科學的征程——盧昌海品讀温伯格《解釋世界：現代科學的發現》_風聞

We learn how to do science, not by making rules about how to do science, but from the experience of doing science, driven by desire for the pleasure we get when our methods succeed in explaining something.

——Steven Weinberg

撰文 | 盧昌海

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讀書是一件對環境要求很低的事情， 在像手機和電子書閲讀器這類便攜式 “書箱” 日益普及的今天， 甚至在購物排隊、 領導講話等等場合也能見縫插針地讀， 這種將垃圾時間變為享受的感覺算得上身為 “書蟲” 的最大收益。不過， 條件許可的話， 我對讀書是可以列出很 “矯情” 的環境要求的。

比如中學和大學時， 週末和寒暑假我愛到西湖邊的涼亭裏讀書；後來， 則嚮往海邊， 豎一把遮陽傘， 坐在沙灘椅上讀書——當然， 一年也沒幾次， 甚至幾年也沒一次。曾有人——忘了是誰——議論説：為讀書開出環境要求的人， 是到了那環境也讀不成書的。這起碼對我是不適用的。“矯情” 的環境絕非必需， 但若有， 對我絕非壞事， 非但讀得成書， 效率毫不降低， 而且確實可以 “矯” 出點 “情” 來——留下一種難忘的情境記憶。近來我最 “矯情” 的兩次讀書——在乘遊輪赴加勒比旅遊途中的讀書——就是如此。

温伯格2015年新作：《To Explain the World》

這兩次的前一次（去年）（編注：指2014年）讀的是英國科幻兼科普作家克拉克 (Arthur C. Clarke) 的隨筆集《The View From Serendip》。克拉克後半生居住在南亞島國斯里蘭卡 (Sri Lanka， 書名中的 “Serendip” 乃該國古名之一)， 那本隨筆集除科普外， 還記述了他在那裏的生活趣事， 其中包括跟海洋的 “親密接觸”， 在乘遊輪時閲讀特別應景。而後一次——即本文記述的今年（編注：指2015年）這次——讀的則是美國物理學家温伯格 (Steven Weinberg) 的新作《To Explain the World: The Discovery of Modern Science》 (解釋世界：現代科學的發現)。這是一本關於科學史的書， 主要評述了從泰勒斯 (Thales) 到牛頓 (Isaac Newton) 長達兩千多年的科學征程 (以天文和物理為主)。温伯格是我素來欣賞的作者， 我有他從專著到科普和隨筆的幾乎所有書， 且讀過大部分。温伯格的書幾乎每本都是佳作， 除科學外， 我對他有關宗教和哲學的許多觀點也有共鳴[注1]， 科學史更是我一向感興趣的， 甚至我自己的書——哪怕名義上是科普——也大都側重於科學史， 因而温伯格這本書雖不應景， 卻非常應 “情”。

我買過許多科學史方面的書，也讀過不少，但所讀以特定領域和時期的專題史居多， “通史” 類卻極少涉獵。不僅如此， 我對 “通史” 類書還有一定的成見， 覺得這類書往往博而不深、浮光掠影。不過用十來本佳作奠定起來的 “温伯格” 三個字的信譽足以抵消這一成見， 而使這本新作成為我的 “必讀書”。

如果用一句話來概括温伯格這本書的風格的話， 那就是：沒有職業科學史著作的 “八股” 味——當然， 這並不是説温伯格這本書寫得比職業科學史著作更好， 後者的紮實考辨不僅絕非温伯格的書所能取代， 而且也是其信息來源之一。只不過讀多了職業科學史著作後， 套用一句電影台詞來説， “確實有點審美疲勞”——因為那個領域有自己的套路， 比如對人物和事件的評價往往四平八穩， 且不無隨大流處。這當然也談不上是缺點， 四平八穩自有它的周詳， 大流也多是匯聚前人研究的精華而成的， 但偶爾讀讀套路以外的書， 還是有一種耳目一新的感覺。此外， 職業科學史著作通常會避免摻入作者自己對歷史的評論， 以示客觀， 温伯格卻時常作出自己的評論， 從這個角度講， 他這本書具有隨筆風格。

温伯格這本書用職業科學史的規範來衡量還有一個頗具爭議性的特點， 那就是毫不避諱用現代科學來衡量科學史上的觀點， 這在很多科學史學家眼裏乃是 “兵家大忌”。這一特點温伯格自己也很清楚， 他在序言中就表示這本書是從一位 “戰鬥在科研第一線” 的現代科學家的視角來看待科學的征程。這種視角容易陷入的一個廣為人知的弊端， 就是低估歷史， 低估歷史觀點的重要性或難度。但話説回來， 一個弊端既然已被意識到， 那麼足夠小心的話， 就未必不可避免。而弊端若是避免了， 則這種視角也並非毫無優勢， 温伯格表示， 通過用現代科學來衡量科學史上的觀點， 可以顯示那些睿智的先賢們與現代科學的觀念或精神相距有多遙遠， 以及現代科學多麼遠離想當然的思辨。他並且不止一次地提到， 現代科學相較於歷史雖已取得了巨大進展， 卻仍需注意避免重蹈歷史上曾經犯過的錯誤， 這是温伯格這本書的一種內在邏輯， 也是一種與低估歷史恰好相反的自醒的視角。另外， 同樣是用現代科學來衡量科學史上的觀點， 不同的人做起來效果是不同的， 科學史學家視之為 “兵家大忌” 與他們對現代科學不夠熟悉， 難以真正採用現代科學的視角恐怕也不無關係， 而温伯格作為當代最傑出的物理學家之一， 採用這一視角可以説是最能發揮背景優勢的， 而且温伯格本人就是一位註定會進入科學史的人物， 他所採用的視角和作出的評論無論恰當與否， 本身就具有科學史價值。

