自然科学史的学科建制化及其科学文化和人文文化的双重维度

江秀乐　李孟瑞

摘要：在科学文化和人文文化分裂中走向学科建制化的自然科学史，确立了它与这一问题的“天然”联系。作为一门考察科学思想演变，审视科学知识与人和社会耦合结构变迁的历史学科，自然科学史的研究内容包含着形而下的现实关注和形而上的终极关怀，具有科学文化和人文文化的双重维度。

关键词：自然科学史；学科建制；科学文化；人文文化

中图分类号：N09文献标识码：A文章编号：1672-4-283(2009)05-0028-06

科学文化与人文文化的分裂现象自近代科学产生之初实际上就已出现，但直到英国学者斯诺(C.P.Snow)在20世纪中期时才明确提出来，并引发了一场旷日持久的争论。如今，人类已经进入了一个新的世纪，这将是一个“高科技”主导人类发展与进步的世纪。面对冲突与对立仍在加剧，潜在社会伤害日渐显现的情况，寻求科学文化和人文文化汇流与整合的方式和现实进路，已经成为人类需要面对和承担的紧迫任务。值得欣慰的是，随着近年来国内外学者对这一问题研究的日益深入，在学界已经取得了一些共识和成果，尤其是自然科学史联结和沟通“两种文化”的独特功能开始引起关注。那么，自然科学史与“两种文化”问题究竟存在着怎样的联系?它的科学文化和人文文化意蕴又体现在哪些方面?对这些问题的思考产生了以下几点认识，现求教于各位专家、学者。

一、科学与人文的“分裂”和自然科学史的学科建制化

在人类早期历史上是不存在科学文化和人文文化对立情形的，二者对立与冲突情况的出现是到了近代，尤其是近代科学产生以来的事情。

近代科学的孕育和产生大约可以追溯到14世纪的欧洲文艺复兴时期。虽然这场思想文化运动以冲破神学束缚、复兴古希腊人文传统为主要诉求，但其影响并不局限于此。对人类认识、改造自然活动的观念、态度及其现实行为方式的变革也是其产生影响的重要方面。尤其是作为文艺复兴运动重要组成部分的宗教改革运动，使人们逐渐认识到自然界的事物——太阳、月亮、山川、河流——不是神明的所在和被崇拜的对象，而是被创造后就成为真实的可以认识的实在之物，而且人类认识、探究被创造物知识的活动是一种导向“善行”的现实工作。因为，被创造物(自然)是上帝的杰作，认识自然也就是礼赞上帝。。通过这种解释，自然界在人们心中不再是此岸可诅咒的东西，而是可以为人类认识和改造的真实之物，从而在思想上为近代科学的孕育扫清了障碍。

英国著名哲学家弗兰西斯·培根就生活在这场轰轰烈烈的思想解放运动的高潮时期，为近代科学的诞生做出了重要贡献。他在1605年出版的《学术的进展》中指出，在所能给予人类的一切利益中，最伟大的利益就是发现新的技术和以改善人类生活为目的的物品，而获得新技术和新物品的主要途径就是运用以观察和实验为基础的“科学归纳法”。培根提出的这一研究纲领，冲破了中世纪经院哲学纯粹思辨的方法束缚，对那种无视自然事实、脱离实践、崇尚教条和迷信权威的思想文化风气给予了沉重而有力的打击，为形成近代重视观察和实验事实的科学研究传统奠定了思想基础，也为近代科学教育的兴起和繁荣提供了较为坚实的方法论基础，并间接影响了西方近代资本主义的产生和发展。紧随其后，伽利略、牛顿等人率先在物理学领域对该研究纲领进行了成功示范，并进一步把数学也列为科学归纳法的中间步骤。这样就使“直观分解——数学定性——实验验证”的实证研究框架，在17世纪末至18世纪初这一时期基本确立。至19世纪初，随着越来越多认识工具的发明和应用，实证科学无论是在研究的广度还是深度上都获得了较大的发展。

