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今日之科學(xué)和技術(shù)已成為左右人類命運(yùn)的重要力量，然而由實驗和數(shù)學(xué)相結(jié)合的自然科學(xué)在17世紀(jì)被少數(shù)學(xué)者創(chuàng)立之時，它的價值只為社會上層統(tǒng)治者中間的少數(shù)人所認(rèn)識。到18世紀(jì)，這種新的理智方法已為中產(chǎn)階級的自由主義知識階層了解和把握。一般市民階層對科學(xué)的關(guān)心，是從19世紀(jì)開始的。進(jìn)入20世紀(jì)以來更多的人都認(rèn)識到，科學(xué)具有改變?nèi)祟愇镔|(zhì)生活和精神生活的巨大能力。當(dāng)今各國政府都把科學(xué)技術(shù)作為增強(qiáng)綜合國力和提高國際競爭力的戰(zhàn)略因素加以考慮。對科學(xué)認(rèn)識的這種變化是科學(xué)與社會相互作用發(fā)展的結(jié)果，這是一個歷史過程。

今日之公眾把科學(xué)和技術(shù)的緊密聯(lián)系看作是不言而喻的，然而在歷史上它們卻是沿著獨(dú)立的路徑發(fā)展的，在17世紀(jì)初有少數(shù)人認(rèn)識到科學(xué)和技術(shù)兩者可能并應(yīng)該合作，到18世紀(jì)才付諸實踐。此前相當(dāng)長的歷史時期中，科學(xué)對其成果的實際應(yīng)用漠不關(guān)心，技術(shù)在沒有科學(xué)幫助的情況下發(fā)展，而且當(dāng)技術(shù)能夠從科學(xué)得到助力時卻不只一次地嘲笑了科學(xué)。

今天我們必須把科學(xué)理解為目的明確的歷史過程。就科學(xué)與生產(chǎn)、技術(shù)的相互關(guān)系來說，19世紀(jì)中葉是一個轉(zhuǎn)折時期，大體上可以說此前是生產(chǎn)→技術(shù)→科學(xué)的發(fā)展模式，而此后則是科學(xué)→技術(shù)→生產(chǎn)的模式?？茖W(xué)自身的邏輯發(fā)展與社會需求發(fā)展的交匯處往往是新科學(xué)的生長點(diǎn)。科學(xué)為求得其生存條件不得不以適應(yīng)社會的主流價值觀為代價，而任何社會要想發(fā)揮科學(xué)的社會功能也不得不修改某些規(guī)范，以提供科學(xué)發(fā)展的社會條件。

1　科學(xué)革命的時代及其廣泛的影響

嚴(yán)格意義上的科學(xué)產(chǎn)生在17世紀(jì)的歐洲，在溯源的意義上有古代科學(xué)說。在近代科學(xué)產(chǎn)生之前，在世界范圍內(nèi)有三次科學(xué)發(fā)展的高峰期：古希臘科學(xué)、阿拉伯科學(xué)和中國科學(xué)。而產(chǎn)生在17世紀(jì)的近代科學(xué)的直接源頭是古希臘科學(xué)。

文藝復(fù)興、宗教改革和科學(xué)革命是開啟近代社會的三大潮流。文藝復(fù)興復(fù)活了古希臘科學(xué)，希臘語學(xué)家把他們不懂的科學(xué)著作譯成當(dāng)時的流行語言，而與自然相接觸的工匠又注入使之脫胎換骨的新靈魂。希臘科學(xué)的三個傳統(tǒng)——數(shù)學(xué)傳統(tǒng)、邏輯傳統(tǒng)和實驗傳統(tǒng)，在理論思維和工匠實踐的相互作用中形成了新的科學(xué)范式。同時這種新范式也是在生機(jī)論、神秘主義和機(jī)械論三個古希臘思想變型支配的環(huán)境中，以機(jī)械論思想戰(zhàn)勝前兩者而形成的。

在文藝復(fù)興和自然主義影響下，一些出類拔粹的學(xué)者在經(jīng)院之外建立學(xué)會，漠視天啟權(quán)威而訴諸理性探討真理，制造科學(xué)儀器，發(fā)展科學(xué)方法。經(jīng)哥白尼（Nicolaus Copernicus，1473—1543）提出以太陽為中心的宇宙體系，布魯諾（Giordano Bruno，1548—1600）揭示其革命性的意義，開普勒（Johann Kepler，1571—1630）在觀測資料的基礎(chǔ)上完成太陽行星運(yùn)動的設(shè)想，形成了與教義大相競庭的近代宇宙觀。而從伽利略（Galileo Galilei，1564—1645）的理想實驗方法到笛卡爾（René Descartes，1596—1650）的推理方法所開辟的“假說－演繹”傳統(tǒng)和從培根（Francis Bacon，1561—1626）的經(jīng)驗主義方法到惠更斯（Christaan Huygens，1629—1695）的實證方法所開辟的“實驗－歸納”傳統(tǒng)，在牛頓（IsaacNewton，1643—1727）手里實現(xiàn)了綜合，從而又奠定了實驗科學(xué)方法論的基礎(chǔ)。這是所謂的“17世紀(jì)科學(xué)革命”的實質(zhì)所在。作為科學(xué)革命的標(biāo)志性的科學(xué)成果是劍橋出身的牛頓的著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（1687年）和《光學(xué)》（1704年），哲學(xué)成果則是牛津出身的洛克（John Locke，1632—1704）的著作《人類理智論》（1690年），它們?yōu)榇_立科學(xué)與生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合的原理和方法，為科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。作為一門全面研究運(yùn)動的力學(xué)，不僅在整個自然科學(xué)里居中心和基礎(chǔ)的地位，還導(dǎo)致哲學(xué)家也尋求用力學(xué)的術(shù)語表述自然界的運(yùn)動，并以力學(xué)理論為基礎(chǔ)解釋世界。　　

