人類歷史上的三次科學(xué)革命和對未來發(fā)展的啟迪

劉民鋼

(上海師范大學(xué)，上海 200234)

人類歷史上曾發(fā)生過多次科學(xué)革命。這些科學(xué)領(lǐng)域的革命性進(jìn)步，都引發(fā)了技術(shù)領(lǐng)域的革新和新產(chǎn)業(yè)的誕生，使得人類的生產(chǎn)模式和社會結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性改變，人們的壽命得到了明顯延長，生活水平得到很大的提升。本文旨在厘清“科學(xué)革命”“科技革命”“產(chǎn)業(yè)革命”等術(shù)語的內(nèi)涵與關(guān)系，分別觀察和探討人類歷史上已經(jīng)發(fā)生的三次科學(xué)革命，并試圖總結(jié)科學(xué)革命與技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命之間的關(guān)系，揭示未來科學(xué)革命的可能方向，并對中國下一步的基礎(chǔ)研究提出簡單的建議。

一、關(guān)于“科學(xué)革命”“科技革命”和“產(chǎn)業(yè)革命”的定義

近年來，國內(nèi)外都已經(jīng)注意到科技革命(或者說科技創(chuàng)新)對社會經(jīng)濟文化發(fā)展的影響，不少學(xué)者對此進(jìn)行了深入的研究。但是，不同的研究者對人類歷史上曾經(jīng)發(fā)生的科學(xué)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)上的重大進(jìn)步表述不盡相同，或稱之為“科學(xué)革命”，或稱之為“科技革命”，也有學(xué)者表述為“工業(yè)革命”“產(chǎn)業(yè)革命”“技術(shù)革命”等。這些名稱內(nèi)涵不確定，極易造成混淆。同時不同學(xué)者對已經(jīng)發(fā)生的科學(xué)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)重大變革的次數(shù)，也有不同的說法，或者認(rèn)為已經(jīng)發(fā)生過五次，或者認(rèn)為僅發(fā)生過三次；在論及未來將要發(fā)生的“科技革命”時，或稱之為“第六次科技革命”，或稱之為“第四次科技革命”。因此，本文將首先對已有研究中這些術(shù)語的使用做一個簡單的回溯和界定，并明確本文所稱“科學(xué)革命”這一概念的含義。

在國內(nèi)學(xué)術(shù)界，最早提到“產(chǎn)業(yè)革命”是在1981年，《國外社會科學(xué)》雜志刊登了劉銘昌的《關(guān)于微電子工業(yè)和第二次產(chǎn)業(yè)革命問題》，[1]根據(jù)國外相關(guān)資料，介紹了當(dāng)時英美學(xué)者將微電子業(yè)的發(fā)展和廣泛運用稱為“第二次產(chǎn)業(yè)革命”，因為它“和蒸汽機在第一次產(chǎn)業(yè)革命完成的使命一樣, 它的引用[應(yīng)用]帶動了整個工業(yè)向自動化發(fā)展”。此后又有文章介紹了國際上的“四次產(chǎn)業(yè)革命”的說法，即將蒸汽機的使用稱為“第一次產(chǎn)業(yè)革命”，將發(fā)電機和電動機的使用稱為“第二次產(chǎn)業(yè)革命”，將自動化的出現(xiàn)和原子工業(yè)、電子工業(yè)、航天工業(yè)的出現(xiàn)稱為“第三次產(chǎn)業(yè)革命”，而將信息革命(包括微電子技術(shù))和生物、光學(xué)、能源、材料等產(chǎn)業(yè)技術(shù)改革稱為“第四次產(chǎn)業(yè)革命”。①這是對國外“產(chǎn)業(yè)革命”理論的最早介紹。

