知识创新环境相关的历史检视：启蒙运动、哲学革命和自由主义传统

董光璧

关键词：知识创新 历史环境 启蒙运动 哲学革命 自由主义传统

接上期介绍的与意大利文艺复兴和英国宗教改革相关的科学发展历程，本篇继续论及与法国的启蒙运动、德国的哲学革命和美国的自由主义传统相关的科学发展历程。

法国：实验科学的复兴与启蒙运动

法国全称为法兰西，即法兰克人的王国。法兰克人属于日耳曼人的一支，公元4世纪初他们以联邦成员的身份定居于罗马帝国境内的高卢东北一隅。克洛维一世（Clovis Ⅰ，466—511）建立了法兰克王国，以墨洛温王朝（481—751）开头，接续的是加洛林王朝（751—987）。加洛林王朝的查理曼（Charlemagne，742—814）通过征伐控制了西欧的大部分地区。公元800年被罗马教皇利奥三世（750—816，在位795—816）封为“罗马人的皇帝”（史称查理大帝），以图复活神圣罗马帝国。查理曼死后不久的843年帝国一分为三，分裂出东西两个法兰克王国，奠定了当今法国、德国和意大利雏形。西法兰克王国成为法国的直接源头，经卡佩王朝（987—1328）、瓦卢瓦王朝（1328—1589），在波旁王朝（1589—1830）发生了法国大革命（1789），经法兰西第一共和国（1792—1804）、法兰西第一帝国（1804—1815）、波旁王朝复辟（1815—1830）、七月王朝（1830—1848）、法兰西第二共和国（1848—1852）、法兰西第二帝国（1852—1870），从法兰西第三共和国（1870—1940）开始稳定地延续下来。

法国成为世界科学中心（1820，1785—1865），主要表现为实验科学的复兴。从拉瓦锡到卡诺等人的一系列研究成果。展现了培根实验科学的复兴及其数学化方向。拉瓦锡在《燃烧概论》和《酸性概论》中正式阐释的氧化说，在《化学命名法》提出的化学命名体系，作为教科书的代表作《化学基础》开启了化学革命；布丰的《博物志》为生物进化思想的先河；卡诺的《关于火的动力及适于产生这种动力的发动机之考察》和遗作《关于适合于表示水蒸气的动力的公式的研究》（1878）奠定了熱力学的理论基础。

科学革命主要成就是在有限的观察事实的基础上充分依靠数学而获得的，或者说将自然哲学的思辨原理转变为数学原理，英国哲学家培根的实验科学理想并未实现，尽管也有意大利的伽利略、法国的帕斯卡、英国的玻意耳和牛顿等少数实验家。法国科学史学家和科学哲学家夸雷以及英国历史学家和历史哲学家布特菲尔德都曾经正确判定，古典科学在这次科学革命时期的转变，很少得力于实验发现，更多地要归因于“以新眼光看待旧现象”。

实验科学的复兴得助于启蒙运动，尤其是启蒙主义的科学观。在启蒙运动策源地的法国，科学思想方面的启蒙思想家至少可以分为三派：达朗贝尔的牛顿传统、狄德罗的培根传统和卢梭的反科学主义。狄德罗主编的《百科全书》不只是对已有的科学成果做通俗表述，还通过对这些成果的思考得出世界观和方法论的结论。由于在政治沙龙和文学团体中的流传，启蒙思想不仅感染了政治家，也渗透到科学家的思想中。且不说成了革命领袖的马拉，以及在革命政府任要职的蒙日和拉扎尔·卡诺，就是被革命政府处决的巴伊、孔多塞和拉瓦锡也不例外，几乎所有科学家都愿为革命政府服务。启蒙主义科学观通过《百科全书》以及法国大革命，对物理学转向产生了深远影响。实验哲学的思想成为18世纪下半叶科学思想的主要特征，声、光、电、热的实验研究逐渐展开。