科學(xué)革命不僅推進(jìn)了自然理論的形成，也帶動了技術(shù)的發(fā)展。畢林格丘(Vannoccio Biringuccio，1480—1538)的《火工術(shù)》（1540年）、阿哥里格拉（Georgius Agricola，1494—1555）的《論金屬》（1556年）、貝遜（Jacques Besson，1540—1576）的《機(jī)械器具的劇場》（1578年）、拉美利（Agostino Ramelli，1530—1590）的《種種巧妙的機(jī)械》（1588年）、維蘭蒂歐（Faustus Veratius，1504—1573）的《新機(jī)械》（1617年）、斯特拉達(dá)（Giacomo Strada Rosberg，生卒年不詳）的《風(fēng)車、泵等發(fā)明的精巧設(shè)計》（1618年）、佐恩卡（Vittorio Zonca，1568—1602）的《機(jī)械和機(jī)構(gòu)的新劇場》（1621年）等技術(shù)書的出版，對于推動技術(shù)發(fā)展無疑是有重要意義的。但為技術(shù)提供直接的科學(xué)原理更重要，而這方面的主要貢獻(xiàn)者是本迪梯（Giovanni Battista Benedetti，1530—1590）、斯臺文（Simon Steven，1548—1620）和伽利略。

科學(xué)革命也是一場深刻的思想革命。首先受到?jīng)_擊的是基督教神學(xué)。萊布尼茨（Gottfried Wilhelm Leibniz，1646—1716）和克拉克（Samuel Clarke，1675—1729）之間關(guān)于科學(xué)與神學(xué)的論戰(zhàn)意味深長，斯賓諾莎（Benedictus Spinoza，1632—1677）著《神學(xué)政治論》（1670年）批判舊約圣經(jīng)的革命性行動造成對神學(xué)的威脅。牛頓的機(jī)械論自然觀的影響也反映在斯密斯（Adam Smith，1723—1790）的經(jīng)濟(jì)學(xué)著作《富國論》（1776年）和配第（William Petty，1623—1687）的人口統(tǒng)計理論《政治算術(shù)》（1690年）中。文學(xué)和詩也不例外，笛卡爾和巴斯卡爾（BlaisePascal，1623—1662）明快簡潔的文筆導(dǎo)致新散文體在法、英、荷等國誕生，而詩人的想象力也被吸引到星界的大宇宙和人體小宇宙的比喻之中。

2　技術(shù)機(jī)械化和人類理性化的世紀(jì)

18世紀(jì)由于牛頓科學(xué)思想和洛克哲學(xué)思想的傳播，英國發(fā)生了產(chǎn)業(yè)革命，法國爆發(fā)了政治革命，德國出現(xiàn)了哲學(xué)革命，從而形成“技術(shù)機(jī)械化和人類理性化”的偉大世紀(jì)。