1984年中國著名科學(xué)家錢學(xué)森發(fā)表《評“第四次世界工業(yè)革命”》，[2](P8-9)對當(dāng)時國外流行的第四次工業(yè)革命學(xué)說進(jìn)行了評述，其中提及的“第四次工業(yè)革命”和上文所引的國外“第四次產(chǎn)業(yè)革命”概念基本相同。此后錢學(xué)森連續(xù)發(fā)表文章，提出了“六次產(chǎn)業(yè)革命”的說法。錢學(xué)森對已經(jīng)發(fā)生的五次產(chǎn)業(yè)革命有過詳細(xì)的說明：“到目前為止，在人類社會歷史上，已出現(xiàn)了五次產(chǎn)業(yè)革命。第一次產(chǎn)業(yè)革命是農(nóng)業(yè)、牧業(yè)的出現(xiàn)，在一萬年以前的原始公社時期。人從完全依靠采集、獵取自然界的野生果實和動物產(chǎn)品為生活的生產(chǎn)體系，轉(zhuǎn)入了發(fā)展農(nóng)業(yè)和牧業(yè)。第二次產(chǎn)業(yè)革命是商品生產(chǎn)的出現(xiàn)。大約在三千年前，在中國的奴隸社會里，由完全自給消費的生產(chǎn)，開始進(jìn)入為交換而生產(chǎn)，這對生產(chǎn)關(guān)系是一個很大的發(fā)展。第三次產(chǎn)業(yè)革命是大工廠的出現(xiàn)，這是馬克思主義經(jīng)典著作中常說的產(chǎn)業(yè)革命，發(fā)生在十八世紀(jì)末的英國。第四次產(chǎn)業(yè)革命就是更大規(guī)模的、全國性的，以至于跨國的、全世界性的生產(chǎn)體系的建立?！薄暗谖宕萎a(chǎn)業(yè)革命的核心就是信息?！覈绻延嘘P(guān)信息的工作做好了，國民經(jīng)濟建設(shè)將會發(fā)生一個翻天覆地的變化。”[3](P4-8)此后一直到20世紀(jì)90年代，錢學(xué)森在論文中一直沿用已經(jīng)發(fā)生五次產(chǎn)業(yè)革命、即將發(fā)生第六次產(chǎn)業(yè)革命的說法。[4](P1-5)90年代還有其他一些學(xué)者也對國外的產(chǎn)業(yè)革命學(xué)說進(jìn)行了探討。比較錢氏與同一時期其他學(xué)者的論述，錢氏有以下幾個特點：一是主要依據(jù)產(chǎn)業(yè)立言，但其所言的產(chǎn)業(yè)革命實際也包含了科技革命；二是最早一次產(chǎn)業(yè)革命上溯到農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)，五次產(chǎn)業(yè)革命中還包含了商品生產(chǎn)的出現(xiàn)。以后的學(xué)者在論述科技革命或產(chǎn)業(yè)革命時，大多不包括農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生和商品生產(chǎn)的出現(xiàn)。

21世紀(jì)初，關(guān)于產(chǎn)業(yè)革命(及科技革命)的討論再次成為熱點。張其佐先發(fā)表《第六次產(chǎn)業(yè)革命是否即將來臨》，[5]后又在《光明日報》上發(fā)表了同樣的觀點，[6]引發(fā)廣泛注意和討論。其文中對前五次產(chǎn)業(yè)革命的界定是：以紡織工業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的第一次產(chǎn)業(yè)革命，以鋼鐵工業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的第二次產(chǎn)業(yè)革命，以石油和重化工及電力工業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的第三次產(chǎn)業(yè)革命，以汽車工業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的第四次產(chǎn)業(yè)革命，以IT產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的第五次產(chǎn)業(yè)革命。對其后將要發(fā)生的產(chǎn)業(yè)革命，張文則稱為“第六次產(chǎn)業(yè)革命”，也就是將產(chǎn)業(yè)革命的起始點劃在了英國工業(yè)革命之后。針對張文的討論文章很多，基本上也都持五次產(chǎn)業(yè)革命說。張文具有不少創(chuàng)新性的觀點，特別是他提出產(chǎn)業(yè)革命的根本原因是技術(shù)創(chuàng)新——“技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)革命必然會演變?yōu)楫a(chǎn)業(yè)革命”——看到了產(chǎn)業(yè)革命的深層次原因。

進(jìn)入21世紀(jì)10年代之后，開始有學(xué)者提出了“六次科技革命說”，如黃安年的《為何一定要把未來新科學(xué)技術(shù)革命定為第六次》，[7](P11)何傳啟的《第6次科技革命的主要方向》，等等。其中比較有代表性的有何傳啟的一系列文章，他在2014發(fā)表的《第六次科技革命的三大“猜想”》中提出：“16 世紀(jì)以來，世界科技大致發(fā)生了五次革命(兩次科學(xué)革命和三次技術(shù)革命)，包括近代物理學(xué)誕生、蒸汽機和機械革命、電力和運輸革命、相對論和量子論革命、電子和信息革命等；世界經(jīng)濟大致發(fā)生了三次產(chǎn)業(yè)革命，包括機械化、電氣化、自動化和信息化革命等?！盵8]其后，有不少學(xué)者就此觀點進(jìn)行了討論，如《迎接世界第六次科技革命——108位院士的看法與對策建議》、[9](P16-18)《中國應(yīng)勇做第六次科技革命的領(lǐng)頭羊——專訪中國科學(xué)院院長白春禮》、[10](P21-23)《世界正處于第六次科技革命的前夜——訪中國工程院院士曲久輝》[11](P10-13)等。

