伟大的综合时代

伟大的综合时代

黎明已经来临，我们期待光明的一天。

——戴维（H. Davy， 1778—1829）

充满着对科学及其应用步步推进的向往，科学家以极其乐观的心情迎接19世纪的到来。1800年标志着一个时代的到来，因为日益增长的科学知识和技术进展确实开创了维多利亚时代的积极实干精神。到19世纪末，电灯照亮了伦敦街头，电报通讯改变了新闻界和商业等领域，工厂轰鸣，城市街道忙碌于交易。

但是在政治和经济上，这个时代的意义并不总是那么正面。19世纪是一个和平和革命交替转换的时代，在欧洲是民族主义的时代；在土耳其帝国和美洲诸国，是从欧洲政府手中争取独立的时代；是工业化和代价同步增长的时代，也是欧洲国家广泛推行帝国主义的时代。

19世纪的头几年深受法兰西皇帝拿破仑一世（波拿巴）扩张和战争的折磨。1815年，随着拿破仑的失败，欧洲政府在维也纳议会聚会，在欧洲重建和平与力量的平衡。1848年带来了广泛的革命——部分是1846—1848年间的经济危机造成的结果，而这场经济危机又与爱尔兰马铃薯大面积歉收、整个欧洲由于干旱造成谷物减产以及由此引起的经济低潮有关。食物短缺、物价飞涨和失业为反叛准备了条件。

再有，人民愤怒、饥饿、因失去权力而涣散，社会主义理想在法国工人中获得广泛认可。1848年6月，在一场法国工人起义中，至少有1 500人被杀，8 500人受伤，成千上万人被关进监狱。但还是为每个男人争取到了选举权（尽管还远远谈不上妇女的选举权），选举权不再限于土地所有者，这是为权利平等而斗争的一个重要里程碑。在奥地利、匈牙利和意大利，也爆发了其他起义。

与此同时，工业化以及由此引发的对于廉价原材料的贪婪需求，导致世界范围的帝国主义越来越强大。

然后，就和现在一样，科学有时在战争中为政府服务，但是大多数情况下，科学依然独立于国际政治，并处于社会经济增长和工业化的核心地位。正如我们所见，19世纪产生了一种新的联盟——一个真理追求者的国际知识阶层联盟，它跨越了国家边界，克服了国家间对立的狭隘观念。

科学的不断职业化——因为越来越多的男女科学家靠他们的科学工作谋生——和科学成果（以及危害）在公众的心目中扮演了越来越突出的角色。地质学家改变了采矿业。物理学家对利用能量的方式提出了新的见解。与此同时，生物学的进展有可能在医学和健康科学领域产生重要突破。

工业革命作为科学发现最广泛的运用，完全改变了19世纪人们生活和工作的方式。工业革命开始于18世纪的英国，源于纺织业的机械化，随着瓦特的蒸汽机（完成于1781年）在工业和运输业得到越来越多的应用时，工业革命于19世纪达到了高潮。1804年，特莱威狄（Richard Trevithick， 1771—1833）在英国建造了一台机车，拉着五辆满载的车厢沿着轨道行驶了9.5英里。1814年，伟大的铁路先驱斯蒂芬森（Georgestephenson，1781—1848）引进第一台蒸汽机车。不久，当工厂由于蒸汽动力的使用而产量大增，从而带动运输需求的日益高涨时，铁路开始逐渐遍布于欧洲和北美等地。曾经的乡村如今成为城镇，并且正在发挥越来越重要的作用。总之，经过19世纪，科学成了所有进步的中心，成了工业和知识增长的催化剂。

但是，工业化也使得工人的处境因此而倍加艰难，因为雇主要求工人在不安全的条件下工作更长时间，得到的报酬却少得可怜。工业革命带来的并不都是辉煌，那些因为新发明而失去工作，或者还要忍受恶劣条件的人们，很快就对科学和技术的进步充满憎恨。

但是总的来说，工业化还是大大增进了货物的供给，使大多数人都能从中得利。运输的改善带来了流动的便利，原先难以沟通的地区就此连成一片，从农场、工厂到市场的渠道大大畅通。特别是在英国，经济条件的改善带来了新的机会和更好的生活质量。

结果是，科学在公众心目中的地位明显突出，从19世纪30年代开始，科学演讲大受欢迎。在1859年11月底，达尔文的《物种起源》出版，第一天就销售一空。业余及专业的科学团体或学会不断涌现。有一个组织，叫做英国科学促进会，创建于1831年，有一位名叫惠维尔（William Whewell， 1794—1866）的人在1833年造了一个新名词“科学家”来表示它的会员，从而代替了以前的自然哲学家。

