科学史论文--自然如不能被目证那就不能被征服

自然如不能被目证那就不能被征服
W. C. 丹皮尔
最初，人们尝试用魔咒
来使大地丰产，
来使家禽牲畜不受摧残，
来使幼小者降生时平平安安。

接着，他们又祈求反复无常的天神，
不要降下大火与洪水的灾难；
他们的烟火缭绕的祭品，
在鲜血染红的祭坛上焚燃。

后来又有大胆的哲人和圣贤，
制定了一套固定不变的方案，
想用思维或神圣的书卷
来证明大自然应该如此这般。

但是大自然在微笑——史芬克斯式的笑脸。

注视着好景不常的哲人和圣贤，
她耐心地等了一会儿——
他们的方案就烟消云散。

接着就来了一批热心人，地位比较卑贱，
他们并没有什么完整的方案，
满足于扮演跑龙套的角色，
只是观察、幻想和检验。

从此，在混沌一团中，
字谜画的碎片就渐次展现；
人们摸清了大自然的脾气，
服从大自然，又能控制大自然。

变化不已的图案在远方闪光；
但它的景象不断变幻，
却没有揭示出碎片的底细，
更没有揭示出字谜画的意义。

大自然在微笑——
仍然没有供出她内心的秘密；
她不可思议地保护着
猜不透的史芬克斯之谜。

1929年9月于多塞特郡希尔费尔德
以下为鄙人的作业：
人类征服自然的历程回望
征服自然，对于向来狂妄的人类来说，这虽是一个近乎不自量力的梦想，却从未被放弃过。

幸好有这样一个从古至今被无数人追求着的梦想存在，我们才拥有了科学和技术这两样东西，并不断在这一条漫长的进步历程上飞速前进。

科学技术史见证了这条历程，而研习这段历史，我们便会明白，这一路是多么艰难，又是多么丰富。

读了W.C 丹皮尔的一首《自然如不能被目证那就不能被征服》，全诗短短数句，却已经把人类科学技术从起步到今天千年来的历史精妙的描述出来。

科学技术，一个所有人都熟悉的不能再熟悉的词组，然而真的要去给它下一个定义，却不那么容易，毕竟，科学技术在不同的时代有着不同的含义。

但无论定义为何，科学技术发展的目的却是始终未变的，归为一句话就是提高人类生活的质量——不管这种生活质量的提高是指一项新技术广泛应用为人类物质生活带来的好处，还是一个自然哲学谜题的破解让人类对自身加深了认识，活的更加“明白”。

尽管科学技术史的长河中，大多数杰出的科学家献身科学都不是因为这个目的，而是出于对科学的热爱，或是对知识的渴求，但事实已经证明，他们的成果极大程度的改善了现今人类的生活。

顺着科学技术漫长的历史，让我们回到远古时期，回到人类刚开始从其它哺乳动物中脱颖而出的时代，去追溯一下科学的起源。

那时的人类还很脆弱，过着和其它野兽一样原始的生活，生命里最大的问题就是如何与自然抗争安全的活下去。

对于所有无法解释的自然现象，人类逐渐发现自己的无助，便开始想象世间存在着一种超能力，并希望通过膜拜这种超能力而寻求到保护。

就如诗中所述：“最初人们尝试用魔咒来使大地丰产来使家禽牲畜不受摧残来使幼小者降生时平平安安”原始农耕，原始畜牧，妇女分娩，前两者保障了远古人类不用去追逐野兽也能填抱肚子，而后者保障了我们这一物种能顺利的繁衍下去。

那时的人类别无所求，只求这三件事情不要出什么差错。

从一个现代人的眼光来看，通过寻求一种超自然的力量——所谓的魔咒——去得到丰产和安全，显然是可笑和没有成效的。

但不要小看了这种对魔咒的盲目膜拜，一些时候，巫术仪式的某个行为恰好真的是能帮助妇女顺利分娩的，对“天神”的预测恰好是符合预测天气的原理的，焚烧贡品时可能又恰好发现了火的新应用，古时的人类虽然还没聪明的使用和发展科学，但已经聪明到了意识到事物的规律，于是他们每次都会重复之前产生了期望效果的行为，并在每次都得到了预期的结果。

