海德格尔认为,科学是现代的根本现象之一。在近代人类的文明发展中,影响最深远、最广泛的一种文化现象恐怕就要数科学了。“科学活动为人们带来的不仅仅是增长了对宇宙的深入认识,掌握了更多的关于自然的知识,而且更在于它把追求真理的执著这种科学精神带进我们这个社会之中。”
它甚至渗透到目前所有的人类文明的分支中,改变着我们的生活方式、实践方式和思维方式。20世纪以来,出于对这种新的“文明”现象的诸多思考,关于科学史的研究相继展开。科学史家、科学哲学家们提出了许多很有价值的意见和观点,但在科学发端的原因上还是争议颇多,在研究科学史的具体方法上也不免流于偏颇。从外史的角度看,在中世纪及其后的历史背景中自有西方科学发端的社会文化原因和历史必然性。需要说明的是,这里所谓的“科学”,不专门指物理学、化学、生命科学等具体的分支学科,而是指自然科学的整体。
之所以用“文化学”三字,是因为科学和神学、哲学甚至巫术一样,都是人类文化的产物。从文化学的角度谈科学,一方面可以说明科学是在这块土壤中积累并成长起来的。例如,李克特认为科学是传统文化知识的一种生长物,它依赖于文化中一定知识要素的重新组合。海德格尔也指出:“按照一种流行的观点,我们用‘文化’这个称呼来标志人的精神活动和创造活动的范围。科学、对科学之促进与组织也被看作是文化的一部分。”
另一方面又避免了单从一门学科,如社会学、心理学或科学思想概念内部解释的片面性。总的来说,无论是科学概念自身的逻辑延伸,还是社会诸因素间的互动,都属于文化学的范畴。因为“人种区别于所有其他动物的这些特殊的人类特性,只有在文化内才能被理解。因此,把研究特殊的人类行为的科学称为文化学,也许是最恰当的”。站在历史文化的宏观视角,能发现科学萌芽慢慢从“前科学”的社会文化土壤中既作为静态的现实又作为动态的历史的发端过程。
一、哲学传统、宗教信仰和科学精神一脉相承
一般认为,西方文明有三大源头———古希腊哲学、基督教神学和罗马的法制传统。早在古希腊时期,崇尚理性、热爱真理的希腊人便产生了丰富的关于自然的思想,产生了许多关于自然的哲学思想,如泰勒斯的水本源说、巴门尼德的“存在”理论、阿那克萨戈拉的“种子”说,以及毕达哥拉斯学派关于“数”的理论,等等。他们都认为世界是统一的、实在的,可以理解的,而“意见”(doxa,也有译为臆见)是变化的、虚幻不实的。今天的许多学科或科学思想,大都可以在这里找到它们的最初形式。所以说,古希腊是今天科学精神的策源地。著名的科学史家萨顿曾说:“当希腊哲学家提出世界的物理统一性的时候,希伯来先知在一神教教义中确立了人类道德的统一。”
也就是说,古希腊早期的自然哲学家在以理性的普遍性、统一性去思考和把握自然界的时候,和后来的基督教世界神的关于世界秩序统一性的思想构成了某种契合。后来,“大一统”的罗马帝国的消亡并未湮灭“大一统”的宗教理想,对上帝的敬畏带来的对自然秩序的坚定信念不但产生了罗马法,而且也和科学的统一精神暗合。怀特海说过:“我们如果没有一种本能的信念,相信事物之中存在着一定的秩序,尤其是相信自然界中存在着秩序,那么,现代科学就不可能存在。”
他还说:“每一种细微的事物都受着神的监督并被置于一种秩序之中。研究自然的结果只能证实对理性的信念……在现代理论还没有发展以前人们就相信科学可能成立的信念是不知不觉地从中世纪的神学中导引出来的。”研究自然的前提必须得先有这样一种信念———自然是可以理解的、有秩序的。这种信念和广泛存在于各古老文明中那些荒诞的迷信和神秘的巫术不同,和中国传统文化对自然“敬而远之”的思维方向也截然有别。爱丁顿在晚年有一个惊人学说,他认为“宇宙结构因为我们自己的精神结构而能在一个先验的基础上予以确立”。而他所谓的“先验的基础”其实就是康德的先验感性和先验知性,在康德看来,这种“精神结构”的功能就是“先验统觉”的“综合统一”功能。
