對科學的制約
作者:托馬斯·庫恩
托馬斯·庫恩(1922——1996),美國科學哲學家。早年就讀於哈佛大學,1949年獲哲學博士學位。1952年起在普林斯頓大學和馬薩諸塞理工學院任教,講授科學史。他致力於研究科學革命的發生和發展規律,是西方科學哲學中歷史——社會學派的重要代表。著有《科學革命的結構》等。
把科學完全等同於對真理的追求,任何時候都顯得太過強烈了,即使對於絕大多數獻身科學的人來說也是這樣。有些人本來拒斥傳統教義,認為思辨形而上學不值得信賴,沒有說服力,也缺乏清晰而有用的意義,卻也往往轉而把科學當作處理個人生活和社會生活問題的指導。最典型的是,他們坦率地批評宗教,但又高度評價那些研究工作者——他們借助於社會學以至心理學等科學理論去解釋各種不同宗教的社會事實和信仰。正如現代自然科學取代了古代神話宇宙學和古典哲學一樣,社會科學也可望取代對人和社會的神話觀念。因此,在現階段,科學似乎可提供一切人們所能獲知的真理中的最重要部分。它們總是不完備的,但這一缺點又是變化發展以及修正錯誤的發端。不完備性恰好可以激發更多的變化發展,從而避免更徹底的中斷。或者說,不完備性可通過社會學的、哲學的以及技術的批評而發現,從而刺激嶄新的思想和實踐。但是典型的是,在技術和理性的獨立歷史發展中,在二者的相互作用中,科學既可以等同於技術實踐,也可以等同於抽像理性。的確,可以把現代科學理解為先進技藝同幾何化的新動態數學的溶合。
科學由於社會因素而被局限在某幾個方面,部分被約束,部分被集中起來,部分被歪曲了。可以肯定,它也可以從社會中解放出來,有可能獲得部分的自主性。同樣簡單而肯定的是,由社會外加上去的約束和自由也是一直存在的,從古典時代直到伽利略、萊布尼茲、赫姆霍茲、玻爾的時代。科學的歷史是一部社會的歷史,它涉及所進攻的問題、工具、技術、儀器、隱喻和符號、解釋準則,也涉及進行檢驗、核實、否定或證實的有目的活動的專業。但它的社會歷史起源以及連續的社會支持,卻不一定非要我們相信科學的真理性等於科學的有用性不可。在一些尋求真理的文化事業中,要是沒有科學,就必須把對於一個判斷的真理性檢驗從實際上以及從理論上同它對於人的目標是否重要的價值檢驗區別開來。如果我們說科學屬於意識形態,那並不是因為科學判斷存心欺騙或本質上就是騙人的,只是說科學除了單單服務於真理之外,還為權力和利益服務,這也並不總是存心如此。由科學確立的真理服務於一定的目標。科學方法也是為了確立自然界的真理而提出的。自從歐洲封建時期以來目標一直都是控制自然界,以便不把自然秩序當作一種超級工具,而當作一種馬克思所謂人與自然之間進行代謝的有機器官。這一新的代謝系統究竟是不是成功,還大成問題,但是人在自然界中這一新的地位卻似乎是這個科學時代所特有的,因為它創造了某種新的「為了人的自然界」。
不管由科學獲致的特定真理是否實際上對人類有用,這都是一個經驗探究的問題,也是一個哲學判斷的問題,而且這一用途將隨著社會需要的變化而變化。這也不僅僅是一個任何給定真理是否有用的問題,因為在單純的有用性之外,還有人類的約束和解放的問題。自然界具有極大的可塑性,具有各種可供選擇的發展可能性。個體生命得到仁慈的實現,同人們所瞭解的人的本性和自然本性是一致的;但某些個體伴隨著對他人壓制性的罪惡貶值而來的虐待狂的滿足,也同樣是這樣。說真理本質上是解放的,這只是意識形態上的半真理。即使掌握自然規律,也不能保證有力量滿足人類的每一個目標。即使掌握也不是完全掌握。恩格斯在一個世紀以前曾寫道:「我們不要過於得意我們對自然界的勝利。對於我們的每一次勝利,自然界都報復了我們。」
