五、科学前沿的展望(1)
●美国著名数学家、曾任美国总统科学顾问的乌拉姆博士认为:"将来影响地球上人类生活面貌和生活方式的,主要是食物生产和更换的新途径,它将比任何现在词义上的政治-社会-经济进展的影响都大得多"。
●美国著名物理学家、曾任美国物理学会主席的惠勒博士曾发问:"爱因斯坦逝世24年以来,我们取得了多少进步呢?"他还预言,今日物理学使我们面临着两个悻论的挑战。
●领导登月计划的美国航天科学家冯·布劳恩预言:空间技术能为地球上的直接的永久的利益服务。他的预言,随着空间技术的发展,正在一个接一个地实现。
●电脑在社会中的作用越来越大,许多人不禁要问它到底有多大。曾任美国哥伦比亚大学校长的本杰明·亚历山大,在"电脑对人类行为的影响"一文中,预测了电脑对人类的影响。
●到21世纪中国的科学技术如何?这是许多中国人都非常关心的问题。杨振宁博士曾对此进行了精辟的分析,并预言"所以我对21世纪中国科技的发展是绝对乐观的。"
在每个时代总有一两个坚持不懈的志士,具有天赋的创造能力,认定只有确实可靠的事实才能作为科学依据,或者厌恶那种纯怀疑主义的论调,不愿走他们前人和同时代人所走的舒适的老路,不顾一切荆棘和障碍,迈开大步走他们自己开拓的道路。
——赫胥黎
无论鸟翼是多么完美,但如果不凭借着空气,它是永远不会飞翔高空的。事实就是科学家的空气。你们如果不凭借事实,就永远也不能飞腾起来的。如果没有事实,那你们的"理论"就会成了虚枉的挣扎。
——巴甫洛夫
天才科学家的数目不可能依照命令而增加;只有当科学家所在群体里的科学训练能恰如其分地提供他们所需要的基础训练肘,天才科学家才会自然而然地得到发展。
——卡洛·卢比亚
现在,自然科学所描述的是一个破碎的宇宙,它富有质上的千差万别的以及潜在的千奇百怪。我们已经发现,与自然的对话不再意味着解除从外部对月球荒漠的观测所得到的迷妄,而是意味着对复杂的和五花八门的自然进行局部的有选择的探险。
——普里高津
我们的科学要来一个伟大的复兴
作者:弗兰西斯·培根
弗兰西斯·培根(1561——1626),英国哲学家。生于伦敦一个新贵族家庭。12岁进入剑桥大学。1576年任英国驻法国大使随员,后当过律师、国会议员、国王顾问、大法官等。1621年脱离政治生涯,潜心著述。他是英国经验主义哲学的奠基人,认为感觉是一切知识的源泉,自然界、物质是科学研究的对象,提出"知识就是力量"的口号。著有《学术的进展》、《新工具》、《论说文集》、《论古人的智慧》等。
当前知识的状况并非繁荣昌盛,也没有重大的进展。必须给人类的理智开辟一条与已往完全不同的道路,提供一些别的帮助,使心灵在认识事物的本性方面可以发挥它本来具有的权威作用。
我觉得人们不管对自己已有的知识,还是对自己的力量,都没有正确的理解,而是高估了前者,低估了后者。因此他们要末对自己现有的学艺评价过高,不再作进一步的探索;要末对自己的力量评价过低,把它花费在微不足道的琐事上,从不堂堂正正地用来解决那些主要的问题。这两点注定了人们在知识的道路故步自封;因为人们既没有鼓起劲来深入钻研的要求,也不抱这个希望。要知道,人之所以要求改进,主要原因在于对已有的知识有看法,如果满足现状,就无意于为将来作准备了。既然如此,我们在开始工作的时候,就不仅应当、而且绝对必须把我们对于现有成就的过分推崇和赞赏坦率地、直截了当地去掉,适如其分地警告人们不要夸大这些成就,对它们评价过高。
一个人只要仔细看看形形色色的科学技术书籍,就会发现到处都是不断地重复同样的东西,尽管论述的方法不同,实质上却没有新的内容,因为全部储存的知识乍看起来好像很多,一检查就看出非常贫乏。从价值和用途方面看,我们必须承认,我们主要从希腊人那里得来的那种智慧,只不过像知识的童年,具有着儿童的特性:它能够谈论,但是不能生育;因为它充满着争辩,却没有实效。因此我们学术界的现状就好像古老的斯居拉寓言里描写的那样,长着处女的头和脸,子宫上却挂满狂吠的妖怪,无法摆脱。我们熟悉的那些科学也是这样,虽有一些冠冕堂皇的、讨人喜欢的一般论点,可是一碰到特殊事物,即生育的部分,需要结出果实、产生成果时,就引起争执,吵吵闹闹,辩论不休了。这就是事情的结局,就是它们所能产生的全部结果。
我们再看看,如果这类科学里还有点生命力的话,好多世纪以来是决不会发生今天这种情况的。这就是:科学几乎停滞不前,没有增加任何对人类有价值的东西,因此不仅过去说过的话现在还在说了又说,而且过去提出的问题现在还是问题,并未通过讨论得到解决,只是固定了、扩大了。各个学派的传承依然是师徒的传授,而不是发明者与进一步改善发明者的继承。在机械技术方面我们看到的情况就不是这样。相反地,它们含有一些生命的气息,因而不断地生长,变得更加完善。在刚刚发明的时候,它们一般地是粗糙的、笨拙的、不成形的,后来才得到了新的力量,有了比较方便的安排和结构。可惜人们很快就放弃了钻研,转到别的东西上去了,以至没有达到他们能够达到的完善地步。
与此相反,哲学和精神科学却同神像一样受到人们的崇拜和赞颂,但是一点都不动,一步都不前进。不但如此,有时候它们在创始人手里非常繁荣,以后就一代不如一代了。因为人们一旦依从别人,自己不作判断(像那些号称"行走"的参议员一样),同意支持某个人的意见,从那时起,就不是发扬光大科学本身,而是低三下四,为个别的名家涂脂抹粉、扩大跟班队伍了。不要说什么过去科学一直在逐步成长,最后终于达到了完备的程度,并且(十全十美地)在少数作家的作品中固定下来了,现在已经没有发明新东西的余地了,剩下的工作只能是把已经发明的东西拿来润色润色、琢磨琢磨了。那样倒不错!可是事实上,科学上这种拿来主义的做法,无非是出于少数人的自负和其他人的懈怠而已。因为在科学的某些部分得到辛勤的治理之后,就会出现某个胆大的人,以提供人们喜好的方法和捷径著名,表面上把它们归结成为一种学艺,实际上却把别人的成就统统破坏了。然而这种做法却是后人所欢迎的,因为它把工作弄得简便易行,省得进行人们所厌烦的进一步研究。如果有人把这种一般的默认和同意当成万无一失、经过时间考验的论据,我可要告诉他,他所依据那个道理是极其错误、毫无力量的。因为,首先,各个时代、各个地方人们在科学技术方面所揭示、所发表的一切,我们并不是全都知道;至于个人私下从事的和做出的一切,我们更加不是全都知道;历史上的正产和流产,并没有都载入我们的记录。第二,人们的同意本身,以及保持同意的时间,也并不是很值得考虑的事。
因为不管行政上的法规有多少种,科学上的法规却只有一条,这就是通俗易懂;过去一直如此,将来也永远如此。我们知道,最得人心的学说总是那些争辩性的、论战性的学说,要末就是那些外表堂皇、内容空洞的学说,可以说都是挑逗逢迎,惹人同意的。因为这个缘故,毫无疑问,古往今来绝顶聪明的才子无不被迫离开自己的道路,超乎寻常的能人智士全都为了取得名声而甘心屈从时代的判断、众人的判断;因此,即或有些高级的思想出现在某处,也被流俗的见解立刻刮得一干二净。所以说,时间好像一条大河,把轻飘的、吹涨的东西顺流浮送到我们手里,沉重的、结实的东西全都沉下去了。
就连那些在科学界窃取了一种权威地位、自命不凡地以立法为己任的作者们,每当扪心自问的时候,也未免抱怨自然微妙,真理难寻,事物隐晦,原因纷坛,以为人心的力量微不足道。然而尽管如此,他们从来不表现得比较谦虚一点,因为他们所责备的是人类和自然的共同情况,并不是他们自己。凡是某种学艺没有办到的事,他们就摆起这方面权威的架子,断定这是根本办不到的。让某一学艺自己审判自己的案子,它怎能判决自己有罪呢?这不过是摆摆样子,免得显出无知,大丢其丑罢了。
