杨福家：科学与文史

如果我们观察一下世界一流顶尖大学，就会发现，其在科学上的贡献都与文化有关。世界上一流本科教育都把“做人”放在第一位。不管“做人”还是“修业”，都离不开文史与科学，离不开文史与科学的交融。而科学，特别是科学史与科学精神，同样充满着做人的道理

“科学是一种文化”

在大英百科全书（Encyclopaedia Britannica）第五卷中，“文化”的定义为：人类知识、信仰和行为的整体。

不论是知识，还是信仰和行为，都与科学有关。徐善衍教授曾在中国科学报发表了一篇精彩文章，标题是“科学是一种文化”。现把文中精彩语句集纳一下：“在不同版本的现代汉语词典、辞海中，都对‘文化’作出了这样的注解：文化是在人类社会历史发展过程中所创造的物质财富和精神财富的总和。精神财富，如文学、艺术、教育、科学等。这让我们不能不注意到：文化，无论是广义上还是狭义上的定义，其内涵都包括科学，也就是说，科学是文化的一部分，而且是一个重要的组成部分。科学作为一种文化，既包括科学知识、科学思想、方法和科学精神，也包括科学基础上形成的技术，构成了一种软硬实力兼有的文化。”

在读了上述论述后，我们就不难理解，在纪念李政道教授80大寿时出版的一套丛书，其中一卷为“李政道文选：科学与人文”。科学与人文的关系在李先生80年精彩人生中有十分生动的体现，也在400余页的这一卷中体现得淋漓尽致！

如果我们观察一下世界一流顶尖大学，就会发现，其在科学上的贡献都与文化有关。例如美国普林斯顿大学，它在科学上的成就与它特有的文化“美丽的心灵”密不可分；它允许教授9年不出文章，也不问他在做什么，更不会统计他一年内发表了多少SCI文章；结果，怀尔斯（Andrew Wiles）获得了菲尔兹奖特别奖。美国获得的菲尔兹奖（有数学诺贝尔奖之称）总数的一半源于普林斯顿大学。它还允许身患精神病的纳什（JohnNash）教授继续留在校内逾30年，最终他获得了1994年诺贝尔经济学奖。

“批判性地阅读”

至于科学与历史的关系，那就更容易理解：科学史是人类历史的一部分，而且是重要的一部分。不仅如此，在方法上也相通：“批判性地阅读”对学好历史至关重要(这就是为什么不少大法官都曾在历史系拿到过学位)，而对从事科学的学者，“批判性地阅读”也是获得创造性成果的关键。“批判性地阅读”讲究逻辑，而逻辑是数学的最重要的法则。了解这一点，就不会奇怪，为什么大学毕业于历史专业的爱德华·威腾（Edward Witten），在1990年获得了数学最高奖菲尔兹奖。

由于人们不重视科学历史，往往会犯常识性的错误。例如，去年欧洲有人声称发现“中微子的速度超过光的速度”（今年已否定了这一结果），接着就有不少文章惊呼：“横空出世的爱因斯坦相对论要被颠覆了！”这句话完全是对历史的无知。在爱因斯坦的办公室的墙上有3幅照片：牛顿、法拉第和麦克斯韦，爱因斯坦尊重历史并完全懂得，他的创造是基于这3位科学家的贡献。1931年，在纪念麦克斯韦诞生100周年时，爱因斯坦把麦克斯韦的电磁场理论评价为“自牛顿时代以来物理学所经历的最深刻、最有成效的变化”。

法拉第是实验高手，他把表面上毫不相干的电、磁现象联系起来，而麦克斯韦把法拉第发现的电磁转化的实验规律用一组（四个）方程式加以概括；由于数学对称性的需要，而不是法拉第的实验的需要，麦克斯韦在方程式中加了一项，其中有个常数，代表电、磁强度之比，这正是电磁波传播的速度，即光速。麦克斯韦方程式中没有任何速度参考系，即光速是不变的常数——对此1963年诺贝尔物理奖获得者维格纳曾说：“数学在自然科学中发挥了难以理解的作用。”

迈克尔逊等人花了6年用实验证明了光速的不变性，为此迈克尔逊成为美国第一个获诺贝尔奖的科学家。爱因斯坦敏锐地接受了这一结果，并把它作为出发点之一创建了相对论。这一理论依据的是实验，后又被大量实验所证明，因此，至少在电磁相互作用范畴内，要推翻爱因斯坦的理论是不可能的——这就是科学史告诉我们的结论！同样，在宏观低速范畴里，要推翻牛顿定律也是不可能的。