人人都該懂的科學簡史（簡體書）

● 什麼是科學與科學家？科學的未來將去往何方？
科學革命如何從無到有？為什麼說蒸汽機是工業革命的動力？
啟蒙運動的歷程和終極目的是什麼？達爾文主義的起源與發展說明了什麼？
科學是什麼時候走入大眾視野的？科學如何從象牙塔走向商業應用？

所有關於人類科學發展歷程的關鍵突破與有趣故事，讀《人人都該懂的科學簡史》這一本書就夠了。
● 《人人都該懂的科學簡史》是享譽全球的科學史學家肖恩•F.約翰斯頓的全新力作。約翰斯頓通過6個章節的內容，為我們描繪了科學的興起、發展、衝突、興盛直至黃金時代，揭示出只有讀懂科學發展的內在規律，才能讓人類找到通向無限未來的進擊之路。
● 《人人都該懂的科學簡史》不僅是一本人人可讀的科學史通識讀物，也是一部描繪科學發展動盪歷程的電影，更是一部警醒我們樹立正確科學觀的啟示錄

科學的歷程

自第二次世界大戰以來，科學史與技術史研究的重要性日益顯現。短短數十載，科學經歷了爆炸式發展。這幾十年間，科研活動的數量超過了過去人類歷史上的總和。無論是學者、政府決策者、企業家、公益團體還是科學家，都意識到了科研在擴展知識邊界、推動經濟發展、促進觀念傳播、影響文化形成方面的關鍵作用。
今天，人們眼中的“科學”二字在包羅萬象的同時又充滿爭議。新聞報道中時常會出現一些吸引眼球的首字母縮略詞，如 GMO(轉基因生 物)、BSE(瘋牛病)、vCJD(變異型克雅氏病)、 WMD(大規模殺傷性武器)等。我們觀看的電影、購買的電子產品和藥物中，無不潛藏著科學的印記。它就這樣潛移默化地影響著我們的觀念、能力和生活方式， 甚至是心之所求。
自古以來，科學活動便是人類文化的一部分，其歷史甚至可 以追溯到史前時代。隨著科學研究對學者和公眾的影響力越來越大，科學史自然而然地吸引了更多的關注，迎來了應用的井噴式發展。19 世紀初，英國哲學家威廉•休厄爾(William Whewell) 提出，科學以及科學家(他定義的新職業)是推動人類思想進步 的關鍵因素。他於 1837 年完成的著作《歸納科學史》(History of the Inductive Sciences )推動了科學史的發展，使其成為一門新的學科。從維多利亞時代到大蕭條時期，科學家用科學史來揭示事物進化的必然性。第二次世界大戰後，美蘇兩國採取的不同科學發 展路線均帶有各自政治制度的痕跡。20 世紀 60 年代末出現的反主流文化(Counterculture)思想表明，科學史揭示了科學知識與軍事力量、企業實力之間的聯繫。如今，歷史學家眼中的科學變 成了一種對文化影響深遠的人類活動。
《人人都該懂的科學簡史》這本書將介紹科學的發展歷程，並探討科學史研究的本質和對當代社會的重要意義。我希望為讀者精練地概述科學的歷史，並探討它與人類文化的關係。由於在不同時期、不同時代背景之下，科學的定義在不斷變化，所以科學史一度成為教育工作者不願觸碰的“雷區”：在理科生看來，它似乎應該更多地討論科學發展和人類進步；但在科學於 20 世紀發展成流行文化的歷程中，人文學科的學生往往對之心存疑問。本書將細緻地探討從史前時代到當代的科學演變歷程，以及人類探索自然世界的理性方法的發展歷程，我將用更多的筆墨去介紹過去 3 個世紀裡科學與西方社會實踐、社會目標的融合。由於本書篇幅的限制，最終成書入冊的內容都經過了反復取捨，但我還是希望能夠在有限的內容中，通過概述科學史的發展歷程，探討學術知識的本質。上一代人對待科學的態度發生了天翻地覆的變化，本書也將呈現這些變化的觀點和其未來的發展方向。
最後，我要感謝 Oneworld 出版社的瑪莎•菲利翁 (Marsha Filion) 邀我撰寫這本書；感謝學生們助力，塑造了這本科學簡史；感謝我的妻子􏳯比(Libby)，以及兒子丹尼爾(Daniel)和山姆(Sam)，他們給予了我無限的靈感和無私的支持。

