科学史家眼中的科学

记者 刘县书


    “我研究科学史,最关心的是文化问题。”在中国科学院自然科学史研究所古色古香的庭院中,刘钝对记者说。刘钝的长相和谈吐都很儒雅,虽然根据简历他应该有58岁了,但看上去要年轻得多。
被称为“科学史界奥林匹克”的国际科学史大会将于今年7月24日在北京揭幕,大会的主题是“全球化与多样性——历史上科学与技术的传播”。这是国际科学史大会第二次在东方国家召开,上次是1974年在日本。
    在一个科学史大会上讨论“全球化与多样性”,是不是有点奇怪?科学史家对此类问题会有什么特别的看法吗?日前,记者采访了本届大会组委会主席、科学史研究所所长刘钝。

科学不只有一股源头

    记者(简称“记”):本届科学史大会选择在中国召开有什么特殊意义吗?

    刘钝(简称“刘”):四年前,我在申办本届大会的陈述报告中提到“选择北京的十个理由”,包括“中国人口最多”、“中国历史悠久”、“发展中国家的一个机会”、 “学术新气象”等等。此外我还想补充一点,科学史是人类文明史中最重要也是最精彩的一个篇章,但是长期以来,科学发展历程中非西方文明的源流往往被人忽略,科学被解释成西方文明的特有产物。而北京大会将是少数几次在西方文化传统之外的国家召开的大会。
    在大会安排的几个特邀报告中,有印度 R. Ansari的《伊斯兰精密科学在印度及其邻国的传播和影响》,英国古克礼(C. Cullen) 的《移动科学史的构造板块:对李约瑟工作的若干反思》,美国F. Keller的《科学词汇的全球化是否需要付出代价》,中国孙小淳的《自然在古代中国的道德和政治意义》,以及伊拉克K. S. Ismael的《数字系统在古代伊拉克的发展》。可以看出,我们在邀请报告人时,也充分考虑了尊重多样性的原则。

    记:“全球化与多样性”,科学史大会为什么采用这个主题?

    刘:全球化是一股世界潮流,浩浩汤汤,不可逆转,顺之者存,逆之者亡,但全球化潮流下掩盖的文化多样性消亡的局面让人忧虑。我们把“全球化”与“多样性”这两个不同范畴的概念绑在一起,希望产生有趣的东西。
我一直很关注文化多样性问题。我研究历史上的科学,最关心的是文化问题,文化的本质特征之一是多样性,失去多样性的社会生活是极端乏味的。我觉得科学史是连接科学与文化的桥梁,可以在中国新文化的建设中发挥不可替代的作用。

    记:在你们科学史家看来,科学有多样性吗?

    刘:我没讲科学多样性,说的是文化多样性。当然,从科学的源流看,我欣赏李约瑟“百川归海”的观点,古希腊并不是科学的惟一源头,而是有很多不同溪流,从古巴比伦、埃及、以色列、中国、印度、阿拉伯、中南美、欧洲等各地发源,有时湍急,有时舒缓,有时还有涡流和逆流,直到16、17世纪,汇聚起来发展成为近现代科学的汪洋大海。

科学史家更喜欢使用广义的“科学”

    记:古代中国的那些成就能称为“科学”吗?

    刘:这涉及对“科学”的定义。有些人喜欢狭义地使用science科学这个词,指的是弗朗西丝•培根所强调的高度重视实验手段,又诉诸理性、借助数学工具和逻辑手段的那种知识体系,它们只出现在16世纪之后世界上的特定地方。按照这种狭义的理解,有些人愿意说“中国古代无科学”,我觉得这是一种炒作。没有任何人说中国古代的东西是哥白尼、牛顿那样的近代科学,但它们当然属于广义的科学。
狭义地使用科学概念说话会很费劲,我就亲见一位熟识的朋友在电视上侃科学,说到中国古代的某个成就时突然意识到自己的符号标识,支吾了一会儿说:“姑且称它科学吧”,其实没有必要。科学它就是那么个事物,是人类对自然现象思考和探索的产物,科学的婴儿阶段和神学、巫术是混在一起的,只不过前两者企图借助非自然的力量来解释自然,而科学是借助理性来认识自然。早期的科学也被称为“自然哲学”,强调的是对自然的理性思辨,中国古代和古希腊的哲学中都有这样的内容。当然17世纪后出现了近代科学,有一个新的科学概念。如果一定不能用科学science来称呼古代中国、阿拉伯、印度的那些对数学和自然探索的成就,你用什么来称呼?

