科學史有何用處？第1講坦坦蕩蕩說“無用”有一次，上海交通大學科學史系的江曉原教援應邀到第二軍醫大學演講講關于“如何確定武王伐紂的年代及日程問題”。講完請同學提問，有一位女生起立敬禮——大約是軍隊院校的規矩——問曰：江教授，請允許我提一個也許是不太禮貌的問題：你和你的課題組勞神費力，確定了武王伐紂決戰獲勝是在公元前1044年1月9日清晨，這究竟有什么用呢？江曉原教援說：考證武王伐紂在哪一天，對于我們今天的生活來說，確實毫無用處，管他是哪一天呢？你該干什么照樣干什么。這只不過是文化——對于一個人也好，一個家庭也好，一個城市也好，一個國家也好，困于衣食時顧不上講文化，等到經濟上富裕了，就必然要講求文化。對于一個家庭來說，講求文化就會買畫掛在墻上欣賞，或是收藏藝術品、買鋼琴給女兒彈等等；對于一個國家來說，講求文化當然包括贊助學術研究、舉行奧運會等。現在你們看到國家已經能夠組織、資助我們這些學者來研究像武王伐紂這樣“無用”的課題，說明我們的國家已經開始走上富裕繁榮之路，你們應該為此感到高興才是。對于江曉原教援的回答，同學們用熱烈的掌聲回應。遙想當年，古希臘人的幾何學有什么用!后來的非歐幾何、相對論，剛問世時誰能看到它們有么用!宇宙大爆炸理論又有什么用!類似的例子可以舉出一長串。但是，人家那里有容忍、欣賞無用之物的傳統，研究無用的學說和理論，照樣有機會得到資助和鼓勵。到后來如何!希臘人的幾何學哺育了后世的哲學、天文學、數學、物理學，相對論幫助人類打開了核能的大門，無窮大用，源源而來，全人類至今受其厚賜。1.科學是什么?“科學”通常有如下三種定義：定義A：科學是指導人類與自然界打交道的理論知識，尤其指比較系統的自然知識。

定義B：科學是植根于希臘理性傳統的西方人特有的對待存在的理論態度，其中尤其指在這種理性眼光之下生成的自然知識體系。

定義C：科學是在近代歐洲誕生的一種看待自然、處理自然的知識形式和社會建制，其理論層面以牛頓力學為典范。

早在維多利亞時代的麥考利曾對科學的功能是普遍造福于人類中寫到：“（科學）延長了壽命，減少了痛苦，消滅了疾病，增加了土壤的肥力，為航海家提供了新的安全條件，向戰士提供了新武器，在大小河流上架設了我們祖先所不知道的新型橋梁，把雷電從天空安全地導入地面，使黑夜光明如同白晝，擴大了人類的視野，使人類的體力倍增，加速了運行速度，消滅了距離，便利了交往、通信，使人便于執行朋友的一切職責和處理一切事務，使人可以坐著不用馬牽引的火車風馳電掣般地橫跨陸地，可以乘著逆風行駛每小時時速10海里的輪船越過大洋。這些只不過是它的部分成果，而且只是它的部分初步成果。因為它是一門永不停頓的哲學，永遠不會滿足。永遠不會達到完美的地步。它的規律就是進步。昨天還看不到的一點就是它在今天的目標，而且還將成為它在明天的起點。”

文藝復興以來，科學變革一直在取得進展，科學與技術已經使地球的面貌改觀了．大量而經常的科學思想上的成就和技術領域內的成果，在我們這一代取得了過去從未有過的明顯結果．人們登上了月球，在天空實驗室里生活了幾個月，研究了宇宙的深處，并向太陽系以外探索有智慧生物的存在．“綠色革命”使得原來仰仗糧食進口的一些國家變得基本上能滿足自己的需求．醫學的進步撲滅了許多曾肆虐人類的疾病，降低了嬰兒死亡率，并使人類的平均壽命延長了許多年．新的通訊方法使地球變成了一個村落．合成纖維使衣著增添了品種、舒適感和色彩．核物理領域內的研究工作開辟了在核燃料，使煤、石油和天然氣的來源枯竭后向人們提供能量的可能性．

