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我们对科学有多少误解?清华教授:中国四大发明不属于科学
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科学史家、清华大学人文学院教授、科学史系主任吴国盛指出:世界著名的李约瑟难题其实是个假问题,关键在于科学与技术的区别,中国古代只有技术没有科学,四大发明不属于科学。中国古代技术发达,“在运用自然知识造福于人类生活这方面,远远走在世界前面”,但不是科学发达。
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2005年弗龙堡大教堂装修,在某个柱子下面挖出一具男性尸骨,初步检测是一位70岁的男性,根据颅骨复原初步判断有可能是哥白尼,拿DNA检测,哥白尼早年有根头发在书里夹着,把头发的DNA跟骨头的DNA一配,发现就是他。
但是后来发现了伽利略的手稿,表明他的确做了这个实验,而且实验结果非常奇怪,他发现重的东西反而落得慢,而轻的东西落得快。这个实验报告说明他的确做过这个实验。
还有科学史家做了实验,发现的确可以出现重的落得慢而轻的反而落得快的现象,原因是,两只手抓不同重量的东西,重的球抓得比较牢,所以先把轻的放下去了,重的晚一点放,导致很奇怪的结果。
所以,伽利略有没有扔球?第一确实是扔了,第二,虽然扔了,但是实验结果很奇怪,并没有证明他想证明的东西。
苹果砸下来这个说法哪来的?也不是空穴来风,牛顿晚年对粉丝说早年他们家苹果砸了他一下,所以写在了他的传记里,也不知道他是老糊涂了还是讲故事开玩笑。
有一些误解是稍微高级一点的。比如,我们一般认为科学理论是正确的理论,对吗?也不能说全错。但是科学是一个历史发展的过程,一个时期它是正确的,后面又被否证,后面的理论使前面的理论变得局部正确,而不是绝对正确。
比如牛顿力学在诞生时是标准的科学理论,但是有了相对论以后,就变成局部正确的理论。
再比如过去老宣传哥白尼的伟大学说——日心说,很容易把哥白尼的反面托勒密地心说丑化,很长时间人们甚至认为托勒密是一个坏人。
可是,地心说是古代世界最伟大的科学理论,他把数学模型和天文观测相结合,使之相互对照、相互改进,是标准的科学理论。不能因为地心说被否认了,日心说被接受了,就说地心说不是科学理论。
哥白尼时代认为宇宙是有限的所以有中心,今天我们知道宇宙没有中心,所以日心说其实也不完全正确,宇宙没有中心就无所谓地心日心了。
比如狄拉克说:“使一个方程具有美感比使它去符合实验更重要。”这句话如果我来说,科学家会认为我胡说,但是狄拉克这么说就值得我们深思。
海森堡也是大物理学家,量子力学的创始人之一,他说:“当大自然把我们引向一个前所未有的和异常美丽的数学形式时,我们就不得不相信它们是真的。”
比如牛顿和胡克一辈子不对付,他们俩互相不喜欢,关于万有引力的平方反比定律到底是他们谁先提出的争执不下,牛顿有句名言:“如果我比别人看得更远,那是因为我站在巨人肩上”,很多人认为这句话是讽刺胡克的,因为胡克是个矮子,这句话意思就是说“我要站也要站在巨人的肩上,不会站在你的肩上,老跟我抢优先权干什么”。
现在科学史上一般认为,牛顿大概是最先有这个念头的,但是莱布尼茨是独立发明的,而且莱布尼茨发表得早,他们俩的思路和用的符号不一样,现在我们用的微积分符号是莱布尼茨的那个版本。
英国的亚当斯和法国的勒维列都用数学的方法计算出天王星后面还有一个星干扰天王星的轨迹,自古以来人们知道五大行星,天王星发现以后运行轨道跟牛顿定律规定的轨道有偏差,有些年轻人认为后面一定有颗星对它有干扰,可以反算出来。
亚当斯算了,勒维列也算了,最后勒维列的计算成果被实际观测到,海王星被观测到以后,英国人发现亚当斯之前也算出来过,也交给天文台看过,于是就出现了优先权之争。
他们俩倒不怎么争论,俩人很低调,但是两国的粉丝不干,互相打,法国人坚决要求把这个星命名为勒维列星,那边坚决要命名为乔治星。最新的研究表明,亚当斯没有算对,他算错了,根本看不见,应该还是勒维列的功劳,他们俩没有争,但是有人帮他们争。
再看看达尔文和华莱士。达尔文品德很高尚,他的自然选择理论被称为进化论,其实达尔文没有发表这个理论的时候收到一封年轻的华莱士写给他的信,信里完整描述了自然选择理论,达尔文一看吓一跳,他一看这个东西好像自己写的一样,非常沮丧,他觉得最伟大的成就被年轻人抢走了。
但是他很诚实,他说华莱士你就发表吧,后来他的朋友莱尔给他主持公道,把他们俩的成果同时发表。
科学家=狭隘的专家吗?