至于那些公开发表并且得到公认的学说,情况则是这样:不下工夫,充满问题;在扩大认识方面非常迂缓,很不得力;整个看来好像十全十美,各个部分却是空空如也;让人挑选时颇受欢迎,可是连那些吹捧它的人也不能满意,所以只好用各色各样的手法来加以防护,加以说明。
即便有些人决心亲自进行试验,把气力用在扩大知识范围的工作上面,也还没有胆量完全摆脱众人接受的意见,从本源中去求知识;他们只要在现存知识的总和中添加了一点自己的东西,就认为自己已经做了一件大事;他们小心谨慎,认为自己添加了一点东西,就可以维护自己的自由;同时他们也同意别人的看法,借以保持谦虚的美名。可是这种为人称道的平凡和中道由于从众从俗,却成了损害科学的大患。因为同时既称赞又超过一位作者,是很难办到的;知识好像水一样,水一流到低处,是不会上升到它原来的高度之上的。所以说,这种人虽然有所订正,却没有什么提高;虽然改进了知识的状况,却没有扩大知识的范围。
确实也有一些人干得比较勇敢,他们放手大干,充分发挥自己的才智,推翻前人的见解,为他们自己、为自己的见解开辟了道路;然而他们的作为对事情推进不大,因为他们的目的并不是要在实质上和价值上推广哲学和学术,却只是要更换学说,使支配人们见解的权力转入自己手中;他们这样做当然所获甚少,因为他们的错误虽然与别人相反,错误的原因却是一样。
虽说也有些人酷爱自由,不受别人意见的束缚,也不受自己意见的束缚,希望别人同自己一道钻研,可是这些人尽管动机真诚,却努力不足。因为他们满足于追求大概的道理,在辩论的漩涡中转来转去,乱七八糟地自由探索,以致放松了研究的严格性。在必要的时候,没有一个人始终不越出经验和自然事实的范围。固然有些人投身于经验的海洋,几乎改变了机械学的面貌,可是这些人在实验中仍旧追求那种东捞一把西捞一把的研究,没有什么有条有理的操作体系。此外,他们大都从事研究某些琐屑的问题,把完成某项单个的发现当作一件大事;他们的研究进程在目的上是狭隘的,同时在方法上也是笨拙的。因为没有一个人能够实事求是地研究某物的本性,得出正确的、成功的结果;他们尽管辛辛苦苦地变更自己的实验,却总是达不到一个停息的处所,老觉得还要寻找些什么别的。
此外还有一件事值得我们记着,这就是:人们努力进行实验的时候,一开头都是提出一些特定的工作要求完成,都是怀着早熟的、过早的热情去追索的。这种努力,我说,寻求的是产生果实的实验,而不是带来光明的实验。它并不是摹仿上帝的创世历程。要知道,上帝在第一天的工作中只创造了光,为此花了一整天工夫;那一天并没有造出什么物质性的产品,这一工作是在以后的日子里进行的。
至于那些把逻辑放在第一位的人,认定科学应该在逻辑里找到最可靠的帮助,他们确实非常正确、非常高明地看到,人的理智不能没有规范,否则就不可靠;可是他们投下的药剂太轻,治不了重病,而且本身也不是没有副作用。因为大家公认的那种逻辑只适用于人事,适用于涉及言谈和意见那些学艺,用于自然就嫌不够精细;把它用在它所不能驾驭的对象上,就只能使错误巩固、谬种流传,而非为真理开辟道路。
因此整个看来,在科学上,到现在为止,人们并不是幸福的;无论在对别人的信任方面,还是在自己的努力方面,都是如此;特别是各种证明和已知的实验都不很可靠。宇宙在人类理智的眼里好像一座迷宫,哪一面都呈现出那么多的歧路,各种事物、各种征象似是而非,各种自然现象杂乱无章,纠缠不清。尽管如此,道路还是必须打通,要依靠感官的那种闪烁不定、时明时暗的亮光,穿过经验的丛林,通过各种特殊现象向前迈进;可是那些自命为向导的人(据说)自己也是晕头转向的,他们又增加了错误的数目,扩大了流浪者的队伍。在这样困难的情况下,不管是人类天赋的判断力,还是什么偶然的幸运,都没有给我们提供任何成功的机会。杰出的才智也好,重复偶然的实验也好,都不能克服这样的一些困难。我们的步骤必须有一个线索引导,我们的整个道路,从第一个感官知觉起,必须建立在一个可靠的计划上。
大家不要把我意思误解了。我并不是说,人们花费了那么长的岁月,付出了那么多的劳动,什么事情都没有做成。我们没有理由枉自菲薄,看不起人类过去作出的那些发现;毫无疑问,古人发挥聪明才智、进行抽象思考的每一件事,都证明他们是非常了不起的。要知道,在仅仅依靠观察星象来航行的古代,人们已经能够沿着旧大陆的海岸航行,或者横渡少数不大的内海;而在能够穿过大洋发现新大陆之前,必须已经发明了使用罗盘作为更精确、更可靠的指针。同样情形,在科学技术方面作出的那些发现,是可以通过实践、思考、观察、论证作出的,因为这些事情贴近感官,又直接处在共同的概念之下。我们必须首先给人类的心灵和理智介绍一种更完善的用法,然后才能达到自然界那些更遥远、更隐蔽的部分。
(任华译)
一个新世界的描述
作者:笛卡尔
笛卡尔(1596——1650),法国哲学家、科学家。生于都仑省拉爱城一个贵族家庭。1604年入耶稣会公学,接受传统教育。1612年毕业后,广泛研究法学、医学、力学、数学、光学、气象学等,接触各方面学者。1618年参加军队,退伍后定居荷兰,专门从事科学研究。他是西方近代哲学的奠基人之一,解析几何的创始人。著有《几何学》、《形而上学的沉思》、《哲学原理》、《论心灵的感情》等。
请你暂时让自己的思想离开一会儿我们这个世界,去看看另外一个全新的世界;那个世界我将要让它出现在那些想象的空间里。哲学家们①告诉我们说,这些空间是无限的;他们的话确实应当信赖,因为就是他们制造了这些空间。可是为了使这种无限不至于给我们造成阻碍,使我们陷入迷网,我们可不要一往无前,走到极端,只要足以超出五六千年前神所创造的一切生物的眼界就行了;我们到达某个确定的地点之后,就设想神重新在我们周围创造出那么多的物质,多到我们的想象力不管向哪个方向伸展多远,都见不到任何空虚的所在。
①指经院哲学家们。
海虽然并不是无限的,那些在海里坐在船上的人却似乎可以把眼界伸展到无限;可是,在他们所看到的地方之外,却还是有水。所以,尽管我们的想象力似乎可以伸展到无限,这种新的物质却并不被设想为无限的;我们完全可以设想,它所充盈的那些空间要比我们想象过的一切空间大得多。然而,为了保证我们的设想不包含任何可以挑剔之处,我们可不要容许自己的想象力任意伸展,只能让它的活动范围局限于一个特定的空间,比方说只活动于从地球到天穹中一些主要星辰的距离中,并且设定神所创造的那种物质从各个方面远远地向外伸展到一个不定的距离。因为我们划定自己思想活动范围,要比为神的作品划定范围合适得多,我们完全有权这样做。
既然我们可以按照自己的幻想自由塑造这种物质,那我们就可以规定它具有这样一种本性,其中的一切都是所有的人都能精通的。为了这个目的,我们可以明确地设定,这种物质并没有土、火、气的形式,也没有木头、石头、金属的那种比较专门的形式,更没有冷、热、干、湿、轻、重的性质,以及滋味、气味、声音、颜色、光亮之类的性质,这些性质的本性中可以说包含着某种并非人人都明白通晓的东西。
另一方面我们也不要以为这就是哲学家们的那种"第一物质",除净一切形式和性质,不留一点可以明白理解的成分。我们要把它看成一个真正的、完全坚实的形体,它同等地充满那个巨大空间的长、宽、高三个方面,我们的思想就停放在这空间的中心,因此它的每一部分永远占据这空间的一部分,大小跟这个部分非常适合,既不能充满一个更大的部分,也不能挤进一个更小的部分,在它居留在那里的时候,就不容许其他的在那里出现。