在上面引用的文章中，黃安年的文章已經(jīng)注意到各家在術(shù)語使用上的混亂：“筆者孤陋寡聞，總感到科學(xué)革命、技術(shù)革命、科學(xué)技術(shù)革命、產(chǎn)業(yè)革命、新科技革命是些既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念。如果筆者理解對的話，科學(xué)革命指在科學(xué)領(lǐng)域里發(fā)生的革命，技術(shù)革命指在技術(shù)領(lǐng)域里發(fā)生的革命，產(chǎn)業(yè)革命指發(fā)生在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域里的革命?？茖W(xué)和技術(shù)、產(chǎn)業(yè)之間的聯(lián)系和區(qū)別是明顯的?？茖W(xué)革命和技術(shù)革命、產(chǎn)業(yè)革命的時間往往有交叉甚至部分重疊。”[7](P11)筆者認(rèn)為作者的看法很有道理，“科學(xué)革命”“技術(shù)革命”和“產(chǎn)業(yè)革命”是不同層面的術(shù)語，不應(yīng)混用。

因此，筆者首先界定，本文所稱“科學(xué)革命”，專指科學(xué)研究中的重大發(fā)展，是人類在對客觀世界的認(rèn)知方面的顯著突破，特別是指人類對自然界本質(zhì)更深層次的認(rèn)知，也就是通常所說的“基礎(chǔ)研究”的突破。

本文所稱之“技術(shù)革命”專指生產(chǎn)技術(shù)的重要發(fā)展和進(jìn)步，和“科學(xué)革命”不在同一層面上。人們對物質(zhì)世界本質(zhì)認(rèn)知的重大進(jìn)步，往往會引起社會生產(chǎn)方式和生活方式的巨大改變，引發(fā)新的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，即引起物質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)的重大進(jìn)步和誕生全新的產(chǎn)業(yè)。新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)往往會大大地改變?nèi)祟惖纳钅Ｊ?，提升人類的生活水平，有時候甚至?xí)鹕鐣螒B(tài)的改變，引起意識形態(tài)的變化。有時人們也將科學(xué)革命和技術(shù)革命兩者合稱為“科技革命”，但是這個術(shù)語有時并不恰當(dāng)，因為科學(xué)革命引起的技術(shù)革命有時并非一對一的關(guān)系，一次科學(xué)革命可以引發(fā)多次的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命。

由技術(shù)革命而推動產(chǎn)業(yè)重大發(fā)展，或由此而誕生全新的產(chǎn)業(yè)，我們稱為“產(chǎn)業(yè)革命”。

由上述討論，我們可以看出，“科學(xué)革命”“技術(shù)革命”和“產(chǎn)業(yè)革命”不在一個層面上?！翱茖W(xué)革命”是最高、也是最深層次的革命。從上述定義出發(fā)，我們認(rèn)為人類歷史上真正可以稱得上“科學(xué)革命”的重大進(jìn)步迄今僅發(fā)生了三次，這三次革命都引發(fā)了技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命，甚至不止一次推動技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)生，它們對人類的社會生活和政治生活也都帶來了巨大的改變。

二、人類歷史上的第一次科學(xué)革命及影響

人類歷史上的第一次科學(xué)革命發(fā)生在距今大約1萬年前。這次科學(xué)革命的主要內(nèi)容是動植物的馴化和農(nóng)業(yè)的起源。人類對自然界中動植物的認(rèn)知提升到了新的水平，因此而進(jìn)入了新時代。這次科學(xué)革命的細(xì)節(jié)迄今為止我們還不太了解，但是它的結(jié)果我們很清楚，即因此誕生了一個全新的產(chǎn)業(yè)——農(nóng)業(yè)，所以這次科學(xué)革命通常被稱之為“農(nóng)業(yè)革命”。

錢學(xué)森在《第六次產(chǎn)業(yè)革命和農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)》一文中指出：“第一次產(chǎn)業(yè)革命是農(nóng)業(yè)、牧業(yè)的出現(xiàn)，在一萬年以前的原始公社時期。人從完全依靠采集、獵取自然界的野生果實和動物產(chǎn)品為生活的生產(chǎn)體系，轉(zhuǎn)入了發(fā)展農(nóng)業(yè)和牧業(yè)?！盵3]筆者同意這一觀點，即認(rèn)為人類歷史上的第一次產(chǎn)業(yè)革命是農(nóng)業(yè)革命。不過，筆者同時還進(jìn)一步認(rèn)為：這次產(chǎn)業(yè)革命，所依托的是一次科學(xué)革命，即人類對自然界認(rèn)知的一次巨大進(jìn)步。