这个时代很喜欢专家。其实科学家根本不狭隘,很多科学家非常有情调,非常多才多艺。
爱因斯坦就很爱拉小提琴。
玻尔,不仅是量子力学重要的创始人,还是著名的足球运动员,1922年当地报纸报道“我国著名足球运动员玻尔获得本年度的诺贝尔物理奖”。他当时是哥本哈根大学著名的门将,后来到他们国家著名的球队效劳,不过他的水平不如他弟弟厉害,他弟弟踢进国足,曾获得1908年奥运会亚军。
科学家是不是都是苦行僧呢?当然不是,有些科学家也是柔情似水,有些人也是满腔游侠之气。
薛定谔是量子力学重要创始人,波动力学的方程薛定谔方程就是他想出来的,他怎么想出来的?这跟他风流成性也有关系。
1925年的圣诞节,他与人私奔,在私奔期间想出了薛定谔方程,从1925年的12月开始到1926年上半年,薛定谔天才的创造力猛烈爆发,历史上一般认为这是因为他的爱情绽放奇特的火花造就了科学的进步。
而费曼跟薛定谔完全不一样,他非常专一。他的太太是他的中学女友,但是患了很严重的肺结核,不过费曼不离不弃,一定要和她结婚,结婚三年以后妻子去世了,当时费曼正在参加原子弹计划,到死也没有告诉妻子他做的是什么。费曼是多才多艺的人,会唱歌,据说他会呼麦唱法,他还会打鼓。
中国人特别常见的观念上的误解有两个:
我们总是从功利角度、实用角度看待科学。我们特别能够理解科技是第一生产力,科技是推动经济发展的巨大杠杆,我们把科技当成是达到某种高尚目的的手段,所以科学的工具化、手段化是我们文化根深蒂固的念头。
那如果科学不是有用的话,科学是什么呢?科学从起源开始,它的基本精神是为科学而科学,科学是自己如此、自给自足、自主的理论生发方式,科学的起源不是满足于某些实际的应用。
科学是舶来品不是土特产
早年西学进来中国人把Science翻译成格致学、格物学、西学格致,到了五四时期按照音译叫做赛先生,后来人们慢慢采用来自日本的译名,1915年就定下来了,叫做“科学”。
英文的Science来自拉丁词根Scientia,拉丁文的Scientia来自希腊文Episteme。
爱因斯坦说过现代科学有两大来源,一个是《几何原本》为代表的希腊形式逻辑思想,一个是来自近代的实验思想。所以科学真正的起源来自希腊。
以欧几里得为例,有一个学生跟他学了几天几何就问,老师我们学这个东西有什么用?脾气一贯很好的欧几里得勃然大怒,“你骂谁呢?我怎么会教你有用的东西,我教你的完全是无用的东西。”
所以传统文化推崇的是把读书作为达成更高尚目的的手段,缺乏超功利的精神,有一种极为强大的功利主义的考虑。
两次西学东渐
顺治皇帝特别喜欢汤若望经常听他讲课,南怀仁是康熙的老师。三位代表人物都是通过精湛的天文学技巧走进了中国的皇宫,这也是西学东渐得以开展的前提。
一开始托勒密体系进来了我们完全支持,后来哥白尼体系来了我们也完全支持。除了极少数人,我们几乎没有什么人对西方的科学理论有兴趣。只对它们的天文历法计算技术有兴趣。
《几何原本》的翻译者徐光启深刻认识到中华民族缺乏几何学的思维,所以央求利玛窦翻译这本书,很可惜翻译了前六卷后,徐光启的父亲去世了,他回家奔丧,回来后利玛窦也去世了,这一耽搁就几乎没有人有兴趣研究。
康熙对几何学有点兴趣,南怀仁经常教康熙几何学,但他学几何学主要目的是抖机灵,而不是认识到它的重要性,比如头一天晚上学了几何定理,第二天上朝就说某爱卿你能不能证明三角形内角和等于180度,戏弄大臣。
另一半的《几何原本》一直没有翻译出来,一直到1857年才补齐,这一耽搁中华民族就整整耽误了250年,这250年正好是西方科学技术发展的大时代。所以在当时东西方势均力敌的情况下,中国文化对西方的科学没有表现出特殊的兴趣。
在特殊的历史遭遇下,中国人心目中的科学其实就是力量型的科学,是技术。中国人心目中科学家通常有三大类别,要么可以制造军事力量,要么可以解决饥饿问题,要么为国争光,都是实用性的。
举两个例子,比如清华的老学长钱伟长先生,1931年,他考到清华的历史系,中文、历史都是满分,数理化不行,只有几十分,当时正好出现九一八事件,他痛感学历史不能救国,决定改学物理,结果成了一代力学宗师。
另一位是王淦昌院士,两弹元勋,当时国家说希望你参加这个项目你觉得怎么样?他说“我愿以身许国”,28年隐姓埋名,他的儿女28年没有见过他。所以那时候最优秀的科学家都有浓郁的儒家思想,家国情怀。
在儒家思想激励下,中国近代一百多年来的科学技术产生了丰硕的成果。今天中国科技人力资源超过八千万人,世界第一。2016年中国论文产出42.6万份,世界第一。我们的博士学位的发放量每年超过5万,世界第一。这说明中国已经初步建成了科技大国、科技教育的大国,我们可以自己培养科学家、技术发明家、工程师、科技管理家等,更重要的是我们国家现在的研发投入已经排名世界第二,仅次于美国。
