人类知识演化史
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力学思想史

我们致力研究的一条叙事线索是最广泛意义上的力学史。我的意思不是作为一门特定学科的力学史,而是力学知识的历史:从重力和压力占主导地位的世界中基本且直觉性的知识,到在使用仪器和工具的经验中获得的实践知识,再到书面文本中记录的理论形式的知识。力学知识的历史从前人类的起源——通过实践经验、自然哲学和经典力学的悠久传统——延伸至科学的最新成就,包括相对论和量子物理学。力学知识的另一个显著且相关的特征在于,它不是西方传统的专有自夸,而是也在其他文化中随着时间的推移蓬勃发展。

基于所有这些原因,我们在大约25年前决定将力学知识作为我们部门在马普科学史研究所的研究计划的重点。我们更宏大的目标,是探讨知识和人类思维的历史理论的可能性。事实证明,选择力学知识是个幸运的决定,这也是因为它鼓励我们与佛罗伦萨伽利略博物馆、其富有魅力的馆长保罗·加卢齐(Paolo Galluzzi)以及他的团队进行长期合作。

我们的具体研究致力于从古代到现代科学中的特定时间段;也致力于不同程度的力学知识,从简单机械的使用到高度抽象理论的形成。按照计划,这项研究不仅要涵盖欧洲传统,也要涵盖中国和伊斯兰世界的发展。

本书并未特别关注个人发现和成就,而是关注更广泛的社会过程。正是这些社会过程使力学知识得以传播、积累和创新,造成力学知识的丢失,也造成力学知识的认知和社会结构在过去数千年中经历急剧的变化。其中许多研究结果已在专门研究中发表,在这些专门研究中,我们将新方法应用于历史资料。在此,我以这些研究结果为背景勾勒出一个总体框架,该框架可能会有益于知识史的未来研究。

我首先与戴培德、吉迪恩·弗罗伊登塔尔、彼得·麦克劳克林一起分析了经典力学的出现,以便对自然科学中的概念转变建立理解。这项工作对我们的进一步研究起到了指导作用。该成果于1991年在我们合著的著作《探索前经典力学的限度》(Exploring the Limits of Preclassical Mechanics)中首次发表。[4]我们创造了“前经典力学”(preclassical mechanics)一词,以描述近代早期(大约1500年至1800年)较长的中间阶段。在这一时期,数百年来塑造了人们对自然世界思考的亚里士多德自然哲学转变为了经典力学,不是通过“科学革命”,而是通过在全新社会环境中整合实践知识的概念重组过程。

我们最初集中于主要人物,比如伽利略和笛卡尔,以及一些关键主题,例如自由落体定律和抛体运动。后来,约亨·比特纳(Jochen Büttner)、马深孟(Matthias Schemmel)和马泰奥·瓦莱里亚尼(Matteo Valleriani)大大扩展了这一研究,不仅通过进一步的个案研究,而且通过基本的认识论贡献,例如挑战性对象(challenging objects)、共享知识(shared knowledge)以及实践知识的结构(the structure of practical knowledge)等概念。[5]这些概念成为本书的基石。近代早期科学的广阔背景也成为与其他同事进行合作的主题,尤其是里夫卡·费尔德海(Rivka Feldhay)和彼得罗·奥莫代奥(Pietro Omodeo)。我们的这些合作得到了德国—以色列科学研究与发展基金会(GIF)以及洪堡大学和柏林自由大学的合作研究中心644和980项目的支持。合作研究的成果发表在一系列专门研究力学的历史认识论的著作中。[6]

在近代早期科学之后,现代物理学的出现成为我们研究知识史上的转变过程的中心主题。我们以阿尔伯特·爱因斯坦在相对论上的工作为重点。[7]之后,我们又以同样的重视程度致力于量子物理学的历史,这是现代物理学的另一支柱。[8]在现代物理学的兴起中,若要对这一部分形成更深入的了解,就必须超越爱因斯坦的个人成就;我们必须考虑从经典物理学到现代物理学的变革所涉及的更广泛的知识系统,包括科学的学科化组织、科学与当代技术知识的关系、科学发生于其中的工业和社会环境、其他科学家的工作,以及这一变革本身只能被理解为某个长期发展——这一发展并未因几篇开创性理论论文的发表而完成——的一部分。

爱因斯坦著作的研究者,除了作为顾问的戴培德之外,还包括米歇尔·詹森(Michel Janssen)、约翰·诺顿(John Norton)、蒂尔曼·绍尔(Tilman Sauer)和约翰·施塔赫尔(John Stachel),他们不仅关切该项目的历史方面,而且也关切项目的意义,即对于知识转化过程的一般理解。对于爱因斯坦同时代的其他科学家的研究则是与利奥·科里(Leo Corry)和马深孟等人一起完成的。我们研究团队中的朱塞佩·卡斯塔涅蒂(Giuseppe Castagnetti)和米莱娜·瓦泽克(Milena Wazeck)则研究了相对论出现的文化背景。之后,关于相对论历史的研究由亚历山大·布鲁姆(Alexander Blum)、奥拉夫·恩格勒(Olaf Engler)、让·艾森施泰特(Jean Eisenstaedt)、哈诺赫·古特弗罗因德(Hanoch Gutfreund)、罗伯托·拉利(Roberto Lalli)、罗伯特·里纳谢维奇(Robert Rynasiewicz)和马深孟等人合作进行。在本书中,我会大量使用这些研究。