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如何让科学成为未来中国的文化基因?

发布日期:2018-02-09  浏览数:112  信息来源:文汇报
 
科学和人文同是人类思考包括人在内的整个世界的方式,而引领人类不断求索的动力都是强烈的求知欲。这种强烈的“渴望求知”引领着科学和人文循着各自不同的轨迹,殊途同归地奔向对世界本质的追索。
中华几千年灿若星河的文明中,古人虽对神秘的天空和丰富多彩的大地有许多详细的观察和记录,但对它们奥秘的追问却寥寥无几,正是缺少这种对大自然非功利的穷追不舍的拷问,使得我们最终没能发展出现代科学。
近代,当闭锁多年的国门终于被无奈打开之时,国人则将目光更多地聚焦于西方先进的技术之上,而对其背后的科学及其科学精神则非常茫然。科学在我们的传统文化基因里少之又少,只要翻翻清末民初的那些文化精英所写的文章就能够得到证实。
梁启超先生在《科学精神与东西文化》一书中敏锐地指出“中国人始终没有懂得‘科学’这个字的意义”,而中国学术界正是因为缺少科学精神,即“求真智识,求有系统的真智识,求可以教人的智识”这三种精神,所以生出了“笼统、武断、虚伪、因袭、散失”等病症,并导致了秦汉以来“两千年思想界内容的贫乏、学问的榛塞”,他进而提出“想救这病,除了提倡科学精神外没有第二剂良药了”。
毫无疑问,鲁迅先生是当年知识精英中最具洞见力的一位,他对科学的发展历史及其本质,以及科学与技术的相互关系的理解非常准确。他在1907年就写下了一篇不仅至今仍不过时,而且远比时下大多知识精英理解更为深刻的文章《科学史教篇》。他明确地写道:“顾治科学之桀士,......盖仅以知真理为惟一之仪的,扩脑海之波澜,扫学区之荒秽,因举其身心时力,日探自然之大法而已。尔时之科学名家,无不如是。......试察所仪,岂在实利哉?然防火灯作矣,汽机出矣,矿术兴矣。而社会之耳目,乃独震惊有此点,日颂当前之结果,于学者独恝然而置之。倒果为因,莫甚于此。”
科学却是以欧美为代表的西方的文化基因之一。在美国顶尖大学之一的加州理工学院的物理教科书中就有这样一段话:“从牛顿定理出发推导开普勒定理被称为开普勒问题。开普勒问题的解是整个西方思想史上皇冠式的成就。它就像贝多芬的交响乐、莎士比亚的戏剧、西斯廷教堂的天顶一样,是我们文化遗产的一部分”,这段话将开普勒问题所代表的科学,置于和音乐、文学、艺术同等重要的地位,并自豪地认为它们都是西方文化基因的重要组成部分。
近百年来,中国人对科学的整体理解以及中国科学家在科学研究上所取得的成就都已经有了长足的进步,这是有目共睹、举世公认的。但作为文化的科学和科学精神,显然还远未溶入中国普通百姓的血液中,要想让科学成为中国的文化基因,这仍然是一个将来时。
要让科学成为未来中国的文化基因,我们首先要厘清科学在文化中的位置和作用,进而探究如何让前者成为后者基因的可能性。
“文”与“化”这二个字以及“文化”这个词确实很早就出现在我们的古籍上了,但许多人或许并不清楚,我们今天挂在嘴上、写在纸上的"文化"一词,却是一百年前从日本传入的日语汉字,用来翻译西文culture一词,而西方的文化一词又从Agri-culture(农业)这个单词中引申出来,最初见于古罗马哲人西塞罗的《图斯库卢姆辩论》中。他用农业耕种中的耕地、播种和丰收作隐喻,来形容文化对人的头脑所起的作用和影响。所以,文化的传统含义指的是有知识、有修养。
除了这一传统含义之外,“文化”的另一层或许更广的含义是由人类学家后来创造的,他们“用‘文化’来描写人类所采用的独特的、适应性体系。文化可以视为一个社会的传统信仰和行为体系,它被社会团体的各个成员所理解,并在个人的或是集体的活动中得以体现。” 另外,“通常,动物死亡的同时也伴随着他们经历的消逝。然而,人类却利用语言符号体系一代一代地传递他们的思想和文化,感受和经历。”
更重要的是:“文化不是遗传性的,它能比生物性适应更快地分享思想,来使人们应对周边环境。”也就是说,文化基因是可以传递的,是易变的,只需几代人就可以从无到有,或从有到完全消失。历史有力地佐证了文化的这个特性。
Kagan在《西方文明史》中说到:“12世纪,拜占庭以及西班牙的伊斯兰学者将亚里士多德、阿基米德、托勒密的著作,连同医学以及阿拉伯的数学,传到了拉丁的西方。西方人在翻译和学习这些著作的时候产生了文艺复兴和西方的大学。”古希腊文化曾非常繁荣,科学精神起源于此。但到了中世纪,西方的科学精神几乎完全丧失,而古希腊的传统文化在被保留在了阿拉伯世界,再由阿拉伯世界反馈给拉丁的欧洲,才催生出文艺复兴。这一过程可以看作是科学作为文化基因从繁荣到消失的例证。
相反,从完全的不毛之地发展到今天高度发达的美国历史,则可以用来有力地诠释科学作为文化基因从无到有的过程。美国第一任物理学会会长H.A.Rowland在1883年曾写过一篇非常著名的文章《为纯科学而呼吁》。他说:“美国的科学只是一个将来时,没有现在,也没有过去。我身处目前的位置,需要考虑的是,要做什么,才能产生美国的科学,而不是方便地把电报、电灯、以及其它的实用产品叫成科学”。
几十年后,原本只是作为“将来时”的美国的科学,果真已在世界上占据了举足轻重的地位。文化基因的这种易变性让我们看到光明的曙光:只要我们愿意努力,并不需要太久,科学完全可能成为未来中国社会的文化基因。但我们到底该如何做,才会让可能成为现实?
