《如何阅读西方经典》，青豆书坊｜上海社会科学院出版社年12月版，海德?瓦莱奇苏珊·怀斯·鲍尔（SusanWiseBauer）著，孙大强、关颖译。下文附注的科学著作列表上的所有书籍，都适合非专业人士阅读。不过，花点时间做准备还是必要的。你的第一次通读将非常艰难，理解作品的背景和内容是最有挑战性的。第一次通读时不用求快，而要充分利用所有必要的参考资料或指导。不过，要在心里牢记你的阅读目的。你不是要掌握物理学、遗传学或生物化学。你只是在尝试学习人类理解世界的发展历程，学习我们运用理性和感官来认识这个世界的方式。正如莫提默·艾德勒在40多年前所写的那样：“作为一个门外汉，你阅读科学经典著作并不是为了要成为现代专业领域的专家。相反地，你阅读这些书只是为了了解科学的历史与哲学。”任何一位认真的读者都有能力完成这项任务，即使你对你的大学宇宙学概论课已忘得一干二净。选择下面这些著作，不是要为你全面
概述最伟大的科学发现（那需要一个长得多的列表），而是为了强调我们思考科学的方式。这个列表是为不是科学家的读者准备的，所以那些技术性强、方程多（如欧几里得的《几何原本》）的重要书籍没有列上去。你无须逐字逐句阅读那些时间更久远的文本。稍微翻阅一下希波克拉底的书就能大致领略他的方法；至于亚里士多德的《物理学》，你也不需要在掌握每一个细节后才接着往下读；如果你检验过《显微制图》中的少量图示，你就已经完全准备好去理解罗伯特·胡克革命性的观念了。从蕾切尔·卡森的《寂静的春天》开始，许多书都能找到无删节的有声读物。但是，几乎所有这些书都包含帮助你理解的图表、示意图，所以，请将有声书当作一种补充。1.希波克拉底（前-前年）《风土气候论》（OnAirs,Waters,andPlaces）神经科学家查尔斯·格罗斯（CharlesGross）曾经描述希波克拉底医学兼具以下特点：“没有迷信，临床描述精准，不懂解剖学，生理学很大程度上是错误的类比、猜想和体液学说的荒谬混合。”这四项特征全都在“论风、水和地方”中展现得淋漓尽致。这篇文章一开始就提出：“任何有志于正确研究医学的人，都应该顺次履行如下事项：首先要考虑的是……风……水的质量……以及土地。”要想治愈人类种类繁多的身体疾病，靠的不是祈祷，而是更好地了解自然环境。医生必须要理解患者所处的环境。风、水、气温，以及特定城市的海拔，会影响居民的健康。每个地方都有其特殊的风和水，因此也有各自的疾病。举例来说，被酷热南风吹拂的城市里，可能满是松弛无力的男女，他们吃喝不多，且苦于多痰；婴幼儿易抽搐和哮喘；最常见的疾病是痢疾、腹泻、慢性冬季发热和痔疮。相比之下，那些避开了酷热南风，却受北风肆虐的城市，则有冰冷的硬水。这些城市的居民遭受缺乏恰当的体液之苦；男人容易便秘，女人则经常在育儿方面出问题，每个人都容易流鼻血和中风。为了治疗病人，医生必须首先分析他们所处的自然环境，然后把病人从一种气候转移到另一种气候，以促进他们体内产生恰当的体液，保持体液平衡。影响这一理论建立过程的是一些相当有效的观察。比如，“沼泽的、不流动而污浊的”水有“一股强烈的气味”，不利于健康，会导致疾病。希波克拉底的医学理念将这种不健康归结为体液失衡：气味糟糕的水会产生过多胆汁，导致饮用了这种水的人生病。当然，这是一种错误的解释。不过，遵从希波克拉底理念的医生，至少能够看到脏水和患者喝水后胃部不适之间的关联。在寻找自然结果的自然原因上，希波克拉底的方法大大地迈出了摆脱奇幻思维的第一步。2.亚里士多德《物理学》（约前年）《物理学》分为八章，不过，最重要的是前两章。