《自然科学史》

　　作者：斯蒂芬·F．梅森（英）

　　成书时间：1956年

　　推荐版本：上海人民出版社1977年版

　　【作者简介】

　　斯蒂芬·F．梅森（S F Mason），英国知名的科学史专家。曾经担任英国埃克塞特大学的化学讲师、英国皇家学院的化学教授。

　　梅森一直致力于科学史的研究，并且取得了显著的成绩。1956年出版的梅森创作的《自然科学史》一书，普遍赢得了科学界的赞誉。在已经出版的自然科学史著作中，该书是独具特色而又极有分量的一部。这部书材料丰富翔实，体系严谨完整，论述简明扼要。特别是他关注了“工匠”（即直接进行生产实践的劳动者）的历史，对“匠人”在自然科学形成和发展中的作用进行深入阐述。

　　梅森的代表作是《自然科学史》。

　　【内容提要】

　　在近代历史以前，很少有什么不同于哲学家传统，又不同于工匠传统的科学传统可言。作者认为，人们所知道的科学，是人类文明普遍进程中一个比较晚的成果。但是，科学是源远流长的，可以追溯到文明出现以前。不管人们把历史追溯多远，总可以从工匠或学者的知识中发现某些带有科学性的技术、事实和见解。只不过在近代以前，这些知识或服从于哲学传统，或服从于工艺传统的要求。例如，哲学的思维传统就限制了古希腊人的重要科学成就，使他们的两个主要的天文体系都和古代人已知的观测事实有着矛盾。

　　作者认为科学主要有两个历史根源。首先是技术传统，它将实际经验与技能一代代传下来，使之不断发展。其次是精神传统，它把人类的理想和思想传下来并发扬光大。作者说，如果我们根据石器时代人类的工具发展的连贯性以及他们的葬仪和洞内壁画来看，可以说这两种传统在文明出现以前就已经存在了。在青铜时代的文明中，这两种传统大体上好像是各自独立的，一种传统由工匠保持下去，另一种传统则由祭司、书吏集团保持下去，虽然后者也有他们自己的一些重要的实用技术。

　　之后，这两种传统本身也都分化了，哲学家从祭司和书吏中分化出来，不同行业的工匠也各自分开、自立门户。偶然的接近也有，特别在古希腊时期，但总的说来，一直要到中古晚期和近代初期，这两种传统的各个成分才开始靠拢和汇合起来，从而产生一种新的传统，即科学的传统。从此科学的发展就比较独立了。科学的传统中由于包含有实践的和理论的两个部分，它取得的成果也就具有技术和哲学两方面的意义。这样一来，科学就反过来影响它的根源，而且实际上后来科学对于那些离开它的直接根源最远的领域也都产生了作用。

　　以上这些，再加上科学运动的内在发展，就是作者在本书所要重点讲的内容。

　　作者谈到要说明科学的过去情形和科学在历史上的成就，就会发现很难找到一种能简洁表示的适用于一切时间和地点的科学定义。青铜时代的科学和古希腊人的科学存在着显著的不同，而希腊的科学也仅在少数几点上可以和现代的很多方面的科学相比。当然，历代的科学虽然变化多端，但也有其连续性，因为每一时代的人们总是对他们所继承下来的科学遗产作了进一步的发展和补充。

　　因此，作者说，科学就是人类在历史上积累起来的，有关自然界的相互联系着的技术、经验和理论知识的不断发展活动。美国的科学史权威萨顿（Sarton），就认为在这个意义上，科学可看作是“人类的真正有积累性和进步性的唯一分支”。但是，真正有积累性的只是科学中的一个部分，即科学的应用技术和它的经验事实及其规律。从长期来看，到作者所处的时代为止，科学理论都是暂时的。古希腊人的杠杆原理和光的反射原理已成为科学永久遗产的一部分，但是古希腊人另外的一些理论，现在看来就只具有历史价值了。同样，只要现代科学的发展以目前的速度持续下去，人们就很难设想今天科学的任何理论会长期保持不变。

