“科热伏尼科夫佯谬”的内容、解释和意义

文学锋 (国防科技大学)

 

 

关键词:科热伏尼科夫佯谬 苏联 科学史
摘 要:苏联科学史家科热伏尼科夫曾经观察到一个奇特现象,那就是苏联科学在20世纪20年代末至50年代初,也即斯大林政治迫害最严厉的时候反而做出了最出色的成就。笔者将这一反常现象称为“科热伏尼科夫佯谬”,并对它进行了详细描述和解释;阐述了“科热伏尼科夫佯谬”的对于科学史研究的重大意义。

  科学史上有很多令人不解的现象,它们常常引起科学家和科学史家们的好奇。以研究中国科技史闻名于世的李约瑟博士,因对15世纪前中国科技一直领先于西方而最终近代科学竟然没有产生于中国这一现象迷惑不解,而提出了著名的“李约瑟难题”。“李约瑟难题”的焦点在于,在各种条件看上去对中国都很有利的情况下(因而近代科学应该诞生于中国),近代科学却实际上没有产生于中国。无独有偶,科学史家阿列克谢·科热伏尼科夫(Aleksei Kozhevnikov)在研究苏联科学史时提出了一个性质完全相反的问题:“苏联科学史上令人难以理解的主要事情之一,同时也是一个有趣的问题,便是这个国家的科学为什么并不那么糟糕(如果很糟糕,这完全是理所当然的),而正相反;为什么在各式各样的不利条件下,它仍然干得很好,有时甚至比人们预料的还要好。”[1]科热夫尼科夫的疑问是在考察到下述现象时产生的:由于在20世纪30年代与40年代(众所周知,这是一个恐怖与专制的时代)所做的工作,苏联科学家获得了四次诺贝尔物理学奖!特别的,这些物理学家中的一位——朗道(Landau,Lev Davidovich)——正是在进行他最重要的研究工作之前三年(1938年),由斯大林下令逮捕的。为方便起见,我们将引起科热伏尼科夫上述疑问的现象称为“科热伏尼科夫佯谬”。