谈到宗教与近代科学的关系,中世纪(公元5—17世纪)自然是一个不可跨越的阶段。以前人们都把中世纪看作死水一潭,看作近千年文化的普遍的衰败与退却,看作欧洲文明的中断。20世纪以来,随着对中世纪的研究的深入,越来越多的资料被发掘出来,中世纪逐渐得到了公正客观的评价,它的学术成果和铺垫工作也得到现代许多科学史家的高度重视和肯定。不容忽视的是,虽然宗教的专制统治暂时扼杀了人类自由探索的精神,但教会和世俗政权出于“私心”而对教育文化的一贯支持和对大量古典文献的完好保存,使大量珍贵典籍免于兵燹之灾,又确实延续了文明,为后来的文艺复兴及科学兴起提供了必要条件。在科学史家眼中,中世纪是现代的摇篮。我们不能总是从亚当开始研究,只能在前人资料和思想的基础上获取进步。就中世纪教会对教育的作用与贡献问题,博伊德和金在他们的《西方教育史》中谈道:中世纪的儿童为了某种目的而学习他们的功课,这种幸运的状况是教会对教育仁慈为怀的结果……教会不但为教士而且也为学生作出了免费受教育的规定。因为上帝的教会就象慈母一样,有义务为贫困的人……提供有益于灵魂的必需品……自然科学方面的研究也很活跃,这是若干世纪来的第一次。这些研究始于罗吉尔·培根,在哥白尼划时代的研究成果达到顶峰。
这种情形虽然暂时还没有改变世界,但已经改变了人们的世界观。中世纪的后期,教会学校在一些地方不可避免地世俗化了。理论一旦和有实践经验的自由头脑结合在一起,学术的繁荣便不可避免。
历史事实确凿无疑地证明了这一点。在中世纪,除了有很大发展的数学和天文学,医学也是发展最早的一门科学,因为治病救人是基督教的义务,在意大利的萨勒诺很早就产生了一个世俗的医学研究中心。医学研究在基督教世界一直从未间断过。在中世纪的末期,随着宗教的控制日趋减弱,由教会开辟的教育传统越来越世俗化了,这使古典知识、科学精神得以深入民间,为文艺复兴和科学兴起创造了条件。虽然总体上来看中世纪是禁锢文化的、思想专制的“黑暗时代”,但作为一个各方面都有很大发展的历史阶段,它在科学发展中所起的作用是不可替代的。
二、文艺复兴中的自由精神与科学好奇心
对于一种文明的兴起来说,最大的解放莫过于思想解放。伴随着文艺复兴的狂飙,人们从神学的禁锢中挣脱出来,开始和上帝、自然界平等对话。从笛卡儿的“我思故我在”开始,上帝权威的动摇和人类“自我”的发现是同一个过程,与上帝这个“他者”相对立的是人类主体性的彰显。因而“文艺复兴不仅仅是文学上的复兴。有许多因素结合起来造成了一次空前未有的知识发酵”。于是,重要的不是古希腊典籍与文艺题材的再发现,而是可贵的希腊精神的复活!丹皮尔说:“比这种语言更重要的是它里面所包藏的自由探讨的精神以及……给欧洲重新带来的从事各种各样研究的动力。”
尽管许多清教徒研究自然的目的是为了证明造物主的伟大和智慧,但允许自由探索无异于为科学的腾飞插上了翅膀。毕竟在人类从野蛮到文明的历程中,这样自由、宽容的时期很是难得的。因为专制社会往往会阻滞人性之自由,压制人类对自然的好奇心。在意大利的人文主义运动中,自然主义的思潮也越来越强大,这大大加强了人与自然科学的联系。在充满奥秘的大自然的引领下,出现了像达·芬奇这样的“百科全书式”的人物和哥白尼、伽利略这样伟大的科学家。文艺复兴对古典文献及自然哲学的狂热,激起了欧洲人追求真理的激情和绵延不绝的对自然的好奇心、对自然的热望。萨顿指出:“发现关于一般事物及人自身的真理这样一种强烈的好奇心,正象人对美和善的渴望一样,是人类的特征。”