第一章确立了亚里士多德的科学方法：他建议我们从对宇宙的整体理解开始（“较为易知和明白的东西”），并从这些整体观念出发，对具体事物或现象（“就自然说来较为明白易知的东西”）做具体分析（通常受到之前的理解影响）。这是演绎推理（从普遍真理开始，推理出逻辑上必然的结论），而非归纳推理（从个别观察开始，推理出能说明这些观察的一般解释）。第二章根据内在变化的原则定义“自然”：自然物自身就包含运动的根源，人为制品（如艺术）则没有。一株树苗长成一棵树，是因为它具有内在的运动变化根源；尽管一间房屋或一张床是用木材制成的，但是它们永远不会自行变成其他事物；它是一件艺术品，会一直是一间房屋或一张床。运动根源带有目的性：运动无情地推动自然物朝向一个预先确定的目标。贯穿整本《物理学》，亚里士多德假设这个世界朝着更好的方向进化。当然，这并不是我们今天所说的进化：现代生物学意义上的进化没有预先确定的目标，没有整体的设计。另一方面，亚里士多德的科学是目的论的，它坚信自然在有目的地朝向一个自我实现更充分的目标发展。不过，这个目标不是（像皈依了基督教的中世纪科学假设的那样）被造物主放在了某处。一株树苗能长成一棵树，是因为它的树的属性已经存在于内部。对于亚里士多德而言，目的论并不是外部的引导力量，而是一种内在的潜力。3.卢克莱修《物性论》（约前60年）卢克莱修陈述了三个要点。第一，宗教只是一种迷信。“那我们就从她的第一大原则开始：无绝不会借助神力生出有来。”对神灵的信仰令理智昏暗，让思想者不可能获得对世界的真知灼见。《物性论》第一卷以对伊壁鸠鲁的赞美歌开始，伊壁鸠鲁是第一个敢教导说众神没有控制我们的日常生活的人，并进一步发展出一套完整的唯物主义哲学。卢克莱修提出，除去对神的信仰，理智之眼才能睁开：“心头的种种恐惧都会不翼而飞，天庭的墙开了，通过不可度量的虚空，我看见了万物的真相。”第二，退化原则在宇宙中发挥作用。宇宙间万事万物都被如冰雹一般袭来的原子不断撞击，因此受到磨损；最终，宇宙间一切事物都将衰败。本书的第二卷是最早尝试展现无序状态的哲学文字之一。第三，宇宙没有计划。宇宙中的一切都源于构成世界的原子微粒的随机碰撞。本书第五卷将全部人类历史解读为随机的结果。卢克莱修总结说：“当然，原子并不是想方设法或者处心积虑地把自己安置得井然有序。”对于卢克莱修而言，没有其他理由能够解释他在周围世界看到的种种随机现象：一个充满敌意、厄运和死亡的地方。4.尼古拉斯·哥白尼《提纲》（年）《提纲》开篇简短地陈述了一个呈现出的问题：即使援用了偏心圆、本轮、偏心匀速点，行星仍然不是“匀速”运行。哥白尼解释说，如果太阳在宇宙的中心，这个问题能得到部分解决。《提纲》大部分篇幅都在解释这种新的宇宙，不过，哥白尼还交代了地球的运动，他假设为“三重运动”：地球“围绕太阳在一个大圆上做周年运动”；围绕地轴自转；随季节交替，从一侧倾斜到另一侧。这些运动导致“整个宇宙”表面上像在围绕地球“快速旋转”，但是哥白尼总结说这只是错觉，“地球运动能够用不那么令人咋舌的方式解释所有这些问题”。《提纲》自始至终都在致力于找到最简单的解释。不过，当哥白尼继续研究每一个行星的运动时，他发现自己在太阳周围构建了越来越多的壳，建起一系列日渐复杂地紧密连接的球体。他那最简单的解释逐渐将他绕进一个极为可笑的最终陈述，他总结说：“总而言之，用34个圆圈足以解释整个宇宙的结构及行星的旋转运动了。”5.弗朗西斯·培根《新工具》（年）自从亚里士多德以来，演绎推理主宰了科学实践；培根准备颠覆它。