到了19世纪中后期，实证科学研究继续在西方科学追求理想世界、公共精神和语言规范性等精神气质的影响下，开始了向经典实证主义的过渡。这一时期，科学研究的现实指向特征明显，科学的技术化、技术的社会化趋势初现端倪，理论科学的创新开始向技术科学的巨大现实威力转化。科学知识也不仅仅只是在教育和研究机构中传播，而且开始成为社会生活的重要组成部分。被马克思誉为“世界的加冕式”的铁路打通了联结世界经济的命脉，电力设备的发明和应用为人类发展注入了无穷的活力。“今天，我们不再乞求自然，我们支配自然，因为我们发现了他们的某些秘密”成为这一时期的响亮口号。不过，人类在空前丰富的物质条件面前并未驻足，而是在追求获取更多物质利益的心理驱动下，开始了无视自然承受能力及其各种协同关系的掠夺性开发活动。此时人们坚信，只要自然科学在发展，人类遇到的一切问题都会迎刃而解，科学进步观一跃而成为近代西方文化思潮的主流。

但是，正当人类在科学进步观的鼓舞下沉醉在近代科学巨大成功的迷梦中时，第一、二次世界大战相继爆发。除了表面的政治因素，科学技术快速发展所带来的对资源、能源占有和扩张的需要，技术生产条件下资本家对工人阶级变本加厉而又愈加隐蔽的剥削及其所引发的尖锐矛盾，也是战争爆发的重要原因。更重要的是，人们在“嗜血”的战争中终于发现，支撑并实际上早已注定两次战争必将带来史无前例的人类灾难的，正是西方社会长期以来引以为骄傲的现代科技的军事应用。与此同时，DDT、抗生素等化学药品的滥用，大工业产业的兴起给环境和人类生存带来的威胁也开始显现。种种迹象表明，人类的灵魂根基和生存根基一人性和自然，开始向人类发出警告：科学技术开始偏离原来的发展方向，背离了人文精神的基本要求，科学文化与人文文化之间出现了“裂痕”。

在这样的背景下，美国自然科学史家乔治·萨顿(George Sarton)在20世纪初率先提出了新人文主义的主张。他认为，虽然在人文价值和科学理性之间，由于双方的互不宽容和科学仍在迅速发展的事实，冲突和分歧仍在加剧。但是，二者之间终究还有一座沟通的“桥梁”——自然科学史，建造这座“桥梁”将是我们这个时代的主要文化需要和任务。为此，萨顿在1913年创办了人类有史以来的第一份自然科学史研究专门刊物——ISIS，藉此向人们揭示和宣传自然科学史沟通和融合“两种文化”的功能，西方自然科学史的学科建制化工作也自此展开。继萨顿创办ISIS之后，1928年辛格(C.Singer)、米利(A.Mieli)等7人在第六届国际历史科学大会上提议并建立了国际科学史研究院(International Academy of History of Science)，1947年国际科学史学会(Intemational Union of History of Science)宣告成立。1956年国际科学史学会又与国际科学哲学学会合并，建立“国际科学史与科学哲学联合会”(International Union of History and Philos-ophy of Science)，并成为联合国教科文组织下属的“国际科学理事会”(International Council for Sci-

ence)的团体成员。到了20世纪60年代，以美国的大学开始纷纷设立科学史系为标志，自然科学史的学科建制化工作在西方基本完成。

近代中国，面对西方一些国家挟持其科学物化的“坚船利炮”所造成的民族伤害和对“中国有无现代科学”问题的反复争论，系统地审视和回顾科学与人文、传统文化与近代科学的关系问题，成为新中国成立后加快本土自然科学史学科建制化工作进程的重要动力。这项工作得到了当时成立不久的中国科学院的大力推动，1954年中国科学院成立“自然科学史研究委员会”，1957年成立中国科学院“中国自然科学史研究室”，1958年创办《科学史集刊》。一直到1999年，以上海交通大学创办我国第一个科学史系为标志，自然科学史的学科建制化工作在我国也基本完成。

二、自然科学史的科学文化维度

一般来说，早期的自然科学史家都是科学家或者是接受过严格自然科学训练的科学工作者，像萨顿、库恩以及我国科学史界惟一的一名中科院院士席泽宗等。他们从事自然科学史研究的重要原因，就在于该学科蕴含着深刻的科学文化内涵，能够为自然科学的发展和进步服务。