科學以令人震驚的氣勢改變著人類的生活面貌，使我們不再以狩獵維生，從野蠻的山頂洞人突然變成了現代文明人．我們不再問科學是什么，我們的生活己離不開科學．我們用電來照明；我們用車來代替徒步；我們用化石能來取暖；我們用電視來消磨我們的業余時間；我們用因特網來傳遞E-mail；我們對此己習以為常．我何科學己“熟知”，并正在貪婪地享受著科學給我們帶來的現代生活．今天，科學滲透到人們日常生活的每一角落，為人們所“熟知”，但“熟知”往往并非“真知”．

農業時代以前，人類所依靠的能源多屬于動植物．均屬于地球上的可再生性能源，到工業時代就不同了，雖然整個人類的工業時期大約僅占全部人類歷史的0.2％．但這一時期擁有的生活過的人口約占有全部人類歷史中總人口的80％，然而所消耗的能源卻占全部人類歷史中所消耗的總能量的99.9％以上．人類以與日俱增的速度襤伐林木，綠色能源日漸消耗，而工業的發展依靠的石油、煤炭、天然氣等，這些都是不可再生性能源．這些能源實際上是地球在過去幾十億年的長時期內對于所吸收太陽能的積累．地球的儲存是有限的，而人類消耗能量的速度已超過了能源再生的速度；科學研究預計，煤2030年將開采完結，石油在2050年也被耗盡．這些化石能源都是地球幾十億年的原古貯藏，這種既不可多得又不可再生的珍貴化石人類卻把它付之一炬；同時也給人類帶來了無法消除的環境污染的憂患．

(1)能源問題

人類對于原子彈的研究，是人類困惑的另一例證．1939年德國科學家哈恩發現鈾核裂變；1940年以后，美、英等國的物理學家研究鈾核裂變釋放能量的可能性，并著手進行“曼哈頓工程計劃”．在當時看來，科學家們所從事的科學活動是反法西斯戰爭的需要；因此是合乎道義的，是善和美的行為．可是，當原子彈投在日本的廣島和長崎，原子爆炸以其巨大的破壞力顯示出對人類的現實危害性，使包括愛因斯坦在內的一大批科學家受到良心上的自責．因此，他們積極倡導銷毀核武器，要求制止核科學研究．在這樣的道德背景之下，原子核的研究就將充滿著道德困惑．從此以后，人類就在這個惶惶不可終日、不能自救且鳳雨飄搖的星球上又度過了半個多世紀．

(2)原子能時代難道這是真的嗎？（3）原子彈的出現意味著什么？

對于原子彈，最重要的事是我們現在面臨著一個新的世界和我們今后的生活要遇到的新的可能性．迄今為止，包括二戰在內的大規模戰爭毫無例外地都依靠參戰民族的一致和持久的意志；現在新的大規模破壞的戰爭己經從舉國協力的勢不可擋的主張轉變為一小撮人的意志．原子彈制造中卓越的技術工作是無可置疑的，但它對于科學和對于公眾對待科學家的態度產生了極其巨大的逆轉，公眾已經不把科學家看成是和他們一樣的有血有肉的平常人，原子彈使科學家神化了；也使科學家成了技術精湛和道德困惑的象征；原子彈告訴世人：現代科學己成為科學家們的自豪與道德之間沖突的原因所在．

“克隆”技術是九十年代人類在生物學領域取得的重大突破，“克隆”可以對任何動物進行多次“拷貝”，其中包括人．從科學研究的“真”的角度來講，“克隆人”技術的獨立研究應該是正當的．但是這類研究明顯地有悖于社會倫理，不符合人類對“善”的追求．近來歐洲科學家正在進行“克隆”人試驗，同時美國總統布什宣布對“禁止‘克隆人’試驗”法律化．(4)“克隆”技術(5)宇宙飛船的生態系統

有一個維持宇航員長期生活和設計的宇宙飛船．這種自給自足的宇宙飛船在理論上是可能的，而其原理則是相當簡單的．裝有小型藻類的大玻璃罐放置在宇宙飛船的舷窗旁，當藻類受到了光線照射時，它們就進行光合作用．在光合作用過程中，藻類吸收二氧化碳和水，并利用光能把這兩種原料制成高能葡萄糖，接著，藻類利用葡萄糖和加進玻璃罐內溶液中的養分繼續進行生長和細胞分裂．在光合作用過程中藻類也產生氧，氧氣進入宇航員的呼吸罐．當宇航員呼吸時消耗氧氣并放出二氧化碳，而二氧化碳則恰恰是藻類進行光合作用所需的氣味．當宇航員餓和口渴時，他們只要從罐內取出一碗藻湯就可以了．到一次進餐前，藻類就會繁殖至足以補充宇航員而吃掉的藻量．宇航員的糞便在經過一定時期的分解后，放回玻璃罐內以補充藻類的所需要的水分和養分．從理論上說，這個系統可以無限地繼續下去，宇航員利用藻類的產物來維持生活，而藻類又利用宇航員產物來維持生活．只有光，即綠色植物進行光合作用所必需的能源，必須由外界供給．月球上看地球(6)地球的生態系統