此外， 温伯格用現代科學來衡量科學史上的觀點還有一個重要作用， 那就是鮮明地顯示出現代科學是在研究自然的漫長征程中， 經過不斷嘗試才 “發現” 的一種最適合自然的探索方式。這也是温伯格將書的副標題取為 “現代科學的發現” 而非 “現代科學的發明” 的主要原因。“發現” 與 “發明” 的一詞之別在科學哲學上是頗有爭議的， 比如愛因斯坦在著名演講 “關於理論物理學的方法” (On the Method of Theoretical Physics) 中就主張像理論物理學這樣的科學體系是 “發明”。温伯格對科學史和科學的這種分析——即通過科學史説明科學或科學的某些方面具有 “發現” 一詞所藴含的實在性——是很獨特的， 他曾在一次題為 “牛頓的夢” (Newton’s Dream) 的演講中對宗教也作過一個類似分析， 即通過歷史上牛頓等科學家深信宗教這一事實， 來説明對宗教的懷疑並不是從一開始就統治科學的先驗偏見， 而是通過對自然幾個世紀的探索才得來的教益。

總之， 温伯格這本書作為傳統科學史的補充而非替代， 在我看來是一次很有價值、 並且很精彩的嘗試。現在就讓我們言歸正傳， 以他的這次嘗試為線索來回顧一下科學的征程吧。

2

在古代， 科學與哲學是不分家的， 因此科學的起源跟哲學的起源一樣， 都被追溯到了以泰勒斯、 阿那克西米尼 (Anaximenes)、 色諾芬尼 (Xenophanes)、 恩培多克勒 (Empedocles) 等為代表的所謂前蘇格拉底哲學家 (pre-Socratics)。介紹這些哲學家的觀點時， 温伯格着重提到， 他們往往將人類的情感或價值引入到關於物質本性的理論中， 比如阿那克西米尼引入了 “正義” (justice)， 恩培多克勒引入了 “愛” (love)。温伯格將這種做法視為顯示這一時期與現代科學精神相距遙遠的一個重要特徵。

温伯格對這一時期及稍後的蘇格拉底 (Socrates) 和柏拉圖 (Plato) 等古希臘先賢還有一個很有意思的評價， 那就是要想理解那些人， 最好不要將他們視為物理學家或科學家， 甚至不要視為哲學家， 而應該當作詩人——因為他們只表述了自己對世界的直觀想法， 而完全沒有試圖證明或給出證據的意思。古希臘先賢們的某些文字有詩歌韻味當然不是温伯格的獨得之見， 但將他們整體定位為詩人倒是我前所未聞的。仔細想想也並非全無道理， 起碼對於像泰勒斯這種如今對其生平已幾乎一無所知的人來説， 他究竟是意在抒情的詩人， 還是意在思辨的哲學家確實是不易區分的， 更何況像他的 “萬物本源於水” 那樣從科學視角看來很奇特的觀點確實有點像詩人的遐想。事實上， 如果挑幾首當代詩人詠及自然的詩歌， 像咀嚼泰勒斯那樣細細琢磨， 恐怕也能琢磨出一些水平不亞於 “萬物本源於水” 的哲理來。

不過， 把像柏拉圖那樣的人也僅僅定位為詩人似乎有些勉強。温伯格特意引述了柏拉圖的一段話作為定位依據， 那是《蒂邁歐篇》(Timaeus) 中的話， 闡述的是用三個角分別為 (90°, 45°, 45°) 和 (90°, 60°, 30°) 的三角形來拼接出對應於四種基本元素的正多面體。柏拉圖表示自己不準備給出理由， 因為那將是一個 “太長的故事”， 但假如有批評者能給出更好的選擇或反證， 他是歡迎的。温伯格幽默地評論説假如自己在物理論文中以這種理由迴避證明， 結果是可想而知的。不過在我看來， 雖然柏拉圖跟現代學者相比確實漠視證明， 但他對提供證明或否證表示歡迎， 以及為不提供證明給出理由——無論多麼地不充分——本身就已大大超出了詩人的作為。從這個意義上講， 温伯格所引的話其實恰恰應該作為柏拉圖不僅僅是詩人的證據， 而不是相反。更何況， 柏拉圖給出的理由我們其實似曾相識：17 世紀的法國數學家費馬 (Pierre de Fermat) 在給出費馬猜想 (Fermat’s conjecture) 時用的就是類似的理由。因此， 我個人覺得將某些古希臘先賢視為詩人或許不無道理， 但將像柏拉圖那樣的人也涵蓋在內則有些勉強。

