科学之于人类社会的文明重在精神

周德红　吴以义　陈敬全

科学影响社会的各个方面，并且为公众所接受，这种影响重在科学精神。科学精神本质上是一种理性精神。1830-1930年在英国，科学精神向非科学人群扩散的主要途径是：沙龙扩大了学术圈，科学演讲面向社会大众，侦探小说起了潜移默化的作用，科学技术创造的奇迹促使了科学崇拜的形成。

在科学革命以后的两三百年中，在人类生活的各个领域，科学屡战屡胜，屡试不爽，形成了向社会各个方面扩散的强大力量。然而科学影响社会的各个方面，并不是凭借它获得的具体成果，事实上，许多人对科学的具体成果一窍不通；而专门的研究人员，对于专业外知识也是一知半解，隔行如隔山。从历史上看，更为深刻地影响了人类社会发展的，是科学精神。

科学精神体现为一种理性精神

科学精神实际上是一种思维方式，一种判定的标准，一种理性的不可动摇的至上的权威，一种生活方式，即和现代化相匹配的文化。

科学精神体现在被称作‘科学方法”的认识程式上：科学问题-观察和实验-获取科学事实-科学抽象和推理-提出假说-对假说进行验证-形成科学理论。

在进行科学抽象和推理的过程中，经常会用到类比方法。类比方法的基础在于我们关于自然界的统一性的信念，对因果关系的存在性和可认识性的信念。类比方法假定研究对象和已知事物两者有类似之处，用已知的或了解比较多的事物去推测未知的，求其同而去其异，从而达到对研究对象的认识。

电学研究的逐步理论化，是成功应用类比方法的事例，研究者们力图通过类比“理解”电磁现象。

库仑（C.Coulomb，1736-1806）将电力和引力类比，得出了电力的平方反比定律。威廉·汤姆孙（W.Thomson，1824-1907）将包含带电体的区域内的静电分布与无限固体中的热流分布进行类比，指出电力线和热流线相对应。亥姆霍兹（Helmholtz，1821-1894）将电流产生的磁场和不可压缩流体类比。法拉第（M.Faraday，179l-1867）在《论力的守恒》中指出，力或场是独立于物体的另一种物质形态。麦克斯韦（J.C.Maxwell，183l-1879）接过法拉第的研究成果，发表《论法拉第的力线》，把力线与流体做类比：“可以把力线看作是类似于携带不可压缩流体的可变截面的细管，用虚构的流体速度表示力的强度，于是我们就得到了物理现象的几何模型。”麦克斯韦设想，每个分子涡旋（即以太的微粒）同它相邻的分子涡旋被一层细微的粒子隔开，这些细微的粒子起着齿轮系中可动惰轮（idie wheels）的作用。由于粒子和涡旋啮合，粒子的移动必将导致涡旋的旋转。由此可见，尽管没有电流，电力的变化引起的粒子的弹性位移所导致的涡旋的旋转同样能产生磁场。这是对“位移电流”的最初的朦胧认识。

类比在科学探究中起形成假说，解释外推，开拓思想，触类旁通的作用。康德（I.Kant，1724-1804）指出，每当理智缺乏可靠论证的思路时，类比这个方法往往能指引我们前进。

科学假说是为了说明某种现象而提出的试探性的看法或猜测性的说明。科学在其发展过程中都要用到假说，如哥白尼的日心说、法拉第的力线和场，麦克斯韦的位移电流等。假说的真实性不依赖于逻辑，不在理论内部，而在于最终的实验结果果然合于先前的预期，即验证。假说是基于观测的由理性主导的创造。

在“科学方法”的认识程式中，理性的引领作用是显而易见的。这是人认识外部世界的一个重要的转折。在此以前，现象常引领理性的分析，即便是精心设计的实验，目的常在于看看可能产生的结果，也常在于扩大我们的视野；当这种新的思考方式和方法进入对自然的研究以后，理性常引领对现象的搜寻，实验的目的主要不再是，或者根本不是无期待地“试试”，而是对于预期结果的证实；不是想看看会有什么现象出现，而是想知道预期的现象有没有出现。人对外部世界的认识从此走出了感官知觉的限制。可以说，在这种认识程式中，科学精神体现为一种求知求真的理性精神。