我们还要再加上一句:这种物质可以分成各个部分,采取着我们所能想象的一切形状;它的每一部分都能够采取我们所能设想的一切运动。而且我们要设定:神实际上把它分成了许多这样的部分,有些比较大,有些比较小,有些有一种形状,有些有另一种形状,我们愿意把它们塑造成什么样它们就怎么样。并不是神把它们彼此分割开来,因而二者之间有某种虚空;我们要认为:神在这些部分中间设下的全部分别,就在于神给予它们的运动不一样;从创造它们的最初一刻起,神就使它们有些朝这一边运动,有些朝那一边运动,有的快些,有的慢些(也可以完全不动),并且使它们后来按照一般自然规律运动。因为神把这些规律建立得非常出色,即使我们设定神所创造的仅限于我所说过的那些,甚至认为神并不在其中放进任何秩序或比例,而是把它弄得混沌一团,非常混淆,非常杂乱,就像诗人们所能描写的那样,然而,这些规律就足以使这团混沌的各个部分整理清楚,排列成优美的秩序,它们将具有一个最完美的世界的形式,其中不但可以看到光,还可以看到一切出现在这个真实世界中的普遍事物和特殊事物。
但是,在我对此作长篇大论的解释之前,还要请大家停一会儿来看看这团混沌,注意它所包含的东西没有一样是你完全不知道的,你甚至于根本无法假装对此无知。因为,你只要注意就会知道,我在那里所放的那些性质,我只是设定为你所能想象的那一些。并且,我用来构成这团混沌的那种物质是各种无生命创造物中间最为简单、最容易认识的;它的观念属于我们的想象力能够形成的那一种,你必须设想它,否则你就什么东西都想象不出来了。
可是尽管如此,那些哲学家们非常机智,善于在别人觉得非常明白的事情里挑出困难来,他们也知道自己的那种"第一物质"相当不容易设想,却仍旧牢记在心,因而转不过弯,不能认识我所说的那种物质。所以我必须在这里跟他们说,如果我说的不错,他们之所以感到困难,只是由于他们要求把物质固有的量跟物质的外在广延分别开来,所谓广延就是物质占据空间的那种属性。可是尽管如此,我还是非常愿意他们相信自己有理,因为我并不打算停止对他们进行驳斥。然而,如果我设定我所描述的那种物质的量之异于它的实体,一如数目之异于所数事物;如果我把它的广延或占据空间的属性并不看成一种偶性,而看成它的真正形式或它的本质,那么,他们也不应该发现有什么奇怪:因为他们无法否认,对物质这样看是非常容易的。我并不打算像他们那样解释一个真实世界里的种种实际事物,只打算随意从这种物质塑造出一个世界,这个世界里的东西没有一样是最鲁钝的头脑所不能设想的,都能像我所想象的那样创造出来。
如果我在这个世界里放进了一星半点模糊不清的东西,那就很可能是某种隐藏的矛盾造成了这种模糊不清,而我没有觉察到这种矛盾,这样,我由于缺乏思考,就设定了一件不可能有的事情。如果与此相反,我在这个世界里所放进的都是可以分明地想象的,那就很清楚,这样的东西即使旧世界里没有,神也会在一个新世界里把它创造出来,因为神确实能够创造我们所能想象的一切事物。
(王太庆译)
关于行星运动的几种假说
作者:笛卡尔
一个水手在汪洋大海里天气晴朗的时节从自己的船上放眼四望,观看其他距离很远而且彼此变换位置的航船时,常常会陷入怀疑,不敢说那个造成这种位置变换的运动应该归给这只或那只船,甚至归给他自己这只船。同样情形,各个行星的路线,从地球看时,是属于那样一类的,它使我们单纯根据所观察到的运动无法知道该把本来的运动归给哪个特定的形体。既然它们的路线很不一律,非常复杂,那就很不容易解释它们,只有在那些可以说明它们各种运动的学说中选出一个范型,假定这些运动都是准照着它发生的。为了这个目的,天文学家们提出了三种不同的假说,亦即三种假定,并不是把这些假设看成真的,只是把它们看成适于解释现象的。
这些假说的第一个是托勒密的。由于它与许多新近的观察冲突(特别是在金星上观察到如同月亮上一样的盈和亏),现在被所有的哲学家一致否弃,所以我在此处不提了。
第二个假设是哥白尼的,第三个是第谷·布拉赫的。这两个都仅仅被看成假设,以同样的方式解释各种现象,没有什么重大区别,只是哥白尼的说法比较简单一点,清楚一点。诚然,第谷不会有必要去改变它,他并没有企图揭露事物的实际真相,与单纯的假说相对立。
哥白尼毫不迟疑地把运动归给地球,第谷却要在这一点上纠正他,认为这从物理学观点看是荒谬的,而且是与人类的共同意见冲突的。但是他并没有充分注意运动的真正性质,因此,尽管他口头上坚持地球是静止的,实际上他却把多于哥白尼的运动归给了地球。
我的主张跟哥白尼和第谷的主张的唯一区别,就在于我建议避免把任何运动归给地球,这样就比第谷接近真理,同时比哥白尼谨慎了。我所要提出的假说最为简捷,可以用来理解各种现象,研究其自然原因。我要把它仅仅看成一种假说(或可以虚假的假定),而不以之为实在的真理。
(王太庆译)
宇宙起源问题是无法解决的
作者:休谟
的确,我们可以注意到,对科学和高深的研究毫无所知的通常的人,看到学者们的无穷争辩,一般对哲学有一种彻底的轻视;因此,他们就更坚执于人家所教他们的神学要义。那些浅尝学术研究和探讨的人,在最新颖最离奇的学说中,见到了证实那些学说的论据的许多表面现象,就以为对于人类理性并没有什么太困难的东西,狂暴地冲破了一切的藩篱,进而亵渎神圣事物的最深的堂奥。但是我希望克里安提斯会赞同我,在我们放弃了"无知"这个最可靠的救药之后,还仍旧有一个得策,可以用来防止这种狂妄的读神。让第美亚的原则得到改进和发挥,让我们变得彻底地感觉到人类理性的脆弱、盲目和狭隘,让我们正确地考虑一下它所表现的不确定性和不必要的矛盾,即使在日常生活和实践的题材上也是如此。让我们看清我们感觉本身的虚妄和错误;看清一切哲学系统中的基本原理所连带着的那些不可克服的困难;看清那些属于物质、因果、广延、空间、时间、运动等观念的矛盾;同时,概括地来说,要看清一切种类的量,这是唯一能适当地自命为具有任何确定性和明显性的科学的对象。当我们把这些题材充分明白地剖示出来,如像有些哲学家和差不多所有的宗教家所作的那样;谁能对这理性的脆弱能力保持那样大的信心,以至在如此崇高、如此深奥、如此远离日常生活及经验之点,对理性的决定也给予任何尊重呢?既然一块石头的各部分的凝聚无间、或甚至使石头延展的各个部分的结合,我说,既然这些熟习的对象是如此不可解释,并且包含着如此相反的和矛盾的情形;凭什么我们可以决定有关宇宙起源的问题,或自永恒以至永恒追溯它的历史呢?
克里安提斯,一切关于事实的推论都以经验为根据,一切根据实验的推论都以因的相似证明果亦相似,果的相似证明因亦相似的假定为根据:这个现在我不和你多作辩论。但我要请你注意,所有正确的推论家如何极度小心地把他们的实验推广到相似的情况上去。除非是情况确实相似,他们不会完全放心将他们过去的观察应用到任何特殊现象上去的。环境的每一变动都引起对于某一事件的一个怀疑;需要用新的实验来确实证明这些新环境是没有重要性的。空气的性质、周围的物体、体积、地位、排列、时间等方面的一点点变动,任何这些小节都足以引起最不可测的后果:在任何这些变动发生之后,除非我们对于这些对象十分熟审,我们要是确定地预料新起的事件能和我们以前观察过的事件相似,乃是极大的鲁莽。哲学家的稳重而谨慎的步子着与常人的莽撞的迈步有任何不同,那不同就在于此;常人为最微末一点的相似所驱使,丝毫没有审察或考虑的能力。
但是,克里安提斯,你可想到当你将房屋、船舶、家具、机器与宇宙作比较,并且因为它们某些情况的相似,便推得它们的原因也相似时,你不是已跨了一大步,而把你平常的恬静和哲学都收起来了么?我们在人类或其他动物中所发现的思想、设计或理智亦不过是宇宙的动因和原则之一,与热或冷,吸引或排斥,以及日常所见的干百其他例子之均为宇宙的动因和原则之一,没有两样。我们知道思想、设计或理智是一个主动因,自然的某些特殊部分借着它可以改变自然的其他部分。但是从部分中得出来的结论能够合适地推而用之于全体吗?其间的极大悬殊,不是禁止着一切的比较和推论吗?观察了一根头发的生长,我们便能从此学到关于一个人生长的知识吗?一片叶子动摇的情形,即使在彻底了解以后,就会供给我们关于一棵树的成长的任何知识吗?