這還不是全部。通過科學和現代技術的協作而控制自然界,還不是所有的人都能控制,只是少數人控制。從日常生活的特定處境作出的判斷來看,個人只是在嚴格限定的環境中獲得統治自然界的途徑,他們自己又是主要由財產關係和行政權力的權威結構所決定的。利用精通技術或者通過把科學研究轉向自己關心的問題上來作出決策,都不是一般個人作出的,事實上個人似乎比自覺力量或實際的能手更易於成為犧牲品,最多也只是被動的接受者。正像一個馬克思主義者也會做的那樣,基督教神學家C.S.劉易斯得出結論說:「我們所謂人統治自然的力量,結果轉化為某些人以自然作為工具而統治另一些人所發揮的力量。」為了人的自然界代謝的有機隱喻轉化為工具的工藝和武器隱喻;因此毫不奇怪,科學的批評者要輕蔑地談論「工具理性」。
總的說來,科學是權力的奴僕,是現代社會支配力量和精神文化固有的部分,並在上層結構與基礎二者之中結合於生產設備內,如同它也存在於認知與工具二者之中一樣。科學既然是權力的一個方面,也必須要受到權力的判定。當權力中人需要科學時,他們就會提倡科學;當他們需要一部分真理時,他們就會提倡不完備的科學;需要自我欺騙,就提倡偽科學;需要欺騙別人,就提倡操作社會心理科學的半真理。當科學結構為不同的利害和階級所分裂,科學探究也會大不一樣。如果聯繫到人們的不同利益,科學可以是保守的,也可以是革命的。科學家是這個社會的產物,不是以前社會的產物,正像工廠工人一樣。文學藝術中蘊藏了沒有階級性的真理,在科學成就中也有類似情況。科學加倍地是這樣。首先,科學提倡者和工作者的階級立場都一樣,不管他們是統治者還是被統治者;其次科學發現的立場是全人類的,也即潛在的無階級性。從長遠看,這二者可能構成這樣一種可愛的前景,即沒有嚴格的人種或經濟、階級的區別的全人類民主社會。但是在目前即使談到這一點也是空想,甚至於是欺騙。因此民主前景也屬於意識形態,但是這種興趣卻不完全是有害的,即使這種空想精神在當前實際鬥爭中也可能具有減弱自覺性的實際後果。
科學以它的巨大的實際效果、它的理論危機和驚人的認識成就,在一個領域跟著另一個領域中取得勝利。但是這個世紀的總危機是屬於政治經濟方面的,不是科學危機。在這一危機中,科學只是某些並沒有也不可能產生明顯作用的因素之一。除了物資、技巧、機器以外,這個世界並沒有得到應有的好處;科學成就的財富為其他生產力所包圍並淹沒,因為它的應用同人類的實際需要嚴重脫節。也完全不能肯定科學家自己能夠找到這種不諧調的原因和解決辦法,除非他們具有不同的社會利益,或者發現自己正在發展一種新的自覺性。更有可能的是,嚴峻的科學自我覺醒同確定的意識形態奴役之間的競爭,將繼續伴同著對真心關切的東西的自由表達,例如C.P.斯諾在《兩種文化》中那種令人尊敬的內疚;智力和物質資源的分配,將由這種已確立的秩序所支配。改變這種分配只能隨著改變這種已確立的秩序而實現。
我們的科學文明的這種意識形態性質,與其說在於錯誤和謊言,遠不如說更在於它對極端重要問題的模稜兩可,同時對實踐所指示和規定的事物卻清晰明確。科學之內的意識形態是「科學對它閉起眼睛的時候出現的」。科學眼睛對它基本上閉了起來的人類真理,可能像迄今為止的自然界其餘部分一樣,也並不難理解,因為人類即使作為唯一具有定性歷史的物種隨著自我超越的結果而不斷變化,卻也像其他一切物種一樣,也理所當然是一種研究對象。但是科學在力求瞭解它為什麼未能完善地應用於個體生命的解放時,仍然深受其歷史根源和現代大師之害。科學的基本意識形態是控制自然界,這是現代社會的一個基本要素。但又必須由哲學和政治,亦即由內省,行動和變化來控制這種控制。
(紀樹立 譯)
科學——最偉大的試驗
作者:愛德華·埃米爾·戴維
愛德華·埃米爾·戴維(1925——),美國科學家。1947年獲麻省理工學院理科碩士學位。1971年入斯太溫技術研究所,同年被聘為白宮科學顧問。曾任埃桑研究和工程公司總經理。主要著作有《人類的聲音世界》、《波與耳朵》、《人造的世界》等。
像數學一樣,科學和技術並不是封閉的。只有當作為其背景的文化不斷地提出新的假設和目標時,科學和技術才能蓬勃發展。這反過來也表明,作為一種基本上以文化為基礎的活動,科學技術與人文科學並沒有什麼不同。與人文科學一樣,科學技術的價值存在於孕育它們的文化之中。