　　研究科学的历史，就不能忽视古希腊。在青铜文化时期，数学和天文学大部分只不过用于记账、测量和制定历法等功利主义的技术。那时候的科学在性质上和工匠的技术没有多大不同，只是前者是通过文字记载而不是通过口头传授保存下来。古希腊人发现，经验上已知的同类特殊事实，可从理论上证明并适用于一切类似的情况，在科学前进道路上就迈出了重要的一步。在这里，毕达哥拉斯定理和杠杆原理都是例子。希腊人还用几何学来对他们的天文观察作理论性解释，因而使经验性材料开始赋予宇宙理论以一种定量的结构。但是，在希腊占统治地位的世界体系是受到天体的地位优于地球的地位的见解影响的。正由于此，古希腊人就赞成地球中心说，特别是同心圆体系和本轮体系的形式，这两种都是跟古代所知道的事实相矛盾的。不但如此，希腊人虽则有时也作了一些实验，但是他们并没有发展一种有逻辑连贯性的实验方法。他们也没有把科学应用到新的领域中去，除了可能在军事工程和绘制世界地图方面有所采用。

　　继起的罗马、穆斯林世界和中世纪欧洲的文明，并没有超出古希腊文明的限度和水平。古希腊文明对它们的影响也不很大。实验的探索方法，加上在17世纪早期几十年中人们所讨论的定性归纳方法和定量演绎方法，逐渐在一切科学中找到其适当地位并得到应用。这些方法首先被应用到力学和天文学上面，从而说明了太阳系的结构和运动。然后运用到电学、化学、生物学以及其他科学上面，使这些学科更加精确并取得成果。在作者看来，诸如此类的发展有助于使人们的思想大大地世俗化，而摆脱宗教的藩篱。不管人们对科学抱有同情或反感，科学在人类的总思想体系中占有越来越重要的地位，而且在工业化的国家里，影响到人们对宇宙的性质和人在宇宙中的地位的看法。科学的应用也超出了古典时代测量土地和制订历法的范围，不但用在航海方面，也用到工业、农业和医学方面。这样造成的变化对现代文明的形成起了很大的作用，摧毁了旧传统和旧的生活方式，因此当人们谈到现代文明在东方传播时，想到的主要也就是科学及科学应用的传播。

　　作者说，科学应用所产生的深远后果，在20世纪开头还没有普遍为人们觉察到。詹姆斯·瓦特简直不曾预见到工厂用了他的蒸汽机以后，会出现城市人口集中的情况；法拉第也没有预见到用他的电学研究成果协助解决公共交通和电力输送的问题，就会出现近郊城市，从而减轻了中心城市的拥挤。科学的长期发展会导致一些为人们最初料想不到的结果，一个突出的例子是产生科学的时代和社会原来看作是有价值的事情，后来却受到限制而并不能得到充分的实现。譬如说，近代人们认为人生的价值或意义在于个人奋斗和个性发展，而由于有这种动力，所以才有近代科学的发展。这种动力之产生，直接是由于探索自然界的个人欲望，间接是由于科学和人们表现上述人生价值的运动有关系，诸如地理大发现、农业上和工业上的革命。但除其他因素不计外，科学应用范围的扩大却使个人奋斗和个人发展受到越来越大的限制。蒸汽机和新型纺织机器结束了个体操作的手织机时代，后来的发展使工业技术单位变得更大了，把个体劳动者圈入了一个复合的组织之中，从而限制了他们的活动。代替若干小蒸汽机的发电站，一开始时只是为一个大地区服务，但不久人们就发现把发电站变为一个全国性单位的一个部分，和其他地区的发电站通过发电网联成一体，操作起来就可以大大增进工作效率。最后，在发现了原子能之后，人们就认为这种新发展太宝贵了，力量太强大了，不能让私人利用，因此原子能的利用在各国都由国家经营，即使在那些私营企业最受重视和最根深蒂固的国家中也是如此。