即使让我们将自然的一部分对于其他部分的作用当作我们关于自然全体起源的判断的基础(这是决不能容许的),但又为什么要选择像在这个行星之上的动物的理性与设计这么渺小,这么脆弱,这么有限的原则呢?我们称之为思想的,脑内的小小跳动有什么特别的权利,让我们使它成为全宇宙的轨范呢?实在是我们对自己的偏私使我们在一切情况中把它抬举出来;但是健全的哲学应该谨慎防止这种非常自然的迷妄。
斐罗接着说,我不但绝不承认自然的一部分能供给我们关于自然全体起源的正确结论,我并且不容许自然的一部分作为另一部分的法则,假如后者与前者相差太远的话。有什么合理的根据来说其他行星的居住者也具有思想、理智、理性,或者与人类这些能力相类似的东西呢?自然在这个小小地球上的作用的方式既然有如此极端复杂的变化,我们还能想象,她会在如此广漠无限的宇宙中永远摹抄她自己同一的手法吗?并且假如思想,正像我们可以这样假设的一样,只局限于这窄小的一角,并且甚至在这一角上活动范围也如此有限,我们有什么权利派它为万物的根本因呢?一个农夫以为他的家园管理制度就是治理国家的大法,这种狭隘的看法比较起来还可算是一个可以原谅的妄见。
但即使我们能确信一种类似于人类的思想与理性贯彻于全宇宙间,而且它的活动力在别处比在地球上更巨大更有威力:可是我仍不能明了,我们怎么能有任何权利从一个既经构成、排列、配置好了的世界,推演出一个尚在胚胎情形中,正趋向于结构与排列的世界。根据观察,我们知道一个成长了的动物的组织、活动及营养的一些情形;但当我们把这个观察推至于子宫内胚胎的成长时,就得要大大的小心,要是把这个观察推至于小动物在其雄亲的**中的构成时,还要更大的小心。即使根据我们的有限经验,我们知道,自然具有无数的动因与原则,它们在自然每一变更她的地位与情况时不绝地表现出来。而什么样的新颖而未知的原则使自然在宇宙的构成这样新颖而未知的情况下活动,除非是极端的莽撞,我们不能作一决定。
这个伟大体系的一个极小部分,在一个极短的时间之内,被我们所发现的是极不完全:难道我们就能够以此为根据来对于体系全体的起源作一决定的判断吗?
这真是惊人的结论!石、木、砖、铁、铜,在这个时候,在这个渺小的地球上,没有人的技巧与设计,就没有秩序或配列:因此,宇宙若没有类似于人类技巧的东西,也就不能自行得到它的秩序或排列。但是自然的一部分难道可算是与它相差甚远的另一部分的法则吗?难道他是自然全体的法则吗?难道极小的一部分是宇宙的法则吗?难道在一种情况下的自然可算是与它大不相同的、在其他情况下的自然的确定的法则吗?
(陈修斋曹棉之译)
人类在自然界的位置
作者:赫胥黎
有关人类的许多问题之一,就是确定人类在自然界的位置和人类与宇宙间事物的关系,这个问题是其他一切问题的基础,比其他问题更有趣味。我们人类的种族是从哪里来的?我们人类制服自然和自然制服我们人类的力量范围有多大?我们人类最终要达到的目的又是什么?所有这些问题经常出现在人们面前,并且给每个生长在世界上的人以无穷的兴趣。我们当中的多数人,在寻求这些问题的新答案时遇到艰难和危险就退缩回来,而满足于避开这些问题,或者使追究问题的精神窒息在受人推崇和可尊敬的传统说法的鸭绒被下。但是,在每个时代总有一两个坚持不懈的志士,具有天赋的创造能力,认定只有确实可靠的事实才能作为科学依据,或者厌恶那种纯怀疑主义的论调,不愿走他们前人和同时代人所走的舒适的老路,不顾一切荆棘和障碍,迈开大步走他们自己开拓的道路。
关于人类在动物界的位置的知识,是正确理解人类与宇宙的关系所不可缺少的必备知识,关于这一点,最后还是归结到前面所描述的奇异动物和人类发生的关系和亲缘问题。
这种研究的重要性是显而易见的。即使是思想最简单的人,当他和那些几分像人样的东西见面时,也不免会多少感到吃惊。之所以发生惊异,并不是因为厌恶那些动物的丑陋的相貌,而是因为对于有关人类在自然界的位置以及人类和次于人类的动物的关系这样一些传统上受尊重的理论和根深蒂固的偏见,感到一种突如其来的意味深长的疑虑。
现在我打算对这个问题作扼要的介绍,并且把人类和兽类类缘上的性质、程度等结论方面的主要事实,用最通俗的、即使是没有解剖学专门知识的人也能明白的话来说明,然后提出一个直接的结论。根据那些事实,我断定这个结论是正确的。最后我将讨论那个结论同人类起源的假说的关系。
没有理由怀疑,人类起源的一种情况是从类人猿逐步变化而来,另一种情况是和猿类由同一个祖先分支而来。
目前只有一种关于自然作用的学说具有使人满意的证据,可以得到支持;换句话说,只有一种关于一般动物的物种起源假说是有科学根据的。这就是达尔文先生所提出的假说。
我相信达尔文先生已经满意地证明了他所称的"选择"或"选择变异",在自然界确实存在,而且起着作用。同时,他还用充分的证据证明了这种选择作用足以产生构造上新的"种",甚至一些新的"属"。如果动物界的差别仅仅限于构造方面,那么我就应毫不迟疑地认为,达尔文先生已经证实了存在着一种真实的自然界的原因,足以用来说明包括人类在内的生物种的起源。
我接受达尔文先生的假说,因为已经有证据表明可以用选择繁育的方法来产生生物种。正如一个物理学方面的哲学家因为已有证据表明假说中的以太的存在,可以接受光的波动学说,或者如一个化学家由于有证据表明原子存在而接受原子学说,正是由于同样的理由,我接受了达尔文的学说。因为它有大量的显而易见的可靠性:它是目前消除和清理所观察的事实中混乱情况的唯一办法;它是从发明分类学的自然系统和开始胚胎学的系统研究以来,给博物学家们提供的最强有力的研究工具。
但是,即使先不考虑达尔文先生的观点,整个自然界现象的类似就提供了一个完善而有说服力的证据,可以驳倒那样一种论点,即认为宇宙间的一切现象的产生仅仅是由于一种称为第二原因的介入所造成的。关于人和其他生物之间的密切关系,由生物产生的力量和其他力量之间的密切关系,没有理由使我怀疑,从不成形的到成形的,从无机的到有机的,从盲目的力量到有意识的智慧和意志,所有这一切都是自然界的伟大进程中的相互联系的东西。
科学在确定和阐明真理之后便完成了它的使命。如果此书专供科学工作者阅读,那我就应结束,因为我的同行们所尊重的只是证据,确信他们的最高责任就是服从证据,即使是与他们的意愿相违背。
但是我希望它能传播到广大有知识的人群中去。当我把一直在进行的那种最小心谨慎的研究所得出的结论尽量予以公布时,如果大多数读者对我的结论表示反对,而我却不去理睬,那便是不应有的懦怯了。
我将听到来自各方的声音——"我们是男人和女人,而不是猿类中仅仅高明一些的种类,只是比你的那些粗野的黑猩猩和大猩猩腿要长一些,脚更结实一些,以及脑子大一些。不管它们看来是如何同我们近似,但是知识的力量、善与恶的意识、人类感情中的怜悯之心,都使我们超越于一切兽类的伙伴之上。"
对此我只能回答说,这种叫喊,如果是适当的话,那么就可以说是有道理的,我会完全同情。但是我并不是根据大脚趾如何而去确定人类的尊严。相反,也不是因为猿脑也有小海马,所以去讽刺我们失去了尊严。相反,我尽力去排除这种虚荣心。我一直致力于证明人和动物界之间没人比猿猴本身之间还要宽的绝对的构造上的分界线。我更可以就我的信念来说明,企图从心理上来区别人和兽,也同样是徒劳的。甚至情感、智慧等最高级的能力在低等动物中已开始萌芽。同时没人比我更深信文明人和兽类之间有着巨大的鸿沟。而且我更深信,不论人是否由兽类进化而来,但肯定人不属于兽类。没有一个人会轻视这个世界上唯一有理智的居民的现在的尊严和放弃对他未来的希望。
的确曾听到有些装作是这些问题的权威的人们告诉我,这两种不同的意见是不能协调的,人兽同源的信念中包含着人类的兽化和堕落。但果真是如此吗?难道一个聪明的孩子会被一些明显的论点造成思想混乱,肤浅的辩论家们能把这种结论强加于我们吗?诗人、哲学家或艺术家(他们的天才是他们时代的光荣)由于确实的历史可能性(就不说必然性),便会从高位上退落下来,说他是某些**的无人性的野人的后裔,他的知识仅足以使他比狐狸稍微狡猾些,比老虎更险恶一些,这些说法难道是真实的吗?难道说因为他从前曾是一个卵,用一般的方法不能与一只狗的卵相区别,所以他就得跳起来狂吠,并用四只脚趴在地上?难道说博爱主义者或圣人,因为对人类天性的最简单的研究从根本上揭示出人具有四足兽的利己之心和凶残的欲念,因而就不再致力于过一种高尚的生活了吗?难道说因为母鸡表示出母**,所以人的母**也是微不足道的,或者因为狗有忠诚性,所以人的忠诚性也就毫无价值了?
