(要点)正是科学技术的快速发展,给人类生命个体追求生命最优带来实实在在的好处,因此,技术人员不像在古典时代和中世纪时代受到鄙视,反而使人们对科学技术更加尊重。
科学与技术是人类生命个体除追求精神最优之外的、最有效的追求物质最优的载体。科学与技术,正像人类思想与行动一样——有了思想,行动就有了方向;有了行动,思想才能更深刻。
工业社会阶段。农业革命使人类生命个体进入农业社会时期,结束了一般采集食物者居无定所的生活,使村庄成为人类最基本的经济文化单位。之后的农业生产活动,没能给人类生命个体追求生命最优带来更大的变化。而工业革命,一开始就影响了科学革命,而后获得了科学革命的持续影响,使人类生命个体追求生命最优成为可能。
“人类的物质文化在过去200年中所发生的变化远甚于前5000年。18世纪时,人类的生活方式实际上与古代的埃及人和美索不达米亚人的生活方式相同。人类仍在用同样的材料建造房屋,用同样的牲畜驮运人和物,用同样的帆和桨驱动船,同样的纺织材料缝制衣服,用同样的蜡烛和火炬照明。然而今天,金属和塑料补充了石块和木头;铁路、汽车和飞机取代了牛、马和驴;蒸汽机、柴油机和原子动力代替风和人力驱动船只;大量合成纤维织物与传统的棉布、毛纺品和亚麻织物竞争;电取代了蜡烛,并已成为只需按一下开关便可做许多事的动力之源。”[9]
文艺复兴运动,在欧洲掀起了一场复兴古希腊文化和艺术的科学及思想解放运动,可以说是极其深刻的思想革命,造就了欧洲文学艺术的繁荣,宣告了近现代自然科学的诞生。以苏格拉底为代表的希腊经典治学方法,结合新的文化思潮,以及亚里士多德逻辑学的演绎方法的运用使得古典自然科学——物理科学,空前繁荣:哥白尼创立了的“日心说”否定了中世纪教会支持的“地心说”,使科学从神学束缚中解放出来;开普勒发现了天体运动的三大定律,使天文学变成一门精密科学;伽利略的数学实验方法发现了自由落体运动定律和惯性定律,奠定了近代物理学基础;牛顿以数学分析为工具,发现了万有引力定律,建立了理性的经典力学体系,实现了自然科学的第一次大综合;哈维创立了人体血液循环学说;维萨里发现男人与女人肋骨一样多,建立了人体解剖学,否定了上帝用男人肋骨创造女人的神学说法……
弗兰西斯·培根结束了以神学为依归的经院哲学,提出新的研究方法——科学归纳法,建立了科学归纳法的逻辑学体系。由于文艺复兴运动,人身和思想得到解放,手工业者地位提高,实验工作受到应有的重视:伽利略开创了近代数学实验物理学,制造出以空气为测温物质的第一根温度计,研制出世界第一架天文望远镜,做出了一系列重大发现;牛顿通过光学实验,建立了光学理论;美国独立战争领袖、物理学家本杰明·富兰克林发明避雷针,提出正负电的概念;英国物理学家卡文迪许(1731—1810年)用扭秤实验测定万有引力常数G;法国物理学家库仑(1736—1806年)用扭秤测定了电荷之间的相互作用,证明了库仑定律;丹麦物理学家奥斯特(1777—1851年)发现电流的磁效应;法国物理学家安培(1775—1836年)提出了安培定律,奠定了电动力学的基础;英国物理学家法拉第(1791—1867年)发现电磁感应现象,建立“场”“力线”概念,建立电磁感应定律;德国物理学家赫兹(1857—1894年)在放电实验中证实了电磁波的存在;英国物理学家焦耳(1818—1889年)测定电流热效应,得出焦耳定律;德国斯塔尔(1660—1734年)在原子论基础上,建立了他的燃素学说;法国化学家拉瓦锡(1743—1794年)用实验证明水不能变土,发现燃烧之后的灰烬比以前重,发现“最易于呼吸的空气”——氧的存在,于1873年正式以氧化理论取代燃素学说,1787年出版《化学命名法》,用实验逐一确认了已知的各种元素,提出物质守恒定律,创造化学反应式,将化学永远建立在定量研究的基础之上;荷兰科学家列文虎克磨制了高质量的单片显微镜,为微生物存在提供了证据,奠定了微生物形态学的基础;对大量生物的整理分类,达尔文完成了生物进化论……
