科技文化散论

关增建


 

笔者虽然学理科出身,现在从事的又是人文学科的教学和科研工作,但绝不敢自诩为有系统的 科学观和人文观。只不过因为在学习与研究的过程中,对于科技文化有些感受而已。笔者愿意借此 机会,将这些感受公之于众,以期与同好交流,领受识者的针砭。

我们现在学习的科学,是从西方近代科学发展起来的。而西方近代科学则是继承了古希腊文明 的特点,经过伽利略等人的开创性工作,逐渐成长起来的。从古希腊科学到近代科学,再到现代科 学,经历了一个有机的发展过程,它们与中国传统科学是完全不同的两个体系,其差别表现在方方 面面,其中思维方式的差异,表现得尤为突出。

说到思维方式,我们在学习现代科学时,首先感受到的是逻辑的力量。在大学学习物理学时, 最先接触的是牛顿力学。从牛顿三定律等简单几条原理出发,按严密的逻辑推论的方式,竟可构造 出整个牛顿力学大厦,令人不能不震撼于逻辑的力量。逻辑的作用,在数学中表现得更为明显。数 学离不开证明,而证明离开形式逻辑一步也行不通。即使在现代科学研究中,借助于逻辑的力量, 也能获得重要的进展,这已经是屡见不鲜的了。

正是由于惑于逻辑的力量,记得在大学读书的时候,曾幻想整个物理学乃至科学大厦,都可由 几条简单的公理出发,依靠严密的逻辑推演而得以建立起来。但是,这种幻想很快就因为对相对论 的学习而破灭了。1905年,年轻的爱因斯坦在《德国物理学年鉴》上发表了五篇论文,其中对以后 世界影响最大的一篇是《论动体的电动力学》。在这篇论文中,爱因斯坦提出了后来被称之为狭义相 对论的崭新的力学理论。狭义相对论建立在表面上似乎互不相容的两条基本原理之上。这两条原理 一条叫相对性原理,是说一切物理定律在所有惯性系中是等价的;另一条叫光速不变原理,是说光 在真空中的传播速度为一常数,与光源和观测者的运动状态无关。

对传统观念冲击最大的首先是光速不变原理。光速不变?!居然有这样的事情!在对经典物理 学的学习过程中,我们已经建立了牢固的运动叠加观念,知道对于光来说,观测者测量到的光速取 决于两个因素:光本身的运动速度和观测者与光源之间的相对运动状态。可现在狭义相对论竟然告 诉我们说:光速不变,与光源和观测者的运动状态无关!非但如此,它还被冠以原理的称号,成为 狭义相对论的基石! 

光速不变原理与经典物理学有着根深蒂固的矛盾,它不可能依靠逻辑的力量,从已有的理论中 推演出来。在这个问题上,逻辑无能为力。但光速不变原理又实实在在是科学原理,它的提出,是 科学发展取得的一个大成就。这就给我们提出一个命题:科学发展,仅靠逻辑推演是行不通的。

我们知道,人类的思维方式,可以分为逻辑思维和形象思维两种。就科学突破而言,逻辑思维 所起的作用是有限的,因为科学突破往往是对原有科学概念或科学理念的突破,既然如此,它就不 太可能从原有的框架里用逻辑推演的方式得到。换言之,形象思维对于科学发展所起的作用是巨大 的。要获得突破性的科学成就,不接受一定程度的形象思维训练是不可能的。正因为认识到了这一 点,在现在的素质教育中,音乐文学艺术等方面的内容才占据了相当的比重。

那么,究竟应该如何看待这两种思维方式在科学发展中所起的作用呢?可以这么说,科学突破 需要有形象思维的辅助,而科学的发展、科学体系的构造、科学的普及、深入、宣传和推广等则离 不开逻辑思维的作用。这是因为,科学在取得突破之后,还需要进一步获得科学界的认可,需要在 突破的基础上构建新的科学大厦。否则,这种突破对科学事业的发展就毫无意义。而要达此目的,不用逻辑的语言,对新发现进行条理清晰的解说,如何能让大众理解?不对其在科学上的应用进行 合乎逻辑的推演,又如何能由新的科学发现出发构造出新的科学体系来?因此,逻辑思维和形象思 维是相辅相成的,对于正常的科学思维而言,它们是缺一不可的。这样的说法,是老生常谈了。但 一个命题能够被“常谈”,说明它是有其不朽的生命力的。正因为如此,本文在这里才又重谈了一 次。