英國的產(chǎn)業(yè)革命開始于1760年代，到1830年代開始向歐洲大陸和北美擴(kuò)散。蒸汽機(jī)、焦炭、鐵和鋼是促成產(chǎn)業(yè)革命加速發(fā)展的四項主要因素。產(chǎn)業(yè)革命的顯著特征是技術(shù)的機(jī)械化，決定性作用是動力的自動化，與此相關(guān)聯(lián)的是生產(chǎn)形態(tài)由家庭作坊到工廠體制的轉(zhuǎn)變。一般說來，這次產(chǎn)業(yè)革命不是科學(xué)的直接產(chǎn)物，許多技術(shù)發(fā)明是在經(jīng)驗基礎(chǔ)上作出的，但并非同17世紀(jì)的科學(xué)毫無關(guān)系。特別是在蒸汽機(jī)的改進(jìn)問題上，科學(xué)顯然是產(chǎn)業(yè)革命的一個組成部分。瓦特（James Watt，1736—1819）的旋轉(zhuǎn)蒸汽機(jī)專利（1781年）使蒸汽機(jī)成為通用原動機(jī)，而這一成就的取得是與他在格拉斯哥大學(xué)作機(jī)械師時學(xué)習(xí)了潛熱理論密切相關(guān)。17世紀(jì)科學(xué)革命的突破主要在“理解”的層面，而18世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命的突破主要在“實踐”層面。17世紀(jì)那些為探索自然規(guī)律和建立力學(xué)世界圖象做出巨大貢獻(xiàn)的科學(xué)家們很少直接有助于工程師，而18世紀(jì)的科學(xué)家們在一般力學(xué)原理公式化以后轉(zhuǎn)向細(xì)節(jié)問題的諸多研究成果，則直接有助于工程師。一些老牌大學(xué)，如劍橋大學(xué)和牛津大學(xué)，在推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新方面的貢獻(xiàn)較少。走在產(chǎn)業(yè)革命潮流前頭的是愛丁堡大學(xué)和格拉斯哥大學(xué)。這里培養(yǎng)了發(fā)明紡紗飛梭的凱伊（John Kay，1704—1764）、發(fā)明煉鐵高爐的羅伯克（JohnRoebuck，1718—1794）和創(chuàng)立潛熱理論的化學(xué)家布拉克（Joseph Black，1728—1799），以及哲學(xué)家休謨（David Hume，1711—1776）等推動產(chǎn)業(yè)革命前進(jìn)的重要人物。產(chǎn)業(yè)革命是新技術(shù)向縱向和橫向擴(kuò)散的過程。技術(shù)機(jī)械化的過程首先在紡織行業(yè)，由織布機(jī)到紡紗機(jī)，由毛紡到棉紡，由工具機(jī)到動力機(jī)。紡織機(jī)械化過程中，制造機(jī)器的材料和印染的需求促進(jìn)了鋼鐵工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，而這些工業(yè)又要求增加作為動力燃料的煤炭的供應(yīng)，對煤炭的需求又引起采掘和運(yùn)輸業(yè)的技術(shù)改進(jìn)。這一切促進(jìn)了工業(yè)的集中，形成諸多新興工業(yè)城市。在技術(shù)擴(kuò)散的進(jìn)程中，不僅新興的學(xué)會作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，貴族、銀行家和商人們注意傾聽科學(xué)家、發(fā)明家和工程師的意見，并幫助他們實現(xiàn)其理想以及對實際解決緊迫問題所給予的獎勵，也都是對產(chǎn)業(yè)革命的貢獻(xiàn)。馬爾薩斯（Thomas Robert Malthus，1766—1834）在其《人口論》（1798年）中所擔(dān)心的人口增長饑饉由于產(chǎn)業(yè)革命而幸免。

法國市民階層的成熟要比英國約晚一個世紀(jì)。由于伏爾泰（Fracois-Mariede Voltaire，1694—1778）等人把牛頓科學(xué)和洛克哲學(xué)等英國人的進(jìn)步思想引進(jìn)法國，才在路易十四時代開始思想啟蒙運(yùn)動。在這啟蒙運(yùn)動中，把解放自然力的產(chǎn)業(yè)革命精神推廣到從民族解放到自我解放。這一方面產(chǎn)生尊重個人的文學(xué)和藝術(shù)，另一方面通過對自然的尊重和贊美達(dá)到了對自然多樣性的新認(rèn)識。在自然科學(xué)領(lǐng)域，既形成了一批牛頓科學(xué)思想的信徒，又產(chǎn)生了一些超越力學(xué)自然觀的思想家。前者的工作完善了力學(xué)的一般原理，達(dá)朗伯（Jean Le Rond LeD'Alembert，1717—1783）的《動力學(xué)論》（1743年）和拉格朗日（Joseph-Louis Comte do Lagrange，1731—1813）《分析力學(xué)》（1788年）為其代表。后者的代表人物是受伏爾泰影響的布豐（George Louis Leclero Comte de Buffon，1707—1788）和狄德羅（Denis Diderot，1713—1784）。布豐通過自然史的研究，發(fā)現(xiàn)了自然的多樣性，并提出自然進(jìn)化的思想。狄德羅在其《關(guān)于自然解釋的思想》（1753年）中就提出超越數(shù)學(xué)物理的實驗物理學(xué)思想。由他主編并且?guī)缀跛袉⒚伤枷爰叶紖⑴c執(zhí)筆的《百科全書》（1751—1772年），把科學(xué)技術(shù)作為改善人類生活的基礎(chǔ)，闡明各門知識的相互關(guān)聯(lián)，探究其原理和起源，論說其社會功能。這套百科全書不僅成了革命的思想武器，其復(fù)興培根精神和重視實驗哲學(xué)的思想也成為18世紀(jì)下半葉科學(xué)思想的主要特征，聲、光、電、熱的實驗研究逐漸展開。自然之火和理性之光，終于點(diǎn)燃了1789年的大革命。革命政府的科學(xué)政策根源于啟蒙思想家的思想。經(jīng)過短期的小資產(chǎn)階級雅格賓黨專政時期（1792—1794年）的破壞以后，自由資產(chǎn)階級掌權(quán)的共和時期，進(jìn)行了教育革命，建立高等師范學(xué)校和高等技術(shù)學(xué)校，科學(xué)院作為國立學(xué)士院也重新活動。這次教育改革的意義在于第一線科學(xué)家成為教授并使教學(xué)與實驗緊密結(jié)合，為近代工科教育樹立了典范。

