科學的旅程讀後感(一)
科學一詞總給人很寬泛而深奧的感覺,它的詞義是「對一定條件下物質變化規律的總結」,這解釋倒是十分精煉。我們周圍是由物質構成的世界,整個世界處於不斷的變化當中,不是雜亂無章、隨心所欲的變化,而是被一定的規律束縛著的,這從「科學」一詞的詞義中便可以看出。科學的規律支配著一切,主宰著萬物,當然也將人類牢牢掌控在它手中。於是,人類便循著這種規律踏上了科學的旅程,從敬畏到參與,從無知到敏銳,從空想到推測,人類探索的腳印沿著科學的旅程慢慢向前延伸。
在《科學的旅程》的扉頁寫道:「科學史是一部由『正確』與『錯誤』,『成功』和『失敗』共同編織的歷史。」世上沒有一帆風順的旅途,包羅萬象又細緻入微的名為「科學」的路更是如此。在它的途中到處纏著宗教思想的枷鎖,出處布滿政治、社會輿論的荊棘,還時不時被落後的生產力和工具絆住腳跟,但一代又一代的旅者闖過來了,他們衝破了如此種種的困難圍攻,這些偉大的、閃著光輝的思維的翅膀,破繭而出,從遠古的公元前一路翩飛至今日,依舊明艷亮麗得令人不由得驚嘆讚美。
從觀察河水的上漲到套用月亮帶來的潮汐能發電,從猜測宇宙到發射太空飛行器探索外太空,從認識生命到人工合成活細胞,從發現氧氣的化學性質到研究核子彈、氫彈,科學家將科學的神秘面紗層層剖析,撥開重重迷霧,逐漸逼近科學規律的核心。通過對《科學的旅程》的閱讀,我竟在不知不覺中從注重結果的「結果派」轉變為了看中過程的「過程派」:從無到有,這一步一步都是無可替代的過程,缺一不可;相對於單一而不變的規律,探索過程中的種種不確定,大膽地做出猜測,雖然前方甚至仍是一團迷霧,但那努力突破,撥開迷霧的勁頭是多麼振奮人心,那不畏艱苦條件和世俗眼光的堅韌和淡然是多麼讓人為之動容,那為了真理和全人類而決心與錯誤偏執奮戰的勇敢信念是多麼令人肅然起敬!雖然有時不幸誤入歧途,但總會有勇敢的人站出來堅持真理,伽利略,哥白尼,法拉第……是這些英雄們及時扶正了科學的道路,還科學的明天以光明。《科學的旅程》讓我看到了成與敗、正與誤交相輝映,相輔相成的曲折歷史。
話雖如此,但錯誤卻是科學旅途上的必經之路。沒有這些在今人看來荒謬的錯誤,甚至還有生命和血的教訓,那麼科學就不會有現今的輝煌。我們甚至可以說是錯誤引領科學走上正確的方向。任何事物都有一個逐漸發展的過程,經歷新生,發展,當然少不了錯誤,才能走向輝煌。我從《科學的旅程》中感悟到:事物的發展是一個循序漸進的過程,萬事都必須遵循一定的規律,不可一蹴而就,經歷它該經歷的,才能茁壯成長。
這不禁讓我聯想到了中國的發展之路。以中國的鐵路發展為例,高鐵、動車的高速進程在讓人驚嘆自豪的同時也讓人頗感擔憂。短短几年的時間,「中國速度」的飆升快得幾乎不正常。它直接從貧乏跳到了先進,而壓縮甚至忽略了中間過程。先進的技術,卻架在不完善的系統上,於是,溫州的動車追尾了,上海的捷運開反了,北京捷運的電梯壞了。這些事故真的只是偶然?去日本的時候乘坐過新幹線,上世紀六十年代的產物,至今仍完好安全地運行著,正是技術與體制的雙完善造就了這一結果。這兩者的對比,著實該讓人細細思考。
在歐洲文藝復興的思潮中誕生了近代科學,而近代科學發展的過程可以看作是一個「驅神」的過程。這個「神」既指宗教中人格化的神,也指的是在人們思想中,支配和干預自然世界運作的神秘力量。在這場科學革命中誕生出了實驗觀察加邏輯推理的方法,此外還形成了一種還原論的思維定式,這種思維方式有力的撕破了很多自然現象中「神」的面具。
