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“自然如不能被目證那就不能被征服” 最初，人們嘗試用魔咒 來使大地丰產， 來使家禽牲畜不受摧殘， 來使幼小者降生時平平安安。 接著，他們又祈求反复無常的天神， 不要降下大火与洪水的災難； 他們的煙火繚繞的祭品， 在鮮血染紅的祭壇上焚燃。 后來又有大膽的哲人和圣賢， 制訂了一套固定不變的方案， 想用思維或神圣的書卷 來證明大自然應該如此這般。 但是大自然在微笑——史芬克斯式的笑臉。 注視著好景不常的哲人和圣賢， 她耐心地等了一會—— 他們的方案就煙消云散。 接著就來了一批熱心人，地位比較卑賤， 他們并沒有什么完整的方案， 滿足于扮演跑龍套的角色， 只是觀察。幻想和檢驗。 從此，在混沌一團中， 字謎畫的碎片就漸次展現； 人們摸清了大自然的脾气， 服從大自然，又能控制大自然。 變化不已的圖案在遠方閃光； 但它的景象不斷變幻， 卻沒有揭示出碎片的底細， 更沒有揭示出字謎畫的意義。 大自然在微笑—— 仍然沒有供出她內心的秘密； 她不可思議地保護著 猜不透的史芬克斯之謎。 1929年9月于多塞特郡希爾費爾德 原序 現代科學的巨大宏偉的大廈，或許是人類心靈的最偉大的胜利。但是，它的起源、發展和成就的故事卻是歷史當中人們知道得最少的部分之一，而且我們也很難在一般文獻中找到它的蹤跡。歷史學家所講的不外是戰爭、政治和經濟；揭露原子秘密，在我們眼前揭開空間深度等活動，雖然使哲學思想起了革命并使我們有可能把物質生活提高到歷代夢想不到的水平，但是關于這些活動的發展情況，大部分歷史學家卻沒有講到，或很少講到。 在希腊人看來，哲學和科學是一個東西，在中世紀，兩者又和神學合為一体。文藝复興以后，采用實驗方法研究自然，哲學和科學才分道揚鑣；因為自然哲學開始建立在牛頓動力學的基礎上，而康德和黑格爾的追隨者則引導唯心主義的哲學离開了當代的科學，同時，當代的科學也很快地就對形而上學不加理會了。不過，進化論的生物學以及現代數學和物理學，卻一方面使科學思想臻于深邃，另一方面又迫使哲學家對科學不得不加以重視，因為科學現在對哲學，對神學，對宗教，又有了意義。与此同時，物理學本來有很長時間就一直在尋找，并且找到了所觀察到的現象的机械模型，這時卻似乎終于接触到一些新概念，在這些概念里，机械模型是不中用的，同時也似乎終于接触到一些根本的東西，這些東西，用牛頓的話來說，“肯定不是机械的”。 大多數科學家一向朴素地認為他們所處理的就是終极的實在，現在，科學家們開始更清楚地看出他們的工作的真正性質了。科學方法主要是分析性的，要盡可能地用數學的方式并按照物理學的概念，來對現象作出解釋。但是，現在我們曉得，物理科學的根本概念都是我們的心靈所形成的一些抽象概念，目的在于給表面上一團混亂的現象帶來秩序和簡單性。因此，通過科學走向實在，就只能得到實在的几個不同方面，就只能得到用簡單化了的線條繪成的圖畫，而不能得到實在自身。不過，話雖這樣說，就連哲學家現在也開始明白，在用形而上學的方法研究實在的時候，科學的方法和成果是現有的最好不過的證据，而一种新的實在論，如果可能的話，就必須利用這些科學的方法和成果來建立。 就在這時候，人們對于科學以及科學同其他思想形式的相互作用的歷史，也重新產生了興趣。1913年在比利時開始發行期刊《愛西斯》（Isis），后來又成立了一個總部設在美國的國際性組織科學史學會。這些都標志著這個問題的一個新的發展時期。哲學的复興和歷史研究的复興大概是有著聯系的，因為數學家或實驗家在解決某一具体問題的時候，只需要了解他的直接前輩的工作，研究一般科學的比較深刻的意義以及科學同其他思想領域的關系的人們，卻不能不了解科學所以有今天的來龍去脈。 自從惠威爾（Whewell）寫出關于歸納科學的歷史和哲學的著作以來，迄今差不多一百年了。他的謹慎周詳的判斷至今仍有其用處和价值。在惠威爾的時代以后，不但科學知識有极大的進步，就是過去的歷史也因為有許多專門的研究而弄得更清楚了。效法惠威爾重新寫作一部普通科學史的時候已經來到了。它需要的不是關于某一時期或某一問題的詳細研究，而是科學思想發展的完備的輪廓。我相信，這樣一部科學史在科學本身的內在意義和科學与哲學及宗教的關系問題上，都可以給人很多教益。 