读一点科技史

笑来老师说,新时代的我们要读一点科技史。大部头太重,那就从刘青峰先生的一本小书开始吧。

从科学之外反思科学,如人文立场是不可或缺的,但更为重要的是,科学作为人类认知取向的可靠知识体系,必须把这种认知指向科学自身,这就是:让科学的光芒照亮自己。

近代西方科学技术的加速发展得益于两个循环的交互作用。

第一个是实验—理论—实验的循环,理论对实验起着指导和设计作用,实验则对理论起着鉴别作用,从事理论研究和实验研究的科学家们从各自的局限中摆脱出来,结合为一体。

一个科学家手中要获得可以进行实验的仪器,这不是轻而易举的事。科学家可以根据前人的实验经验自己创造仪器,但他主要是从整个社会的技术体系中取得仪器的。这就引出了第二个循环——技术—科学—技术的循环。一般说来,技术发达,不仅能普遍提供新的实验仪器,而且还会造成技术成果向科学研究工具转化的压力。而理论构想一旦涌现,技术细节的困难也会迎刃而解。

上述两个循环涉及的三个要素形成了近代科学技术结构。

近代科学技术结构主要是指科学理论、实验和技术三者之间形成的有机整体。正因为具有这种结构,近代科学技术才能在和整个社会的相互联系中具有一种循环加速的发展机制。

伽利略循着从亚里士多德关于运动的论断推导出来的悖论发现轻物和重物下落速度相同,极大地突破了亚里士多德的体系,这是近代科学的开端。伽利略的贡献首先在于他搞理论的方法,他认为一个理论体系必须无逻辑矛盾,他运用逻辑将理论进行整理,使其清晰化,进一步的贡献则在于他把理论搞成一个构造型体系,一旦把理论赋予构造型,就发现了其中的矛盾。

逻辑构造型体系大大增加了实验的鉴别作用。要进行实验,特别是根据理论的需要有目的地来设计实验,必须完成从常识性的本体观到结构观的转变。即对不同的事物,我们仅仅限定其某一种性质来考察,把它数量化,看作一种结构的一部分。科学的对象不再是性质综合的实体,而是某一组相关性的变量的结构关系。

逻辑构造型理论体系和从结构观点看待自然界这两者并用的理论规范称为构造性自然观,它有两个明显的特点:第一,它具有可证伪性;第二,它具有可预见性。这两个特点把它与实验紧密结合在一起,先由实验归纳出某些结论,科学家提出理论来解释它们,并预言其他结论,这些结论又可以由实验来鉴别。这样就构成了理论—实验—理论的反复循环。

科学实验并不像人们想象的那样简单,它要满足一定的结构,遵循一定的规范。伽利略之后,一个科学家要是宣布发现了一种新的现象,他一定要把这个实验怎么做、需控制哪些条件公布出来,别人根据这些条件去重做并能重复时,实验才被肯定。做一个第一流的实验科学家和做一个第一流的理论家同样困难。

只有受控实验才能转化为技术,才能加入到科学—技术—科学的循环中去。技术是人类有目的的一种实践活动,它的过程是受控的,实验结果向技术的转化就意味着实验室操作的社会化过程。实验过程的物化意味着为使实验装置转化为定型的技术设备提供条件。

科学—技术—科学循环除了要求实验结构是受控的,并尽可能使用仪器外,还要求受控实验和构造性自然观相结合。这就意味着仪器是有科学原理的仪器,它代表着原理,是原理的物质表现。这样,仪器和实验才有灵魂。它可以使自己的形式千变万化,以充实到技术那要求苛刻的实体中去。

受控实验系统的全面建立需要学者传统和工匠传统的结合。一般提出理论、完成非实用目的的实验是学者的工作,但制造仪器和将仪器转化为技术工具则只有靠工匠来完成。

资本主义经济结构的开放性导致并加速了匠人群体的消失,促成了开放性技术体系的形成。

在古老的封闭性技术结构中,技术的产品是商品,可以在社会中转移,而技术本身却不是商品,它的凝固性构成了循环加速的巨大阻力。克服这种阻力的首要条件是资本主义经济结构的建立,一次又一次强烈的需求冲击并迫使技术转移。资本把技术还原成一般等价物,并用纯粹的经济效益来衡量它们。它把工匠变为雇佣劳动,把他们的技能和人一起转化为商品。对于匠人来说,这是失去他们自古以来就以此为豪的技艺的痛苦过程;但对于技术体系来说,是开始摆脱古老束缚加入循环加速的伟大开端。

一旦技术具有科学的灵魂,匠人的技艺也就不再带有不可思议的神秘性了。要赋予技术以科学的灵魂,技术就必须完成两个转变:第一,由手工操作变为机器生产;第二,匠人转变为工程师。

在近代科学技术结构中,我们还可以看到一种理论、实验和技术之间相互转化的求实的创造精神。它是在人类改造自然和社会时所表现出来的一种进步的精神力量。科学精神并不能简单地归结为一般的创造性,而是基于科学技术结构的、遵循科学方法的一种创造精神。


本文选自微信公众号再见苏菲(ID:farewellsophie ),摘选自《让科学的光芒照亮自己——近代科学为什么没有在中国产生》。

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