自哥白尼（N.Copernicus，1473-1543）在1543年提出日心说宇宙模型以来，近代科学取得了长足的进步，理性精神起了主导作用。伽利略（G.Galilei，1564-1642）在《关于两大世界体系的对话》里对哥白尼表示了由衷的赞叹：“如我以前说过的，我们可以看出他（哥白尼）以理性为向导，继续坚持那种好像为感觉经验所否定掉的见解。对于他们的卓越才智我只有钦佩到五体投地；他们完全是靠理智的力量对他们自己感官的破坏，从而相信理性所昭示给他们的真理，而不去相信感觉经验看上去显然相反的那些事情。……当我想到亚里斯塔克和哥白尼能够使理性完全征服感觉，不管感觉表现为怎样，依旧把理性放在他们信仰的第一位，我真是感觉到无限的惊异。”

科学精神是科学进入社会文化的实质部分，科学精神以各种途径向非科学人群传播。下文主要以1830-1930年的英国为例加以阐述。

学术沙龙促进学术圈的扩大

“沙龙”最早源于意大利语Salotto，指装点有美术品的屋子。17世纪该词进入法语，Salon意为较大的客厅，之后逐渐指一种在欣赏艺术品的同时，谈论艺术、玩纸牌和聊天的场合，而后更多的是指一种名流或学者的聚会了。

英国皇家学会就是从沙龙发展而来的。1640年代，在著名科学活动家威尔金斯（J.Wilkins，1614-1672）倡导下，十几名爱好科学人士组成了无形学院，他们自称“哲学学会”，在许多地方聚会，包括成员们的住所以及格雷欣学院（Gresham College）。其中知名的成员有胡克（R.Hooke，1635-1703）、雷恩（C.Wren 1632-1723）、配第（W.Petty，1623-1687）和玻意耳（R.Boyle，1627-1691）等。1646年，在英国资产阶级革命时期，学会分成两半，分别在牛津和伦敦。在牛津的一支由于人员流失而日渐衰落，在伦敦的一支却日见兴旺。威尔金斯、玻意耳和雷恩等人都来到伦敦。1660年11月，雷恩倡议成立一个新学院，以促进物理和数学知识的增长，推威尔金斯为学院主席，并拟出41名成员名单。1662年，复辟后的英国国王查理二世正式批准成立“以促进自然知识为宗旨的皇家学会”。

科学研究需要相互交流，相互启发和共同探讨。由于沙龙聚会气氛轻松，不讲究等级观念，便于畅所欲言且集散自由，沙龙对学术圈的不断扩大，对推动科学学术研究起了积极的作用。在18世纪欧洲资产阶级革命时期，沙龙盛行一时。

英国的月光社（Lunar Society）是一个颇有声望的学术沙龙。它成立于1765年前后，这是由十几位生活在英格兰中部的科学家、工程师、精密仪器制造商组成的社团。该团体名字源于它的成员每个月都在满月时聚在一起，共同讨论新发明和新思想。月光社成员由于共同的兴趣而走到了一起，组织的凝聚力不断得到加强。其核心成员有：博尔顿（M.Boulton，1728-1809），英国生产商，瓦特的商业合作伙伴；达尔文（E.Darwin，1731-1802），医生、自然哲学家、生理学家、英国启蒙运动最主要的思想家之一；普里斯特利（J.Priestley，1733-1804），自然哲学家、化学家、教育家，出版了150多篇论著；瓦特（J.Watt，1736-1819），改进蒸汽机的工程师；韦奇伍德（J.Wedgwood，1730-1795），工业革命领袖、英国陶瓷之父、高温计发明人。

月光社重视科学知识的应用，重视工艺技术的革新，为科学和技术的发展做出了卓越贡献，在工业和商业领域取得了不凡的成就。18世纪之前的科学研究很少用于工业生产，月光社将科学和工艺技术密切结合起来，把学术研究扩大到工匠、实业家的圈子里，在英国最早出现了工程师——懂科学知识的能工巧匠。工程师与科学家力图打破他们之间的界限：科学家关注科学知识的实际应用，工程师也不断充实科学知识，以提高技术产品的效率。