    记:是不是有人建议用另外的词来替代?

    刘:用“格致”?“格致” (格物致知)一词在古代经典《礼记•大学》里就有,宋、明两代把它提得很高,格物致知本是儒家修身的功课之一,明末西学传进中国,其中有一些科学内容(还不是17世纪牛顿之后的科学),那时就称为“格致之学”。在古代汉语中,“科学”本意是“科举之学”。今年正好是废科举100年,兴科举1400年。后来日本人借用过去,以“科学”指称“分科之学”,即science,然后我们再从日文讨回来,也就是在1905年废科举前后,中国人翻译science时还是“格致”、“科学”并用,逐渐地“科学”完全取代了“格致”,但无论在中国外国,“科学”(science)这个词很少狭义地单指西方近代科学。

    记:宽泛地使用“科学”一词,是否容易导致概念混乱呢?

    刘:怎么会混乱呢?混乱是由那些无聊的炒作引起的。国际科学史界对科学概念的使用几乎都是广义的,任何一部科学史,若从古埃及、古希腊讲起,从火的使用、轮子的发明讲起,其中的“科学”肯定是广义的,而且一般都把技术史、医学史包括在里头。
你读任何一部科学通史,假使它不从古巴比伦古埃及写起,至少一定会从古希腊开始,会讲泰勒斯和爱奥尼亚学派,按照有些人鼓吹的狭义理解,泰勒斯的学说也不是科学啊,他只是一种理性思辨,完全形上的东西。
    科学有形上部分、形下部分,形上部分接近自然哲学,特别是在科学的早年;形下部分包括实验手段、工具的发明与使用,与技术结合起来。我举一个例子,德国有一个物理学家写的《物理学史》称伽利略之前没有力学,因为从伽利略开始才有实验,从斜塔上往下扔东西——先不管是不是真有这回事。此前没有实验,因此没有力学,这一说法就把阿基米得的杠杆原理、浮力原理都排除了,显然这不符合历史真实。

不正确的东西也可能属于科学

    记:有人认为古代那些知识成就至多算是前科学的东西。

    刘:你也可以这么说,如果你把科学仅仅理解为西方近代科学,不过没必要。

    记:没必要?可是像中国古代很多知识根本是错误的啊,至多是一些经验总结或天才的猜想。

    刘:问题是在中国的语境中,“科学”成了“正确”的代名词,把科学视为绝对正确的东西,而不正确的就不属于科学,这是惟科学主义的典型特征,中国老百姓受这个影响很深,但这种认识是不对的。

    记:科学本来就是正确的呀。

    刘:你要是懂点儿科学史、科学哲学,就知道科学的发展是一个不断纠错的过程, 旧的理论不断被修正,甚至被颠覆,代之以新的范式。
你说托勒密的学说算不算科学? 今天看它肯定是错的,但它符合所有科学的特征,虽然托勒密学说把地球放在中心,但它也是从观察中来的,有很好的模型,有逻辑推理,运用了当时最先进的数学工具,反过来又得到观察结果的验证,并在此基础上不断地修正和改进,这不是科学是什么?谁知道今天的超弦理论是对的错的?目前它被视为最有希望解决大统一理论的候选者,但我刚采访过杨振宁先生,他对超弦获得成功的前景并不乐观,认为它的唯像解释还比不上托勒密体系,后者对天体运行规律的解释,在当时的知识背景中符合得蛮好。超弦需要引入十几个维度和精妙的数学结构,其唯像解释至今不成功。这么复杂的体系,可能有一天会发现走不通,但你不能说超弦不是科学。
你看,即使从具体内容来讲,科学也不一定都指绝对正确的东西,遑论文化或社会意义上的科学了。以为科学就是绝对正确的东西,不正确的东西就不是科学,这是割裂历史,一般民众很容易被这种说法所误导。

