關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話

《關於托勒密和哥白尼兩在世界體系的對話》導讀
致明智的讀者
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這套叢書中收入的著作，是自文藝復興時期現代科學誕生以來，經過足夠長的歷史檢驗的科學經典。為了區別於時下被廣泛使用的“經典”一詞，我們稱之為“科學元典”。
我們這裡所說的“經典”，不同於歌迷們所說的“經典”，也不同于表演藝術家們朗誦的“科學經典名篇”。受歌迷歡迎的流行歌曲屬於“當代經典”，實際上是時尚的東西，其含義與我們所說的代表傳統的經典恰恰相反。表演藝術家們朗誦的“科學經典名篇”多是表現科學家們的情感和生活態度的散文，甚至反映科學家生活的話劇臺詞，它們可能膾炙人口，是否屬於人文領域裡的經典姑且不論，但基本上沒有科學內容。並非著名科學大師的一切言論或者是廣為流傳的作品都是科學經典。

這裡所謂的科學元典，是指科學經典中最基本、最重要的著作，是在人類智識史和人類文明史上劃時代的豐碑，是理性精神的載體，具有永恆的價值。
科學元典或者是一場深刻的科學革命的豐碑，或者是一個嚴密的科學體系的構架，或者是一個生機勃勃的科學領域的基石。它們既是昔日科學成就的創造性總結，又是未來科學探索的理性依託。

哥白尼的《天體運行論》是人類歷史上最具革命性的震撼心靈的著作，它向統治西方思想千餘年的地心說發出了挑戰，動搖了“正統宗教”學說的天文學基礎。伽利略《關於托勒密與哥白尼兩大世界體系的對話》以確鑿的證據進一步論證了哥白尼學說，更直接地動搖了教會所庇護的托勒密學說。哈威的《心血運動論》以對人類軀體和心靈的雙重關懷，滿懷真摯的宗教情感，闡述了血液迴圈理論，推翻了同樣統治西方思想千餘年、被“正統宗教”所庇護的蓋倫學說。笛卡爾的《幾何》不僅創立了為後來誕生的微積分提供了工具的解析幾何，而且折射出影響萬世的思想方法論。牛頓的《自然哲學之數學原理》標誌著17世紀科學革命的頂點，為後來的工業革命奠定了科學基礎。分別以惠更斯的《光論》與牛頓的《光學》為代表的波動說與微粒說之間展開了長達200餘年的論戰。拉瓦錫在《化學基礎論》中詳盡論述了氧化理論，推翻了統治化學百餘年之久的燃素理論，這一智識壯舉被公認為歷史上最自覺的科學革命。道爾頓的《化學哲學新體系》奠定了物質結構理論的基礎，開創了科學中的新時代，使19世紀的化學家們有計劃地向未知領域前進。傅立葉的《熱的解析理論》以其對熱傳導問題的精湛處理，突破了牛頓《原理》所規定的理論力學範圍，開創了數學物理學的嶄新領域。達爾文《物種起源》中的進化論思想不僅在生物學發展到分子水準的今天仍然是科學家們闡釋的物件，而且100多年來幾乎在科學、社會和人文的所有領域都在施展它有形和無形的影響。《基因論》揭示了孟德爾式遺傳性狀傳遞機理的物質基礎，把生命科學推進到基因水準。愛因斯坦的《狹義與廣義相對論淺說》和薛定諤的《關於波動力學的四次演講》分別闡述了物質世界在高速和微觀領域的運動規律，完全改變了自牛頓以來的世界觀。魏格納的《海陸的起源》提出了大陸漂移的猜想，為當代地球科學提供了新的發展基點。維納的《控制論》揭示了控制系統的回饋過程，普裡戈金的《從存在到演化》發現了系統可能從原來無序向新的有序態轉化的機制，二者的思想在今天的影響已經遠遠超越了自然科學領域，影響到經濟學、社會學、政治學等領域。

