科学中的革命_第二十五章　科学家的观点

第二十五章　科学家的观点

19世纪是一个革命的时代，在政治、社会、科学、工业、文化和艺术各个领域都发生了革命，无论其成功与否。这在历史上第一次使人们懂得变化可以是戏剧性的、革命的，而不只是渐进的。20世纪则是另一种意义上的革命时代，因为革命发生得更为频繁且其影响也更加深远。它们不仅使人类及其社会以及社会制度受到震动，而且还撼及自然界本身。已很难找到一块有人活动的地方能逃避革命所带来的巨大变化。革命已深入到各个领域：通讯（无线电，电视），制造业（合成纤维和塑料），电子（固态传感器，印刷电路，集成电路），战争（核武器，导弹），绘画（毕加索，马梯斯，米罗），音乐（斯特拉文斯基，勋伯格，斯托克豪森），文学（乔伊斯，F．沃尔夫），导航（雷达，远程定位），各门科学学科（爱因斯坦，玻尔，克里克和沃森），医学（索尔克疫苗，精神分析，起搏器和心脏外科），还有数据和信息处理——由此我们已经看到了计算机革命的步伐。我们还亲眼看到社会革命和政治革命在永无完结地继续：受到俄国革命和中国革命影响的人比以往任何一次革命都多，受到影响的程度也更深；来自有关拉丁美洲和非洲的大大小小的起义和暴乱的新闻越来越多，从军事政变到地道的社会和政治革命。

19世纪从1789年动乱的余波中诞生，先后经历了1848年的政治革命以及马克思主义者领导的革命运动。在科学上，我们已经看到了《物种起源》中正式宣告的达尔文进化论，它预示着即将发生的革命。即便如此，19世纪后半叶（和20世纪初）知识发展的主流是进化的而不是革命的。本杰明·凯德的《社会的进化》（1894）和L．豪勒维克的《科学的进化》（1908）等著作就是进化观的例证。大体上说来，19世纪的政治和社会革命并没有取得成功，它以1905年的俄国革命的失败作结（1905年通常标志着20世纪科学的开始）。19世纪的政治和社会变革虽然富有戏剧性，有时还有激烈的暴力冲突，但以通常的观点而论，这一过程基本上仍然是循序渐进的，而且在讨论这一时期的科学发展时，人们一般也持这种见解。

相反，20世纪却被惊人的激变所震撼，历史的延续有了真正的中断。俄国和中国的革命对社会、政治、经济都产生了巨大的影响，在世界范围内引起了国际性的革命运动，其影响远远超过了当年的法国革命。本世纪初在科学上同样发生了伟大的革命，主要反映在物理学上：X射线、量子理论、放射性、相对论、电子、原子核。1905年，也就是俄国革命流产的那一年，爱因斯坦发表了他的划时代的相对论论文和另一篇论文，这篇论文引起了物质和辐射物理学的革命，并建立起量子理论（它由M．普朗克于1900年开创）。从那以后，相对论和量子论思想一直占据着物理学思想的主导地位。在艺术方面，1914年前，出现了斯特拉文斯基的节奏异常强烈的《春之祭》和毕加索以及布拉克的令人瞠目的绘画，这些作品开创了结构主义、现代主义和抽象艺术以及不谐和和弦音乐的先河。

20世纪出现了大量的关于革命的理论和观点，这并没有什么可惊奇的。因为本世纪头几十年，政治、社会、艺术和科学都发生了戏剧性的变革，革命（而不是进化）已成为我们这个时代描述科学发展的主导性观念。但革命是科学进步所期望的或必备的特征这样一种观念，在本世纪上半叶却不像现在这样容易被大多数人所接受。许多学者，包括历史学家和科学家们自己，对于科学特别是基础物理学中发生的革命性变化感到忧虑，正像他们对遍及全球的政治和社会结构的剧烈震荡感到忧虑一样。有的人，如爱因斯坦主张抛弃科学革命的观念（见28章）；还有人如R．A．密立根，不但拒绝科学革命的观念，而且还否认在科学中有任何革命性的进步。

这一章我们将列举一些本世纪出现的有关科学革命的观点，并将特别注重于科学家们的论述。下一章，我们将考察助世纪科学史家逐渐接受科学革命观念的过程，特别是当T．S．库恩具有巨大影响的著作《科学革命的结构》于1962年发表后，接受科学革命观念的人数达到了顶峰。第27章，将论述相对论革命和量子论革命。在大多数人的心目中，相对论被看成是我们时代科学革命的典范。而对于那些懂行的人来说，量子论则是历史上最伟大的革命之一。第四章，将讨论具有特殊重要性的地球科学革命。因为这个领域的专家学者已经认识到它是一场革命，已经用革命的语言和结构来书写它的历史，甚至还运用了库恩对革命的理论分析方法以洞察地球科学革命的结构。而且，这场革命以清晰的和引人注目的形式显示了所有伟大的科学革命的一些主要特征。