對於亞里斯多德 (Aristotle) 這位對後世產生了巨大影響的先賢， 温伯格作了較多的介紹。跟 “前蘇格拉底” 哲學家將人類的情感或價值引入到關於物質本性的理論中相類似， 亞里斯多德在理論中頻繁引進了 “目的論” (teleology) 概念， 把自然界的各種變化歸因於不同的目的 (purpose)。至於這種特色的由來， 温伯格將之歸結為亞里斯多德對生物學的情有獨鍾。這種情有獨鍾還在別的方面影響了亞里斯多德， 使他特別熱衷於分類， 包括將現象分為自然和人為兩類， 且只對前者感興趣。他的這一偏好對後世有長期的負面影響， 使他的追隨者們注重觀測而輕視實驗， 因為前者針對的是自然現象， 而後者是人為安排的。

對於柏拉圖和亞里斯多德這兩位重量級的古希臘先賢， 温伯格有一個對比， 與被他歸為詩人的柏拉圖相比， 他表示亞里斯多德的文字常讓他覺得冗長乏味， 不過 “雖常常犯錯， 但亞里斯多德不像柏拉圖那樣有時愚蠢”。由於採用現代科學來衡量科學史上的觀點， 温伯格明顯不像某些傳記作者或史學家那樣對先賢投以仰視目光， 這種隨性得略帶冒犯的文字就是一個例子。不過這比將先賢神聖化， 乃至為尊者諱還是好得多的， 最低限度也是對傳統評論的一種有新意和有價值的平衡。

在評論先賢之餘， 温伯格也穿插評論了一些科學史學家的觀點。比如美國科學史學家林德伯格 (David C. Lindberg) 在《西方科學的起源》(The Beginning of Western Science) 一書中提出：對歷史上的哲學體系或科學理論的恰當評價不應依據現代觀念， 而是要看它是否成功回答了當時人們感興趣的問題。很明顯， 這是對史學界將 “用現代科學來衡量科學史上的觀點” 視為 “兵家大忌” 的理由的一種闡釋， 而温伯格當然是不認同的。温伯格表示哲學且不論， 起碼對科學來説， 重要的不是為某個時代所流行的問題尋找答案， 而是試圖理解這個世界， 是發現什麼樣的問題值得問。我想， 温伯格這本書若能產生較大影響的話， 他這個觀點是有可能在史學界引發討論的。

亞里斯多德之後持續約 300 年的所謂 “希臘化時期” (Hellenistic period) 被温伯格稱為古代科學的黃金時期， “不僅讓古典時期的科學成就相形見絀， 而且直到 16 和 17 世紀的科學革命為止都是無與倫比的”。這一時期的著名人物包括了歐幾里德 (Euclid)、 阿基米德 (Archimedes)、 阿波羅尼奧斯 (Apollonius of Perga)、 希帕恰斯 (Hipparchus) 等， 他們的很多工作直到今天都屹立不倒。關於這一時期與之前的所謂 “古典時期” (classic era) 的主要區別， 温伯格在參考了當代科學史學家科恩 (Floris Cohen) 的觀點之後概括為：古典時期的科學側重於探討有關世界本原的宏大問題， 而希臘化時期的側重點轉向了具體現象， 從而取得了更多、 更具體的進展[注2]。

温伯格提到的這兩個時期的另一個重要區別是：古典時期側重於對純粹知識的探討而輕視應用， 希臘化時期則不再對兩者作截然區分。這一區別不僅有助於扭轉柏拉圖漠視證明的觀念對後世的影響 (因為應用勢必會觸及實證)， 而且也有助於引向實驗， 從而也為扭轉亞里斯多德輕視實驗的觀念埋下了伏筆。總體上講， 温伯格認為希臘科學讓人們看到了自然界有些東西是可以被理解的， 這要比具體的理解和知識更重要。

此外， 温伯格還評論了這兩個時期在看待宗教方面的區別， 那就是希臘化時期沒有像古典時期那樣濃厚的宗教色彩。在古典時期， 比如柏拉圖把神希望一切儘可能是 “好” (good) 的， 沒有 “惡” (evil)， 作為分析運動的基礎， 並且認為研究天文學能使人變得更好。古典時期的一些其他先賢也熱衷於把各種神與世界聯繫起來——不過， 希臘的神話體系是多神的， 這比後來興起的像基督教那樣的一神教更容易導向宗教懷疑論， 比如色諾芬尼就曾嘲諷説， 假如牛能夠想象神， 它的神一定長得像牛。雖然色諾芬尼諷刺多神觀念的目的只是為了主張一神教， 但這種嘲諷顯然也可以針對一神教， 尤其是像基督教那樣把神想象成人類模樣的一神教。到了希臘化時期， 温伯格表示， 他在主要科學人物的作品中已看不到對宗教的興趣了。談到這個， 温伯格也順便批駁了某些科學史學家和現代科學家的觀點， 比如法國科學史學家柯瓦雷 (Alexandre Koyré) 提出的科學與哲學分家是一場 “災難”， 以及著名物理學家薛定諤 (Erwin Schrödinger) 主張的向科學與人類價值掛鈎的古代精神迴歸。温伯格表示， 我們從科學征程中學到的恰恰是： 人類價值及哲學都不能作為科學的可靠指導， 科學家們必須擺脱這些東西。在這方面， 我是比較贊同温伯格的。