对科学最有影响的启蒙哲学著作是狄德罗的《关于自然解释的思索》，一本无作者署名也无出版者的仿培根书名的书。深刻地阐述了实验理性及其对于科学的重要性。书中所阐发的超越数学物理的实验物理学思想，即“实验物理学一般地研究存在、性质及运用”。狄德罗主张以具体的、实验的研究代替抽象的、数学的研究，并把这一替代视为一场即将来临的革命。几十年后他的思想得到主流科学家的认同，实验科学家拉瓦锡和数理科学家拉普拉斯的合作论文《关于热的论文》，库伦的《电和磁的测量》，代表了1780年代实验物理学互补的两个方面。狄德罗预见的“革命”也真的到来了，数学物理学家达朗贝尔、拉格朗日和欧拉等人都认同了，但并未完全如狄德罗所料由培根科学取代数学物理学，而是两者结合形成了数学化的培根科学。实验物理学数学化沿着两个不同的方向发展，一种是拉普拉斯学派的牛顿范式，另一种是傅里叶等人的非牛顿范式。对照科学革命时期由机械论自然观与分析数学结合所形成的学问，日本科学史家佐佐木立（1947-）在其著作《科学革命的历史结构》（1985年）中，把科学思想的这次变革称为第二次科学革命。法国哲学家勒菲弗在其著作《狄德罗》（Diderot，1949）中，对于狄德罗的实验哲学思想给予了高度评价，认为他提供的实验物理学方法论更适用于生命科学。

启蒙主义科学观更通过革命政府的科学政策而发生深远的影响。法国大革命本质上是资产阶级革命，它也是一个由“贵族革命”、“资产阶级革命”、“市民革命”和“农民革命”交织成的“复合革命”。1789—1791年是开明贵族为主导的“君主立宪共和国”时期，1792—1794年是小资产阶级雅各宾派（Jacobin）的共和国时期，1794年以后的督政府时期是以大资产阶级为主体的共和国时期。拿破仑（Napoleone Buonaparte，1769—1821）执政期间（1799—1814）的1804年，他改共和为帝制。孔多塞和拉普拉斯分别对革命的前期和后期的法国科学政策有重大影响，他们两人的科学思想无疑可以作为牛顿派的达朗贝尔的后继者。在雅各宾派短暂的当政期间，于1793年关闭了被认为是反民主的特权制的皇家科学院。美国科学史学家格拉克据此认为雅各宾派的科学政策受卢梭科学观的影响。而美国科学史学家吉利斯皮则根据其把皇家植物园改名为“自然史博物馆，而且容许贝托莱和蒙日组织一个重视实用的群众性的“科学爱好者学会”（Societe Philomatique）认为，雅各宾派主要受狄德罗科学观的影响。大资产阶级掌权的共和国时期，1795年成立了“法兰西学会”（Institut de France），“法国科学院”（Academie des Sciences）是其中的一个学院。与此同时进行的是教育革命。建立高等师范学校和高等理工学校，第一线科学家成为教授并使教学与实验紧密结合。综合理工学校（Ecole Polytechnique）和阿尔屈埃尔学社（Societe dArcueil）为科学教育树立了典范。

综合理工学校的前身是1794年9月成立的“中央公共事业学校”（Ecole Centraledes Trava Publics）。建立这个学校的计划。在1794年3月11日雅各宾派的《训练技术家的伟大学校》的文件中已经提出，可见培养技术家是革命政府的迫切问题。热月政变以后进入政局安定时期，大资产阶级政府得以实施建校计划。这个学校是以巴黎桥梁学校和梅吉埃尔的工兵学校为原型计划的，并于1795年9月1日更名为“综合理工学校”。这个学校同法国封建制度下的大学大不同。首先学生是经过代数、几何、三角、物理学的考试选拔出来的不受出身限制的16-20岁青年；其次是教员都是第一线的科学家，使科学家成为教授，是政府的一项政策：第三实行数学与实验密切配合的教学。这个学校作为当时法国的最高学府。培养出来的学生都成了职业科学家和工程师，为1830年代法国成为世界科学的中心奠定了基础。法国的教育革命影响了整个世界，巴黎的这个学校成了近代工科教育的样板。

阿尔屈埃尔学社作为一个民间学术团体，由贝托莱和拉普拉斯创立。社址在巴黎南约3公里远的阿尔屈埃尔村，科学实验室就设在他们的别墅里。由于贝托莱和拉普拉斯同拿破仑的特殊关系，1807年拿破仑政府拨款15万法郎给这个学社，用以添置实验设备和出版《阿尔屈埃尔学社物理学和化学纪要》。从始建的1807年到拿破仑失势的1813年，是阿尔屈埃尔学社的存在和发展时期。贝托莱作为实验方面的导师，拉普拉斯则作为理论方面的导师，他们共同领导这个学社，为振兴数学化的实验科学培养青年人。这个学社实质上起着巴黎综合理工学校研究生院的作用。巴黎综合理工学校的高才生毕业后多来阿尔屈埃尔学社，在贝托莱和拉普拉斯指导下从事实验物理学和化学的高水平研究工作。在拉普拉斯及其学生毕奥、泊松、盖-吕萨克、马吕斯为代表的学者影响下，形成了一个物理学的拉普拉斯学派。