因此科學技術和人文科學的發展顯然也取決於三者之間的相互作用。基於這一點,我願用掌聲為所有84年跨學科交流大會的與會者所做的工作叫好。我在此敦促大家加深對這種相互作用的理解,並推動這種相互作用。這種相互作用對科學技術的健康發展是關鍵性的。只有依靠這種相互作用,我們的社會才能有希望獲得由科學技術進步所帶來的全部物質效益,而且還加上全部的精神效益。
科學要求我們具有直面現實的毫不妥協的態度,利用已有的大量理論進行測量和試驗,給出謹慎的、具有不同程度確定性的解釋。科學也要求獨立調研人員具有首創精神,思路開闊,善於對話交流,尤為重要的是要有辯論和討論的自由。
最終,某一門科學的發展取決於其他科學的進步。同樣地,技術成就典型地取決於從一系列科學和工程學科中獲得的應用知識。因此三哩島危機的主要原因是未能向核電站操作人員提供現代化的控制系統。這種控制系統必須是體現出實驗心理學家創立的人一機聯繫理論的當代水平的。
如果西方社會決定扼殺偉大的科學實驗,那麼,如何來扼殺呢?途徑之一是盡力控制或壓制那些看起來對社會有危險的科學。我們已經看到各類極權主義國家有過這種做法。即使在我們美國,也已對某些社會科學產生厭惡。這些科學經歷過興衰沉浮,而它們的沉淪證明美國對這種做法所具有的誘惑力沒有天然的免疫能力。更加險惡的危險則來自公眾對人工生物的驚恐,並企圖利用法律手段來停止對遺傳工程生物體的研究。
比此好不了多少的是既有外行又有真正的科學家所從事的偽科學活動。有時候,出於某種不無可嘉之處的目的,偽科學力圖披上科學的外衣來推進本質上非科學的結論,甚至不惜顛倒已確立的科學結論。
李森科主義便是一個例子。約瑟夫·斯大林不允許傳授和提倡其他遺傳學理論。李森科否認基因的存在,他發展了更能適應馬克思主義學說的生物特性是從外部環境獲得的見解。在斯大林統治下,相對論被指責為是「資產階級唯心主義學說」。還有一個例子是神造說。神造論者竭力利用生物學家們在達爾文進化論細節上的分歧,拒絕考慮化石記錄,並且尋求獲得相同的課時來傳授他們自己的以聖經為基礎的學說,宣揚一切物種是由上帝同時創造的。
最新的例子是「核冬天」學說。帶著值得稱頌的阻止核戰爭的目的,科學家們勾畫出一幅在核交戰所掀起的塵埃陰影中世界滅亡的景象,這是一種除了實際試驗之外,他們幾乎無法證明或否定的理論。如果將我們的事業僅是掛上科學那令人敬畏的招牌,從長遠的觀點看,是會損害我們的事業和科學的。
有些人設想,由於對核決戰的恐懼,也許有朝一日,全世界會摒棄科學和所有的科學工作,包括先進技術。他們甚至由這種恐懼推論出了為什麼搜尋外星智慧的工作至今毫無結果的原因。
1960年,物理學家弗裡曼·戴森提出,一個真正高度發展的技術文明會成功地創造出所說的那種「戴森之星」。就是說,文明會將其本行星的物質為其沿軌道運行的殖民星群重組成非常密緻的外殼,從而可實質上截獲來自太陽的全部輻射能。根據第二熱力學定律,某些能量依然會以熱的形式損失掉。因此,戴森建議從尋找異常紅外源入手來搜尋智慧外星。
20多年過去了,搜尋人員仍未找到任何合適的研究對象。就我本人而言,我尚未見到任何令我信服的證明外星智慧大量存在或不存在的論據。但其他人在爭辯,首先他們認為,自然法則提供了宇宙中大量存在智慧的可能性,然後他們推測我們之所以沒有探測到「戴森之星」或其他有關此類智慧的任何證據,是因為,智能物種不是在獲得某種適當的技術之後不久便自我毀滅,便是改而沿著非技術的道路演進而生存下來。
現在言歸地球本身,科學這個問題仍然懸而未決。當然,我是認為科學應該在我們西方文化中繼續生存下去的,它也應該在別的文化中能生存下去。如果你們同意,那麼我們有理由問,我們怎樣才能獲得這種有利的結果呢?顯然主要的方法是避免科學技術界變得傲慢自負,尤其是在一個自由的社會裡,傲慢會激起強烈的反響,更糟的是,會激起錯誤的做法。