逻辑的力量在近现代科学发展过程中发挥着巨大的作用,对于中国古代科学而言,情况又是怎 么样呢?在中国科学史上,李约瑟难题是一个尽人皆知的命题,该难题的大意是说,中国在公元三 世纪到十三世纪之间保持着一个西方所望尘莫及的科学知识水平,但在近现代,中国的科学技术却 落后了。面对这种局面,英国著名的中国科技史家李约瑟博士提出:在有过如此发达的科学技术的 中国,为什么不能产生出近代科学技术?长期居于领先地位的中国,为什么从十六世纪之后科学技 术每况愈下、逐渐落后?

对于李约瑟难题,人们提出了形形色色的解答,这些解答包含一个共识:中国传统科学未能发 展出一个完善的逻辑系统,是其未能发展成为近代科学的原因之一。甚至当代科学巨匠爱因斯坦对 类似的问题也发表过自己的见解。其见解表现在他的那段在中国颇为知名的话中:“西方科学的发展 是以两个伟大的成就为基础的,即希腊哲学家发明的形式逻辑体系(在欧几里得几何学中),以及通 过系统的实验发现有可能找出因果关系(在文艺复兴时期)。在我看来,中国贤哲没有走上这两步, 那是用不着惊奇的,令人惊奇的是这些发现全都被做出来了。”

爱因斯坦的这段话引自许良英先生等人编译、商务印书馆1977年出版的《爱因斯坦文集》一书。 在该书1979年的修订版中,引文的后一句话被改为:“在我看来,中国贤哲没有走上这两步,那是用不着惊奇的,若是这些发现全都做出来了倒是令人惊奇的。”这两种译法的差距是巨大的,它们所 对应的英语原文为:“In my opinion one has not be astonished that the Chinese sages have not made these steps. The astonishing things is that these discoveries were made at all." 从原文来看,前一种译法似乎也可以接受,但考虑到中国的实际,我们只能接受后一种译法,如果我们认为爱因斯坦这位权威对中国传统科学也有足够的了解的话。因为无论如何,形式逻辑体系以及通过系统的实验找出因果关系的做法,在古代中国是罕见的。

在思维方式方面,中国人没有类似于欧几里得几何学所表现出来的那种严密的形式逻辑体系, 这是毋庸置疑的。它使我们的传统科学在向近代科学过渡时,处于先天发育不良的境地。近代科学 在中国的难产,这是原因之一。当然,这并非说中国人不讲逻辑。任何一个民族,说话也好,办事 也罢,都必须遵守一定的逻辑规则,否则,这个民族就无法生存。中国人缺乏的是严密的形式逻辑 体系,而不是其他。

中国人思维方式的另一特点是求实性。古人一旦提出一个理论或假说,还是比较注重寻找证据 的。这表现在政治思想方面,要稽之于经典,而在处理具体的科学问题时,对超越经验范围之外的 东西,则很难接受,要求要有所验证。《汉书·艺文志》引述说:“孔子曰:如有所誉,其有所试。” 西汉刘向向皇帝进献《淮南王书》,里面有些稀奇古怪的记载,皇帝命令人拿去做实验,实验表明那 些记载完全是胡说八道,刘向为此差点儿掉了脑袋。翻开古书,很容易见到“验”、“试之验”、“试 之不验”、“果验”之类的字样,也表明了古人求实、求验的思想特点。墨家的光学实验、赵友钦的 小孔成像模拟日食实验、历代漏刻管理官员日复一日孜孜不倦反复测试追求漏刻计时精度的提高, 等等,无不表现着中国古人在处理具体科学问题时的求实性。

与中国人这种求实性形成鲜明对比的是古希腊人对理性的崇尚。希腊人看重的是理性思维,他 们更加相信思维所得、相信逻辑推理的结果,因而才会有所谓“自然法”的概念。西方人用law表 示自然规律,认为那是神圣不可违反的,是自然界的法律。公鸡变成了母鸡,他们认为是违反了自 然规律,犯了法,因此那只公鸡就要被处死。对理性的崇尚,是欧几里得几何学中的形式逻辑日积 月累熏染的结果。这种熏染,为近代科学的兴起准备了一定的条件。