这是一个科学和科学家都已进入成熟的年代，实验方法和实验步骤益趋复杂（这一趋势持续到了20世纪），以至到19世纪末，业余科学家的时代宣告结束。出于需要，有史以来科学家基本上成为全职专业人员，通常都是专家，而不是兼职的业余爱好者或者多面手。他们开始需要外界的财政支持，即使只是为了获得实验所需的设备。他们还需要正规的训练，以便与本专业保持同步，因为研究领域已变得越来越专业化，并分成各个学科，如化学、物理学、天文学、生物学；以及它们的分支，如有机化学和遗传学。

因其长女的不幸夭折，达尔文陷入痛苦之中。

科学家也开始分化成理论家和实验家，特别是在物理科学领域。这并不完全是新的趋势。伟大的天文学家、17世纪大理论家开普勒曾经站在第谷的肩上。第谷是伟大的天文观测家，曾经收集了众多的数据，开普勒正是根据这些数据作出自己的结论。伟大的综合家牛顿也是站在实验家伽利略的肩上。但是到了19世纪，实验家和理论家的互动关系变得更加突出。实验家和理论家的角色很难由同一个人胜任，因为头绪太多或涉猎面太广而难以一网打尽。研究方法如此之多样，以至同一个人常常难以胜任。有多少人能够兼具两种能力——一方面是优秀实验家所需要的细致和耐心；另一方面是理论家所需要的广博和抽象，以便从似乎毫不相干的概念中看出联系，并通过解释和综合引出结果？

这也是一个科学不断走向复杂化的时代，不仅在诸如化学、物理学、天文学、生物学、心理学和有机化学之类的特殊学科中。特别是，经历了18世纪惊人的进步之后，化学和地质学领域达到了新的成熟。各门学科之间的边界或多或少已被确定，类似于“文艺复兴时代”，或诸如18世纪的通才人物，如普里斯特利、笛卡儿和富兰克林都已让位给专家的出现。19世纪30年代，赫歇尔仍然可以选择成为多面手，不仅在天文学，而且在化学和数学方面均作出贡献。但是，他已经是例外。科学已经变得如此复杂，对于个人来说，如果不深入钻研某一领域或学科，则很难作出重大的贡献。

但是19世纪也是科学走向综合的伟大时代。从希腊时期以来，科学家一直在寻找少数几个简单的基本原理，以解释物理宇宙和居住其间的生物体中似乎互不相关的复杂细节。到19世纪，万川归一的势头势不可挡，似乎已有一种强烈的暗示表明，每件事情都可以归之于少数几个解释性理论——如果不是只用一个的话。

物理学家对此体会尤为深刻。牛顿在17世纪就已证明，苹果的下落和月亮的周期性运动，原来受制于同一个力，这两件事看似无关（多少世纪都未看出其间的联系）。富兰克林在18世纪证明，从铁栏杆受到的静电电击与头顶上的闪电原来也是同一回事。

牛顿写道：“我希望我们可以从力学原理中用同样的推理说明其余的自然现象，因为我认为有许多理由可以推测它们也许服从同样的力。”

19世纪科学家渴望找到比牛顿设想更为深层的内容，发现更具包容性的概念。他们做到了。

原子论于19世纪初在道尔顿的指导下重现，它就是还原论者的信念——希望把自然界中所有复杂的物质形式都还原为少数几个基本粒子，这些基本粒子又服从少数的基本定律。

到了1800年，伏打组建“伏打电池”——第一个可以使用的电池。在他的发明之前，科学家既不能真正地研究电，也不能利用电，因为他们充其量只能于瞬间捕捉到少量静电或瞬时放电现象。现在他们有电流了。于是，奥斯特恰好就发现了电与磁的相互联系，1820年公布于众。重大突破从法拉第和安培等人的实验室及计算中频频传来。19世纪的许多科学发现源于电磁理论，而电磁理论又是化学中应用电解方法的结果，这是一个极好的例证，说明一个科学新工具是如何打开瓶颈的。

电、磁和光都是物理世界中同一能量不同的表现形式。实际上，研究者发现，能量可以转变成许多不同的形式：热、机械运动、电和光。许多科学家相信，能量是这个世纪大统一的主题，每一件事情的答案最后都归结于能量的统一理论。19世纪已有如此之多进展，以至于许多物理学家都相信，有待于解决的问题只剩少数几个了。他们宣称，物理学的研究即将到头，因为有待发现的东西已所剩无几。（当然，他们错了。）

