科学中的革命-第42部分

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关系”（同上）。此外，“他们坚持研究科学共同体的观点和其他观点上类似（通常又
远远不同于现代科学的观点）的人们的观点，并给予这些观点最大的内在一致性，使它
们最大可能地适合于自然界”。
　　　　这种新的探讨（也许最好的例证在A．柯伊雷的著作中）集中于一种新的概念分析，
不仅关心个别科学家的思想，而且也关心同时代科学的，哲学的，甚至宗教的预想；包
括根据盛行的或“已接受”的哲学或论题而获得的科学的可接受性或崇高性原则（霍尔
顿，1977）。柯伊雷的分析对17世纪的研究带来了某种显著的变化，例如：像亚里士多
德宇宙的解体，空间的数学化等，这些变化在特征上是如此重要，就像发动了一场知识
革命。
　　　　柯伊雷著名的《伽利略研究》是以这样一个宣言开头的，我的目的就是进行一项
“科学思想的进化（和革命）的研究”。他把“17世纪的科学革命”看作是人类思想中
的一次“真正的突变”，在特殊意义上，“突变”这个术语已被G．巴克莱所采用。柯伊
雷认为，自古希腊对宇宙的最早研究以来，“突变”一直是最重要的。科学革命是“已
被表述和产生成果的近代物理学（或更精确地说是经典物理学）的一种意义深远的知识
变革”。这种突变基于一种重要的“空间几何学化”，实质上就是由欧几里德的“抽象
空间”取代了亚里士多德和托勒密的“有形的宇宙”（1939；1978）。柯伊雷确信：17
世纪科学的革命性变化只是“人类思考其自然环境方式的变化”。正如R．霍尔（1970，
212）所说，柯伊雷“一再坚持，促成古典科学发展的变化既不是社会经济性的，也不是
技术性的，更不是有关科学的方法论的”。R．霍尔概括说：“在文艺复兴晚期，对知识
变革总特征作这种表述，不能不使历史学家把科学革命作为一部伟大的历史戏剧去对待”，
把“它的次要的情节都作为伟大的剧情。到了17世纪中、后期，这出戏的高潮逐渐出现
了”。（p．213）
　　　　巴特费尔德深受柯伊雷著作的影响，这不仅表现在像伽利略的柏拉图主义，数学的
作用，亚里士多德宇宙的解体以及在科学革命中所谓的实验的次要作用这些独特的题目
中，而且，他还接受并且实际地运用了柯伊雷的观点，即人类思考自然现象的方式中发
生了本质变化。
　　　　巴特费尔德的近代科学革命概念
　　　　巴特费尔德的近代科学革命概念相当明显地不同于通常的科学革命，甚至不同于涉
及18和19世纪的近代科学革命，不同于20世纪头几十年所表达的科学革命。据他看来，
没有法国和俄国革命模式的革命。相反，他把近代科学等同于从哥白尼那个时代，或伽
利略和开普勒那个时代以来的现代科学的全部发展。虽然，巴特费尔德谦虚地说他并没
有引进新的概念，而且，谨慎地谈论“所谓的科学的革命”，或“被叫做科学革命的东
西”，他指出：近代科学革命在伽利略，或伽利略和牛顿的时代，不仅仅是单一系列的
历史事件，正如奥恩斯坦，玻特和柯伊雷已经描述的情况。巴特费尔德认为：革命将成
为一种延续历史或创造历史的力量，这种力量正将历史推到我们面前。因此，在他的著
作中，近代科学革命出现了类似于马克思的“永久革命”的特征。他在谈话中经常讨论
这一点，而不是在书中写下来。
　　　　因此，巴特费尔德第10章用了这样一个标题：“近代科学革命在西方文明中的地位”。
很明显，使近代科学革命以这种意义出现，这就意味着不仅是把一个新因素与当时其他
因素一样引入历史中，而且，“它证明了科学具有如此增长的能力，在它的应用中具有
如此宽广的领域，以至很早以来就明显起了直接的作用，也就是说，开始去控制其他的
因素”（p．179）。总之，近代科学革命不仅标志着许多伟大的变化，而且成为当代科
学的根基。巴特费尔德兴奋地说：“我们现在说西方文明附带着日本这个东方国家，而