对自然规律的观察和经验积累——科学就这样诞生了。

“他们又祈求反复无常的天神，不要降下大火与洪水的灾难；他们的烟火缭绕的祭品，在鲜血染红的祭坛上焚燃。

”这是一幅有点血腥的原始场景，但就是这种在无知中的盲目尝试孕育了科学。

这种没有目的却也歪打正着积累了很多“科学”的时期持续了很久，直到古希腊那些哲学家的诞生。

古希腊辽阔的疆土，富足的生活资源和当时的社会制度让人们有时间思考生命，思考世界，于是，科学终于从被动的积累变成了主动的探求。

希腊的哲学家们善于观察，相比之下却不那么喜欢实验，由于事情的真实原理总是和它们表面的样子不太相同，所以古希腊哲学家的思考结论很多都是错误的，但这并不影响他们成为后人眼里的圣贤，今天的我们还是记住了苏格拉底，柏拉图，亚里士多德，德谟克利特等人的大名。

我们感谢他们敬仰他们，和他们的理论正确与否无关，而是因为他们勇于开山破路，最先开始探究万物的本源。

说起这些探究万物本源的哲学家们，我最喜欢的一位其实是名字不那么响亮的泰利斯，不仅仅因为他被誉为科学的鼻祖，还因为那个关于他通过气候知识在橄榄丰收季大大赚了一票的故事。

泰利斯让人敬佩的一点是在客串了一回商人并尝到甜头之后，他还是义无反顾的回到哲学研究上了，这样的执着就是配得上被成为圣贤。

泰利斯在反复思考和观察之后，给出了关于万物起源自己的答案：万物源于水。

这不是个显而易见的答案，虽然事物的普遍的变化性和流动性让人很容易与水联系在一起，但铁，木头，这样的固体是怎样由水幻化而来的却难以理解。

之前已经说过了，重要的不是结论正确与否，泰利斯这一答案的给出引发了后面若干哲学家去努力给出更完美的答案。

恩培多克勒将单一元素水扩展成了四元素水、土气、火，使元素论能解释更多的现象，而留基伯则更有创意的提出了原子组成说，并被弟子德谟克利特发扬光大。

在这段不长的历史里，万物起源的解释层出不穷，这些解释无一能被可靠的实验证明，圣贤们不知道自己正确与否，但到了原子组成说时已经与通过现代科学手段得到的正确答案相差不多。

由此可见古代自然哲学家的大胆和主动思考确实能带来丰硕的收获。

万物本源并不是古代哲学家思索的唯一问题，另一个很热门的话题是我们的世界究竟长成什么样。

中国古代有以“天圆地方”为代表的猜想，而在古希腊时期，关于这个问题的答案更加丰富也更加合理。

亚里士多德无数的成果之一便是通过观察到月亮上影子是弧线形的来断言我们生活在一个球形的世界上，先不要急着去想他是怎么想到月亮上的阴影是地球挡住阳光造成的，他之后的人还得出了更
多天文方面的惊人成果，包括埃拉托色你对这个球形世界大小精确度极高的测量，阿里斯塔克对月球致敬的推算等。

从这一时期天文学上的高产我们可以看出，希腊人可不只是会空想，还懂得根据观察来的事实动手计算出观察不出来的事实。

如果说原始人类巫术魔咒的运用是科学的起源，那么古希腊圣哲们的科学积累则可以毫不夸张的被称为科学自诞生以来第一个发展上的飞跃。

如接下来所呈现的，这个飞跃又会随着时间的逝去，被下一个飞跃所取代。

每一个全胜时期之后都总会有一段漫长的灰暗日子。

希腊文化的光芒逐渐退去，中世纪时期科学技术发展的停滞不前，这一切都过去之后，生来对于自然真理便有一种渴望的人类终于等来了又一个光明的时代——文艺复兴。

这个时代的科学迅速的成熟起来，对于自然的探求已经不再是圣哲的专利，任何一个人都可以凭兴趣参与科学这场游戏，赢家的数目没有限制，而获胜的奖励便是一个新自然规律的明了。

