那么这里的“科学”就不能等同于现代意义上的“科学”,因而很难说李约瑟难题是有意义的。如果有人问为什么梨树结不出桃子,人们就很难认为这是一个有意义的问题。

普遍主义科学观的种种困境,显示出人们对“科学”的理解陷入一个误区,即现代(近代)科学为自己设定的“普遍性”误区。事实上,现代科学必须被看成是西方文化的一个特定现象,它在数百年的“现代”(modern age)中占据西方文化的主流和核心位置,但它过去不是主流和核心,将来也不会永远是主流和核心。经过20世纪的发展,科学从中心地位跌落的日子,如果不是遥遥在望也是可以想见了。

19世纪被人们称之为科学的世纪,20世纪也是一个科学的世纪。经过了两个科学的世纪,科学那种原创的力量已经懈怠,而它对于人类文化的负面影响则日益明显。这是这个世纪末与上个世纪末谈论科学的“终结”时,在历史条件上的不同之处。如果说,上个世纪末科学界的“终结”感,是以歌舞升平的方式表现出来的;那么,这个世纪末科学界则是在四面楚歌中感受到“终结”的。如果说,上个世纪末的“终结”很快继之以物理学革命,从而告别“终结”;那么,这个世纪末的“终结”即使继之以大的科学革命,科学界也不会告别“终结”,因为这次“终结”的呼声是要对“科学革命”本身进行彻底清算。

科学的革命

通常人们把科学中巨大而迅速的变革称之为科学革命,比如有牛顿(物理学)革命、拉瓦锡(化学)革命、达尔文(生物学)革命、爱因斯坦革命等等。但真正意义上的革命只有一次,那就是哥白尼革命。这是因为,以哥白尼的宇宙论变革为先导的近代科学的诞生,导致了一个全新的看待世界的方式,一个全新的对待世界的方式。笔者曾经将这一变革概括如下:

世界观的重大变革确实是从哥白尼革命开始的。希腊人以及中世纪的宇宙,是一个层层相套的有限的球体,地球则居宇宙的中心。近代思想的一个革命性的变化就在于从有限封闭的世界,走向一个无限的宇宙。这一思想主题反映在许多方面:在天文学方面,最终抛弃了天球的概念,而将天体撒向一望无垠的宇宙空间;在物理学方面,最终抛弃了亚里士多德目的论的天然运动概念,而提出了惯性运动概念,这种运动除非受到干扰,将延一条直线无限地运动下去;在视觉艺术的创作方面,定点透视代替全景透视,确立了欧几里德几何学在观察世界中作为先天形式的地位,人,随之被确立为观察世界的主体,世界即是观察者眼中的世界;在精神生活方面,对人类有限性的深刻意识以及从而对上帝的虔诚、恭敬,被无神论的狂妄、放肆以及对主体无限能力的崇拜所取代;在经济活动领域,对自然资源无限的开发和索取代替适度规模的小农经济。这一切,实际上都是“从封闭的世界走向无限的宇宙”这一时代主题的表现。于是,我们就不难理解,为什么哥白尼革命对于近代世界这么重要,因为,这场宇宙论革命,既是天文学的也是人类学的,既带来了世界图景的改变,也导致了欧洲心灵的重建。(注:吴国盛.科学的历程.长沙:湖南科学技术出版社,1995.36)

这样的一种全新的变革所确定的世界框架、认识模式一直延续到今天,这期间任何一次被称为“革命”的科学变革都没有摧毁而只是加强了它们。被誉为本世纪最伟大的科学革命家爱因斯坦,在谈到他的革命性理论——相对论与牛顿理论之间的关系时,发表了这样一段话:

“我们必须小心,决不可错误地把这个体系看作是同古典物理学的思想方式截然不同的一种新的思想方式。相对论决没有这样的意图。……它并不是完全新的物理学理论;它只不过是根据相对性原理进行修改了的物理学理论。……相对论的思想本质上是同科学已经显现出来的规律和总趋势相一致的。”(注:许良英等编译.爱因斯坦文集.第三卷.北京:商务印书馆,1979.369)