但是,无论是中国人的求实性,还是西方人的崇尚理性,这两种思维方式都不能对近代科学的 兴起产生实质性的推动作用。过于求实,理论思维上不去,即使有了对自然现象的观察,也上升不 成理论假说,永远脱离不了经验阶段。而只看重逻辑,相信推理,科学就只能停留在玄想思辨的地 步,在旧有的框架里徘徊,也与近代科学无缘。

到了17世纪,伽利略采用实验方法,填补了西方思维方式中的空位。从此,在讨论科学问题时, 人们逐渐形成了一种方法上的共识:在发展科学时,首先要对自然进行观察和实验,总结出经验规 律,然后为解释这些经验规律而提出理论,再把这些理论应用于实验,如果理论继续得到实验证实, 那么理论被证明是正确的;如果与实验有出入,就要修改理论。这就是爱因斯坦所说的通过系统的 实验找出因果关系的做法。有了这种方法,科学脱离它的古代形态,实现向其近现代形态的转化并 进一步得到发展,也就成为顺理成章的事情了。在完成这一方法上的飞跃之前,无论中国的思维方 式,还是西方的逻辑推理,都与科学的思想方法无缘。

在寻找中国科学在近代落后的原因时,不少人还把它归咎于中国人所用的汉字。例如美国著名 中国问题专家费正清教授就曾认为,“科学未能发展同中国没有订出一个更完善的逻辑系统有关”, 而“这个逻辑弱点的基本原因汉文字形的性质。”波德麦(F·Bodmer)也说,“中国人不得不使用 十七世纪的语文来吸收现代科学的概念,他们不可能获得成功。”而斯图泰琬(E·H·Stutevant)则 更进一步提出:“中国人只有放弃他们的表意文字,才能有希望在科学、技术和学术上与欧洲人竞 争。”(上述引文源自杜石然等著、科学出版社出版之《中国科学技术史稿》,1985年版,下册,328 页)

实际上,在20世纪早期,在讨论当时中国社会何以积贫积弱屡受列强欺侮的时候,已经有不少 人从汉字身上找原因了。汉字落后论成为进步知识分子的共识,“废除汉字”的主张成为五四运动的 伴生物,年轻的革命家瞿秋白、新文化运动的旗手鲁迅,教育家蔡元培等,都曾经大声疾呼要废除 汉字,推行拼音化文字。影响所及,新中国成立以后,也把文字改革的方针确定为走世界文字共同 的拼音方向。

为实现汉字的拉丁化,近百年来,多少学者殚精竭虑,苦研终生,但却收效甚微。实践已经证 明,汉字可以简化,但却无法拼音化。用拼音文字来代替现行的方块汉字之路是走不通的。从理论 的角度来看,汉字落后说远非定论。香港的安子介先生就曾对此做过多年钻研,系统地提出了汉字 科学的新理论、新观念,为近百年的汉字蒙冤史画上了一个句号。近年来,报纸上刊物上论证汉字 先进性的文章更是屡见不鲜。汉字能够适应当代科学发展的观点,已经牢固地站立了起来,而且与 20世纪华人社会科技发展的现实也不矛盾。 

虽然如此,笔者还想再饶舌几句,就汉字与近代中国科学这一命题说些浅见。前文已述,科学 的发展需要形象思维和逻辑思维的共同作用,而在形成这些思维的过程中,语言文字会起到潜移默 化的作用。在这一点上,汉字非但没有阻碍中国科学的发展,而且与拼音文字相比,还能发挥正面 的作用。

汉字是直接从象形文字发展出来的,以单字为单位,呈现出整体性,每一个汉字都是一个完整 的图形。人们在学习汉字时,不能依靠对其组件或笔画的背诵来进行记忆。对汉字的记忆,应该是 一种整体记忆,就象照相机照相时在底片上曝光一样。人们在阅读时,人脑通过眼睛输入汉字,采 用的是瞬时图像输入的方式。这是一种整体的形象输入,而不是时序性的逻辑输入。这种整体性, 属于形象思维的范畴。汉字已经存在了几千年,它的这种整体性,对以汉字为主要阅读对象的中国 人的思维方式,应该会有所影响,使得中国人在形象思维方面,会更发达一些。受这种影响产生的 思维方式,应该表现出某种整体性、综合性的特点。而这正是中国人的思维特征。