文藝复興時期的人文主義者重新去研究希腊文，不但是為了語言和文學的緣故，而且也是因為在希腊哲學家的著作中可以找到關于自然界的最好不過的知識。因此，當時的古典教育就包含了一切自然知識。到現在，情況早已不是這樣了，因此，如果有一种文化建立在兩千年前的語言的基礎上，它就不能很充分地代表真正的希腊精神，除非它同時研究以往的科學的方法和成就以及目前的科學的方法和成就，而對自然知識在未來的不斷增進，抱著樂觀的瞻望。 這本書的總的綱目是以我和我的妻子所寫的一份關于這個問題的綱要為基礎的。那份綱要在1912年由朗曼斯公司（Messrs Longmans）出版，題目是《科學与人的心靈》（Science and the Human Mind）。我還利用和發揮了我在其他几部著作中提出的見解，特別是下列几种著作：《物理科學的發展近況》（The Recent Development of Physical Science，莫雷公司出版，共五版，1904年至1924年）；《劍橋現代史》（Cambridge Modern History，1910年）第十二卷中論述《科學時代》（The Scientific Age）的一章；IX《大英百科全書》（1911）第十一版中的《科學》（Science）一文；《劍橋科學文獻選》（Cambridge Readings in the Literature of Science）1924年至1929年的一卷中收集的科學經典文章；1927年德文郡學會（Devonshire Association）會長關于牛頓時代的演說；以及哈姆斯華思公司（Harmsworth）出版的《世界史》（Universal History，1928）中論述《現代科學的誕生》（The Birth of Modern Science）的一章。對于以上各著作的發行人，我都應致以謝意。 我當然無法一一指出本書各章的材料來源。但是，我必須指出，我得力于薩爾頓博士（Dr George Sarton）的歷史著作和好友怀德海博士（Dr A．N．Whitehead）及愛丁頓教授（Professor Eddington）的科學和哲學著作的地方很多。薩爾頓博士的不朽著作《科學史導論》（Introduction to the History of Science）第一卷在1927年出版，因此，在敘述古代和中古時代早期的情況的時候，我得以利用他所搜集的寶貴材料。我們怀著莫大的興趣期待著他這部著作其他各卷的出版。 許多朋友對本書原稿或清樣的各部分提出批評，我對他們給予我個人的莫大幫助，深表感謝。羅伯遜教授（Professor D．S．Robertson）審閱了討論《古代世界的科學》的第一章；斯特沃特博士（Dr H．F．Stewart）審閱了討論《中世紀》的一章；盧瑟福爵士（Sir Ernest Rutherford）（后來成為勳爵）審閱了討論《物理學的新時代》的一章；愛丁頓教授審閱了討論相對論和天体物理學的几節及討論《科學的哲學及其觀點》的最后一章，而我的女儿瑪格麗特（Margaret），即安德森（Bruce Anderson）夫人審閱了討論生物學的部分和給論部分。埃利奧特（Christine Elliott）小姐做了大部分文書工作；她反复抄錄手稿平均達五次之多，并且提出了許多批評和意見。我的妹妹和我的女儿伊迪絲（Edith）分擔了編制索引的繁重工作。我誠懇地感謝他們；這本書如果有任何价值的話，在很大程度上應歸功于他們的幫助。 我開始研究的時候，是想把我自己對于本書所討論的极其重要的問題的見解清理出一個頭緒來，結果就寫成這本書。我寫這本書主要是為了自己的興趣和樂趣，但是我也希望一部分讀者會覺得我的勞動對他們自己也是有用的。 丹皮爾－惠商 1929年8月于劍橋 第二版序 本書出版以后不到几個月就需要再版，很可以說明它所討論的問題不但是科學家感到興趣的，也是比較廣大的一般讀者感到興趣的。 再沒有什么故事能比科學思想發展的故事更有魅力了——這是人類世世代代努力了解他們所居住的世界的故事。不但這樣，這個故事在目下還特別富于興趣，因為我們可以看見富于歷史意義的知識的大綜合之一正在我們的眼底下進行，我們可以感覺到我們正處在重大事件的前夕。