或許把人體內的廢物再循環回到人的食物中去的想法似乎會令人作嘔，但不管令人作嘔與否，全世界就是這樣才得以生存和發展．在月球上拍攝的地球照片顯示出，地球是一個懸在空間的物體——一只巨大的，除了從外界接收太陽輻射以外，不從外界接受任何東西的自給自足宇宙飛船．

一個預期壽命80歲的普通美國人，在目前的生活水平上，一生消耗約兩億升水，兩千萬升汽油，一千噸鋼材和一千棵樹的木材．早在幾十年前印度總統甘地就對印度在獨立后是否能達到殖民地大國的生活水平的問題作出了明智的回答：“英國為達到它那種富裕程度曾消耗掉地球上一半的資源；像印度這樣的一個大國需要多少地球?”未來學家歐文·拉斯洛警告說：“如果60億人全都毫無顧忌地消耗自然的財富，那么地球“在一代人的時間里就會流盡最后一滴血.”(7)資源的濫用

德國人喜歡吃桔子汁，為此，海外所需桔子種植面積相當于德國水果全部面積的三倍；美國人坐飛機度一個周末所排放的二氧化碳相當于發展中國家一個居民一年所排放的數量．加拿大溫哥華大學教授比爾·里斯得出結論是：“如果所有的人都這樣生活和生產，那么我們為了得到原料和排放廢物需要20個地球．”占世界人口約四分之一的享樂主義者成了全人類的負擔．這就是他們的貪婪不能推廣到全人類的重要原因．(8)我們這個時代的尷尬

我們居住的房屋越來越寬敞，家庭卻越來越小型化；可以享受的生活便利日益增多，屬于自己的時間卻日趨減少；我們獲得了一張又一張的學位證書，卻愈加頻繁地陷入對常識的茫然中；我們廣泛地涉獵各類知識，卻越來越缺乏對于外界事物的準確把握和判斷；專家越來越多，問題卻也日漸增加；藥物越吃越多，健康卻每況愈下．我們花錢太瘋，笑容太少，開車太快，發怒太多，熬夜太晚；文章讀得太少，電視看得太勤，祈禱做得太少．我們不斷聚斂物質財富，卻逐漸丟失了自我價值；我們話語太多，真愛太少，謊言泛濫；我們掌握了謀生手段，卻不懂得生活的真諦；我們讓年華付諸流水，卻不曾將生命傾注其中．我們的住房越來越好，脾氣卻越來越糟；我們行駛的道路越來越寬闊，眼光卻越來越狹隘；我們付出很多，可獲得很少；我們購買了很多，可從中得到的樂趣卻很少．

我們能夠往返于地球與月球之間，卻不樂于穿過馬路向新鄰居問好；我們可以征服外部空間，卻懾于走進內心世界；我們可以去擊破原子，卻不能突破思想偏見；我們寫的很多，可學到的很少；計劃很多，可完成的很少．我們學會了追趕時間，卻沒學會耐心等待；我們擁有的財富越來越多，道德品質卻日益淪喪．我們生產更多的電腦用于存儲更多的信息和制造更多的拷貝，而相互的交流與溝通卻越來越少．我們擁有的是數量，缺乏的是質量．這是一個快餐食品和消化遲緩相伴的時代，一個體格高大和性格病態并存的時代，一個追名逐利和人情冷漠相生的時代．我們的休閑多了，樂趣卻少了；食品種類多了，營養卻少了；雙薪家庭增多了，離婚率也激升了；居室的裝修華麗了，家庭卻殘缺破損了……．我們進入了科學時代，卻忘卻了如何享受生活，失缺了人文關懷。(8)我們這個時代的尷尬

2.何為科學家

德國著名哲學家海德格爾，在講授亞里士多德哲學時，用三句話評述了亞里士多德的生平：“亞里士多德出生，思考，而后死去.”在海德格爾心中，這是一位思想家最典型的生平，他的思想就是他的生平．