在《新工具》第一版的封面上，培根让一艘船——这就是他崭新的归纳法——成功超过“赫拉克勒斯之柱”（PillarsofHercules）：这是神话传说中的两根柱子，标志着大力神赫拉克勒斯所能到达的“极西”之处，也是古代世界最外围的边界，是旧的知识获取方式所能扩展的极限。这本书的第一卷以“语录”开篇，是相对独立的简要陈述，给出了培根对当前自然科学所用方法的拒绝。培根驳斥说，演绎推理倾向于强化四种不准确的思维方式。他将它们称为族类假象（即全社会都作为常识接受，不再有疑问的普遍假设）、洞穴假象（因为个别思考者特殊的教育经历或者天生的倾向性，对于他们而言似乎是自然而然的假设）、市场假象（语词和定义对每个听众而言意义相同的漠然假设）和剧场假象（基于从古代流传至今的哲学体系的假设）。在第82节，培根提出了探索知识的替代性方案，即（最终）发展为现代科学方法的三步。第二卷扩展了培根的中心主题：如果人们“把公认的意见和概念都撇在旁边”（所有那些假象），“暂时不要萦心于最高普遍性”，“心所固有的真纯力量”将会给予理解。我们没有必要读完第二卷，这一卷仔细剖析了各种各样的物理过程，以证明培根的观点，最后以培根尝试将博物学研究进行分类结尾。6．伽利略《关于托勒密和哥白尼两个世界体系的对话》（年）伽利略出版《对话》时，红衣主教贝拉明已经去世。但是，宗教裁判所仍然存在，而且很活跃，所以《对话》的形式是三个朋友之间进行一场假设的论辩，讨论日心地动模型是否能在理论上被证明是最有可能的宇宙图景。书中，哥白尼的模型，由饱学聪慧的萨尔维阿蒂和沙格列陀（Sagredo）进行辩护；宗教裁判所准许的所有观点，都由最缺乏同情心的辛普利邱代为表达，他显然无知无能，盲目忠于亚里士多德，妄图站在门口就检验亚里士多德的推理。伽利略的这个计策，足以让《对话》通过多明我会神学家尼科洛·里卡迪（NiccoloRiccardi）的最初审查，但是里卡迪坚持让伽利略写一篇承认教会对日心说的反对完全正当有效的序言。里卡迪还想在结尾加一个否定声明，提醒人们注意，即便不依靠地球的运动，人们依然能够理解潮汐。伽利略立即加了一篇非常讽刺的序言（“几年前，为了排除当代的危险倾向，罗马颁布了一道有益世道人心的敕令，及时地禁止了人们谈论……地动说”），还让辛普利邱最后声称，上帝“以他无穷的力量和智慧”可以用“许多我们意想不到的方式”引起潮汐运动。这暂时满足了审查的要求，但是这骗不过伽利略的任何一位从事科学研究的同事。《对话》分成四章，每一章的讨论都发生在一天之内。第一天和第二天的论辩是最核心的；第三天和第四天扩展了前两章展现的关于运动的诸多问题。7.罗伯特·胡克《显微制图》（年）首先，在序言中，胡克解释了感觉与推理能力之间的关系。然后，花点时间查看胡克的图。前57幅插图和观察结果都是显微镜下的；最后3幅图关于折射光、恒星和月球，用到了望远镜。在《显微制图》全书中，胡克以近距离观察——通过人造工具来扩展人的感官——作为新的思维方式的起点。最终，他的仪器不仅增强了人类的感官，更增强了人类的理性。近距离观察导致了新的理论；而新的理论又导致了新的范式。通过类比威廉·哈维（WilliamHarvey）的血液循环系统，胡克在书的序言中解释说，真正的自然哲学：始于双手和双眼，通过记忆前进，理性使它持续；但也不能就此停止，而要再次回到双手和双眼，由一种感观能力不间断地过渡到另一个，自然哲学才能保持它的生机与力量，正如人体要保持生机，就要让血液在身体各个部分循环，胳膊、双脚、肺部、心脏和头部。