希臘化時期之後的所謂 “羅馬時期” (Roman Greece) 大體維持了多神的宗教環境， 在羅馬的神以外， 其他地方的神也可以被膜拜——不過有一條， 那就是不能排斥羅馬的神。這一時期的科學不復希臘化時期的興盛， 但仍有一定的發展， 出現了像托勒密 (Ptolemy) 那樣對天文學進行細緻研究的人物。這一時期也是基督教謀求生存和壯大的時期， 並出現了基督徒被處決的事件——在當時信基督並不犯禁， 但基督徒堅持只信基督， 公開排斥羅馬的神， 從而違反了 “遊戲規則”。這段基督徒受迫害的歷史除了顯示羅馬宗教在相對寬鬆之中所具有的嚴苛性外， 也顯示了基督教的高度排他性。當這種高度排他的基督教 “千年媳婦熬成婆”， 終於爬上了權利巔峯後， “意識形態” 迅速單一化， 多神變為一神， 斷斷續續傳承近千年——比歐洲任何一所現代大學的歷史更悠久——的柏拉圖學院 (Platonic Academy) 被關閉， 科學領域中不僅再無堪比前輩的重要人物出現， 連對古典科學著作的點評研究也基本消失了。宗教這東西雖是古代民眾普遍信仰的， 但它是有組織還是無組織， 組織是嚴密還是鬆散， 差別是很大的。隨着基督教這種有嚴密組織的宗教興起， 歐洲的很大一部分進入了漫長的 “中世紀” (Middle Age)[注3]。

在中世紀， 接過希臘科學 “火種” 的是阿拉伯人。當時伊斯蘭教——另一種有組織宗教——尚未興盛至後來的嚴苛程度， 阿拉伯人吸納了很多希臘學者及希臘科學， 並且從事了一些新的研究。沿用至今的許多源自阿拉伯的科學術語記錄了這段淵源， 比如 “代數” (algebra)、 “算法” (algorithm)、 “鹼” (alkali)、 “酒精” (alcohol) 等等， 以及源自印度但經阿拉伯傳播開來的所謂 “阿拉伯數字” (Arabic numbers)。不過到了 11 世紀左右， 阿拉伯科學開始受到來自伊斯蘭教的敵意[注4]。雖然當時的科學家大都信教， 但受科學的懷疑精神影響， 其中有些人的觀念與正統宗教是有出入的， 比如 11 世紀的天文學家兼詩人海亞姆 (Omar Khayyám) 在著名詩歌《魯拜集》(Rubáiyát) 中就寫下了一些對宗教持懷疑見解的詩句， 這類著作直到今天在像伊朗這樣的伊斯蘭國家中還往往只能出刪節版。伊斯蘭教與科學衝突的另一個方面來自具有偶因論 (occasionalism) 色彩的極端宗教思想， 這種思想認為一切現象都完全出自上帝的旨意， 不存在規律， 這跟以尋找規律為主旨的科學是完全相反的。在接下來的幾個世紀裏， 衝突逐漸轉向暴力， 比如 12 世紀末， 伊斯蘭激進分子在巴格達焚燒了科學書籍；15 世紀中葉， 位於古城撒馬爾罕 (Samarkand) 的天文觀測台被伊斯蘭激進分子搗毀……最終， 當歐洲走出中世紀， 迎來科學革命時， 對科學傳承立下過汗馬功勞的阿拉伯科學已完全衰落， 直至今天也未能重新崛起。温伯格在講述這段歷史的末尾評論了 20 世紀極端伊斯蘭主義的代表人物庫特布 (Sayyid Qutb)。這位對包括基地組織 (al-Qaeda) 在內的當代極端伊斯蘭組織有過重要影響、 被追隨者們視為教育家、 詩人和殉道者的人物曾主張構築一個更純粹的伊斯蘭， 並且探索伊斯蘭科學。温伯格表示這種主張是頗具諷刺意味的， 因為在阿拉伯科學最巔峯的時候， 阿拉伯科學家們探索的不是什麼 “伊斯蘭科學”， 而是科學。對於我來説， “伊斯蘭科學” 讓我想到的是納粹德國的 “德意志物理學”， “純粹的伊斯蘭” 讓我想到的則是伊斯蘭國 (ISIS)。

介紹完阿拉伯科學， 温伯格將視線轉回歐洲， 介紹了始於 13 世紀、 終於 14 世紀的基督教當局對亞里斯多德學説的譴責 (condemnation)。亞里斯多德學説此前曾在經院哲學家 (scholastic philosopher) 的調和下融入了基督教 “大家庭”， 甚至一度被視為正統。温伯格表示， 這種歷時不太久的譴責對歐洲走出中世紀也許起到了積極作用， 因為一方面， 譴責削弱了亞里斯多德學説的地位， 使科學免受其教條籠罩， 另一方面， 後來的譴責撤銷又在一定程度上將科學從基督教的教條之下解放了出來。