瓦特研发成功高效的蒸汽机与月光社有不解之缘。瓦特历经无数次失败，他的巨额投资都打了水漂。在他走投无路时，博尔顿给他提供试验车间和厂房，并保证将来蒸汽机收入的一半归瓦特所有。博尔顿介绍瓦特加入月光社，瓦特因此大开眼界：化学家普里斯特利告诉瓦特什么是氧气，什么是二氧化碳；天文学家向瓦特讲述行星围绕太阳做圆周运动，由此启发瓦特研制出一套类似星系的齿轮联运装置，把当时活塞的往返直线运动转变为齿轮的旋转运动；镗床发明者威尔金森（J.Wilkinson，1729-1808）用钻镗工具重造了瓦特蒸汽机的气缸，克服了原来容易漏气的毛病，新气缸可以产生的动力为原来的4到5倍，瓦特改进蒸汽机最终大获成功。

月光社的成员一致努力去发掘某项科学发现的实际应用，并且通过这些实际应用带来实际的社会经济效益。博尔顿、瓦特、基尔（J.Keir，1735-1820）、韦奇伍德都开办了各自的工业制造公司。月光社成为工业革命兴起的试验基地和先锋部队，成为通过技术转化有力推动工业发展的典范。科学通过技术转化为现实的生产力，促进社会经济的发展，使公众看到科学的实用价值，越来越多的普通人开始关心科学的发展。科学是生产力，科学的社会功能得到了充分的体现，为人类社会谋福利，科学精神又体现为一种功利精神。

清朝末期到英国的中国士人对沙龙聚会印象深刻。光绪三年二月初十日（1877年3月24日），中国首任驻英大使郭嵩焘应邀参加了葛罗佛夫人的一个沙龙聚会，据郭嵩焘日记，“葛夫人年约六旬，亦以博学著名”。会上，郭大使见到了当时伦敦科学界的一大批名流，法拉第学生丁铎尔（J.Tyndall），研究印度地理的奥尔德姆（T.Oldham），设计用于天文研究分光镜的哈金斯（W.Huggins）等人，邀请郭大使的是对中国人特别友好的斯博德斯武德（W.Spottiswoode）。郭大使当日的日记记录了这一聚会的盛况：“斯博德斯武德邀看电气光。”后来他又去看了一次，是在六月初九日：“斯博德斯武德邀看光学，皆用水晶及玻璃小片，用灯一座，置镜数具其前，照之皆成五色，变化离奇。”

科学演讲面向社会大众

开普勒（J.Kepler，1571-1630）和伽利略早就认识到对公众传播天文学知识的意义。

开普勒说，对于那些“傻到无法理解天文学的学问，无法接受哥白尼而又不影响信仰的人，该干什么就干什么去吧，虽然他们仍旧有事可做”。“他们应该举头仰望他目力所及的天空，投入整个身心，感激和赞美他们的创造者上帝。他们可以肯定，他们对上帝的崇拜决不少于天文学家，但上帝给了天文学家更能洞察幽微的心灵，他们能够而且渴望用他们的发现来赞颂上帝”。

伽利略为使“远离学问”的人也能看懂自己的书籍，坚持用意大利语写作。他说：“我用口语（指意大利语）写作，是因为我一定要每个人都能阅读它们，因为相同的原因，我的前一本书（指《星际信使》）也是用意大利语写的。因为他们（指“远离学问”的人）看不懂对他们说来像天书一样的东西，他们转而相信，在这些大书里，确实有关于逻辑和哲学的新鲜伟大的东西，但是所有这些却远非他们的智力所可以企及。现在，我要他们看到，就像自然给予哲学家们的一样，自然也给了他们观察大自然工作的眼睛，也给了他们可以洞察和理解自然的大脑。”

英国皇家学会的宗旨是，科学家必须学会与大众交流，心甘情愿地这样做，并且确实把这视为自己的责任。皇家学会的一些成员，既是从事研究的杰出的科学家，也是杰出的科普宣讲者。