文字、语言对人的思维方式的影响是不可分的。语言对人脑的输入是时序性的,它对人脑思维 的影响是在逻辑思维范围内起作用的。这样,汉字、汉语对人的思维方式的影响是互补的,人们在 阅读的同时,在逻辑思维和形象思维两方面都得到了训练。这对科学的发展,应该是有利的。

而拼音文字则不然。拼音文字的特征是其组合性,单词由字母组成,人们对单词的记忆,是通 过对组成该单词的字母的排列顺序的背诵而得以实现的,即其输入是时序性的,类似现在电子计算 机的击键输入。这种时序性的输入方式对人脑的影响是在逻辑思维范围内起作用的。人们在阅读拼 音语言文字时,虽然在快速阅读情况下,对其单词一般也是整体输入的,但由于其非方块性,其作 为图像输入人脑就远不入汉字方便。拼音语言对人脑的输入与其他语言一样,是时序性的,其文字 本身对人脑的输入也是时序性的,这就使得人们在使用这种语言文字的过程中,只是受到了逻辑思 维的训练。受这种训练产生出来的思维方式,会表现出某种分析型、结构型特征。这些特征在西方 人思维方式中,是很常见的。西方人逻辑思维发达,这也许是原因之一。与中国人在阅读时,会同 时受到逻辑思维和形象思维两方面的训练相比,我们当然更倾向于赞美汉字。当然,我们不能把语 言文字对思维方式的作用说得绝对化了,甚至不能把它说成是一个肯定因素,但无论如何,汉字决 不是造成中国传统科学落后的原因。中国传统科学落后,另有更深层次的原因。

以上的分析,都与历史有关。这给我们带来了一个问题:我们能否把握历史的真相?如果不能 把握,那么基于历史所做的分析是否可靠?换言之,我们应该如何看待历史学研究? 首先,什么是历史真相?我们如何判断我们所知道的一件事情是否符合历史真相?对这个问题 的回答,似乎首当其冲应排在第一位。因为如果这个问题不解决,对其他问题的分析,好像也都无 法进行。但遗憾的是,这个问题无法解决。是否符合历史真相,我们无法给出明确的判据。

人们探究历史问题,首先要对史料进行分析。但在这里,史料不能评判是否符合历史真相这一 问题,因为它本身也是人们研究的对象。要做这种判断,只能由研究的主体即研究者来进行。而研 究者在时间上是远离其研究对象的,这就为他们的判断带来了相当的难度,也使人们对其判断的可 信度产生了怀疑。要消除这种怀疑,最好的方法是看历史学家们在对同一问题进行判断时意见是否 一致,如果他们的意见一致,我们就能认可他们的判断了。但这种方法有两点困难:其一,对比较 复杂的历史问题而言,历史学家们的意见很难达成一致;其二,历史学家们的见解还会受到时代背 景的限制,即使他们在某个时间达成了一致,也还会受到时间变化的影响。时代变化了,历史学家 们的见解也会变化。那么,历史真相又在哪里?

为了解决这一问题,历史学家们力图在历史遗留下来的信息中寻找更多的旁证,依靠对证据的 罗列来增加自己的论断的说服力。乾嘉学派考据之风就是这么兴起的。影响所及,后世的历史学家 们也都乐此不疲。胡适就曾极力强调材料的重要性,傅斯年更有“上穷碧落下黄泉,动手动脚找东 西”的名言。这样做,确实推进了历史学的发展。但是,从理论上来看,也还存在一些问题。首先, 历史遗留给我们的信息,相对于历史自身而言,毕竟是不全面的,寻找到的再多,也不能等同于历 史本身。再者,历史信息大都是经过人们加工后遗留下来的,完全客观的历史信息是不存在的。还 有,研究者在对历史信息进行搜集、整理、比较的过程中,必然会掺杂有今人的主观理解在内。对 于同一史料,不同的人有不同的解读,这是司空见惯的事情。有这么多的主观性掺杂了进去,又如 何能得到客观的历史?