自然科学史对从事自然科学研究具有方法论的指导和总结功能。在自然科学研究过程中，科学规律的总结和科学理论的建立，离不开科学研究方法的指导和对自然规律呈现方式的认识。作为研究科学思想发展、演变历程的自然科学史，关注“认识主体”思想的发展与演变是其学科本性的基本要求。因此，在实际的研究工作中，自然科学史并不囿于对具体自然科学问题的分析和解答，而更强调对认识和解答的过程进行“剖析”，重视对科学家思维方式、研究方法及其选择过程的分析，是一种对认识过程的认识，对研究方法的研究。自然科学史的这种研究取向及其成果的取得，无疑是对科学方法论的丰富和发展，有助于后来的科学工作者在科学实践中强化方法论意识和问题意识，超越定律组成的僵化体系和事实堆积，提高发现问题、解决问题和总结规律的能力。

当然，这并不是主张自然科学史就是汇集和传承科学研究方法，促进科学发展的惟一途径。除此之外的科学哲学、科学社会学、科学学或者专门的科学方法论研究等也对开展自然科学研究工作具有方法论的提示功能。但无论是科学哲学、科学社会学，抑或是其他以科学研究活动本身为研究对象的学科领域，自然科学史都是其赖以开展工作的基础性的支撑学科。离开自然科学史这一基础，其他研究就有可能走向主观臆断。

自然科学史揭示了科学发展的“观念革命”特征，对现实科学研究具有启示作用。观念的革命性变革是科学发展的重要特征。库恩在《科学革命的结构》一书中认为，科学的发展和进步，其实就是通过一次次剥离自然表象并伴以观念的革命性变革的认识过程。科学每前进一步无不是人类观念认识上的一次革命性的转变。正因为这样，在人类历史上任何一种知识主张和判断都不能声称自己是永远的真理，而只是一种暂时的合理性安排。把知识主张解释为暂时的合理性安排，并不是要否定科学知识的客观性，而是一种基于客观条件、环境随时可能发生变化等种种不确定性因素的考虑，对科学事业所采取的必要的谨慎态度。但在现实自然科学研究中，也并不是每一个自然科学工作者都有机会获得“几乎全部处在时代运动中，在实际斗争中生活着和活动着”的革命性体验。惟有自然科学史，它不仅关注于某个科学家，而且关注于不同历史时期某一自然学科的“科学家群”及其思想观念之间的承继、发展与变革，从而使其可以从不同角度提醒科学工作者：科学要发展，就必须抛弃可能存在的所有狭隘、偏见与独断，客观地认识和阐释作为客体的自然，并随时准备接受一切有根据的颠覆性变革。

自然科学史本身就是现实自然科学研究的组成部分。自然科学史是科学工作者深入理解和把握本学科的定义、概念和分析方法的重要方式与途径。对于自然科学研究而言，只有仔细探究本学科基本概念产生的历程，明辨那些早期应该加以否定的错误假设、过去认识的失误或偏差以及导致它们出现的原因，才能在最大程度上全面而客观地理解这门学科。一方面，如果抛弃自然科学史对科学和科学学科源头的不断追溯和“刨根问底”的探究精神，一味强调学习现成的知识体系，其实就等于切断了人与自然和知识的联系。久而久之，自然科学就成了无源之流、无根之木，不但科学不能取得快速发展，即便是取得了发展也难以保证会对人类福祉有益。另一方面，如果不把历史发展过程中的科学和作为客观知识体系的科学结合起来去认识和把握，人类关于自然和自身的认识本身就是片面的，同样也难逃陷入唯科学主义或主观主义“泥淖”的命运。

另外，对一些博物性质或跨越大时间尺度的自然学科来说，如气象学、古生物学、矿物勘探、地震预防与预测、历史地理学等，史料的搜集与分析目前仍然是其开展研究的基础性工作。

