关于高校科技史教学的精神向度

李建珊, 罗玉萍

 

学习科技史是当代大学生接受科学教育的一个重要途径, 或者说, 科技史教育在大学生理解科学过程中承担工具角色. 科学的发生与发展包括科学概念的演化、科学理论的成长、科学思想的进步、科学方法的扬弃等等, 均体现在科学的历史层面. 理解科学首先要理解科学的历史, 而将对科学的理解置于历史的语境下, 科学由一种解释自然的尝试变成一种文化,成为社会文化传统的一部分. 科技史作为一门区别于一般社会史的历史学科. 它所研究的不仅仅是科技创造的成果史, 而更主要的是科技创造的活动史, 即把科学技术作为人类的认识活动、社会活动和思维创造活动加以研究的学科. 因此, 科学技术史教学的内容就不应仅仅是历史知识的灌输和科技成果本身的介绍, 而必须从科学方法的理性精神、科学与人文精神的渗透和对自然的人文关怀等方面, 体现科学史教育的精神向度. 正因如此, 科技史教学在推进素质教育,培养创造性人才方面有着其他学科不可替代的特殊的功能. 科学史能打破文理隔阂, 沟通科学文化和人文文化之间的联系; 能培养学生的历史使命感和批判精神.

 

    1 方法比知识更重要

   方法一词来源于古希腊文, 原意是沿着正确的道路走 , 在古希腊神话中象征着取胜之道. 对于科学研究活动而言, 科学方法的地位和意义至关重要. 彭加勒认为, 科学创造首先需要创造方法. 皮尔逊强调: 科学方法是通向绝对知识或真理的唯一入口和唯一道路, 整个科学的统一只在于其方法而不在于其材料. 怀特海把方法本身视为震撼古老文明基础的真正新鲜事物. [ 1] 列宁在5哲学笔记6 中摘录黑格尔5逻辑学6里的一段话: 在探索的认识中, 方法也就是工具, 是主观方面的某种手段, 主观方面通过这个手段和客体发生关系. [ 2] 科学方法是在科学活动中使用的方法和手段, 无论是作为经验的方法还是作为思维的方法, 都体现了科学活动主体的意志.

    科技史是在科学家专业群体中产生的, 科学研究中的分类、比较、分析、综合、归纳、类比、假说等逻辑思维方法和直觉、想象等创造性思维方法都曾被广泛地应用. 就像萨顿所说: 在科学领域方法至为重要,一部科学史, 在很大程度上就是一部工具史. 这些工具无论有形或无形由一系列人物创造出来,以解决他们遇到的某些问题. 每种工具和方法都是人类智慧的结晶.[ 3]

    科技史作为一门历史范畴的学科, 它不仅是对科学在过去发生的真实事件的述说, 更重要的是它还对这些科学事件背后起支配和影响作用的方法进行梳理. 科技发展的历史也是科学方法发展的历史. 希腊人是第一个形成独具特色的理性自然观的民族, 在长期的积淀后先后形成以毕达哥拉斯为代表的数学理性, 以亚里士多德为代表的逻辑理性、以阿基米德为代表的实验理性的萌芽. 而这正是科学精神的基本因素. 在古希腊, 以哲学原子论为基础, 加上欧几里德几何学以及亚里士多德逻辑学的相得益彰, 被举世公认为是西方科学的源头. 原子论以及欧几里德几何学、亚里士多德形式逻辑一旦与近代实验科学相结合, 就促进了近代自然科学的产生. 正如爱因斯坦所说: 西方科学的发展基于两个伟大成就, 即古希腊哲学家所发明的形式逻辑体系( 在欧几里德几何学中)和( 文艺复兴时期) 对通过系统的实验找出因果关系的这种可能性的发现. [ 4] 近代科学的先驱伽利略、弗兰西斯培根、波义耳和牛顿, 正是从古希腊形成的科学传统中吸收营养, 通过实验和逻辑推理, 建立起假说数学化的理论体系, 促进了近代自然科学各主要学科的产生和发展. 牛顿力学是近代科学革命的集大成, 又是后来科学发展的基础. 牛顿在5自然哲学的数学原理6一书中所创立的科学纲领, 包括科学的数学化要求, 科学理论应当实现逻辑上的无矛盾性并能在实验中还原分析为经验事实, 以及如何从现象推出普遍规律的方法, 源自古希腊并形成于近代的科学理性精神传统.所有的学生, 无论是否为自然科学专业, 都应该了解有关科学发展的通识知识以及它所引起的文化变革,例如, 哥白尼日心说对宇宙图景重新定位的意义, 伽利略与牛顿在方法论上的贡献,牛顿将空中星体与地上物体统一起来的引力定律对人类价值观的影响, 达尔文自然选择学说对理解生命本身的作用. [ 5]