其实,事情并没有那么严重。我们知道,历史的发展是连续的,其特征正如数学上一条连续的 曲线一样。我们要研究历史,就是要对历史发展的这条曲线进行分析。而在数学上,要对一条曲线 进行分析,首先要在坐标系中标出相应的点来,然后用连点成线的方法,画出曲线来,再对曲线求 一阶导数,这样就可以知道曲线在求导处的上升或下降趋势。还可以进一步求出二阶导数,以便对 曲线的形状有所了解。显然,在坐标系中标出相应的点是一切的基础,而这些点的标注不可能绝对 精确,但只要其位置精度限制在一定的误差范围之内,就不会影响后面的那些操作步骤。同样,我 们对历史事实的把握也不可能做到绝对客观,但只要对其有足够的了解(这是能够做到的),并不影 响我们在此基础上对历史进行分析。

上述用数学上对曲线的分析比喻历史,还有另一层含义。数学上分析曲线,要经历求点、连线, 再求一阶导数、二阶导数等步骤,这象征着历史学的研究也应该是分层次的。而且,历史学研究的 层次还可以与数学上的这些操作步骤一一对应起来,二者有一定的可比性。

史学研究的第一个层次,也是最基本的层次,是对单个历史事实的了解和掌握。这个层次的研 究以确立个别的历史事实为任务,它追求对史实在一定程度上的“复原”,其研究方法以考释和描述 为主,还要参考人类学、考古学等的研究成果。这个层次相当于数学上求曲线时在坐标系里标点。 数学上对点的标注不可能做到绝对精确,但在一定的误差范围内,这种不精确并不影响曲线的走向。 同样,历史研究对史实的“复原”也不可能绝对客观,但只要对史实达到了一定程度的了解,也不 影响我们对历史走向的把握。还有,在这个层次上对个别历史事实掌握得越多,就相当于在坐标系 里标得点越多,这样用连点成线法描绘出来的历史发展曲线就越接近历史真实。

第二个层次的史学研究在第一层次已确立的史实基础上进行工作,以探讨它们彼此间的相互关 系为任务,主要研究方法为归纳与分析。它相当于数学上的连点成线。第一阶段是对单个历史事实 的“复原”,而这个阶段则是对整个历史发展的宏观过程的勾画。这个阶段的工作做好了,我们对历 史发展轮廓的把握也就比较清楚了。

第三层次的史学研究以一二层次的工作为自己的基础,在已经确定了的史实和史论上建立历史 演化的一般法则和理论模式。其工作方法的特征为抽象,尤其重视假设和想像。有了这种法则,我 们对历史发展的动力、原因等内在因素,就会有比较好的把握。这相当于数学上分析曲线时对其求 一阶导数。一阶导数能使我们对曲线的上升和下降有具体了解,同样,这个阶段的工作能使我们对 历史演化的法则有较深刻的理解。

第四层次的史学研究是历史学的最高层次,可以称为哲学史学。它从哲学角度对整个历史学进 行思考,是历史学对自身的反思。这相当于数学上对曲线求二阶导数。通过二阶导数,我们对曲线 的凹凸特性可以有所把握,同样,通过这个层次的史学研究,通过从哲学角度对历史学的反思,可 以加深人们对社会、对人类自身的理解。历史学社会功能的充分发挥,不能不最终依赖于这个层次 的史学研究。

对史学研究进行这种层次上的划分,理论上应该是成立的,实践上也是必要的。因为不同层次 的史学研究有不同的追求目标和不同的研究方法,明白了这一点,有助于我们了解自己工作所处的 位置,从而规范自己的研究方法、明确自己的研究目标,也有助于减少史学对话中的误解。实际上, 史学史上许多无谓争辩的产生,跟争辩双方的工作处于不同的研究层次有关。因为所处层次不同, 造成研究方法、追求目标、价值判断等的不同,从而难免产生一些无谓争辩。所以,对史学研究进 行层次上的划分,也有助于提升我们的史学争论,使我们的史学争论更上一个台阶,最终使我们的 史学研究更上一个台阶。

