科学中的革命-第47部分

按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！


烈的反应。当然，过去（现在仍然）有某些原教旨主义者如此相信基督教圣经的字面解释，以致他们可能奋起进行武装反抗，甚至对地球的年代要比圣经中所计算的年代长这样一个假设提出质疑。而且我们一定不能忘记，同一种原教旨主义信仰者，现正在美国的州议会和法院中进行努力，为将“神造论”与进化论相并列而确立教室中的“平等时间”原则。　　　　
　　达尔文在《物种起源》中，只是在一个句子中曾经暗示“人类的起源和历史，由此也将得到许多启示”，以图避开人的问题（1859，倒数第三段）。但是，达尔文的批评者自那时到现在一直强调进化论对我们自身的明显含义以及显然无法回避的结论：人类只是持久的进化过程的一个暂时的最终结果。的确，甚至阿尔弗雷德。拉塞尔·华莱士也不能使自己相信，自然选择可以解释或说明历史中人类的发展，并且认为有必要祈求某个造物主的积极参与（见科特勒，1974）。这个问题是有案可查的。它在1864年第一次出现于《人类学评论》中一篇论“人”的文章中，后又见于《每季评论》（1869）中的一篇书评之中，在这篇书评中，华莱士评述了赖尔的《地质学原理》第10版（1867－1868）和他的《地质学基础》第6版（1865）。他认为，仅仅自然选择永远也不可能产生出人的大脑，人类的语言器官和手等等。达尔文极度痛苦地在1869年3月给华莱士写信说，“但愿你还没有把你自己的和我的子孙如此斩尽杀绝”。在他自己的那一份《每季评论》中标出这段话时，在“不”字下面连画了三条线，并且用了一连串的感叹号。　　　　
　　达尔文革命大概是科学中曾经发生过的最重要的革命，因为它的效果和影响在许多不同的思想和信仰领域中都是相当深远的。这场革命的结果是对世界、人和人的制度的本质重新进行了系统的思考。达尔文革命对世界产生了新的看法，它把世界看作是一个动态的、进化的世界，而不是一个静态的、有系统的世界，并且认为人类社会是以一种进化的模式向前发展的。我们将会看到，卡尔·马克思甚至预见了技术和发明的进化史，在这个进化史中，达尔文用来说明动物器官的概念将被用来分析人类工具的发展。　　　　
　　新的达尔文主义的观点否认任何宇宙目的论，并且认为进化并不是通向一个“更好的”或“更完美的”型式的过程，而是这样一系列阶段：在这些阶段中，具有最适合于它们环境的特殊条件的特点的个体得以繁殖和延续———对于社会来说也是如此。特殊的创造将不再有任何根据。任何“绝对的人类中心说”都将成为过去，因为“共同血统”的原则是对所有活着的生物（包括人）而提出来的。关于这些推断和结论，我们还必须补充说，达尔文的革命给任何关于宇宙或自然中的目的的论点敲响了丧钟，因为变异是一个偶然的和无定向的过程。在生命科学中，实现了从比较陈旧的生物学概念向新的人口思维的引人注目的重大转变。而且，除了这些新的方面外，达尔文还开始了方法的创新，引入了一种新的科学理论，在这理论中，预测的作用是与经典的牛顿的模式不同的。　　　　
　　所有这些含义并不是立刻展现出来的，但是，其中有相当部分是如此必然地展现在人们面前，以致引起了直接的激烈的争论。在历史上，从未有哪一种科学理论的预言和发表在世界上几乎所有国家中引起如此直接的激烈的争论——这是达尔文自然选择进化论的真正革命的特点的一个标志。对于这种理论的阐释、评论和抨击几乎是同时开始的，而且一直持续到今天我们所处的时代。在现时代其他科学创造者之中，只有一人是可以与达尔文相比的，他就是西格蒙德·弗洛伊德——这一事实向人们表明了弗洛伊德早期把他自己思想的未来影响与达尔文思想所曾产生的作用相比时表现出的远见卓识（见下面第24章）。关于进化论及其意义的历史的、哲学的甚至科学的争论，在达尔文去世一个世纪之后仍然影响着严肃的思想家们的思想，这一点使我们更进一涉确信达尔文学说的非凡的生命力以及他的进化论的深远意义。　　　　　　　　　　　
《科学中的革命》　
科恩著　　　　　　　　
第20章　法拉第、麦克斯韦和赫兹　　　　