　　作者看到，在现代世界中，科学主要导致了思想的非宗教化或世俗化，和科学实际应用的发展。但是科学对于人生价值和人的判断的标准也起了一定的影响。有些科学家，特别是一些生物学家，企图从进化论中引伸出一套伦理准则。但是比起任何特殊的科学理论来，对人类的价值观影响更大的恐怕还是科学的方法论。科学方法依靠理性论证而不诉诸情感，它提出在不同观点中进行抉择时必须尊重经验的证明，这种做法现在比起一百年前好像更广泛地被运用到处理人与人的关系方面来了。值得注意的是用决斗来解决意见分歧，这种风尚在19世纪初期已开始不流行了，而19世纪是当时人们所叫做的“科学世纪”。而且当时反对用决斗解决个人纠纷的人，多半也是最有科学头脑的英法中产阶级。

　　有关科学的发展，作者认为，即使科学有其自身的传统和动力，我们还是不能把科学看作是一种完全自动的历史现象，也不能把它看作完全是促进历史变化的一种独立自主的动力。许许多多的历史运动过程形成一个相互联系的复合体，而科学的发展只是这许多过程中的一个过程，而且直到最近时期以前，在这个复合体中也还是个次要的力量。一个特定时代的科学，不但隶属于这个时代的传统，包括其自身的方法、价值和积累的知识在内，而且隶属于它的那个历史时代。在这个时代中除科学而外，还有作用于这个时代的另外一些动力。在现代史上，科学在18世纪的上半叶就古怪地出现过一个停滞时期，特别影响到化学和光学，在较小程度上也影响了电学。

　　作者说，科学家在17世纪快完结时看出了“自然哲学当前出现的萎靡不振状态”，不过导致这种状态的原因是不十分清楚的。但是在现代，科学已经有意识地并直接地被引向具体的领域，而且这些具体领域的选择已经越来越不操在科学家的手里了。科学研究工作变得越来越复杂化，业余科学家的传统衰落了，而且除了大学和研究院而外，科学研究工作也越来越变得专业化，并受科学以外的机关或团体所控制，这也就是说为工业和政府部门所组织起来的研究机关或团体所控制。

　　作者认为这类的事件表明，科学的活动有时被引入一个渠道，然后又被引入另一渠道，而促进科学的力量有时松弛下来，有时甚至把科学拖着后退。一般的情况是，不妨说某一历史时期的实际问题，对当时科学家所进行的经验性研究起了一定影响，同时，这个时代的思想潮流也影响当时科学理论的表达形式。譬如说，16世纪的地理发现就刺激了人们去探索测定经度的方法，并促进了为这种方法所引起的天文学和力学问题的研究。同样，19世纪英国的放任主义思潮对自然选择的理论也起过一定的影响，这种影响达尔文也承认，因为他就说过自己受到马尔萨斯学说的启发，但是实际问题和理论问题的分野并不那样鲜明和严格。实际问题往往激发新理论的诞生，如热力学就部分地是由于对蒸汽机问题的研究而产生的；而理论思潮有时也把科学研究引向一些特殊的渠道，如德国的浪漫主义和历史主义的哲学，在18世纪后期和19世纪初期就促进了德国科学中胚胎学研究的发展。

　　作者认为，人们对哥白尼和托勒密的不同学说的判断，就往往以科学方法之外的标准作为依据。但是，这恰恰说明了科学在现代历史中的重要地位。15至16世纪的科学革命对于宗教改革运动的力量或者反宗教改革运动的力量，影响都很小，甚至于没有什么影响；相反，现在一般人都承认，对20世纪任何重大的历史运动的力量来说，科学已成为一种举足轻重的决定性因素了。

　　为了说明科学思想的重要性，作者引用美国的科学史权威萨顿曾说过的话：科学总是革命的和非正统的。这是它的本性。只有科学在睡大觉时才不如此。作者肯定，受了科学的这种特性影响的人总是向前看，并且对保守力量很大的旧制度总是忍受不了。

　　精彩语录

　　1、在整个历史过程中，人们对一些科学理论赞同或反对，除了根据科学方法的标准来考虑外，往往根据这些理论是否符合当时当地一般人所接受的信念来决定的。

　　2、但是在现代史时期，科学以及促使科学前进的一些力量，就发挥出一种越来越大的改变历史进程的力量。

　　3、科学方法主要是发现新现象、制定新理论的一种手段，因此不断地在扩大人类知识的体系；只要科学方法应用得上，旧的科学理论就必须会不断地为新的理论推翻。