1科學的前世今生
科學史的古往今來
何謂科學
何謂科學家
這本書將帶你走向何方

2 偉大的思想和可靠的方法
早期的知識來源：仰望天空
今日的科學活動，在早期社會已現端倪
理性主義，希臘人的遺產
 《天文學大成》與《自然史》
自然世界是一個精心構建的舞臺
世界，古代知識的流通渠道
從“魔法”與“科學”
 占星術與煉金術

3一場接一場走進死胡同的革命?
􏱙新文化、新物種和新自然現象，科學革命的重啟
重新審視與鞏固知識體系
重塑世界觀
爭論數學和現實
收穫對生命形式的深刻理解
分享知識和評估真相
荒謬的“拉普達
工業革命和手工藝知識，新物種正在被製造出來
啟蒙運動，敢於對一切理性質疑
達爾文革命
批判有爭議的科學主張
究竟什麼才是真正的科學革命

4 科學的初衷，傳播誘人的想法
科學知識全民普及時代
科學與宗教:割裂還是連體?
尋找人類的正確位置
科學是新的“上帝”
數學的聲望
是什麼造就了醫學
 科學與國家

5 魅力無限的 20 世紀，科學帶來重大轉折
世紀末的科學
新現象對應的新框架
走進商業世界
科學帶動的推廣和現代化
化學家之戰
物理學家之戰
 “拿走你的十億美元，讓我們再次變回物理學家吧”
現代科學與史前野蠻人
技術創傷，源于對進步文化的盲目認可
邁向 21 世紀