　　　19世纪，在物理学中产生了许多革命性的进步，尽管这些进步——无论就其科学内容或思想内容来说——没有哪一个像达尔文革命那样产生过世界性的影响。19世纪物理学所取得的成功，包括新的能量学说及能量守恒定律，光的波动说，气态运动论和统计力学，电流定律，磁学和电磁学理论，电动机和发电机原理，新的光谱（分光）学说，关于辐射和吸收热量的发现，把辐射扩展到红外线和紫外线辐射，以及其他许多诸如此类的进步等等。但是，多数物理学家以及现代物理学的新一代历史学家一致认为，其中最深刻的一场革命——即使不是唯一的最深刻的革命——是以麦克斯韦的理论而著称的革命——人们有时把这场革命归功于麦克斯韦和迈克尔·法拉第，而且有时也被人们比较公正地归功于法拉第，麦克斯韦和海因利希·赫兹三人。麦克斯韦革命的重要性在于，它不仅对电、电磁和光的理论作了根本的修正，而且是对牛顿的自然科学的思想体系的第一次大规模的修正。　　　　
　　虽然这次革命的某些特点可以被所有读者理解，但是，麦克斯韦思想的核心或精髓，甚至对于许多受过物理学训练的历史学家来说，也是难以把握的。这里的一个主要问题是要弄清楚迈克尔·法拉第的思想与麦克斯韦所发展了的理论之间的联系。毫无疑问，法拉第的贡献是极为重要的，其中包括他关于磁场是由力线组成的重要概念以及关于电磁感应的传导并不是瞬间完成的而是需要时间的非凡的见识。不过，法拉第从根本上说是非定量的和非数学的系统表达并没有产生他所说的传导时间的一个数值。在他的《论法拉第的力线》一文中，麦克斯韦极力赞颂法拉第的含蓄的思想，并且更进一步说，“虽然完全清楚地知道空间、时间和电（磁）力的基本形式，但是，也许是为了科学的利益，法拉第并没有成为一个职业数学家”。法拉第“用自然的非技术的语言”表述了他的思想，而且，——麦克斯韦说——“我写作这篇论文主要是期望使这些思想成为一种数学方法的基础”。所有研究过这一学科历史的人们都告诫我们，如果把麦克斯韦的“贡献仅仅看作是在阐释方面的贡献，那么就会严重低估它的价值”（特里克尔，1966，102）。正如M．普朗克曾经雄辩地指出的，“麦克斯韦具有丰富的想象力和数学见识。他远远超出了他曾对其观点进行概括、归纳并使之更为准确的法拉第”。麦克斯韦“因此创造了一种理论，这种理论不仅可以与被公认为正确的电和磁的理论相比拟，而且最终完全超越了它们”（1931，57）。　　　　
　　历史学家以及具有历史意识的科学家们一致认为，如果麦克斯韦在创立一种数学理论的过程中没有对法拉第的思想进行深刻改造，法拉第的那些论文可能永远不会引起一场革命——因此我们也可以称麦克斯韦的数学理论为法拉第．麦克斯韦理论。麦克斯韦不仅把法拉第的思想改造成为具有数学形式的思想，而且发展了一种把静电学和电磁学的基本原理与光速联系在一起的量的表达方式——这一成就使电磁理论的道理更为明晰，并且开辟了通过电磁波的实际生成而进行实验检测的可能性。承认法拉第在麦克斯韦思想形成和发展过程中的作用，强调了产生麦克斯韦的理论的创造性的转变过程，但是决没有减低或轻视麦克斯韦对麦克斯韦革命的重要贡献。就威廉·汤姆森对这场革命的贡献来说（见下文），这甚至是更为真实的，因为，“汤姆森非凡的才华产生的是有说服力的非系统的见识，而不是完满的理论”（埃弗里特1974，205）。通过运用汤姆森形象化地描述电的现象的方法以及汤姆森“把能量原理运用到电学之中”的结果，麦克斯韦才能够认识到它们的重要性。　　　　
　　麦克斯韦在1855—1856，1861－1862，1863，1864和1865年发表的一系列论文中发展了自己的思想，而且在1873年的《论电和磁》一文中，这些思想基本最终形成。但是，在此后几年，这一革命性的新的学说仍然只是理论上的一场革命，而且，只是当海因利希·赫兹的工作证实电磁波之后，它才成为科学中的一场革命。由于这一原因，这场革命有时被人们称为法拉第…麦克斯韦…赫兹革命；甚至那些探讨麦克斯韦的革命性工作的人们也都指出，这场革命并不是麦克斯韦一个人所引起的革命。例如，阿尔伯特·爱因斯坦讨论了“将永远同法拉第、麦克斯韦和赫兹的名字联系在一起的伟大变革”（1953，161；1954，268）。但是，他又立刻补充说，“麦克斯韦对这场革命作出了最大最重要的贡献”。在另外一个场合，他则无意中忽略了赫兹，而且只是提到“法拉第和麦克斯韦在电动力学和光学中所引起的革命”；他说，这场革命是“自牛顿以来，理论物理学中第一个伟大的重要的进步”（1953，154－155；1954，257）。但是，爱因斯坦在他的自传中仅仅谈到“麦克斯韦的理论”，并且说，在他还是一个学生的时候，这一理论就显得是“革命性的”理论（希尔普，1949）。　　　　