歐亞大陸的農(nóng)業(yè)革命大致發(fā)生在舊石器時代過渡到新石器時代這一時期(有研究者將這段時期稱為中石器時代)，因此20世紀(jì)60年代以前，澳大利亞著名學(xué)者戈登·柴爾德(V. Gordon Childe，1892—1957)將其稱為“新石器時代革命”。不過也有學(xué)者指出，農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生同作為新石器時代標(biāo)志的陶器的使用和磨光石器的使用并沒有直接的聯(lián)系，“盡管大部分發(fā)達(dá)的農(nóng)耕社會均采用磨光石器和陶器，但是磨光石器和陶器在舊大陸出現(xiàn)于農(nóng)耕經(jīng)濟之前，而在中美洲則遲于農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)”。[12](P245)20世紀(jì)60年代以后，研究界又將農(nóng)業(yè)革命稱為“廣譜革命”(Broad Spectrum Revolution)，表示人類由于環(huán)境的變遷，從主要利用大型哺乳動物作為食物的來源，被迫轉(zhuǎn)向開拓以前很少利用的小型食物資源，如魚類、貝類、堅果、根莖和草籽等廣譜食物種類，以及在廣譜經(jīng)濟背景下產(chǎn)生動物馴養(yǎng)和植物栽培。[13](P26-34)

農(nóng)業(yè)革命，不僅僅指植物栽培、農(nóng)業(yè)耕作的開始，更重要的是指建立在動物和植物的馴化基礎(chǔ)上的植物栽培和動物豢養(yǎng)。所謂馴化(domesticate)，“指的是一種生物過程，是動植物物種在人類的選擇下發(fā)生基因或表型特征的改變”。[14]馴化是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)和標(biāo)志。“戴維·哈里斯(David Harris)詳細(xì)考察了農(nóng)業(yè)發(fā)生的特征，將其定義為：農(nóng)業(yè)是一種包含若干馴化物種的作物生產(chǎn)系統(tǒng)，每單位土地需要比較強化的人類勞動，尤其是系統(tǒng)的耕種。”[14]

馴化的目的是要獲得穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)。因此，筆者這里想要特別強調(diào)的一點是：從表面看，農(nóng)業(yè)革命是一次技術(shù)層面的革命和產(chǎn)業(yè)層面的革命，但是其背后隱藏的是一次科學(xué)革命，因為人類想要通過自己的干預(yù)讓動植物物種的性狀發(fā)生改變，背后的支撐是人們對自然界動植物的科學(xué)認(rèn)知和對知識的運用。沒有這種科學(xué)的認(rèn)知，馴化是不可能的。

農(nóng)業(yè)起源的研究包含了多個方面，如農(nóng)業(yè)是何時起源、何處起源、由何觸發(fā)和如何起源等。對于農(nóng)業(yè)起源由何觸發(fā)的最早解釋是所謂的“發(fā)現(xiàn)論”，即“馴養(yǎng)動植物是人類的一種發(fā)現(xiàn)或發(fā)明。這種觀點認(rèn)為，農(nóng)耕比狩獵采集來得進(jìn)步，一旦這種經(jīng)濟形態(tài)被創(chuàng)造出來，它的優(yōu)越性馬上就會體現(xiàn)出來，并會迅速被采納和傳播開去”。[12](P246-247)但是隨后的研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)耕經(jīng)濟并不一定優(yōu)于狩獵采集經(jīng)濟，從勞動成本看，農(nóng)耕經(jīng)濟要明顯高于狩獵采集經(jīng)濟。[12](P246-247)因此上述假說并不能成立。

還有一種觀點認(rèn)為，農(nóng)業(yè)起源的主要觸發(fā)因素是環(huán)境和人口變化，這種理論被稱為古典綠洲理論，其主要觀點是：“距今13000年以來，全球性的氣候變暖使巨獸消失，被大量的小型動物所取代，使人類的謀生方式更為多樣化，人們的謀生努力從動物漸漸轉(zhuǎn)向了植物；同時由于環(huán)境的巨大變化，人類與植物群集中在一更小的地區(qū)內(nèi)，接觸更加密切，不僅積累了種植的知識，而且還對它們的生產(chǎn)進(jìn)行了強化，在起初全由采集獲得的種子植物中，經(jīng)過馴化的植物比例緩慢增加，最后農(nóng)業(yè)出現(xiàn)了?！盵15](P33-38)持這種觀點的學(xué)者中，最有代表性的是柴爾德。柴爾德認(rèn)為在冰河末期，近東氣候變得溫暖而干燥，植物只在河邊及綠洲生長，動物棲息在水源近處，人類也移居到水源附近，因而得以觀察周圍的動植物，于是逐漸種植植物，馴養(yǎng)動物，農(nóng)業(yè)因此起源。[13](P26-34)但是后來的研究發(fā)現(xiàn)，近東地區(qū)在最近1萬多年以來氣候并沒有發(fā)生過較大的波動。[15](P33-38)同時這種理論也不能解釋在更新世末期的冰期之間，有過多次氣候比較溫暖的間冰期，為什么沒有發(fā)生動植物的馴化和栽培、蓄養(yǎng)？為什么植物栽培和動物馴化也發(fā)生在并不干旱的地方，如熱帶的東南亞和南美的亞馬孫盆地?等等。[16](P36-45)