    从创造性思维的角度看, 科学的研究方法和科学研究本身一样, 都是没有约定俗成的模式可求. 但是,对科学家们曾经的历程和心迹的了解和认识, 注定会使我们获得认识论和方法论方面的启示, 而这种启示是提升我们创造性思维所不可缺少的. 在教学过程中, 首先除了从理性的角度分析之外, 更要注重从科学家作为具有视觉特征的人本身出发, 对信仰、美感、经验等非逻辑的因素在科学理论建立和选择以及评价中的作用和影响进行深入研究. 从而去捕捉隐藏在现象背后的真正的创造根源. 德国有机化学家凯库勒在梦中发现苯环结构式, 凯库勒正是( 自觉或不自觉地) 运用了直觉思维的技巧, 将苯环结构这种抽象理论用蛇状环形这种具体图像展示出来, 并获得了具有科学意义的发现. 居里夫人在研究放射性的性质和来源过程中发现, 放射性与化合情况以及温度、光线无关. 在大量的实验事实面前, 被爱因斯坦称为具有大胆的直觉0的居里夫人做出了直觉的判断: 我不能解释的那种放射作用, 是一种不知道的化学元素产生的, 这种元素一定存在, 只要去找出来, 就行了!我深信试验没有错. [ 6] 在这种元素的原子量被测定出来的前四年, 居里夫人就宣布了这种元素存在, 并提议命名为镭. 爱因斯坦非常重视直觉方法, 一再申明我相信直觉和灵感. [7] 他认为, 从经验上升到一般原理没有必要的逻辑道路, 而能够发挥作用的是直觉这种非逻辑思维能力和认识过程中的理智飞跃方法. 当科学家在科学认识活动中面临多种可能性选择时, 直觉是引导他们正确判断和选择的重要因素. 对于创造性思维的其他方法, 爱因斯坦也十分重视, 曾给想象以很高评价:想象力比知识更重要, 因为知识有限的, 而想象力概括着世界上的一切, 推动着进步, 并且是知识进化的源泉. 严格地说, 想象力是科学研究中的实在因素.[8] 总之, 直觉、想象、灵感等创造性思维形式, 是人们能够敏锐的认识事物本质的一种重要方法, 也是概念公理体系与经验事实之间一种非逻辑的联系途径, 它们在科学的进化, 以至革命中发挥着重要的作用.

20 世纪以来, 科学技术的发展不仅渗透到社会各个领域, 还深深地影响着人们的思维与观念. 科学理论经常被引证, 在论证和解释过程中, 人们常常提起诸如进化论、相对论、量子力学、黑洞学说、宇宙大爆炸理论、板块学说等, 并喜欢引用这些科学理论来论证有关领域的合理性. 在日常生活中, 我们经常可以听到人们使用信息、控制、系统等概念, 这些术语是源于科学的. 科学方法被广泛使用, 当人们思考问题时, 经常会运用归纳法、演绎法、结构法、解释法、预测法等等, 这些方法往往是科学发现活动中行之有效的方法. 而科学家每项革命性的认识成果都是成功运用恰当科学方法的典范. 天文学家拉普拉斯说:认识一位天才的研究方法, 对于科学的进步,,并不比发现本身更少用处. 生理学家巴甫洛夫也说过:初期研究的障碍, 乃在于缺乏研究法. 难怪人们常说, 科学是随着研究法所获得的成就而前进的. 研究法每前进一步, 我们就更提高一步, 随之在我们面前也就开拓了一个充满着种种新鲜事物的、更辽阔的远景. 因此, 我们头等重要的任务乃是制定研究法.[ 9]

 