第二次世界大战前的政治和科学的激进主义

1908年，政治革命家V．I．列宁的一部哲学著作公开出版了，它主要论述正在物理学中出现的革命的本性和影响，书名是《唯物主义和经验批判主义》。这部著作的公开意图主要是维护"马克思主义哲学"，反击那些当时对"辩证唯物主义"的攻击。但对于本书的目的来说，列宁的某些论述（体现在标题为："最近的自然科学革命和哲学唯心主义"一章中）是特别值得注意的。它可以作为一个例子，用来说明物理学发生革命的观念很早就已广泛传播开来了。

列宁集中讨论了镭元素问题。这一期间该问题突出地出现在许多有关文献中。使列宁和他的同代人震惊的是，当一小块镭的温度比周围环境温度高时，这种情形会明显地持续下去。而按照古典力学理论和能量守恒定律，热体定会把热量放射到温度较低的环境中去，直到达到热平衡，也就是说，直至物体和周围环境的温度相等。因此，镭的性质不但向科学家展示了一个必须被纳入科学的概念框架中去的新现象——放射性，而且这种新的物质在几个方面摧毁了经典科学的基础。也许最值得注意的是：在放射性现象中，元素的原子会自发地发生衰变和"嬗变"，而变成另一种完全不同的元素的原子。

列宁援引来作为例子的许多学者中，有法国数学家和哲学家亨利·彭加勒。从彭加勒1907年写的哲学著作《科学的价值》一书中，列宁看到了他对物理学出现"严重危机"的论述。按照彭加勒的观点，物理学中发生了严重的危机，其罪魁祸首是"伟大的革命者——镭"。彭加勒的见解受到了广泛的尊重，因为他是法国，也许还可以算是全世界最卓越的科学家之一。他忧郁的危机宣言引起了人们的注意：新的发现不仅推翻了能量守恒原理，而且也同样危及到"拉瓦锡原理或物质守恒原理"；危及力学的基础，包括牛顿作用和反作用相等的原理；危及到其他公认的物理学基础。

人们从镭和放射性中看到了革命的破坏力。其它许多新的发现通常也都具有这种特征。《亨利·亚当斯的教育学》（1907）这部著作以最富戏剧性的形式对革命破坏力这个主题展开了讨论。在谈及亚当斯对1900年大博览会的感想时，亚当斯用"发动机和圣母"这一比喻对旧的蒸汽力和新的电力之间的差异表示惊讶。他发现了"连续性的中断"（p．381），它"为历史学家的研究对象设置了一个深不可测的裂缝"；"在蒸汽和电流之间找不出比耶稣受刑架和教堂之间更多的联系。如果不是可逆的话，那么各种力是可以互相转换的，而对电来说，如同在信仰世界中它只是服从绝对的命令"。在迷惑不解之中，亚当斯求助于兰利，他是一位天文物理学家，华盛顿史密森学会的会长。

兰利帮不了他，实际上他似乎也被同样的问题所困扰，他总是重复说新的力是无法无天的，他尤其是反复声称他对新射线的发现没有责任，这些射线如同杀父的仇人，它们气势汹汹地向科学开了刀。他自己的射线是有益无害的，他利用它们得到了双倍宽的太阳光谱。但镭否定了他的上帝，对兰利来说，也就是否定了他的科学真理。这种力是全新的。

看到1890到达1905年间物理学发展中出现革命的人不只是列宁、亚当斯、彭加勒和兰利。不过，并不是每个人都被这些新发现的含义所困扰。例如，彭加勒在他的关于时间和空间"（1963，23）的论文中，把相对论看成是"最近物理学进步中"发生"革命"的主要成果；在另一篇论文中，他暗示了这样的意思：量子理论是潜在的"自牛顿以来自然哲学经历的最深刻的革命"。

20年代，"革命"一词从1917年俄国革命——第二次革命或布尔什维克革命中获得了一个新的激进的含义，这场革命使新的名词"布尔什维克主义"出现在通常的演讲之中。这场革命不仅完全推翻了旧沙皇的统治，而且使俄国的财产制度和人民的经济生活都发生了戏剧性的转变。这些革命性的变化被这样一个事实所加强，正如布林顿所考察的那样（1952）：在俄国革命中，"事件都集中发生在"比近代其它革命"更短的时间内"。

在许多美国人和欧洲人心目中，法国革命和俄国革命是两次典型的革命，但后者也许具有更广泛的意义，因为它产生了可以输出的布尔什维克主义这个幽灵，促进了一场国际性的革命和颠覆运动。此外，法国革命没有产生一个稳定的革命共和制度，不到15年，法国就复辟了皇权统治，而苏维埃政权已持续了半个多世纪，如今它比其早期更强大。因而，一些科学家目睹了俄罗斯旧秩序的崩溃，并感到了一种对自己国家现存生活方式的威胁。那么，他们对科学面临的形势同样心神不安也就没有什么可奇怪的了。量子物理学和新的原子概念在被X射线，放射性和相对论带来的危机上雪上加霜，使一些科学家在新科学和布尔什维克之间找到了共同点，对布尔什维克主义的害怕，甚至是对可能的布尔什维克主义感染的告诫，都在本世纪2O年代关于科学和科学革命的讨论中出现了。