一旦我们勤勤恳恳、一丝不苟地遵循这一方法，就没有什么事物（不在）人类智慧的掌控之中了……争论和说理很快就会变得劳人身体；一切美好的构想、普遍的形而上的本性都是敏感的大脑奇思妙想的产物，它们很快就会消失，让位于实实在在的历史、实验和作品。就像最初人类偷尝知识之树的禁果而堕落，我们作为他们的后代，可能要在一定程度上用同样的方式去恢复，不仅通过注视和沉思，也要尝试自然知识之果。这从未被禁止。“工具和辅助”不再只是感官的延伸；对胡克而言，它们就是知识之树，是通向完美的路径。8.艾萨克·牛顿《自然哲学之数学原理》中的“哲学中的推理规则”与“总释”（//年）《原理》的四卷展现了引力作用的定律。牛顿在书中确立并运用了三条定律（即“牛顿运动定律”）。惯性定律规定，运动中的物体会保持运动，而静止的物体会保持静止（除非受到外力作用）。加速度定律规定，力作用于物体会产生加速度；物体的质量越大，产生加速度所需要的力越大。作用力与反作用力定律规定，每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。《原理》的第一卷和第二卷在纯理论中（没有摩擦力）和有阻力的情况下确立了这些运动定律。书中其余部分将引力作为一种普遍的力来处理。“哲学中的推理规则”这个部分解释了为何牛顿确信这些运动定律在宇宙中普遍适用。他考虑到了批评者可能会指责他提供的仅仅是一种“设计巧妙的罗曼蒂克”，而不是一种可靠的假设。因此，在“规则”中，牛顿着重说明实验结论可以推而广之，超越个别实验的范围。接着，在“总释”部分（这部分也包含了一场著名的关于上帝在自然哲学中的位置的讨论），牛顿对所采用的方法加以限制。牛顿解释说，引力这种力——必然来自太阳和行星中心的某种力量，而该力还没有任何减少；它的作用力的大小不是根据它所作用的粒子表面的面积（像力学通常的原因），而是根据那些粒子所包含的物质量，并且它的作用力可以向所有方向传播很远的距离，并以反比于距离平方的增加而减少。不过，牛顿也提醒说：“我还没能从现象中找到这些引力特征的原因。”他能从他在地球上的实验推论出引力定律，但是，引力的原因在他的掌控范围之外。不过，他也不觉得有必要解释为什么会存在引力。他总结说：“对我们来说，了解引力的确是存在的，并根据我们前述的原因就能充分说明天体和地球海洋的所有运动，这便已足够了。”在把实验方法推广到整个宇宙时，牛顿也小心翼翼地在另一边竖起边界墙：科学能够告诉我们是什么（what），但是没有责任解释为什么（why）。9.乔治·居维叶《初步探讨》（PreliminaryDiscourse）（年）“初步探讨”源自居维叶对于培根方法的信奉。在整理国家博物馆“藏骨室”里的化石时，他发现了已经不存在的物种。他没有解释它们为什么灭绝，也没有提出宏伟的涵盖一切的生命理论；他转而研究每一块化石，以及发现这些化石的地层。渐渐地，这些研究令他相信，“我们的地球并非历来如此。”地层就是一本关于地球过去的书，我们可以依靠感知能力去阅读。居维叶的阅读让他提出了一系列主张：生命并非历来有之。地球的状态有过一些相继发生的变化，从海洋变成陆地，又从陆地变成海洋。若干次改变地球状态的变革都是突然发生的。仅用眼前的证据，居维叶已经从观察得出了假设：过去曾经被一系列灾变打断。10.查尔斯·赖尔《地质学原理》（-年）我们可以找到的大多数英译本的《地质学原理》有三卷，写于年到年。最初，赖尔计划只写两卷，其中一卷论述他的整体原理（第一卷），第二卷编列更具体的地质学证据（现在的第三卷）。不过，最终他意识到自己必须描述一下化石记录，所以插入了新的一卷（现在的第二卷）。