因此，近年來研究界對農(nóng)業(yè)起源的原因提出了各種新的解釋，或認(rèn)為環(huán)境變化引起人口壓力是觸發(fā)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的主要原因，或認(rèn)為社會和文化因素是農(nóng)業(yè)起源的主要原因，或認(rèn)為人類認(rèn)知力發(fā)展是農(nóng)業(yè)起源的主要解釋，各種理論模型紛呈。[15](P33-38)盡管學(xué)者們對究竟何種觸發(fā)因素引發(fā)農(nóng)業(yè)革命還莫衷一是，但都認(rèn)為距今1萬多年前的農(nóng)業(yè)產(chǎn)生，一定具有某種觸發(fā)因素。

農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生，要求人們了解更多的自然界的知識，包括土壤、水文、氣候、天文等方面的知識，還包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具和生活用具(如陶器)的制作，促進(jìn)人們對力學(xué)、木材、礦產(chǎn)、金屬冶煉等方面知識的增加。農(nóng)業(yè)產(chǎn)生之后，隨著時間的推移，人們不斷地更新自己的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(包括手工業(yè)生產(chǎn))技術(shù)，在1萬多年的時間里，經(jīng)過多次的技術(shù)革命，不斷提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和產(chǎn)量，也不斷提升了人們對自然界的認(rèn)知。

由于有了較為豐富而且可靠的食物來源，又促成了人類早期文明的最具標(biāo)志性的成果——城市和脫離直接生產(chǎn)的知識分子階層的誕生，特別是促成了文字的誕生。人們由此可以利用文字系統(tǒng)，將人類的知識、歷史和情感保存下來，傳播開去，使得人類在短短的1萬多年中獲得的飛速進(jìn)步，超越了人類此前幾十萬年的成就。

根據(jù)上述討論，我們得出以下結(jié)論：1.農(nóng)業(yè)革命的基礎(chǔ)是植物的馴化，而植物的馴化，是基于人類對植物生長規(guī)律的深刻認(rèn)知。從這個意義上說農(nóng)業(yè)革命是人類歷史上的第一次科學(xué)革命，是人類對自然界認(rèn)知的一次飛躍。2.有了這種認(rèn)知，并不一定立刻引發(fā)農(nóng)業(yè)革命，還需要某種觸發(fā)因素，只有在受到自然環(huán)境的變化激發(fā)時，量變才會形成質(zhì)變，知識才會被用來創(chuàng)造新的技術(shù)、新的產(chǎn)業(yè)。牧業(yè)的產(chǎn)生與此相類。3.產(chǎn)業(yè)的革命依賴于科學(xué)的革命，產(chǎn)業(yè)革命的基礎(chǔ)是科學(xué)革命。換句話說，新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)乃至新文明的誕生，基礎(chǔ)是科學(xué)革命，科學(xué)革命是產(chǎn)業(yè)革命和技術(shù)革命的根源。4.新的科學(xué)革命和產(chǎn)業(yè)革命必然催生新的社會生活組織形式、新的政治制度。在上述結(jié)論中，重大的產(chǎn)業(yè)革命必然依賴重要的科學(xué)革命這一規(guī)律在以后的人類發(fā)展歷史中可以反復(fù)觀察到，幾乎是顛撲不破的真理。

三、人類歷史上的第二次科技革命及影響

一般認(rèn)為，人類歷史上經(jīng)歷的第二次科學(xué)革命是從17世紀(jì)開始的，在之后的200年中，人們對物質(zhì)世界有了全面而深入的認(rèn)知。經(jīng)過這一時期，人們對自然界的了解開始跨過了物質(zhì)的表面，依靠新的觀察手段、研究方法和數(shù)學(xué)工具，建立了化學(xué)、物理、生物等科學(xué)知識體系。這次科學(xué)革命為人們帶來了新的機械、新的能源(包括蒸汽和電力)，提供了機械化和自動化的工具及新的生產(chǎn)技術(shù)，形成了多次技術(shù)層面的革命，催生了多種全新的行業(yè)，再一次極大地提升了人們的生活質(zhì)量，也從根本上改變了人類社會的生產(chǎn)組織形式，誕生了資本主義和社會主義等前所未有的政治、經(jīng)濟制度，建立起人類歷史上的工業(yè)文明。