科學給了我們巨大的力量,但科學界絕不可毫無針對性地濫作專業性評價。科學之所以有力量,有許多是因為科學家們堅決地把其調查研究的範圍限定在現實的那些相對簡單的方面,亦即可詳細說明的、清晰可分的現象。
誠然,現代科學正在探索解答比過去棘手得多的問題,包括物質的問題,例如一塊褐煤的分子結構;也包括一些令人驚歎的問題,例如,遺傳密碼的工作,等等。同樣地,這主要是由於出現了新的儀器:例如可以分辨原子和分子的顯微鏡。但在科學的新工具中最令人注目的是計算機。正像人類的人工製品掩蓋了其肉體和裸眼一樣,計算機也裝扮了人類不加裝扮的大腦。
然而,即使是計算機這件人工製品,比起人本身又是多麼簡單!本月初,我聽說,集成電路的兩發明人之一鮑勃·諾伊斯以現代語言表達了相同的意思。他指出,以記憶當量計算,1984年電子工業將出售信息容量為1014比特的部件。這剛好相當於人腦神經元突觸的數量。因此,這一年電子工業將出售大體上只相當於單個人腦的記憶當量的產品。
科學在現代世界裡的地位遠未安全可靠,它可能依舊是人類最偉大的試驗。與技術明顯不同,科學是一種基於文化的西方社會現象。不用說其他文化,即使是在西方,科學的未來也取決於兩種價值觀互相之間交接的和諧一致,這兩種價值觀,一是推動科學發展所必需之價值觀,另一種是維持一個社會所必需之價值觀。技術和經濟的發展已離開過去的模式,現在它們緊密而直接地依賴科學的進步。這意味著從長遠觀點看,任何不珍惜科學的世界將是一個沒有物質進步的世界,而且也許還是個沒有精神進步的世界。
科學比技術更嚴厲,它對現有秩序的影響必然是革命性的。新近我們常聽到要求掌握科學技術知識的呼聲。為了擴大人類智慧的有限儲備,我們必須密切注意人文學方面的知識,對那些年輕的科學家和工程師來說尤其如此,因為他們將發明出各種新技術來創造我們的明天。
潛在的得益將是極其巨大的。下一個世紀有希望是個取得驚人成就的世紀。全部已知科學知識中的大約900%僅僅是在過去的30年裡取得的。鑒於迄今為止所有科學家中90%依然健在,這一數字算不得驚人。在下一個30年裡,從事工作的科學家總數和知識總數可望再翻一番。
也許意義最深遠的認識會出現在分子生物學領域中。生命之秘密正在揭開,為在醫學、農業和畜牧業中創立革命性的新技術提供機會。在這些技術中有許多是可立即接受的。其他有些技術則會產生嚴重的倫理問題,乃至法律問題。但新生物學預示著有極其巨大的潛在效益,因此幾乎必然會引起價值觀的變化。更加意味深長的是這樣一種意見,認為生物的某些特徵是由分子中原子的排列形式所決定的。
另外一種依然基本上擺在我們面前的深刻影響則是數字式計算機。這不僅僅是又一種硬件,而是隨帶了一種具有強大理論基礎的新興科學。「人工智能」一語,表明這一科學的含義有多深。
我已提過分子學和化學反應能力對能源供應的重要性。但這些領域中的研究工作的含義已遠不是用「重要性」一詞所能涵蓋。用來合成各種材料。使其具有符合人類需要的特性的知識正由此誕生。那就是關於金屬合金及其結構的知識,纖維復合材料的知識以及具有一定的強度、防腐性能、電子特性和其他特性的其他超級材料的知識。這樣的科學會徹底改變馬爾薩斯對世界的嚴峻看法,他認為由於資源枯竭,必須對人口增長實行嚴格控制。
我還可繼續列舉出許多例子,像月球移民,建造和維修人造衛星用的太空基地工業,可提供幾乎無限通訊能力的光導纖維,等等。關鍵是物質上和精神上的利害關係都極為巨大,尤其是在精神上。
如果科學家和工程師在從事各自的專業時尊重其文化的價值觀,那麼我們的科學革命就不會失敗,社會就不會鎖起科學的寶庫。同樣地,如果人文主義者要挖掘科學知識的全部物質潛力和精神潛力的話,那麼基礎文化的維護者、人文主義者就必須從另一方面利用兩者的聯繫,請允許我把這個題目在這次大會上留給你們,願大會開成一個成果最豐碩的會議。
(張為華 譯)
銀河系中散佈著百萬個棲息生物的行星嗎?