德國的市民階層又比法國落后了近一個世紀(jì)。在法國資產(chǎn)階級想要打倒專制王朝時，德國統(tǒng)治者產(chǎn)生了緊迫感。柏林科學(xué)院成了腓特列大帝（Frederick，1733—1797）啟蒙文化政策的據(jù)點(diǎn)。作為開明專制政策的一環(huán)，招來莫泊丟（Pierre-Louis Moreau de Maupertuis，1698—1759）、歐拉（Leonhard Euler，1707—1783）、伏爾泰和拉格朗日等牛頓主義者，從而使德國活躍起來。但是，與政治上完成市民革命的法國相反，德國生機(jī)論的哲學(xué)傳統(tǒng)與浪漫主義奇妙的結(jié)合，產(chǎn)生了超越力學(xué)自然觀的辯證法自然觀。最早想要超越力學(xué)自然觀的是康德（Immanuel Kant，1724—1804）和哥德（Johann Wolfgang von Goethe，1749—1830）。康德在《判斷力的批判》（1790年）中充滿企圖調(diào)和力學(xué)自然觀和目的論的搏斗。哥德在其《植物的變態(tài)》（1790年）中從現(xiàn)實著手作超越力學(xué)自然觀的“理性的冒險”。承襲這一思想而建立自然哲學(xué)的是謝林（Fridrich Wilhelm Joseph von Schelling，1775—1854）。他從費(fèi)希特（Johann Gottieb Fichte，1762—1814）那里繼承了“自我和非我”的哲學(xué)辯證法思想，完成了自然的辯證法著作《自然哲學(xué)觀念》（1797年）和《論世界靈魂》（1798年）。他主張最初的東西不是物質(zhì)本身，而是吸引和排斥這兩種力的統(tǒng)一所產(chǎn)生的東西。精神也是一樣，必須統(tǒng)一于更高級的同一性中，“自然是看得見的精神，精神是看不見的自然”。追求對抗的兩種力的統(tǒng)一的這種自然觀以兩極性和二元性為第一原理，把認(rèn)識絕對統(tǒng)一作為究終目標(biāo)。

3　科學(xué)理論化和技術(shù)科學(xué)化的世紀(jì)

英國的產(chǎn)業(yè)革命、法國的政治革命和德國的哲學(xué)革命為19世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的驚人發(fā)展創(chuàng)造了社會條件。19世紀(jì)最主要的科學(xué)成就是熱力學(xué)、電磁場理論、化學(xué)原子論和生物進(jìn)化論。物理科學(xué)和生命科學(xué)都進(jìn)入了理論科學(xué)的時期，技術(shù)成為“科學(xué)的”技術(shù)。從19世紀(jì)下半葉起，一些生產(chǎn)技術(shù)直接源于實驗室，另一些技術(shù)則源于科學(xué)原理。

熱力學(xué)的誕生是產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)原理的探求推動的，最好地體現(xiàn)出生產(chǎn)→技術(shù)→科學(xué)的關(guān)系模式。進(jìn)入19世紀(jì)，蒸汽機(jī)成為主要原動機(jī)，到1800年，已約有500臺蒸汽機(jī)投入使用，它們的平均功率為15—16馬力。但由于缺乏充分的理論指導(dǎo)而不能合理地設(shè)計。法國科學(xué)家卡諾（Lazare-Nicolas-Marguerite Carnot，1796—1832）致力于提高蒸汽機(jī)的熱效率，發(fā)表了《關(guān)于火的動力及適于產(chǎn)生這種動力的發(fā)動機(jī)之考察》（1824年）。其后由邁耳（Johann Jobias Mayer，1814—1878）、焦耳（James Prescott Joule，1818—1889）、湯姆孫（William Thomson，1824—1909）、克勞胥斯（Rudollf Clausius，1822—1888）等循著“統(tǒng)一力”的思想，建立了熱的能量理論——能量守恒和耗能定律，即熱力學(xué)第一定律和第二定律。亥姆霍茨（Hermann von Helmholtz，1821—1894）的工作把能量守恒定律納入力學(xué)的數(shù)學(xué)體系中。麥克斯韋（James Clerk Maxwell，1831—1879）和玻耳茲曼（Ludwig Boltzmann，1844—1906）又利用統(tǒng)計方法和幾率的概念，在力學(xué)的基礎(chǔ)上解釋熱力學(xué)第二定律，導(dǎo)致吉布斯（Josiah Willard Gibbs，1839—1903）完成了統(tǒng)計力學(xué)體系。另一方面，熱力學(xué)作為蒸汽機(jī)的理論基礎(chǔ)，不僅為蒸汽機(jī)的改進(jìn)提供了指導(dǎo)，而且促進(jìn)了汽輪機(jī)（1884年）和內(nèi)燃機(jī)（1882年）的實用化。熱機(jī)作為原動機(jī)適用范圍不斷擴(kuò)展，如蒸汽機(jī)車（1829年）、蒸汽卷揚(yáng)機(jī)（1830年）、蒸汽錘（1839年）、蒸汽輪船（1839年）、汽車（1886年）等。到1880年400馬力的機(jī)組已司空見慣，1899年紐約地鐵已使用10000馬力的蒸汽機(jī)車。這些又表明了科學(xué)→技術(shù)→生產(chǎn)的關(guān)系模式。　