    2 科学精神渗透人文精神

爱因斯坦说过,科学方法的背后如果没有一种生机勃勃的精神, 它们到头来不过是笨拙的工具. [10] 所谓科学精神就是人们在科学活动中所具备的意识和态度, 是科学工作者所应有的信念、意志、气质、品质、责任感和使命感的总和. 科学精神是贯穿并深藏于科学活动过程之中的内驱力和灵魂. 离开科学精神, 任何精神生产的进行, 精神产品的创造, 科学体制的建立, 科学方法的形成, 科学思想的发展都是不可能的. 科学离不开科学精神, 科学精神体现在科学生产中, 兑现在科学的产品中, 凝结在科学的体制中, 体现并贯穿在科学的方法和思想中.同时科学世界本身也是一个十分丰富的人文世界; 科学在创造物质文明的同时也在创造着精神文明; 科学在追求知识和真理的同时也在追求着人类自身的进步和发展; 它像人类其它创造性活动一样, 充满着生机, 充满着最高尚、最纯洁的生命力. 科学的求真精神在科学实践中产生与弘扬, 并与人文精神中的善与美的要素珠联璧合, 进一步充实了人文精神中的理性特质, 丰富了人们精神世界的气质、情操、人格等情感内涵, 构成了人类精神文明中最优秀的成分, 成为推动社会进步的强大理性力量和人格力量.在近代科学发展中形成的求证精神、分析精神、开放精神和革命精神已经成为近代人类先进文化的重要组成部分. 科学精神与人文精神尽管其观察事物的视角和出发点不一样, 但它们在更高的境界中是融为一体的, 达到了内在一致, 当人们的精神达到了这样的境界, 他就既是一个科学的人, 又是一个人文的人, 是科学与人文协调发展的完人.空谈科学精神是不行的. 这就需要讲科技史. 理工科往往给人一个误解, 认为既然是懂科学的, 就一定是有科学精神的. 这种现状可能与我们大学教育设定的目标有关系. 针对不同的学校专业有效的方法. 而科学家每项革命性的认识成果都是成功运用恰当科学方法的典范. 天文学家拉普拉斯说:认识一位天才的研究方法, 对于科学的进步,,并不比发现本身更少用处. 生理学家巴甫洛夫也说过:初期研究的障碍, 乃在于缺乏研究法. 难怪人们常说, 科学是随着研究法所获得的成就而前进的. 研究法每前进一步, 我们就更提高一步, 随之在我们面前也就开拓了一个充满着种种新鲜事物的、更辽阔的远景. 因此, 我们头等重要的任务乃是制定研究法.

 

     3 科学发展观: 对自然的人文关怀

    人类进化和社会进步是与自然界的开发利用相伴相生、密不可分的. 人类通过发挥自身的主观能动性, 对自然界进行改造、开发和利用, 从而获得进步和发展. 在人类进化和自然界人化所构成的统一过程中, 科学技术推进人类经历由原始文明、农业文明、工业文明向生态文明的历史演进. 在这个历史进程中,人类与自然之间的联系和渗透越来越密切. 工业文明是人类运用科学技术为武器, 控制、改造、征服自然取得空前胜利的时代. 近四百年来, 人类依靠科学技术的力量, 不断发展生产力, 从蒸汽机时代进入电气化时代, 科学技术显示其巨大力量. 20 世纪的信息技术革命更使人类生活跃进一大步. 人类步入以电子计算机、核能开发, 空间技术、生物技术为标志的高科技时代. 科技为现代文明所做的一切贡献, 使人类似乎有理由相信: 人的活动可以不接受自然的限制, 只要依靠科学技术, 人类在征服自然的道路上就不存在不可逾越的障碍. 在这种科技观的影响下, 自然被彻底地客体化、外部化.毫无疑问, 没有高度发达的技术文明, 人类或许至今还走不出刀耕火种、完全慑服于自然淫威的蛮荒时代. 然而, 关于技术的批判又的确揭示了当代社会中因为技术而使人被异化、精神被放逐和物化、人类所依存的自然世界被恶化的现实.[11]