作者:魯道夫·基彭哈恩
魯道夫·基彭哈恩(1926——),德國天體物理學家。生於捷克斯洛伐克。1965年至1974年任哥廷根大學天文學與天體物理學教授,後任馬克斯·普朗克天體物理研究所所長。1985年至1991年任國際天文學聯合會副主席。他是密近雙星質量轉移演化理論的創始人之一。
我們在宇宙中是不是獨一無二,也就是別的星球上或其鄰近處有沒有生命存在?這個問題的提出比我們知道恆星是別處的太陽還要更早。尼古勞斯·馮·屈斯和喬爾丹諾·布魯諾都曾為此傷過腦筋。為此,兩人之中一位倖免於難,另一位不得不在烈火中為真理而獻身。
講到銀河系中其他天體上的生命問題,這裡只打算談那種和地球生命的化學成分類似的情況;特別要提出來作為先決條件的是,這種生命離不開液態水。我們想知道,在某行星上是不是已經存在類似人類甚至進化階段更高的生物。不論是這兩種情況的哪一種,像地球上那樣長的演變年代看來總是必需的。南非德蘭士瓦省翁弗瓦赫特的發掘結果告訴我們,早在35億年前地球上就存在過比較高級的單細胞生物藍藻,而人們估算的地球年齡只比這個數量大10到15億年。所以我們要搜索的對象星周圍應該具備這樣的條件,使原始生物至少已有40億年之久能穩定地向較高級生物進化。
讓我們來回顧一下我們這個行星上的生命發展史。天文學家海因裡希·西登托普夫作過這樣的形象比喻:假想我們能把大約50億年長的地球史壓縮成一年,那麼原來的1億年就變成1個星期,實際演變中的160年就轉化為一秒鐘。這樣一來,從宇宙和銀河系最老的恆星起源到太陽和地球的形成用這樣的壓縮時間表示大約經歷了1年。假定太陽系的行星,包括地球,形成於第二年的1月份。那時大氣的主要成分還是氫,也就是宇宙中最豐富的元素。後來,氫逃脫了地球引力的束縛,氮和氧成為地球大氣的決定性成分。可是早在氫大氣時代,簡單的生命形態已經出現,而3月份就有了翁弗瓦赫特單細胞生物。生物仍在不斷進化,但是我們瞭解得比較確切的只有假想壓縮年的最後6個星期,這是因為得到了由化石揭示的信息。在此期間大部分的氫已經逃散,各類生物的習性轉而與氧相適應。11月末是植物,稍後是動物征服了各個大陸;曾經在地球上稱雄1星期之久的古代巨形爬蟲類,在聖誕節兩天假日期間滅絕了;12月31日23時出現了「北京人」;新年來臨前10分鐘,尼安德特人才來送舊迎新;夜半前5分鐘,現代人種誕生了;新年只差30秒鐘時,世界歷史記載開了頭。就在這最近30秒鐘內地球上的人數增加了百倍。這種增加在最末若干秒內更是急速,光是最近一秒鐘間全球人口就增長為原先的3倍。在除夕花炮上天前不到4/10秒鐘的時候,人類開始發射無線電廣播節目。
儘管地球從誕生以來的大部分時間中都孕育著生物,但是我們稱之為文明的年代卻只佔生物存在時期的一個微乎其微的分數。
生物進化的過程如此漫長,把它和恆星演化的時間去對比沒有什麼不恰當。我們知道,天上有的恆星那樣年輕,甚至爪哇猿人曾經是它們誕生的見證人。在這種恆星周圍的行星上,目前高級生物還來不及形成。我們也知道,大質量恆星發光發熱只有幾百萬年,這對於生物進化實在太短暫了。看來合適的對象只有從質量相當於或小於太陽的恆星中去找。銀河系大約共有恆星千億,其中絕大多數的質量都算「合格」,這是因為質量較大的恆星終究甚少。
