前言
本书主要是为第一次接触科学史和科学哲学的读者准备的，如果这个描述与你相符，那么欢迎你来到这个迷人的领域进行探索。这个领域涉及一些最深奥、最困难同时又最基础的问题。也可以说，这个“科学的透镜”更清晰地聚焦于那些原本并没有那么引人注目的问题。我希望你像我一样喜欢该领域，而且特别希望它可以引起你的兴趣，让你愿意以后再回过头来更深入地研究这些问题。
像这样的介绍性著作尤其具有挑战性。一方面，我想准确地展示历史、哲学以及两者之间的内在联系；另一方面，我想避免让第一次接触这一话题的人接触太多细枝末节的东西。像我们这样对科学史和科学哲学进行全职研究的人，大多数来自学术领域，通常会陷入自身学科的细节中，经常忘记这样的细节在刚接触这一领域的人看来会是什么样子。在面对细枝末节的时候，初学者常常会觉得“为什么会有人关心这些东西”，然后就放弃了。
这可以理解。细节很重要，但是它们的重要性只有放在一个更广阔的背景中才能体现出来。因此在这里，我正是希望展现出这样一个更广阔的背景。然而，尽管本书描绘了一个相当宏观的图景，不过就我本人的知识而言我所写的都是准确的，虽然我在写作的过程中的确省略了很多细节。
历史、科学和哲学之间的联系永远都是复杂而迷人的。正如前面提到的，我希望本书能引起你的兴趣，让你想要更深入地探讨这些问题，甚至开始欣赏和享受其中的细节。最能让我感到欣慰的，莫过于你看完本书后，会去书店或者打开电脑，下单购买那些能让你进一步探索这些主题的书籍。
关于第3版的说明
第3版中加入了大量新内容，接下来我将简要介绍一下这些新内容。本书的核心主题始终是各个科学体系（亚里士多德体系、牛顿体系和当今的科学体系），鉴于此，在本书的前两版中一直像背景一样隐藏着的，是这些科学体系间可能存在的与不可通约性有关的问题（大致来说，这个问题就是是否可以从一个科学体系的角度去理解另一个不同的科学体系）。在第3版中，我接受了几位评论人士对本书前两版提出的建议，增加了一章来专门讨论与不可通约性相关的问题。这一章（第25章）在本书中的位置相对偏后，从而可以在讨论时把前面章节里讨论过的科学体系作为例子来使用。
除此之外，我增加了一章来讨论量子理论中的测量问题。测量问题被广泛认为是标准量子理论（至少是从现实主义角度来看的量子理论）的一个（可能是唯一一个）主要问题。就我所熟悉的有关测量问题的讨论而言，大部分或全部都不是为初次接触这些话题的读者准备的。在这一章（第26章）中，我花了很多心思尝试用一种对初次接触这些话题的读者来说易于接受的方式来描述测量问题，特别是解释为什么它是个问题。
至于演化论，自第2版出版以来，我对自己的演化论基本内容的呈现方式越来越不满意。这并不是说我所写的内容是不对的，我是觉得这部分内容过于简化了。在第3版中，我舍弃了原有内容，进行了重写。因此，虽然这一章（第29章）的标题没变，但有关演化论基本内容的描述是全新的，而且与第2版相比，内容更加翔实丰富。我觉得第3版内容的效果会更好。（我对第29章结尾处关于达尔文和华莱士发现自然选择过程的描述进行了整理和压缩，不过基本上与第2版相同。）
我可能还要指出，我本人认为第3版之后不会有新的一版了，主要有两个原因：一个原因是，出于现实考虑，这类书的篇幅也就大致如此了，在第3版的基础上，已经很难在不突破篇幅限制的情况下再添加新的内容；另一个原因是，对于通过推出仅做少量修改的版本来提升之前版本销量的做法，我个人并不认同。因此，在第3版成书的过程中，我花了大量时间，认真审定每个章节。在一些章节里，我只做了微小调整，比如重新组织部分语句从而使意思表达得更清楚，而在其他章节里，我则进行了大幅修改。
最后，关于第3版里有关最新发展的部分，自第2版出版以来，这些领域出现了许多新的有趣实验，我在讨论中涉及了其中部分实验，主要是有关相对论的实验（比如，近几年对爱因斯坦广义相对论所预言的引力波的探测），以及量子理论领域的几个新近实验（比如，进一步验证贝尔定理的实验）。
一手资料的推荐阅读清单
