斯芬克斯與科學的樂趣

柯遵科

1609年培根出版了一本寓言集《論古人的智慧》，獻給自己的表弟羅伯特·塞西爾（當朝的權(quán)臣英格蘭財政大臣兼劍橋大學校長索爾茲伯里伯爵），也獻給他的母校劍橋大學。伊麗莎白女王統(tǒng)治時，培根的姨父威廉·塞西爾擔心他會對自己的兒子羅伯特·塞西爾的地位構(gòu)成威脅，一直阻撓他獲得任用和升遷。1603年詹姆士一世繼位后，培根的仕途有了轉(zhuǎn)機。1605年他將《論學術(shù)的進展》一書獻給詹姆士一世，在獻詞中他竭盡了阿諛奉承之能事。書中論述了建立科學的圖景和構(gòu)想，提出一條從征服自然到統(tǒng)治人類的知識路徑。他強調(diào)，歷史表明每一次帝國的強盛必然伴隨著學術(shù)的繁榮，二者之間是相互依托、彼此支持的，英格蘭的強盛也必須以學術(shù)的進步為條件，發(fā)展新知識是與哥倫布尋找新大陸同樣偉大的業(yè)績。以學者自詡的詹姆士一世對這本書的興趣不大，不過培根開始飛黃騰達，官運亨通。1607年培根被委任為副檢察長，這是他渴望多年的職位。詭譎、謊言和諂媚，是相貌平平的培根攀附權(quán)貴，升到高位的手段。他將《論古人的智慧》一書獻給羅伯特·塞西爾，向他的“天才和功勞”致敬，表白對他的“愛戴、尊敬和忠心”。他還擔心“這本書是不是配得上”他，謙卑地表示“作者在書中的才智，一錢不值”。

《論古人的智慧》在培根的諸多著作中一直默默無聞，甚至很少引起研究者的注意。思考人生、頌揚美德、充滿格言警句的《培根論說文集》自出版之日起即暢銷不衰。哲學著作《論學術(shù)的進展》和《新工具》，科學烏托邦幻想小說《新大西島》，在學者眼中都是為科學奠基的經(jīng)典?！墩摴湃说闹腔邸分v述了三十一則古老的寓言故事。寓言或童話是寫給成年人讀的，故事背后總隱含著某些與文化傳統(tǒng)相聯(lián)系的意義，有了人生閱歷之后，更能體會其中的意味。該書的新穎之處不在于培根轉(zhuǎn)述的寓言故事，而是他像一名小學教員那樣，不厭其煩地闡明其中的寓意。培根用自己的學說重新解釋了這些寓言，揭示那些被隱藏起來的古人的智慧。他把自己的觀點與前希臘時代聯(lián)系起來，為之杜撰古老的權(quán)威和尊貴的出身，從而為它們贏得支持和榮譽。培根寫作《論古人的智慧》的目的就是要欺騙讀者，“讓他們相信，早在希臘人之前，某種自然科學已在古代的賢人那里繁榮起來，這種科學比他們的更有效，卻被人們深深遺忘了”。借助于編造與古代的聯(lián)系，他企圖讓自己的思想變得神圣、可信和易于接受。《論古人的智慧》毫無理由地被人們忽視了，但是謊言最真實地揭示了他的意圖。