有一条古代科学传播的丝绸之路

    记:但中国古代“科技史”中的那些东西真的曾经对近现代科学有什么贡献吗?比如说,我们在学校里学的数学和其他各门科学不都是从西方移植过来的吗?其中有什么中国古代的贡献?中国古代算学曾经领先世界,但它们失传了,没有进入近代以来的科学体系啊。

    刘:首先你不能否认中国古代的数学成就,而且,中国古代数学通过阿拉伯人影响了西方数学,最终汇入了西方数学体系。比如十进制是中国人最早创造使用的,中国古代的代数也很高明,有代数之后才可能有微积分,15世纪文艺复兴时期西方从伊斯兰世界吸收了很多东西,而伊斯兰科学中有中国的成分。2001年获国家最高科学技术奖的数学家吴文俊先生对这一过程非常关注。

    记:吴先生确实表示过他的机械化数学思想得益于中国传统数学的启发,“我觉得中国数学的思想和方法跟现在的计算机是合拍的,这促使我开始进行一些机器证明方面的尝试”。数学家李邦河也曾在评论吴文俊的独特贡献时说,中国古代数学是构造性的,可计算的,而只有构造性的数学才可能在计算机上实现。你能举例说明中国古代算学怎么通过阿拉伯传到西方吗?

    刘:比如十进位值制记数法可能就是从中国传过去的,尽管西方习惯于说“印度-阿拉伯数字”,但中国使用十进位值制肯定是最早的。还有高次方程的数值解法和盈不足术,后者有很巧妙的构造和应用,中国在西汉时代就已成熟,而在文艺复兴的欧洲被视为一种来自东方的万能算法。实际上十进位值制是人类最奇妙的发明,不是仅仅10个符号而已,关键是将同一符号置于不同的位置而赋予不同的量级,这一发明太有用也太平凡,以致今人熟视无睹;但是你要知道,不是所有的古代民族都发明出了这样一种记数系统的:埃及人采用十进制但无位值概念,巴比伦人采用60进制,罗马人采用5-10混合进制,都很麻烦。几何学高度发达的古希腊,其记数制度却十分落后,他们用二十四个希腊字母加上三个腓尼基字母表示1至9这九个个位数、10至90这九个十位数和100至900这九个百位数,更大的数则用在这些字母的旁边或上方标识不同的记号来表示。这样写出来的数字往往与表意的文字相混淆,用于运算就更不方便了

    至于中国古代数学怎么传到西方的,这一段历史还没有研究清楚,也是当前科学史家最感兴趣的研究题材之一。文化传播向流水一样,一般都是从高处向低处流。考虑公元3至15世纪的世界大势,我们可以猜测当时文化传播的大致走向,不过传播的细节尚不清楚,毕竟科学史研究在中国还是门新兴学科。为此,吴文俊先生从他所获得的国家最高科学技术奖金之中,拿出100万元成立“丝路天文数学基金”,鼓励有志青年从事这方面的研究。

科学史研究可以为重建中国文化出力

    记:你怎么看当前一些关于科学与反科学的论争呢?