广大群众的常识就能毫不迟疑地回答这些问题。健全的人类发现自己迫切需要从现实的罪恶和堕落中解脱出来。把思考上的污浊让给讽刺家和"过分的公正者"吧,这些人憎恨一切事物,对于现实世界的高尚品德盲目无知,对人类所占据的崇高地位没有能力去领会。
不但如此,而且善于思考的人,一旦从传统偏见的令人眩目的影响中解脱出来,将会在人类的低等祖先中找到人类伟大能力的最好证据;并且从人类过去的漫长进化过程中,将会找到人类对达到更崇高的未来的信心的合理根据。
人们应该记住,在把文明人与动物界相比时,好似一个阿尔卑斯山上的旅行家,看到那高耸云霄的山岳,不知道那暗黑色岩石和蔷薇色山峰到何处是尽头,天空的云层从何处发生。地质学家告诉他说:这些巍峨的山岳,归根到底只是原始海洋底部的固结的粘土,或是从地下大熔炉中喷出的冷却了的熔渣,与那暗黑色的粘土原是同一物质,但是由于地壳内部的力量而上升到了那壮丽和显得高不可攀的位置。诚然,这位惊异的旅行家,如果在最初拒绝信任地质学家的这番话,那是可以谅解的。
但是地质学家是正确的。适当地思考他的指导,不会减少我们的尊严和我们的好奇心,反而可以在未受教育者的单纯审美直观之外,增添各种崇高的知识力量。
在**和偏见消失以后,关于生物界里的伟大的阿尔卑斯山和安第斯山脉——人,我们从博物学家的指导中可以得到同样的结果。我们并不因为人在物质上和构造上与兽类相同而降低了人类高贵的身分。因为,只有人具有能创造可理解的和合理的语言的天才,就凭这种语言,人在他生存的时期逐步积累经验和组织经验,而这些经验在其他动物中当个体生命结束时就完全消失了。因此,人类现在好像是站在大山顶上一样,远远地高出于他的卑贱伙伴的水平,从他的粗野本性中改变过来,从真理的无限源泉里处处放射出光芒。
关于设立诺贝尔奖的遗嘱①
①此为诺贝尔生前所拟定的第二次遗嘱之主要部分,(第一次遗嘱未生效),拟定时间为1895年11月27日。
作者:诺贝尔
我——签名人艾尔弗雷德·伯哈德·诺贝尔,经过郑重的考虑后特此宣布,下文是关于处理我死后所留下的财产的遗嘱:
在此我要求遗嘱执行人以如下方式处置我可以兑换的剩余财产:将上述财产兑换成现金,然后进行安全可靠的投资;以这份资金成立一个基金会,将基金所产生的利息每年奖给在前一年中为人类作出杰出贡献的人。将此利息划分为五等份,分配如下:一份奖给在物理界有最重大的发现或发明的人;一份奖给在化学上有最重大的发现或改进的人;一份奖给在医学和生理学界有最重大的发现的人;一份奖给在文学界创作出具有理想倾向的最佳作品的人;最后一份奖给为促进民族团结友好、取消或裁减常备军队以及为和平会议的组织和宣传尽到最大努力或作出最大贡献的人。物理奖和化学奖由斯德哥尔摩瑞典科学院颁发;医学和生理学奖由斯德哥尔摩卡罗琳医学院颁发;文学奖由斯德哥尔摩文学院颁发;和平奖由挪威议会选举产生的五人委员会颁发。对于获奖候选人的国籍不予任何考虑,也就是说,不管他或她是不是斯堪的纳维亚人,谁最符合条件谁就应该获得奖金。我在此声明,这样授予奖金是我的迫切愿望……
这是我唯一有效的遗嘱。在我死后,若发现以前任何有关财产处置的遗嘱,一概作废。
(王楫译)
给青年们的一封信
作者:巴甫洛夫
什么是我对于我们祖国献身科学的青年们的希望呢?
首先是循序渐进。我无论在任何时候都不能不心情激动地谈到这种卓著成效的科学工作所应具备的最重要的条件。循序渐进,循序渐进,再循序渐进。从一开始工作起,就要在积累知识方面养成严格循序渐进的习惯。
你们在想要攀登到科学顶峰之前,应先通晓科学的初步知识。如未掌握前面的东西,就永远不要着手做后面的东西。永远不要企图掩饰自己知识上的缺陷,哪怕是用最大胆的推测和假设会掩饰呢。不论这种肥皂泡的色彩多么使你们炫目,但肥皂泡必然是要破裂的,于是你们除了惭愧以外,是会毫无所得的。
要养成谨严和忍耐的习惯。要学会做科学中的细小工作。要研究事实,对比事实,积累事实。
无论鸟翼是多么完美,但如果不凭藉着空气,它是永远不会飞翔高空的。事实就是科学家的空气。你们如果不凭藉事实,就永远也不能飞腾起来的。如果没有事实,那你们的"理论"就会成了虚枉的挣扎。
但是在研究、实验和观察的时候,要力求不停留在事实的表面上。切勿变成事实的保管人。要洞悉事实发生的底蕴。要坚持不懈地寻求那些支配事实的规律。
第二是谦虚。无论在什么时候,永远不要以为自己已经知道了一切。不管人们把你们评价得多么高,但你们永远要有勇气对自己说:我是个毫无所知的人。
切勿让骄傲支配了你们。由于骄傲,你们会在应该同意的场合固执起来,由于骄傲,你们会拒绝有益的劝告和友好的帮助,而且由于骄傲,你们会失掉了客观的标准。
在我领导的这个集体内,是互助气氛解决一切。我们大家都被联系到一件共同的事业上,每个人都按照他自己的力量和可能性来推进这件共同事业。我们往往是不分什么是"我的"、什么是"你的",然而正因为这样,我们的共同事业才能赢得胜利。
第三是热情。切记,科学是需要人的毕生精力的。假定你们能有两次生命,这对你们说来也还是不够的。科学是需要人的高度紧张性和很大的热情的。在你们的工作和探讨中要热情澎湃。
我们的祖国给科学家开辟了广阔的前途,应该公道说,在我国正把科学广泛地应用到生活中去。简直达到了最广泛的程度。
关于我国青年科学家的地位还有什么可说的呢?要知道这方面情形是非常明显的。对你们供给的多,但向你们要求的也多。不论就青年们说,或是就我们说,都要对得起我们祖国寄予科学的厚望,这乃是有关荣誉的问题。
(吴生林译)
展望未来
作者:冯·卡门
科学家预言未来是要冒风险的。因为预测往往会出差错,出了差错难免出乖露丑。从前,关于航空发展前景的一些预言,就不止一次出过洋相。比如1903年杰出的西蒙·纽康教授宣称,除非再发现一条新自然法则,否则,没有气囊根本不可能飞行。然而时隔不久,莱特兄弟就驾驶有翼飞机进行了历史性飞行。
这次失言对纽康教授来说是够难堪的,而5年之后,这位无所畏惧的教授看到早期飞行发展缓慢,再次断言说,任何人都能下这样的结论:将来乘飞机要像今天乘火车一样普及只是一种梦想。很显然,到过现代化机场的人都会对这个说法感到忍俊不住。
我凭经验深知预言错了是什么滋味。话说回来,我也认为,在第二次世界大战后我们为美国空军制定的远景规划中,有些预测是相当成功的。由于这方面的鼓励,我也想对不远的将来发表一些看法。此外,我年已81岁,就这点来说,预测20年还是相当安全的。因为到了回头验看预测结果的时候,我早已远离尘世,只好在另一个世界的科学殿堂里进行回顾了。
总的说来,目前的航天事业正面临着类似于莱特兄弟初次飞行那样的新时代。在研究了若干早期飞行前的文献资料之后,我可以说,那时进行的研究工作,并不比我们现在航天学会会议上听到的外行与科幻小说家提出来的东西更具有科学性。考虑到莱特兄弟成功之后的科学进展,我觉得上述情况也许是个好兆头。