除了百分之幾的少數例外,銀河系中恆星的發熱年代都很長,足以使智慧生物漸漸形成。但尚不清楚的是這些星有沒有行星圍繞著它們轉,因為只有在圍繞恆星公轉的天體上才能具備液態水所需的溫度。可惜天文學家對別的太陽周圍的行星還一無所知。由於它們實在太遙遠,即使離我們最近的一些恆星確有這種伴侶天體繞它們轉,人們也還沒有能做到用望遠鏡直接觀測這些微乎其微的對象。可是話說回來,別的太陽周圍也有行星繞著轉,這是非常可能的;首先,人們要打破生活在一個獨特太陽系中這樣一種概念的束縛。科學發展史曾一次又一次地表明,那種把人類放在宇宙中侍優地位的想法,都是錯誤的信念。
我們已經瞭解,宇宙物質的角動量很可能使單星周圍形成行星系。人類自己所處的行星系也支持這種觀點。巨大行星木星和土星甚至以它們的衛星群在周圍組成了具體而微的「行星系」,看來這也要歸因於角動量。因此,單星周圍都有行星系在運轉的假想是合理的。
如果在恆星形成的過程中由於角動量因素而產生了一對雙星,那麼即使在此以前行星曾經出現過,它們也應該在不長的宇宙演變歲月中不是落到其中的一顆星上,就是被甩到宇宙空間。因為認真觀測表明半數以上的恆星是雙星,所以銀河系中算下來還剩大約400億恆星伴有行星。
問題又來了:這些行星與各自恆星的距離是否合適呢?一個行星至少應該滿足的條件是它與所屬恆星的距離使得輻射在它表面造成液態水所需的溫度。在太陽系中,水星極靠近太陽,而離太陽比火星更遠的所有外行星則受陽光照射太弱,不夠溫暖。別的恆星周圍的行星我們始終還沒有見到,怎樣才能知道它們之中有多少已經具備了距離恆星恰到好處的條件呢?我們的辦法只有和自己所處的行星系類比。地球無疑地處在太陽生命帶內部,火星和金星靠近此帶邊緣。「水手」號探測器拍得的照片表明,火星表面的荒涼程度和月球表面類似。儘管火星有大氣並且含有水分,但是在它表面上軟著陸的一系列「海盜」號探測器經過取土分析並沒有發現生物細胞的任何跡象。蘇聯的一批探測器測得的金星表面溫度超過450攝氏度,所以金星也不是生物棲息的場所。此太陽系中我們似乎是獨此一家。
只要仔細想想,一個行星必須同時滿足多少條件才能棲息生物,我們就會明白,天體具備適於生物的氣候是多麼希罕的巧例。1977年,在美國航空局工作的科學家邁克爾·H·哈特指出,只要把我們對太陽的距離縮短5%,地球上的生物就會熱不可耐而不能生存;這段距離只要加長1%,地球就要被冰川覆蓋。我們所居住的行星伸縮餘地是不大的。因此他認為,外部條件合適,使生物能進化到較高級階段的行星,在銀河系中最多只有100萬個。
在某個行星上如果適宜的氣候能維持足夠長的年代,生命確實會形成嗎?這個問題應該去問生物學家,而不是天文學家。不過天文學家也能幫一點忙,他瞭解,除了少數例外,整個宇宙中化學元素的分佈大體上是相同的。銀河系中離我們最遙遠的恆星,甚至別的系中的恆星,它們的化學組成和太陽一樣。沒有由硫組成的恆星,也沒有由汞組成的雲團。壓倒多數的情況下宇宙物質的最主要成分是氫,再其次才是其他的化學元素。我們可以向生物學家保證,即使是在一個遙遠的,但氣候適宜的行星上,他也能找到構成一切有機分子所需的各種物質,射電天文學家在氣體雲中發現了名目繁多的各種有機分子,其中有乙醇和甲酸,有氣氰化氫和甲醚。當然,從這類簡單有機化合物向那些構成生命基礎的複雜分子演變,是一條漫長的道路。讓我們假想,凡是可能孕育生命的場所生物實際上都已出現,那麼銀河系中可能有著100萬個居住生物的行星,這些生物也許各自都已演變了40億年,只不過它們理應處在各自不盡相同的進化階段罷了。
科學家為什麼應該普及科學
作者:卡爾·薩根