“以铜为鉴,可正衣冠;以古为鉴,可知兴替;以人为鉴,可明得失。”想要让科学成为未来中国的文化基因,我们有必要把人作为整体,以人类学的视角从宏观上审视人类的认知历史和思想发展史,进而更深刻地理解科学产生和发展的脉络。
想要探寻科学成为中国文化基因的必由之路,我们首先应该将目光聚焦于人类自身,在人类历史的长河中,去追寻人类思想的发展轨迹,进而描绘出人类思想发展的未来图景。
其次,我们应该回到科学精神起源与发扬光大的古希腊与近代欧洲,汲取其孕育与盈溢科学精神的营养之液,来浇灌我们的科学之花。最后,我们还应该重新审视和自然科学共同构成人类认知之翼的人文学科,探究其认知世界的方式与科学研究的共通之处,进而努力实现科学与人文间的借鉴与融合。
人类学的角度:到历史中寻找科学的本质
弗雷泽在其人类学经典著作《金枝》中指出,“人类较高级的思想运动,就我们所能见到的而言,大体上是由巫术的发展到宗教,进而到科学这几个阶段。时至今日,我们已经能够预见:人类获得的更多的知识,将会使各方面看来似乎真实的混乱都化为和谐,虽然在某些领域内命运和紊乱似乎还继续占统治地位。……科学与巫术的共同之处只在于两者都相信一切事物都有其内在规律。但,两者有很大差异。巫术所认为的规律纯粹是事物规律呈现于人的头脑,经过不正确的类比、延伸而得出的; 科学所提出的规律乃是对自然界现象本身耐心准确观察后得出来的。科学所获得的丰富、详实、辉煌成果,使我们欣然深信其方法之健全。经过无数世纪的暗中摸索,终于找到了通向宇宙万象迷宫中的线索、打开自然知识宝库的金钥匙。”
另外,Harari在当今风扉世界的畅销书《人类简史》中指出,处于生物链中端的人类之所以能够消灭或控制比自己更强大的动物,并主导整个世界,是因为人类的语言在认知革命(Cognitive Revolution)之后变得极其独特,它具有传递和谈论从未见过、碰过、闻过的虚构的东西,也就是讲故事的能力。此后,人类便一直生存在像河流、树木等“客观真实”与民族、理论等“想象真实”交织的双重真实中,而且随着时间的推移,“想象真实”变得日益重要和强大。从这样一种视角重新审视人类科学探索的历史演变就很有启发。
最初,人类确实只对看得见摸得着的客观真实进行解释。但从牛顿、麦克斯韦特别是爱因斯坦之后,人类已经不止一次地建构出想象的真实,并得到实验的证实。比如,爱因斯坦在建立广义相对论的时候,并不存在任何相应的客观真实需要被解释。有趣的是,这个理论的其中一个预言,也就是想象的真实之一是:自然界应该存在一种被称作引力波的客观真实。一百年后的今天,引力波果真被当今最先进的实验仪器探测到了!曾经的“想象真实”终于变成了现在的“客观真实”。
 
古希腊与近代欧洲的角度:到源头去发现滋养科学的土壤
为什么科学精神发轫于古希腊,兴盛于近代欧洲,是什么样的土壤根植了科学的文化。想要知道答案,我们只有回到古希腊和近代欧洲的现场,去追寻那一步步科学探索的足迹,并追随他们前行。
所谓“科学”,著名物理学家薛定谔在《自然与希腊》一书中,曾引用并赞同古典学者John Burnet的说法:“科学是‘以希腊的方式思考世界’,这是对科学恰如其分的描述。因此,除了那些受到希腊影响的民族之外,科学从未存在过。” 那么,希腊方式究竟特殊在什么地方呢?从下面所举的几个例子或许已不难体会一二。
