科学教育需要科学史吗？

格雷姆·古戴等

摘 要 本文认为通过与科学史的密切合作，将会有助于科学教育培养未来的职业科学家和引导广大公众了解科学的本质。首先，本文将会说明把科学史引入课堂能够提升科学专业学生的学习经验，从而有助于把他们培养成更有作为的职业科学家。其次，当前关于“智慧设计”的争论引发了诸多针对儿童在学校课程中应该学习何种科学的重大问题，本文探讨了在这样的形势下科学史家如何能为普通公众的科学教育提供支持。最后，本文通过考察未来将要开展的工作，表明科学史怎样才能更符合一般教育的兴趣和要求，这些远远超出了科学史家通常所处的封闭的学术研究领域。

如果我们每个人都学习科学史，这是否有助于我们拯救地球？或许如此①。了解地球上的科学史是否会有益于了解其他的地外文明？可能不行。是否有诺贝尔奖获得者宣称科学史是他们创造性成功的秘密？好吧，到目前为止还没有。因此科学史很可能并不像有些人很夸张地宣称的那样是万能的灵丹妙药。考虑到这些情况，科学史家肯定不能仅仅为了个人满足而沉浸于自己的学科中。可以说研究科学史有巨大的好处并能与他人分享，特别是学习本专业的历史对于科学专业的学生会大有裨益。这样说既不是老生常谈，也不是偏袒自私的修辞。不过要证明这一点，科学史家需要良好的、客观的和充分的理由来为本学科的教育价值进行辩护。在下文中，我们提供了一些这样的理由。

首先，至少有一位诺贝尔物理学奖获得者已经发现了在大学预科的科学课程中介绍科学史的好处。肯尼斯·威尔逊（Kenneth G. Wilson）①与康斯坦斯·巴斯基（Constance Barsky）合作，对在这一阶段引入历史教学的影响进行了长达十多年的研究。他们认为科学史有助于学生将科学作为一项事业去思考和提出问题，通过探讨不同主题的各个分支和概念，使学生理解科学的研究对象和方法。特别是他们建议关注工程史等主题，指出在科学和技术中存在着大量的相互协作的再设计过程，可以帮助理解引入新的人造物带来社会经济变革的方式和原因。更普遍地说，他们认为科学史的知识和理解可以使未来的科学工作者更好地预测和应对快速的全球化进程带来的挑战，为改变我们的未来做更充分的准备②。

顺着这一脉络，本文的其余部分以肯定的方式回答了我们开头提出的问题。它阐明了科学史在培养未来的职业科学家和教育广大公众这两方面给科学教育带来的好处。我们将明确地从实用的角度和对科学友好的方式来考虑科学史如何能够促进学生学习科学，乃至于可能帮助培养学生成为更好的科学家，以及科学史的影响能够发挥到多大程度。在考察科学史在教育未来的科学家中扮演的角色之后，我们将会讨论科学史家在公众教育中所能发挥的作用，特别是在当今这个时代，至少在美国，科学教育正受到所谓的智慧设计的争论的挑战。最后，我们建议对科学史学习和教育做更多的研究和讨论，为那些常常不得不捍卫自己日常工作的教育者提供帮助；沿着这一思路，我们进一步论证科学史的价值应该超出纯粹学术研究的领域。

一 对大学生科学史课堂教学情况的回顾

对于我们从实用的角度和对科学友好的方式来考虑问题可能有两种反对意见。科学史家整天忙于对科学专业学生的大班教学，在他们看来，学生一般不仅喜欢学习科学史，而且明显还会从中受益，这是一个很简单的常识。但是它仅仅对那些具有直接的日常教学经验的人来说才是一个显而易见的事实。那些对我们在课堂教育中所投入的精力毫不了解的怀疑论者可能会提出有关机会成本的问题：学生花时间学习其他东西是不是可能更有收获？当有那么多其他有价值的、能够拓宽思维的学科可以满足科学专业学生的人文教育的要求，而且学生的课程已经排得很满时，为什么还要花时间来学习科学史？我们承认通过科学史培养的分析能力也可以通过学习其他的历史课程获得。然而，我们相信通过科学史培养而成的关于科学的理解和知识具有非常重要的特殊形式，不可能用任何其他手段以如此有效的方式获得。