德国：物理学革命与哲学革命

德国人的祖先是居住在斯堪的纳维亚半岛南部的日耳曼人，因气候变坏在公元前10世纪开始南迁，公元前5世纪他们分布在莱茵河沿岸，公元前2世纪移动到南欧而与罗马人接触，中世纪建立了法兰克王国（5—9世纪），瓦解的部分逐渐演变成今天的法国、德国和其他一些小国家。911年康德拉一世（Konrad Ⅰ，881—918）当选国王后，改东法兰克王国为“德意志王国”（Regnum Teutonicum，911-962）。962年奥托一世（Otto Ⅰ，912-973）受罗马教皇加冕称帝而进入“神圣罗马帝国”时期（962—1806），经历了从联邦（1814）到统一的德意志帝国（Deutsches Kaiserreich，1871—1918）、魏玛共和国（Weimarer Republik，1919—1933）和大德意志帝国，二战后德国被一分为二，1990年东西两个德国统一。

德国的世界科学中心期在1890年代前后的80年（1855—1935），德国以其相对论和量子力学的原创贡献。成为物理学革命的策源地。只需列举八位科学家的贡献，就足以表明德国作为世界科学中心的地位。理论物理学家普朗克提出能量子的概念（1900年），以及在《物理学记事》发表相对论中起的决定性作用；理论物理学家爱因斯坦发表狭义相对论（1905）和广义相对论（1915），提出光量子理论（1905）和量子纠缠（1935）；天体物理学家施瓦西提出相对论引力方程解（1916）；理论物理学家海森伯创立矩阵量子力学（1925年）和提出不确定性原理（1927）；理论物理学家玻恩提出波函数的概率诠释（1926）；数学家闵可夫斯基提出四维时空理论（1907）；数学家外尔提出规范不变原理（1918）；数学家希尔伯特发展了量子力学的希尔伯特空间（1927）。当然还可以举出赫兹发现电磁波（1888），伦琴发现X射线（1895），能斯特发现热力学第三定律（1905），韦格纳提出“大陆漂移说”（1912），虽然这些科学成果都很重要，但不属于物理学革命的关键贡献。

物理学革命的哲学深度是超越力学自然观的，这正是哲学家康德自称的哲学上“哥白尼革命”的结果。与政治上完成市民革命的法国相反，德国生机论的哲学传统与浪漫主义奇妙的结合，产生了超越力学自然观的辩证法自然观。最早想要超越力學自然观的是康德和歌德。康德在其著作《判断力的批判》中充满企图调和力学自然观和目的论的搏斗。歌德在其《植物的变态》中从现实着手做超越力学自然观的“理性的冒险”。承袭这一思想而致力于建立自然哲学的是冯·谢林，他从费希特那里继承了“自我和非我”的哲学辩证法思想，完成了自然的辩证法著作《自然哲学观念》和《论宇宙精神》。他主张最初的东西不是物质本身，而是吸引和排斥这两种力的统一所产生的东西。精神也是一样，必须统一于更高级的同一性中，“自然是看得见的精神，精神是看不见的自然”。追求对抗的两种力统一的这种自然观以两极性和二元性为第一原理，把认识绝对统一作为最终目标。

哲学革命对科学的影响是通过教育改革实现的。由于中世纪建立的一些大学，布拉格大学（1348）、维也纳大学（1365）、海德堡大学（1386）、科隆大学（1388）、莱比锡大学（1409）等，到18世纪大都蜕变为各封国培养官吏和僧侣的机构。普鲁士王国内务部文教总管洪堡（Wilhelm von Humboldt，1767—1835）领导了一场教育改革，实践哲学家费希特和冯·谢林的大学观——研究和教育统一，大学作为研究场所的一般高等教育设施出现了。他努力把大学办成既同政府脱离又同小市民生活脱离，研究学问和追求真理的“孤独和自由”的大学。在培育自由研究的精神气质的同时，语言学家和评论家沃尔夫于1787年发明的“研究班”（Seminar）作为新的教学制度加以推广而逐渐确立起来。从语言学领域开始，在历史学领域定形，扩展到自然科学领域。数学物理学研究班以柏林大学的语言学研究班为模特，先后在柯尼斯堡大学（1835）、哈雷大学（1839）、格丁根大学（1850）、柏林大学（1864）等校发展起来。教育的发展使德国涌现出一大批世界知名的科学家，如数学家雅可比、物理学家欧姆、化学家李比希、生物学家施莱登和施万等。柏林大学和格丁根大学是德国大学教育改革成功的典型代表。