不再是希腊…罗马哲学家的意识，这不是指日本的基督教徒，我指的是科学，是17世纪后
半叶以来，就开始改变西方面貌的思维模式和所有的文明设施。
　　　　此外，巴特费尔德确信：“今天，我是这样一种位置上去了解它的复杂性”，这比
起我们之前这个领域里活跃了2O年甚或50年的前辈来说，当然更加清楚了。他使我们清
楚了：我们（在1949年）没有戴“有色眼镜”，我们也没有“借古喻今”，在20世纪40
…50年代中，“已被揭示的事物，只是更生动地产生了深远的、重要的转变，世界在科学
革命中已经度过了300多年”。革命在哥白尼、伽利略和牛顿的时代就已经开始。因此，
对巴特费尔德来说，近代科学革命的历史意义随着科学在后来，甚至是近来的发展而增
长和澄清。这有助于去解释“为什么我们的前辈很少意识到17世纪的意义和近代科学革
命的至上的重要性。为什么他们要关注文艺复兴或18世纪的启蒙运动”。西方文明在17
世纪已获得了它的现代特征，尤其是通过近代科学革命，或在与近代科学革命的关系中
表现出来：“这就是为什么自基督教产生以来，在历史上一直没有出现可与之相比的里
程碑”。
　　　　科学史家们对革命的应用
　　　　前面的例子表明，科学中的革命和近代科学革命的概念突出地出现在20世纪50年代
前许多重要著作家的著作中。此外，这类革命在柯伊雷或巴特费尔德前的最通用的教科
书——W．C．丹皮尔经常再版的《科学史》——中得到了广泛的讨论。例如，他在1929
年该书初版时讨论了“由哥白尼理论引起的”一场天文学革命；牛顿时代人类理性观的
一场革命；19世纪出现在生物学领域的一场“人类思维方式”的革命，还有革命性的物
理学发现以及“生物学领域的一次革命性成果，当时生理学和心理学发现了意识和物质
的联系，同时达尔文创立了进化论”。丹皮尔也提及了“心理学中的革命”，以及由20
世纪数学和物理学产生出的“一场名副其实的思维革命”。在这部书中，他虽然频繁使
用“革命”这个字眼，但他没有明白展示关于科学革命的发展理论，也没有把科学革命
的概念作为重要的主导思想。另外，近代科学革命也并非他著作的主题。
　　　　尽管革命这一主题时常出现，但是我们还不能得出结论在20世纪上半叶的历史学家，
科学史家和科学家们像我们今天这样承认近代科学革命的存在，并把这个思想作为主导
原则，或是普遍意识到科学发生了革命性的变化。20世纪30年代，有关科学史的一些重
要的研究既没有提及科学革命的概念，也没有提及近代科学革命的概念。例如，近代科
学革命这个思想在R．K．默顿1938年出版的《17世纪英国的科学，技术和社会》的经典
著作中，明显地没有作为一个技术术语和一种思想出现；而且默顿也没有提及科学革命。
其次，这样的术语也没有在苏联学者B．赫森1931年写的著名文章（1931，1971）中出现
过，这篇文章被看作是对“牛顿原理的社会及经济根源”运用开创性的马克思主义分析。
同时，在G．N．克拉克1937年出版的一本针对赫森理论的书《牛顿时代的科学和社会福
利》中也没有出现过“近代科学革命”这样的名词；最后，在H．格拉克1952年出版的
《西方文明的科学》的开创性总结中，“近代科学革命”既非主题也非副题，书中涉及
科学时唯—一次用到“革命”这个词，是在提及拉瓦锡化学革命时。
　　　　在近代科学的编史工作中，1954年A．P．霍尔的《1500－1800年的近代科学革命》
一书出版堪称一件大事。这本书的副标题是“当代科学态度的形成”，尽管霍尔（vii，
375）承认H．巴特费尔德著作的重大意义，他的这本书仍是第一部主要论述近代科学革
命的著作。霍尔强调了在16世纪开始出现的“互补”类型的科学发展——“理论概念和
事实发展的两条明确的路线”，在“科学中持续明显地同步发展”（P．37）。他认为
