“错误”：科学史教育的一个特殊切入口，本文主要内容关键词为：错误论文,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。
错误是人类认识和实践的伴生物，从某种意义上说，科学史固然是一部辨错、纠错的历史，但又何尝不是一部容错、用错的历史？对学生进行科学史教育的意义是众所周知的，不必赘述，但以介绍科学史中的错误为主要内容的教育形式恐怕还未必能为大家所接受。笔者认为，选择这样一个特殊的切入口，具有独特的认识价值和教育功能。
要做到比较系统地向学生介绍科学史上的错误，首先必须打破狭隘的学科畛域，进行跨学科的横向拓展。作为一名化学教师，我固然首先向学生介绍化学史上的错误，诸如关于“基本粒子”的探索弯路，关于电离理论的曲折历程，关于燃烧原理的惯性误区，关于高分子物质的盲目硬套，等等。但局限于化学领域的科学错误尚不足以引起同学们巨大的警策和震动，不足以开拓他们的想象空间。于是我“上管天文，下管地理，旁涉物理，挂靠生物，沟通边缘”，有计划地向同学们介绍各个专门学科或边缘学科发展史上出现的错误以及错误与正确的消长过程。从亚里士多德的“宇宙不变论”说到“宇宙膨胀”现象，从“恒星不动”说到“恒星不恒”再说到中子星和黑洞，从（关于地质学的）“水火之争”说到布赫的“出于水归于火”，从地球表面成因的“固定说”到“漂移说”再到“板块构造理论”，从“地心说”到“日心说”再到“泛心说”，从“超距作用”到“力线与场”，从“以太说”的几起几落说到相对论的创立，从“能量失窃”说到中微子归案，从宇称守恒说到弱作用中的宇称不守恒，从经验论说到元素周期律再说到超铀元素，从尿素的人工合成说到有机化学的“原始森林论”再说到后人对它的突破，从阿累尼乌斯被指责为“离经叛道”到利兹会议的重大转折，从“第590号法令”说到达尔文的生物进化论，从“图腾崇拜”说到“人猿分野”新理论，从“预成论”、“装填论”说到DNA与遗传密码，从“油迹之谜”说到超导电性的发现……总之，举凡人类科学史上包含着沉重教训的重要争论、重头课题、重大创意，都可以从“错误”聚焦的角度连缀起来，组成“错误教育”的教材。
那么，这样做的意义究竟是什么呢？换言之，科学史上的错误的认识价值和教育功能何在？我以为，至少有以下几点。
1 可以帮助学生充分认识继承的意义
科学史反复告诉人们：真理从来都是在批判性的继承中向前发展的。在人类认识的探索自然的长河中，存在着不以人的意志为转移的继承性，这是因为，每个人不能事事都亲身实践，只有善于掌握别人经过实践获得的知识，才能集思广益，采各家之长而有所发现。真理的认识总是在同谬误相比较、相斗争中产生的，只有分析前人的错误，吸取经验教训，提出有价值的问题，才能从谬误中得到正确的认识而有所前进。我们今天需要强调创新教育，但决不能将创新理解为拒绝依傍和借鉴。在这方面，居里夫人是个很有代表性的正面例子，她年轻时由于家境贫穷，被摒于高等学府门外，为了通过最佳途径继承前人的研究成果，她把当了5年的家庭教师积攒来的钱用于接受正规的大学教育，并通过选修课全力弥补自己在数学和物理方面的缺陷。她曾经向晚辈们现身说法，强调没有继承就不可能有创造。我在讲授科学史时，语重心长地告诫学生，不要因为基础知识枯燥无味而忽视它，冷淡它，要知道，我们今天归于常识的许多知识大多是前人犯过错误的地方，继承当然应当包括对前人在走弯路过程中所犯错误的认识。失败是成功之母，这话有道理，但如果我们总是在同一地方以同样的方式跌倒，那就是整个人类的悲剧了。前车之覆，后车之鉴，看到前人的弯路，可以节省自己的盘缠。人类的发展总是朝着“最小投入，最大收益”的方向努力，从这个特定的意义上讲，继承“错误”，吸取教训，功莫大焉。
2 可以培养学生科学的怀疑精神
继承不等于因循守旧我行我素，不等于屈从权威举步不前。前人肯定的规律或建立的理论可能是颠扑不破的真理，也可能隐藏着错误。真理是在同错误的较量中发展的，敢于怀疑前人的“定论”，从而发现其中的错误，实际上就是坚持了真理。通过怀疑，可以防止认识僵化，在识错纠错中完善和发展真理。如果拉普拉斯对亚里士多德的“宇宙不变论”深信不疑，他能提出星云假说吗？如果魏格纳囿于“大陆固定论”，他还能提出大陆漂移说吗？如果达尔文对“物种不变论”顶礼膜拜，他能提出生物进化论吗？爱因斯坦若不是对一直占统治地位的绝对时空观大胆怀疑，又怎能创立狭义相对论呢？其实，即使是在继承和接受正确的理论，也应该经过自己的思考和“印证”，才能真正领会，运用自如。缺少怀疑精神，往往会与重大的科学发现失之交臂。