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接下來是發生於 16 和 17 世紀的著名的科學革命。對於這種革命的存在與否， 史學界其實有一定的爭議。有些人認為那期間的科學只是阿拉伯科學乃至希臘科學的自然延續， 算不上革命， 持這類見解的人並且舉出了伽利略 (Galileo Galilei) 研究占星術及牛頓研究《聖經》那樣的例子 (大概是想顯示其 “革命情懷” 不夠)。温伯格承認這些看法不無道理， 但他認為科學革命是存在的， 是科學史上的一種不連續變化， 他的理由是：16 世紀之前的科學瀰漫着宗教和哲學色彩， 與數學的關係也未定型， 17 世紀之後的科學卻使他有一種迴歸家園的熟悉感， 看到了自己這個時代——即現代——科學的許多特徵， 比如以數學形式表述的、 非個人的、 並且能解釋廣泛現象的定律， 以觀測和實驗來檢驗理論及其推論， 等等。除了極個別例外， 這種特徵在 16 世紀之前的科學中是看不到的， 因此温伯格以全書最確定的語氣寫道：“科學革命是發生過的， 本書餘下的部分就是關於科學革命的”。

在介紹科學革命期間的科學成就時， 温伯格有好幾處評論在我看來是亮點， 並且是像他這樣 “戰鬥在科研第一線” 的現代科學家比科學史學家更有經驗的地方——當然， 科學史文獻浩如煙海， 我不敢斷言這些觀點一定是他首先提出的 (要讀多少書才能斷言這種事？)。比如在介紹哥白尼 (Nicolaus Copernicus) 的日心説時， 温伯格評論説假如哥白尼對他模型中的某些誤差能忽略不計， 不添加本輪 (epicycle) 的話， 他的理論反而會更接近正確。這個評論無疑是有道理的， 哥白尼模型的真正誤差來自於圓軌道模型本身的誤差， 添加本輪從理論結構上講確實是更遠離了正確。科學史上像這種試圖超越模型或觀測本身的精度而 “精益求精”， 結果離正確更遠的例子並不鮮見， 比如海王星發現之後很多天文學家試圖超越觀測精度， 利用實際並不存在的所謂海王星的 “出軌” 來預言新行星就是一個例子[注5]， 温伯格的評論也適用。跟這一評論一脈相承的是， 温伯格反覆指出了歷史上的一種常見錯誤， 那就是在觀測或計算中保留了比精度所許可的多得多的有效數字。這些在我看來是單純的科學史學家不易有的視角。當然， 對於歷史上的當事人來説， 超越觀測誤差或許是錯誤， 超越理論誤差卻不一定， 因為理論誤差——比如圓軌道模型的誤差——在新理論出現之前往往是難以預先知曉的， 以添加本輪等方式竭力推進圓軌道模型哪怕從暴露其侷限性的角度講也該是無可厚非的研究手段。從這個意義上講， 温伯格的評論雖有道理， 卻不能用來苛責哥白尼， 這大概是用現代科學來衡量科學史上的觀點時最需注意的地方——當然， 温伯格這一評論針對的只是哥白尼的模型， 而非研究手段。

又比如開普勒 (Johannes Kepler) 早年提出的用五種正多面體構築六個行星軌道的模型以現代眼光看是很荒謬的， 因為太陽系行星的數目以及它們的軌道在很大程度上是由偶然條件決定的， 根本不該用模型來給出數值。對於這種做法， 温伯格作了一條發人深思的評論， 他表示， 今天的理論物理學家們也許在做着類似的努力， 比如很多人希望的從理論上推出基本物理常數的數值， 就有可能是與開普勒模型相類似的努力， 因為那些數值有可能是偶然的。他舉了近些年問世的 “多宇宙” 理論為例， 表示像 “多宇宙” 那樣的理論假如成立， 則我們這個宇宙中的基本物理常數就是完全偶然的， 不該用理論來給出數值。這類可能是錯誤的努力大概就是前面介紹過的， 他不止一次提到現代科學仍需注意避免重蹈歷史錯誤的原因吧[注6]。當然， “人擇原理” 之類的考慮不在其列， 對此温伯格幽默地表示， 當生命 “進化成天文學家” 時， 他們自然會發現自己處於基本物理常數適合自己存在的宇宙中。

温伯格看待歷史人物的眼界是比較苛刻的， 對誇獎的使用比較吝嗇， 批評則時而有之。不過温伯格的批評都是言之有物的， 這一點有時會讓我想起《倚天屠龍記》中謝遜在冰火島上對武林人物的 “點評”， 雖然苛刻， 但 “於每家每派的缺點所在卻也確有真知灼見”、 “往往一針見血”。只不過與謝遜的一味貶斥不同， 温伯格的評價要中肯得多， 而且在伽利略這裏開始出現例外， 不再吝嗇讚美之詞地寫道：“在伽利略這裏， 我們遇到了與牛頓、 達爾文 (Charles Darwin) 及愛因斯坦同一級別的歷史上最偉大的科學家之一”。温伯格對伽利略在觀測天文學上的革命性影響， 以及為現代實驗物理開啓範例的運動學研究等均給予了極高的評價。