一、“科热伏尼科夫佯谬”的内容

  鉴于“科热伏尼科夫佯谬”不像“李约瑟难题”那样广为人知,有必要对其作更详尽的描述。
  1. 残酷的迫害
  苏联科学界从1928年起就接连受到政治迫害。1928年3月,苏联国家政治保安总局指控煤矿工业中的大批专家和工程师犯有蓄意迫害、制造事故、爆炸矿井、同住在国外的从前的企业老板秘密保持罪恶的勾结,及其他各种罪行。于是,50名专家被逮捕,其中11名专家被判处死刑,这一事件被称为“沙赫特案”。“沙赫特案”不过是众多同类性质“案件”的开端。1929年4月,斯大林发表讲话,认为国内还存在着许多潜伏的“沙赫特分子”,要全部揭发出来。于是,包括著名农业科学家A·V·察叶安诺夫和G·多伊阿伦柯在内的一大批老一代科学家和工程师被宣布为“反苏维埃的”“资产阶级”分子而遭到声讨、逮捕、审判和处决。值得注意的是,这些科学家大多是某些科学思想学派或理论方面的创始人。例如,俄罗斯遗传学派的创建人切特维利科夫就被逮捕并流放到遥远的乌拉尔地区。26年后才得以复职的他还没来得及领受德国自然科学院为纪念《物种起源》出版100周年而颁发给他的达尔文特别奖,就与世长辞了。1929年夏,苏联科学院被指控为“进行反对苏维埃政权的反革命活动中心”。不久,包括三名院士在内的200多名高级研究人员被逮捕,数以百计的人被开除[2]。另一份数据则表明,在1929年秋季短短几个星期内,科学院中总计约650人遭到清洗[3]。1930-1931年,继“沙赫特案”之后,又揭发出“工业党”、“劳动农民党”、“俄国社会主义劳动党全国局”这样三个大规模的“反革命集团”。伴随着这些事件而来的是生理学家巴浦洛夫、精神科医学家贝夫特列夫以及约飞、塔姆、福克、弗兰克里等许多著名物理学家被斥责为反马克思主义的资产阶级唯心论者。一大批出身好却不学无术的年轻人取代了真正懂行的“旧的资产阶级专家”。据统计,1932年苏联专家中工农出身的比例达到65%,比1929年增加了一倍[4]。尽管如此,真正的清洗高潮直到1937年才开始。在这次清洗中,仅天文学家中就有大约20%的人被捕[5]。据罗伊·麦德维杰夫提供的一份名单,1937年至1938年间共有100多名著名科学家被捕,其中包括最著名的、具有国际声望的科学家和技术专家,如后来获得诺贝尔物理学奖的科学院院士列夫·朗道;前农业科学院院长、科学院院士尼古拉·瓦维洛夫;著名遗传学家奥尔基·卡尔彼琴科;苏联最优秀的飞机设计师A·N·图波列夫[6]。更为触目惊心的是,甚至在1941-1945年战争期间国内的大屠杀也没有停止。1948年,农学研究所召开的一次纪念会结束后不久,又有约3000名技术人员和学者遭到各种不同的迫害。世界闻名的生物学家瓦·瓦维洛夫于同年被捕,监禁9个月后未宣布任何罪状,由于饥饿和痛苦死于狱中[7]。
  2. 辉煌的成就
  尽管在斯大林的专制统治下(1924-1953)包括科学家在内的知识分子受到了残酷镇压和迫害,苏联的科学仍然在此期间取得了惊人的成就。科热夫尼科夫列出的四项后来获得过诺贝尔物理学奖的工作只是其中最耀眼的部分。这四次诺贝尔奖是:1958年切连科夫(Cherenkov,Pavel Alekseyevich)、塔姆(Tamm,Igor Yevgenyevich)和弗兰克(Frank,Ilya Mikhaylovich)对切连科夫效应的发现和解释;1962年朗道的凝聚态理论;1964年巴索夫(Basov,Nikilai Gennadievich)和普罗霍罗夫(Prokhorov,Alexander Milhailovich)的微波激射理论(后导致激光器的发明)和1978年卡皮察(Kapitza,Peter Leonidovich)的低温物理研究。它们的开始和完成时间分别为1934-1937年、1937-1941年、1944-1958年和1929-1937年。除了巴索夫和普罗霍罗夫的工作其最后完成时间距斯大林去世已有5年,其余三项的起止时间都位于斯大林统治时期内。在此期间完成并载入史册的重大科学成就还有:1925年,瓦维洛夫(avilov,Nikolay Ivanovich)提出基因中心论;1928年,谢苗诺夫(Senmenov,Nikolay Nikolaevich)发现链式分支反应并作出解释,随后提出热爆炸和链式爆炸理论,后获1956年诺贝尔化学奖;1929年,约飞提出温差电池;1929年,齐奥尔科夫斯基(Tsioldovsky,Konstantin Eduardovich)提出多级火箭结构设想;1935年,库尔恰托夫(Kurchatov,Igor Vasilevich)发现同质异能现象;1937年,奥巴林(Oparin,Alexander Ivanovich)从存在着甲烷和氨的大气和太阳能能源的观点出发,推理得出了可能逐渐出现生命的一系列步骤,首次科学解释了地球生命的起源问题;1939年,弗里拉夫和彼特罗基洛克发现铀核的自发裂变现象;1945年,维克斯列尔(Veksler,Vladirmir Iosifovich)研究出一种新的加速原理——自动稳相原理;1948年,苏联建成世界上第一座可用于生产的原子反应堆[8]。这些成就中的每一项都是科学史上的重大突破。除去它们,苏联作出的值得称道的科学成就就所剩无几了。事实上,苏联哪个时代创造的科学成就都没有斯大林时代多。斯大林之后再也没有人作出获得诺贝尔奖的成就了。但斯大林时代恰恰又是苏联政治最不民主的时代,是苏联科学家遭受政治迫害最深的时代。面对这种条件与结果之间的强烈反差,我们如何解释?