伏打电池掀起了一场由电激发的革命——这个革命一直延续至今。

意欲包容一切的伟大追求并不只限于物理科学。生物学也有这样非同寻常的原理，由达尔文和华莱士所提出，用以解释如此多样的物种何以形成。随着每一次新航路的开辟，人们得以来到人迹罕至的地区，生命世界那丰富的多样性日益令人眼花缭乱。但进化论却有望解释这一切。再有，孟德尔的遗传定律对性状的逐代传递机理也提供了新的见解。

然而，并不是每个人都相信，科学的统一可以通过理论的汇聚而得到。有些学者，像麦克斯韦，却认为科学的统一有赖于研究方法，而不是任何一种理论（不可思议的是，他本人正是电磁理论的创建者，而电磁理论正是有史以来伟大的统一概念之一）。特别是在英国，最常用的方法是类比或者模型，由此引出一个概念。（法国人则认为这种方法有些幼稚，过于简单。但是在英国，不同背景的科学家都发现，通过建构一个机械模型，一系列的概念就会源源不断出现。道尔顿、法拉第、汤姆生和麦克斯韦都发现模型非常有用。）

19世纪还见证了炼金术及其神秘主义的消亡，它曾阴魂不散，历经许多代，阻碍科学前进的步伐，尤其体现在化学领域。到了19世纪末，不会再有化学家提起某类神秘兮兮的物质，他们的前辈称之为“不可称量的”物质。就在18世纪，炼金术的残余几乎还在唱主角，并指导人们去探索化学反应（包括燃烧现象）的本质。热、光、磁和电都被看成是无重量的流体，可以从一种物质流向另一种物质。它们的存在不能根据重量检测，因为它们没有重量。拉瓦锡已经在怀疑“燃素”说，认为这是用以解释燃烧的另一种不可称量物质但除此之外，其他不可称量物质仍然是科学理论的一部分，直到19世纪，接二连三的新发现才导致更为合理的解释方式。神秘主义的残余终于被科学彻底抛弃。

当科学思想越来越显示出其力量和内在一致性时，争论也就随之而生。有些人不满意于科学抛弃了长期以来拥有的信念，这些信念包括炼金术、神秘主义和占星术。许多人不愿正视新理论，特别是达尔文和华莱士的进化论，在他们看来这一理论似乎与圣经的解释唱对台戏，并且抛弃了长期公认的等级体系，于是人就成了动物世界的一部分。

欧洲社会中某些有影响的思潮也反对科学，认为科学完全扼杀创造力，刻板僵化令人压抑。在德国，歌德和黑格尔成为主要反对者，他们把科学等同于机械论和唯物主义。18世纪末到19世纪初，唯心论和浪漫主义的德国自然哲学风行一时。在法国，随着波旁家族在1814年东山再起，反科学的浪漫主义成为社会上流行的思维方式，正是雄辩的法国哲学家卢梭在18世纪撒下的种子从而催生了这种流行风尚。卢梭曾为理性主义的《百科全书》写过很多文章，后来却信奉浪漫主义，宁可捍卫主观经验而不是理性思想。

有些知名的19世纪作家，诸如德斯塔尔夫人（Mme de Staël， 1766—1817）和卡特布朗德（Rene de Chateaubriand， 1768—1848）嘲笑“整个一帮数学家”，而法国诗人拉马丁（Alphonsede Lamartine，1790—1896）则陶醉于人类情感的力量，傲慢地写道：“数学是人类思想的锁链。我自由自在地思考，从而挣脱了这些锁链。”浪漫主义者认为人类情感和个人主义是一切创造力的源泉，他们把宇宙看成是一个有机体，而不是机器。他们看重具有主观性的“心灵”和想象能力，拒绝更具客观性的科学思维。英国诗人济慈（John Keats，1795—1821）如此表达浪漫主义的心声：他“只确信内心的感受和想象的真实。想象中认为美的就一定是真实的……”。

有关进化论的激烈争论表明，科学与根深蒂固的信念之间已在开始发生一场较量。许多人对达尔文的解释感到心神不安，因为这一解释暗示，自然界众多物种都是通过自然选择而从共同祖先演变而来。英国几乎每份保守的报刊都登载过漫画，讽刺达尔文和他的支持者赫胥黎，把他们画成猿、猴或大猩猩。但媒体对此的高度关注恰恰表明它们在大众心目中的地位。

16世纪哥白尼的时代已经远去，那时只有少数几个受过教育的学者有望跟踪科学提出的辩论，大众不会有此兴趣。当科学，或者至少科学的一个公开角色，成为公众瞩目的焦点时，这就是一个激动人心的时代。随着岁月——和发现——不断向前推进，焦点的强度也将随之增加。

法国哲学家卢梭在19世纪开始前充当了浪漫主义运动的先锋。