另一个反对意见更有挑战性：科学史把科学专业的学生教坏了，它很危险，根本就不应该学。这个表面上看起来很古怪的主张是三十年前史蒂芬·布拉什（Stephen Brush）在他经常被人引用的文章《科学史是否应该被定为X级？》（Should the History of Science Be Rated X？）中首次提出的。该文考察了源自某些不知姓名的历史学家的一个主张，以往科学家的行为可能为科学专业学生的职业生涯提供一个坏的榜样；更糟糕的是，历史真相可能使他們怀疑科学的诚实。然而，布拉什实际上从未援引那位历史学家或者科学家的任何具体主张，说科学专业学生不应该学习科学史，以免给他们带来可怕的不利影响①。

布拉什提出的两个最重要的主张并没有引申出这么极端的预言。首先，他引用了1967年对科学教师的一项调查，他们普遍认为科学史并不是科学课程要包含的一门“合法课程”；但是也没有迹象表明课外学习科学史因此就是非法的。布拉什还引用了托马斯·库恩的评论，历史研究可能使科学专业学生偏离最富有成效的研究工作；但这不过是对一种可能结果的悲观看法，因为库恩并不否认其他此类学生至少可以从科学史中得到某种好处②。

总而言之，布拉什在1974年的结论是，对于任何想要提倡理想的科学行为的人来说，科学史显然不是一个合适的资源，他建议假如你要为科学家树立榜样，你最好还是在小说里找①。如今人们越来越关注科学造假、非人道和科学的责任，这样的计划也许得求助于大量的应用伦理学出版物。但是现在也可以说，布拉什担心的问题不再是一种假设。美国文化中的两个最近的现象已经突显出两种对科学史敌意的来源，或者至少是在教育以及更为普遍的公共文化这两个领域对特定形式的科学史充满敌意。

十年前，“科学战争”（Science Wars）中的几位科学家表示他们担心某些对科学的学术研究正在培养一种有害的相对主义，它对科学造成破坏，并且腐化了科研工作者。最近社会认识论者史蒂夫·富勒（Steve Fuller）介入基斯米勒诉多佛学区案（Kitzmiller v. Dover Area School District）②，他试图以历史化的方式对待科学中智慧设计的案例，使科学家再次谴责对科学史的不当使用，将其（虽然只是富勒自己的历史版本）用于破坏科学的权威③。然而，今天很少有哪位认真负责的科学史老师需要担心这样的差评：我们有谁积极地将宣扬相对主义或者破坏科学权威作为我们课程的明显目标（或者隐含目标）？这种结果有时可能是科学专业学生解释他们课堂阅读材料时出现的意外副作用。但是它给科学带来的危险也不会超出一个常见的现象，至少有这样一些学生，他们是如此热爱科学史课程，以至于他们放弃了科学而专门去研究科学史④。而且，谁又知道这是不是会给科学带来损害？

但是，如果我们能既不教给学生那些不负责任的科学史，也不教给他们太多，而且还不教得太好，以免我们把所有的科学专业学生变成科学史工作者，那么我们能给科学专业学生带来哪些积极的好处？最明显的是，他们能学到在科学课程中很难获得的重要技能①。 这些技能包括从课堂精读中获得的对一手文献（例如达尔文的《物种起源》）的阅读和解释能力。学生能培养批判性思维的自信心，对二手研究成果进行评价。而且，他们能学到在思想上不依赖于二手材料的一个方法，就是学会明智而审慎地依靠其他更可信的权威，特别是一手材料。最终，他们能学会表达、整理和保护一个令人信服的论点，这正是写作大论文要求的能力。当然，也可以说这些技能通过学习其他历史也能获得，例如环境史或者政治史；也许这些学科至少对某些科学专业学生来说让他们更感兴趣。但是对于那些想继续从事本专业研究的学生来说，还有比帮助他们从已经了解的科学进而延伸到与他们的职业发展密切相关的历史领域更好的培养技能的方式吗？