自然科学史对于完善受教育者的知识结构和提高科学教育水平具有重要意义。在我国，文理分科较早是一个实际情况，“文不懂理”、“理不学文”的现象也确实存在。由此带来了受教育者的知识结构单一、创新视野相对狭窄的问题，这是我国增强受教育者的自主创新意识和在世界前沿科学领域独立培养拔尖人才的“软肋”。因此，从促进人的全面发展和增强受教育者的创新意识和能力角度来看，努力实现从注重单个门类知识的传授向重视受教育者知识结构的完善转变，从注重学科专业知识的“娴熟”向重视学科交叉视野的培养转变，应该成为当前教育教学改革的一项重要任务。自然科学史将在这个转变过程中发挥重要作用。因为，加强自然科学史的研究和教育不仅可以帮助理工科学生掌握一些历史线索。提高他们的人文素养，而且还可以帮助文史类学生开阔学科视野，使其具备一定的科学常识和数理逻辑思维能力，增强科学普及工作的针对性和实效性。与此同时，进行自然科学史教育还可以增加自然科学知识本身的“趣味性”和“生活气息”，“显化”理论与应用之间的联系，激发受教育者学习自然科学知识的兴趣，提高科学教育的质量和水平。

不过也有学者提出，自然科学史对于中国学生学习自然科学知识太具观念上的破坏性，与他们思想中长期形成的惯常“稳态”科学形象差异太大，容易造成学生轻易否定科学价值的问题。据此他们认为，在本就缺少近代科学传统的中国不宜提倡通过自然科学史来提高科学教育水平。这种看法或许有其道理，但并不符合实际情况。因为近代科学实践已经证明，科学的发展和进步从来都不是“四平八稳”、“按部就班”的，反倒是对“冒险质疑”的行为“情有独钟”。缺少怀疑现有知识合理性或完善性的意识，就等于丢弃了推动科学发展和进步的思想动力。所以，我们不能因为照顾“习惯”就不顾科学发展的真实情形，否则最终受影响的还是受教育者创新能力的提高和中国科技现代化事业。另外，那种对通过自然科学史促进科学教育的路径表示怀疑

的看法，可能还与中国长期以来崇尚的“执端用中”的思想有一定的关系。实际上，近代以来大凡自然科学史教育比较普遍或成功的国家，其支持科技创新的精神和社会氛围往往就更为浓厚。

当今美国科技创新产品层出不穷，突破性科学贡献屡见不鲜的情况，从一定程度上与其通过自然科学史教育持续增强受众的创新意识不无关系。

三、自然科学史的人文文化维度

在今天看来，近代科学发展给人们造成的那种假象，即科学就是永恒不变的“真理”和不容质疑与挑战的知识体系的认识，其实等同于在“熟知”和“真知”之间画等号。这种观念不但对培养人的创新精神无益，而且会导致科学最终逃避理性的反思，成为一种新的迷信。在一定程度上，“唯科学主义”的思想根源恐怕就在于此。自然科学史对于纠正这种认识上的偏差具有重要意义，因为从学科归属上自然科学史终究还是一门历史学科(专门史)，其“人性特征”和人文文化的内涵广泛而丰富。

自然科学史集中体现着人类的批判意识和创新精神。批判意识和创新精神作为人文文化的重要组成部分，是社会发展和进步的重要思想动力。在自然科学史研究的前建制化阶段，人们曾经自信地认为只要运用科学方法就能获得科学知识，而科学方法无非就是“归纳”和“演绎”。但是，在实际的科学发展和进步过程中，最重要的还是人类的批判意识和创新精神。