柏林大学创办于1809年，初名为“弗里德里希·威廉大学”（Friedrich-Wilhelm-Universitat），位于普鲁士首都柏林市中的菩提树下大街，1949年改称“洪堡柏林大学”（Humboldt-Universitat zu Bedin，HU Berlin），另建新址于柏林市东南部。作为教育改革的典型，洪堡亲自负责筹建，费希特出任校长。弗里德里希·威廉三世（Friedrich Wilhelm Ⅲ，1770—1840）的三句话，“科学无禁区、科学无权威、科学自由”，为学术自由风气的形成铺平了道路。教师有较多的学术自由。学生依自己的兴趣选课，在导师的指导下开展科学研究。以文法见长的柏林大学数理也不示弱，19世纪下半叶诞生了许多世界知名科学家，如数学家库默尔、物理学家亥姆霍兹、化学家霍夫曼，二战前涌现了29名诺贝尔科学奖得主。最为重要的是物理学革命的号手和主将都在这里，普朗克吹响了物理学革命的号角，爱因斯坦同时在相对论和量子论两个战场打先锋，波动量子力学创建者奥地利物理学家薛定谔来柏林大学接替普朗克任理论物理学教授（1927—1933）。

格丁根大学创建于1734年，位于汉诺威市南的格丁根镇，因其在数学领域的突出贡献而驰名世界。格丁根大学的数学传统为“数学王子”高斯所创，他的头像被印在1989年发行的10马克的币钞上作为纪念。1886年因发表“埃朗根纲领”（1872）而出名的克莱因的到来，以及相继加盟的希尔伯特（1895）、闵可夫斯基（1902）和龙格（Carl Runge，1856—1927，1904），格丁根建成了20世纪初的世界数学中心。格丁根大学奉行的“理论与实践相结合”的原则，创造了20世纪初科学史上“辉煌的格丁根时代”。有45位诺贝尔奖得主曾在格丁根大学学习、任教或研究，其中包括来自美国的后来被誉为原子弹之父的奥本海默等国际学生。这里特别强调其物理学革命重镇的作用，物理学革命的八位德国奠基人都有格丁根的学术因缘。希尔伯特、闵可夫斯基、外尔、施瓦西、玻恩、海森伯都曾为格丁根大学教授，普朗克曾是学术委员会成员，爱因斯坦因为曾在苏黎世师从闵可夫斯基也算有间接的格丁根因缘。此外广义相对论的早期阐释者泡利（W.Pauli，1900—1958）曾在这里做助教，量子力学奠基人之一的英国物理学家狄拉克（P.Dirac，1902—1984）也曾在这里做访问学者。

美国：大科学与自由传统

美国的全称是美利坚合众国，作为英国在北美洲的殖民地于1776年独立。美国居民以欧洲移民为主体，主流社会传承欧洲的文化传统。早期移民为失去土地的农民、生活艰苦的工人和受宗教迫害的清教徒，这使得年轻的美国特具活力和自由精神。美国没有经受欧洲各国之间的战乱，由于在两次世界大战中的作用，奠定了其世界超级大国领导地位。在苏联解体后成为世界上唯一的超级大国，其在经济、政治、科技、军事、娱乐等诸多领域里领导世界潮流。

美国的世界科学中心期是1970年代前后的80年（1935—2015），标志性成果是开创大科学时代。美国科学学家普赖斯的演讲《小科学，大科学》，把二战作为从“小科学”到“大科学”的转折点。并论及大科学形态、规模和发展方式等基本问题。所谓大科学乃研究目标宏大，需要巨大的人力和物资的投入，多学科协同运作。最能体现大科学精神的是大科学工程，以科学与直接经济活动分离为特征。与一般工程之不同在于，其主要目的是为科学研究服务。它通常使用正在开发、尚未发展成熟的技术，因而在工程进行过程中还需要进行实验研究，才能确定最终采用的材料、部件和方案。与一般科学研究项目的不同在于，需要按照系统工程的要求运作。大科学工程的成果是大型观测实验设施和系统的观测实验资料，它为科学前沿的研究提供重要的条件和手段。曼哈顿计划（Manhattan Project）、阿波罗登月计划（Proiect Apollo）和人类基因组计划（Human Genome Project，HGP），代表了美国大科学工程开拓者的形象。