“16世纪的科学精神很自然地从中世纪的成果和进步中发展起来”。通过吸收大量的学
术思想和尽量采用A．柯伊雷的研究思想，霍尔把读者引向伽利略思想的根源——那种导
致他的两项伟大贡献的思想的发展。霍尔发现伽利略的《关于两门新科学的对话》（16
38）并没有像伽利略原来设想的那样在动力学中引发一场真正的革命，就如《对话》前
几部分现在只是被看作是“两种宇宙论各自优劣进行比较的论述”（p．77）。他在书中
这部分结束时提出了意义重大的预见：下个世纪“科学的主题是借助伽利略对运动的描
述分析，用笛卡尔力学原理广泛地解释自然”（p．101）。霍尔在每一章都采用了一整
套新的概念分析。科学史传统著作中特有的一系列英雄形象消失了。取而代之的是思想
和事实，理论和实验或观察渗透到宗教和哲学思想的大背景中的这段历史。如果说，H．
巴特费尔德像个有无资而又有激情的业余爱好者突然涉猎科学革命史，那么，R．霍尔却
绝对是个有才识的内行。
　　　　霍尔以前出版过一本专著，《17世纪的弹道学》（1952），这本书预示了他以后卷
入了对技术史的深入研究。所以我们并不奇怪他的具有创新意识的一章讨论“近代科学
革命的技术因素”，在这一章中，他阐明了对手工机械传统以及科学与技术之间的相互
作用的真知灼见。回顾一下，他书中最精彩的部分是关于科学器械的讨论（pp．237—2
43）——在A．沃尔夫的《16、17世纪科学、技术与哲学史》以及他的论述18世纪的类似
著作中，进一步介绍和阐明了这一论题。霍尔一直在写作近代科学革命时代的科学，并
准备完全重写开创性的著作《科学史》（1983年修订出版）。值得注意的是，他预言从
1500…1800年这个300年内的近代革命时期是历史上最长的革命时期。
　　　　近代科学革命史的不确定性
　　　　稍作考察即可知道，则世纪有些科学史家和哲学家一直使用着近代科学革命的概念。
然而，在1950年以前，尽管关于近代科学革命和科学上某一次革命的确定的个人观点时
常出现，这些观点却从未有意识地用于组织一场历史学讨论。人们对是否存在近代科学
革命以及革命的性质，组织结构等都不甚感兴趣。我发现在1950年前后史学家和哲学家
们的著作中很少关注这些话题，这和科学家们的著作，尤其是那些大声疾呼反对科学革
命的科学家们的著作形成鲜明对比。早期科学史家们通过对诸如“近代科学革命”这些
词的运用的忽视态度，来表明革命尤其是近代科学革命在科学上所起的作用之微弱。当
今关于科学史的论著中包括以下学者一些各种各样的观点：“A．孔德是首先意识到近代
科学革命并为其命名的”；“近代科学革命”这个惹眼的术语来源于并不久远的1943年，
当时A．柯伊雷首次使用了这个词，“近代科学革命这个词概括了一个时代，并且归纳概
括了现代科学发展的特点，我认为这个词最初是由H．巴特菲尔德在1948年首次使用的”。
据我所知，追溯科学革命概念的起源唯一严肃的努力得出的结论是：“1755年，D．狄德
罗引进了科学革命的概念”。这些例证说明学术传统中并没有包含贯穿20世纪的科学革
命和近代科学革命的主题。
　　　　20世纪50年代，近代科学革命理论的广泛传播在很大程度上要归功于巴特费尔德和
柯伊雷的努力，柯伊雷的《伽利略的研究》于1939年在法国出版，此书成为大战的牺牲
品，直到20世纪40年代末才出现在学术界。但巴特费尔德和柯伊雷都未更多地推进较小
的科学革命和运用这类概念，这一主题在他们的著作中并不特别突出。所以这个问题留
待T．S．库恩解决，他使历史学家，哲学家和科学社会学家完全认识到科学发展的这一
特点，并把学术界的注意力引向这样一个主题：革命并非仅仅出现在科学中，而且是整
个科学事业的常规。在前几章，我提到这种成就最终与大众对库恩的特殊理论“科学革
命的结构”的认同是无关的。同时我还提到他的影响的重要特色是把学者的注意力从学
