近代科学教育的兴起与发展（续三）

新乔 赵晓宁 任熙俊

（接上期）

3 课程变革：理念、文化与重构

传统与新科学课程的复杂交集  1700年之前，神学是科学的女王，神学院在大学里是最重要的学院，神学课程也将哲学课程作为预备课程。16世纪和17世纪，在大学和学院体系里，对自然界的学习分为三个独立的学科领域或三个不一样的学科。自然科学通常位于哲学之下，哲学有四个学科分支：逻辑学、伦理学、物理学和形而上学。后三科的教学顺序每个世纪各有不同，但逻辑学总是放在课程一开始时讲授，因为它提供了理解其他哲学学科的分析工具。物理学或自然物体的科学，如同伦理学和形而上学一样，是一种逻辑科学，它们之间没有认识论上的不同。特别是物理学和形而上学，它们通常被看作有密切的联系，前者提供了神的仁慈的证据，而后者证明了神的存在和品质。[3]40

这个时期，亚里士多德学说是一种有活力的、兼容并蓄的物理哲学，它可以成功地将大多数新观察到和发现的现象纳入其体系之中。這说明耶稣会的物理学仍然坚持托马斯主义的亚里士多德学派的立场：自然界是物质质料和形式的融合，而形式是不重要的，只有将自然现象进行形式上和性质上的解释才是合法的。

在学校教学中，牛顿的学说并非很容易被人们所接受，而是相反，曾一度受到很大阻滞。在17世纪90年代，牛顿的万有引力定律和他关于光与颜色的理论一直被苏格兰（尤其是爱丁堡）的大学教授们谈论着，然而他对笛卡儿的漩涡理论的批判又过了十年才得到同情的接受。在进入18世纪之际，苏格兰的教授们试图将牛顿的发现容纳在笛卡儿的物质空间论内，不愿放弃冲力物理学。1704年，爱丁堡教授查尔斯·厄斯金（1680—1763）提出一组强烈支持牛顿学说的物理理论，尽管如此，他仍然宣称：“莱布尼茨无疑已经清楚地阐明了重力是源自周围的流体冲力，就像磁性运动一样;这从他对天体运动原因的研究中可以清楚地看出。”[3]42

这种情况与当时传统课程有很大关系。一方面，一定意义上，此时的科学课程仍然是基于因果性和演绎性的，内容和结构都是亚里士多德式的：它的目的是通过构建严格的因果链，用关于自然界的不允许怀疑的基本原理，解释观察到的自然现象。在许多欧洲天主教地区和整个西班牙、葡萄牙所属的美洲地区，特别是在耶稣会控制的大部分学院和大学里更是如此。当时，物理课程的讲述从一般到特殊，从向学生介绍亚里士多德的《物理学》的主题出发，然后到《论天》《论生灭》《气象学》《论灵魂》和《自然诸短篇》等著作中的主题。[3]40

另一方面，在新教徒的世界，在由非神职的或非宗教的教授授课的天主教学院、大学里，传统的亚里士多德式物理课程的核心已经或正在被抛弃，作为替代，教授们大多拥护新机械论哲学的一些形式。这些教授绝大多数是笛卡儿的信徒，他们向学生传授宇宙是被自然现象充满的空间。其中的自然现象，无论月下和月上，都几乎可以完全用运动着的无限可分的粒子来解释。在法国，巴黎大学信奉天主教的世俗教授追随着笛卡儿在1644年的《哲学原理》（Principia Philosophiae）中明确表达的机械哲学观。18世纪的头20年中，在德意志北部的新教大学，因为莱布尼茨的单子论，至少是因为它对有机物质的解释，笛卡儿物理学以一种折中的形式快速传播。[3]41

1700年左右，强大的笛卡儿派在大学和学院课堂出现，但这并不真正表明欧洲的物理学教授已经分为传统派和现代派。事实上，笛卡儿派的课程在许多方面是传统的。笛卡儿哲学和亚里士多德哲学一样，其中的物理学都是直接基于对亚里士多德的逻辑研究之上的因果性与描述性的科学。更明显的是在课堂上，笛卡儿物理学的词汇仍有亚里士多德的痕迹。此外，笛卡儿哲学课程中没有数学的内容，而且并没有尝试通过实验使传统的课堂口述更生动。诚然，一些新教徒的笛卡儿派哲学教授，诸如M.G.勒舍尔的课程像实验物理学，但是实际并非如此。与其他同时代的教授（包括笛卡儿学派和亚里士多德学派）一样，仅通过描述实验来讲授课程，以明确他们的立场——他们自己并不做实验。笛卡儿物理学仅在一个方面可谓全新类型的物理学，那就是它强调物理学是一个实践的科学。亚里士多德学派一向主张自然哲学是一个理论的科学。与此相反，像勒舍尔这样的教授只是给实验哲学家披上了功利主义的修辞色彩。在1714年的就职演讲中，勒舍尔认为，一门物理知识的最终目的在于，为人类的生存所必需的所有技术的进步。[3]42