關(guān)于第二次科學(xué)革命及其影響，已有很多學(xué)者做過相當(dāng)廣泛和深入的研討，其中較為完整和深入的論述有斯塔夫里阿諾斯的《全球通史》。[17]斯氏在該書下冊第三編中，分章敘述了西方從18世紀(jì)開始的科學(xué)革命，以及隨后的工業(yè)革命和伴隨而生的政治革命。

斯氏認(rèn)為：“科學(xué)革命主要發(fā)生在從哥白尼發(fā)表《天體運行論》(1543年)至牛頓發(fā)表《自然科學(xué)的數(shù)學(xué)原理》(1687年)之間的一個半世紀(jì)里?！盵17](P243)即人類的第二次科學(xué)革命的歷程大致是以16世紀(jì)尼古拉·哥白尼(1473—1543)“太陽中心說”的提出為發(fā)端的?？茖W(xué)的發(fā)展，離不開嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)方法的運用。在歐洲科學(xué)革命真正掀起之前，歐洲產(chǎn)生了兩位偉大的思想家——法國著名數(shù)學(xué)家、思想家勒內(nèi)·笛卡爾(1596—1650)和英國著名哲學(xué)家弗朗西斯·培根(1561—1626)。培根創(chuàng)立了實驗科學(xué)，認(rèn)為歸納法是獲得普遍性原理的主要方法；而笛卡爾則認(rèn)為演繹和推理是唯一正確的認(rèn)識方法，通過思考，能發(fā)現(xiàn)理性上可認(rèn)識的任何事物。他們?yōu)榭茖W(xué)發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)備了思想和理論上的武器。

1642年，科學(xué)史上最偉大人物之一的艾薩克·牛頓(1643—1727)誕生在英國。牛頓在多個科學(xué)領(lǐng)域做出了貢獻(xiàn)，不過他最重要的貢獻(xiàn)是在其《自然科學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中論證的萬有引力定律。這個定律的意義在于它是一個可以適用于整個宇宙并且可以從數(shù)學(xué)上證實的科學(xué)定律。這個定律為后來各種機械的發(fā)明和使用奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。18世紀(jì)初葉，美國的本杰明·富蘭克林(1706—1790)建立了電學(xué)理論。這個時期博物學(xué)的發(fā)展，使得人們對自然界有了更加全面的了解，建立起了植物學(xué)和動物學(xué)。在19世紀(jì)的前半個世紀(jì)中，化學(xué)取得了巨大的進(jìn)步。這個時期還誕生了法國的安托萬-洛朗·德·拉瓦錫(1743—1794)、英國的約翰·道爾頓(1766—1844)等一大批杰出的化學(xué)家。他們的工作使得人們對自然界的認(rèn)識大大提升，從元素和原子的層次理解了物質(zhì)的構(gòu)成，其研究成果大大推動了化學(xué)工業(yè)的發(fā)展和藥物的發(fā)明。

這個時期的另一個偉大科學(xué)發(fā)現(xiàn)是從法國的讓·巴蒂斯特·拉馬克(1744—1829)開始，到英國的查爾斯·羅伯特·達(dá)爾文(1809—1882)和阿爾弗雷德·拉塞爾·華萊士(1823—1913)，在18世紀(jì)中葉(以達(dá)爾文1858年公布自己的研究成果為標(biāo)志)最終完成的生物進(jìn)化和自然選擇理論。這一時期科學(xué)革命的特點是，人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識，從物體的外表進(jìn)入了物質(zhì)的內(nèi)部，分子理論和原子理論成為我們理解物質(zhì)的基礎(chǔ)。物理學(xué)和化學(xué)的基本原理成為當(dāng)時所有技術(shù)進(jìn)步的基石。科學(xué)成為工業(yè)發(fā)展的主要推動力，成為人類社會發(fā)展的主要推動力。