這場科學革命的高潮是英國科學家牛頓在17世紀發現的經典力學的三定律和萬有引力。傳說牛頓在樹上蘋果下落的時候,認識到是同一個力,它使得蘋果下落和行星圍繞太陽旋轉。根據這個認識,牛頓提出了萬有引力的概念,指出宇宙間一切有質量的物體間會相互吸引,並且給出了這個吸引力大小與兩者質量與距離的關係。根據牛頓的萬有引力理論和他的力學定律,英國人亞當斯和法國人勒威耶分別計算出了太陽系的一顆未知的行星——海王星。在牛頓時代,天上的世界被認為是完美的,是為了映襯出塵世的不完美而存在。可是,萬有引力定律卻告訴了人們,天上的物體和塵世中的物體被同樣的規律支配。牛頓的力學理論極大的衝擊了當時歐洲知識分子的思想,並發展出一套機械的宇宙觀。在這樣一個觀念下,宇宙間的萬物都將根據牛頓力學規律運動,甚至包括「萬物之尊」的人,只不過是一大堆的滑輪、槓桿、彈簧組成的複雜機器,遵守著同樣的規律。法國的數學家拉普拉斯在19世紀初將這種世界觀發展到了極致。他假想出了一個「小精靈」,也被稱為「拉普拉斯妖」。這個小精靈具有超強的計算能力,如果你告訴它這個世界目前的初始狀況,那麼根據牛頓力學定律,未來的一切都會被這個小精靈計算出來。在這種狀況下,宇宙仿佛一個大的機械鐘錶,一切都已註定。
16世紀的上半葉,年青的波蘭天文學家哥白尼提出了「日心說」,指出了是太陽,而不是地球,位於宇宙的中央,從而拉開了近代科學革命的序幕。當時的天文學中,占主導地位的是古希臘天文學家托勒密提出的「地心說」,主張地球是宇宙的中心,其它行星包括太陽,都圍繞著地球的圓形軌跡旋轉。這個學說很符合宗教以及當時普通人關於人類位於宇宙中心的幻想,因此在提出後的一千四百年中被奉為經典。可令人尷尬的是,這個模型的運行結果與實際的天文觀測數據有時不符合。為了彌補這個差別,托勒密以及後繼者不惜在模型中的行星軌跡上又加上了一些額外的小圓形軌跡,稱為「本輪」。越來越多的天文學數據導致了行星軌跡中的「本輪」越來越多,其模型也變得越來越笨重與瑣碎。但按照哥白尼新學說以及後來克卜勒的工作,把太陽置於行星橢圓形軌道的焦點位置,地球作為圍繞太陽旋轉的一顆普通行星,無需加入「本輪」的假設,天文觀測數據與新的模型自然的吻合得很好。當時的歐洲剛剛經過中世紀約一千年的統治,基督教教義牢牢的統治者人的思想。可在哥白尼的「日心說」中根本找不到上帝造物的設計,地球只是一顆圍繞太陽旋轉的普通行星,毫無神奇之處。
根據現在的認識,地球是圍繞太陽旋轉的一顆行星早已得到證實,宇宙學的觀測表明太陽也不是宇宙的中心,廣袤的宇宙還在不斷的脹大之中,根本沒有一個中心。
雖然有把生命體看作機器的極端思想,大部分生物學家一直到19世紀初都認為屬於生命體的物質有一種神秘的「活力」,它使得生命物質不同於普通的物質,這種觀點被稱為「活力論」。而在1828年,德國的化學家韋勒在實驗室中用化學方法合成了尿素——原本屬於生命體中的物質。韋勒的實驗說明生命體的物質與普通的物質沒有本質的差別,從而把「活力論」送進了歷史的博物館中。隨著有機化學的發展,發現所謂的生命物質,如蛋白質,DNA這些生命物質,不過是含有較多C、N等元素的大分子而已。而生命現象不過是一大堆的這種大分子進行化學反應的過程而已。
但是在經過近五百年的發展,這種還原論的方法同時也帶來了新的疑問。科學家發現,當你理解了一個蛋白質分子,你遠遠沒有理解一個器官以至於生命體的工作原理。為了理解生命體令人驚異的性質,引入了一個新的詞語emergence(湧現性), 活力論又改頭換面,重新登場了。在上個世紀30年代,英國鳥類學家E. Selous 用了「通靈」(Thoughts-Transference)來解釋鳥群飛翔時令人驚異的協調能力,他當時也並不明白這個詞語的意思,把「幽靈」帶入到了鳥群中。而為了解釋市場整體有序狀態,經濟學家亞當?斯密引入的那隻「看不見的手」,表示市場的有序狀態來自於一股神秘力量。