将科学史纳入科学专业学生的课程之中，这里有一个案例或许更有说服力。通过学习他们专业的历史，这些学生能够了解在相关研究领域的亚文化中与更广泛的文化背景中他们职业的起源和发展。进而扩展开来，学生可以熟悉各自领域的主要人物：除了偶尔引用的一些权威或者以某人命名的定律以及常数之外，可以了解达尔文、法拉第或者居里夫人，他们是如何在生活和工作中创造出经典的。同样，他们可以通过历史来学习本专业中一些基本方法的起源，由此获得鲜活生动的印象；某些以别的方式学习可能只是一些枯燥的事实，用这种方式至少会更容易记住。最后，但并非最不重要的一点是，学生可以熟悉他们领域中的重要机构、形成时期和主要成就，这一过程有助于学生形成对本专业的认同，可能比简单地学习和重复教科书的内容和标准实验更有效。

可以说，最重要的是只有通过学习科学史才能获得对广泛而复杂的科学的理解。这里历史发挥的关键作用是指出科学变革中的复杂性。大多数科学教科书对此毫无帮助，而且很不准确，培养了一种科学的各个学科呈静止状态的形象，好像它们是已经完成而且完全确定的。或许不难理解，这样一种全面的过分简化是为了适应学生的需求和能力，在教学上需要“整理”科学的呈现方式所导致的结果。但是面对由教材构成的一个铁板一块的庞然大物，学生很难想象他们能在科学上做出什么贡献，这又有什么好奇怪的呢？

相比之下，通过学习科学史，把科学看作一种不断变迁和创新的过程，可以培养他们对自己的期望，想象自己如何能够在未来的科学变革中做出贡献，特别是在与医学和技术的互动中找到机会。而且，如果学生的期望能够更好地与科学的开放性相适应，他们将更容易理解那些随着新的课程学习阶段必然会经常（也因此令人困惑地）不得不丢弃的模型和理论的不完备性和不可靠性。通过学习历史，许多科学将会变得容易理解，而科学家在时间紧迫的科学课程中很难做到这一点。

然而，持怀疑态度的读者会对科学史在科学教育中具有独特价值的主张提出一些质疑。它们是否仅仅只是一些热情而非有经验支持的主张？它们看起来也许只和一个理想化的世界相关，其中教育的目标和教师的价值在实践中可以完全实现，但是在现实中它们能否经常获得成功？很显然，我们也很少考虑这些可能的情况，教师完成目标的能力有所不同，而且科学专业的学生在面对自己不熟悉学科的陌生信息时接受能力也有差别。为了检验这些主张的合理性以及实现的可能性，未来我们需要对科学专业的学生学习科学史的过程进行研究①。我們还需要培养一些比较能力，来跟踪那些学习过科学史的科学家，看一看科学史会给他们长期的职业发展带来什么好处。最重要的是，我们需要科学史家之外的人来参与和解释这些研究。为什么持怀疑态度的学生要相信那些告诉他们需要学习科学史的科学史家的证词，毕竟这样是符合科学史家的自身利益的？因此科学史家需要与科学家合作，以确保科学课程中需要包含科学史的主张不被误认为是他们自己一厢情愿的想法。

上文概述了科学史教学对科学专业学生的价值，这与威尔逊和巴斯基的观点基本一致，下面让我们看一个具体的领域，其中历史学家和科学家之间的互动对于科学教育有着明显的益处。

二 科学史在教育激进主义中起的作用

我们认为历史学家将进一步有助于科学教育的一个特殊领域，是帮助对抗各种反进化论者对科学教育的攻击，无论他们是相信年轻的地球的观点，或者是智慧设计论的信徒。目前它可能只是一个美国特有的问题，但是它很可能演变成为一个需要教育学家和科学家关注的全球性的问题。作为历史学家，针对美国的特殊情况，我们既要关注历史也要关注科学，并且我们要问自己，在目前美国公共教育的困境中我们能做什么来支持科学教育事业。简而言之，我们应该问自己，科学史在阻击创世论对科学教育的突然袭击和进一步提升科学教学的质量这两条战线上能发挥什么作用？