可以這么說，從1543年開始到1858年止的300多年中，在歐洲，科學(xué)家在天文學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等各個領(lǐng)域中各自實現(xiàn)了巨大的進(jìn)步，使得人類對自然界和人類自身的認(rèn)識得到了極大的深化。這些科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，為技術(shù)的發(fā)展提供了理論原理，極大地推動了技術(shù)的發(fā)展。1769年，英國的瓦特改進(jìn)了蒸汽機，并在采礦、紡織和運輸?shù)刃袠I(yè)得到廣泛應(yīng)用，這是科學(xué)和技術(shù)共同推動完成的一個偉大發(fā)明，完全改變了人類對生物動力的依賴。1866年德國人維爾納·馮·西門子(1816—1892)發(fā)明了發(fā)電機，1879年美國人托馬斯·愛迪生(1847—1931)研究成功具有實用價值的電燈，1888年美國人尼古拉·特斯拉(1856—1943)發(fā)明了交流電動機，19世紀(jì)90年代電流的遠(yuǎn)距離傳輸?shù)靡詫崿F(xiàn)。在18世紀(jì)初葉發(fā)明的內(nèi)燃機到19世紀(jì)的后期已經(jīng)得到很大程度的完善。上述各項發(fā)明使工業(yè)獲得了比蒸汽機更為便利的非生物動力，進(jìn)入了電氣時代和內(nèi)燃機時代。這一時期的另一個重要發(fā)明是，信息的傳遞更為快捷。1844年美國人塞繆爾·莫爾斯(1791—1872)發(fā)出了第一份電報，1876年美國人亞歷山大·貝爾(1847—1922)發(fā)明了電話，使得人們可以在瞬息之間將信息傳遞到萬里之外；這種便利使得運輸業(yè)、工業(yè)和金融業(yè)的發(fā)展如虎添翼。在這一階段的后期，工匠的發(fā)明已讓位于科學(xué)家的研究，代表著科學(xué)真正站上了歷史發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)者的地位。

科學(xué)革命的成果通過技術(shù)革命為工業(yè)的發(fā)展服務(wù)，幫助工業(yè)解決了其所遇到的各種困難?？茖W(xué)深刻地影響了人類對生活資料的生產(chǎn)和利用，完成了第二次產(chǎn)業(yè)革命，建立起了現(xiàn)代大工業(yè)，極大地推動了人類社會的物質(zhì)生產(chǎn)。以最先開始科學(xué)革命的英國為例，“直到16—17 世紀(jì), 英國還是一個封建農(nóng)業(yè)國, 甚至從世界范圍看還屬于一個邊緣性農(nóng)業(yè)弱國。……但自進(jìn)入18 世紀(jì)，尤其是18 世紀(jì)后半葉至19 世紀(jì)上半葉，英國發(fā)生了生機勃勃的新產(chǎn)業(yè)革命即工業(yè)革命。工業(yè)革命首先從毛紡織業(yè)開始，推進(jìn)至絲紡織業(yè)、棉紡織業(yè), 然后迅速推進(jìn)到交通、采礦、冶金、建筑、制造等各個工業(yè)部門，工業(yè)的經(jīng)濟地位迅速超越了農(nóng)業(yè)，英國成為世界上第一個邁入工業(yè)化的國家。到1860年，英國的人口雖然僅占世界人口的2%，但英國的鋼鐵產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的53%，煤產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的50%，原棉產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的近一半，貿(mào)易量占全球貿(mào)易量的20%，擁有全球1/3的船舶和40%—45%的工業(yè)生產(chǎn)能力，成為名副其實的‘世界工廠’”。[18](P52-54)生產(chǎn)和貿(mào)易的發(fā)展，更直接的影響就是英國民眾的生活水平有了極大的提高。

科學(xué)革命和工業(yè)革命從某種角度說是相互促進(jìn)的。正如斯氏在其著作中所指出的：“關(guān)于這些革命，須特別提到的另一特點是，它們并不是平行或獨立地進(jìn)行的。它們互相依賴，連續(xù)地一者對另一者起作用。”[17](P244)也就是說，斯氏認(rèn)為科學(xué)理論的進(jìn)步和政治學(xué)說的進(jìn)步是相互促進(jìn)的。

還需要進(jìn)一步指出的是，跟農(nóng)業(yè)革命一樣，工業(yè)革命之前，人們已經(jīng)在科學(xué)領(lǐng)域做好了各種準(zhǔn)備，當(dāng)社會發(fā)展(主要是航海探險帶來的殖民地市場的建立)提出需要時，科學(xué)革命才觸發(fā)了技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命。此外，科學(xué)思想和新產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的新社會階層和社會組織形式，也深刻地影響了政治思想和政治模式，帶來了一系列的革命。

在這次科學(xué)和產(chǎn)業(yè)革命中，人們還建立起了現(xiàn)代醫(yī)院和現(xiàn)代藥業(yè)，現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)使人類的壽命得到延長，人們因此能夠享受到便捷、舒適、安全和快樂的生活。直至今日人類仍在很大程度上享受著這次革命帶來的恩惠。