隨著科學的一步步發展,自然界中越來越多的神秘面罩被無情的扯下,物理學中猜測行星運動初始狀態的「第一推動」,生物學中微生物由來的「自然發生論」,以及地質科學中地貌形成的「災變論」。
部分如何構成整體?這是新世紀的科學任務,這門新科學的名稱具有複雜性。著名的物理學家霍金曾經說過「我相信,21世紀是複雜性的世紀」,正合我意。讀完《科學的旅程》,回顧了科學發展的歷史,我不僅了解了人類科學的發展過程,更學會了科學的思考和規律。科學是循序漸進的腳步,順應自然的規律才是最好的發展方式。
科學的旅程讀後感(二)
看完了美國科普作家雷·斯潘根貝格所寫的《科學的旅程》,有個不大不小的鬱悶,厚厚的一本書,居然沒有提到一個中國科學家,一個也沒有,是不是一種偏見?一本無關於政治的科普書籍,沒有必要故意貶低中國吧?
中國固然有四大發明,但這些發明屬於技術範疇,並沒有推動思想前進,沒有影響人對心外世界的看法,算不上是真正的科學。真正的科學,應當能改進世人理解世界的知識、角度、方法等。支撐現代生活的科學理論,沒有一樣由中國人發現的。難怪,有人說過大意如此的話——中國沒有給世界貢獻過思想。
閱讀《科學的旅程》發現,科學的發展其實也是人類如何理解自身的一個過程。譬如開始的科學認識以為地球是平的,是宇宙的中心,人類一開始就是完美的,按上帝的模樣直接創造的。後來的日心說和進化論就打碎了人類的自戀,地球僅是蒼茫宇宙里的塵埃,人類不過是其悠長歷史里的偶然出現的高級生命。對世界認識越深刻,人類對自身認識越謙卑。但是,因為技術的急速進步,又使得人類有時候昏了頭,自覺可以控制物質世界。
回到原來的問題,為什麼中國沒有真正的科學?學識實在有限,不過根據本人的一知半解,古時中國人比較鄙視科學活動。因為研究科學需要近乎於體力勞動的實驗,古時的知識分子不屑於做這些「勞力者」的事情。古時的中國知識分子強調心靈修養,《大學》就說過正心修身齊家治國平天下,孔子還說君子不器。我認為君子不器中的「器」,就是工具,專業技術,此話潛意識裡擺明看不起技術。
更主要,在中國沒有形成科學思想和方法。何謂科學思想,本質上是批判思想,在科學上沒有一個理論能夠得到完全的「證明」,當新事實或新觀察結果出現時,它必定有待於進一步的檢驗和審視。科學具有這種不斷自我糾錯的特徵,使得科學成為人類理解自然機制最為嚴謹也最為有效的手段。科學的批判思想還表現為:依靠事實驗證科學理論的正確。所以,一個好的理論是可以被「證偽」的,也就是我們可以用事實來證明它正確還是錯誤。
但中國古代哲學家說話都非常玄,我們無法去證偽。譬如老子說:「道生一,一生二,二生三,三生萬物。」我們可以用哪些事實來證明這句話的對錯?這話說得很玄乎也很奇妙,就是你想怎樣理解就怎樣理解。每個人的理解都不同,也都「正確」。但是科學理論並不,譬如牛頓的三大運動定律,有高中物理知識的人的理解應該相同的,也可以通過實驗兼邏輯推理證明其正確
自始而終,在中國古代思想中,沒有產生科學思想、邏輯推理,也沒有形成一套科學的研究方法,以上都是近代自西方引入的。難免聯想到一個大家熱論的問題,為什麼中國沒有誕生過獲得諾貝爾獎金的科學家。仔細想想,中國自古就沒有科學思想,當前社會環境和教育都在壓制批判思想,中國容易產生偉大的科學家嗎?