二、“科热伏尼科夫佯谬”的解释

  要解释“科热伏尼科夫佯谬”,目光就不能局限于政治环境这一消极因素,而要透过它去看同时伴随的各种不易察觉的积极因素。
  1.外国援助
  A·C·萨顿(注意,此萨顿非Gorge Sarton)曾对苏联经济发展作过细致研究。他认为,苏联建国后经济之所以能迅速发展,其主要原因不在于本国的制度安排,而在于德、美、英等西方发达国家对苏联的大量技术援助。而这些技术援助主要集中于1930年至1945年间,也即斯大林的主要任期。根据萨顿的考察,苏联只有两个主要项目——SK-B合成橡胶和拉姆津“单程”锅炉——以及为数不多的一些较次要的设计(几种飞机、一重机枪和一种无动力的联合收割机)可以准确地被看作是苏联的技术成果,其余则全是从西方转移而来[9]。斯大林亦直言不讳地说:1944年以前苏联建设的所有大型企业,三分之二是美国援建的。德英美等国不仅向苏联输入技术和资本,而且直接派遣各种专家参与和领导苏联的工业建设。据萨顿收集的资料统计,仅1932年在苏联重工业部门工作的各种外国专家即达6800人之多。
  应当指出的是,萨顿本人并没有提出外国援助促进了苏联科学发展的观点,他只是认为这些援助对苏联经济的发展起到了举足轻重的作用,但对经济的促进作用无疑也惠及科学。首先,只有当外国援助使得苏联经济迅速发展后,苏联的科学研究在资金和设备上才能有坚实的保障。科学发展进入20世纪后,所需要的财力和物力都已非从前所能比,只需纸笔的牛顿时代早已一去不返。没有相应的设备和经费,在20世纪开展科学研究只会举步维艰。而要提供这些设备和经费,就必须有强大的经济实力作后盾。外国的援助不但使得苏联的经济实力迅速增强,从而间接上为苏联科学提供了物质保障,而且在少数情况下还直接为苏联科技人员提供实验设备。苏联物理学家卡皮察曾在英国的卢瑟福实验室工作,1934年卡皮察回国后卢瑟福将他在英国研究用的实验设备全部移交给了苏联科学院,使得卡皮察得以继续他的研究,最终作出后来荣膺诺贝尔奖的杰出成就。这样的支持对于建国不久、百废待兴的苏联是绝不可小视的。其次,外国的技术援助还使得苏联科学家有可能从短期的工业应用研究中解脱出来,从事长期深入的基础理论研究。事实上,50年代后,苏联在基础科学领域成就渐少,很重要的一个原因就是外国技术专家撤走后,苏联大批从事纯粹科学研究的人员不得不转向直接面向国民经济的应用研究。1955年,科学院院长涅斯米扬诺夫(A.N.Nesmeianov) 就抱怨:院士中工程师太多了,并且政府与党的官员接连不断地以解决范围狭小的生产问题的要求来干扰科学院各研究所的工作。科学院应该干他最擅长的工作,而把工业研究让给其他机构来做[10]。
  可见,斯大林时代外国提供的大量技术援助是保证当时大量科学产出的重要外部条件。但单纯从外部因素考虑“科热夫尼科夫佯谬”显然是不全面的,要说明苏联的科学成就还必须从苏联本国的内部条
件着眼。
  2. 制度变革
  事实上,已有论者指出,从20世纪二、三十年代开始,西方(指西欧)科学开始衰落,而苏联科学却“风景这边独好”的原因就在于:社会主义制度比资本主义制度优越。这种优越体现在:首先,苏联能够发现资本主义制度上的一些缺陷,在科学上采用新的组织形式加以弥补。20世纪20年代,在单个研究所,而不是在大学或学院进行研究的概念,在世界各国还是比较新的。苏联在考察西方模式之后大胆创新,建立了研究所这种新的新模式。事实证明,苏联的研究所模式对于集中人力物力从事专项研究是颇有成效的。至少在短期内科学家能够避开繁重的教学任务,一心从事科学研究。其次,与人们通常的想象的相反,当时的苏联科学虽然采取了集中规划的方式进行,但苏联科学仍然维持有相当多的自主权。美国科学史家韦斯特福尔在考察近代科学的建构过程中曾指出,作为一种建制的科学在17世纪主要有两种组织形式:一种是法国的皇家科学院,一种是英国的皇家学会。前者组织严密,国家支持大,资金充裕,可以从事像测量地球这样耗资巨大的项目研究,但同时受到政府的支配也大;后者组织松散,国家干预少,气氛自由,允许进行各种业余爱好研究,但政府支持少,不能从事大型研究[11]。与这两种科学组织形式比较起来,处于社会转型期的苏联科学兼具二者之长而无它们之短。这是当时特定的历史情势决定的。由于制度变革完成不久,对于布尔什维克的十月革命,在相当长一段时间内,俄罗斯帝国的大多数科学家都持一种猜疑甚至敌意的态度。一个明显的例证是:在1928年以前,科学院中没有一名院士是党员。为了反对政府下达的指令,科学院经常拿出自己的工作计划与主管部门制定的计划展开对抗。这种对抗的旷日持久从代表政府立场的沃尔根院士在1933年的一次的讲话即可见一斑,他说:“除了某些早已在科学院工作的同志以外,许多同志也许都不能想象,为了把科学工作的计划这个简单的思想运用到科学院中来,曾经要求我们进行了怎么样的斗争,作了多少努力,进行了多少谈话,科学院的