“科学进步的主要动因是人类的好奇心,这是一种非常根深蒂固的好奇心,不是一般意义上的感兴趣,甚至不是很谨慎的……一旦好奇心激起再也无法平息他们对知识的渴望……说科学的进步是由于人类的每一种活动和由于人类的不管是善还是恶的激情不会是过分的。”吴国盛在《科学的历程》中也开宗明义地讲道:“科学一开始就有两个来源,首先是好奇心,以及获得一个整体世界观的内在要求。”
正像普遍认为的那样,好奇心是人类的本性,它能激起人们自由自在的想象力,而这种想象力往往能突破一般的逻辑思维产生突破性的创造。因为创造是科学的生命,或者说科学是人类自由创造的产物。这时,科学创造和“艺术创造”是没有本质区别的,它们都是人类想象力的自由发挥。英国数学家利维认为,在直接把握问题时,艺术家与科学家之间的个体努力几乎没什么差别,缺乏想象力的人既不可能成为科学家也不可能成为艺术家。而这种想象力即是好奇心驱使下的自由探索精神之展开。
虽然科学按其本性来说是自由创造的产物,但能进行自由思想、始终保持童稚般的好奇心却是人类不常有的。所以,“纯粹科学”的发展常常受到阻滞,因为人类之好奇心可以被激起,也可以被磨灭、扼杀。不同于在一个封闭或专制的社会中,自由下的好奇心针对的是无限开放的世界,它由无限开放的心灵所激起,它反对权威,蔑视常规。而专制的社会中,人人只能尊崇权威,囿于习惯。科学需要好奇心主导下的持续的兴趣,而不是一时心血来潮。伽利略说过:“人类的理解力在付出了极大的努力之后,(才)可以探寻出一点自然的秘密。”
文艺复兴对近代科学的贡献,在某种意义上是因为它唤起了人类自由探索的精神和对自然界的持续兴趣。许多科学史家都深深意识到了科学好奇心之于科学创造、发展的重要性,但都没有从更高层次上作更多的论证。马克思从哲学人类学的角度看人与自然之间的关系,他指出:“人靠自然界生活……所谓人的肉体生活和精神生活同自然界相联系,也就等于自然界与自身相联系,因为人是自然界的一部分。”
人本性之趋向自然,即是趋向自身,因为自然同样是人的身体———“无机的身体”。马克思认为人类和自然界统一于科学活动。“自然界是关于人的科学的直接对象……正如它们(人的本质力量)只有在自然对象中才能得到客观的实现一样,只有在关于自然本质的科学中才能获得它们的自我认识。”
人的全部感性,只有在自然界的物理对象中才能确认自身,实现本身的“全面发展”。马克思从哲学人类学的层次上说明了人对自然亲近的“秘密”,既能为科学的合理性辩护,又能为萨顿所谓人类“根深蒂固的好奇心”提供理论的支持。虽然科学家的好奇心是个人的,但他的探索成果却属于全人类。一切过分强调世俗生活的复杂性、现实意义而歪曲科学好奇心、鄙视科学探索活动的狭隘观念对科学的发展都是有害的。有人说:“这种有名的‘追求真理’只不过是一种娱乐,一种无殊于任何其他嗜好的嗜好。”还说:“知识分子的生活是小儿的游戏……他们以简单的知识图案代替复杂的现实,以静止的和死的东西来取代令人迷惑的生命运动。”
这些人只看到了世俗生活的复杂,而没有看到世俗中还有许多愚昧和专横;只看到了科学活动的轻松美妙,而没有看到求真之路上的曲折和艰辛;只看到了眼前那短暂的一瞬,而没有看到科学的伟大历史使命和为人类开辟的美好前程;只看到了现在,没有看到未来。他们不理解人类在总体上是统一的,不知道只强调世俗生活的重要和只强调科学活动的重要是同样的武断和片面。如果说科学天才们一开始是为了满足个人的好奇心而孜孜以求,那么他们以后的探索则是为了全人类未来的“无私”行为;如果在现实的意义上世俗生活不可忽视,那么在未来的意义上科学研究更是不可或缺!