（注：科學家生活的目的是思考.）

第一則：海德格爾寫亞里士多德的生平

據說有一次，畢達哥拉斯與費琉斯的統治者雷翁談話，雷翁稱贊他的天才和雄辨，并詢問他的技藝是什么?畢達戈拉斯答道，他根本就不是什么技藝大師，只是個哲學家（愛智慧的人）．雷翁聽到“愛智慧”這個詞感到非常陌生不解．這時候，畢達哥拉斯就舉了一個有名的比喻，以解其義．他說：生活就像奧林匹克的賽會，到賽會這里來的人們，可以分為三種：第一種是參加賽會的，以奪取榮譽的桂冠為目的；第二種是做買賣的，以賺錢為目的；第三種是單純的觀看者，以獲得好的心情為目的．在生活中也是這樣，有些人生活的目的是為了名；有些人生活的目的是為了利；還有些人做了最好的選擇，他們把自己的時間用來思考自然，做愛智慧的人，這種人就是哲學家．

（注：這就是最早對哲學家概念的理解）

第二則：畢達哥拉斯和雷翁談愛智慧的人有一年秋天的一個晚上，古希臘哲學家泰勒斯見星空睛朗，便在草地上觀察星星．他仰頭邊看著天空邊慢慢地走著，不料前面有深坑，積滿了雨水，泰勒斯只顧看星星而忘了腳下，一腳踩空，人便像石決一般地掉了下去．待他明白過來時，身子己經泡在水里了，并離略面卻有二、三米，出不來上不去，只得高呼救人．當路人救他出了水坑，泰勒斯撫著摔痛了的身體對那人說：“明天會下雨!”那人笑著接搖頭了，將泰勒斯的預言當作笑話講給別人聽．第二天，果真下了雨．人們對泰勒斯在氣象學方面的知沿如此豐富而驚嘆；有的人卻不以為然，他們說：“泰勒斯知道天上的事情，卻看不見腳下的東西．”泰勒斯對這種嘲笑只付之一笑，沒有說什么．兩千多年后，德國的哲學家黑格爾聽到泰勒斯的故事．他想了想說了句名言：“只有那些永遠躺在坑里從不仰望高空的人，才不會掉進坑里!”

（注：此故事說明：其一，人類初期知識的獲得是觀察．其二，哲學家的行為和智慧當時不被世俗觀念所理解．）第三則：泰勒斯掉到井里的故事

亞里土多德在《政治篇》中記載：泰勒斯初期很窮，周圍很受人看不起他，有人說，哲學家只是嘴上說的好聽，實際上什么本事都沒有，自己的孩子將來絕不能學泰勒斯．泰勒斯聽了后不以為然，這年大旱，希臘米利都周圍的橄欖產量兌減，周圍煉橄欖油的油坊頻臨倒閉．泰勒斯根據自己多年來積累的氣象學知識預測明年橄欖肯定是豐收年，他就用很低的仿格買斷了周圍橄欖坊明年一年的使用權．果真次年橄欖取得大豐收，他又將橄欖坊以較高的價格租賃出去，一個季度就成了富豪．然后他告訴人們：哲學家想致富很容易，不過他們的志向和抱負不在如此．

（注：如果這一故事是真的話，那活泰勒斯就是壟斷經濟的始祖．）

第四則：泰勒斯與橄欖的故事

一個村里的理發師聲稱他給村里所有不給自己刮胡子的人刮胡子，那么他跟自己刮胡子嗎?根據理發師定下的標準，如果他不給自己刮，那么他應該給自己刮．如果他給自己刮，那么他又不應該給自己刮．因為理發師本人也是村里人．

（注：羅素悖論造成了第三次數學危機.）第五則：著名的理發師悖論，即羅素悖論第六則：鱷魚與小孩的故事

一條鱷魚從一位母親手中搶走了一個小孩，鱷魚想吃掉小孩，又要名正言順。于是說：“我不會吃掉你的孩子的，只要你答對了我提出的問題就行。我問你，我會不會吃掉你的孩子呢？”母親遲疑了一陣答道：“你是要吃掉我的孩子的。”鱷魚想；“我要是把小孩吃掉，她的話豈不是答對了？那么我就該放了她的孩子。如果算她沒有答對，那就是說我不會吃掉她的孩子，也該放走她的孩子。”也就是說，鱷魚無論怎么做，都無法違背自己的諾言，只有放走小孩才行。機智的母親成功地保護了孩子。