我堅信科學是歷史的适當題材，也是文學的基礎。如果我能幫助把這個信念灌注到別人的心中，我就心滿意足了。 許多書評作家和記者對第一版中的具体問題，提出了有教益的批評。我愿意向他們表示感謝。如果我沒有采納他們的全部意見的話，我也至少對他們的意見作過仔細的考慮。我特別要感謝我的朋友秦斯爵士（Sir James Jeans）和艾德里安教授（Professor E．D.Adrian）給予我的幫助。 丹皮爾-惠商 1930年3月于劍橋 第三版序 本書第二版和第三版的印行之間相隔十一年之久，有一段時間還絕了版。第三版遲遲不能發行是不可避免的，這是因為在第二次世界大戰爆發前后有許多緊急工作要做的緣故。 在1930－1940的十年間，人們進行了不少新的科學研究，獲得很多惊人的發現。而且，在那個期間，科學史本身也成為一門公認的專門學科。這方面的系統研究使過去的情況更加大白于世。大量文獻涌現出來，但是，在討論一般科學史的著作中，只要提到下列几种就夠了：希思爵士（Sir Thomas Heath）的《希腊數學》（Greek Mathematics，1931）和《希腊天文學》（Greek Astronomy，1932）；薩爾頓博士的《科學史導論》）（1931年）的第二卷的兩冊，這兩冊一直敘述到十三世紀末葉；沃爾夫教授（Professor A．Wolf）的《科學、工藝和哲學的歷史》（History of Science，Technology and Philosophy，1934和1938），這部著作敘述了十六、十七和十八三個世紀的情況；霍格本教授（Professor L．Hogben）的《大眾數學》（Mathematics for the Million，1937）及《市民科學》（Science for the Citizen，1940）；劍橋講演集中題為《現代科學的背景》（The Background to Modern Science，1938年）的一卷；普萊奇（N．T Pledge）先生的《一五00年以來的科學》（Sciencesince 1500，1939）。專門討論科學史的刊物《愛西斯》繼續按期出版，成為几乎取用不竭的史料寶藏。因此，有必要對本書舊版大加修改，并增添一章來敘述近十年來的進展。結果實際上是寫出了一本新書。 朋友們又一次以他們的專門知識惠然相助，我愿對他們表示衷心、誠懇的感謝。康福德教授（Professor Cornford）審閱了原稿中討論《古代世界的科學》的一章，并且提出許多改進意見。關于最近一個時期的新材料，向我提供意見的有下列几位：物理學方面——阿斯頓博士（Dr Aston）和費瑟博士（Dr Feather），化學方面——曼博士（Dr Mann）；地質學方面——埃爾斯博士（Dr Elles）；動物學方面——潘廷博士（Dr Pantin）。有關生物化學的章節是我的女儿瑪格麗特寫的，有關免疫的章節是她的丈夫安德森博士寫的。埃利奧特小姐不辭勞苦地辨認我的相當潦草的手稿，并且把它打印出來。我的妹妹丹皮爾小姐對索引作了必要的增補。劍橋大學出版社更本著他們一貫的好意把本書精美地排印出來。 丹皮爾 1941年8月于劍橋 第四版序 在把本書第三版改為第四版的時候，（1930年到1940年》一章里所討論的大多數問題，都分散到前面各章里去了。為了解決戰時的具体問題，世界各國，尤其是英美兩國，都做了一些新的工作。這种工作附帶地也使科學知識有所增進。因此，我也嘗試著對已經披露的比較重要的發現，作了敘述。 第三版序中所列的書目，應增添下列几种：貝里（A．J Berry）先生的《現代化學》（Modern Chemistry），湯姆森爵士（SirGeorge Thomson）的《原子》的第三版；安德雷德教授（ProfessorAndrade）的《原子和它的能量》（The Atom and its Energy）。 第三版發行后，值得深深哀悼的是，在某些階段幫助我寫作本書的三位友人：盧瑟福勳爵，愛丁頓爵士和秦斯爵士，先后不幸逝世。 丹皮爾 1947年1月于劍橋 ------------------ 素心學苑 收集整理 |
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