三、数学和实验方法的结合及数学本质之哲学思考
近代科学中有两大传统———理性主义和经验主义,有人形象地称之为“思辨”传统和“工匠”传统。默顿在论述清教主义和近代科学的关系时总结道:“在清教伦理中,理性主义和经验主义的结合是如此的显著,它形成了近代科学的精神本质。”科学史表明,科学每次的真正进步都离不开这两大传统的结合。理论和实验统一的思想是由罗吉尔·培根最先提出的。他谆谆告诫世人:证明前人说法的唯一方法只有观察与实验。阿利斯泰尔·克隆比在《从奥古斯丁到伽利略》中认为,13、14世纪实验和数学方法的发展,导致了17世纪强有力的、被称为科学革命的运动。文艺复兴时期,这种方法渐渐被广泛采用而且取得了巨大的成功,如达·芬奇,他既是伟大的思想家,又是卓越的“技术专家”———工程师、雕塑家、机械专家、解剖学家。还有吉尔伯特、伽利略、波义耳等,他们都坚信并掌握了实验的方法。达·芬奇认为:“科学如果不是从实验中产生并以一种清晰实验结束,便是毫无用处……因为实验乃是确实性之母。”
而在此之前,情况并不是这样。我们知道希腊人是偏重理论的,他们一开始就有着相对发达的逻辑思维能力。而中世纪后期的理性主义,它的对象或是超验之物,或是经院哲学空洞的教条。只是在文艺复兴和接踵而来的清教主义兴起之时,随着实验技艺及设备的成熟和实验方法的发现,经验内的理性主义才蓬勃发展。在此之前的“经验主义”只是在生产活动、炼金术以及巫术等领域中缓慢发展。所以贝尔纳讲道:“现代科学具有双重的起源。它既起源于巫师、僧侣或者哲学家有条理的思辨,也起源于工匠的实际操作和传统知识……人类的理论活动和实践活动的交互作用是帮助我们理解科学史的一把钥匙。”
但在人类的早期,总体上来说它们两者经常是分离的,并且那时理论与实验的结合在多数情况下都是不自觉的。大都是有理论头脑的技匠,而不是有实际精神的理论家。李克特指出:“理性的和经验的传统是由社会内部不同的和不平等的群体或阶层来维持的:前者由具有比较高的地位的知识分子来维持,后者由那些地位比较低下的工匠来维持。”
任何一种真正意义上的、有生命力的科学理论都和实践有着不解之缘。所以,“近代物理学大师们的真正希腊始祖并不是百科全书式的亚里士多德,而是几何学家和实验家的阿基米德……古典时代的著作家中,只有阿基米德最明显地具有真正的科学精神”。没有实践的理论是空洞的,是无谓的玄想;没有理论的实践是盲目的,开启不了自然奥秘的大门。
数学工具的发展和引入成了西方近代科学(确切地说是天文学和物理学)发展的载体,使科学具有了高度概括化的概念框架,使科学理论具有了确定的形式。我们不妨认为,“数学代表着理性主义的一面,物理代表着经验主义的一面”。数学和物理的完美结合是抽象推理同实验和观察相互作用的典型形式,表明了人类正是以这样的特殊方式———数学方式认识自然界的。自然界,“它的规律和秩序是人可以把握的,因为它是数学的”。
经验知识如果没有确定的数学形式和概念框架,便会永远囿于技术和手工工艺(像古代中国仅仅是发达的技术那样)的狭隘范围内。数学作为理性的典型形式和推理的工具,既是近代科学的载体,又是进一步认识自然的工具,但不作进一步的说明,也许并不能真正领会“自然界是数学的”这句话的深刻含义。不对这一明晰事实作进一步的追问,会显得草率和“不负责任”。如果想当然地认为———数学是精确的,所以它可以用来描绘自然,所以可作为自然的“测量技术”,这样反倒有循环论证或颠倒因果的“嫌疑”。海德格尔从存在论的立场以词源学的方法,提出了所谓“数学因素”来解释数学的本质。他认为,数学之所以会产生是因为我们活动于其中的世界万物有这样一种“数学”特征。他说:“‘数学因素’(dasmachematische)一词来自希腊语tamatha-neim,其意为可学的东西。”