我认为,今后10年,航天科学将是一块造福人类的沃土。天文学、气象学和通讯技术会有很多惊人的发展。在天文学方面,从地球轨道实验室进行观测,能更加精确地测定恒星和行星之间的距离以及外层空间的状态。极稀薄气体中超音速运动方面新知识的应用,将进一步深化和发展康德、拉普拉斯和其他哲学家的太阳系起源学说。
在气象学上,由于星际气体、太阳风和空间电磁场密度方面的知识逐渐增加,我们也许能够精确洞察它们对地球气候(飓风的形成)的影响。运用气象卫星确实有可能发现大气现象的规律;从而使气象学真正成为一门符合逻辑的科学。
一些乐观主义者,包括我在内,一直相信控制天气是可能的。不过,我认为这是遥远的后事了。
从航天技术最早得到好处的将是远距离通讯。我认为,在今后数年内,远距离通讯会不断取得巨大进展。看来,运用现有技术就能发射一系列人造卫星,用于解决全世界电话和电报通讯问题;最佳方案是发射几颗周期为24小时的人造卫星,跟地球同步运转。其优点是,任何时候都有一颗人造卫星停留在天空中一个固定位置上。今后几年肯定会涌现出许多人造卫星发射计划,从中可以选择一个切实可行的计划付诸实施。
不少性急的记者访问我的时候,总要我对空间旅行作些猜测。我毫不犹豫地回答说,我坚信它将会以某种方式实现的,而且比很多人设想的时间可能更早些。尽管我们已经熟知空间飞行的基本原理;然而,具体实现的时间,则要取决于航天技术的发展了。
不言而喻,月球是空间旅行的第一站。眼下,苏联正考虑以载人绕月飞行作为向月面登陆的过渡。我们也在研究这个方案以及其他种种方案,比如,从地球上直接把宇航员发送到月面就是其中的一个方案。总而言之,人类急切需要探索,正如德国幽默作家莫里茨·布赫所说的那样,远处总有好地方,这里还是我家乡。
我和弗朗克·马林纳考虑到在月球着陆肯定能行,因此早在1960年8月23日,我们就开始探讨在月球上建立第一个有人实验室的步骤。
毫无疑问,月球实验室是一个工程浩大的国际性项目。据粗略估计,它的建造费用高达每工时8万美元这样一个令人瞠目的数字。那么,月球上能搞哪种类型的实验室呢?从月面极高和极低的温度着眼,是搞移动式还是选择一块地方建固定实验室恰当呢?在月球上搞什么科学研究才值得花那么大代价呢?
我俩认为,从长远的观点考虑,应该组织一个专门委员会来研究上述一系列问题。
马林纳这人有时明显地体现出得克萨斯人的性格。他答道,"说干就干,我们马上动手拟定一份国际月球实验室委员会成员名单。"
我们两人讨论月球问题时,正在一家餐厅品尝地球上的美味。干是,弗朗克就在菜单背面开了一张名单。第二天,国际航天协会就予以批准,并同意马林纳担任主席,英国的焦德雷耳·班克天文台射电望远镜的负责人伯纳德·勒维尔为副主席。有几位成员认为,现在就研究有人月球实验室为时过早,这倒不是登月飞行在技术上有多大困难,而是在于宇宙射线和长期失重对人体健康的危害性还没有进行过深入试验,其影响程度不大清楚。尽管如此,委员会还是受到鼓励,把研究工作继续搞下去。
我们离开餐厅时仅仅提出了一些设想,而数月之后,到了1961年,国会通过了肯尼迪总统提出的议案:1970年年底前把一名美国宇航员送上月球。这样,马林纳的研究计划不再是一纸空文,而成了一项具有重大现实意义的研究计划了。
在月球上着陆并建立实验室之后,我们还要不要飞向其他行星呢?我看是要去的,起码也得飞到火星和金星上去。在最佳条件下,宇航员花1年左右时间就能飞个来回。至于能否飞到其他恒星上去,我看指望不大。因为最近的一颗恒星——半人马星座的星离地球4.3光年。这就是说,即使以目前技术上无法达到的光速飞行,宇航员也得费4年多时间才能到那里。德国的尤金·桑格尔认为,利用光子火箭,有可能达到这个目的。不过,眼下只是一种假想而已。
从理论上讲,若搞得出一种热核聚变的控制方法,桑格尔的光子火箭也许能行得通。不过,老实说,展望飞行速度达到光速的火箭,实非我力所能及。即使技术上到了这一步,飞到比邻的恒星上去,也要5年到30年时间。从人类的角度看,一个人为了登上恒星而关闭在座舱里耗费掉自己短暂的生命也是愚蠢的。听说有人提议在漫长的旅途中可以把宇航员冷冻起来。说句笑话,这可是个冷冰冰的生活方式,在等待解冻期间,一路上,他可要失去不少进餐厅享受美味的良机呢。
我也听到这样一种说法:根据爱因斯坦的相对论推测,当一个人以光速运动时,生长速度会缓慢得多;因此,宇航员到达某个恒星时仍然是年轻人。我想,这是对物理学的一种误解。因为人的生长过程并非单纯按照数学规律。这个问题,我跟我的物理学家朋友们热烈争论过。我坚信,人的生长过程不光取决于时间,而且与另外许多因素有关系。
目前,尽管人们在大谈特谈空间,但只要地球上还覆盖着空气,只要人们还得靠呼吸空气活着,飞机就不会消失。军用和民用航空所面临的一系列问题,今后越来越严重。机场要占用巨大面积,噪音公害不断增加,这将迫使机场离居住区愈来愈远。有人设想,在沿海城市,将机场建在水面上,采用两栖飞机(格莱恩·马丁预言,水上飞机将会复兴)。
军用航空方面,飞行速度仍然是个比较突出的问题。它要求起飞和着陆过程实现彻底变革。比如,成败取决于飞机航速和灵活性的战术飞机,要尽可能与跑道长短无关。做到这一点,势必要创造出一些简化起飞与着陆条件的新方法才行。采用滑行架、弹射器或喷气助推起飞都是可能的解决方法。另一种办法就是采用垂直升降系统。
将来,在极高的空中飞行毫不足奇。我坚信,我们正处于一个新时代的起点。到时候,冲压式喷气飞机、火箭和各种组合式飞机都会发展到我们今天很难估计的程度。也许可以料想,这些飞机从地面起飞,穿越大气层,达到一定速度和高度,进入地球轨道后靠惯性飞行,然后重返大气层,像普通飞机一样选择着陆地点。这就是我心目中未来的飞机——人造卫星飞机。
至于说到技术革命对个人及个人生活的影响,毫无疑问,这种影响将不断扩大。比方说,我们不难预见,崭新的工种将层出不穷,有些熟知的旧工种将会逐渐消失。从航天工业和电子计算机行业的发展过程来看,这点已经是一清二楚了,例如,电子计算机行业中的程序设计员和"软件"专家,这是一种前几年还无法料到的新职业。
技术发展的势头虽然很猛,而且将继续下去,然而,我却认为,要是把它对人们生活的影响看得大绝对了也是不明智的。可以肯定,它不可能使以前的技术工作和经验教训都作废。比方说,航空界现在有一种说法:在空间时代,空气动力学过时了。我根本就不信这种说法(前几年我在康奈尔大学讲学时谈过这个问题)。很多飞机设计的基本问题,在导弹和其他飞行器设计中照旧存在。要是这些问题消失了,那才真怪呢。我看,一个人应该通达些,如果从广阔的角度来观察技术发展,他就能懂得过去和将来对人们思考问题和作出决定是同等重要的。科学的发展是永恒的;几千年前就开始起步的科学将继续不断前进。那些根基深厚的科学原则,根本不可能变为转瞬即逝的过眼烟云。
此外,有人常问我,科学家对自己的同胞应该肩负什么责任,在社会上又应该发挥什么作用?