美国历来标榜自由，而且选择希腊神话中的自由女神作为象征。1800年落成于华盛顿的国会大厦。作为民有、民治、民享政权的最高象征，它的圆顶上竖立着7米高的自由女神的青铜雕像。位于纽约哈德逊河口附近自由岛上的自由女神像身高46米，乃1886年法国人民送给美国人民的礼物。身披长袍、手举火炬和“独立宣言”脚下环绕断鏈。47米高花岗岩神像基座上镌刻的铭文是犹太女诗人拉扎露丝（E.Lazarus，1849—1887）的十四行诗《新巨人》：“让那些因为渴望呼吸到自由空气，而历经长途跋涉业已疲惫不堪，身无分文的人们，相互依偎着投入我的怀抱吧！我站在金门口，高举自由的灯火。”从《独立宣言》以自由权为基本框架，到第32届总统罗斯福宣告“四大自由”，乃至美国历史上第三位女国务卿希拉里·克林顿的演讲《互联网自由》（Internet Freedom，2010），自由、平等、民主、个人主义作为美国文化中的主流价值观，在美国历史与社会中始终发挥着独特作用。美国政治学家哈茨的著作《美国的自由主义传统：独立革命以来美国政治思想的阐释》，系统解说了美国的自由传统。正是这种自由传统，引来世界各地科学家，为人类宏大目标提供心理动力，使美国成为大科学的开路先锋。

希特勒（A Hider，1889—1945）的“文化清洗运动”和《重设公职人员法》（1933），把成千上万的犹太知识精英驱逐出德国，乃至法西斯势力所及之欧洲犹太人大逃亡。十几万犹太难民流亡到七八十个国家，而美国成为接受犹太难民最多的国家。这批犹太难民中有科学家、工程师、医生、律师、艺术家和新闻记者等文化精英万余人，其中科学家达千余人。美国接受了这些知识难民中百分之六七十，科学家难民中的百分之七八十，其中许多是世界一流的科学家。犹太科学难民的到来，改善了美国科技资源，科学中心从德国移到了美国。截至1933年德国共有诺贝尔科学奖得主32名，而美国只有5名，二战以后的诺贝科学奖则美国独占鳌头，其中的三分之一为犹太科学家。来美国的科学难民中包括享有盛誉的理论物理学家爱因斯坦和后来开创计算机理论的数学家冯·诺伊曼，以及对大科学工程做出关键贡献、在曼哈顿计划中成功解决了核裂变链式反应控制技术的来自意大利的犹太物理学家费米（E.Fermi，1901-1954），对航天工程中的空气动力学做出重要科学贡献的来自匈牙利的犹太工程师和物理学家冯·卡门。

曼哈顿计划是美国政府组织研制世界上第一颗原子弹的巨大工程。由于来自匈牙利的犹太物理学家齐拉（L.Szilard，1898—1964）等人的建议，1939年10月罗斯福总统成立了一个由国家标准局局长、一位陆军代表和一位海军代表组成的铀研究委员会。1940年6月又成立了以布什（V.Bush，1890—1974）为主席的国防研究委员会，铀研究委员会成了它的一个小组，1941年12月铀研究计划从国防研究委员会独立出来。1942年6月在纽约的曼哈顿地区建立了原子弹研究基地。包括原子反应堆、铀工厂和原子弹实验场等16个主要项目的曼哈顿计划开始实施，工程兵格罗夫斯将军被任命为这一计划的负责人。物理学家奥本海默负责武器研究室，物理学家康普顿负责铀的生产。有关技术专家陆续来到洛斯·阿拉莫斯，包括特勒、费恩曼和费米，以及英国物理学家查德威克、奥地利物理学家弗里希、丹麦物理学家玻尔（Niels Bohr，1885—1962）和他的儿子奥格·玻尔（Aage Bohr，1922-2009）。1945年4月橡树岭已经生产出足够制造一枚原子弹的铀235并完成了临界装配实验。1945年7月16日5时29分45秒，一枚钚弹在新墨西哥州的一处荒野上点火试爆成功。1945年8月6日美国空军在广岛投下了一颗铀原子弹，8月9日又在长崎投下一颗钚原子弹，1945年8月日本天皇宣布无条件投降。曼哈顿计划是人类历史上第一个由国家集中协调进行的大科学工程。整个工程汇集了美国及欧洲优秀的原子物理学家、化学家、冶金学家、数学家及相关的各种技术专家，前后调集了科学技术人员15万和职工50万，动用全国电力的1/3，耗资20亿美元，历时近6年（1939—1945）终于完成了原子弹的设计和制造。第二次世界大战结束后，美苏两国开始了核军备竞赛，整个地球进入了核危险的时代。