笛卡尔认为培根的方法本末倒置了,他否认培根通过实验核对和比较观察的方法获得自然“形式”的可能性,主张以欧氏几何为范本建立理性的数学性质的演绎方法,深信数学就是一个设计机械自然的灵巧精灵。以此推出:真空不可能存在;超距作用不存在;宇宙动量守恒原理等。
惠更斯说:“培根不了解科学方法中数学所起的作用,而笛卡尔则忽视试验的作用。”[10]海德尔说:“现代科学根据数学筹划才成为实验科学。”[11]直到19世纪,古典科学与培根科学才实现综合统一,即培根科学的数学化,古典科学的实验化。至此,基本完成了现代科学研究方法的确立。从此,自然科学的主要学科,热学和分子物理学、化学、生物学、电磁学先后在各自领域开创了一个新时代。
人类进入20世纪,随着X射线、放射性和电子的发现,相对论和量子论的建立,粒子物理学中的夸克模型、宇宙学中的大爆炸模型、分子生物学中的DNA双螺旋模型和地质学中的板块模型的提出,标志着人类自然科学的研究不仅考察宏观、低速,而且也考察微观、高速,以此带来新发现、新发明层出不穷,新学科应运而生。
与此同时,或更准确地说,工业革命先于科学革命。18世纪后期,欧洲各国商业得到突飞猛进的发展,可以说实现了商业革命。在商业革命的带动下,资本主义无疑在追求利润最大化——降低成本。然而,降低成本最有效的措施是改善组织管理形式,提高生产技术。因此,18世纪欧洲的晚期,开启了制度变革和技术进步的第一次工业革命。1733年,英国织布工人约翰·凯伊发明了“飞梭”;1738年,惠特发明了滚轮式纺纱机;1764年,织工哈格里沃斯把单锭纺车改造成了多锭纺车,实现了引纱和捻纱机械操作;1768年,R.阿克赖特发明水力带动的滚筒纺织机;1779年,克隆普顿制造出了“骡机”有300~400个纱锭;1785年,卡特赖特发明了自动织布机。18世纪末,英国纺织工业基本上机器代替了手工操作。同时,也同步促进了净棉、梳棉、漂白、印染、起重、运输等相关机械装置的原料及其加工技术。技术创新,反过来促进力学、机械工艺学、化学等方面的理论研究。
蒸汽机的发明、制造和改进,为发端于18世纪的第一次工业革命注入了动力来源。瓦特于1782年研制成功具有连杆、飞轮和离心调速器的双向蒸汽机,可以把直线运动变为连续而均匀的圆周运动,经过传动装置带动一切机器运转,给整个工业和交通运输业提供通用的动力机。从此,纺织工业、采矿工业、冶金工业、运输交通等实现了快速发展。正是科学技术的快速发展,给人类生命个体追求生命最优带来实实在在的好处,因此,技术人员不像在古典时代和中世纪时代受到鄙视,反而使人们对科学技术更加尊重。这样的环境与文化氛围,使技术人员与学者之间的鸿沟被缩小。
所以,19世纪之后,技术与科学理论的结合,使19世纪的世界发生了天翻地覆的变化,先后开启了一系列重大科技发明:美国工程师富尔顿(1765—1815年)成功地制造出蒸汽动力的“克莱蒙特号”新汽船,1814年,为美国海军建造了第一艘蒸汽军舰,开创了海上战争的新时代;英国工程师斯蒂芬孙(1781—1848年)于1825年和1830年,成功修建了两条铁路,以蒸汽机为动力使火车实用化;德国发明家戴姆莱1883年成功研制了第一台以汽油为燃料的内燃机,1892年狄塞尔造出一台以柴油作燃料自动点火内燃机;直至1892年美国人福特成立了自己的汽车公司,开创了汽车工业时代,20世纪实现了飞机航空运输时代……