从整体来说,我认为科学家无需促使或劝说政府按自己的意图行事,只要把运用某种科学方法可能导致的实际情况提供给政府就行了。科学家不必去制订计划,而应该分析做一件事可能产生的后果。照我看来,一个科学家对待公共事务,既不要像泰勒那样不闻不问,也不要像爱因斯坦那样管得太宽。
有些科学家非常害怕与军事部门合作。爱好和平的马克斯·玻思过去常指责我"加入"了美国空军。我的好友尼尔斯·玻尔在第一颗原子弹试爆之前就离开了洛斯·阿拉莫斯试验场,拒绝与军方再发生任何瓜葛。而我却一直认为,我与军事部门结合是很自然的事情。作为科学家,我感到军事部门是很好共事的团体。眼下我还发觉,在这个有缺陷的世界上,军事部门是有资金、有干劲的机构,能迅速而有效地推动科学向前发展。
我无意为军事与科学合作做一番粉饰,也不妄想从中得出什么永恒的哲理。然而,有一点可以充分肯定:恐惧战争和为科学而科学的单纯科学观点相比,前者对促进导弹研究的作用要大得多。在某些科学家看来,这个动机不纯,但在整个人类历史上,科学都包含着这样的矛盾:自古以来,科学和科学家一直是在为战争搞创造发明与解开宇宙之谜和揭示物质微观结构之间进行抉择和艰难前进的。我认为,军事与科学合作的基础今天比以往任何时候都要好。鉴于当今世界越来越依赖武装力量,科学家有必要充分利用军事部门的支持来发展科学。
此外,科学与军事合作还有一层理由。我始终认为,处于软弱地位去侈谈国际合作与裁减军备用是无济于事的。圣经的旧约全书告诫说,要达到目的,最好有一根大棒;你不一定非用它不可,有它你就能随意商谈,不受干扰。
我非常尊敬玻恩和玻尔,但始终不理解他们的理想主义立场。毫无疑问,我当然愿意与他们看法一致,不过,那只有当战争从地球上消失以后才成。在我看来,一个理想主义者对他无法控制的局面谈得再起劲,充其量不过是画饼充饥而已。
当代科学家的基本信念是什么?这个问题恐怕只能概括地谈谈。我是一位哲学家的后人,我始终笃信那些稳定的、超越当代紧张形势和种种困难的哲理。当我进入一生中第9个10年的时候,更加相信上帝对人类是公正的。我们将在毁灭的幽灵手下存活;创造战争武器的科学也能建设和平事业,这一点往往容易被人们忽视。发射防空导弹的工具也能把人造卫星送上轨道预报天气;制造原子弹的科学规律已经成为向疾病斗争的有力武器;致命的毒气也可以用于救死扶伤。有朝一日,绝大部分科学力量将会造福于人类。
简而言之,我是个乐观主义者,坚信未来是美好的。要是我做的一点微不足道的工作对此有所促进,那我就心满意足了。
(曹开成译)
原子时代的发展及其本质
作者:马克思·波恩
本人应邀来讲讲原子时代,它的发展和本质。我不想有意把这个题目扩大,详细去谈物理上的发现和它们在技术目的和军事目的上的应用,我宁愿谈谈我对这些发现的历史根源以及它们对人类命运的影响的看法。
这几年发生了一些改变我们生活的新事情。这个新特征含有光辉的希望,同时也含有可怕的威胁。毁灭的威胁特别表现在令人难忘的广岛和长崎事例中,这两件事足以使人信服了。但是我愿一开始就指出,投在那里的原子弹跟以后发展的热核武器比较起来,只不过是玩具而已。这并非一个简单的破坏力相乘的问题:使一定数量的不幸的人遭到毁灭,而更多的比较幸运的人幸免于难。这是根本一网打尽性质的变化。今天,美国和苏联所存储的原子弹、氢弹和铀弹,可能足够互相毁灭各自所有的较大城市,大概还要加上其余的所有的文化中心,因为几乎所有的国家都或多或少和这两个大国之一有关系。但是更坏的东西还在准备着,也许已经可以应用了:例如能在大面积地区产生辐射尘而杀伤一切生物的钴弹。特别罪恶的是:放射性辐射对后代有遗害:可能引起人类退化的变化。我们正站在人类在过去的世纪里从未到过的十字街头上。
然而,这个生死存亡关头只是我们智力发展阶段的一个征兆。我们要问:把人类卷入这进退维谷境地的更深刻的原因是什么呢?
基本的事实是这样一个科学发现:造成我们人和我们周围环境的物质不是牢固不可破的,而是不稳定的,爆炸性的。正确地说,我们大家都是坐在火药桶上。诚然,这火药桶有着相当坚固的壁,我们需要几千年的时间才能在它上面钻一个洞。今天我们刚刚度过了这段时间,但在任何时候,只要我们划一根火柴就可能把我们自己炸到天空中去。
收获到希腊原子论者播种的果实的,是我们这一代。物理学研究的最后结果就是证实了他们的基本概念,即物质世界本质上是由相同的基本粒子组成的,这些粒子的位移和相互作用产生出各种现象。但是这个简单的描绘当然只是实验结果的粗略缩影,由于补充了许多特点,它最终是非常复杂的。
在整个元素序列中,大约到铁的位置以后,每个原子核都有分裂的趋势,只是由于闸门阻止着才未分裂。在自然界发现的最后一个元素铀,有最弱的闸门,1936年由哈恩和他的同事斯特拉斯曼在实验中第一次打破的,就是这个元素。从这些精细的实验室里的实验到1942年费米在芝加哥建成第一座原子铀反应器,经过了很长的一段道路,要求大量的才能、勇气、技巧、组织和金钱。决定性的发现是由中子碰撞而裂变,同时放出几个中子;这个过程要能控制到一定数量的中子不致逸出,或者不致与杂质碰撞而消失,以便产生雪崩似的新的裂变,即产生独立自足的反应。开始时没有人能预言它的结果,但自然对它作了这样的安排,以致一旦手段齐备,人类就马上发现了它。它的利用是历史上的一件偶然事件,是世界大战的影响。1945年7月16日爆炸的原子弹,其制造的技术花了3年的光阴和近5亿美元。
相反的过程,即原子核熔合成更重的核(例如氢熔合成氦),是太阳和所有恒星的能源。在它们的中央部分,温度和压力都非常高,以致4个核子有可能按照一系列步骤通过连锁反应结合起来。现时地球上已成功地利用铀弹作为引火物质使4个核子结合起来,那就是我们现在已有的氢弹。这真是魔鬼似的发明,因为当时还不知道有什么方法可以减轻其爆炸威力。但是最近已经宣布有方法控制这种反应了。
一切物质都是不稳定的,这点不容再怀疑了。如果不是如此的话,星星就不会发亮,太阳也不会发热和发光,地球上就没有生命。稳定性和生命是不相容的。因此生命必须冒着危险,或者是幸福的结局,或者是坏的结局。今天的问题是如何才能把最大的危险引向幸福的结局。
现在我想谈谈,如果人们的作为理智些,那就能获得怎样的幸福。首先是能源的问题。
原子核物理学的另一种和平应用方式,是利用原子反应器的放射性副产品生产出来的很多元素的不稳定的放射性同位素。可以用于许多目的:在医药、技术、农业等方面作为辐射源,以代替贵重的镭,例如治疗癌,进行材料试验,通过演变创造植物的新品种等等。"示踪元素"的观念也许比这一切都更重要。把少量放射性同位素加到某种元素里,观测它们放出的辐射,就可能推知这种元素在化学反应中、甚至在生物机体内的作用。生物化学中已经日益增多地利用这些方法进行实验,这代表着我们在了解生命过程方面的一个新纪元。
所有这些,以及将来可能由此发展起来的事,都是伟大的事。联合国在日内瓦召开的国际会议的工作能带来丰富的成果。但我不禁要问,这样一个技术天堂能否与原子弹的罪恶相抗衡呢?