18世纪的大学和学院的课程结构上呈现的是像以往一样的四门或五门的教学。为了给大学学习做准备，学生仍要进行长期的古典语言学习。人文学院中的哲学学习依然包括四门传统的哲学学科。首先，尽管同时代的自然科学已经有了长足的进步，但几乎不存在任何认真地将物理学与哲学的其他部分正式分开的尝试。学生获得自然世界的入门知识仍是通过作为哲学一部分的物理学。事实上，所有的哲学科目经常由相同的教授讲授。在苏格兰，除了亚伯丁的国王学院外，18世纪上半叶，如果说不同哲学学科的专业化教职正在缓慢建立的话，在大革命前的法国全职学院中却从未出现过。直至这个世纪末，北美的学院和大学的教职专业化也没有多大进步。

当进入18世纪的时候，课程结构调整——赋予数学和自然哲学更重要的地位或声望，课程的重要性和自然科学的地位没有明显的提高。教育结构总体上缺乏变化，尤其是在人文课程中，未能给予自然哲学更重要或更与众不同的地位，这反映出在教会和国家看来，学院和大学体系的目标仍未改变。与之前的几个世纪一样，该体系打算培养出神学、法学和医学这三门传统学科的有用人才，尤其是前二者。要达到这样的目标，最好的办法就是使未来的新生拥有更坚实的传统教育、不同哲学分支的综合知识以及一段时间的专业训练。课程中的自然哲学地位不可能被提升很多，一年的物理学学习足矣。

然而这种情况也预示了两种可能的转化：一方面，包括物理学课程在内的哲学课程被认为与宗教正统学说毫无冲突，并且还提供概念和逻辑工具，通过这些工具，许多启示录式的真理或许可以得到理性的支持;另一方面，对上帝和他的创造物也会有更深入的、非圣经的理解。这也意味着一旦神学的束缚被打破，哲学便失去了它曾经附属和依赖的角色，那么，科学发展便自然会带动哲学加速分化成不同专业，新课程的情况或许正是以这样一种方式开启了18世纪后的变化。

课程理念与重构  在传统与新科学课程复杂交集中，新科学课程的生命力逐渐显现出来，并且在不断冲破传统樊篱的过程中缓慢却顽强地生长着。

1）新旧课程理念的转换。尽管在法国大革命之前，大学和学院并没有为自然科学提供更多的空间和更高的地位，但这一情形并不意味着在表面已经固化的制度下，课程理念和课程内容没有发生变化，科学教育本身的活力正在悄然增长。

首先看物理学课程方面发生的一些变化。随着关于自然界如何运作的新观念的出现，物理学教学的重点发生变化，较少地注意“适用于一切物体的本性、实质和性质”的传统问题（所谓的一般物理学），而更多地注意“对这个世界上包含的各种特定物体或者各种实在有形个体的考察和讨论”（即具象的物理学）。这种变化明显地显现在雅克·罗奥（1620—1672）于1671年初次出版的一本非常流行的《物理学》中。在此书中，笛卡儿的物理学被阐述为一门实验科学，主要的独特之处在于它的以无处不在的以太中的微粒机制的解释，而不提笛卡儿本人所强调的形而上学基础。在18世纪初的几十年里，这种新的着重点在教科书中已变得很普遍。

牛顿学说的传播在很长一段时间内都是很困难的事情。考察牛顿物理学是如何进入欧洲大陆学院和大学课程的过程，可能会更方便看到科学课程变化过程中的理念变化。18世纪初，大学物理仍是亚里士多德学派的传统，信奉对自然世界进行简单的研究。那时，除英国、北美殖民地和荷兰（牛顿物理学在这里在18世纪第二个十年中就被讲授），大多数物理课程仍然为笛卡儿学派控制，甚至在耶稣会控制的学校中还讲授亚里士多德学派的理论。如直至18世纪30年代，卡恩的耶稣会学校的一位教授夏尔-阿里耶热·巴厄夫（1715—1762以后）依然坚持亚里士多德学说的月上和月下世界的区别，只是在解释月下自然现象的行为时才接受机械论解释。甚至在英国和荷兰，这个世纪上半叶依旧有很多传统物理学与牛顿学说一起传播。牛津大学和剑桥大学常称它们自己的课程为自然哲学，而大批导师仍支持因果性的、非数学的物理学，曾在1717—1755年和1760—1762年用以考试牛津大学基督教学生的规定的物理课本，居然是丹麦人卡斯帕·巴托尼努斯（1585—1630）在17世纪早期写的《物理学手册》。[3]52