    自然界并非任人宰割、予取予求, 它的屈服是暂时的、显性的, 它的报复却是长久的、隐蔽的, 并且往往具有巨大的破坏性. 环境污染、资源枯竭、温室效应,,无一不是人类社会不容忽视的潜在威胁. 工业文明的迅猛发展, 裂变式地增强了人类的生产力, 也带来了一些前所未有的难题: 环境污染、生态失调、资源枯竭、城市臃肿、人口膨胀和粮食不足等一系列问题,这些问题日益严重地困扰着人类. 这场全球性危机程度之深、克服之难, 对迄今为止指引人类社会进步的若干基本观念提出了挑战.科学只不过是自然界以人为镜的反映. 在某种意义上我们始终是在研究人,因为我们只有通过人的大脑才能理解自然, 然而, 我们同样也可以说我们一直是在研究自然, 因为没有自然我们无法理解人.[12]每一个科学思想, 无论它多么神秘, 从其诞生到成熟都彻底地是人性的. 由于它的最终表现是无生命的抽象形式, 因而否定它所固有的人性, 那就如同因为我们只是通过冷漠的印刷字体了解诗歌的人性, 就因此否认诗歌具有人性一样愚蠢. 科学也像其他人类活动一样充满生机, 正是由于产生它的特殊活动是最高级的活动之一它充满了最高级和最纯洁的生命力.[13]

因此, 科技社会中人类面临的最大问题不是来自科技本身, 而是来自掌握科技的人以及科技知识和其他知识结合的情况. 无论科学活动的成果是多么的抽象, 它本质上是人的活动. 人与自然的矛盾, 说到底是人与人的矛盾, 要协调人与自然的关系, 首先要协调人与人的关系, 要解决生态危机, 首先要解决精神、观念上的危机,消除科学精神与人文精神的对立. 在高科技发展的时代, 由于社会、经济、科技文化和人文文化的发展, 不仅需要而且可能实现科学精神与人文精神的结合, 形成推动社会全面发展的强大合力. 在高校科技史教学中进行科学发展观教育, 引入对自然的人文关怀是科技史教育与时俱进的课题. 科技史是鲜活的生动的发展着的教科书, 现实问题永远对其开放; 科技史的教育是培养大学生责任感、使命感、和对自然人文关怀的有效途径之一.

 

    4 结语

    高等院校是培养人才的摇篮, 学生创新素质和创新能力的培养具有特殊重要的价值和意义. 创新素的培养不仅需要科学精神的滋养和熏陶, 更需要人文精神的启迪和引导. 落实到具体的科技教育之中,不能仅仅强调科学知识的教育和技能训练的提高,而必须将知识教育和技能训练与科学精神和人文精神的教育有机地统一起来. 只有通过科学教育与人文教育的互动, 把科学精神和人文精神融合起来, 并渗透到高等教育的全过程, 才能塑造学生的职业素质特别是创新素质, 造就适应经济社会发展需要的高素质综合人才.

20 世纪后期, 科学史课程正式纳入美国的高等教育与基础教育体系, 成为公众接受科学教育的重要途径. 美国科学促进会制定提高中小学科学教育的长远规划.5普及科学美国的2061 计划6, 旨在致力于掌握科学(包括技术科学与人文科学) 基本史料、数学与科学普及, 使大多数民众拥有良好的科学素养训练. 1989 年, 美国科学促进会制定5面向全体美国人的科学6, 提出让全体公众学习科学史的十大主题: 地球、万有引力、相对论、地质时期、板块结构说、物质守恒、放射性和核裂变、物种进化、疾病性质、工业革命, 旨在让全体美国人都能够理解科学的本质与作用. [14] 如今, 综合性大学几乎都开设科学史课程, 这成为衡量一所大学提高学生科学素养、普及科学教育的重要标志之一. 任何一个民族要实现现代化, 都不能缺少科学史的教化功能. 在我国现代化建设处于快速发展和攻坚阶段的关键时刻, 强调这一点, 就更加重要.科技史的教化功能正如萨顿所说: 随着科学史研究的深入和科学史知识的广泛传播, 将有助于我们发展一种新的人文主义. 只要理性地理解科学史,就能使人具有同情心和宽阔的眼界, 不断提高智力和道德标准, 并对人与自然的关系有更深刻的理解0. [15] 从这个角度讲, 在高等学校科技史教学以及全民科技教育工作中, 不仅应重视科学精神的培育,而且应强调人文精神的灌输. 特别是青年一代作为新世纪和人类新文化的建设者应树立溶科技文化和人文文化于一身的大文化观念, 为迎接新文化时代的到来, 做出应有的贡献.

(原载《广西民族大学学报（自然科学版）》2009年第4期）