以斯芬克斯的故事來說吧。在古希臘神話里，斯芬克斯是一個獅身女妖，她有著少女的面孔和聲音，獅子的身軀，背上還長著一對翅膀。她蹲在忒拜城外的懸崖上，攔住過往的路人，用繆斯給她的謎語問他們：“什么動物生下來四只腳，接著變成兩只腳，后來變成三只腳，最后又成了四只腳？”猜不中謎底的人會被她撕碎吃掉。為了消除災難，忒拜的國王宣布誰能夠猜出謎語，就讓他接任王位。俄狄浦斯揭示了謎底，回答說這個動物是人。他殺死了斯芬克斯（一說是跳崖自殺），當上了忒拜的國王。培根解釋說，斯芬克斯寓意的是科學。她的少女的面孔和聲音象征著科學的美麗動人，翅膀表明科學知識會像飛一般迅速傳播，爪子暗示科學論證能牢牢地抓住人的思想。只有對科學感到不可思議的傻瓜才會把她稱作怪物。斯芬克斯的難題有兩種：關(guān)于自然的和關(guān)于人性的。答對前者可以征服自然王國，答對后者能夠統(tǒng)治人類王國。俄狄浦斯解開了關(guān)于人生的謎語，所以他當上了忒拜的國王。能洞察人性的人是天生的統(tǒng)治者，因此之故，奧古斯都用斯芬克斯的圖像作印章。故事的意義很明確：科學的根本目標就是權(quán)力。培根還討論了故事的幾個細節(jié)。謎語是由繆斯傳授給斯芬克斯，當它們還在繆斯手中，可以允許人自由的沉思，并享受思考的樂趣。一旦傳到斯芬克斯那里，就從沉思到了實踐的領(lǐng)域，必須盡快付諸行動。如果得不到解答，將會帶來痛苦和災難。借助對這個細節(jié)的討論，培根把實踐提升到比沉思更為重要的位置。這一點在古希臘羅馬文化或者任何其它強調(diào)沉思比勞動更為重要的文化中都是難以想象的?？茖W即實驗哲學，它建立在觀察和實驗之上，最終要應用于實際生活。培根還指出斯芬克斯死后，尸體由驢子馱著四處游行。這表明知識一旦被發(fā)現(xiàn)和公開，就不再那么深奧復雜，即使像驢子那么蠢的普通人也能夠理解?？紤]到斯芬克斯的翅膀和馱著她的尸體的驢子這兩種不同的意象，培根對科學傳播抱著一種矛盾的心態(tài)，他希望科學能夠迅速傳播，卻對民眾掌握知識感到不安。

1843年，卡萊爾在《過去與未來》一書中重新運用了關(guān)于斯芬克斯的古老神話。該書批評當時英國的社會問題：失業(yè)工人的貧窮和苦難、貴族的游手好閑、拜金主義的盛行、功利主義和自由放任主義的冷漠，指出如果不解決這些問題，大英帝國必將走向衰落。書中斯芬克斯是自然的化身?！白匀痪拖袼狗铱怂鼓菢樱錆M了女性的神圣之愛與溫柔。她有著女神的面孔及胸膛，下半身卻是雌獅的爪子和軀體?！忾_她的謎語，你就會一切順心如意；如果猜不出來，或者對此置之不理，她將會用爪牙來教訓你。正如一只沉默的雌獅，自然對你的哀求不聞不問，反而還會將你生吞活剝?！虑楸緫绱?，而且必須如此”。斯芬克斯象征著自然的殘酷與公正，違背自然的規(guī)則必將受到懲罰，了解自然的真理則能獲得自由。英國的社會問題就是斯芬克斯的謎語，“英國人民或者解答它們，或者放棄進而徹底衰落——然而誰會希望是后一種結(jié)果呢？！”卡萊爾認為問題只能在行動中解決，他向英國人民大聲疾呼：工作！生產(chǎn)！盡責！從對斯芬克斯寓言的不同解讀中可以看出近代英國思想所發(fā)生的某種變化。隨著工業(yè)革命的發(fā)展、工商業(yè)中產(chǎn)階級的興起和新教道德觀的盛行，勞動變得崇高而神圣，沉思則需要為自己辯解?？ㄈR爾宣稱人不需要去“認識你自己”，而應該去了解他的工作，并認真地投入到工作中?！霸谶@個時候，他才真正地成為一個‘人”。他認為科學解答了斯芬克斯的謎語：征服和限制自然。它是一種真正的工作，也許是最重要的一種?？茖W“是從額頭流下的汗水里得來的，直到人們稱它為神圣的‘血汗的痛苦”！只有努力工作，才能徹底清除英國的社會弊端，讓一個仁慈寬厚的天堂拱起在“制作精巧的機械設(shè)備和高聳的煙囪尖之上”?？ㄈR爾在科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)和工作崇拜的基礎(chǔ)上建立起他對未來的愿景。