法国科学院的成员在18世纪头30年中坚持为笛卡儿旋涡理论和当时欧洲文化的法国中心地位寻找数学辩护，所以牛顿的现象论物理学在欧洲大陆的学院和大学扎根很慢并不奇怪。同样，考虑到法国科学院的权威——那些曾经的少壮派，诸如克勒洛——一度竭力支持牛顿的方法，所以革命在1750年后迅速产生影响也就不令人惊奇了。而在那些由于耶稣会士被驱逐的天主教欧洲个别地区（1758年从葡萄牙开始，到1774年该命令被完全废除），牛顿物理学的传播则要容易得多。尽管耶稣会士在该世纪行至3/4时明显拥护牛顿学说——这无疑是在罗马的牛顿派数学家罗歇·博斯科维什（约1711—1787）的影响下，然而他们的课程已经被不断谴责过时。在天主教欧洲中伴随教会在哲学教学中统治地位的改变，这些长期以来的权威不得不考虑物理课程的内容和表述，即使他们依然对待彻底革新大学课程的呼吁无动于衷。[3]53

18世纪，一种新的关于大学物理的概念在得到发展。当法国科学院在1699年分成若干组时，新科学被分为六个种类，包括三个数学的（几何学、天文学和力学）、三个医学的（解剖学、化学和植物学），可以看到物理学并不在其中。但到1795年，当科学院重组为研究院一部时，科学知识的重新分类密切地反映了大学里的发展。不只物理学成为一个独立的部分，而且在物理学所属的数学科学与实验或分类科学之间做出了明确的区分。[3]71

新物理科学是大学里的一种创造。不管牛顿的现象自然哲学以何种方式被讲授，同样引发了科学概念的重新定义及物理学课程变革，本质上，它已经成为研究惯性自然现象可见运动的课程，包括力学、静力学、动力学、光学、声学和天文学等科学分支。实验物理学家还引入了新的、十分具有表演性的科学——磁学和电学，虽然它们直到19世纪初才被数学化。于是，物理课程不再包括地球物质结构、气象学和生物体结构的研究，一种新型的物理学出现了，它与亚里士多德自己的著作《物理学》和《论天》所包含的题目相符（尽管不精确），但是无视他的其他著作的内容。物理学课程本身与实用数学传统课程的大部分內容显现出惊人的相似（事实上科学也是这样被传授的）。因此，到了该世纪末，许多学院和大学的——尽管不是全部的——数学教授把精力都放在纯粹数学上，他们讲授可用于自然界研究的技术（包括圆锥曲线和微积分），但不再讲授实践数学伪装下的数学物理学。[3]58

数学论证对构建物理学的基础和前提起了很大的作用。虽然数学课程作为一门学科，过去被认为是与哲学不同的，且从属于哲学（它以抽象的方式来处理自然实体），但是它与天文学、光学和音乐一起，早在中世纪就已构成大学文学院课程中很重要的一部分。这种讲授应用数学和理论数学的传统在16世纪和17世纪得以沿袭。正是在这些从古代继承下来的数学化了的学科中，以及在被伽利略成功地数学化的力学中，发生了17世纪科学革命期间的主要进步。虽然学院和大学传授的许多课程仅仅是基础的，并只包含欧几里得几何学的第一部，但仍有些学院将中世纪继承下来的知识进一步发展，并在17世纪开始讲授天文学、光学、声学和动力学中的最新进展。[3]43

其中，耶稣会士的许多课程是专门为未来陆军和海军军官以及一些贵族阶级而设计的。传统上，这些贵族（至少在欧洲大陆）不参加学院和大学的课程，如果他们获得了关于自然界的科学知识，也大多（或者全部）是从书本而不是课堂中获得的。虽然教会支持亚里士多德派并反哥白尼派（尤其是在法国），但他们的数学教授仍然可以自由地提出一个实用数学的非因果性科学，赋予他们有限的听众在弹道学、筑城术和航海学方面一个坚实的基础，甚至可以给听众介绍一些自己正在推进其发展的电学和磁学等新学科。巴黎耶稣会士路易·贝特朗·卡斯特尔（1688—1757）1728年出版的以“简略普通数学”为题的教科书就是一个很好的例子。[3]43