本书中的很多内容都有一手资料的支撑。目前可以找到的一手资料范围很广且数量繁多，从实际操作的角度考虑，我列出了下面这个推荐清单。清单里所列的资料都可以在互联网或其他公开渠道找到，而且不涉及著作权等问题。
笛卡尔，《第一哲学沉思录》中的第一个沉思和第二个沉思
休谟，《人类理智研究》，第四章，第二部分
亚里士多德，《论天》，第二卷，第四章
奥西安德尔为哥白尼《天球运行论》所撰写的序言
舍恩贝格写给哥白尼的书信（收录在《天球运行论》中）
伽利略，《给卡斯泰利的书信》
贝拉明，《给福斯卡里尼的书信》
伽利略，《给公爵夫人克里斯蒂娜的书信》
宗教裁判所对伽利略的控诉书
宗教裁判所对伽利略的判决书
伽利略的放弃誓言
爱因斯坦，《论动体的电动力学》
爱因斯坦、波多尔斯基和罗森，《能认为量子力学对物理学实在的描述是完备的吗》
贝尔，《论EPR
悖论》
关于本书结构的说明
简略地说，在本书里我想要做的是：第一，介绍科学史和科学哲学中的一些基础命题；第二，探讨从亚里士多德世界观到牛顿世界观的转变；第三，探讨新近的科学发展给西方世界观带来的挑战，尤其是相对论、量子理论和演化论。
为了实现这些目标，我将本书分为三个部分。第一部分是对科学史和科学哲学中一些基础命题的介绍，这些命题包括世界观的概念、科学方法和推理、真理、证据、经验事实与哲学性/概念性事实之间的对比、可证伪性以及工具主义和现实主义。这些命题的意义和相互之间的内在联系将在第二部分和第三部分中说明。
在第二部分中，我们将探讨从亚里士多德世界观到牛顿世界观的转变，并关注在这一变化过程中一些哲学性/概念性观点所扮演的角色。其中特别值得关注的是，在亚里士多德世界观中处于核心地位的一些哲学性/概念性“事实”所发挥的作用。对这些概念的探讨，有助于阐明第一部分的许多问题，也为第三部分的讨论奠定了基础，即根据最近的发现，我们必须放弃一些我们自己的哲学性/概念性“事实”。
第三部分介绍了新近的发现和发展，其中最值得注意的是相对论、量子理论和演化论。随着对这些发现和发展的探讨，我们将会看到，它们让西方世界几乎所有人从小到大所接受的一些核心观点产生了重大改变。在第二部分中，我们已经强调了亚里士多德世界观中哲学性/概念性观点所扮演的角色，同时在第三部分中我们也会看到，某些观点曾一直被我们认为是显而易见的经验事实，然而随着新近的发现和发展，它们都被证明是错误的哲学性/概念性“事实”。
此时，已经很清楚的是，当对这些错误的哲学性/概念性观点的认知变得更为普遍时，我们对这个世界的总体看法将需要改变。目前很难说这些变化会以何种形式出现，然而越来越有可能的是，我们的子孙后代继承的世界观将会与我们的世界观有很大的不同。我希望你不仅喜欢探索和思考过去发生的变化，而且喜欢思考目前我们身处其中的变化。
在本书的最后，也就是章节注释和推荐阅读书目部分，我针对书中讨论过的一些话题提供了更多信息，同时推荐了一些书籍，在这些书籍中你可以找到更多关于这些话题的额外信息。正如前面提到的，最能让我感到欣慰的，莫过于你看完本书后，有兴趣对这些问题进行进一步的探究。
关于本书的结构，还有最后一点需要说明：尽管我希望你能完整地读完本书，而且书中的三个部分是按照前面所描述的方式联系起来的，但如果你想单独阅读每一部分，也是完全可以的。举个例子，如果你对17世纪的科学革命以及牛顿科学和牛顿世界观的发展更感兴趣，而对科学哲学里的相关命题不感兴趣，那么你基本上可以从第二部分的开篇，也就是从第9章开始阅读。然而，我还是鼓励你至少快速浏览一下第1、3、4和8章。同样地，如果你主要的兴趣点在于新近的科学发展，特别是相对论、量子理论和演化论，那么你可以直接跳到第23章，也就是第三部分的开篇。如果你打算这样做，那么我鼓励你至少快速浏览一下第3章和第8章。最后，再次希望你能享受接下来的探索。
[1] EPR悖论是爱因斯坦（Einstein）、波多尔斯基（Podolsky）和罗森（Rosen）提出的。——译者注