卡萊爾影響了維多利亞中期一批重要的科學人，如托馬斯·赫胥黎和約翰·廷德爾等，卡萊爾對他們的社會傾向和文化想象的形成是至關(guān)重要的。1868年，赫胥黎在南倫敦工人學院發(fā)表《在哪里能找到一種自由教育》的演講，提出科學教育是自由教育中最重要的一部分。他將斯芬克斯的神話加以變形，將其隱寓解讀為人與自然之間的棋賽。不論男女老少，人生都是和自然的一場棋賽?！捌灞P是世界，棋子是宇宙現(xiàn)象，比賽規(guī)則是自然規(guī)律。對手向我們隱藏自己。我們知道他一直玩得公平、公正和耐心。但是在我們付出代價之后，才知道他從不忽略失誤，也絕不原諒無知。他對玩得好的人慷慨大方，給予最高獎勵，讓他們欣喜萬分。玩得差的人將被緩慢而無情地將死”。赫胥黎認為自由教育是學習這場比賽的游戲規(guī)則，接受在自然規(guī)律方面的思想訓練。因此自由教育的核心是科學教育，“它不僅使人避免違反自然規(guī)律帶來的巨大不幸，而且訓練他去欣賞和抓住自然給予的那些獎賞”。從小接受科學教育的人，他的思想是一臺清晰冷靜的“邏輯機器”，他的身體像一臺萬能的“蒸汽機”，他會像一架“機械裝置”那樣輕松愉快地進行工作。一個人只有接受了科學教育，“他才完全與自然和諧相處。他將充分利用她，她也是。他們將難得地攜手同行，她將永遠作他的慈母，他將作她的喉舌，她的有意識的自我，她的執(zhí)行者和解釋者”。赫胥黎用行動去貫徹卡萊爾的教誨。他和廷德爾等人組建了X俱樂部，發(fā)起英國科學界的改革運動。他們將宗教的干預清除出科學的領(lǐng)域，建立起科學自然主義的世界觀。他們推進科學的職業(yè)化和專業(yè)化，把它從紳士的業(yè)余愛好活動變成付薪的和專門的工作。他們在中小學和大學中引入科學課程，用科學教育取代古典人文教育。他們造就了一個世俗的、科學的世界，其中科學人是工作、責任和誠實的化身。大英帝國達到強盛的頂峰，科學迎來了自己的世紀，培根的預言終于變成現(xiàn)實。

隨著19世紀末科學職業(yè)化的實現(xiàn)，科學工作者一詞迅速流行開來?？茖W工作者取代了科學人的角色，成為科學活動的主要承擔者。當科學成為一種職業(yè)，或者說一項工作，常規(guī)科學有了制度上的保障。20世紀以后又發(fā)生過科學革命，但是常規(guī)科學才是科學活動的主體。庫恩說，“常規(guī)科學即是解謎”。研究常規(guī)科學中的問題，就是要去解決各種復雜的儀器方面、概念方面和數(shù)學方面的謎。當一個問題被看作是一個謎，那么它必定有一個以上確定的解。此外還存在著一些規(guī)則，它們限定了解的性質(zhì)和求解的步驟?？茖W工作者需要學習世界的各種規(guī)則，了解他的世界是什么樣的，他的科學又是什么樣的，然后去解決由這些規(guī)則和現(xiàn)有知識所界定的問題?？茖W工作者面臨的挑戰(zhàn)就是為未解之謎尋找答案。在這個意義上，斯芬克斯的寓言揭示了科學活動的主要特征。用實驗來探索自然的奧秘就像科學工作者在與自然玩一場解謎的游戲，自然往往如培根所說的那樣，它喜歡隱藏自身，但偶爾又很調(diào)皮，它會突然顯現(xiàn)一下自己，看是否能引起科學工作者的注意，或者它會故意留下一些線索，看科學工作者能不能揭示謎底。成功的科學工作者將證明自己是一位解謎專家，謎所提出的挑戰(zhàn)是驅(qū)使他前進的動力。解開斯芬克斯的謎語成為現(xiàn)代科學的樂趣的源泉。

在科學史上類似解謎的例子中，凱庫勒關(guān)于有機分子結(jié)構(gòu)的研究帶有夢幻的色彩，它以一種奇特的方式說明了解謎中的機遇、靈感和歡樂。19世紀的化學家發(fā)現(xiàn)許多有機化合物具有相同的分子式卻是不同的物質(zhì)，他們對此感到非常困惑。凱庫勒也一直在思考著這個問題，以致沉思在夢中延續(xù)，直到他找到答案。他后來回憶說：“當我在倫敦的時候，我住的地方位于鄰近克拉彭地區(qū)的一條也叫做克拉彭的街道上。在那兒，我住了很長的一段時間。我和朋友常常去街對面的另一個地區(qū)消磨夜晚。通常我們會談起很多的事情，但談得最多的還是我們摯愛的化學。在一個美好的夏夜，喧囂的街道上已經(jīng)悄無人聲，我坐最后一班公車回家。在車上我陷入了淡淡的幻夢中。一群原子突然在我的眼前雀躍嬉戲。無論何時，即使在今天，當那些小東西浮現(xiàn)在我眼前時，它們都在不停地跳躍著。但是，我最初并沒有明白它們跳的是什么樣的舞蹈。我慢慢地看清楚了兩個小原子如何手拉著手組成一對，一個大一點的原子如何擁抱著兩個小原子，一些大一點的原子如何抓著三個甚至四個小原子，它們在一起轉(zhuǎn)呀轉(zhuǎn)呀，跳著一種令人眼花繚亂的舞蹈。我看見了那些大一點的原子組成了一條鏈，把那些小原子拖在后面，在那條鏈的最后面……列車員叫道‘克拉彭街道，把我從夢中驚醒。剩下的那個夜晚我一直都忙于把夢中所看到的一切畫成草圖。這就是‘結(jié)構(gòu)式理論的起源?！?/p>