戴维（H.Davy 1778-1829）因确定了氯和碘元素性质，并发现了很多强碱和碱性金属而广为人知。他曾经做了某些气体，包括笑气在内的生理学反应的著名实验而名声大噪，奠定了他在科学界的地位。他擅长演讲，他的口才使许多不懂化学的听众趋之若鹜。他在1806年的演讲“电力学的某些化学机构”，被瑞典化学家贝采利乌斯（J.Berzelius，1779-1848）称为“丰富了化学理论的最好的演说之一”。戴维在生命最后一个月写了《旅行的安慰》诗集，内容是关于科学和哲学的感悟，这本诗集在他去世后出版并广为流传。

戴维的弟子法拉第，在电磁学和电气化学领域里做出了贡献，他的主要发现包括电磁感应、逆磁性以及电分解。1812年，法拉第才20岁，这是他学徒期的最后一年，他聆听了戴维在英国皇家研究院和皇家学会的演讲。听完之后，他用心整理了戴维的演讲并请戴维指正，他的好学精神和认真态度得到戴维的赏识。1813年，戴维在一次三氯化氮事故中损坏了视力，他决定雇佣法拉第为助手。

法拉第在戴维指导下，取得了不俗的成就。他向导师学习，积极向公众普及科学知识。从1816年到1818年，法拉第在城市哲学学会多次做化学演讲，演讲能力不断提高。1827年圣诞节期间，法拉第在英国皇家研究院为年轻人做演讲，以后每逢圣诞，他只要有时间，都会去演讲，到1860年共举办了19次，他的讲座被称为“圣诞系列讲座”。在法拉第以后，“圣诞系列讲座”一直延续了下去。法拉第圣诞演讲的目的是将科学呈现给普通大众，并为英国皇家研究院创造收益。他在演讲中善于营造欢乐的气氛：展示充满各种气体的肥皂泡扣人心弦，可极化的光呈现不同颜色使年轻人感到震惊。他的演讲具有哲学思想，他催促听众去思考科学的实验方法：“你们知道冰漂浮在水上，但是为什么冰会漂起来？请考虑这个问题，并且进行理性思考。”法拉第在给好友的信件中，还提出了关于艺术演讲的建议。

在法拉第的“圣诞系列讲座”中，题为“蜡烛的故事”的讲座为人津津乐道。法拉第盛情邀请青少年作为听众。有人提出疑问：在皇家学会庄严的大讲堂对这些在化学方面一窍不通的小顽皮谈论富有学术性的化学专题，合适吗？法拉第坦然回答：“科学应为大家所了解，至少我们应该努力使它为大家所了解，而且要从孩子开始。我认为我的讲课，或者正确一点说我的谈话，无论就我所要讲的事物本身，或者就我试图指出的实验，将使年幼的听众感兴趣。”法拉第“蜡烛的故事”的讲座共有6场专题报告，他从蜡烛的制造谈起，围绕蜡烛燃烧时经历的化学过程，详尽阐述了氢气、氧气、氮气、水、空气、碳、二氧化碳等这些日常生活中时刻与人同在的物质，他深入浅出地讲解，并用有趣的实验加以验证。他思路开阔、涉及面广，由蜡烛燃烧衍生出对化学反应、反应条件、电解等各类问题的探讨，涉及物理、化学、生物等多门学科的核心问题。

法拉第的演讲场场都紧紧吸引住青少年听众的注意力，阶梯型的讲堂中坐满了人，而会场总是秩序井然、鸦雀无声。苏联科普作家伊林（M.Ильин，1895-1953）这样评论法拉第“蜡烛的故事”讲座：“科学家在这里没有把自己的面孔藏在假面具后面，而是在字里行间你可以感受到作者的个性。法拉第跟孩子们在一起时，善于变为小孩，善于跟自己的小读者一起惊异、欢笑、讨论和提问，并共同做出结论。”