阿波罗计划是美国向月球发射载人宇宙飞船的大科学工程。苏联首先把人造地球卫星送上天（1957）并首先把宇航员送上太空（1961），刺激了美国。美国总统肯尼迪提出在1960年代把人送上月球。于是以登月为中心的一系列空间探索计划开始实施。通过多种方案比较于1962年11月最终确定了登月方案，即航天工程师霍博尔特提出的月球轨道会合（Lunar Orbit Rendezvous）方案。一枚土星5号火箭将载有三名宇航员的阿波罗太空船送入月球轨道，两名宇航员乘一个小的登月艇降落月球，余下的一名宇航员留在环月球飞行的飞船指令舱中，待登月宇航员完成任务后与指令舱会合，三位宇航员启动指令舱火箭返回地球。按照这个方案，整个过程有近百个步骤，特别是在月球轨道上对接，需要飞船和运载火箭有非常精确的控制设备，并且其各部件要具有极高的可靠性；要求有保证三名宇航员长时间太空生存的条件，要求有精确的通信联系和跟踪控制设备。美国国家航空与航天局先后发射了三个系列的月球探测器，“徘徊者”系列9个，“勘探者”系列7个，“环月者”系列5个，为登月的成功奠定了基础。1969年7月16日上午9时23分，布劳恩（W.von Braun，1912—1977）设计的身高110.6米總质量达2930吨的土星5号，载着阿波罗11号飞船腾空而起。1969年7月24日，阿波罗的指令舱溅落在太平洋上。阿波罗11号总飞行时间195小时18分35秒，登月舱在月面上逗留了21小时36分20秒，宇航员阿姆斯特朗在月面上一共停留了2小时13分。阿波罗计划先后动员了120所大学，2万家企业，400多万人参加，耗资达240亿美元。在肯尼迪总统建议制定这一计划的1961年5月，还没有一个美国人进入过地球轨道，就敢于决定在10年之内。使用尚未设计出来的火箭、尚未想象出来的合金、尚未制定出来的航行和对接方案。把人送上一个尚未探测过的月球并安全地返回地球。美国决定这样一个如此大胆的计划是出于什么样的考虑呢？诚如美国科普作家萨根在后来追述的那样，从根本上说既不是从科学的角度也不是从空间技术发展的角度，而是从意识形态斗争和核战争的角度考虑问题的。

人类基因组计划是人类为了探索自身的奥秘所进行的一项宏大工程，旨在测定人类染色体中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列，从而绘制人类基因组图谱，并辨识其载有的基因及其序列，以破译人类遗传信息。人类基因组计划最早是美国科学家在1985年的一次会议上提出的，1986年意大利一美国过滤性病原体学家杜尔贝科在美国《科学》周刊上发表了题为《癌症研究的转折点——测定人类基因序列》的短文，建议制定以阐明人类基因全部序列为目标的人类基因组计划，以便从整体上破译人类遗传信息，使得人类能够在分子水平上全面认识自我。1990年10月，美国正式启动了人类基因组计划，美国能源部和国立卫生研究院联合部署了“人体基因组作图和测序”的重大科学行动，美国政府投资30亿美元，社会各界资助100多亿美元。随后有欧共体、日本、加拿大、苏联、巴西、印度和中国等国家相继提出了类似的计划。由于各国政府和科学家们的共同努力，它发展成由15个国家和欧共体参加的国际性合作项目，成立了国际人类基因组组织以协调计划的实施。人类基因组计划包括四项主要任务：遗传图谱的建立、物理图谱的建立、DNA顺序的测定和基因识别。预计人类基因组计划完成后，用“A、G、C、T”四个字母写成的这本“天书”将长达数百万页。人类基因组的工作草图已于2000年6月26日宣告完成，2001年2月12日美国Celera公司与人类基因组计划分别在美国《科学》和英国《自然》杂志上公布了人类基因组精细图谱及其初步分析结果，被认为是人类基因组计划成功的里程碑。草图包含了85%的基因碱基对排序，2005年人类基因组计划的测序工作已基本完成（92%）。已经完成一批模式生物的基因组测序，有利于研究生物的进化过程和确定人类基因的功能。1999年9月，中国科学家加入了这一研究计划，作为人类基因组计划成员负责测定人类基因组全部序列的1%，也就是三号染色体上的3000万个碱基对。