(1)古希腊人如何思考大地
古希腊人早就知道“地球是圆的”。二千多年前亚里士多德就明确提出,月食的发生是因为地球挡在了太阳和月亮中间,而月食发生时所看到的阴影正是地球在明亮的月亮上的投影。因此,从阴影所呈现的曲线形状就不难判断地球应该是圆的。
另外,他还指出通过对天上星星的观察,不仅能够知道地球是圆的,而且这个圆也不会太大,因为人沿着南北方向行走不需太远,就能清楚地观察到地平线附近星星的起落。不仅如此,古希腊人继续追问,地球多大?月亮多大?太阳多大?太阳离地球多远,月亮离地球多远?公元前二百多年,Samos地区的 Aristarchus 就以地球半径作参考,得到了太阳和月亮相对于地球的大小,以及两者与地球间的距离。结果发现太阳的半径比地球的半径大了约6倍,这一结果引发了他对“大的太阳绕着小的地球转”这一说法合理性的质疑,并明确提出应该是地球绕着太阳转才合理。
这一质疑确实对之后的哥白尼日心说产生了影响。值得指出的是,Aristarchus的这一结合实验结果的理论推导也是历史上数学用在解释自然现象上最早的成功典范。
令人敬佩的是古希腊人探索的脚步还在继续前行。
Libya地区的Eratosthenes又进一步直接测量出了地球的周长,它是Alexandria城到Syene城间距的50倍,这与现代测量结果46.75倍是何等接近啊!至此,地球的绝对大小被测量了出来。古希腊人正是通过一次次地追问,一步步地探究,来思考着这个世界。
(2)古希腊人与近代欧洲人如何思考天空
古希腊人对抬头仰望的世界同样进行追问和探究。生活在地球上的古人,确实有许多看似强烈的证据表明“地球是世界的中心”,因为绝大多数肉眼能见的星星不都是在绕着地球转圈吗?但是,有少数几颗星星是例外!虽然不同的古文明或许都发现了这种现象,但只有古希腊人对此发出了强烈的疑问:这些星星怎么会作非圆周的不规则运行,甚至还会发生逆行?他们不满足仅仅提出问题,更希望找到问题的答案。
对于“星星逆行”的解释,柏拉图给出了原则:天空中运动的物体都应该在作匀速圆周运动。他进而给当时的“数学家”(相当于现在的物理学家)出了个题目:什么样的匀速圆周运动可以被允许当作假设,来拯救这些行星逆行的现象?接着,几代古希腊人先后建立了由几种运动叠加在一起的“同心圆”模型,和由“本轮+均轮”构成的“偏心圆”模型,试图解释行星的逆行现象。
一千多年后,哥白尼基于“美学的标准”提出了与古希腊人完全不同的解释“星星逆行”的“日心说”理论。哥白尼认为,包括地球在内的行星各自都以太阳为圆心作着半径不同、速度也不同的圆周运动。
在这样一个模型中,其他行星相对于生活在地球上的人类来看,其实际运动的轨迹就会显然地偏离圆形,甚至出现“逆行”。哥白尼的“日心说”理论并不像今人以为的那样立刻引起轰动,但它却深深地影响了后来的伽利略和开普勒。
1609年11月,伽利略用自己制作的20倍望远镜对天空进行了仔细观察,结果发现木星竟然有四颗卫星,就像地球有卫星月亮一样,这是对“日心说”的有力支持!
之后,他又进一步发现,金星竟然也有各种相位,完全类似于我们所看到的月亮有全月、上弦月和下弦月等相位。这一实验观察,一锤定音地证明了“日心说”的正确,“地心说”的错误!