温伯格對哲學一向不以為然， 在《終極理論之夢》 (Dreams of a Final Theory) 一書中有一章的標題就叫作 “反對哲學” (Against Philosophy)。在評述科學革命時， 他對兩位被廣泛認為是提倡了科學新方法的哲學家痛下了 “殺手”。這兩位 “冤大頭” 是英國哲學家培根 (Francis Bacon) 和法國哲學家笛卡爾 (René Descartes)。温伯格稱他們是 “最被高估” 的人物。兩人之中， 他對培根尤其不客氣， 稱其為 “既不是科學家也不是數學家”， 稱其觀點為 “有關科學的極端經驗主義觀點”， 其歷史作用則被概括為是用來反制柏拉圖和亞里斯多德蔑視經驗的觀點——讓我想起他在《終極理論之夢》一書中的一個觀點， 那就是當哲學偶爾對科學家有幫助時， 往往是幫助他們擺脱其他哲學家的影響。也許覺得這仍是高估， 温伯格又補充説培根的哲學即便對那些用它來反制柏拉圖和亞里斯多德的人也並無實質指導作用， 就像 “美國政客也許會引用傑弗遜 (Thomas Jefferson) 的話， 卻不受傑弗遜説過或做過的任何事情影響。”

對於笛卡爾， 温伯格客氣了點， 表示他跟培根不同 (不帶這麼損培根的)， 在數學和科學上都有過重要貢獻， 但對其哲學仍毫不手軟， 表示哪怕在笛卡爾自己的研究中， 也看不到他的哲學起了任何促進作用[注7]。笛卡爾在名著《哲學原理》 (Principles of Philosophy) 中曾經表示， 基本的科學原理可以通過 “純粹思維” (pure thought) 這一上帝賦予我們的智慧來得到， 因為對上帝來説， 賦予我們這種智慧又欺騙我們 “是完全自相矛盾的”。對此， 温伯格毫不客氣地諷刺道：“認為一個允許地震和瘟疫的上帝不會讓哲學家被欺騙， 真是奇怪。” 温伯格對笛卡爾哲學的總評是：對於一個宣稱找到了探尋可靠知識之途徑的人來説， 笛卡爾在這麼多方面錯得這麼厲害， 是引人注目的。温伯格舉出的笛卡爾的錯誤包括了對地球形狀的錯誤推斷 (他推斷出地球的兩極半徑大於赤道半徑)、 否認真空的存在、 認為光速無限、 以及他的漩渦理論等等[注8]。温伯格表示， 這種一再的錯誤出現在一個宣稱找到了探尋可靠知識之途徑的人身上， 只能讓人懷疑他的哲學判斷， 同時也再次顯示出科學不能憑藉純粹思維來研究。我很讚賞這種一針見血的評價， 歷史上自以為發現了探尋真理的途徑、 唯一途徑， 甚至直接宣稱找到真理或終結了一個領域的哲學家不在少數， 最終卻總是大謬不然， 確實是引人注目。後人懷着歷史的寬容給予理解乃至敬意是可以的， 但也需要有人冒大不韙去戳破這種憑藉純粹思維來理解世界的皇帝新裝。温伯格並且還指出了笛卡爾哲學的一個很負面的影響， 那就是對他的同胞法國人接受牛頓理論造成了遲滯。

有意思的是， 培根和笛卡爾恰恰是英裔美國物理學家戴森 (Freeman Dyson) 在《作為叛逆者的科學家》 (The Scientists as Rebel) 一書中給予過很高評價兩位哲學家。戴森曾對温伯格在名著《最初三分鐘》(The First Three Minutes) 中表示的 “宇宙越是看上去可以理解， 也就越顯得無目的” 這一觀點給出過 “差評”， 因為戴森喜歡在自然現象中尋找目的 (在這點上頗有亞里斯多德之風)， 甚至不排斥宗教式的目的。從八卦的角度看， 温伯格拿這兩人 “開刀” 似乎有跟戴森針鋒相對的意味。當然， 也可能純屬偶然——畢竟， 很多人都對培根和笛卡爾作出過很高評價， 並非只有戴森。在結束對培根和笛卡爾的介紹時， 温伯格寫下了被本文引為題記的那句話：“我們不是通過為研究科學設定法則， 而是從研究科學的經驗之中， 被對我們的方法成功解釋現象時的愉悦的渴求驅使着， 才學會如何研究科學的”。培根和笛卡爾都想為科學研究設定法則， 在温伯格看來都失敗了。

