二十世纪的科学

刘浜

    在这世纪即将更迭之际， Scientific American杂志推出了一期特刊一一《二 十世纪的科学》（ Science in the 2 0th Gentury），介绍了二十世纪人类 在科学上数项划时代的突破。略读其中几篇， 颇有感慨。编者把本世纪的重大科学成果归 纳为如下几个方面：人类对物质结构的认识， 宇宙大爆炸理论，分子生物学的兴起，地球 物理学方面的大陆漂移学说，以及计算机及 信息传导在物理学上的突破。当然，还有九 年才到二OOO年，也许现在来庆祝人类在 本世纪的丰硕成果为时尚早，同时这次挑选 也许不具有绝对的权威性，但有一点我们可 以相信，文中所列的确是人类值得骄傲的成 就，在人类认识史上会是光辉的一点。到真 正踏人二十一世纪之时，或许像上个世纪末 希尔伯特（ Hilbert）对数学的回顾与展 望一样，会有更加权威更加富有真知灼见的 论述，但现在我们不妨先体味一下二十世纪 人类对自然的认识过程。

    人类从原始的过去（这样写也许会触动一 些反对进化论的人，幸好进化论不是二十世 纪人类的成就），狩猎穴居，对外部世界认 识处於朦胧状态，走向亚里斯多德（ Aristotle）的《物理学＞一一开始了人 类对自然的真正了解，人类的感觉终於与自 然相通了。时间的长河流淌到了二十世纪， 站在巨人肩上的人类充分发挥了他们作为人 类自己所特有的而区别於其他生物的本能一 一求知欲。

    应该说，人类在启蒙时期体验到世界是物 质的，但二十世纪人类对物质的真正认识绝 不是哲学上的推断、 逻辑上的演绎。从本世 纪初到今天，基本粒子的研究就从未停止过， 科学家锲而不舍，一步一步探索物质的更深 一层结构和基本粒子的组成。与此同时，由 於场概念把粒子相互作用有机地联系起来， 显示了物质构成的全象。由於科学家相信这 个世界是相互连续组成的完美图形，从上半 世纪开始，人们开始寻找能将物质世界的电 磁场、引力场和强、弱相互作用场统一起来 的途径。虽然历经艰难，尚未达到最终目标， 但扩开了人类视野，对物质有了更深刻的理 解。

    人类对宇宙的了解在二十世纪可以说是突 飞猛进。童年的时候，夏之夜，举头仰望满 天繁星，那时多麽希望能看到宇宙的全景， 以为牛郎、织女在几十光年的遥遥之隔，这 个宇宙也是在这个尺度级别上量度的。宇宙 大爆炸理论对观察到的新星、黑洞、星系， 以及空间、形状、时间等现象提出新的解释， 将我们这茫茫无际的（看来还该是有际的） 宇宙勾划出一个新模样。

    在广阔的天空与细微的原子空间结构之间， 还有着一种神秘的领域一一生命，在上个世 纪以前，生命科学都被标作描述科学，或者 更具体地说是采用宏观描述、归钠总结的方 法。在本世纪中叶，分子生物学的产生如异 军突起，从根本上改变了生物学的面貌，可 以想象，当人类对其本身有了深刻的了解， 那是多麽的使人亢奋。当然，在短短几十年 里，我们不能希望人类全面地理解生命，甚 至生命中的思维现象。但这几十年为之打下 了基础。生命现象与其生活的环境息息相关， 而地球这个蓝色的星体在茫茫的宇宙中似乎 太小了，她崎岖的山峰、坦荡的平川、无垠 的沙丘，随大陆架的变通组成了我们生活的 地壳是如此组合，这又是多麽令人惊讶。

    在《二十世纪的科学》中还介绍了计算机 和信息传递，应该说计算机技术在本世纪从 产生到今天的广泛应用，给我们的工作、生 活、家庭都带来了巨大的冲击，而在这无数 的软件应用背後，对电子材料的物理学研究， 构成了当今电子时代的基石。

    二十世纪的人类受科学的影响越来越深刻， 从工作到生活，从政治到经济，从战争到和 平，可以说科学从被冷落，正在走向逐渐被 理解、被重视的过程。人类在地球上生存需 要能源，由于新源的开发，大大降低人们对 能源危机的恐慌。原子能、太阳能都是在二 十世纪科学基础上发展起来的。目前正在进 行的热核聚变研究，虽然离应用还有很远距 离，但确实为人类提供了一个取之不乏用之 不竭的能源前景，同时逞能保护环境。计算 机及其通讯控制系统增强整个人类的能力。 从某种意义上来说，也延长人类的生命，这 不仅体现在计算机处理浩繁的数据， CAD或 CAM设计控制大至航天飞机小至微型电机的 生产，而且深入到家庭，协助家庭教育、管 理消费、 提供经济实惠的建议等等。小至一 个工厂大至一个国家，如果没有充分重视科 学的力量，它的经济发展就会受到限制，甚 至被淘汰。科学越来越显示出其巨大的力量。 从人类有记载历史以来，战争就从来未平息 过，但人类渴望和平。也许有人会说，强大 的武器造成更加惨酷的战争，可是战争的残 酷实际上是人造成的，而不应归咎于科学。 难道古战场上的屠戮就相对不残酷了吗？相 反，当人类越是掌握、理解科学的真理时， 他才更具有控制战争、臧少战争的能力与心 理。而恰恰是愚昧、粗俗带来了人类无尽的 苦难和战争的恐惧。科学的发展使人类生活 提高，同时健康得到更大的保障。由于现代 医学同物理学、分子生物学及化学结合起来， 人类平均寿命大大延长，各种顽症一个个被 认识，给治疗带来了新的希望。农业、食品 等等甚至化学工业、环境保护都渗透了现代 分子生物学的思想和方法。二十世纪的科学 给人类带来的冲击是前所未有的，为人类利 用自然打下了广泛的基础。 看到二十世纪 科学的力量，我不禁会沉思。从有人类以来， 人类的信仰名目繁多，但没有一种不是只存 在于某一个区域（不论这个区域有多大，它 总不是全部），某一个时代或某一个人群。 有多少这样的例子，由于自我的生活受到冲 击，便开始信奉某种信条，而又有多少人多 少年後又开始放弃这些信条。在茫茫的世界 中我们人类又那里远能找到一个除科学以外 的公理体系，能够使每个人都承认这样一点， 无论自己信还是不信，带不带有偏见，这个 体系与自然都是适应的，所谓。信则有，不 信则无”在科学的领域里永远找不到立足之 地，人类所追求的应是永但与完美，那麽科 学的目标不正是如此吗？人类自己作为自然 界一个微小的部分，与自然界共同组成人类 探索的目标，从而使人类走向至高。一个人 要追求自我的完善，一定需要科学的思维方 式，可以想象唯有科学的思维方式才具有逻 辑性、客观性。人类的不断完善，便是每个 人在前人的基础上不断的自我完善的组合。

    二十世纪的科学给人类带来了广阔的视野、 崭新的观念，而具有科学思想的人类又将推 动科学的发展，让天边的朵朵乌云不断溶人 阳光灿烂的蓝天。