发端于19世纪的第二次技术革命:电动机与发电机。发电站与远距离输电,电灯、电影、电报、电话,无线电通信等,使20世纪人类生命个体进入了新世界——人类生命个体的生活、工作与学习进入了电气化时代。在此基础上,科学技术又突飞猛进:飞行,梦想成真;人类飞向太空,探寻宇宙;原子能、核能的利用;电子管、晶体管和集成电路的演进;电子计算机与信息时代的到来;互联网的诞生构建了新的大众传媒载体;生物工程取得了阶段性成果,正在受到世界各国的高度重视……
发端于20世纪的第三次技术革命,正像第一次、第二次技术革命一样,在21世纪产生轰轰烈烈的影响。2001年12月,美国商务部、国家科学基金会和国家科技委员会纳米科学工程与技术分委会在华盛顿联合发起了一次由科学家、政府官员等各界顶级人物参加的圆桌会议,会议首次提出了“NBIC会聚技术”的概念。即纳米科学与技术、生物技术(包括生物制药及基因工程)、信息技术(包括先进计算与通信)、认知科学(包括认知神经科学)。这4个领域的技术当前都在迅速发展,每一个领域都潜力巨大,其中任何技术的两两或交叉融合、会聚或者集成,都将产生难以估量的影响。会聚技术给我们描绘了这样一个前景:基于会聚技术的认识和应用,人类大脑的潜力将被激发出来,人的悟性、效率、创造性及准确性将大大提高,人体及感官对外界的突然变化,如事故、疾病等的感知能力变得敏感,人类将可以以原子或分子为起点来诊断和修复自身与世界,老龄人群普遍改善体能与认知上的衰退,人与人之间产生包括脑与脑交流在内的高效通信手段,社会群体有效地改善合作效能,社会大幅度减少资源与能源的消耗,降低对生态环境的破坏与污染。总之,人类将在纳米的物质层重新认识和改造世界以及人类自身。
美国《提升人类技能的会聚技术》的报告针对上述四大领域的互补关系有这样的描述,“如果认知科学家能够想到它,纳米科学家就能够制造它,生物科学家就能够使用它,信息科学家就能够监视和控制它。”报告还指出,NBIC有关领域的重大突破将在今后10~20年内实现,如果决策和投资方向正确,那么上述这些远景大多会在未来20年内得以实现。沿着这样的道路走下去,科学的发展将会进入一个分水岭,科学从泾渭分明的专业化分工走向整合,迈向科学统一与技术会聚,也许将激发新的“科技复兴”,体现一个基于转型工具、复杂系统数学和对物质世界从微小的纳米到星球级的统一的全面的技术观,而人类也有望进入一个创新与繁荣的时代,进入人类社会进化的一个转折点。NBIC给我们带来了新的科技发展观,一种大一统、大科学、以人为本的整体发展观。这种发展观将以学科的融合为基础,通过技术会聚,以人类和社会可持续发展为目的,实现人类自身和社会的进步。
享有“硅谷动力之都”美誉的圣何塞作为世界上最成功的技术区域,一直是技术创新的弄潮儿。圣何塞报告以“创新浪潮可能再次席卷全球”为口号,提出了一些可能的技术发展方向:一是信息与生物技术会聚,生物技术领域取得的重大进步可与信息技术产生交叉效应,创造出个性化药品、生物信息学、生物材料、生物芯片以及以生物为基础的电脑等创新产品;二是纳米技术的商业化可为一大批行业带来革命性转变,如计算机和芯片制造业;三是正如20世纪90年代兴起的计算机制图、计算机辅助设计、计算机游戏、新媒体、电子出版等曾为人们带来全新的文化体验,信息技术和艺术设计与媒体创意等会聚,又将带来新一轮创新风潮。