牛頓是温伯格這本書最後一位重點介紹的人物， 温伯格對他作出了極高的評價， 不僅表示 “在牛頓這裏， 我們來到了科學革命的巔峯”， 而且在評述了牛頓《原理》 (Mathematical Principles of Natural Philosophy) 一書的諸多成就後意猶未盡地表示， 僅僅指出《原理》確立了運動定律和萬有引力原理仍是對其重要性的低估， 因為牛頓還用《原理》給後世樹立了一個模範， 告訴人們物理理論應該是什麼樣子的， 那就是用一組簡單的數學原理， 以明確的方式， 描述大量不同的現象。在《原理》發表之後曾有神學家批評説， 像《原理》這種充滿數學 (幾何) 的書是數學書而非物理書 (這當然是用現代術語重新表述了)。對此温伯格説了一句堪稱是對牛頓的最高讚譽的話， 他表示那位神學家心目中的物理顯然是亞里斯多德時代那種沒有數學的物理， “他沒有意識到的是， 牛頓這一例子已經修改了物理學的定義”。這讓我想起美國著名科幻兼科普作家阿西莫夫 (Isaac Asimov) 在自傳中記述過的一件事情：那是在阿西莫夫已長久不寫科幻後的某一年， 一位朋友的妻子問他為什麼不再寫科幻， 阿西莫夫表示這麼多年不寫， 這一領域改變了許多， 自己已落伍了。那位女士回答説：“你瘋了， 艾薩克， 當你寫作時， 你就是領域。” 阿西莫夫説這句話深深打動了他， 對他後來重新寫科幻起到了幫助。一個人的行為能直接改變整個領域的定義， 還有什麼人比這更配稱為牛人， 或者——文雅點説 (但可惜這詞在中國的聲譽已經不高了) ——大師呢？對牛頓的這種高度評價出自普通人也許不過是盲目崇拜或人云亦云， 但出自温伯格這位眼界苛刻的第一流的現代物理學家， 給我留下的是 “英雄惜英雄、 好漢重好漢” 的印象——當然， 温伯格也並未避諱牛頓的錯誤， 比如他對當時已有一些觀測證據的光的波動説的排斥等。

温伯格介紹牛頓的開場白就很有意思， 他説對潮汐如此感興趣的牛頓卻一生從未看過大海。牛頓與海的 “精神緣分” 其實還不限於研究潮汐， 他那句膾炙人口的名言——“我不知道我在別人眼裏是怎樣的， 但對我自己來説我只不過像是一個在海邊玩耍的男孩， 因為時不時地找到一塊比通常更光滑的卵石或更漂亮的貝殼而興奮， 卻全然沒有發現展現在我面前的偉大的真理海洋”——也是跟海有關的。對於牛頓《原理》一書的風格， 温伯格表示現代讀者可能會詫異於此書與現代物理著作的巨大差別， 因為牛頓用了大量的幾何圖片， 卻很少用方程式， 彷彿已忘記了自己發明的微積分， 但仔細分辨的話， 在幾何圖片中， 包含了一些應被視為無窮小或無限多的東西。

説到微積分， 温伯格也介紹了德國數學家兼哲學家萊布尼茨 (Gottfried Wilhelm Leibniz)。與對笛卡爾的評價相似， 温伯格對萊布尼茨的數學貢獻表示了敬意， 但對他那廣受敬意的哲學則不以為然。對於牛頓與萊布尼茨的微積分優先權之爭， 温伯格認同史學界的公認結論， 那就是兩人彼此獨立， 牛頓研究得更早， 萊布尼茨則發表得更早。但是跟許多著作只是人云亦云地提到萊布尼茨的符號更優越並被現代所採用， 從而給人一個萊布尼茨的微積分更 “摩登” 的感覺不同， 温伯格引述了一個相對少為人知的細節， 那就是在《原理》第一卷第一節的末尾， 牛頓表示他已不再將像速度那樣的 “流數” (fluxions) 視為兩個無窮小量的比值， 而是當成兩個連續而無限變小的量的比值之極限， 他並且明確指出：這種比值接近極限的程度可以小於任意給定的量。學過現代微積分的讀者想必看出來了， 這裏體現出的乃是直到 19 世紀才經由法國數學家柯西 (Augustin-Louis Cauchy) 等人的工作逐漸形成的極限現代定義——ε-δ 定義——的思想。從這個意義上講， 牛頓對微積分的理解其實遠比萊布尼茨更 “摩登”。

4

温伯格的書到這裏就基本結束了， 與被本文引為題記的那句話相呼應地， 他表示世界就像一台教學機器 (teaching machine)， 以理解的愉悦為獎勵， 教會了人們什麼樣的理解是可能的， 以及如何去追尋那樣的理解， 教會了人們做實驗， 也教會了人們放棄往科學裏面塞進目的， 並放棄斬釘截鐵般的確定性。他用篇幅很短的最後一章簡略介紹了牛頓之後的科學發展， 在這裏， 一直不吝以最坦率的口氣臧否人物的温伯格謹慎 (狡猾？) 了起來， 表示不再指名道姓了， 因為現代科學研究的參與者太多， 且很多人還健在， 萬一提了某個忘了另一個就不妥了。不過， 他對現代物理的一句很有 “温伯格特色” 的評價我很欣賞， 他表示現代的粒子物理標準模型可能不會讓昔日的自然哲學家們高興， 因為它是完全非個人的， 沒有亞里斯多德所熱衷的目的， 找不到 “愛” 和 “正義” 那樣的人類價值， 研究它也不能像柏拉圖所希望的那樣使人變得更好。除這句話外， 正文中還有另一句風格相近的話也很值得玩味， 那就是：“無論自然界的終極定律是什麼樣子的， 都沒有理由認為它們是為了讓物理學家高興而被設計出來的。”温伯格用這些話乾脆利落地批評了那些將人類情感抬得太高、 甚至還四處滲透的做法。不過， 聯繫到他那句被本文引為題記的話， 以及剛剛提到過的世界就像一台教學機器， 以理解的愉悦為獎勵云云， 其實倒也不妨説 “無論自然界的終極定律是什麼樣子的， 它們都能讓物理學家高興”——只不過， 無論哪一種理解， 都沒法超越邏輯和證據， 把這種 “高興” 當成理論取捨的憑據。