如果说爱因斯坦的革命并未造成与牛顿理论的彻底决裂,那么,哥白尼—伽利略—牛顿的革命却使人们彻底告别了古代和中世纪的科学理论。因此,真正意义上的科学革命只有那一次。有趣的是,“革命”(revolution)这个词在近代科学史上,也是最先出现于哥白尼的名著《论天球的旋转》(De revolutionibus orbium coelestium)中。 这本书通常译成《天体运行论》,其实,这个译法是不确切的。在哥白尼的时代,天文学家都认为,天上的天体附着在假想的水晶天球上随天球一起转动。因此,按照希腊球面天文学传统,所有的计算都是针对天球而不是天体,把“天球”(orbium coelestium)译成“天体”, 是以今人之心度古人之腹。地球的“旋转”(revolution )也是“革命”( revolution),而且是最大的一次革命。

笔者认为,我们已经能够预料的人类在精神领域中的变革,将是一场可以与16、17世纪的“科学革命”相提并论的历史大转型。它自然不会是在几年、几十年内完成的,也许需要一个世纪甚至更长的时间,就像近代科学革命,如果从哥白尼的《论天球的旋转》1543年出版算起,到牛顿的《自然哲学的数学原理》1687年出版为止,也用了一个半世纪。另一方面,如果在这个世纪之交发生像上个世纪之交那样的革命性突破,也不会影响到这个历史大转型的结论,因为这个大的转型不是科学内部的革命性突破,而是科学本身的命运大转折。占据支配地位一千多年的宗教,并没有在近代科学诞生之后一下子归于沉寂,而是伴随着科学革命进行了改革。在此后的几百年中,宗教也一直与科学分庭抗礼,时打时拉。直到最近,梵蒂冈还就创世问题不断与宇宙学家们相互切磋。在即将来临的大变革中,科学即使从文化霸主地位上逐出,也不会一下子销声匿迹,还要自我改善,还要调整自己。

通过回顾20世纪科学和技术的发展历程,我们也许能够意识到这样的“转折点”正在来临,能够猜测到未来的发展方向。无论在理论自然科学还是在科学的技术应用及社会后果方面,都能够显示出某种深刻的“转折”正在发生。

理论自然科学的“转折”

在20世纪里,从大的方面说,理论自然科学有两方面的革命性成就。它们都是对经典牛顿科学的某种突破,但第一方面的突破更象是对经典精神的进一步完善,而第二方面的突破则是探寻一种科学发展的新方向。

第一方面是本世纪前半叶经典科学基础的重建。19世纪,以牛顿力学为基础和模本的经典科学得到了极大的发展。在物理科学领域,以牛顿力学为基础统一了声学、光学、电磁学和热学,有效地支配着小到超显微粒子、大到宇宙天体的物理世界,化学也因为原子论而获得物理学基础。在生命科学领域,以细胞学说和生物进化论为基础,统一了生物学的诸分支,乃至确立了人在自然界中的位置。这些巨大的成就使人们相信,经典科学已发展到了顶峰,剩下的事情只是将已经建立起来的原理应用于自然界中的种种现象上去。但是,大多数人还没有看到,在理论科学内部已潜伏着深刻的危机。19世纪与20世纪之交,出现了一系列既有理论难以解释的新实验现象,经典的世界图景开始变得毛病百出。世纪初诞生的相对论和量子力学,通过深刻的观念转变和理论创新,完成了经典科学基础的再整合,刷新了我们的世界图景,在自然哲学中演绎了自然的数学化、宇宙的和谐这些更为纯正的希腊精神。

以世纪之交的物理学革命为先导,在天文学、地质学和生物学领域均发生了重大的理论变革。粒子物理学中的夸克模型、宇宙学中的大爆炸模型、分子生物学中的DNA双螺旋模型和地质学中的板块模型, 被认为是20世纪经典理论科学中最重要的四大模型,它们代表了在世纪之交的物理学革命奠定新的理论基础之后,经典理论自然科学领域中一系列新的理论建树。

第二个方面是有别于经典科学的新科学范式的酝酿和发展。经典科学,无论是牛顿科学还是爱因斯坦的相对论,正像爱因斯坦本人所说,在许多主要的方面保持着一致。而新兴的系统科学、非线性科学,特别是生态科学,试图改变经典的还原论、原子论、决定论的世界图景,向经典科学发起了根本性的挑战;与经典科学注重世界的简单性和原子构成性形成对照,整体的观念、非还原的观念、非决定论的观念、复杂性观念、不可逆性的观念被突出出来,与自然界生命的原则、有机的原则相衔接。