术纷争的观念中转移到个别科学家或派系之间的纷争中。库恩的影响可以看成是把学术
界日益增长的对一个大规模的近代科学革命的关注转向个别的小规模科学革命。即使我
们认为还有第二，第三或是第四次近代科学革命，与大量科学中的革命相比，这也仅仅
是一小部分。此外，库恩从整体上观察了在科学领域的革命并从整体的观点出发对本书
中的几场革命（哥白尼，达尔文和爱因斯坦革命）进行了讨论。
　　　　关于近代科学革命的研究
　　　　很自然地，对近代科学革命的存在的认同刺激了许多新的关于那场革命的性质的研
究。其中一项研究导致了推翻A．柯伊雷最热衷的主题，也就是得到H．巴特费尔德认同
和响应的主题——在近代科学革命中实验的地位和作用被过分夸大了。尤其是柯伊雷坚
持认为据传由伽利略和帕斯卡等人进行的实验记述实际上是哲学的传奇故事，它们是编
造出来为他们的研究寻找的冠冕的经验性依据。例如，他认为伽利略并未进行过在《两
种新科学》中描述的那次著名的斜塔实验。但柯伊雷通过伽利略的叙述得出对1／10脉冲
的不同实验得出的观察结果存在一致性，但当T．B．塞托制造出和伽利略描述的那个实
验中相似的仪器并重作这个实验时，他发现很容易达到这种精确度。最近，S．德拉克发
现新的手稿证据说明伽利略早期关于运动学的发现是以实验为基础的。当然，柯伊雷强
调用新思维看待伽利略的运动的作法是对的，但新思维需要实验来帮助发现，需要把实
验当做发现规律的检验标准。
　　　　现在正探讨的近代科学革命的另一个方面是炼丹术、炼金术等这类被强调理性科学
的学者们忽视的思想背景。这一领域的先锋，并发挥了重大影响的是已故的F．耶茨。我
们对这些学科在科学发展上产生的影响，甚至这类研究对牛顿这类人物产生的真实影响
进行估价还为时过早。但我们至少可以确切得知牛顿对炼金术和预言学的研究深入持续
了多年。若有可能发现他参与到我们称之为非科学领域或非理性思想中的理性活动影响
他的科学研究到了何种程度时，这将是富有挑战性的一件事。
　　　　对于科学活动的社会结构的研究一直在进行着，一些论著有相当价值，很多学者从
社会因素的影响角度发表对近代科学革命的理解。但迄今为止，还存在含糊的被忽视的
关于科学革命的心理研究。这是一个无人涉足的领域，这片大有希望的领域可能为科学
革命研究开出一个全新的天地，因而在科学及科学活动的学术分析中开创新纪元。

第二十七章　相对论和量子论

　　　　无论是对非科学家还是对科学家来说，相对论简直就是本世纪科学革命的同义语，
而对于那些知情者来说，量子论（尤其是它的发展形式量子力学）是一次更为伟大的革
命。我们将看到爱因斯坦作为科学家的伟大之处，他对这两场革命都做出了根本性的贡
献。
　　　　谈到相对论，我们必须记住有两种不同的相对论理论：一是狭义相对论（1905），
它研究时间，空间和同时性问题，由此推导出著名的质能关系式E＝mc2。二是广义相对
论（1915），它研究引力问题。尽管两种相对论都是革命性的，但对相对论革命的探讨
主要集中在狭义相对论的结果上。然而，真正促成全世界对狭义相对论引起重视的事件
是1919年广义相对论的一个预言——星光经过太阳附近时，会因太阳引力场的作用而发
生偏转——获得了证实。这次验证是在一次日蚀时进行的天文观测完成的，这一事件立
即使相对论风靡全世界，而爱因斯坦也一夜之间成了家喻户晓的人物。
　　　　狭义相对论
　　　　爱因斯坦于1905年首次提出狭义相对论原理，论文发表在《物理学年鉴》上，同年，
他对狭义相对论作了重要补充，并为辐射问题建立了最初形式的质能关系式。1907年，
爱因斯坦完成了一篇的相对论的综述文章，其中包含一般形式的质能关系式E＝m2。他的
卓越论文建立了全新的质量，时间和空间概念，并向明显简单的同时性观念提出了挑战。
最初，爱因斯坦提出了“相对性原理”，并引进了“另一个假设”：“在任何给定的惯
