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第1章 绪论

1.1 近现代科学的诞生与兴起

近现代科学最早发源于欧洲。人类历史上任何一次新的科学思想或科学技术的兴起,均离不开其早期的思想解放运动。近现代科学技术的产生与发展同样与先期的人类思想的大解放直接相关。众所周知,中世纪是欧洲黑暗而又漫长的一段历史时期。政教合一的罗马教廷垄断了所有的文化和科学知识,其规定科学任务就是要论证大自然的完美与和谐是来自于无限威力与智慧的上帝。经院哲学是当时最高的统治思想,谁要是对它有一丝怀疑,就会被定义为“异端”而招致杀身之祸。据不完全统计,中世纪以来受到宗教迫害的进步思想家和科学家达数万人之多,其中布鲁诺布鲁诺背景材料:1543年哥白尼出版了《天体运行论》,第一次提出了太阳中心论——“日心说”,动摇了沿袭千年的托勒密“地心说”,并极大地震撼了教廷。乔丹诺·布鲁诺在西欧宣扬哥白尼的新宇宙观,还进一步猜测到“天空中不止有一个太阳,而且有无数多个像太阳一样的恒星”,他甚至还最早提到了“能量守恒”的思想(提出“在这个变换不定的世界上,唯一永恒的东西是构成万物之基础的创生时的能量”),他公然反对经院哲学,激起了罗马教皇的恐惧和仇恨。在公元1600年,真理的儿子——布鲁诺被罗马教廷烧死在鲜花广场。就是我们最为熟悉的一位为科学理想而献身的勇士。

在意大利兴起的“文艺复兴运动”,开创了自古希腊文化之后欧洲文化史上的第二个黄金时代,它是反封建、反教会神权的一次思想大解放的运动,不仅使新生的资产阶级在上层建筑领域初步赢得了胜利,也为近代科学的诞生和发展提供了社会条件和经济基础。正是在这种条件下,在意大利才出现了以伽利略为代表的科学家,开始对古代亚里士多德的思想体系进行全面的怀疑和挑战,使意大利成为近代科学的发源中心。在17世纪初,资本家取代了教会,他们为了追求利润,给科学界提出了大规模的科研任务。在英国,一方面,由于资本家像对待手工业者一样,将科学家组织起来,分工协作,来承担科研任务。另一方面,由于近代科学刚刚摆脱宗教的桎梏,科学家个体还没有能力抵抗来自神学的压迫,他们也同样迫切地需要组织起来,以科学团体的名义争取社会的承认和资本家的支持。因此,在这一时期各种松散的科学组织,如“无形的学会无形学会:一种没有一定的组织形式和规章制度的科学家组织,产生于17世纪初的欧洲,科学家们常以茶话座谈的形式聚集在一起,或通过书信往来等方式交换各自的科研成果和思想,并不定期地进行科学讨论会。”便如雨后春笋般地在西欧大地上相继产生。17世纪末,“近代科学之风”开始吹入法国,但当时法国的封建宗教势力还很强大,科学处处遭到扼杀,迷信被到处宣扬;科学发明遭到压制,科学家受到迫害。比较有趣的例子如:克里亚古登因为在1731年制作了世界上第一个气球,并用它做了世界上第一次航行而招来大祸,教会决定要将他活埋,使得他不得不弃官逃跑。还有狄德罗因为主张盲人看书和工作,教会指责他“干涉了个人自由”,“破坏了上帝的权利”,将他监禁了三个月。但即便这样,“科学之风”却是旧势力抵挡不住的。终于在1789年爆发了法国资产阶级大革命,它使法国科学界发生了深刻的变革。在革命中,科学研究和实际应用被紧密联系起来,例如,化学被用于制造火药,力学被用于研究弹道,光学被用于军事通信,物理被用于铸造枪炮,甚至刚刚发明的气球也被用于升空观察敌情。不仅如此,许多重大的科研体制也在法国大革命中建立起来,比如,统一度量衡、建立米制;建立完善的初、中、高等学校,在全国形成统一的科学教育体系;确立了专利制度、奖金制度和“带薪式科研体制”等,这一切造就了近代科学的“黄金时代”。尤其是“带薪式科研体制”将资本主义的生产关系在科研领域中以法律的形式固定下来,使科学劳动日益商品化,加之科学专利和奖金的颁发,使科学发明开始成为一种职业,成千上万的人们为科学发明而奔忙,这一切为法国近代科学的崛起起了极大的作用。

在19世纪30年代到20世纪初,德国成为世界科学的中心,这得益于德国的产业革命。在1848年德国资产阶级产业革命之后,大批受封建势力迫害的德国科学家纷纷回国,为德国科学的兴起贡献力量。这时的德国学术研究充满着一种创新精神,产生了许多知名的科学家,如第一个提出比较地理学的洪堡德、第一个提出能量守恒的迈耶和霍姆赫兹、第一个提出细胞学说的施莱登和施旺、第一个创立集合论的康托、第一个创立实验心理学的冯特、第一个合成尿素的维勒、第一个将化学成果用于农业产生的李比希等。在自由的学术空气中,德国还大力创立了“科学体系”,建立了“导师制度导师制度:由政府资助设立的终身教席下的导师制,正教授职位为终身制,由政府任命,在正教授周围又有许多编外教授和青年学者组成的科研后备队伍,他们经常在一起进行科学交流和研讨活动,在研究活动中强调“教学与科研的紧密结合”。”和“专业研究机构”,初步形成了近代科学教育的体制,它保证了理论与实践的结合,科技与工业的结合,使德国将世界科学中心维持了近百余年的时间。

自德国之后,美国成为世界科学的中心,它继承了英国的科学传统和德国的科学体制,是站在“巨人肩膀上起飞的国家”。美国的产业革命发生在1820—1880年间,这时它所需的产业和技术都引进于德国和西欧各国,这些技术的应用水平在美国很快得到了提高,并有了进一步的创新,这大大推动了美国工业的发展,使得美国的国力增强,到1890年,美国的工农业总产值超过了英、法、德,居世界第一。随着国力的增强,科学技术的发展开始逐步被国家控制,“大科学”体制被不断完善,同时科学研究在很大意义上失去了“小科学”所具备的自由精神。所谓“大科学”,是指由国家资助的规模巨大的科研项目;而以“大科学”项目为主导,国家资助的“小科学”项目为基础的科研体制,被称为“大科学”体制。这种“大科学”体制非常灵活、机动,特别适合聚集社会上各学科、各领域的科技人才,科研人员随着课题的变化而流动,是一种具有柔性的科学劳动结构。这种科研结构不仅带动了强劲的工业技术发明,也有力地促进了基础科学的发展。第二次世界大战之后,全世界每年的重大科研成果有45%是美国科学家贡献的,20世纪80年代初,全世界诺贝尔奖获得者中有三分之一是美国科学家(累计达120多人次),可见美国在20世纪下半期是名副其实的世界科学中心。