自从1859年达尔文的《物种起源》一书出版以来，反进化论已经成为美国社会中一个极有韧性的因素。历史学家和哲学家有许多机会进入公共领域去澄清或者界定相关的重要问题，提升讨论话语的水平。相对而言，哲学家看起来还参与其中（例如，对进化论“只是一种理论”的主张进行讨论），而历史学家的参与度似乎更低。然而，不应该认为历史学家们对该问题完全不感兴趣；这仅仅表明相对而言他们保持着旁观的态度①。那么科学史学家能给科学教育的公共话语增加些什么？很显然，他们能够提供历史分析，以历史的视角来看待目前的公共和科学的争论。同样重要的是，他们能够纠正那些通过改写历史的方式来误导公众对科学的认识的无良做法。

从1968年开始，经过了一系列的司法判决，最终通过爱德华兹诉阿奎拉德案（Edwards v. Aguillard），巧妙地将科学创世论排除在美国公立学校的科学课堂之外。正如历史学家芭芭拉·佛瑞斯特（Barbara Forrest）在基斯米勒诉多佛学区案中的证词所述，为了应对这一处境创世论者几乎是立即重新包装了他们的著作②。他们放弃了“创世者”的用法，代之以“智慧设计者”，而“创世论”以及和它相关的同源词都用“智慧设计”来代替。早在150年前，休·米勒（Hugh Miller）将他的那些批评者蔑称为“反地质学家”，评论他们的著作说，“现如今这些愚蠢荒唐的想法不过是几个世纪以前那些愚蠢荒唐的想法”的复制品，“在不经意中生产出来，其中当然也有一些小小的变化”③。佛瑞斯特的证词表明智慧设计创世论就是这样一个被故意生产出来的复制品，企图在一个新名字的伪装下把科学创世论重新塞进学生的课程之中。她的这一历史证词对于法官约翰·琼斯三世做出谴责多佛学区试图将智慧设计论纳入学生的课程之中的判决起到了至关重要的作用。当然，这种形式的公开参与并非没有危险。富勒由于介入基斯米勒诉多佛学区案的审判而受到来自他所属的学术团体的严厉批评。对很多人来说，富勒的遭遇是因为他进入了一个他的研究专业范围之外的领域；对于任何考虑进入智慧设计论争论的法律领域，或者任何其他公共辩论领域的科学史家而言，富勒的经历都是一个警告①。

反进化论者长期以来对历史采取一种反复无常的方式，而科学史家处于一种优势地位可以对它们进行辨别和纠正。总是有一些缺乏证据的主张被不断提出，例如，马克思和尼采是达尔文的追随者，或者圣经地质学家（米勒的“反地质学家”）是19世纪中叶地质学家中的主流②。最近一些创世论者缠上了恩斯特·海克尔（Ernst Haeckel），他们古怪地宣称1859年达尔文公布的思想在某种程度上依赖于1874年海克尔的《人类起源》（Anthropogenie）一书中涉嫌伪造的形象。按照他们的说法，对这种假定的学术不端的揭露将迫使我们不仅质疑达尔文的作品，还要进一步去质疑进化论，更重要的是去质疑该领域随后的发展。这些缺乏历史准确性的主张和拙劣的问题在“讲授争论”的旗帜下被试图塞进课堂，它们集中体现在创世论者的补充教材《探索进化：支持和反对新达尔文主义的论证》（Explore Evolution： The Arguments for and against Neo-Darwinism）一书中③。

历史学家能做什么来反击这种明显滥用历史的行为？有点奇怪的是，在过去的十多年中反进化论者公然歪曲了有关海克尔的历史事实，而我们的大部分科学史家一直保持沉默。2005年，三位生物学家出来澄清事实。他们明确指出达尔文实际上并不依赖于海克尔的观点，而是获益于从反进化论者冯贝尔（Karl von Baer）那里得到的信息。他们进一步指出创世论者“非常糊涂，或者是有意想混淆这一众所周知的领域的历史和意义” ④。