侦探小说向公众传播科学理性精神

在英国维多利亚时代，科学与文学创作相结合，涌现出了一批著名的作家和文艺作品，其中最受欢迎的是侦探小说。

柯林斯（W.Collins，1824-1889）是一位英国小说家、剧作家。他是狄更斯（C.Dicken，1812-1870）一生的朋友和合作者。柯林斯写的小说大都以侦破犯罪事件为题材，并以此种小说蜚声社会，其中流传最为广泛的是《月光宝石》和《白衣女人》。《月光宝石》讲述了维多利亚时代的英国，侦探如何调查犯罪现场，发现隐藏的线索，缩小犯罪嫌疑人范围，最终抓住罪犯的故事。该小说被英国诗人、剧作家艾略特（T.S.Eliot）称作“柯林斯写的第一部也是最长的和最好的现代英国侦探小说”。1934年这本书被改编成美国电影。1953年《月光宝石》分成两部广播剧播出。1959年BBC将这部小说改编成电视剧，并在1972年和1996年再次改编成电视剧。2011年BBC广播电台将这部剧作分为四个片段再次播放。

威尔斯（H.G.Wells，1866-1946），英国小说家、记者、社会学家和历史学家，他最有名的著作是《时间机器》（1895），这是最早的现代科学侦探小说之一，还有《隐形人》（1897）和《世界战争》（1898），他写了超过100本书，其中约50本书都是小说。他的科学侦探小说多次被拍成电影。

福尔摩斯（S.Holmes），是由19世纪末的英国侦探小说家柯南·道尔（A.C.Doyle，1859-1930）所塑造的一个才华横溢的侦探。柯南·道尔一共写了4篇长篇、56篇短篇的福尔摩斯系列小说。最先发表的两篇是1887年刊登在《毕顿圣诞年刊》（Beeton'sChristmas Annual）的《血字的研究》，以及1890年《利平科特月刊》（Lippincott's Monthly Magazine）刊登的《四签名》。而1891年开始在《斯特兰德杂志》（Strand Magazine）上的一系列短篇小说连载，使福尔摩斯的受欢迎程度爆炸性地水涨船高。1927年，柯南·道尔写出续集，故事的发生年代大约集中在1875-1907年。他最后写的一案发生在1914年。

福尔摩斯是伦敦的一位咨询侦探，他因机敏的逻辑推理、善于识别各种伪装以及利用法医学来解决难题而著名。他最常用的智力侦探方法是诱导推理。福尔摩斯认为，通过一滴水的坠落，一个逻辑学家在没有看到或者听到另外一滴或者更多的水的前提下，可以推理出这滴水来自大西洋或尼亚加拉的可能性。福尔摩斯的诱导包括最初以观察为基础的推理，例如他对烟灰的研究。

福尔摩斯的原型部分来自柯南·道尔先前在爱丁堡大学遇到的医药学教授贝尔（J.Bell，1837-1911）。贝尔是苏格兰第一位应用科学的外科医生。他被世人尊称为爱丁堡学校的“外科手术之父”。他强调在做出诊断时要做缜密的观察的重要性。为了说明这一点，他会随机挑一个陌生人进行观察，并相当准确地推断其从事的工作和当下的活动。在对柯南·道尔晚年的一次采访中，他坦率地承认了“也许我能这样表示，福尔摩斯只是文学作品里的一名人物，他（福尔摩斯）承载了我对爱丁堡大学的一名医药学教授的回忆”。在1882年，他在给贝尔的一封信中写道：“你反复灌输给我的以推理推断观察为中心，我以此塑造了福尔摩斯这一人物。”1924年，他在自传中写道：“获悉了这一特点，毫不奇怪，我会使用并且注重他的方式。在接下来的生活中，我试图建立一个科学的侦探，他解决案子不是依靠罪犯的愚蠢而是因为自己的机智。”

侦探小说通过设置悬念扣人心弦，一旦读上了欲罢不能，爱不释手。相关的科学知识在读者全神贯注的阅读过程中得到传播；更重要的是，那种仔细观察、合乎逻辑进行推理推断的科学方法所体现的科学理性精神潜移默化地深入人心。

侦探小说在今天对于传播科学精神和科学方法仍起着积极的作用。对最近60年各类出版物印数的统计表明，排在最前的是科幻小说，第3名是莎士比亚的戏剧，第8名是安徒生的童话，第13名是大仲马的小说，第14名是柯南·道尔的福尔摩斯侦探小说，马克思的著作排第31名，海明威的小说排第33名。