接着他又说:“数学因素乃是物的可敞开领域,我们总是已经活动于其中了。”所以他认为应该“把这个特殊数学学科理解为从数学因素中发展出来的一个特殊形式”。他甚至断言:“毋宁说,现代科学、现代数学和现代形而上学都是源出于广义上的数学因素这个同一根源。”这当然是他的一家之言。但在近代科学兴起的过程中,数学一直被认为是先验的。从毕达哥拉斯学派到文艺复兴,数学一直都和神意、上帝有着密切联系,带着神秘的性质。如中世纪传统的“四艺”便是由柏拉图规定的算术、几何、音乐和天文学。欧氏几何和音乐一样意为上帝秩序和美的体现。再比如,作为旧世界和现代世界的中间人物,开普勒一直对上帝按美的原则创造世界深信不疑。据说他之所以相信哥白尼体系正是由于哥白尼体系比起托勒密的理论有更大的数学上的简单性与和谐性。“所以根本性的数学谐和,即所谓天体的音乐,乃是行星运动的真实的可以发现的原因。”
可见现代数学的前身深深地烙上了“神意”,这并非是纯粹科学精神使然。林德伯格曾指出:“科学史上许多最重要的发展是由这样一些人创造的,他们并不相信科学是自主的,而是信奉科学要为一些意识形态、社会纲领或实践目的服务;就其历史的大部分情况而言,问题并不在于科学的婢女角色,而是在于她为哪一位女主人服务。”
现在,数学作为客观世界的抽象已成为描述自然的唯一语言,并且形式越是简单,创造就越深刻。数学公式中要求的简单性、对称性与其说是科学追求的境界,毋宁说是一种自古希腊毕达哥拉斯学派以来的信仰。关于数学的起源问题,恩格斯也曾以实证的方法论述了它起源于生产劳动,但这并不能很好地解释数学“形式”方面的深层原因。当然,数学既不是“上帝秩序和美的体现”,也不是人类先天的思维形式,比起这些传统的观念,海德格尔的思想倒能更好地从形式方面解释“自然是数学的”以及“哲学是科学的纯粹形式”这两个命题。
四、东西方文化的交流对科学的推动
东西方文化的交流、不同民族间文明的碰撞都汇聚于近代以前的欧洲(约公元12、13世纪时欧洲学术第一次复兴时期)。古埃及、古希腊、阿拉伯文化以及遥远的东方文明汇合于此,极大地刺激了欧洲人的思维,加速了文化的传播,推动了科学的发展。十字军东征是一个突出的事例。十字军从东方带回了阿拉伯人先进的科学、中国人的四大发明、希腊人的自然哲学文献。正是这场宗教战争,在很大程度上推动了一种新文明的产生。印度的代数和三角学经阿拉伯传到了欧洲,欧氏几何和代数的完整结合学产生了新的算术学。可以想象,单单其中的一种数学形式很难产生近代更高意义上的解析几何和微积分。东西方数学在欧洲的汇合所产生的新形式成为近代以来科学的强大工具。所以著名的科学史家萨顿曾说,近代科学起源于欧洲,但她的母亲却是整个世界。科学的历史表明:“思想与思想的接触往往明显地刺激了观察与首创性。没有相互接触,观念和经验仍将保留为严格的属于个人。可是通过互动的媒介,观念和经验就可以变成创新和发现的要素。”
这说明,不同文明的整合推动了一定社会中人们之间观念的交流和改变,有利于科学的持续进步。
总而言之,(神的)统一观念的深入人心、自然哲学的传统、自由探索精神的恢复、中世纪以来实验和数学方法的结合,以及东西方文化的广泛交流都是西方近代以来科学兴起的重要原因。它们交织在一起汇成了一条必然之流,生成了近代以来科学的“参天大树”。当然,在科学的发展过程中也有许多偶然的因素,如财富的增加、大学的扩展、地理上的大发现、人口的增加、社会生产的需求,等等。科学作为一种文化的产物,既有一定的必然性,又有许多外部的偶然因素的协助。比较东西方文化形态,我们可以看到,东西方的早期文化作为不同民族的“生存智慧”,作为对自然、对世界的不同“解释手段”,本来是无所谓孰优孰劣的。由于不同民族文化的价值取向不同,渐渐地,伦理型的东方文化和西方的“形而上学”却沿着不同的方向前进。新兴的欧洲在文艺复兴,特别是在近代(公元17世纪)以来,主要在科学的带动下走向了全面的繁荣。正像怀特所说的:“形而上学的解释,就其自身而言是浅薄无聊的,然而它所引起的结果却是一大进步:它打开了一条通往科学的道路。”
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