让科学成为未来中国的文化基因

1、让科学成为未来中国的文化基因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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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：“ 1世2 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

7、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

8、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

9、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

10、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，

11、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。

12、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

13、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，

14、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 E

15、ratosthenes 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

16、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

17、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

18、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

19、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

20、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

21、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”。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