1858年，凱庫勒出版了《分子結(jié)構(gòu)式理論》一書，提出有機化合物是因為原子排列方式的不同而導致的分子結(jié)構(gòu)上的差異。凱庫勒用夢中看到的圖景解釋了碳原子如何連接在一起組成鏈，但是他的理論還不能涵蓋整個有機化學的領(lǐng)域，許多重要的有機化合物，特別是那些和苯相關(guān)的芳香化合物，他還沒有辦法給出解釋。七年后，他在夢中解決了芳香化合物的問題。他說：“相同的事情在提出苯的理論中也發(fā)生了。當時我住在根特的主街上一家優(yōu)雅的單身漢公寓里。當時我的研究看起來好像走進了一條狹窄的小巷，沒有一絲光亮能夠透進來。對于一個整天待在實驗室里的化學家來說，這也許算不了什么，但對我則不同。我坐在那兒寫自己的那本書，整個工作沒有一點進展，我的思緒開始漂移到別的地方。我把椅子挪向壁爐，打一個盹。原子們又一次來到我的眼前雀躍嬉戲。這一次，小家伙們像在舞臺上表演，而我也就沒有像上回那樣感到頭暈目眩。我的明銳的心靈之眼為這些景象配上相應的底色，它現(xiàn)在能夠分辨出那些大一點的、多種多樣的結(jié)構(gòu)形式：長長的行列，它們相互間緊緊的纏繞、扭曲在一起，像蛇一樣的爬行著?？矗∧鞘鞘裁?？有一條蛇咬著自己的尾巴，可笑地瘋狂地打著轉(zhuǎn)。這就好似一道閃光，喚醒了我。這一次，我同樣一直忙于在剩下的夜晚中完成結(jié)構(gòu)式假說的新推論?！边@一次，他想到碳原子不僅能夠組成鏈，而且還可以構(gòu)成環(huán)。1866年凱庫勒宣布了這一發(fā)現(xiàn)，并且繪制出苯環(huán)的分子結(jié)構(gòu)圖。從此有機化學研究進入了一個新的階段。

柯勒律治曾寫道：“如果一個人在睡夢中穿越天堂，別人給了他一朵花作為他到過那里的證明，而他醒來時發(fā)現(xiàn)那花在他手中……那么，會怎么樣呢？”也許，他的這一想象才可以描繪出科學工作者在解謎成功時的心情。自然的現(xiàn)象復雜多變，很多時候超出人們的預料?？茖W研究中會有一些意外的情況發(fā)生，它們不是科學工作者預想的實驗現(xiàn)象。如果科學工作者抓住這些機遇，就此展開深入的研究，會帶來意想不到的進展?？茖W史中有許多這樣的事例，其中有些是開創(chuàng)性的貢獻，有些甚至引發(fā)了科學革命。例如，倫福德伯爵發(fā)現(xiàn)熱的本質(zhì)的實驗、巴甫洛夫發(fā)現(xiàn)條件反射的實驗、弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素的實驗、黑體輻射、放射衰變和光電效應等實驗、文森特·舍費爾實現(xiàn)人工降雨的實驗、阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜發(fā)現(xiàn)3k背景輻射的實驗、巴里·馬歇爾發(fā)現(xiàn)幽門螺桿菌和胃潰瘍關(guān)系的實驗、下村修提取水母素和綠色熒光蛋白的實驗等等。想抓住那些例外和疑問，解開斯芬克斯的謎語，需要很多優(yōu)秀的科學品質(zhì)，比如細致的觀察、充分的準備、足夠的敏銳、對實驗的投入、大膽的嘗試和多角度的思考等。當然還可以舉出一系列數(shù)不清的因素，卻很難說清楚究竟是什么在解謎中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在解謎的過程中，科學工作者脫離世俗世界，走進了科學世界。每一位解謎成功的人都感受到科學的樂趣，那一刻他們的手中有一朵柯勒律治之花。

（作者單位：中國科學院大學）