英国化学家普利斯特列因为虔诚地相信当时流行的“燃素说”，而与氧气的发现者擦肩而过，便是一个极有代表性的教训。根据文清源先生“错误论”的观点，普利斯特列作为认识的主体犯错的原因在于“知识结构迷信缺陷”。让学生认识到怀疑精神对于科学探索的重要，有利于培养他们的求异思维和批判意识。当然，我们所倡导的“怀疑”是科学的、理性的怀疑，而不是不可知论的、虚无主义的“怀疑一切”。科学史上的“令人钦佩的怀疑”不是以过硬的实践为基础，就是以严密的推理为依据，当然二者兼备者更令人钦佩。可以想像，当学生了解到科学史上许多权威都犯过较为严重的甚至幼稚的错误时，他们质疑前人的勇气和信心不就会大大增强了吗？
3 可以帮助学生理解正误交融现象
科学史告诉我们，有时正确者也可能有错误，错误本身就孕育着正确的因子。错误和正确在人类认识进程的意义上，并没有截然的分界线。哥白尼的日心说是对托勒密错误的地心说的有力否定，但哥白尼学说仍因袭行星的正圆形轨道和作匀速运动的旧框框，是开普勒克服了哥白尼的局限，使理论计算和实际观测更趋一致。但开普勒定律只是描述性定律，只说明了行星怎样在运动，没有说明行星运动的本质，而后来牛顿的万有引力定律才回答了行星为什么这样运动。然而，历经一个世纪未遭怀疑的万有引力定律，还是遭到了爱因斯坦的挑战。原来牛顿认为，引力是瞬间建立的，传播的速度是无限大；爱因斯坦的狭义相对论却证明，引力的相互作用是以一个有限速度传播的。再有，万有引力定律隐含了与物质运动无关的绝对时空观，爱因斯坦的广义相对论则表明，空间、时间和物质运动是相互联系的。此外，万有引力理论仅仅适用于弱引力场的情况。由此可见。一位科学家身上优点与缺点共存，一个理论体系正确与错误交织，是认识主体和认识过程的常态。让正接受着基础教育的学生及早地认识这一点十分必要，有利于他们认识“错误”在科学发展中的价值，理解毛泽东所说的“错误往往是正确的先导”，从而建立豁达大度的“容错意识”（如果我们的学生当中将来有人成为科学界的行政领导，这一点对他们就尤为重要了）。
4 可以帮助学生懂得科学之路的曲折
历史告诉我们，科学的发展不总是直线前进的，一次又一次的错误，更证明了科学之路坎坷不平。一方面，个别科学家的退缩使得道路曲折。例如，德国化学家维勒第一个从无机物中制造出有机物——尿素，它打破了无机界和有机界之间的绝对界限，开辟了有机合成化学的新领域。人工合成尿素的成功，在无机物和有机物之间架起了桥梁。从此，有机化学充满了勃勃生机，人们期望着用无机物来制造各种有机物。可是，有机化学遵循什么规律呢？取得极大成功的维勒在以后几年中没有获得新的进展，他便灰心丧气起来。1835年，年仅35岁的维勒写了一封老气横秋的信，信中将有机化学比做原始热带森林，说它“是一片狰狞的无边无际的使人无法逃脱的丛莽”，并表示“害怕走进去”。人为地设置一片令人害怕的“原始森林”，无疑就是在人们思想认识上多了一个禁区。维勒本人在这片“森林”面前退缩了，竟然放弃了有机化学的研究，退回去搞无机化学了。此后，不仅他自己再没有什么新成就，而且他的朋友杜马提出有机结构类型的新学说时，他还压制反对，说人家是“异端邪说”、“欺骗者”等。可见，一旦受谬误的束缚，即使昔日的成功者也会在探索真理的道路上畏缩不前，无所作为。另一方面科学家的“群体失重”更会使真理的探索迷雾重重。20世纪初，科学家们在研究β衰变的初期，实验上看到一个难于理解的事实，那就是电子所带走的能量，总比原子核放出的能量少得多，而且这个能量值每次都不相等。换句话说，原子核所释放的能量有一部分“失窃”了。于是就“破案”，有些大胆的物理学家甚至是权威（其中有索末菲、玻尔、薛定谔）对β衰变中能量是否仍然守恒提出了疑问。能量守恒定律在β衰变中被破坏和不适用了，这种风行于一时的说法引起了物理界思想的极大混乱。要是这个定律真的被推翻了，整个物理学的宏伟大厦和精巧结构就会毁于一旦。这种怀疑，后来证明是错误的，而且这种说法在某种程度上带有“科学机会主义”的倾向，因为它是接受早先由爱因斯坦提出的光量子概念在观念方面的障碍，也为他们用传统的波动说解释光电效应提供了唯一的可能性——也就排除了其他可能性。不久之后，泡利对“中微子”的猜测也没能完全唤醒这个失重的科学家群，他们仍然陷于坚守还是放弃能量守恒定律的矛盾之中——直到能量的窃贼“中微子”归案。既然差不多整个科学家群体都可能犯下“可以原谅的错误”，那么我们就必须具有在科研上走弯路的思想准备。
进行科学史教育从特殊角度切入，聚焦于“错误”，除了上述4方面的意义外，可能还有其他一些作用，篇幅所限，不再赘论。