　　麦克斯韦对法拉第思想的改造　　　　
　　这一改造过程可以在麦克斯韦著名的论文“论物理中的力线”中看到。在讨论法拉第关于在某个存在磁力线的空间中必定存在某种应力的思想时，麦克斯韦实际上在开始提出了这样一个问题：空间要展现法拉第的假设所需要的实际的应力分配，究竟需要哪一种传导体呢？C．W．F．埃弗里特追溯了麦克斯韦用以吸取苏格兰工程师W．J．M．兰金的思想以及威廉·汤姆森（开尔文勋爵）的结论从而创立自己关于物理中的力线的理论的途径。在这里我们可以看到对科学思想作权威改造的过程的要素，这一改造产生出一种全新的思想，电可以“通过空间传播”，而且不一定仅仅是“局限于导管的一种流体。麦克斯韦在他的论文的结论中谈到人们所说的一个“惊人的发现”——这个新提出的导体的振动不仅将证明磁力线，而且也将具有与光同样的性质”。麦克斯韦用斜体字的方式表达了他的结果与众不同的特点。他写道（1890，1：500），我们“几乎不可能回避这样一个推论：光是一种介质中的横向波动，这种介质也是电磁现象的起因。　　　　
　　但是，甚至就此而言，麦克斯韦思想的萌芽也可以在法拉第的一篇值得注意的论文——载入1846年5月《哲学杂志》中的一篇题为“对光线一振动的若干思考”的论文——中找到。在这篇论文中，法拉第提出，关于“辐射是力线中一种高级形式的振动”的大胆看法，是“一种思辨的影子”。在这篇论文中可能最使我们感兴趣的是——正如西尔维纳斯，P．汤普森在1900年（p．193）指出的——它没有引起人们多大的注意，甚至比较早地为法拉第写传记的人也都没有注意这篇论文。因为这些人是在麦克斯韦的光的电磁理论被普遍承认之前写作传记的，所以他们在其中还尚未认识到人们后来赋予它的重要性。约翰·廷德尔（1868）把法拉第的思索仅仅看作是“曾经由一位科学家所进行的最卓越的思辨之一”而不予考虑。亨利·本斯·琼斯在1870年只是用半行字顺便提到过它。约翰·霍尔·格拉德斯通在1872年甚至都没有提及它。但是，麦克斯韦后来说，“横向磁场干扰的传播排斥正常磁场的看法显然是法拉第教授在他的‘对光线一振动的若干思考’（1890，1：535）中提出来的”。在麦克斯韦看来，“他＇法拉第＇提出的光的电磁理论，实质上与我在这篇论文中开始展开的理论是同一理论，只是在1846年没有任何数据测算传播的速度”。我同意C。W。F。埃弗里特的看法，即对麦克斯韦对法拉第“对光线振动的若干思考”所作的评论要有所保留，因为，那篇论文的“任何直接的影响”在麦克斯韦思想的发展过程中都可以清楚地看出。“这些评论是在事后几年作出的，而且是麦克斯韦堂吉河德式的慷慨的一个例证。他在那时与法拉第和汤姆森的信件中的评论并未表示出任何这样的影响”。　　　　
　　在关于麦克斯韦对物理学的贡献的一篇评论（1896，204205）中，R．T．格莱兹布鲁克提请人们注意麦克斯韦理论的五个基本特点并且“承认，在麦克斯韦所处的时代，没有多少关于它们的直接证据”。麦克斯韦所作的最大胆的设想之一就是，维持光波的同一种介质必定能够成为电磁场中的介质。他断言，在空间中必定存在电磁波．而且，作为空间分析方面的一位先驱，麦克斯韦指出，把电的单位即静电单位和电磁单位的两种系统联结在一起的因素是一种速率，而已事实上有一个非常接近光速的数值、这意味着，光本身就是一种电磁现象，是一连串的电磁波。麦克斯韦在1864年想说、数字的结果似乎“揭示了光和磁是同一种物质的作用，而且，光是一种根据电磁规律通过场传播的电磁干扰。”　　　　
　　马克斯·普朗克（1931，57）在这个见识中看到了对“评价一种理论的标准”的最可行的说明和例证。“它真正解释了除那些它以此为基础的现象之外的其他现象”。普朗克没想，无论是法拉第还是麦克斯韦“最初都没有联系他们对电磁学基本定律的考察来考虑成研究光学”，但是，“一百多年来激起来自力学方面的抨击的整个光学领域却被麦克斯韦的《电磁场的动力学理论》一举证服了”，所以，“从那时以来，每一种光学现象都可被直接视为一个电磁学的问题”。对普朗克来说、“在任何时候，这都将是人类理智的努力的最伟大的凯旋”之一。