温伯格這本書在不到 300 頁的正文之後還附了約 100 頁的 “技術註解” (technical notes)， 對正文涉及的許多內容作了數學推導， 其中不少是用現代的術語、 記號乃至邏輯復現原始論文的內容， 對於想要深度瞭解科學史的讀者很有幫助。温伯格在書的序言中曾引述過英國小説家哈特利 (L. P. Hartley) 的一句話：“歷史是一個不同的國家， 人們以不同的方式做事情”， 這些技術筆記就相當於將那個 “國家” 做事情的方式翻譯成讀者的 “母語”， 是這本書又一個引人入勝的地方。

當然，科學史並不是一個毫無爭議的領域， 温伯格的某些觀點更不是毫無爭議的，對宗教和哲學的觀點甚至有可能使某些讀者血壓升高。不過， 對於喜愛科學或科學史的讀者來説，温伯格以畢生從事科學研究的經驗為依託的視角，在很大程度上是純粹科學史學家永遠不會有的，本着兼聽則明的宗旨，也值得看看他的觀點。温伯格率直而簡練的文字、獨到而深入的評論， 使這本書很適合作為對科學史快速卻不膚淺的鳥瞰，並且是不折不扣的閲讀享受。對我自己來説， 由於是在赴加勒比旅遊的遊輪上閲讀的，對這本書的記憶與旅途中吉他手的鄉村歌曲、愛爾蘭咖啡的清香，以及加勒比的碧海藍天融合在了一起，更有一種深深的陶醉——這大概算我的 “獨得之秘” 吧。

參考文獻

[1] 對我在這方面觀點感興趣的讀者可參閲拙作 論宗教、 第三隻眼看《聖經》 (系列)、 小議科學哲學的功能退化 及 什麼是哲學 等。

[2] 在科學史上， 這種因關注細節而比關注本原問題取得更大進展的現象不限於古希臘， 比如拙作 質量的起源 的 第 7 節 就提到過類似的現象：“對現代物理學的發展來説， 這些具體或細節問題是遠比解決像質量起源那樣的本原問題更重要的動力。另一方面， 現代物理學在研究這些具體或細節問題中逐漸積累起來的智慧與洞見， 又常常會為更深入地探求本原問題提供新的思路。這是現代物理學的卓越之處， 也是她沒有象那些只注重於深奧的本原問題， 卻對細節不屑一顧的其它嘗試那樣流於膚淺的重要原因。”

[3] 當然， 中世紀的黑暗是總體而言的， 在如此漫長的時間裏自然並不是完全不存在零星成果， 但某些作者試圖用那樣的成果來 “洗白” 中世紀的黑暗， 則是詭辯式的做法。

[4] 宗教並不是任何時候、 在任何方面都反對科學的， 而是有時也會支持或默許科學。我在拙作 科學的發展與宗教 中曾表述過一個看法， 那就是 “從我接觸到的資料來看， 宗教對科學採取支持態度時， 通常是錯誤地以為那可以促進自己 (比如彰顯上帝的宏偉創世方案)， 宗教對科學採取默許態度時， 通常是錯誤地以為那與自己並無衝突。而一旦那種錯誤被意識到了， 宗教對科學的態度就會迅速轉變 (這是宗教這種本質上沒有糾錯機制的組織糾錯最迅速的情形)”。

[5] 對這一例子感興趣的讀者可參閲拙作 尋找太陽系的疆界 的第 23 和 24 節。

[6] 這也是對上文提到的， 温伯格此書核心觀點之一的 “對科學來説， 重要的不是為某個時代所流行的問題尋找答案， 而是試圖理解這個世界， 是發現什麼樣的問題值得問” 的重要註解， 因為開普勒試圖用模型給出行星軌道的數值就是在試圖回答一個不值得問的問題， 而科學發展的特徵之一就是拋棄那樣的問題， 尋找更值得問的問題。

[7] 科學家的哲學連對他自己的研究也起不到促進作用的例子不止這一個， 比如拙作 紀念戈革——兼論對應原理、互補原理及 EPR 等 的 第 5 節 就曾提到， 玻爾的互補原理也是如此。

[8] 我在 2014 年 3 月 10 日的微博 中也介紹過笛卡爾的一個錯誤， 並且有過類似於温伯格的感慨。

本文寫於2015年，經作者授權轉載自盧昌海個人主頁www.changhai.org，點擊頁面左下角“閲讀原文”可直達該網站。