共产党员和靠近它们的非党人士在这件事情中付出了多少劳动。”12]这样,虽然苏联政府因为国家建设需要对科学院相当重视,给予了大量的资金支持,但科学院在某种程度上仍然游离于政府控制之外。它在获得大量国家支持的同时,却又不为政府的短期利益所支配,这就使得苏联能够在三、四十年代做出一批高质量的基础科学成就。50年代后,科学家对新政府逐渐认同,政府的控制力加强,科学家自由研究的机会减少,于是出现像原子弹、氢弹、卫星等应用科学成就逐渐增多,而重大基础科学突破逐渐减少的现象。
  3. 环境逼迫
  前面两条分析从间接上解释了“科热伏尼科夫佯谬”。它指出了20世纪20年代至50年代的苏联,除了存在比较明显的恶劣政治环境这一因素外,还有一些不易察觉的积极因素在起作用。但事实上,即使是恶劣的政治环境这一消极因素本身,在当时也产生了某种积极作用,因为在恶劣环境下,有一种退守和寄托的心理机制在起作用。对此,司马迁有过很好的论述:“昔西伯拘羑里,演《周易》;孔子厄陈蔡,作《春秋》;屈原放逐,著《离骚》;左丘失明,厥有《国语》;孙子膑脚,而论兵法;不韦迁蜀,世传《吕览》,韩非囚秦,《说难》、《孤愤》……此人皆意有所郁结,不得通其道也,故述往事,来者。”[13]中国著名地质学家李四光说过同样意思的话:“我只能决心作防守的计划,一个铁打的大‘不’字,是我唯一的防御武器;一个‘逃’字,是我打算对付敌人追击过来的时候的战术方针。一次又一次的引诱和攻击,果然来了,总算凭着上面所说的战术,没有遭到很厉害的蹂躏。然而我认识了危机是重大的。我这才了解了我那些朋友,怎样一个个地被人勾引过去的,才多少体会了我为什么感到四壁萧条,‘我们’都化为乌有了。这是一个辛酸的局面。这个局面,便更促使我把地质当作防空洞,喘息所。”[14]在恶劣的外部环境下,像李四光这样将科学作为“防空洞”和“喘息所”的现象是比较普遍的。当现实不能令人满意时,科学不但是可以退守的物质领地,而且是可以寄托的精神空间。在这种状态下从事科学研究,往往会少一些急功近利,多一些执著追求,也就往往会产生重大突破。斯大林时代正是这种情况。另外,斯大林时代还有一个特点,那就是斯大林一方面逮捕了很多持异见的科学家,另一方面又不得不依靠这些优秀分子来帮助发展国内经济和赢得对外战争,于是许多科学家得以在监狱里继续他们的实验和研究。在监狱里科学家们虽然失去了人身自由,但同时,他们也受到了更少的外界干扰,这对他们埋头工作反而是一个短期内更为有利的环境。
  4. 效应延迟
  上面的所有分析都是建立在这一前提下的:即结果产生的原因是与结果同时发生的,斯大林时代的科学成就只能从斯大林时代的社会条件去分析。但事实上,这一假设是不合理的,由于光速的有限性,任何一项作用发生后都不会立刻产生效果,而是需要一段时间。只是通常情况下由于所需时间很短,我们会误以为作用原因与作用结果同时出现,这就是所谓“延迟效应”。延迟效应不只是物理上的独有现象,在人类社会中也广泛存在。所以,在分析“科热伏尼科夫佯谬”时我们必须问:斯大林时代的科学成就是不是斯大林时代造就的?即以获得诺贝尔物理学奖的卡皮察和朗道为例,他们一个在英国工作过14年,一个在德国和英国访问工作多年。正是这些年在国外的接触和积累,才使他们回国后能够在短期内做出杰出成就。原苏联科学家麦德维杰夫在《苏联的科学》一书中将1922-1928年这段时间称为苏联科学的黄金时代,但事实上这段时间内苏联的科学成就并不突出。可见所谓“黄金时代”并不是指科学产出,而是指科研环境,即作者指出的“新的形势,再加上国家对科学、技术和教育发展给予大力支援,为苏联科学的发展造成了异常良好的气候。”[15]正是这段时间的良好气候孕育了三、四十年代真正的“黄金时代”。换言之,斯大林暴政时代的科学成就,部分是前十年的良好环境延迟作用的结果。同样因为延迟作用,斯大林时代的暴政所产生的恶果要等到斯大林时代结束后才慢慢显露。只有考虑延迟效应,我们才能理解为什么斯大林之后政治走向民主,科学却反而走向衰落。

