科学概念与技术的发展

一、科学概念与技术的发展

美国著名的有机化学家科南特（J．Conant）在其著作《从常识到科学》中认为，科学有静的定义和动的定义。按照静的观点，科学的定义是：来到世界舞台中心的是一组现在存在的、相互交错的原理、规律和理论，以及富有系统资料的巨大阵容，而且科学最终成为阐明我们所居住的宇宙的方法。按照动的观点，科学的定义是：把科学看成一种活动，现在的知识状态主要作为将来行动的基础是十分重要的，所谓科学就是从实验和观察结果产生的、本身能再产生实验和观察的、相互关联的一系列概念及理论体系。⁽²⁾

根据以马克思主义科学家闻名的萨默维尔（J．Sommerville）的“严密的科学定义” ，所谓科学就是使我们解释和预测自然界的能力大大增强的、基于事实的、组织化的知识体系。生理学家霍格本（L．Hogben）的见解是：将工匠的技术组织化系统化的就是科学；因此，科学的历史和文明生活的历史同时开始，一到工匠的奥秘冲破口传的堤坝而泛滥并且必须将它记录和保存下来的时候，科学便在现世中出现；如果那种记录逐渐易于接近广大群众，科学将新技术不断积累在自己手中并不断地领导它，那么科学便会发展下去。⁽³⁾

日本物理学家武谷三男提出科学概念发展的“三阶段论”，主张科学的自然认识经现象论、实体论、本质论三阶段而循环发展：①现象论阶段，就是记述个别现象、记述实验结果的阶段，以古典力学的形成过程来说，则是古希腊以前或丹麦天文学家第谷·布拉赫的阶段；②实体论阶段，就是了解可发生现象的实体构造，由这种构造的知识去整理现象的记述，从而得出规律性的阶段，以古典力学的形成过程来说，则是古希腊至德国天文学家开普勒的阶段；③本质论阶段，就是达到对诸实体相互作用的规律的认识阶段，以古典力学的形成过程来说，则是牛顿的阶段。⁽⁴⁾

科学的首要目标乃是发现事物和事件的本质和规律，从而使人类能够理解并解释它们。这种关于事物和事件的知识总是带来高度的实利，以新的利益丰富人类生活，帮助聪慧的人们在他们生活于这个伟大世界的短暂一生中确定自己的方针。然而，人首先要生存，然后才能去认识；人们必定早在理解许多事物之前就已经在应用它们了。衣食住等等在对它们有所了解之前很久就已是必不可少的了。为满足这种人类基本需要所作的努力，是依靠摸索性的试错法，而促进这种努力的是本能和冲动的压力，并非科学知识的指导。甚至当生活必需已经充分得到满足，以致有闲暇时间可以探索无直接利益的知识时，也会产生其他的实际需求，而人类对此有时借助已获得的知识，有时则仍得用古老的试错法使之得到满足。

上述见解也许有助于阐明科学与技术之间错综复杂的关系。科学或纯粹科学关心的是发现真理，而技术关心的则是发明新的工艺或者改进旧的操作流程。两者当然是紧密相关的，在今天尤其是这样。但它们的关系现在经常被误解，在历史上也经常被歪曲。技术常被说成仅仅是“应用科学” 。这种看法实际上是说，人们先得到某些现象的科学知识，然后再把这种知识运用于某个实用目的。事情有时候是这样，但并非经常如此，当然更不是总是如此。在人类文明史上，无疑是实用发明的进步走在有关现象的理论知识的进展的前面。甚至在近代最初几个世纪里，虽然有时科学进展促进了实际应用，但更经常的是已有的技术方法为科学发现提供了资料；而且恐怕技术发明和改进大都是在根本没有纯粹科学帮助的情形下进行的。

农业、建筑、矿业、玻璃与陶瓷制造以及纺织工业等重要技术在18世纪末以前，从科学得到的帮助微乎其微。有时实际上倒是科学向已有的技术方法学习，而不是科学教给技术方法什么东西。例如，伽利略和托里切利（Evangelista Torricelli，1608—1647年）发现大气压就是制造抽水机的工程师们的实践所导致的结果；哈维提出他的血液循环理论部分地是依靠了当时外科医生所采用的结扎法；哈尔从制造玻璃所实用的方法中了解到熔融物质冷却速率的意义。最为重要的是，科学的进步在很大程度上取决于适当的科学仪器的发明。根据科学原理取得技术进步则迟至18世纪末才开始。例如，电学知识使富兰克林得以发明避雷器（1750年），赖岑和萨尔瓦发明了火花电报系统（分别在1794年和1798年）；类似地，化学知识使马格拉夫得以从甜菜根制备了糖（1747年），赫顿制成了氯化铵（1765年），勒布朗用盐和硫制备了苏打（1775年），贝尔托莱利用氯作为漂白剂；同样，在纯粹数学的指导下，数学家们发明了计算器。

近代科学的先驱们肯定希望和期待科学与技术之间存在一种极端密切的关系。那种为知识而知识的观念对他们没有什么魅力。事实上，他们的最大愿望是新科学与旧的书本知识应该不同，应该非常实用；新的知识将赋予人类以力量，使人类得以成为自然界的主人。培根对获得成果的实验的爱好至少不下于对提供启示的实验的爱好；伽利略做了建筑材料强度的实验；早期的科学院全都致力于实用的发明。法兰西科学院实际上发表了20卷关于实用技术的集子，详尽论述了所有有关问题，并附有插图；由于科学院的影响，1795年在巴黎建立了第一个科学技术博物馆，即工艺博物馆。此外，有些科学家还为改进他们国家的实用技术和工业做了很有价值的工作。地质学家、制造业总监德马雷斯就是这种倾向的一个突出代表，许多传说都把干酪、布匹、纸张等的制造归功于他。

像以前和后来的几个世纪一样，16世纪和17世纪技术改良和发明的主要目标也是创造机械工具来减轻或取代体力劳动。亚里士多德就已经企望发明自动机器作为结束奴役人的手段。这种希望和信念也曾激励了近代科学的先驱们，而且延续了很长时间。他们认为知是行之助，科学是技术之助，利用科学与技术能够驱使大自然的力量拉动人类进步之车前进。