伽利略、开普勒和牛顿被公认为是近代物理学的奠基者，他们对物理科学的不懈探索夯实了近代“物理学大厦”的基础。但是，在他们三人各自的理论贡献之间却并不像我们想象的那样，是可以完全“通约”的。按照伽利略的理论，投射物的运动轨迹应该是个抛物线，而不是牛顿所说的椭圆，而他把自由落体看成是匀加速运动，这在牛顿理论中似乎也只能是“勉强”的正确。同样，开普勒行星运动“第三定律”只有在忽略行星之间的“摄动”，并在假定所有的行星质量都相等的理论前提下才能成立，这与牛顿力学理论也存在着认识基础上的矛盾。这表明，无论是运用“演绎逻辑”还是“归纳逻辑”，都不可能从伽利略或开普勒的理论中完整地推导出牛顿动力学，也难以从牛顿经典力学知识体系中准确地“离析”出伽利略或开普勒的理论。跨越他们理论体系之间“门槛”的关键一步，只有批判意识和创新精神才能迈出。自然科学史的重要任务就是通过对科学理论发展的纵向描述和分析，揭示人类的批判意识和创新精神在推动科学发展过程中的重要作用，是对人文精神宝贵价值的佐证和集中体现。当然，在科学发展过程中所体现出的对创新精神和批判意识的珍视，其实还蕴含着深刻的人文道德要求，即非原创性或独创性的科研成果，更不用说是剽窃、抄袭、伪造数据、重复发表等行为，不但对科学进步没有益处，而且还应该受到道德或道义上的严厉批评与谴责。

自然科学史表征着人类对“美”与“和谐”的理解和追求。在公元200年左右托勒密出版了他的《天文学大成》(《至大论》)。在这本书中，他提出了一个宇宙体系的基本构造。出于维护神学权威和个人信念的考虑，在这一体系中他把宇宙描绘成以地球为中心的八重天球。但这样的体系与观测的事实并不相符，更不能保证行星围绕地球作正圆轨道运行。为了克服这一“缺陷”，托勒密不得不在他的地心体系上又设计出一套“本轮一均轮”的拯救方案。

在实际天文解释中，一旦出现没有围绕地球转动的“异常行星”，只要为这个行星加一个本轮就可以使之与观察相符。可是到了16世纪，托勒密体系的本轮已经加到了80多个，成了一个极其复杂的“庞然大物”，这种情况引起了哥白尼的注意。他在1543年出版的《天球运行论》中彻底抛开了地心学说，提出一个与托勒密体系完全不同的“日心体系”——包括地球在内的行星均以太阳为中心转动，月亮作为地球卫星既随地球绕太阳转动又绕地球转动，地球上看到的星空运转是由地球自转所致，并不存在所谓本论等之说。至此，托勒密体系中众多实际上并不存在的“轮子”一下子全被抛弃，宇宙被还原成一个十分简洁的体系。那么，哥白尼究竟为什么提出这样一个理论呢?原笔者认为，这主要源于他对托勒密“本轮－均论”构造一次次地为自己“打补丁”，违背自然简约、和谐之美原则的极度不满。为此，他坦言道：自己为“哲学家不能对造物主为我们造出美好而有秩序的宇宙机构提出正确的理论而感到气愤”。正是基于这种对“美”与“秩序”(在西方“秩序”往往就代表“和谐”)的追求，才使他产生了“日心说”的初步构想，完成了古代天文学史上一场“天翻地覆”的大变革。

不过在现实生活中，科学家对“美”的追求和“美”对科学灵感的启发，对于不了解历史，尤其是不了解自然科学史的人来说，是很难体会得到的。科学家在他们眼中可能永远都是严肃、呆板、缺少人情味儿，而只懂得整天与纸、笔、刻度尺以及各种冰冷仪器和枯燥定义打交道的“知识工匠”。从这个角度来看，自然科学史似乎还具有树立全面、准确的科学家形象的功能。

自然科学史蕴含着科学要为全人类共同福祉和利益服务的价值诉求。虽然自然科学史具有多层次的科学文化意蕴，但从该学科的研究对象、内容、目的和方法等方面来看，它与现实自然科学研究还是有较大区别的。与“纯粹自然科学”相比，自然科学史不仅关注具体科学成果的取得，而且还格外注意这些科学成果的具体应用及其产生的社会后果。