你只需要读第一卷，其中展现了赖尔的基本原理；第二卷和第三卷里的具体观察已经彻底过时了。在第一卷的26个短小章节中，赖尔给出了三个相互关联的地质学原理，它们现在通常被称为“均变论”“反灾变论”和（更为拙笨的）“地球稳态系统”。均变论：每一种曾经作用于过去的力，如今仍然在发挥作用（而且能被观测到）。反灾变论：那些力并不会在过去拥有更高的强度；它们的程度不曾改变。地球稳态系统：地球的历史没有任何方向或者进程；所有历史时期本质上是相同的。赖尔拒绝接受超常事件在地球的历史上起过作用的观点，不是大洪水，不是彗星、小行星撞地球，甚至也不是当时无法观测到的升温或降温。他写道：从我们能够追溯到的最早的时间点，直到如今，除了那些现在正在起作用的原因，没有任何原因是曾经起过作用，而现在不起作用了；而且……它们也从未施加过与现在程度不同的作用力。两年之后，英国自然哲学家和神职人员威廉·休厄尔（WilliamWhewell）给赖尔的地质学原理贴上了一个标签，这些原理自此以“地质均变论”这个标签著称。11.查尔斯·达尔文《物种起源》（年）当查尔斯·达尔文踏上贝格尔号，开始为期5年的航行时，他内心确定无疑：“当我站在贝格尔号的甲板上时，我相信物种是永恒不变的。”达尔文后来写道。他当时认为，各种各样的动物一直都存在。但是随着他记录下自己遇到的种类繁多的生物，他越来越困惑。某个物种曾经是什么？它们是从哪里来？为何会产生不同的物种？当他整理笔记准备出版时，他已经变得相信：“许多事实表明，各种物种有共同的起源。”年，当达尔文收到一封来自英国探险家、小他14岁的阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士（AlfredRusselWallace）的信时，他还在研究这个问题。华莱士已经收集了他对数以万计的不同物种的观察，并得出结论：物种会因为环境的压力发生改变或者进化。华莱士写道：“总体来说，适者生存。”最健康的能不受疾病影响；最强壮、最敏捷或者最机警的能逃过天敌；最好的捕猎者或者消化能力最强的人能躲过饥荒；以此类推。于是我突然想到，这种自发的过程必然会改进物种，因为每一代中较为低劣的个体都不可避免地会被消灭，而优质的个体则能够存活下来——也就是说，适者生存。华莱士还随信附上了他的论文《论变种无限偏离原始物种的趋势》（OntheTendencyofVarietiestoDepartIndefinitelyFromtheOriginalType），请达尔文转交给任何可能会感兴趣的自然哲学家。此时，达尔文已经独立得出了几乎一样的结论。他把华莱士的信寄给了伦敦林奈学会（LinneanSocietyofLondon）——一个拥有百年历史的探讨博物学的俱乐部，一并附上自己的研究结论摘要。年8月，华莱士和达尔文的理论同时被林奈学会刊出。来年，达尔文在华莱士也发现了自然选择原理的激励下，最终出版了他的完整论述。第一版《论依据自然选择即在生存斗争中保存优良族的物种起源》很快销售一空。在接下来的二十多年里，达尔文对《物种起源》进行了6次修订。但即便是在最终修订版里，他也没有给自己的理论一个逻辑上的结尾；不过，他已经在私下里总结说，他的自然选择理论也适用于人类。他在之后的《自传》里曾写道：“一旦我已经变得……确信物种是会改变的产品，我就不能不相信，人也必须适用相同的规律。”12.格雷戈尔·孟德尔《植物杂交实验》（ExpetimentsinPlantHybridization）（年）格雷戈尔·孟德尔花了将近十年时间对甜豌豆进行杂交，试图确认或者否认19世纪最广为接受的遗传模型。