與熱力學(xué)相反，電磁場理論是在電磁學(xué)實驗基礎(chǔ)上數(shù)學(xué)化發(fā)展起來的。在靜電測量的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了電流（1791年）和發(fā)明了可實用的伏打電堆（1810年）以后，一系列的電磁定律被發(fā)現(xiàn)并提出了各種數(shù)學(xué)理論。由于法拉弟（Michael Faraday，1791—1867）和麥克斯韋完成了電磁場理論，洛倫茲（Antoon Hendrik Lorentz，1853—1928）把電磁場和電粒子的概念綜合起來建立起電子論。電力和電訊方面的技術(shù)運(yùn)用也應(yīng)運(yùn)而生。可實用的蓄電池（1859年）、可實用的發(fā)電機(jī)（1867年）、可實用的電動機(jī)（1873年）、電弧燈（1876年）、白熾燈（1879年）、第一個電力公司（1880年）、第一個電燈廠（1882年）、第一座水力發(fā)電廠（1882年）、第一座火力發(fā)電廠（1886年）由科學(xué)激勵的工程師們制造和建立起來。1880年代良好的發(fā)電機(jī)和電動機(jī)可供使用，電弧燈已為白熾燈取代。在電訊方面也是一樣，可實用的電報（1884年）、可實用的電話（1876年）、第一個電話交換臺（1879年）被制造出來。自動交換臺（1892年）和地下電纜（1903年）促進(jìn)了電話的應(yīng)用。這一切都表現(xiàn)了科學(xué)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的能力。

雖然拉瓦錫（Antoine-Laurent Lavoisier，1743—1794）的燃燒學(xué)說（1777年）開啟了化學(xué)革命，但化學(xué)的大踏步的發(fā)展還是依靠道爾頓（John Dalton，1766—1844）創(chuàng)立化學(xué)原子論而取得的。道爾頓在《組成大氣的幾種氣體或彈性流體的比例的實驗探究》（1802年）論文中提出化學(xué)原子學(xué)說并在《論水對氣體的吸收》（1803年）論文中發(fā)表了原子量表，阿佛加德羅（Amadeo Avogadro，1776—1856）提出分子假說（1811年），從而奠定了化學(xué)的原子－分子理論基礎(chǔ)。但這一思想直到坎尼札羅（Stanislao Cannizzaro，1826—1910）重提（1860年）以后，原子－分子學(xué)說才開始得到普遍承認(rèn)。此后，化學(xué)開始廣泛探討分子的組成、結(jié)構(gòu)和變化規(guī)律，而物理學(xué)則著重研究作為整體的分子的運(yùn)動規(guī)律?；瘜W(xué)合成技術(shù)和物理化學(xué)技術(shù)在原子理論的指導(dǎo)下興起。隨著煤焦油中苯的發(fā)現(xiàn)（1843年），以苯胺為基礎(chǔ)合成苯胺紫、品紅、苯胺青、霍夫曼紫等染料的工作基本上是偶然的。自凱庫勒（Friedrich August Kékulé ，1829—1869）弄清苯的六角結(jié)構(gòu)（1865年）之后，開始采用科學(xué)方法合成染料，威特（O.N.Witt，1853—1915）的發(fā)色團(tuán)理論（1876年）使整個染料化學(xué)合成技術(shù)迅速發(fā)展起來。于是茜素（1868年）、靛紅（1870年）、靛蘭（1878年）先后被合成。在天然高分子物質(zhì)利用方面，賽璐珞（1872年）、合成橡膠（1875年）、膠卷（1882年）、人造纖維（1884年）、人造絲（1892年）先后被發(fā)明。在物理化學(xué)技術(shù)方面，氨堿法的工業(yè)化（1865年）、人造石墨的工業(yè)化（1891年）、炭化鈣的工業(yè)化（1895年）先后被實現(xiàn)?！?br>