丹皮尔的诗中所谓“地位比较卑贱的热心人”就是在形容这一时期的科学家们。

这不是一个准确的概括，因为这时的科学家不乏名门贵族，不过贫贱出身的人只要有个聪明的脑袋，同样可以跨进科学研究的圈子。

文艺复兴时期的科学研究已经具备了实验这一工具，因此相比于古希腊的纯思考和观察，想获得真相会变得更加容易。

这一时期很多产的科学家之一实际上是一个艺术家，他就是达芬奇。

用他作为例子是因为他是出身卑贱（私生子）却又名载科学史册（同时名载艺术史册）的典型。

如果说达芬奇研究人体解剖学是处于艺术创作需要，那么他研究物理学建筑学等学科并发明了无数用处各异的机械工具则纯属精力旺盛外加天赋异禀。

记得在来上海上学之前的一个暑假来这里旅游，去上海科技馆参观时恰好赶上了一个关于达芬奇机械发明的巡回展。

临时展厅里的墙上挂着达芬奇的手稿图片，而中间则挂着人们根据达芬奇所绘制的草图做出的模型，观众可以亲自动手操作。

从水车到飞行器应有尽有，如果不是他古怪的用自创的密码书写科学方面的研究成果以致于人们用了很久才读懂，文艺复兴时期的科学飞越肯定还会更进一步。

后人也用不着过了几百年才费很大劲的做到达芬奇大师早就做到的成果了。

科学技术史的课程里全面的介绍了很多科学界的名人，但可能是因为从小听到过的响亮名字只是其中几个，回想整个历史最先跳到脑海里的也总就是那么几个人，达芬奇是一个，接下来的一个就是牛顿，比达芬奇晚出生190年的牛顿代表的已经不仅仅是个人，而是一个科学界的时代，说起近代科学不得不提起他。

牛顿就是传说中的天才——身为一个遗腹子和早产儿，出生时不到5斤，母亲改嫁后和文盲姥姥度过了无聊的童年，7岁上学以前脑子空空如也，家人对他也不抱期望，然而牛顿上中学后就熟练的掌握了拉丁语希腊语西班牙语和英语，被推荐去了剑桥，20岁出头就当上了终身教授。

牛顿几乎所有被人熟知的伟大成就都是在26岁以前完成的，在那之后，他主要干的事情是和莱布尼茨因为微积分的“版权”而争风吃醋，以及错误的把研究方向放在了不可能有什么成果的炼金术上。

巨人就是巨人，就算如此，牛顿还是改变了科学的世界，直到今天，我们中学课本里大部分的物理知识还都是牛顿创造的经典力学，大学里的物理课程也不过是把同样是牛顿一手创造的微积分数学方法加到了物理学里。

或许牛顿出生时还是个“地位卑贱的人”，或许他投身科学的初衷只是“热心”，而他在做的也
不过是“观察幻想和检验”，但结果证明他已经压过了科学史上所有科学家的风头，也再也没有人敢把他和“卑贱”一词放在一起。

历史并不总是有明显的分界点，但若把牛顿时代作为一个界点的话，从这个界点至今，科学的发展再也没出现过如中世纪一般的沉寂，而是一直乘风破浪的走了下去。

法拉第和麦克斯韦等人在电磁学上的研究成果被应用于通讯技术改变了全世界人的生活，而此后量子力学的创建更是打开了物理的新时代；以近代化学之父拉瓦锡为开端的化学飞跃给接下来的生物学和医学发展打下了基础；自达尔文提出进化论在历史上再一次撼动了普通人关于“我们从何而来”的答案后，遗传学，生物学，化学的学科交融一直持续到今天。

物理化学生物医学……所有的学科不再是互相独立没有联系，交叉在一起的研究和进步给科学指明了新的发展方向。

登陆月球，开拓南极，改造生命，创造虚拟世界……，人类在征服自然的历程上越走越远，留下了一个个鲜明的脚印。

“字谜画”被一点点的揭示清楚了，人类明白了他们能控制什么，也明白了他们该服从什么，然而事情真的是越变越明了了吗？
“科学始于迷茫，终于更高的迷茫”，科学是一条永远也走不完的路，科学史也永远不会终止书写。

经过了这门课的学习，能够列举出从古到今各个科学界名人以及他们的成就并不是最重要的收获，最重要的是，我已经明白，学习科学技术史，不是为了回望科学的过去，而是为了带着对过去的理解创造出一个科学更好的未来。

虽然一学期没怎么听这门课，但觉得那老师还不错，好歹也是个风趣的教授。