史学研究离不开价值判断。实际上,价值判断并不仅仅存在于史学研究,而是贯穿于所有的研 究者头脑之中,不管这些研究者是自然科学工作者,还是社会科学工作者;也贯穿于所有科学研究 工作的组织者和管理者的头脑之中。在中国,这种价值判断更多地表现在对所谓“有用”和“无用” 的界定上。例如,研究应用科学的,看不起研究基础科学的,觉得他们的成果,可以在经济主战场 大显身手,而基础科学的成果,则大多数都没有什么用处。他们忘了朱熹的诗句:“问渠哪得清如许, 为有源头活水来。”没有基础科学源源不断地提供素养,应用科学岂不成了无源之水、无本之木?而 研究基础科学的,在受到应用科学工作者冷遇的同时,也不忘适时奚落社会科学工作者两句:我们 这是前沿科学,你们那算什么?社会科学能算科学?你们对社会的作用无非是充当花瓶,点缀点缀 而已。我们经常听到这样的说法:搞前沿科学不行的,去搞科学史。这种说法是代表了一批人的认 识的。

社会科学属不属于科学,涉及到科学的定义,这里姑且不论,但有一点可以肯定的是,它绝不 是花瓶。社会科学对社会的作用,绝非点缀。社会就象一架大机器,自然科学的作用,是构建这架 机器的轮轴和齿轮,而社会科学则向这架机器注入润滑剂。看一下中国社会中的一些不正常现象, 例如法轮功的猖獗一时、伪科学的顽强兴起,等等,就可以知道缺乏社会科学的进步和普及,会对 社会的健康发展带来多大的危害。要维持社会机器的正常运转,社会科学是不可或缺的。

上述“有用”“无用”之辩,并非仅是一些人的腹议,它虽然很少在正式场合被付诸于口头、宣 之于报章,但它反映的是一种普遍的社会心态,影响的是权力部门的决策。例如,“文化大革命”时, 高校停办,学生们“停课闹革命”,教育界一片混乱。在这种动乱之中,一代伟人毛泽东,一旦意识 到没有科学技术会使国家的发展受到影响,就毫不犹豫地做出了那条著名的批示:大学还是要办的。 可惜的是,他明确指出,“还是要办的”那些大学是指理工科大学,文科是不包括在内的。

即使现在,在我们国家的科技政策中,也仍然可以看出重工轻理、重理轻文的倾向。每年的大 学招生,在招生人数的学科分布上,这一点表现得非常清楚,理工科招生人数比文科招生人数是要 多得多的。国家的自然科学基金,本来是为了支持基础科学研究而设立的,但要申请这个基金,要 获得成功就必须强调应用价值。同样一个课题,基础科学研究所获得的资助金额远小于应用研究, 但又比社会科学研究的资助强度大得多。虽然看上去是学科本身性质上的差异决定了基金资助强度 的差异,但这种差异远不该那么大。当然,近些年来,这种现象在减弱,但仍很突出。对于一个处 于经济起飞的初始阶段的民族而言,这种现象的存在也许是不可避免的。我们希望它所存在的时间 能够再短一些。

记得小时候读《水浒》,很为施耐庵给梁山好汉那位足智多谋的军师起的名字纳闷——智多星吴 用。吴用者,无用也。既然无用,何以称智多星?何以当军师?从吴用在水浒中的表现来看,他对 梁山事业的发展是非常有用的。说他无用,岂不冤枉?小说中的名字是虚构的,既为虚构,为何不 给他起一个更好的名字。及至后来,学了一些文史知识,才知道无之为用,是为大用。正如老子所言:三十辐共一毂,当其无,有车之用; 埏埴以为器,当其无,有器之用;凿户牖以为室,当其无,有室之用。 毂是车轮的中心部位,是中空的。没有它的中空,车轴就无处安置,就无车之用。调和黏土制成陶 器,陶器中间也要是空的。若制成的陶器是实体的,它就无法用来盛物,就不能作为陶器发挥作用。 一间房子,凿开门窗,门窗处是无,正因为它是无,这间房子才能发挥房子的作用。由此可见,无 用之用,是为大用。以无用名梁山军师,军师得其名矣。

无用之用,是为大用。希望我们科学战线上的战士们、希望我们科学事业的组织者和管理者们, 都能更深刻地理解关于有用和无用的这个辩证法。

 

2001年2月18日加入