科学技术读书笔记——读麦克莱伦第三《世界科学技术通史》

科学技术读书笔记——读麦克莱伦第三《世界科学技术通史》

Part1.我对这本书的理解

学习科学技术史，不得不读麦克莱伦第三的这本《世界科学技术通史》，虽然中国人民大学出版社、北京大学出版社都有这本书，但是，我还是被作者的睿哲深深吸引，选择了这一本。

谈起史书，都是一种鸿篇巨著、晦涩难懂的感觉，但是麦克莱伦第三先生这位当代职业科学史家为非专业的读者和大学生们编写的一本世界科学

技术通史教材，旨在提供一幅“全景图”，以满足那些受过良好教育的人士的需要，这幅“全景图”，十分轻松地就让科学技术史的全貌展现在我们面前。我也把这本书当做枕边书来读。

通览全书，可以说是科学史领域的一本全新视角的新书，作者从宏观大视角的角度客观阐述科技发展，这点与著名历史学家汤因比的大历史观相类似。

读完这本书，我认为作者的观点是：人类的每一点进步都是由于受到挑战而产生的。比如说，旧石器时代的人们长时间停滞不前，仅仅是因为那样的生活方式足可以维持；但是当人口增长到一定的数量，现存的资源不足以让他们按照原先的方式生活的时候，他们就不得不迈入了新石器时代。

同样的情况发生在世界各地，比如四大文明的发祥地。这些古代文明无一例外起源河流的附近，这显然不是巧合。对此的解释是，无论是灌溉还是防洪，这些地方都需要水利工程，而浩大的水利工程只有中央政府才能负担，这样就迫使这些地方的人类产生出集权政府，进一步——或者说同时——产生文明。

这种观点应用在中华民族的身上，显然又和黄仁宇不谋而合。

但是这里有个问题：希腊。为什么希腊会产生不同于其他任何地方的、非实用的科学？这本书没有给出完美的解释。不过对于欧洲为什么会继承希腊的传统，作者们给出了自己的观点：

欧洲有充沛的雨水，它们不需要中央政府来兴修水利，于是“独特的生态条件”、“独一无二的技术创新”，“必然产生出现代科学”——可惜我看不出来。这样的归纳未免太过简单。

当然，随后的推理还是很有说服力的。人口的增长导致土地压力，于是引发十字军东征（作为缓解压力的一种手段）；骑兵成为最具威力的兵种，但是装备的昂贵费用使得只有大地主才能负担，由此形成欧洲式的封建制度（骑士-领主）；大炮的出现同样给地主带来经济压力，他们不得不向集权政府转化——正是在这样的压力下，欧洲才出现了集权式的政府。

Part2.柏拉图

柏拉图认为行星应该（这两个字应该再次强调）以匀速圆周方式运动，而观测到的行星运动却不是那个样子；反过来说，我们本来可以认为行星就是如我们观测的那样运动，这样他们的观测方式根本就不成为难题——就像我国古代的史官年复一年的做法那样，只记录，不解释。

于是，柏拉图首次在自然哲学中为一个难题的解决作出了界定：天体运动

的模型，必须能够用匀速圆周运动来解释表面观测到的非均衡运动，初次之外，别的答案都不能算是解决了这个难题。

让我想想，爱因斯坦说的，“宇宙最不可理解的就是它可以被理解”，也包含着这样的意思吧。

书中的另一个主要观点我竟然一直都没有提及：科学和技术是完全不同的两个概念。其实一直到近代，人类社会的发展主要都是由技术推动，而非科学。

Part3，伽利略与牛顿时代，神学与科学的冲突

伽利略，致大公夫人克里斯蒂娜的信，1615，关于如何使用《圣经》中涉及科学问题的引文：信仰和理性不应对立，因为《圣经》是上帝的话，而自然是上帝的造物。但在似乎出现了对立的时候，就所讨论的关于自然的问题，科学要代替神学。因为《圣经》是语言，可以作不同的解释；而自然是一个已然的实体，无法更改。这就是说，在伽利略看来，如果科学家揭示出自然的某些情形与《圣经》冲突，那么神学家就应该以此来重新诠释《圣经》文字的意思。

这种文字当然会引起神学家的强烈反对，再加上随后的一系列事件，伽利略最终的结局大家都很清楚了。关于这一段历史，作者评论道：不管政治环境如何，关键在于让科学共同体保持独立性。无论民主社会还是非民主社会，社会体制同科学的发展其实没有多少关系。

这一章节中还有一些其它的东西，比如伽利略的实验。作者强调的是，伽利略的实验和如今普遍的做法不同，他做实验只是为了证实他的原理与感官的经验是一致的。他并不给出实验数据，而后人重复他当年的实验时也不能得到满意的结果。这一点让我想起爱默森验证相对论时的情况。据说那时的实验结果也是粗糙的，并不能真正作为相对论的有力证据。与其说科学界是被实验说服的，还不如说是被理论本身的美说服的。

话题回到书上。伽利略之后，一种观点开始出现：科学应当应用于社会。这种思想有好几个历史根源。其一是法术、炼金术和神秘主义，它们相信人可以控制自然的力量；其二是由于培根的影响（“知识就是力量”）；其三则是笛卡尔所倡导的“实用哲学”（“知识应该为所有的人谋福利”）。这样的思想当然是进步的，但是其中也隐含了掠夺和蹂躏自然的意思。培根即说，“必须把自然锁住”。这大概可以说是近现代环境问题的思想根源。

除此之外，书中提到，这种新思想更符合欧洲新出现的中央集权国家的利益，也跟有利于商业资本主义的发展。而我想，这些东西应当是相互影响的。或许本来有一种最基础的影响力，比如经济发展，它导致了各方面的变化，然后引发了更进一步的发展——一种正反馈？