当时这种模型被称为“混合遗传模型”，它主张双亲的性状都以某种方式传递给后代，并融合成一个美好的中间物：一匹黑色种马（公马）和一匹白色母马交配，将会产下灰色的小马驹；一位6英尺高的父亲和一位5英尺高的母亲结合，生下的孩子长大后，大约高5.6英尺。这一模型有两个问题：第一，它经常被证明是错的；第二，混合模型与自然选择理论完全不兼容，混合模型倾向于抹除所有变异，并不会保留那些最适应环境的个体。孟德尔发现，这些豌豆的某些性状总是会传递给下一代；孟德尔称之为“显性”性状。另外一些性状似乎在子代中消失了，但有时又会在几代之后重新出现，这被孟德尔称为“隐性”性状。孟德尔勤勉地对一代又一代甜豌豆进行杂交授粉，这让他总结出了显性性状与隐性性状的一系列遗传公式。在这个过程中，他意识到混合模型不能解释他的甜豌豆的变异。相反，一定存在独立的遗传单元，能从一株植物传递到下一代植株。随着时间的推移，这确实可以将一个物种变成另一个物种：如果要将物种A转化为物种B，必须通过授精将两者结合在一起，所得的杂交种之后再用物种B的花粉授精;然后，在产生的各种变异后代中，选择与物种B最接近的形态，再一次用物种B的花粉授精，如此反复进行直到最终形成和物种B一样的形态，并且该形态在后代中保持不变。通过这个过程，物种A将变成物种B。13.阿尔弗雷德·魏格纳《海陆的起源》（/年）阿尔弗雷德·魏格纳并非在证据的基础上建立了大陆漂移学说，而是因为当时最普遍接受的对存在海盆和大陆板块的解释，受到了怀疑。根据艾萨克·牛顿的理论，许多地质学家相信地球曾经处于熔融状态。当地球冷却下来时，它会收缩，使地壳产生褶皱，有些地方沉下去，另一些地方则隆起，成为大陆和山脉。在那种理论下，地球应该仍然在冷却。但是，在19世纪和20世纪之交，放射性的发现表明，特定原子会随着时间的推移产生更多热量。这就完全不符合热度均一的地球正在冷却的观点；或者，就如魏格纳在《海陆的起源》中所说：“在镭被发现之前，地球在持续变冷这一显而易见的冷缩论的基本假设已经完全不成立了。”作为替代，魏格纳提出了大陆漂移学说，并在《海陆的起源》一书中阐述。不要去寻找证据，这是一个亚里士多德传统下的宏大理论。魏格纳首先提出了这个包罗万象的解释，然后完全用这个解释内在的一致性来为自己辩护。他自己总结说：“该理论为许多表面看来无解的问题……提供了解决方案。”大多数地质学家对此并不赞同，这个假说被接纳得很慢。利特尔和哈蒙德在年的测量活动有一些帮助，但要到20世纪60年代，由于地幔对流的发现，大陆漂移的机制才最终得到理解。14.阿尔伯特·爱因斯坦《广义相对论的基础》（年）爱因斯坦在年版的前言开宗明义地说道：“本书的目的，是尽可能使那些从一般科学和哲学的角度对相对论有兴趣而又不熟悉理论物理的数学工具的读者对相对论有一个正确的了解。”换言之，只要稍加坚持，你也可以跟上爱因斯坦的论证。爱因斯坦在一个时代即将结束时做研究；他是最后一批将自己最革新的发现直接告知大众的伟大科学家之一。15．马克斯·普朗克《量子理论的起源和发展》（TheOriginandDevelopmentoftheQuantumTheory）（年）普朗克的这篇短文是他获得诺贝尔奖的演讲文稿，文中提供了关于量子理论的发展和早期方向的基本情况。到年，量子力学内在的矛盾已经清晰凸显。不用试图跟上普朗克这篇演讲的所有细节，而是要特别
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