當今,用科學認識客觀世界,以民主管理人類社會。可科學和民主,在中國一直缺乏的,不僅現在缺乏,而且以前就稀缺的很。難怪有人尖刻地說:中國沒有給人類貢獻過思想。很奇怪的中國,很獨特的中國。
科學的旅程讀後感(三)
21世紀,科技時代。()古人那「銀燭秋光冷畫屏,輕羅小扇撲流螢」的境界已難以尋覓,當夜幕覆蓋大地,華燈初上,還會有誰會有這份心境點起蠟燭,在月色下獨享著一份寧靜?回眸這長長的歷史,是什麼改變了這一切?它帶給人類的僅僅是物質和精神上的變化嗎?也許,這正是《科學的旅程》所要告訴我們的。
我想,當時間誕生並創造了人類時,科學也就誕生了。雖然這很漫長,但是這段旅程卻豐富多彩,儘管從來沒有平順的大路,儘管腐朽的思想如雨天的黴菌一般不斷侵蝕威脅著真理,但陽光始終眷顧著這個世界。從書中可以看到科學發展被分成4塊:科學誕生、興起、綜合、直至現代的發達。
科學的誕生大概從古代一直到中世紀——中世紀是科學革命的年代。那時候的人們,大概都是信奉巫術、神學的。科學的來臨,「就像是突然有人打開了窗戶,一陣新鮮空氣長驅直入因塵封已久而霉變的屋子。」這個時代湧現的人物有亞里斯多德,伽利略,還有就是最受讚譽的牛頓等等。儘管亞里斯多德的某些言論被推翻,但我們仍要感謝他所做的。畢竟,他打開了一扇科技之門,引領人們從混沌走向批判性的思考。而伽利略和牛頓則是奠基了現代科學的基礎,他們不斷探索求知的精神將永遠引領我們走下去然而當時的社會,教會統治一切,愚昧的思想尚未完全解脫。直至進入18世紀。
18世紀,理性興起。這是一個才華橫溢而又充滿夢想的時代,自由、平等的人權理念已喚醒了沉睡於腐朽思想里千年的人們。這裡,有近代化學的誕生,我們會永遠銘記拉瓦錫,儘管他最終在斷頭台上被處死,但是他留給我們的是豐富的知識財富;這裡有將熱和電推進一步研究的偉大科學家,歷史書上,他的名字如雷貫耳——瓦特。就是他,引領人類走向第一次工業革命社會的生產力由此大大解放,資本主義時代的曙光也已到來。人才輩出,幾乎難以數清,這兩個人,只是科學旅程中的兩個不可或缺的分子。
而當19世紀來臨時,這一切都變得更加輝煌。科學,已成為了受人尊敬的職業。「一切都已準備就緒!一場偉大的突破很快就要來臨。」這足以看出這個時代的樂觀與興奮。道爾頓的原子論,是近代科學最基本的理論之一,它成為近代化學和物理學的基礎。再加上伏打發發明了電池,達爾文提出了生物學理論,這三項成果促進了科學的重大進步。偉大的綜合時代!我們能在教輔書上依稀感受到那時的科學思想的輝煌,並深深地敬仰。
那麼,現代科學,就始於20世紀至今了。我們一定會馬上想到這些名字:倫琴、居里夫婦、愛因斯坦、盧瑟福、霍金……「他們的時代是物理學領域裡充滿活力、激情和混亂的時代,他們的工作堪與科學史中最激動人心的章節媲美。」事實確實如此。「時間與空間不再是日常生活中的感官體驗,量子論和相對論永遠改變了機械論宇宙觀,遙遠星系的信息不斷傳來。」經常出現的偽科學逆流也僅僅是曇花一現。真理,似乎已占據了世界。
但我們不得不承認科學是把雙刃劍,它在人類歷史中扮演的角色十分複雜。原本一直隱藏在繁榮的文明之下但如今已顯露無疑的種族主義、反猶太主義、法西斯主義……不容小覷。這個嚴酷的現實是對科學的干擾。甚至有人在擔心21世紀,這所謂的新世紀會不會逐漸倒退到黑暗迷信的時代呢?
我想,答案是否定的。讀完這本書後,一張科學旅程的路線圖清晰地印在我的腦子裡。我相信,這段旅程沒有終點,真理依然存在,人類會利用所有智慧和理性力量面對自然界的挑戰。我也衷心希望自己能夠有朝一日加入這個隊伍中。