卡爾·薩根(1934——),美國天文學家。1977年起擔任康奈爾大學天文和空間科學教授。他在生命科學和天文學研究方面卓有成就,對地球生命起源、行星大氣、球外生命等領域進行過權威性研究。他還是一個優秀的科普作家,創作的科普作品有《伊甸園的飛龍》、《布羅卡的腦》等。
為什麼物理學家或其他領域的科學家竟然花大量時間和精力向公眾普及科學知識呢?這裡所說的不僅是為《科學美國人》寫文章(它是提供給科學愛好者和其他領域的科學家閱讀的),也不僅是教本科生入門課程,而是真正盡力通過報紙、電視、雜誌和對一般公眾的講演,來傳播科學知識和科學方法。
科學研究的資助主要來自公共基金。由此容易得出片面的看法:科學家要向納稅人解釋自己所做的工作。若僅以此來看,便會吃驚地發現更多的科學家並不從事科學普及工作。從大的方面來說,存在著大量的重大社會問題,從溫室效應和臭氧層空洞到核競賽和艾滋病,解決這些問題關鍵在科學。科學的結果導致其中一些問題的產生和惡化。同時很顯然,沒有深入的科學研究,不可能有解決這些問題的方法。我們的真正危險在於構造了一個基本上依賴於科學和技術的社會,卻幾乎沒有人懂科學和技術。這就是問題的「癥結」。(例如,在國會535名議員中,大科學家出身的人屈指可數。)但這裡我想要討論的是普及科學的其他原因,這種科學普及工作是科學家職業日程的重要部分。
我們是能思考的生物。這正是我們的長處所在。我們不如其他動物跑得快、會偽裝、善於挖洞、長於飛翔和游泳。但我們善於思考。並且由於有雙手,我們善於建造。這是我們的特殊天賦,也是人類延續的主要原因。如果我們僅自己最明智地運用這些能力而沒有鼓勵他人運用,那就否認了我們人類善於思考的天生權力。因而我認為沒有被鼓勵著去積極思考的人是不幸的。理解世界是一種享樂。我每每看到人們,一些普通的人們,當懂得了一些他們從前一無所知的自然知識——為什麼天空是藍的、為什麼月亮是圓的、我們為什麼會有腳趾時,他們是多麼興奮不已。這興奮一是由於知識本身的樂趣,二是由於這給了他們某種才智上的鼓勵。他們發現,他們並不是如某些人所說的那麼不可教。我們的教育系統培養出來的許多人確信他們缺乏理解世界的能力。
科學不僅是知識的本體,更主要的,它是一種思維方法。這種思維以嚴格的懷疑觀與對新思想的開放性的結合為其特徵。在我們生活的各個領域——社會、經濟、政治、宗教等,都絕對地需要科學。科學也是一種智能探險,它更易於被青年接受。科學對青年特別具有感召力的原因是:未來是屬於青年的,他們懂得科學與他們未來生活的世界有某種聯繫。
另外,每種文化都有一個創世的神話。它通常是很好的,有時也很不完美。它是一種試圖解釋我們根源的嘗試:每個民族是怎麼來的,人類、景物、地球、太陽、恆星、行星是怎麼來的,及最主要的問題——如果宇宙存在開端的話,它是如何開始的。你會發現世界上各種傳說、神話、迷信、宗教——我們人類的許多偉大的文學作品——都試圖解決這些深奧的問題。對於這些問題中的每一個,科學都已給出某種近似的答案。如此,科學回報了人類古老的緊迫的需求。電視連續劇《宇宙》在世界範圍內產生了反響,我們發現如此眾多的公眾對宇宙演化的描述產生共鳴。它影響人們幾乎達到了宗教的程度。
由於以上所述的原因,我認為,任何一個社會,如果希望在下個世紀生存得好,且其基本價值不受影響的話,那麼都應該關心國民的思維、理解水平,並為未來作好規劃。我堅持認為,科學是達到上述目的的基本手段——它不僅是專業人員所討論的科學,而更是整個人類社會所理解和接受的科學。如果科學家不來完成科學普及的工作,誰來完成?