以第二次世界大战期间关于原子弹的研制和使用为例。1939年初，“二战”爆发前夕，丹麦物理学波尔(Niels Henrik David Bohr)得知德国正组织专家研制原子弹，并企图用于战争。不久，他把这一信息告诉了匈牙利籍犹太物理学家齐拉德(Sziard)。为了避免德国先造出原子弹发动原子战争，齐拉德联合爱因斯坦等科学家连续两次联名建议美国政府尽早启动原子弹研制计划。但是，当1945年美国率先搞出原子弹并将其用于对日本广岛和长崎的实战轰炸时，却又暴露出其可能毁灭全人类的巨大杀伤力。这时，还是齐拉德、爱因斯坦等在内的69名科学家再一次联名向白宫递交“紧急请愿书”。不过，这一次他们的要求是呼吁官方尽快采取措施，禁绝原子弹的进一步研制和使用。显然，在这种历史的视野中，科学家、科学知识以及科学事业并不是某些人的私有财产，更不是某个利益集团谋取私利的工具和手段，而是有着要为全人类共同福祉与利益服务的价值追求。虽然科学家们在“请愿书”中的愿望最终基本落空，原子弹成为至今仍悬在人类命运之上的“利剑”。但这并不能完全归咎于科学家，因为当时的美国已经为原子弹研发花去了20多亿美元，如果悄无声息地废除原子弹及其相关技术，不要说罗斯福总统，就连美国政府都无法向他们的人民交代清楚政府决策时的依据。为此，有学者这样评价这段历史：“科学理论一旦变成技术，并且又被政治家所掌握，科学家就无法改变它的命运了”。

自然科学史是人类对科学事业的人文理解和解

释。历史主义认为，历史并不是纪事年表的简单堆积，其根本意义在于揭示史实发生的“场域”，包括导致事件发生的原因、条件和环境等。在学科归属上，作为历史学分支的自然科学史也不例外，其研究内容、研究对象不仅包括自然科学理论的基本内容及其产生、发展、更替与演变的过程，而且更关注于科学家所处的特定文化、经济和社会条件等因素对科学发展所产生的影响。

这一特点在自然科学综合史和科学家传记里体现得最为明显。在这类著作中，科学家做出的这样或那样的科学贡献，并不都是甚至极少是仅仅由于理性的因素或目的使然。他们往往还要受到包括政治的、社会的、经济的、个性的等多种人文因素的影响，是一种历史性的综合体现。也就是说，科学发展的历史场域决定了自然科学史的历史性，而科学发展的历史场域又为人的存在与活动的历史性所决定。这样，就形成了一条“人的存在的历史性一科学发展的历史场域一自然科学史的历史性”的解释路径。人们沿着这个路径去追溯科学及其产生和发展的种种历史场域就会发现，自然科学史对科学发展与进步之解释原则的落实，仍在于对人的历史解读方面。换句话说，自然科学史对科学发展历程“解构”的核心问题，终归要返回到对人类的生存和命运、人生的价值和意义等人文因素的分析和解释上来，是对科学的人文理解与解读。

综上所述，近代西方经典实证主义的盛行带来了科学技术的大发展，促进了社会生产力的大飞跃。但这种“大发展”和“大飞跃”又必然凸显科学技术的“双刃剑”效应，从而引发人文学者对一味崇尚科学理性、忽视人文关怀可能带来不良后果的担忧。在我国，实证主义虽然始终没有在近代科学思想史上占据主导地位，但受近代“实学”思潮影响的部分人对传统科学和传统文化所采取的消极态度，同样激起了保守知识分子的激烈反应。

正是在这样的思想文化背景下，自然科学史沟通科学文化和人文文化的特殊功能被发现：由于自然科学的发展取决于社会系统中的主体和客体因素以及它们的相互作用，具有二维性。所以，考察科学发展的思想演变、审视科学知识与人和社会耦合结构变迁的自然科学史，其研究内容就必然包含着对人类生存条件改善的现实关注和人生价值实现的终极关怀，从而使其兼有了科学文化和人文文化的双重维度。因此，弥合“两种文化”的分裂正是自然科学史直到近代才走上学科建制化道路的重要原因，而自然科学史所具有的这种双重维度特征也提示我们：在探求科学文化和人文文化汇流与整合的现实进路过程中，自然科学史的特殊功能与价值值得关注。

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[责任编辑何菊玲]