我们相信,大国之间(——现时只有两三个这种国家)的大战已经是不可能的了,或者最低限度在最近的将来不可能。因为我早已经说过,这多半会引起总的毁灭,不仅是交战国,而且还有中立国。战争已经成了疯狂的事。如果人类不能废止战争,人类这个动物学名词就不应当是源出于智慧,而应当源出于癫狂了。
爱因斯坦在临死前曾和伟大的哲学家罗素以及其他人发表了一个明朗的声明。在林多举行科学讨论会的18个诺贝尔奖金获得者,化学家和物理学家,一致通过了一个同样的宣言。让他们今天像些梦想家吧,但他们是未来世界的建设者。
但没有很多时间来等待他们的言辞生效了。一切都依赖于我们这一代人的才能,去重新调整我们对新事物的想法。如果不能这样做,地球上的文明生活的日子就要到达末日。
因为地球上充满了不可解决的矛盾:人们常听到许多责难原子物理学家的话:所有的灾难,不单是原子弹,还有那坏天气,都是这些脑力活动者的过失。我曾力图说明人类智力的发展必有一天将打开和应用储存在原子核内的能。其所以发生得如此之快,如此完全,以致达到一种危急情况,则是由于一件悲剧性的历史偶然事件:铀分裂的发现正好是在希特勒当权的时候,而且正好就在他执政的德国,我目睹过这种使全世界为之震惊的恐怖。希特勒在开始时的成功,显得他好像有可能征服地球上的一切国家。从中欧走出的物理学家都知道,如果德国能成为第一个生产原子弹的国家,那将是不可救药的事。甚至终生是和平主义者的爱因斯坦也有这种忧虑,他曾被一些青年匈牙利物理学家劝说去警告罗斯福总统。战争后期对日本使用这种炸弹就是另外一回事了。我认为这是一桩野蛮行为,并且是愚蠢的行为。对此负责的不仅有政治家和军人,还有杜鲁门总统任命的在决策委员会里当顾问的一小部分科学家。
我们必须学会忍让,必须习惯于谅解和容忍,用助人的意愿来代替威胁和武力。否则文明人类就要接近末日。因为我相信罗素是对的,他不倦地重复说,我们只能在共处与毁灭中作抉择。让我引述他的话作为结束:
在那数不清的岁月里,日出日没,月圆月缺,星光照耀于夜间。但只是由于人类的来临,这些事物才得到了解释。在天文学的宏大世界里,在原子的微小世界里,人揭开了曾被认为是不可理解的秘密。在艺术、文学和宗教中,有些人表现出崇高的感情,使人类值得保存下去。难道这些都将毁于浅薄的恐怖,就因为能够想到人类的人太少,人们只是想到这群人或那群人?难道某一种族那么缺乏智慧,那么没有公正的爱,那么盲从,甚至看不到最简单的自卫的教训,以致为了最后证明他的愚蠢的聪明,就得毁灭我们的星球上的一切生命?因为这样不仅人类将会死亡,而且动物和植物也会死亡。我不能相信这会是结局。
如果我们大家都不相信这一点,从而行动起来,结局就不会是这样的了。
自然科学世界图像的统一性
作者:海森堡
在我们面前,这个世界的外表图像在不断变化,而为了认识这个世界,我们用一切手段全力以赴地进行着斗争。在这样的时代,人们不会想到精神世界比如在科学里所起的变化。关于这方面的思想,自然就退居次要地位。虽然如此,对于从外部来认识这个世界来说,人类思想和愿望的缓慢变化,其重要性不亚于那些一次发生的重大事件。而如果在任何一个精神领域里逐渐完成了一个永久而彻底的变化,那么这个变化,对于将来在整个范围内认识这个世界,也有它的重要意义。因此,也许可以从一般不习惯的一面来看一下我们这个时代,并把它作为在科学领域方面也很重要的一个时代来对待。在这个时代里,各种不同的自然科学似乎正在开始融合成一个巨大的统一体。所以我要讲的,正是自然科学世界图像的这种统一性。
让我们首先回顾一下新时代开始时的自然科学最初阶段。在伽利略发现落体定律和开普勒研究行星运动的那个时期,人们对世界已有了一个简单的、统一的图像;但还不是自然科学的世界图像。那时候的世界图像,倒不如说还完全是由对一个超自然的、圣经里定下的启示的信仰决定的,而自然科学家给自己提出的任务,不是认识上帝在自然界中的业绩,并且在理解了自然界的有规律的和谐以后对他的业绩加以颂扬。但是无论哥白尼或者伽利略都没有想到,从自然科学的一些发现中得出的那些结论,可能会同当时宗教的世界图像根本发生矛盾。
但是只不过几十年以后,自然科学家提出的这个任务,也就是对世界的看法,就发生了根本的变化。随着人们对自然界中观察到的许多现象用数学加以整理澄清、并给以"解释"时所做的种种尝试获得成功,也就很增长了一种见解,以为这个任务非常艰巨而且大得无限。18世纪初期的自然科学家已不再像开普勒那样,以为离开洞察上帝的创世计划并在这样揭开其帷幕的神龛面前顶礼膜拜的这一目的已经不远,而是站在漫无边际、望不到尽头的新大陆的门前。关于这一变化,不能比英国科学家牛顿的名言表达得更加清楚了:"我不知道世界把我看作什么。在我自己看来,我好比一个在海滩上玩耍的孩童,往往因为拾到一个比普通更光滑的卵石,或者一个比普通更好看的贝壳而高兴,但那一望无涯的未经探索过的真理的海洋,仍然横在我的面前。"
所以在这个时期就开始了一种认识,以为自然科学的新方法——即把简单的自然过程用适当的实验剥脱出来,并把发现的定律用数学语言写下来——为研究自然界开辟了一个无限广阔的天地;这方法可应用于自然界向我们提出的许多个别问题,因而这里所涉及的,根本不是去理解单独一个大的相互联系,而首先是对许多小的个别的相互联系作详细分析。
18世纪在理解电现象方面取得了决定性的进展。它为今天的化学奠定了基础,并且获得了一系列重要的天文知识,它收集了并整理了动植物的许多经验事实。19世纪把热力学和关于电磁现象的学说提高到了牛顿力学的高度。在其他大部分自然科学领域里,这一研究也获得了无论在广度和深度方面都超过以往时期的巨大成就。
但是在这种情况下,自然科学不可避免地要分裂成许多小的领域,这些小的领域本身又提出了如此多的问题,以致没有一个人能指望完全掌握哪怕只是其中的一个。这种发展导致了往往令人感到遗憾的专家路线。现在,真正的自然科学家引以自豪的,是深情地探索个别的事例,认识自然界在一个小领域里的最微小特征并对之作系统整理,看低有关大范围内相互联系的知识的价值。在那时候,至少在内容上,根本谈不上什么统一的自然科学世界图像;因为每一个科学家的世界,正是他以毕生精力花费于其中的自然界的那个狭隘部分。
也许最早在19世纪后半期,人们才能谈到自然科学的一种至少在方法论上的统一性。维勒曾发现,用无机物质可以合成有机物质。这个发现也使化学家确信有机体中的化学过程是按照无生命物质也一样服从的规律进行的。从那时起,化学在方法论上也以牛顿力学作为它的先例。而原子假说的成功,为扩展这种学说,即物质的行为可以建立在最小构造物的力学基础之上的思想愿望,提供了又一个范例。在生物学中,达尔文进化论把活力论的考察方法排挤了出去,而代之以一种根据因果概念的分析。甚至在医学方面,也由于试图把有机体中的过程同复杂机器中的过程作比较的这种想法而获得了很大成功。
因而在那时候,在某种意义上就已拥有一个统一的自然科学世界图像,这就是,世界由存在于空间中的事物所组成,而这些事物则由于作用和反作用而在时间上发生规律性的变化。人们可以把这种世界图像称之为对实在的理想化。但是已有好些迹象表明,各种不同的科学正在其他新的观点下,开始密切地联结起来,而且毋庸置疑,19世纪末期的这种片面的自然科学世界图像,必将就此为其他思想形式所代替。