功利主义科学观的局限性
但是这个是不是够呢?并不够。功利主义的科学观在某个历史时期有正面意义,但是在新的历史时期局限性越来越明显。2016年国家颁布了关于创新战略的文件,尖锐地指出,我们的核心技术仍然受制于人,我们原始创新严重不足。
第一,无功利的探索热情。中华民族这么多人,这么多优秀的头脑,但是我们的教育并没有激活无功利的探索热情,遗憾的是我们目前的教育过份地功利化,我们的学生严重缺乏对真理本身的热情、对宇宙奥秘不可遏制的探索冲动。
第二,无拘无束的自由探索,我们想象力、创造力均基于此。
我们最优秀的头脑做另外的事情了,比如中国古代最优秀的人都在吟诗作赋,我们在审美角度,在诗性的角度上挖掘,所以没有走上科学发展的道路。
熟人社会通过血缘方式来进行文化构建,所以中国社会血缘亲情这部分味道很浓。血缘文化的后果是什么?就生成了特有的仁爱精神,认为人作为人的标志是有情有义有爱,儒家将之概括成“仁”,是人就要有基本的仁爱精神,没有仁爱之心的人不算人,就是禽兽。
中国文化中主导的人文动机用什么来实现呢?儒家说“礼”才是把人教化成有仁爱之心的根本形式,“礼以成人”,所以以儒家为代表的中国文化本质是“礼”的文化,不管是做皇帝的还是贩夫走卒,所有人都要讲“礼”,所以礼文化弥漫在中国文化每个环节之中。
中国天文学的目标是规范每个人日常的礼仪行为,而且也不承认上天有一个不以人意志为转移的客观规律,当然了,如果上天有这样的规律怎么能对皇帝进行规范呢?
中国古代认为,一些奇特的天象是上天警告皇帝的,比如日全食是为了警告皇帝不要乱来,如果日全食完全是不以人们意志为转移的客观规律的话,那就起不到对皇帝进行警告的作用。所以,中国的天文学不是西方意义上的科学。
生人文化怎么构建社会秩序呢?靠契约精神,通过契约方式构建社会秩序。契约文明要求每个人都是独立的个体,独立自主的个体被西方思想家抽象为两个字——“自由”,所以自由精神是西方文化的核心价值,这种核心价值是理解西方文明非常重要的关健词。
希腊人认为为了培养一个自由人,就要让他学自由的科学。什么样的科学是自由的科学?无功利的,自主自足自我展开的知识类型才是自由的科学。科学一开始就是自由的科学,是超功利的,是自我演绎的、证明的、推理的科学,是无用的科学。
苏格拉底说了,“一个人不可能主动犯错误,错误都是无知造成的”,所以知识成了希腊人的最高追求,所以他的自由也是知识论的自由。科学之所以在希腊文明诞生和这种特有的文化氛围有关系。
但是我们要注意到,继续发展科学,以科学作为我们的立国之本才是中华文明真正的复兴之路,所以摆在我们面前最大的问题是如何把这种基于自由的科学的精神融入我们中华民族仁爱的土壤中,这是我们未来所面临的艰巨的任务。
某种意义上来说,经过一百多年的努力,中国人民基本解决了挨打问题、挨饿问题,剩下的问题是所谓的挨骂问题。挨骂问题的本义就是文化认同问题,今天怎么建设一个未来的中国文化?如何让这个文化既保有中华民族传统的美德、传统的仁爱精神作为重要要素,同时融合近代几百年来行之有效的科学精神?
诺贝尔奖奖励原创性成果,而原创性成果没有办法通过某些功利的方式促成,当然也有人说持续的高强度的支持将来总会出现突破,我承认也许有这种可能性。但是诺贝尔奖根本上是鼓励原创成就,原创的东西是没法通过计划、大兵团作战攻破的。我想艺术创作也好、伟大的科学发现也好,都是类似的,都必须基于自由探索的精神。
先简单说一下李约瑟问题,包含两句话,第一句话中国古代科学十分发达,第二句话为什么近代科学在中国没有诞生。
中国人特别喜欢谈李约瑟问题,在我看来主要是喜欢第一句话,实际上那是特定历史时期的特定产物,中国过去落后挨打,我们希望有人来讲我们古代祖先的好话,所以李约瑟问题是一个特殊历史时期的特殊问题。
但是我个人认为李约瑟问题是一个假问题,第一李约瑟没有区分科学和技术,把中国古代的技术混同为科学,因此,他的第一句话根本就不成立,因此整个问题也就不成为一个问题。
我认为中国古代没有科学,这是在什么意义上说的?从希腊科学意义上,从近代数理科学意义上来看,中国古代没有科学。但是从博物学意义上来看,中国古代有科学,中国古代有丰富发达的博物学,而且文献众多,思想独特,只不过这部分我们挖掘的比较少。
在李约瑟范式影响下,过去比较多的是研究在西方现代科学眼光之下中国古代的成就,很少有按照中国文化自身的范畴逻辑,研究中国人的博物学怎么做的。
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