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不朽的丰碑:品读《〈自然〉百年科学经典》 精选

已有 11298 次阅读 2017-2-21 10:45 |个人分类:科学随笔|系统分类:科普集锦| 书评, 《自然》, 科学经典

       按:本文刊于《今日科苑》2017年第1期书评栏目。

英国的《自然》杂志是世界上最早的国际性科学期刊,也是迄今最有影响力的科学期刊。自1869年创办以来,秉承这两个宗旨惠泽广大读者:首先,把科学研究和科学发现的重大成果呈现给公众,并促使科学理念在教育和日常生活中得到更为普遍的认可;其次,帮助科学家自己,为他们提供自然科学各个分支在世界范围内取得的所有进展的最新信息,为他们探讨不时出现的各种科学问题提供交流平台。近来,由外语教育与研究出版社、麦克米伦出版集团和自然出版集团合作出版了10卷本《〈自然〉百年科学经典(英汉对照版)》,真是功德无量的壮举。


 需要说明的是,《自然》杂志自创刊以来,刊载了现代科学进程中的许多最重要的发现,包括爱因斯坦、达尔文、克里克和沃森等都为其撰写了具有重要影响的论文。这套百年经典系列最初的选篇工作由曾两度担任该刊主编的约翰·马多克斯(John Maddox)选出2000篇,在此基础上再遴选,最后浓缩为目前840篇的规模。特别珍贵的是,每篇入选的论文或综述前面均有言简意赅的“编者按”,这些按语不但简略地概括了篇目的内容,更重要的是对其历史价值或影响做了精到的评论。

本文以该套书第一卷(1869-1930)为例,从科学史及科学传播两方面谈一点感想。

《〈自然〉百年科学经典》保存了自创刊以来改变了现代科学进程的一手科学文献,是珍贵的科学史资料。在第一卷中,既有伦琴发现X射线的报告(译自德文),爱因斯坦关于相对论发展的概述,还有一些现在已无争议,但在当时还存有争议的科学学说,比如1869年关于原子理论的争论,以及关于自然发生说引发的争辩等等。

在科学史研究上,特别是对西方科学史的研究,国内大多数学者基于“二手文献”,也即主要由西方学者已经做了的相关研究。但有时“二手文献”并不靠谱,造成了以讹传讹的误传。现在,这套百年经典至少提供了许多可供查询的一手文献,而且做到了中英对照,对科学史研究者提供了很大便利。此外,现在回头再去看当年那些科学论文或争辩,就能更深刻地理解科学理论的真实演化进程,而非一般教科书上那种轻松地呈现。比如当时关于原子论的论战,自19世纪初英国道尔顿(John Dalton)提出原子论后,到1869年仍存在争议,到1905年爱因斯坦运用原子理论解释布朗运动,直到1908年法国科学家佩兰(Jean Perrin)才用实验锁定乾坤——证实了原子的实在性,此后再无非议。可见,自(近代)原子论提出后,大约过了100年才得到科学共同体的一致认可。而第一卷收录的“原子论战”恰好真实地反映了当时双方所持的立场和观点。

《自然》杂志也刊载了一些介绍著名科学家工作的文章,比如1880年苏格兰物理学家泰特(Peter GuthrieTait)写就的《麦克斯韦的科学工作》。当时麦克斯韦刚去世4个月,泰特对他一生的科学工作做了总结。要知道,当时麦克斯韦的电磁波理论还没有验证。不过,泰特敏锐地认识到它的价值,他说“现在毫无疑问,麦克斯韦电现象理论建立的基础和光的波动学说的基础一样可信。但是这个理论在其创建者的毕生努力下也还是处在初级阶段,它的合理发展可能还需要整整一代数学家的努力。”事实上,7年之后,赫兹(Hertz)便验证了麦克斯韦的理论。因为麦克斯韦的传记很少,而泰特与麦氏从学生时代就已熟识,这篇文章显得尤为珍贵,对麦氏个性的描述也非常精准:“麦克斯韦的思维之敏捷,连他自己都无法控制,这使得他的讲座只能被极高层次的学生所接受,而其他人则很难从中受益。他的著作和演讲稿(通常是对手稿的再一次重温)是表述清晰精确的典范。但是他的即席演讲却因为极富想象力的风格而使听众难以理解。”这或许能够为麦氏的“曲高和寡”做一点解释吧。


丁铎尔(又译丁达尔,该书译作廷德尔)在皇家研究院( Royal Institution of Great Britain)

讲解发电机,他多次出任著名的圣诞讲座主讲;第1卷收有他多篇文章。

诚如本文开头所提,《自然》创刊的两条宗旨之一就是促进科学理念在公众中的普及,即现在常说的弘扬科学精神。在第一卷中,处处可以看到这一理念的实践。比如《天空为什么是蓝色的》、《地球的年龄》、《风暴定律》等,篇幅都不长,却通俗地解释了某种自然现象。再比如1870年,时任英国科学促进会主席的赫胥黎(Thomas Henry Huxley )利用致辞的机会,针锋相对地回应了之前一篇声称在长时间放置的与空气隔绝的无菌液体中发现了很小的生物体的论文。赫胥黎是英国维多利亚时代一位著名的科学斗士,为捍卫达尔文的进化论不遗余力。这篇致辞从17世纪意大利医生雷迪(Francesco Redi,他当时用实验驳斥了自然发生说)谈起,一直谈到19世纪法国微生物学家巴斯德(Louis Pasteur)对家蚕白僵病的研究,雄辩地说明了昆虫界极具毒害性的接触性传染病和间接传染病都是由先前存在的微生物产生的微小生命体引起的。赫胥黎不但善于用实验支撑的事例做论据,还用极大的热情讴歌科学,在临近致辞结束时,他说,“人类痛苦的减轻和福利的提高,都要由那些愿意不辞劳苦的人来努力达成,因为他们勤奋、耐心而忠诚地研究大自然各个方面得到的结果,构成了真正的知识或者叫科学”。

任何拥有自然科学基础知识的读者都会在阅读中产生如下思考:科学进化或者演化的机制究竟是什么?因为《自然》杂志许多文章的科学知识现在看来已经陈旧或者完全错误,而有的可能鱼龙混珠,比如华莱士(Alfred Wallace)的《物种起源论战》。科学理论在提出、成熟的过程中,一方面要对既有的现象予以解释,同时还能做出某些预言,这些预言的验证往往依赖于可重复的实验验证或者科学观察。比如在第一卷中《洛威尔对海外行星的预言》及《电子和质子》(狄拉克对正电子的预言),前者因为预言与天文观测不符而失败,后者因1932年安德森(Carl Anderson)在实验中正电子而证实。科学理论正是在这种吐故纳新的过程中不断前进的,也正是在这种过程中,读者才能切身体会到科学精神的真谛:它不仰赖于权威,只关注证据。

诚如李政道先生在序言中所写,《〈自然〉百年科学经典》的出版,不仅为读者呈现了一个多世纪以来自然科学各个领域发展的历史轨迹,更重要的是,它展现了无数科学家在追求真理的过程中艰难求索、百折不回的精神世界。这套不朽的百年经典,一定会充实读者的精神世界。



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