(注：說慌者悖論)

愛因斯坦有兩個兒子，長子叫漢斯，次子叫愛德華；漢斯成為和他父親名聲相稱的美國伯克利學院橋梁動力學教授，次子愛德華由于早年生病未能成材．有一次愛德華問愛因斯坦說：“爸爸!你為什么這么出名，似乎全世界每個人都知道你．”愛因斯坦沉思了片刻，然后告訴愛德華說：“我們人類就家在一個蘭球上爬行的一群螞蟻，這群螞蟻沒有一個發現自已行走的路徑是一條曲線，而我發現了．”到現在為止，我們對自然的了解是極其可憐的，正如牛頓在臨終很謙虛地留下的名言：“我不知道世人怎樣看我，但我自以為我不過像一個在海邊玩耍的孩童，不時為找到比常見的更光滑的石子或更美麗的貝殼而欣喜，而展現在我面前的是全然未被發現的浩翰的真理海洋．”

（注：人類至今對自然的了解知之甚少．）第七則：愛因斯坦與兒子的故事拉曼S.C.V.Raman(1888--1970)1930年諾貝爾物理學獎獲得者

1921年，印度科學家拉曼在歐洲求學時，有一次船在地中海上，一個小男孩向他的母親發問：大海力什公是藍色的?母親回答不出來，這時剛好被拉曼聽見了，便主動向這個小男孩解釋說：“海水呈藍色是由于它反映天空的結果．”這是歷史上的傳統看法；可是，在這位小男孩所提出問題的激發下，拉曼事后一直在思考自己的回答是否正確，后來正是在這一問題的指導下，他開始把海水為什么是藍色的作為自己的研究課題，并進行了認真的探討．經長期的反復實驗拉曼終于發現海水之所以呈藍色，是因為海水分子在接受光的照射后發生散射效應，即著名的拉曼效應．這種效應使海水呈籃色，從而科學地解釋那位小男孩所提出的問題．后來拉曼就是由于這一重大的科學發現，而成為亞洲第一個獲得諾貝爾物理學獎這一殊榮的人．（注：科學很可能起源于一個不起眼的小問題，拉曼效應在激光、電磁輻射、化學濃度測定等有許多重要應用．）第八則：拉曼的故事

在茫茫的大海上漂序著一葉孤舟，船上有一位物理學家、一位神甫和一位哲學家，他們是剛從一艘失事的輪船上下來的，他們盼望著盡快獲得救援．可是，四顧茫茫，既不見陸地，又沒有過往的船只，連唯一的一臺發報機也在慌亂中掉進海里，怎么辦呢?神甫祭起了看家法寶，雙手劃十字喃喃然而語，祈求上帝開恩，創造奇跡，把他們救出困境．物理學家對之不屑一顧，他根據自己的知識推算出陸地就在南方某處，建議三人合力把船劃向那個方向，盡管他們的力氣未必能堅持到底，但越接近岸邊生的可能性越大．第九則：科學、宗教與哲學的區別

哲學家覺得，神甫的盲從也許是可笑的，但懷抱希望還是可喜的，而物理學家的計劃雖有根據，合乎理性，可盲目用力說不定會功虧一簣．因此，既要堅持希望，又要找出可行的辦法去實踐之，他于是提議大家把衣服脫下來，和槳一起作成風帆，恰如風向正朝著南方，不知是神甫虔誠的回報，還是物理學家的知識發揮的效能，或者哲學家智慧派上了用場，他們總算得救了．這個例子當然不是說哲學就比別人聰明，而是想說明他善于運用人類的經驗，知識和智慧去解決人生難題，這種智慧當然不是教你去發射致富、投機取巧的學問，而是指導你理解人類知識的由來，認識世界的可能結構，為你的為人處世，安身立命奠定智慧和信念的基礎．

（注：所以我們不妨說，科學給又以知識，宗教給人以信仰，而哲學則給人以智慧.）

法國文學家哲學家薩特，曾于1964年榮獲諾貝爾文學獎．50萬美元的大獎以其世界性的美譽，在他看來遠不如鄉下的清風明月；這位從小就失去父親，10歲起就高度近視的哲人，拒絕領獎并一如既往地居住在鄉下的一座陽光能直接照射到的小木屋里，握筆寫作．德國哲學家尼采，26歲便獲得瑞士巴塞爾大學正教授職位，受到無數學生的擁戴，年薪可觀；而他卻無時無刻不在重復著：“我是