爱因斯坦评价伽利略:“纯粹的逻辑思维不能给我们这个经验的世界以任何知识;所有关于真实的知识都起源于经验,终结于经验。靠纯逻辑方式得到有关真实的命题都完全是空洞的。正是因为伽利略看到了这一点,特别是因为他在科学的世界中反复强调这一点,所以他是现代物理学之父 - 实际上,也是整个现代科学之父”。
开普勒也受到了哥白尼的影响,并从实验上总结出三条以他名字命名的定律 - 开普勒三定律。
他发现太阳系行星运动的实际轨迹并不是圆形的而是椭圆的,太阳在其中的一个焦点上;行星在平面轨道上运行时,相同时间内相对于太阳扫过的面积都相同;行星相对太阳运行的轨道大小与其运行一周的时间存在确定的关系。需要强调的是,开普勒三定律完全是实验的观察结果,但没有人明白为什么太阳系的行星会遵循这些定律。
正是对这个被称为“开普勒问题”的回答,牛顿首次把天上和地上的运动联系在一起加以思考,并给出了整个宇宙中物体运动的统一理论。从某种意义上说,这相当于创立了有关客观世界的一个全新的秩序。也正因为此,牛顿所解答的“开普勒问题”才会被称为西方思想史上皇冠式的成就。
至此,由诗情画意的星空所引发的一代代“具有希腊式思考世界方式的”科学家前赴后继的探寻,在追问、追问、再追问,探寻、探寻、再探寻中,一步步揭开了星空的面纱,露出了她更加神奇而美妙的真容。同时,这场由哥白尼、伽利略、开普勒和牛顿发动的“科学革命”也将现代科学的种子遍撒欧洲大地,并让科学实实在在的成为了欧洲文化的重要基因。
让“渴望求知”引领科学与人文并肩同行——从科学工作者和人文工作者的表述中,我们欣然发现,科学和人文竟然有着如此相近和相通的认知方式,更有着完全相同的终极目标。那么,追寻博大精深的人文学科的发展轨迹,或许可以给我们科学基因的成长以诸多的启示和借鉴。
看看一流的科学家怎么看待科学与人文的关系。对量子物理学和现代生命科学都极具影响的薛定谔,曾于1950年在都柏林作过一场著名的演讲“科学作为人文主义的一个组成部分”。他明确指出,自然科学与历史学、文学、哲学、地理学、艺术、建筑学等其它所有学问一样,目的都是为了从各自不同的角度来解答过去、现在和将来都始终困挠我们的大问题:“我是谁、从哪里来、到哪里去”。
另一位诺贝尔物理学奖获得者L.N. Cooper则认为,“或许,当科学一步步前进时,我们确实越来越接近被称作真正的世界的秩序。但是,在这个过程当中,不言自明的是:至今为止我们已经创建的秩序——无论它们是如何的暂时——却都是人类的创造,而不是原本就在现象之中的。它们是人类的创造,而不是‘采矿’的结果。恰恰在一个科学家创造秩序的时候,对我而言,他与艺术家是最相近的。他们只是技术和手段不同,但都是想创建他们各自所看到的现象背后的秩序。”
很显然,在两位大科学家眼里,科学与艺术是相近而相通的。那么艺术家眼中的科学与人文的关系又是怎样的呢?
E. Auerbach在《模仿:西方文学中关于真实的表达》一书中对大文学家福楼拜作了这样的刻画:“福楼拜对语言的信念超过了他的前人,他相信关于现象世界的真理也可以通过语言的表达来揭示”。显然,作为文学家的福楼拜,他的逻辑,他的想象力,他对真实探究的渴望,和科学家何其相似。
另外,P. Brooks在新近出版的《现代法国文学史》中写到,福楼拜相信“艺术家在进行创作时,必须像上帝创造世界一样,不可见但却是全能的:你到处都能感觉到他,但是你都从来看不见他”。也就是说,作家进行文学创作时,应该把自己从文本中完全剥离开来,即进行客观性的文学创作。
米兰.昆德拉在《小说的艺术》这部著作中一上来就讲大哲学家胡塞尔1935年分别在维也那和布拉格所作的二次演讲“欧洲的人文危机”。
在胡塞尔看来,古希腊哲学在历史上第一次把世界当作一个需要回答的问题来理解;他们拷问这个世界并不是为了满足这样或那样的实用目的,而是因为“渴望求知”(passion to know)从此紧紧地抓住了人类。”
接着,昆得拉开始讲述“渴望求知”是如何从现代开始牢牢地抓住了小说。他说“我理解并完全赞同Hermann Broch一直重复的观点:发现唯有小说才能发现的东西,乃是小说唯一的存在理由 。一部小说 ,若不发现一点在它当时还未知的存在,那它就是一部不道德的小说,知识是小说的唯一道德。” 若不是深植的文化基因,很难想象这样的见解和表述会从一个大文学家的笔下写出来。
总之,本文的目的并非希望人们今后都去从事科学研究工作,而是想大力倡导“渴望求知”。只有将“渴望求知”潜移默化地深植于每个年轻人的头脑中,科学才有可能成为未来中国的文化基因。而传播科学精神,让“渴望求知”遍地开花,是我们每一个教育工作者义不容辞的责任!
 
   (作者金晓峰,系复旦大学物理系教授)
 

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