科學元典的永恆魅力令後人特別是後來的思想家為之傾倒。歐幾裡得的《幾何原本》以手抄本形式流傳了1800餘年，又以印刷本用各種文字出了1000版以上。阿基米德寫了大量的科學著作，達·芬奇把他當作偶像崇拜，熱切搜求他的手稿。伽利略以他的繼承人自居。萊布尼茲則說，瞭解他的人對後代傑出人物的成就就不會那麼讚賞了。為捍衛《天體運行論》中的學說，布魯諾被教會處以火刑。伽利略因為其《關於托勒密與哥白尼兩大世界體系的對話》一書，遭教會的終身監禁，備受折磨。伽利略說吉伯特的《論磁》一書偉大得令人嫉妒。拉普拉斯說，牛頓的《自然哲學之數學原理》揭示了宇宙的最偉大定律，它將永遠成為深邃智慧的紀念碑。拉瓦錫在他的《化學基礎論》出版後5年被法國革命法庭處死，傳說拉格朗日悲憤地說，砍掉這顆頭顱只要一瞬間，再長出這樣的頭顱一百年也不夠。《化學哲學新體系》的作者道爾頓應邀訪法，當他走進法國科學院會議廳時，院長和全體院士起立致敬，得到拿破崙未曾享有的殊榮。傅立葉在《熱的解析理論》中闡述的強有力的數學工具深深影響了整個現代物理學，推動數學分析的發展達一個多世紀，麥克斯韋稱讚該書是“一首美妙的詩”。當人們咒駡《物種起源》是“魔鬼的經典”、“禽獸的哲學”的時候，赫胥黎甘做“達爾文的鬥犬”，挺身捍衛進化論，撰寫了《進化論與倫理學》和《人類在自然界的位置》，闡發達爾文的學說。經過嚴複的譯述，赫胥黎的著作成為維新領袖、辛亥精英、五四鬥士改造中國的思想武器。愛因斯坦說法拉第在《電學實驗研究》中論證的磁場和電場的思想是自牛頓以來物理學基礎所經歷的最深刻變化。

在科學元典裡，有講述不完的傳奇故事，有顛覆思想的心智波濤，有激動人心的理性思考，有萬世不竭的精神甘泉。

按照科學計量學先驅普賴斯等人的研究，現代科學文獻在多數時間裡呈指數增長趨勢。現代科學界，相當多的科學文獻發表之後，並沒有任何人引用。就是一時被引用過的科學文獻，很多沒過多久就被新的文獻所淹沒了。科學注重的是創造出新的實在知識。從這個意義上說，科學是向前看的。但是，我們也可以看到，這麼多文獻被淹沒，也表明劃時代的科學文獻數量是很少的。大多數科學元典不被現代科學文獻所引用，那是因為其中的知識早已成為科學中無須證明的常識了。即使這樣，科學經典也會因為其中思想的恒久意義，而像人文領域裡的經典一樣，具有永恆的閱讀價值。於是，科學經典就被一編再編、一印再印。

早期諾貝爾獎得主奧斯特瓦爾德編的物理學和化學經典叢書《精密自然科學經典》從1889年開始出版，後來以《奧斯特瓦爾德經典著作》為名一直在編輯出版，有資料說目前已經出版了250餘卷。祖德霍夫編輯的《醫學經典》叢書從1910年就開始陸續出版了。也是這一年，蒸餾器俱樂部編輯出版了20卷《蒸餾器俱樂部再版本》叢書，叢書中全是化學經典，這個版本甚至被化學家在20世紀的科學刊物上發表的論文所引用。一般把1789年拉瓦錫的化學革命當作現代化學誕生的標誌，把1914年爆發的第一次世界大戰稱為化學家之戰。奈特把反映這個時期化學的重大進展的文章編成一卷，把這個時期的其他9部總結性化學著作各編為一卷，輯為10卷《1789—1914年的化學發展》叢書，於1998年出版。像這樣的某一科學領域的經典叢書還有很多很多。

科學領域裡的經典，與人文領域裡的經典一樣，是經得起反復咀嚼的。兩個領域裡的經典一起，就可以勾勒出人類智識的發展軌跡。正因為如此，在發達國家出版的很多經典叢書中，就包含了這兩個領域的重要著作。1924年起，沃爾科特開始主編一套包括人文與科學兩個領域的原始文獻叢書。這個計畫先後得到了美國哲學協會、美國科學促進會、科學史學會、美國人類學協會、美國數學協會、美國數學學會以及美國天文學學會的支持。1925年，這套叢書中的《天文學原始文獻》和《數學原始文獻》出版，這兩本書出版後的25年內市場情況一直很好。1950年，他把這套叢書中的科學經典部分發展成為《科學史原始文獻》叢書出版。其中有《希臘科學原始文獻》、《中世紀科學原始文獻》和《20世紀(1900—1950年)科學原始文獻》，文藝復興至19世紀則按科學學科(天文學、數學、物理學、地質學、動物生物學以及化學諸卷)編輯出版。詹森、米利肯和威瑟斯龐三人主編的《大師傑作叢書》中，包括了小尼德勒編的3卷《科學大師傑作》，後者於1947年初版，後來多次重印。