尽管与以相对论和量子力学为代表的新经典科学比,新范式尚显势单力薄,但是它们所代表的研究纲领极富思想魅力,呼应了这个时代人类对自身存在方式的反省。它们也正寻找旧范式中的革命性力量里可以联合的部分,继续扩大自己的影响,增强自己的说服力。应该说,正是这第二个方面,构成了“转折点”的理论背景。

科学的社会形象的“转折”

在20世纪里,应用科学改造世界和支配事物的能力越来越大,然而,人们享用科技成果的同时,开始注意科学技术的负面影响。特别以绿色运动为标志,人类对科学之社会后果的反思进入了一个广泛而又深入的历史时期。

与19世纪一样,20世纪的重大科学成就很快就转变成相应的技术,在经济活动和社会生活中发挥作用。这是19世纪和20世纪均被称为“科学的世纪”的原因。但与19世纪不同的是,20世纪的科学更加高深、更加远离人们的日常生活经验,相应地,它所转化的技术实际威力更大、也更难被人类所控制。原子能的开发与太空的开发最具有典型性,它们充分显示了人类主体“翻天覆地”的伟大力量,是迄今经典科技在操作能力方面达到的极致。核能代表着无比巨大的难以驾驭的能量,遨游太空代表着对整个宇宙空间的征服,把“世界图景的时代”由潜在的理念变成现实。对这些超级能量的掌握和控制,实际上决定了本世纪国际战略格局的形成。核武器和制空技术避免了第三次世界大战,创造了“冷战”时代。

以基因工程和电脑网络为代表的高新技术,显示了科学对人类生活世界的重新改造和塑造的能力,前者将改变人类的自然属性,后者将改变人类的社会属性。科学不仅刷新了人们的世界图景,也刷新了人们的日常生活。电气化、电子化使人们置身于一个安全、舒适、便利的人工世界中;汽车、火车、飞机等交通工具大大加快了人们的生活节奏;化学和生物药品减轻了人类的病痛,发达的医疗卫生条件延长了人类的寿命。

然而,技术的过度开发引发了一系列人类未曾料到的后果。生活条件的好转、人的寿命的延长,使世界人口空前膨胀,对环境和资源形成极大的压力,大规模的粮食危机随时可能发生。核武库的壮大,已使人类的文明危如累卵。由于大量燃烧化石燃料,大气中的二氧化碳含量剧增,它们在地球的表面形成了一个具有温室效应的隔热层,使地表温度逐渐上升,改变全球生态环境。严重的工业污染、城市污染,破坏了人类的生活环境。为了开发,森林被砍伐,湖面被围垦,加剧了生态不稳定性,引发自然灾害。农药化肥的大量使用,损害了土地的肥力,破坏了食物的营养结构,最终危害人类物种的安全。

正在全球组织实施的人类遗传基因密码破译工程,将使整个生命科学和医学为之改观,但是,一旦成功,生命的安全感又将顿时灰飞烟灭;治疗了某些疾病,却可能打开潘多拉的盒子,让各种闻所未闻的邪恶和病毒蜂拥而至。

信息高速公路使全球结成一体,便利了文化交流,但加速了文化融合,使文化生态面临失衡的危险。如果说工业文明破坏了自然生态,那么信息时代则加速了文化生态的解体。由于电子传媒的发达,几乎全世界都在喝可口可乐、吃麦当劳、听同样的歌星、看同样的球赛,各民族的青少年的文化品味趋于相同,人类的文化生态平衡遭到破坏。

20世纪后半叶相继出现并愈演愈烈的能源危机、环境污染与生态危机以及文化危机,引起了思想界和科学界的深思:这一切是否昭示了经典科技的某种界限?未来科学的方向是否仍然沿着还原论的线性走向发展,继续要求越来越高的能量,越来越大的资源消耗,越来越不可逆转的环境破坏呢?这正是“转折点”的现实背景。

尽管对经典的世界图景和经典的技术运作能力产生了种种疑虑,但当代科技正像一台开足了马力的战车一样勇往直前。它将因创造一个又一个人间奇迹,继续赢得人们的喝彩和青睐,也继续引起人们深深的忧思。可以预见的是,21世纪初年,在基因工程和电子信息技术领域,经典科技将再一次大放异彩,而与此同时,非线性科学、生态科学将把自己的创造性工作继续推向一个新的高度。

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

世纪之交的转折点_科学革命论文
下载Doc文档

猜你喜欢