此时，亚里士多德学派和笛卡儿学派的物理课程也开始部分地反映了对新科学的关心。大部分开创先河的实验哲学专家开始对自然效应或“事实”产生日益高涨的兴趣。这种兴趣并非是传统因果物理学的产物，而主要是来自对自然现象进行仔细的测量和观察，以期发现支撑常规行为背后的可描述的数学法则。同时代的实验哲学家确实找到了一条途径，把它在某种程度上看作为数学课程中的一部分来直接讲授。在牛津和剑桥，教学任务大体上是由精通数学并愿为此奉献的数学家承担的，他们在理论数学和实践数学的教学方面均提供有效的指导。牛顿，这位剑桥大学卢卡斯席位（1663年成立）的主持者，只是17世紀末到18世纪不列颠诸岛大学中一群杰出的数学家中最优异者之一。正是这些教授，特别是格雷果里王朝时期在圣安德鲁大学、爱丁堡大学和牛津大学讲授数学的教授们，最先在大学内态度坚决地支持牛顿的物理学。作为数学能人，他们有能力理解牛顿的《原理》（Principia）中的论证，并领会他对笛卡儿行星运动冲力解释的批判。因为他们的科学是分析性的，而不是因果性的，他们可以自由地拥护牛顿的一个具有不同的力的宇宙概念，而不会因其认识论的立场给自己带来麻烦。与他们的哲学同事不同，他们不必受限于一定要为牛顿物理学提供先验的机械论原理，而可以从专业角度连贯地讲授数学哲学。[3]44

2）以教科书为中心。医学教学的变化具有典型性。从18世纪初开始，标准化的实践要求科学教学应用一本教科书作为课程的中心。不管一个医学系宣称自己有多么进步，18世纪大多数的医学教育（即使不是全部，也差不多）是以讲座和解释性评论的形式进行的。尽管教授们原先是围绕古代医学教科书的经典来构建他们讲授的课程，当时经典教科书有弗里德里希·霍夫曼（1660—1742）的《医学基础》（1695年）和赫尔曼·布尔哈夫（1668—1738）的《医学原理》（1708年）。哈勒编的《关于医学原理的学术讲座》（1739—1744年）辑录了布尔哈夫为学生讲课的内容，由《医学原理》中截取的短章节系列组成，每章节后都附有布尔哈夫的大量的解释性评论。[3]404

《医学原理》这门课程构成很多大学医学理论入门教程，它一般覆盖五个主题：生理学、病理学、症候学（关于症状的解释）、治疗学和营养学（保持健康的规则）。用现代的眼光看来，对于一门医学理论课程来说，这是一种奇怪的组合，但是《医学原理》的构成方式有其历史和学术方面的理由。从历史的角度来说，《医学原理》中涉及的具体主题比仅仅是历史上的罗列所能揭示的联系更紧密。在它们中联系的主线之一是它们都特别注重人与外部环境的相互作用。这些从古代开始就被认为是“非自然”的相互作用，被分为空气、食物和饮料、运动和休息、排泄和停滞、睡眠与清醒以及心理影响六大类。从病理学角度来看，这些非自然的事物构成对于病因的认识。[3]405

通常《医学原理》被作为三或四年制课程的第一年的主课。第一年的其他课程可能包括植物学、解剖学和化学这三门专业学科。在这个学制的第二个阶段，学生要学习普通病理学和病理学各论、药材学（学习各种各样的药物以及它们对人体的作用），可能还有治疗学。最后，在这个学制的第三个也就是最后一个阶段，学生一般要专门学习普通治疗学和治疗学各论、写处方的方法、手术，最后是临床实践，他们在这个过程中将有机会参与护理病人。[3]405

讲授方式包括从课本中选取段落大声朗读，这些段落被添加了例证性和解释性的说明。由于这个原因，教科书通常是用标有序号的段落，以格言警句风格进行写作的，这种格式有利于前后参照，并且使不专心的学生有机会能够在授课过程中找到所学内容的位置。

重视通过实践方法完成教学过程。伦敦的医学教育也很有特色，比较重视完成实践环节教学，这里开发有各种各样的私人讲座课程，让学生在这个大都市的医院中观看内外科医生如何进行他们的工作。在伦敦，医学理论和别处所教授的理论并没有显著的不同，但是在伦敦学校中的临床取向，说明在那里教授给学生的是为了适应医学临床实践的知识。