在綜合性的經典叢書中，影響最為廣泛的當推哈欽斯和艾德勒1943年開始主持編譯的《西方世界偉大著作叢書》。這套書耗資20()萬美元，於1952年完成。叢書根據獨創性、文獻價值、歷史地位和現存意義等標準，選擇出74位西方歷史文化巨人的443部作品，加上叢書導言和綜合索引，輯為54卷，篇幅25()0萬單詞，共32000頁。叢書中收入不少科學著作。購買叢書的不僅有“大款”和學者，而且還有屠夫、麵包師和燭臺匠。迄1965年，叢書已重印30次左右，此後還多次重印，任何國家稍微像樣的大學圖書館都將其列入必藏圖書之列。這套叢書是20世紀上半葉在美國大學興起而後擴展到全社會的經典著作研讀運動的產物。這個時期，美國一些大學的寓所、校園和酒吧裡都能聽到學生討論古典佳作的聲音。有的大學要求學生必須深研100多部名著，甚至在教學中不得使用最新的實驗設備而是借助歷史上的科學大師所使用的方法和儀器複製品去再現劃時代的著名實驗。至1940年代末，美國舉辦古典名著學習班的城市達300個，學員約50000余眾。

相比之下，國人眼中的經典，往往多指人文而少有科學。一部西元前300年左右古希臘人寫就的《幾何原本》，從1592年到1605年的13年間先後3次漢譯而未果，經17世紀初和1850年代的兩次努力才分別譯刊出全書來。近幾百年來移譯的西學典籍中，成系統者甚多，但皆系人文領域。漢譯科學著作，多為應景之需，所見典籍寥若晨星。借1970年代末舉國歡慶“科學春天”到來之良機，有好尚者發出組譯出版《自然科學世界名著叢書》的呼聲，但最終結果卻是好尚者抱憾而終。1990年代初出版的《科學名著文庫》，雖使科學元典的漢譯初見系統，但以10卷之小的容量投放於偌大的中國讀書界，與具有悠久文化傳統的泱泱大國實不相稱。

我們不得不問：一個民族只重視人文經典而忽視科學經典，何以自立於當代世界民族之林呢?

科學元典是科學進一步發展的燈塔和座標。它們標識的重大突破，往往導致的是常規科學的快速發展。在常規科學時期，人們發現的多數現象和提出的多數理論，都要用科學元典中的思想來解釋。而在常規科學中發現的舊範型中看似不能得到解釋的現象，其重要性往往也要通過與科學元典中的思想的比較顯示出來。
在常規科學時期，不僅有專注於狹窄領域常規研究的科學家，也有一些從事著常規研究但又關注著科學基礎、科學思想以及科學劃時代變化的科學家。隨著科學發展中發現的新現象，這些科學家的頭腦裡自然而然地就會浮現歷史上相應的劃時代成就。他們會對科學元典中的相應思想，重新加以詮釋，以期從中得出對新現象的說明，並有可能產生新的理念。百餘年來，達爾文在《物種起源》中提出的思想，被不同的人解讀出不同的資訊。古脊椎動物學、古人類學、進化生物學、遺傳學、動物行為學、社會生物學等領域的幾乎所有重大發現，都要拿出來與《物種起源》中的思想進行比較和說明。玻爾在揭示氫光譜的結構時，提出的原子結構就類似于哥白尼等人的太陽系模型。現代量子力學揭示的微觀物質的波粒二象性，就是對光的波粒二象性的拓展，而愛因斯坦揭示的光的波粒二象性就是在光的波動說和粒子說的基礎上，針對光電效應，提出的全新理論。而正是與光的波動說和粒子說二者的困難的比較，我們才可以看出光的波粒二象性說的意義。可以說，科學元典是時讀時新的。