理查德·魏卡特（Richard Weikart）是发现研究所（Discovery Institute）的一名高级研究员，该研究所是推动和资助各种宣传智慧设计论的活动的主要机构。魏卡特把对海克尔的抢占又向前推进了一步。在他的《从达尔文到希特勒：德国的进化伦理学、优生学和种族主义》（From Darwin to Hitler： Evolutionary Ethics， Eugenics， and Racism in Germany）一书中，该书的书名就很挑衅，魏卡特暗示达尔文和海克尔要为他们死后很久发生的事件负责。和旧的创世论者的主张相一致，我们被要求去拒绝现代科学理论，因为它们的早期版本曾经被滥用。不像他们对海克尔的胚胎学的主张那样，魏卡特有关经由海克尔建立起来的从达尔文到希特勒的联系已经被科学史家反复研究，并且发现它确实缺乏证据。众多评论都指责魏卡特对他掌握的丰富的原始材料做了选择性的处理，忽略了政治、社会、心理以及经济因素在达尔文之后发展起来的纳粹的优生学和种族主义中发挥的关键作用。由于在达尔文自然主义和纳粹暴行之间没有明确和独特的联系，很难推断出它们两者之间存在着因果关系；因此，正如罗伯特·理查兹（Robert J. Richards）所说的：“因为纳粹的罪行而谴责达尔文只是一种充满武断和偏见的评论。”①

科学史家尼克·霍普伍德（Nick Hopwood）在他对海克尔的胚胎学图像研究中敏锐地指出：“很难期望历史研究能够搭建起跨越意识形态分裂深渊的桥梁，从而解决最近关于海克尔的图像的争论。”历史学家的确很难期望看到他们的研究改变反进化论者的主张。但是霍普伍德也正确地指出，“有很多更有价值的问题值得讨论” ，我们愿意承认作为职业科学史家帮助纠正科学教材中错误的历史信息是我们必须履行的一项义务②。这样做我们并不是说学生不应该了解有关海克尔造假的主张，远非如此，而是应该将他的工作放在一个恰当的历史框架内考察。

当我们展望未来，思考科学史家怎样才能帮助科学家保卫他们的教育特权时，去考虑一下发现研究所的那些宏大计划是非常必要的。在20世纪90年代中叶，该研究所的一份资助文件中，阐明了它的目标是在20年内让“智慧设计论渗透到我们的宗教、文化、道德和政治生活之中”③。面对这样一种前景，大部分历史学还应该对此采取一种中立的甚至是漠然的立场，让反进化论者为了他们自己的文化目标继续歪曲历史吗？在创世论将自身重新包装为“智慧设计论”以及在所有领域里拒绝自然主义的做法面前，人们只需要考虑一下“智慧设计论”将会使历史变成什么样子，就将认识到这件事情的影响远远超出了科学、科学史和科学教育的领域。它将给历史实践作为一种开放性的批评话语与科学教育作为一项理性批判的事业都造成明显的损害。在这种情况下，任何一位关心科学和历史的完整性的历史学家能拒绝对科学家提供支持吗？

三 结语

对本文标题所提出的問题，它的答案无疑是肯定的，科学教育至少在两方面需要科学史。将科学史作为科学课程的一部分，战略性地运用它对抗不当的外在压力，保卫科学课程的自主性，能够而且事实上也已经帮助了为未来几十年我们的学校、学院和大学里的学生提供更好的科学训练。但是，正如我们所指出的那样，科学史家还有很多事情可以做，而且的确应该去做。我们需要为科学史所能带来的教育功效提供更可靠和更广泛的证据。我们还需要更加紧密地与科学家进行合作，阻止可能会渗透到科学课程中的对历史的滥用。这两件事情将让科学史家忙碌上几十年，但是我们仍将不仅欢迎对沿着这些思路进一步提出的建议展开讨论，而且还将欢迎对我们的学科在21世纪如何能够让科学教育从中获益的其他可能途径进行讨论。