性系统中，无论发光物体是处于静止状态还是在作匀速运动，光在真空中的传播速度都
是一个确定值C”。相对论的伟大意义在于，它抛弃了“绝对”时空观以及空间充满了以
太的思想；而在当时，以太被视为是光和其它形态电磁波的传播媒介。
　　　　现在看来，1905年6月爱因斯坦关于相对论的开创性论文在《物理学年鉴》上发表，
是理论革命阶段的典型例子。我们在第2章中已经看到，M．玻思1905－1906年间在哥廷
根研究“运动物体的电动力学和光学”时，竟然从未听说过爱因斯坦和他的工作。1906
…1907年间，英国剑桥大学的情况亦是如此。根据爱因斯坦妹妹的回忆（佩斯1982，150
…151），爱因斯坦当时“想象在有名的，拥有众多读者的杂志上发表论文，便会立即引
起注意”。当然，他期望“强烈的反对和最严厉的批评”，但缺少反响和“冷处理”反
而使他“非常失望”。不久，他收到M．普朗克的一封信，就论文中几处疑点提出问题，
这使爱因斯坦感到“异乎寻常的高兴”，因为普朗克是“当时最伟大的物理学家之一”。
相对论后来迅速变成了物理学家感兴趣的议论和研究课题。这种戏剧性转变主要是由于
普朗克较早且较深入地介入了相对论研究所引起的。爱因斯坦论文发表的第二年，普朗
克就开始在柏林讲授相对论理论，但他当时讲演的基础不是爱因斯坦的工作而是洛伦兹
的电子论。1907年，普朗克的助手冯·劳厄（后来的诺贝尔奖金获得者）发表了一篇关
于相对论的专论。
　　　　1906年9月，普朗克在德国物理学会上发表了关于相对论的演讲（同年刊登在杂志上）；
1907年，在普朗克的指导下，K．V．莫森格尔完成了第一篇专论相对论的博士论文（佩
斯1982，150…151）。佩斯指出，早期介入这一领域的人实在是太少了。乌尔茨堡的Y．
劳布和布莱斯劳（乌罗斯劳）的L．拉登伯格是为数不多的几个例外。劳厄曾经来到伯尔
尼拜访爱因斯坦，他发现难以置信的是，这个‘年轻人”竟然是“相对论之父”。几年
后，冯·劳厄撰写了一篇非常出色的介绍相对论的学术论文。冯·劳厄在1917年3月24日
写给爱因斯坦的信中，表达了对自己的物理学革命性工作的兴奋之情：“终于实现了！
我的关于波动光学的革命观点发表了”。他接着写道：在“这一紧要关头”，它们“无
疑会激起每一个保守的物理学家最强烈的憎恨”；但“我仍然要坚持这些备受谴责的观
点”。
　　　　除了队玻恩自己介绍了他是怎样每一次听说相对论的之外，我们还从L．英费尔德那
里了解到当时的一些情形。英费尔德（1950，44）曾谈到他的朋友S．洛里亚教授告诉他
的一件事，洛里亚的老师“克拉克大学的维特科夫斯基教授（他是一位非常伟大的教师）”
读了爱因斯坦1905年关于相对论的论文后，冲着洛里亚兴奋地喊道：“读读爱因斯坦的
论文吧，又一个哥白尼诞生了！”又过了一段时间（玻恩说是1907年）洛里亚在一次物
理学会议上遇到了玻恩，他向被恩谈起爱因斯坦，并问他是否读过那篇相对论论文。结
果，“不光是玻恩，在场的每一位都从未听说过爱因斯坦”。英费尔德的故事说，他们
立即“跑到图书馆，从书架上取出《物理学年鉴》第17卷，开始读起爱因斯坦的论文”。
英费尔德说，M．玻恩立即认识到相对论的伟大，同时感到有必要对它进行数学形式化。
英费尔德认为，玻思后来对相对论的研究工作，“是早期对这一科学领域做出的重要贡
献”。
　　　　最初，表示愿意接受爱因斯坦狭义相对论的物理学家很少，因此不足以在世界范围
内引发一场科学革命。但德国理论物理学家中却有一部分拥护者。1907年7月，普朗克在
致爱因斯坦的信中说：“相对论原理的倡导者仅仅形成了一个不大的圈子”，由此他坚
信，他们之间“取得意见一致尤显重要”（佩斯1982，151）。“相对论原理”既体现了
普朗克个人偏爱的洛伦兹理论，也体现了爱因斯坦的相对论，然而，爱因斯坦的声望在
持