就科學(xué)的社會影響來說，19世紀(jì)最有影響的科學(xué)理論是進(jìn)化論。自1858年7月1日達(dá)爾文（Charles Robert Darwin，1809—1882）和華萊士（Alfred Russel Wallace，1823—1913）一起闡述了生物進(jìn)化的理論，至今近150年來，沒有哪個科學(xué)理論比得上它對社會各個領(lǐng)域所產(chǎn)生的廣泛而深刻的影響。雖然進(jìn)化的思想并不始自達(dá)爾文，康德的星云說、布豐的《博物志》（1749—1786年）、拉馬克（Jean Baptiste de Lamarck，1744—1829）的《動物哲學(xué)》（1809年）、賴爾（Gilbert Ryle，1797—1875）的《地質(zhì)學(xué)原理》（1830—1833年）都不同程度地表達(dá)了生物進(jìn)化的思想。但《物種起源》（1859年）以自然淘汰的理論說明生物進(jìn)化，第一次使生物學(xué)成為科學(xué)。這個理論在世界觀方面的重大意義的第一個反映是與教會的沖突。盡管這本書有意不涉及人類的起源，還是在清教徒的發(fā)源地引起騷動。學(xué)術(shù)振興會主辦人威爾伯弗斯（William Wilber-force，1759—1833）大主教和赫胥黎（Thomas Henry Huxley，1825—1895）之間舉行了公開的辯論，還發(fā)生了反進(jìn)化論者把動物園里的猴子拉出來示威的行徑。但是這種抵抗是無力的。不但科學(xué)家接受它，不少哲學(xué)家也接受它，哲學(xué)家斯賓塞（Herbert Spencer，1820—1903）把生物進(jìn)化推廣為整個自然進(jìn)化的觀點(diǎn)，發(fā)表了他的系列進(jìn)化哲學(xué)著作。達(dá)爾文關(guān)于“自然淘汰就是依靠生存競爭、適者生存”的說法常常被人曲解，用以為弱肉強(qiáng)食的侵略戰(zhàn)爭辯護(hù)。社會達(dá)爾文主義在中國卻有另一種理解，嚴(yán)復(fù)（1854—1921年）翻譯的赫胥黎的《天演論》（原著1894年，譯著1898年）成了資產(chǎn)階級革命家的思想武器。與進(jìn)化論相關(guān)的是孟德爾（Gregor Johann Mendel，1822—1884）的遺傳學(xué)。他經(jīng)過歷時8年的實驗寫成《關(guān)于植物的雜種實驗》（1865年），在達(dá)爾文學(xué)說的大潮中被淹沒而遭冷遇。20世紀(jì)初重新發(fā)現(xiàn)孟德爾關(guān)于遺傳的非連續(xù)性觀點(diǎn)，它的重要意義才被確認(rèn)，并導(dǎo)致遺傳學(xué)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展?！?br>

4　大科學(xué)和高技術(shù)的世紀(jì)

20世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)是19世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的繼續(xù)。這種發(fā)展的最初動力是科學(xué)內(nèi)部實驗和理論的矛盾以及理論內(nèi)部的邏輯不協(xié)調(diào)，從而產(chǎn)生了觀念的變革。這一變革的結(jié)果是量子論和相對論的誕生，它們作為20世紀(jì)科學(xué)基礎(chǔ)的地位已被公認(rèn)。從科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系來說，20世紀(jì)科學(xué)成為技術(shù)的先導(dǎo)，從技術(shù)與生產(chǎn)的關(guān)系而言，形成了經(jīng)濟(jì)學(xué)意義上的“高技術(shù)”概念。

以經(jīng)典物理為基礎(chǔ)的熱輻射理論和實驗的不一致，使普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck，1858—1947）提出能量子的概念（1900年），繼而由愛因斯坦（Albert Einstein，1879—1955）把它推廣到光而提出光量子理論（1905年），玻爾（Niels Bohr，1885—1962）又把它運(yùn)用于原子內(nèi)部而提出原子的量子理論（1913年），經(jīng)過海森伯（WernerKarl Heisenberg，1901—1976）和薛丁諤（1887—1961）等幾位科學(xué)家的工作，在1920年代發(fā)展成量子力學(xué)。致于相對論的誕生，洛倫茲和彭加勒（Jule Henri Poincaré，1854—1912）等人基于電磁場理論與以太漂移實驗相矛盾的諸多修正理論都未觸及問題的本質(zhì)，愛因斯坦從牛頓力學(xué)和電磁場理論不協(xié)調(diào)而尋求統(tǒng)一的努力則獲得了成功。他發(fā)表的論文《論動體的電動學(xué)》（1905年）創(chuàng)立了相對論，它的進(jìn)一步推廣是廣義相對論（1915年）。代表20世紀(jì)下半葉科學(xué)成就的五大模型：粒子物理的規(guī)范模型、宇宙學(xué)的熱爆炸模型、DNA雙螺旋模型、計算機(jī)馮諾依曼模型、地質(zhì)構(gòu)造的板塊模型，都直接或間接與量子論或相對論相關(guān)。1930年代以來，發(fā)展形成的粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型，是以量子力學(xué)和相對論結(jié)合而形成的量子場論為基礎(chǔ)的，沿四種相互作用（電磁相互作用、弱相互作用、強(qiáng)相互作用、引力相互作用）統(tǒng)一的研究綱領(lǐng)前進(jìn)所獲得的階段成果?？茖W(xué)的現(xiàn)代宇宙學(xué)是愛因斯坦開創(chuàng)的，作為標(biāo)準(zhǔn)模型的熱爆炸宇宙模型，是以廣義相對論為基礎(chǔ)的，結(jié)合粒子物理學(xué)的主要結(jié)論提出種種修正版。在分子水平上研究生命的分子生物學(xué)，由于作為遺傳物質(zhì)的DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型發(fā)現(xiàn)（1953年）而取得重大突破。馮諾依曼（John von Neumann，1903—1957）的存儲程序——邏輯推演模型是四代數(shù)字電子計算機(jī)的基礎(chǔ)。全球大地構(gòu)造的板塊結(jié)構(gòu)模型是在魏格納（1880—1936年）的大陸漂移說（1912年）的基礎(chǔ)上，在1960年代經(jīng)地幔對流說、海底擴(kuò)張說等階段創(chuàng)立的。它為探索固體地球的地球物理和全球地質(zhì)學(xué)創(chuàng)造了一體化的研究綱領(lǐng)，引起了地質(zhì)學(xué)的革命。