    刘:还是要讲科学史。20世纪50年代西方科学史界出现了一股相对主义的暗流,觉得知识和真理都是相对的,到了80年代同社会学和心理学中的某些思潮合流,发展出一个叫做社会建构论的学术传统。这一派的极端代表把科学完全看作一种社会建构,同谈判、妥协、宣传、金钱、政治有关而真理的客观性并不重要。这样一来就走得过头了,把客观真理抹杀了,不但让科学家反感,传统的科学史家也反感,20世纪90年代后又有了新的动向,科学史与科学哲学都出现向理性回归的趋向。
国内关于科学与反科学的讨论看起来很热闹,其实多是一些炒作,加上一些高度符号化的意念在背后起作用,学术讨论成了打派仗。依我看来,自称“反科学”的人士并不是科学的敌人和破坏者,以“科学”标榜的人士也多非真正的科学家,两造都是对科学有着人文关怀的人士,他们的兴趣和背景其实差不多;如果没有派系观念作祟,本没有什么可吵的,公众也不必对此类争论太认真。实际上中国多数的科学家对社会文化问题的兴趣不大,这与西方的情况不同。当然这种情况令人失望,但是想想30-50年前中国思想界和政治生活的实际状态,我们对中国科学家的这种缺位应该有一些同情。
    我们希望踏踏实实做点学问,利用科学史的研究搭建科学与文化之间的桥梁,为重建中国文化做点贡献。传统中国文化的人文文化成分比较重,科学成分不足,毕竟近代科学是从西方移植引进的。新时代的文化应该是充分整合科学与人文的文化,这个在西方也没有做到,中国人更需要努力。

    记:在国内语境中科学备受推崇,但你又说中国文化中缺少科学?

    刘:这并不矛盾。正因为中国文化缺少科学精神,所以五四运动提出用科学改造中国文化,把赛先生奉为神灵,利用它来打倒旧传统,结果科学被加以神化,乃至不能被分析、质疑、批评,殊不知作为社会或文化之要素的科学,正是科学史家需要研究的对象。
    科学史不光是研究一个学科发展的来龙去脉,那是它在幼年时期的做法,20世纪50年代后科学史开始关注科学的本质,科学与社会的互动关系,这就要对科学的机制进行分析,就像马克思分析资本和商品一样。科学怎么就不能被批评和分析呢?一部科学史表明,科学本来就是不断被证伪和纠错的过程,况且随着大科学时代的来临,随着科学在公众生活中发挥越来越大的作用,它与政治的关系越来越密切,与金钱、权力纠缠在一起。从美国到中国,很少有科学家敢不向各类基金委员会低头的,也很少有科学家敢于公开藐视主管部门的局长处长们。所以对科学的机制进行分析和批评无可厚非,但因为在中国语境中科学被神化,这种研究容易被骂成反科学主义,反科学就是反马克思主义,差一步就是反革命了。这种逻辑应该从当代社会生活中摈除出去。

    记:科学史家与科学家对科学史的认识有什么不同呢?

    刘(在白板上一边画图):科学史家萨顿曾经对此作了很好的说明。假设这儿有一个重要的问题,可以溯源到,比方说欧几里德吧,从这一源头往下产生了几个新的议题或方向,每一议题或方向又如此向下繁衍,最终形成一个大的树状图。一位科学家,一般来说会发现自己处于树末端的某一分叉上,“好,我在这里”;如果他有一些历史兴趣,他很可能会追问“我从哪里来”,于是上溯到上一个议题,沿着“我从哪里来”这条路径直到欧几里德。假设他还有点时间和兴趣,他很可能沿着这条谱系写一本学科发展史。你再来看这幅树状图,就知道这样的写作漏掉了多少东西!
    当然还有一种科学家,其人数很少,我称之为战略科学家。我在什么地方写过,战略科学家是有历史感的,历史感是一种高级的思想体验。战略科学家的典型,中国可以竺可桢为例,西方多一些,罗斯福的战时科学顾问万尼瓦•布什可为代表。
    世界上的科学史家也有两种:一种人可能一辈子研究法拉第或中国古代一部书比方说《营造法式》; 另一种则喜欢跳出原先的专业圈子,用更宽泛的眼光看科学,看它是在怎样的社会文化环境中成长壮大的,它对今天的学科发展与人类的未来有什么意义。后一种风格的科学史研究,如果能够通过教育和传媒渗透到民众中去,对“中华文化的伟大复兴”可能会增加一些具体的内涵。

(原载《中国青年报》2005年7月6日,发表时有删节)