目前,第三次技术革命已经取得丰硕成果:生命科学——人类基因组计划的完成,克隆技术的发展,对人类大脑认知功能新进展,解析人源葡萄糖转运蛋白三维结构等;空间探测——火星探测,月球的重新探测,土星、木星、彗星和火星的探测等;纳米技术——2010年,仅次于芯片制造的第二大产业等;生物技术——种植转基因作物,GPS“智能种地”等;能源、材料技术——太阳能发电技术的扩展,如薄膜发电、未来的原子能、世界电力网的形成,微电子技术、超导材料、贮能材料、生物材料证明了宏观尺度超润滑的存在,证实石墨烯的单独存在等;环境科学——修复和改善环境的生物,臭氧层的修复,控制自然灾害,维持生物多样性等;计算机和信息技术——超级计算机,拟态计算机研制成功,大数据与云平台的应用,空间影像技术,智能机器人,3D打印技术推广应用,“互联网+”等;空间技术——宇宙城市的实现,微重力实验等;交通、旅行和医疗革新——高速铁路,交通工具的新能源,深海探测及旅行,大脑机能的破译及医疗革新等;科学上的重大发现——发现新粒子、“上帝粒子”存在及爱因斯坦引力理论最后预测被证实、量子反常霍尔效应的发现、“孪生素数猜想”的弱化形式得到证明、暗物质探测有了新进展等。
历史已经证明:科学与技术是人类生命个体除追求精神最优之外的、最有效的追求物质最优的载体。科学与技术,正像人类思想与行动一样——有了思想,行动就有了方向;有了行动,思想才能更深刻。因此,人类应该铭记科学与技术!
所以,工业社会阶段的科学,也无形地带来人类社会管理的进步,也就是说,这一阶段的社会管理更趋近于人类生命个体的本性。因为,工业社会的科学发展,人类生命个体的综合素质也得到了提升,无论是资本主义社会的公民社会管理体系,还是中国特色社会主义社区的共商共治,都体现了生命个体的素质及其对生命个体的尊重。与此相适应,人类的精神生活更多享受了工业社会带来的成果,不再完全依赖于自然界的恩惠和恩赐,而与自然界提供的物质与精神相辅相成,相得益彰。人类向着追求生命最优又前进了一步!
[1] 中共中央宣传部理论局.理性看齐心办.北京:人民出版社,2013:32.
[2] 闫健.让民主造福中国:俞可平访谈录.北京:中央编译出版社,2009:2.
[3] [美]斯塔夫里阿诺斯.全球通史·从史前史到21世纪.吴象婴,梁赤民,董书慧,王昶译.北京:北京大学出版社,2006:8.
[4] [美]斯塔夫里阿诺斯.全球通史·从史前史到21世纪.吴象婴,梁赤民,董书慧,王昶译.北京:北京大学出版社,2006:16-17.
[5] [美]斯塔夫里阿诺斯.全球通史·从史前史到21世纪.吴象婴,梁赤民,董书慧,王昶译.北京:北京大学出版社,2006:25.
[6] [美]斯塔夫里阿诺斯.全球通史·从史前史到21世纪.吴象婴,梁赤民,董书慧,王昶译.北京:北京大学出版社,2006:51.
[7] 同上书,31.
[8] [美]斯塔夫里阿诺斯.全球通史·从史前史到21世纪.吴象婴,梁赤民,董书慧,王昶译.北京:北京大学出版社,2006:44.
[9] [美]斯塔夫里阿诺斯.全球通史·从史前史到21世纪.吴象婴,梁赤民,董书慧,王昶译.北京:北京大学出版社,2006:479.
[10] 斯蒂芬·F.梅森.自然科学史,上海:上海译文出版社,1980:131-156.
[11] 海德格尔.物的追问.孙周兴译.上海:上海三联书店,1996:871.