这里也写到了技术与科学的关系。作者们指出，在伽利略所作的弹道计算之前300年，炮手和军事工程师们就已经搞出了很多使用规则。也就是说，如果一定要说科学和技术之间的关系，那么应该是技术更多的影响科学而非相反。

牛顿的确是个不世出的天才。他不但引领着整个近代的科学研究，而且更引领着整个近代的思想启蒙运动。他将上帝构想成伟大的钟表师，我们的世界按照上帝的意愿有序地走动。据作者们说，“人人生而平等”的政治主张，其实就是牛顿体系的政治翻版。当然，我们也不应回避他的狭隘与癫

狂，也许这正是创造力所带来的代价。

这一章里作者们再次提到了实验的作用。在17世纪，科学家们对此的态度并不相同。来自炼金术的传统将实验当作证实那些秘方之类的实用“秘密”的方法；培根认为实验是为了提供事实以便日后的归纳分析；笛卡尔则主张哲学化的演绎，轻视实验的作用，他认为实验主要是为了在多种可能的理论中进行选择。事实上，在那个时代，重复实验和重复实验的结果也难以预料，而公众的立场和态度往往会起到非常重要的作用。作者们说，我们可以从中清楚地看到，产生新知识的过程基本上是一个社会性过程。

Part4.美丽的新世界。

这本书和其他的介绍科学史的书籍的不同之处大概在于它没有把自己的视线局限在科学和技术的层面上。作者们始终关注经济的、政治的、文化的等等各个层面的动向，整理出其中千丝万缕的关系。

经济生活是由于许多活动环环相扣联结成的一个过程，某一个方面出现短缺，就会导致整个系统的崩溃——但这只是旧系统的崩溃，同时也预示着新系统的建立。工业革命也就是遵循着这样的规律而发生的。教科书上的著名例子就是纺纱和织布的相互促进；而本书则给出了炼钢、采煤、铁路之间相互促进的例子。

工业革命一旦发生，人类社会便发生了不可逆转的变化：工厂出现，新的劳动阶级（工人阶级）形成。新兴的工业文明促使新的思想观念出现，其中以宣传自由贸易的亚当·斯密和反对资本主义的马克思最为著名。

和前文一样，作者们指出，18和19世纪当中，科学仍旧没有起到实际的作用。作者们举出了18、19世纪之交的伦敦建造泰晤士河上的桥梁的例子来说明这一点：议会组建了两个委员会，一个由科学家组成，另一个由工匠组成。显然工匠一方由于缺乏理论知识而注定失败，但科学家的一方甚至更加让人失望。作为读到这个故事的读者，我想，这说明的是科学与经验的结合不是一件容易的事，特别是面临一个极端复杂的大型工程的时候，它需要的绝不仅仅是某一方面的知识，而是需要各个方面的统筹配合——甚至这一配合本身也足以成为一种科学。

所以，尽管19世纪的数学其实已经超出了如今一般大学理科的学习范围（当然不包含数学系），但是那个时候的数学家们依旧不能拿出一个完整的模型来解决这种复杂的实际问题。

其后的内容大都是我很熟悉的，包括达尔文的进化论在内。不过关于“社会达尔文主义”，倒是有必要再说几句。这是个臭名昭著的词，但是我们无法否认生物个体之间的差异。我并不是要给种族灭绝作辩护，我只是想说，社会达尔文主义应当研究人的差异性，而不是去研究什么人中的优劣。其实根据相对论的哲学观点，优劣本身就是相对的。某一个角度的优势就是另一个角度的劣势。甚至文化也是这样。比如西方的掠夺性文化占据了当今世界的主流地位，但是如果这种文化最终只能将全人类带入同归于尽的深渊，那么东方文化大概就会成为更具优势的选择。

显然每个人都会从19世纪末的物理学危机进入到伟大的爱因斯坦的时代，但是本书更关注的是爱因斯坦和牛顿之间根本性的差别——特别是为了纠正传统教科书的说法：“牛顿物理学是爱因斯坦物理学的特例”。书中指出，爱因斯坦和牛顿有着截然不同的时空观，在F=ma和E=mc2的背后完全是两种截然不同的物理学。

这里也讨论了量子物理学。关于测不准原理，我理解的是，观测行为本身会影响观测对象。就像我上初中的那会儿，把一包石蕊试纸扔到小便池里，从而导致了小便池中液体的PH值改变一样。这一观点的深层含义是，观测行为本身也成为了观测对象的一个组成部分。而所谓的“观测导致概率波‘坍缩’为被观测实体”其实就是指，当我们在看时，我们就是在一个确定的范围内进行寻找；我们不在看的时候，除了概率云，什么都没有。

作为本章的结束，作者们又一次指出，对于大统一场、宇宙模型之类的研究来说，它们几乎毫无实际的用处，其价值主要在于满足智力和精神的需要。

Part5.今天的科学和技术。

即使在今天，即使应用科学和技术之间的区别不再像以前那样明显，但差异依然还是存在。科学只是解决范围很窄的课题，而技术则为了满足实际的需要而不得不涉及一系列难题（一项复杂的工程！）。另外这句话也很有意思：“当代科学的大部分产出都消失在文献的黑洞里（不过这个比例比起人文学科来还是要小得多）。”

最后，作者们指出，政府关注的是实际的科学，那些耗资巨大的纯科学很难得到支持。也许这就是他们在结束语中所说的“科学的终结”的论据之一？

总之——这是我的总结——技术是人类改善自身生活的手段，科学是人类了解世界的手段。