3）强调学术自由。强调学术自由，是18世纪欧洲大陆大学科学课程发展的一个新的特征。

18世纪的一件大事是1733年位于汉诺威领地的哥廷根大学的创立。哥廷根大学的哲学学院从创立起，就有着令人羡慕的自由。其1737年的条例明确规定，只要不讲授任何反对宗教、道德和国家的内容，教授可自行选择课本和安排课程，因此吸引了大量有活力和有才能的尤其是自然哲学和医学、数学方面的教师。在自然科学教授中有电学实验家和地质学家格奥尔格·克里斯托夫·里希登伯格（1742—1799），医学教授包括植物学家和生理学家阿尔布莱希特·冯·哈勒（1708—1777）、博物学家约翰-弗里德里希·布鲁门巴赫（1752—1841）。由于这些教授许多都是活跃的研究者，哥廷根很快就拥有了自己的科学团体和出版的学报，这与同样拥有这些教授的选帝侯科学院截然不同。[3]49

允许不同学术观点存在，认识论基础可以不同，但作为学科应是一个整体，这是洪堡改革时期确立的原则。这一原则在洪堡改革之前被用来培训古典文学教师而不是自然科学家，其根源也与18世纪下半叶的哥廷根有密切联系。以1781年的《纯粹理性批判》为开端，康德在三本经典论著中给他的同胞们论证了道德科学与物理科学的认识论区别。1798年，随着他的哲学观点逐渐被新教徒国家甚至被德意志信仰天主教的地区所接受，康德又迈出坚定的一步，即在他的《系科之争》中把哲学学院与其他学院完全分开，宣称专业学院的课程应受到政府的监督，因为政府的责任是维护市民安全，关心他们的思想产物，而政府也有责任给予哲学学院的教授完全的自由。[3]50

为了共同的科学事业，在根本上保障学术自由讨论和争鸣，在新型大学里必须要设立一门系科，该系科因其学说理论而不受政府指令的限制，它应享有不发号施令，却对一切指令做出判断的自由。到18世纪末，许多德意志北部及其他大学开始成为科学研究的中心，开始出现模仿哥廷根大学模式的学校。各个学院和大学在课程上都根据当时的科学发展成功地进行了调整，而且这些改变时常是自发的。

19世纪，尽管德意志哲学学院的教授很少有人赞同洪堡的原则，但他们还是很快就适应了这种结构下的教学生活，通过专业研究或讨论班为自己的学科建立独立的身份。如在黑尔姆施泰特和莱比锡，约翰·弗里德里希·普法夫（1765—1825）教授和卡尔·弗里德里希·兴登堡（1741—1808）教授建立了一所数学分析的联合学院，创办了第一份数学期刊《纯粹和应用数学文献》。化学家洛伦茨·克雷尔（1744—1816）也在黑尔姆施泰特组织了德意志新兴化学团体，并且定期出版化学刊物。在未设立道德科学与自然科学分离的制度时，德意志北部大学科学和数学教授在伊曼纽尔·康德的认识论著作的激励下，便已经开始自发发展学院内、外的横向的学术合作，开展讨论交流。[3]50

物理教学方面的变化特别巨大。18世纪的最后十年，欧洲大陆每个角落讲授的课程，都是已经被人们接受的牛顿万有引力学说、多种力的宇宙观和研究自然世界的激进的现象论方法。结果，完全打破了五个世纪的传统后，学院和大学的物理学在很大程度上已经不再是一门致力于将基本原理与各种自然效应联系起来的因果性的科学了，它转而成为一门分析性科学，即用数学的法则来解释支配自然物体的行为。这是一种全新的物理学，更接近于同时期欧洲大陆的后牛顿实验哲学家的科学认识论。很明显，这也是一种与其他三门哲学课程没有关系的物理学。在文科和理科正式分开的一个世纪前，现象论的物理学开宗明义地强调，作为一个整体的、关联的和四合一的学科的传统哲学概念已不再被接受了。[3]52

欧洲还有很多地方主要以数学的方式为人文学院的学生介绍新物理学课程。18世纪剑桥大学的情形就是如此。一种数学化的牛顿自然哲学整个18世纪都在牛津大学由头衔为数学教授的人讲授，这些人即牛顿在卢卡斯席位的继承者，诸如盲人尼古拉斯·桑德森（1682—1739）。然而与牛津大学相反，剑桥的大学生在上物理课时可能采用一种与他们在上作为预科学习内容的物理课时一样的方法。新数学物理学在18世纪的剑桥教育中的角色不应被夸大，考虑到大学教育系统中学生至上的原则，大多数学生很少被传授数学物理学内容，就像他们在牛津的同龄人一样，通过参加自然哲学的或公共或私人的实验课程，粗略认识牛顿自然哲学的要点。[3]57

（未完待续）