在科學(xué)的先導(dǎo)下，20世紀(jì)發(fā)展了五大尖端技術(shù)：核技術(shù)、航天技術(shù)、電子計算機(jī)技術(shù)、激光技術(shù)和基因重組技術(shù)。核物理學(xué)和相對論質(zhì)能關(guān)系式為核能利用奠定了理論基礎(chǔ)，原子彈（美國1945年）、氫彈（美國1952年）、核電站（蘇聯(lián)1954年）以及各種核輻照技術(shù)顯示了核技術(shù)的前景，核聚變能是最有希望的新能源。自第一個人造地球衛(wèi)星上天（蘇聯(lián)1957年）以后，航天技術(shù)就成了大國技術(shù)競爭的一個重要領(lǐng)域。載人宇宙飛船繞地球一周（蘇聯(lián)1961年）、阿波羅登月成功（美國1969年）、載人航天飛機(jī)試飛成功（美國1977年）等一系列重大進(jìn)展，標(biāo)示航天技術(shù)日趨成熟。自第一臺電子計算機(jī)誕生（美國1946年）到第一臺通用微型機(jī)出現(xiàn)（美國1971年）顯示電子計算機(jī)技術(shù)的長足發(fā)展；其硬件系統(tǒng)從電子管到晶體管再到集成電路和大規(guī)模集成，都是以物理學(xué)的理論和實驗成果為基礎(chǔ)的；其軟件系統(tǒng)的發(fā)展則是以數(shù)學(xué)和邏輯學(xué)為基礎(chǔ)的。電子計算機(jī)的發(fā)展的巨大意義在于，它將使得人的腦力機(jī)械化成為可能。愛因斯坦的光發(fā)射和吸收理論與固體物理學(xué)結(jié)合，導(dǎo)致第一臺激光器——紅寶石激光器誕生（1960年），接著有半導(dǎo)體激光器（1963年）、氣體激光器（1964年）、自由電子激光器（1977年）等問世。良好光學(xué)性能使它們在加工、醫(yī)療、通信等許多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。隨著分子生物學(xué)的進(jìn)步，基因重組（1973年）的實現(xiàn)開辟了基因工程這一新技術(shù)領(lǐng)域的廣闊前景。它對于增進(jìn)人類健康和食物不足可能提供最有力的手段。在藥物方面已成功地使大腸桿菌成為制造人分泌的生長激素釋放抑制因子的小工廠（1976年），實現(xiàn)了使大腸桿菌產(chǎn)生人的胰島素（1978年），外源基因安全轉(zhuǎn)移到患者體內(nèi)（1989年），使人類基因治療成為可能。在農(nóng)業(yè)方面運(yùn)用基因?qū)雱?chuàng)造新物種的探索可望有重大收獲。　

現(xiàn)已近20世紀(jì)末，雖然人們一直在思考量子論和相對論之間的某些不協(xié)調(diào)，但并沒有人感到在科學(xué)的深層基礎(chǔ)會發(fā)生嚴(yán)重危機(jī)?，F(xiàn)有成熟的科學(xué)理論的技術(shù)運(yùn)用還遠(yuǎn)未看到止境，科學(xué)原理與技術(shù)應(yīng)用可能性的探討是科學(xué)的主流。近些年人們在議論著新技術(shù)革命的問題。如果把1760年代以蒸汽機(jī)的應(yīng)用為標(biāo)志的技術(shù)變革稱作第一次技術(shù)革命，1870年代以來以電力應(yīng)用為標(biāo)志的技術(shù)變革為第二次技術(shù)革命，那么現(xiàn)在的新技術(shù)革命是第三次技術(shù)革命。人們幾乎普遍認(rèn)為，以電子計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和信息資源處理技術(shù)組成的信息技術(shù)，是第三次技術(shù)革命的標(biāo)志性技術(shù)。

5　科學(xué)地理中心轉(zhuǎn)移和未來之路

綜觀近代科學(xué)500年的歷史，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在全球是不平衡的，科學(xué)文化的地理是變化的。該變化的顯著特點(diǎn)是科學(xué)地理中心的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象：意大利→英國→法國→德國→美國。雖然還不能說這種轉(zhuǎn)移是“規(guī)律”，但無疑它是已存在的歷史事實?？茖W(xué)的地理中心出現(xiàn)在哪個國家或地區(qū)，是機(jī)遇和條件的巧合。科學(xué)發(fā)展的條件是多因素的，條件和機(jī)遇組合也是多樣的。意大利當(dāng)時之所以會成為科學(xué)的中心，其與機(jī)遇相匹配的條件是文藝復(fù)興，而英國則是宗教改革，法國是政治革命，德國是哲學(xué)觀念的變革，美國體現(xiàn)在技術(shù)創(chuàng)新。如果科學(xué)的地理中心還將發(fā)生轉(zhuǎn)移，看來會發(fā)生，那么分析這次轉(zhuǎn)移的機(jī)遇（即時機(jī)）和條件的可能特征，將是任何國家科學(xué)戰(zhàn)略思考的首要問題?！?br>