除了具體的科學思想之外，科學元典還以其方法學上的創造性而彪炳史冊。這些方法學思想，永遠值得後人學習和研究。當代研究人的創造性的諸多前沿領域，如認知心理學、科學哲學、人工智慧、認知科學等等，都涉及到對科學大師的研究方法的研究。一些科學史學家以科學元典為基點，把觸角延伸到科學家的信件、實驗室記錄、所屬機構的檔案等原始材料中去，揭示出許多新的歷史現象。近二十多年興起的機器發現，首先就是對科學史學家提供的材料，編制程式，在機器中重新做出歷史上的偉大發現。借助於人工智慧手段，人們已經在機器上重新發現了波義耳定律、開普勒行星運動第三定律，提出了燃素理論。薩伽德甚至用機器研究科學理論的競爭與接受，系統研究了拉瓦錫氧化理論、達爾文進化學說、魏格納大陸漂移說、哥白尼日心說、牛頓力學、愛因斯坦相對論、量子論以及心理學中的行為主義和認知主義形成的革命過程和接受過程。

除了這些對於科學元典標識的重大科學成就中的創造力的研究之外，人們還曾經大規模地把這些成就的創造過程運用於基礎教育之中。美國興起的發現法教學，就是幾十年前在這方面的嘗試。近二十多年來，興起了基礎教育改革的全球浪潮，其目標就是提高學生的科學素養，改變片面灌輸科學知識的狀況。其中的一個重要舉措，就是在教學中加強科學探究過程的理解和訓練。因為，單就科學本身而言，它不僅外化為工藝、流程、技術及其產物等器物形態，直接表現為概念、定律和理論等知識形態，更深蘊於其特有的思想、觀念和方法等精神形態之中。沒有人懷疑，我們通過閱讀今天的教科書就可以方便地學到科學元典著作中的科學知識，而且由于科學的進步，我們從現代教科書上所學的知識甚至比經典著作中的更完善。但是，教科書所提供的只是結晶狀態的凝固知識，而科學本是歷史的、創造的、流動的，在這歷史、創造和流動過程之中，一些東西蒸發了，另一些東西積澱了，只有科學思想、科學觀念和科學方法保持著永恆的活力。

然而，遺憾的是，我們的基礎教育課本和不少科普讀物中講的許多科學史故事都是誤訛相傳的東西。比如，把血液迴圈的發現歸於哈威，指責道爾頓提出二元化合物的元素原子數最簡比是當時的錯誤，講伽利略在比薩斜塔上做過落體實驗，宣稱牛頓提出了牛頓定律的諸數學運算式，等等。好像科學史就像網路上傳播的八卦那樣簡單和聳人聽聞。為避免這樣的誤訛，我們不妨讀一讀科學元典，看看歷史上的偉人當時到底是如何思考的。

現在，我們的大學正處在席捲全球的通識教育浪潮之中。就我的理解，通識教育固然要對理工農醫專業的學生開設一些人文社會科學的導論性課程，要對人文社會科學專業的學生開設一些理工農醫的導論性課程，但是，我們也可以考慮適當跳出專與博、文與理的關係的思考路數，對所有專業的學生開設一些真正通而識之的綜合性課程，或者宣導這樣的閱讀活動、討論活動、交流活動甚至跨學科的研究活動，發掘文化遺產、分享古典智慧、繼承高雅傳統，把經典與前沿、傳統與現代、創造與繼承、現實與永恆等事關全民素質、民族命運和世界使命的問題聯合起來進行思索。

我們面對不朽的理性群碑，也就是面對永恆的科學靈魂。在這些靈魂面前，我們不是要頂禮膜拜，而是要認真研習解讀，讀出歷史的價值，讀出時代的精神，把握科學的靈魂。我們要不斷吸取深蘊其中的科學精神、科學思想和科學方法，並使之成為推動我們前進的偉大精神力量。

需要說明的是，編輯科學元典叢書的計畫，曾經得益于彭小華先生及李兵先生的支持。1990年代初，在科學史學界一些前輩學者和同輩朋友的幫助下，我主編了《科學名著文庫》，由武漢出版社出版。十多年過去了，我更加意識到編輯和出版科學元典叢書的意義。現在，在北京大學出版社的支持下，我們得到原《科學名著文庫》以及其他漢譯科學元典譯者的幫助和配合，編輯出《科學素養文庫·科學元典叢書(第一輯)》，奉獻給讀者。這套叢書的前期組織工作，還得到了中國科學技術協會科普專項資助。當然，科學經典很多。我們不可能把所有科學經典毫無遺漏地都收進這套叢書中來。我們期待著，繼第一輯之後，這套叢書還會有第二輯、第三輯……的出版。當然，這需要有更多的優秀譯者加入我們的行列。
任定成
2005年8月6日
北京大學承澤園迪吉軒