(詹啟明 譯)
應有格物致知精神
作者:丁肇中
丁肇中(1936——),美國物理學家。生於密執安州安阿伯。1962年獲哲學博士學位。1969年後任馬薩諸塞理工學院教授。主要從事高能物理學研究。1974年領導的研究小組在實驗中發現新粒子(J/ψ粒子),並導致了一系列與之相關的新粒子的發現,使粒子物理學進入了一個新的發展階段。因此於1976年與裡克特同獲諾貝爾物理學獎。
我非常榮幸地接受《瞭望》週刊授予我的「情系中華」徵文特別榮譽獎。我父親是受中國傳統教育長大的,我受的教育的一部分是傳統教育,一部分是西方教育。緬懷我的父親,我寫了《懷念》這篇文章。多年來,我在學校裡接觸到不少中國學生,因此,我想借這個機會向大家談談學習自然科學的中國學生應該怎樣瞭解自然科學。
在中國傳統教育裡,最重要的書是「囚書」。「四書」之一的《大學》裡這樣說:一個人教育的出發點是「格物」和「致知」。就是說,從探察物體而得到知識。用這個名詞描寫現代學術發展是再適當也沒有了。現代學術的基礎就是實地的探察,就是我們現在所謂的實驗。
但是傳統的中國教育並不重視真正的格物和致知。這可能是因為傳統教育的目的並不是尋求新知識,而是適應一個固定的社會制度。《大學》本身就說,格物致知的目的,是使人能達到誠意、正心、修身、齊家、治國和田地,從而追求儒家的最高理想——平天下。因為這樣,格物致知的真正意義被埋沒了。
大家都知道明朝的大理論家王陽明,他的思想可以代表傳統儒家對實驗的態度。有一天王陽明要依照《大學》的指示,先從「格物」做起。他決定要「格」院子裡的竹子。於是他搬了一條凳子坐在院子裡,面對著竹子硬想了七天,結果因為頭痛而宣告失敗。這位先生明明是把探察外界誤認為探討自己。
王陽明的觀點,在當時的社會環境裡是可以理解的。因為儒家傳統的看法認為天下有不變的真理,而真理是「聖人」從內心領悟的。聖人知道真理以後,就傳給一般人。所以經書上的道理是可「推之於四海,傳之於萬世」的。這種觀點,經驗告訴我們,是不能適用於現在的世界的。
我是研究科學的人,所以先讓我談談實驗精神在科學上的重要性。
科學進展的歷史告訴我們,新的知識只能通過實地實驗而得到,不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的。
實驗的過程不是消極的觀察,而是積極的、有計劃的探測。比如,我們要知道竹子的性質,就要特別栽種竹樹,以研究它生長的過程,要把葉子切下來拿到顯微鏡下去觀察,絕不是袖手旁觀就可以得到知識的。
實驗的過程不是毫無選擇的測量,它需要有小心具體的計劃。特別重要的,是要有一個適當的目標,以作為整個探索過程的嚮導。至於這目標怎樣選定,就要靠實驗者的判斷力和靈感。一個成功的實驗需要的是眼光、勇氣和毅力。
由此我們可以瞭解,為什麼基本知識上的突破是不常有的事情。我們也可以瞭解,為什麼歷史上學術的進展只靠很少數的人關鍵性的發現。
在今天,王陽明的思想還在繼續地支配著一些中國讀書人的頭腦。因為這個文化背景,中國學生大部偏向於理論而輕視實驗,偏向於抽像的思維而不願動手。中國學生往往念功課成績很好,考試都得近100分,但是面臨著需要主意的研究工作時,就常常不知所措了。
在這方面,我有個人的經驗為證。我是受傳統教育長大的。到美國大學念物理的時候,起先以為只要很「用功」,什麼都遵照老師的指導,就可以一帆風順了,但是事實並不是這樣。一開始做研究便馬上發現不能光靠教師,需要自己做主張、出主意。當時因為事先沒有準備,不知吃了多少苦。最使我彷惶恐慌的,是當時的惟一辦法——以埋頭讀書應付一切,對於實際的需要毫無幫助。
我覺得真正的格物致知精神,不但是在研究學術中不可缺少,而且在應付今天的世界環境中也是不可少的。在今天一般的教育裡,我們需要培養實驗的精神。就是說,不管研究科學,研究人文學,或者在個人行動上,我們都要保留一個懷疑求真的態度,要靠實踐來發現事物的真相。現在世界和社會的環境變化得很快。世界上不同文化的交流也越來越密切。我們不能盲目地接受過去認為的真理,也不能等待「學術權威」的指示。我們要自己有判斷力。在環境激變的今天,我們應該重新體會到幾千年前經書裡說的格物致知真正的意義。這意義有兩個方面:第一,尋求真理的唯一途徑是對事物客觀的探索;第二,探索的過程不是消極的袖手旁觀,而是有想像力的有計劃的探索。希望我們這一代對於格物和致知有新的認識和思考,使得實驗精神真正地變成中國文化的一部分。
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