美国著名的科学史家库恩（T.S.Kuhn，1922-1996）爱读侦探小说，他说：“我现在读的大部分都是侦探小说。我记得我的孩子们过去常常嘲笑我——其实不是嘲笑我，而是希望我这么做。这种东西怎么也能看得下去。我还记得我的女儿进入学术圈后，她也在读侦探小说，她对我说。这是唯一我读起来不像是在工作的书。就是这么回事儿。杰海娜嫁给我的时候十分蔑视侦探小说，但她现在几乎和我读得一样多。”

科技造就令世人仰慕的英雄

1927年5月21日，法国巴黎有10万人聚集到布尔歇机场的柏油路上，为的是欢迎一位世界英雄的到来。这位英雄就是林德伯格（C.A.Lindbergh，1902-1974），他出生于美国底特律，在明尼苏达长大。仅仅在几周以前，当许多人跃跃欲试，争夺从纽约到巴黎的首次不着陆飞越大西洋而设立的2.5万美元奖金时，林德伯格还是一位名不见经传的飞行员，他大胆地决定从加利福尼亚直飞纽约。1927年5月20日黎明，林德伯格驾驶瑞安式NYP单翼飞机“圣路易斯精神”号从长岛的罗斯福机场起飞。他的飞机所载汽油过重，飞起来像一只喝醉的海鸥，差点擦上跑道终端的树梢。没有人看好他，只有他的支持者——圣路易斯实业家们相信他会成功。

经过33个多小时，距离3600英里的飞行后，林德伯格终于到达巴黎上空。在巴黎时间晚上10点，他看到J，城市的灯光。他回忆道：“我就在埃菲尔铁塔上方大约4000英尺转圈。不久我就发现了飞机场和塞满车的路。我低飞过那片土地，然后盘旋进入云里降落。”“圣路易斯精神”号于10点24分在巴黎布尔歇机场着陆。飞机刚停稳，狂喜的人们冲破拦绳向林德伯格涌来。打开机舱，他靠一队警察高高抬着，才得以穿过拥挤的人群。第二天清晨，他在美国大使馆的阳台上向蜂拥而至的人群频频挥手致意。人们呼喊他的名字，把自己的帽子和手帕抛向阳台。在以后几天被狂热的人们时时跟随的日子里，他作为一个英雄，其名字响彻整个欧洲。

当林德伯格乘坐孟菲斯军舰离开法国回到美国时，一艘载着战舰和飞机的护送舰护送他从切萨皮克市的波托马克河到华盛顿。库利奇总统（C.Coolidge，1872-1933）欢迎他回家，并且授予他“飞行穿越杰出者”的称号和飞行十字勋章，宣布提升他为美国后备役上校。纽约为他胜利归来举办的欢迎会是这座城市历史上最盛大的一次。1929年3月21日库利奇总统用国家最高礼仪接待他。

也有人对林德伯格不以为然，认为他不过是为赢得2.5万美元奖金的幸运的冒险家而已。林德伯格本人也弄不明白人们为什么要如此大惊小怪。但是许多有识之士清醒地意识到，他完成的壮举预示了航空业和航运业繁荣的新时代的到来。人们钦佩林德伯格大无畏的探险精神，更多的是敬畏科学技术的神奇力量；人们仰慕英雄，更多的是仰视科学技术创造的一个又一个的惊天奇迹。自此，科学精神和科学的物质力量成为人们顶礼膜拜的崇高对象。

科学以其自身的发展向我们提供了一种新的思维方式，以及理性的至高无上的权威。从此以后，任何思想，任何行为，都必须接受理性的批判，合则留，不合则去。是非曲直、正确谬误，都有赖于理性的判定。科学由此兴隆，以科学革命为先导的启蒙运动和产业革命，在前所未有的深度和广度上改变了人类的生活，人类社会，以及人类自身。科学之于人类的福祉，既在成果，更在精神。这种精神当然不能仅仅为科学研究的专门家所独享，而必须向非科学人群扩散，成为他们文化的一个部分。当这种精神在一个文明中占据了主导的和丰流的地位时，这一文明的观念现代化也就完成了。

关键词：科学精神 理性思维方式 学术沙龙 科学演讲 侦探小说