科學(xué)發(fā)展地理中心轉(zhuǎn)移是以科學(xué)發(fā)現(xiàn)的周期性為背景的。數(shù)學(xué)模型計算與地理中心轉(zhuǎn)移周期的吻合加強(qiáng)了我們對科學(xué)發(fā)展周期性的認(rèn)識。如果這種周期性確是一種規(guī)律性，那末可以用以推測未來。數(shù)學(xué)模型告訴我們的周期性至少有三種周期是可以考慮的，即80年左右的小周期、600年左右的中周期和5000年左右的長周期。我們所處的600年周期高峰剛過，但還有兩三個80年周期的越來越弱的小高峰期。而這個600年周期在5000年的周期中則處在走向頂峰的上坡階段，在200—300年內(nèi)才達(dá)到它的高峰期。未來500年是前所未有的科學(xué)大發(fā)現(xiàn)的時期。把科學(xué)發(fā)展的這種前景與科學(xué)的現(xiàn)狀結(jié)合起來考慮，我們就會更深刻地理解科學(xué)發(fā)展的歷史性。　

今日之科學(xué)已從所謂的“小科學(xué)”發(fā)展為大科學(xué)了，科學(xué)的社會形象發(fā)生了很大變化?？茖W(xué)作為國家的事業(yè)影響著社會生活的方方面面，人們從各個角度出發(fā)都想對科學(xué)加以控制。對科學(xué)的支助已不只是根據(jù)科學(xué)的內(nèi)部和由科學(xué)內(nèi)在邏輯導(dǎo)出的判別標(biāo)準(zhǔn)，而且還要依據(jù)科學(xué)之外的標(biāo)準(zhǔn)。支助某項研究的選擇通常要由一個價值體系來全面評判，它包括科學(xué)價值、技術(shù)價值和社會價值。這種選擇的判別標(biāo)準(zhǔn)是“價值論”的，它與只關(guān)心科學(xué)真理的“認(rèn)識論”標(biāo)準(zhǔn)之不同在于，它還要求對兩個都是同樣真實的科學(xué)發(fā)現(xiàn)判斷出哪個更有價值。在這種情況下，科學(xué)的社會效果甚至連同它的生命力都取決于科學(xué)對其資源利用的程度、科學(xué)的目標(biāo)和準(zhǔn)則與社會需要結(jié)合的程度、科學(xué)面對社會需求的自我調(diào)節(jié)和應(yīng)變能力。　

認(rèn)識邏輯的因素決定著一個學(xué)科或一個專業(yè)領(lǐng)域的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或發(fā)展規(guī)律性，政策不能直接支配它們。但也并非外部目標(biāo)僅影響科學(xué)社會對研究課題的選擇，它也影響到理論建構(gòu)的一般方法論標(biāo)準(zhǔn)，并產(chǎn)生一種新的科學(xué)類型。由于學(xué)科際乃至文化際的研究，一種違反大多數(shù)科學(xué)家和哲學(xué)家之科學(xué)圖象的科學(xué)范式在悄悄滋長。與傳統(tǒng)理解的科學(xué)相比，它增加了四個極重要的新觀念。第一，傳統(tǒng)理解的科學(xué)主張只揭示能由任何科學(xué)家重復(fù)的知識，而這科學(xué)新類型則把不可再現(xiàn)的現(xiàn)象和行為視為科學(xué)探索的重要對象；第二，傳統(tǒng)理解的科學(xué)把科學(xué)的社會運(yùn)用視為科學(xué)之外的社會問題，而這科學(xué)的新類型則是把它包括在科學(xué)探索的過程之中；第三，傳統(tǒng)理解的科學(xué)忽視價值因素或把它看得十分平淡，而這科學(xué)的新類型則把價值看作科學(xué)理性的重要因素，因而使科學(xué)理性除了邏輯理性、數(shù)學(xué)理性和實驗理性之外又增加了價值理性；第四，傳統(tǒng)理解的科學(xué)知識系統(tǒng)是不關(guān)涉自身的，而這科學(xué)的新類型的知識系統(tǒng)則要求有評價其自身的能力和方法。如果把科學(xué)的這種新類型視為科學(xué)的最基本的形式，那末傳統(tǒng)理解的科學(xué)則應(yīng)被認(rèn)為是受嚴(yán)格限制的、科學(xué)新類型的極限情況。

如果我們接受法國哲學(xué)家孔德（August Comte，1743—1857）的“科學(xué)革命”的概念，即把科學(xué)的社會存在條件發(fā)生總體性變化稱作科學(xué)革命，那末第二次世界大戰(zhàn)以來科學(xué)所經(jīng)歷的從小科學(xué)到大科學(xué)的轉(zhuǎn)變，也可以說是一次科學(xué)革命。這種悄悄的科學(xué)革命，對任何國家和地區(qū)都是同樣的機(jī)遇。究竟哪個國家和地區(qū)能夠成為下一個科學(xué)高峰的地理中心，取決于它為科學(xué)發(fā)展所提供的社會條件是否充分。