三、“科热伏尼科夫佯谬”的意义   

  “科热伏尼科夫佯谬”的意义首先在于,它能够引起人们对俄罗斯和苏联科学史的兴趣和关注。由 于俄国在地理上的特殊位置,它既不完全属于西方国家,也不完全属于东方国家。这一尴尬地位使得俄 罗斯和苏联科学完全没有被纳入世界科学史的进程。这也就是为什么汤浅光朝注意到了20世纪世界科 学中心由西欧转移到美国,却忽略了在西欧科学衰落和美国科学兴起之间实际上有一个过渡时段:20世 纪20至50年代。在这个过渡时段,苏联科学扮演了很重要的角色。人们往往津津乐道于50年代后的 美苏争霸,但是,如果没有苏联科学在50年代之前的崛起,美苏争霸是根本无法想象的。所以,“科热 伏尼科夫佯谬”对理解世界科学史的变迁是不可缺少的一环。对中国而言,“科热伏尼科夫佯谬” 的意 义则更为特殊。这不只是因为苏联与中国一样是社会主义国家,还因为,中国50至70年代与苏联20 至50年代的情形惊人的相似。同样是政治环境很糟糕,却同样做出了出色的成就。1982年中国评出的 一大批国家自然科学一等奖几乎全是这个时候做出的。相反,后来政治环境变好了,一等奖却连年空缺。 因此,“科热伏尼科夫佯谬”对中国而言具有普遍意义,对“科热伏尼科夫佯谬”的理解也会有助于对 中国当代科学史的理解。   
  当然,就一般科学史和科学社会学理论而言,“科热伏尼科夫佯谬”仍然是一个独特的现象。科学 社会学的奠基人之一巴伯在考察科学与社会之间的关系时构造了一个有利于科学进步的理想社会类型, 并认为像美国和英国这样的“自由”国家比纳粹德国和苏联那样的“极权”国家更接近于理想类型,因 而更有利于科学的发展[16]。 如果剔除意识形态的影响,那么巴伯的观点可以更中性化的表述为:自由、 民主比计划、专制更有利于科学进步。我们承认,在一般意义上,巴伯的观点能够概括绝大多数事实。 但诚如默顿敏锐指出的:“在不同的社会环境中同一种文化价值可以导致出直接相互矛盾的结果。”[17]例 如,19世纪当纯粹数学兴起的时候,许多科学家都一致反对功利主义,认为功利主义限制了科学潜在生 长方向的可能。但是在近代科学诞生之初,当科学尚未获得社会自主性的时候,科学家们却总是急于宣 称它们的科学发现对社会如何如何有用,因为唯有如此,科学才能获得更广泛的社会支持。同样,无论 是自由、民主还是计划、专制也都可能在科学舞台上扮演不同的角色:时而是“好人”,时而是“坏人”。 所以,如果说“科热伏尼科夫佯谬”不能完全改变我们以前的看法,它至少能帮助我们深化以前的认识, 从而避免任何简单却失之片面地概括。   
  在方法论上,“科热伏尼科夫佯谬”也具有重要意义。首先,研究科学史的国别研究,不能局限于 这个国家内部,而要广泛注意国家间的科学交流。用系统学的语言来阐述就是,在考察系统内部结构的 同时不能忘记系统的外部环境。科学史的研究方法有一个从内史到外史的演变过程。如果将科学作为一 个系统,那么所谓内史方法就是只研究系统的内部结构,而外史方法就是同时考虑系统的外部环境。但 是,当科学与社会一体化之后,当科学与一个国家的社会环境构成一个新的系统时,就需要将外史方法 进一步扩展,继续考察这个新系统的外部环境。这时的“外”就不只是科学之外而是国家之外了。我们 在“科热伏尼科夫佯谬”的解释(1)中揭示了这一点。其次,不但要注意理想和成熟形态的社会因素 对科学的影响,还要注重那些非成熟形态、过渡性的社会因素对科学的影响。比如苏联的社会主义制度, 从建立到成熟有一个过渡过程。在这个过渡过程中,社会主义制度同时具有典型资本主义和典型社会主 义的特点。因此,它对科学的作用和影响也具有双重特征。这时,任何成熟的理论都不可能对其作出准 确刻划,它需要重新理解和解释。第三,科学史研究需要借助心理学的理论和方法才能对反常现象作出 较好的解释。因为科学创造不但是一个智力过程,也是一个心理过程;历史不但是一个自然过程,也是 一个人工过程。从这个意义上说,科学史研究不但要将外史方法扩展,还要将内史方法扩展,不但要研 究科学的内部,还要深入到科学家的内心。最后,科学史研究应尽早摆脱静力学的研究方法,积极运用 动力学的分析工具。因为历史的本质在于它的时间性,将历史做成切片进行研究的静力学方法恰恰抽掉 了历史的这一本质,于是像“延迟效应”这样的普遍现象反而常常被科学史家所忽略。 

参考文献

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2001年5月21日加入