6 我們如何走到今天
兩種性別的故事
自下而上的發展
你該如何講述故事
深入挖掘錯誤

結 語 科學、歷史和文化：進化中的觀點
拓展閱讀

科學的前世今生

什麼是科學？
什麼是科學家？
科學的未來將去往何方？

科學史的古往今來

科學史究竟是什麼?我想，在拿起這本書的時候，你心中可能就對這個問題有了些許期待或想像。相較於歷史上的任何時期，如今你腦海中的設想可能與身邊人的更為不同。
比起其他形式的歷史記錄，人們在撰寫科學史的過程中可能會帶有明顯的目的性。直到現在，科學史中記錄的很多對象和結論仍不斷遭到質疑。你是想在本書中讀到天才的人生故事，還是想瞭解技術突破、發明，以及隨之而來的事物的進化?或是想要探索歷史上那些極具挑戰的科學實驗，在逆境之中艱難前行的個人、機構或軍隊，以及他們最終是如何依靠思想和智慧取得了成功?或是你想從這本書中收穫更多?當然，最後一點也是我所希望的。
放眼望去，科學史幾乎涵蓋了上述所有問題。不過，我們還是想 為它添加更多的內容。科學家撰寫的歷史可能會因私心和偏見而有所偏頗，而哲學家撰寫的歷史又可能會因邏輯過於“清晰”而讓人“食 之無味”。更糟糕的是，錯誤的陳述可能會帶來一系列意料之外的副 作用:它也許會動搖人們對科學成就的信心，或是引發對那些沒能達 到目標的研究進行過激又無理的批評，甚至可能會斷送那些聰慧的學 生的前程，讓他們無法再自信地將科學當作自己可以勝任的職業。
從另一個角度來說，所謂“錯誤的陳述”暗示著應該存在一個準確、客觀的官方版科學史。那麼，羅列一連串確切又無可辯駁的事實，就一定能夠揭示出科學發展的源頭和歷程嗎?誠然，對歷史事件進行詳細的描述無疑是十分重要的，科學史學家也早已圍繞科學發現和發明展開了探討。不過，描述大規模事件、分析其根源等行為往往會引發爭議，而像本書這種覆蓋範圍較廣的綜述作品更是如此。
哪些事實意義重大?哪些歷史人物又起著關鍵作用?自19世紀初開始，艾薩克•牛頓(Isaac Newton，1642—1727)便成為英國無與倫比的天才的代表人物。在他那“高大形象”的“陰影”之下，還生活著一群同樣值得關注的人:與他同時代的英國物理學家羅伯特•胡克(Robert Hooke，1635—1703)設計、製造了顯微鏡，這種新設備推動了其他實驗科學的發展;牛頓的“老對手”戈特 弗裡德•威廉•萊布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz，1646—1716) 則發現了微積分。而從後來的學術研究來看，作為英國皇家學會的會長，牛頓當年的某些行為幾乎是對自己地位和頭銜的諷刺。20世紀 30 年代，在距牛頓去世將近兩個世紀後，歷史學家開始挖掘 他的一些鮮為人知的癖好，比如對煉金術的癡迷和對《聖經》的迷戀。這些研究並不屬�科學的範疇，牛頓卻對它們極其執著、一絲不苟，幾乎和他對科學事業的態度如出一轍。根據記載，牛頓很有可能在這些難登大雅之堂的研究上花費了更多的時間和精力。這些逸事僅寥寥數語就勾勒出了他更多元也更生動的形象。
這些思想巨人的故事是各個版本的科學史的共通之處。天才被視作榜樣，也是我們培養人才的垘本和標杆。對這些傑出個體的描述，不免會讓人覺得思想和智慧所造就的科學的進步往往只是源自靈感的偶然迸發。人們認為這些進步是“突破”(breakthrough，這個詞在第一次世界大戰期間開始流行)，是智慧碰撞的必然結果。我們不能簡單地將公眾有些片面的觀點歸咎於不瞭解歷史事實。阿爾伯特•愛因斯坦(Albert Einstein，1879—1955)是科學天才的典型代表。然而，他暮年時在學術研究上的乏力、他對左派思想的支持以及他的愛情往事卻鮮為人知，但這些于他畢生的工作而言意義重大。另一個在時間上更接近本書讀者的人是美國物理學家理查德•費曼(Richard Feynman，1918—1988)。在被大眾廣泛認知的科學史中，費曼一直保持著“怪咖天才”的形象，具有非凡創造力又慧眼獨具的他似乎超脫於與他同時代的人。這樣的描述是否真的展現了他們人生的關鍵之處呢?這些非凡的個體是可以代表科學的發展，還是也許只是有悖於科學主流的個例呢?
人類編纂科學史的初衷是為了記錄思想的進步。在長達 200 餘 年的時間裡，科學史常常與哲學以及知識的提煉方法相關聯。法國哲學家奧古斯特•孔德(Auguste Comte，1798—1857)將科學視作思想和歷史的發展歷程。在他看來(以一種可能會引起當今學術機構不滿的方式)，數學科學代表了思想與智力的積累，是推動人類思想發展的重要力量——原始的迷信及“萬物有靈論”逐漸發展為“一 神論”神學(兩者都被視為虛構的原型理論)，再到形而上學(“抽象”)，最後到孔德所說的“實證知識”(Positive knowledge)。他認為， 執著於科學勢必會帶來進步。這一對科學發展的樂觀斷言在 20 世紀 大獲追捧，即便到現在也仍然深刻地影響著一些實踐科學家。
20 世紀，隨著科學史興起並逐漸得到公眾認可，人們開始質 疑那些關於天才和進步的假設。科學家、哲學家和歷史學家的觀點 漸漸產生了分歧。仔細審視這些思想，我們不難發現，這些差異似乎來源於一些容易被人忽視的因素。在 1962 年出版的開創性著作《科學革命的結構》(The Structure of Scientific Revolutions)中， 美國科學哲學家托馬斯•庫恩(Thomas Kuhn，1922—1996)指出，科學理論之間的爭論不僅涉及重要事實，也要歸咎於那些在背後給予支持的科學團體的不同觀點和立場。英國廣播公司主持人、歷史學家詹姆斯•伯克(James Burke)的看法卻截然不同。1978 年， 伯克在系列電視節目《聯繫》(Connections)中暗示，科學進步和 技術變革是“堂吉訶德式”的偶發事件，是一系列無法預測、不具啟發作用的事件，是偶然的人、地點和思想碰撞的產物。
孔德與伯克生活的時代相距不過 150 年的時間，兩人的思想和 觀點卻幾乎是對立的。這讓我們不禁發問，如果科學進步真如孔德 所說是必然而確定的，那麼又何必費心地去研究它的歷史呢?而如果它像伯克所述只是一些偶發事件，那麼科學史研究是否根本就是毫無意義的，而科學發展也是無法預測的呢?總結來說，科學史研究的驅動力和動機主要可以分為兩方面。第一，歷史學家和其他一些人對科學發展的複雜過程十分著迷，他們希望挖掘出這一過程中的人為影響，並對它的發展軌跡做出解釋。第二，自 20 世紀70 年代起，哲學家、社會學家和歷史學家開始關注會對新知識的產生造成影響的因素，這些因素涉及多種規模和尺度，小到科研實驗室的組織，大到公眾認知和國家政治。早在 200 年前，科學發展就被視為對人類進步的直接而鼓舞人心的例證，而現在，它的“疆土”不 斷擴大，覆蓋了更為廣泛的學科。