關(guān)于第二次科學(xué)革命和工業(yè)革命的影響，斯氏在其書第三編的開始時曾特別指出：“從1763至1914年的一個半世紀(jì)，作為歐洲獲得對世界大部分地區(qū)的霸權(quán)的時期，在世界歷史進(jìn)程中據(jù)有顯著地位。1763年時，歐洲僅在非洲和亞洲有一些沿海據(jù)點，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是世界的主人。然而，到1914年時，歐洲諸強國已并吞整個非洲，并有效地建立了對亞洲的控制；這種控制或者是直接的，如在印度和東南亞，或者是間接的，如在中華帝國和奧斯曼帝國。歐洲之所以能進(jìn)行這種前所未有的擴張，是因為三大革命——科學(xué)革命、工業(yè)革命和政治革命——給了歐洲以不可阻擋的推動力和力量。”[17](P243)從某種程度上可以說，中國從19世紀(jì)中葉開始的屈辱的近代歷程，也是拜歐洲這次科學(xué)革命和工業(yè)革命之賜。

四、人類歷史上的第三次科學(xué)革命及影響

大約從19世紀(jì)末起，第三次科學(xué)革命開始萌芽。第三次科學(xué)革命的特點同樣是建立在人類對自然界和人類本身認(rèn)識的進(jìn)一步深化之上。這次革命前后經(jīng)歷了100多年的時間，根據(jù)技術(shù)的發(fā)展，大致可以分為幾個不同階段，其對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響至今尚未結(jié)束。

這次革命也和前兩次一樣，經(jīng)歷了很長的準(zhǔn)備階段，它的起點可以從1897年約瑟夫·J·湯姆森(1856—1940)發(fā)現(xiàn)電子算起。在此之前，人們對物質(zhì)的認(rèn)識只達(dá)到原子層級，而電子是第一種亞原子粒子，它的發(fā)現(xiàn)使人們對物質(zhì)的認(rèn)識進(jìn)入到比原子更深入的層次。電子的發(fā)現(xiàn)，使人們對電和電流的本質(zhì)有了深入的認(rèn)知，使得人們對自然界的認(rèn)知達(dá)到了新的高度。這種對物質(zhì)認(rèn)知上的深入，也隨之帶來了對電子和原子特性的利用，形成了全新的電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)和原子能的開發(fā)，新的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命出現(xiàn)了，它們促使人類的生活水平又一次獲得了巨大的提升。

對原子研究的另一個方面是對原子核的認(rèn)識。1899年新西蘭的盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子的衰變，1932年盧瑟福在英國皇家學(xué)會正式報告了關(guān)于原子衰變的理論，人類進(jìn)入了原子時代。1906年德國科學(xué)家愛因斯坦發(fā)布了質(zhì)能方程E=mc2，使人類第一次理解了物質(zhì)和能量之間的關(guān)系；隨后愛因斯坦先后建立起了狹義和廣義相對論。1934年意大利科學(xué)家費米用中子轟擊原子，初次接觸到核裂變。1942年12月6日，費米在美國的芝加哥成功啟動了第一個試驗性的核反應(yīng)堆，也由此證明了愛因斯坦的質(zhì)能方程。

對原子核和電子的研究成果，是第三次科學(xué)革命的核心成果。其后，在這些研究成果的指引下，特別是在第二次世界大戰(zhàn)的戰(zhàn)爭需求推動下，發(fā)生了一系列的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命，改變了第二次世界大戰(zhàn)的進(jìn)程，并在戰(zhàn)后極大地推動了人類社會的發(fā)展。

有人說，戰(zhàn)爭是科技的催化劑，這句話是很有道理的。20世紀(jì)90年代，有不少學(xué)者就第二次世界大戰(zhàn)對科技發(fā)展的影響做了較為深入的研究，提出電子計算機技術(shù)、火箭技術(shù)、原子能的利用三大科學(xué)技術(shù)上突破，無不由戰(zhàn)爭催生。[19-21]有學(xué)者指出，“科學(xué)技術(shù)是引發(fā)第二次世界大戰(zhàn)的主觀動因之一，是決定戰(zhàn)爭演變的制衡力量；而第二次世界大戰(zhàn)使許多科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于軍事形態(tài)，成為戰(zhàn)爭的工具，同時又催生了一系列最具深遠(yuǎn)意義并揭示第三次科技革命的科學(xué)技術(shù)”。[22](P108-109)

原子核研究成果的最重要運用是原子武器的研制和原子能發(fā)電站的建立。1945年8月6日和9日，美國在日本投下了兩顆原子彈。原子武器推動了人類歷史上最大規(guī)模的戰(zhàn)爭——第二次世界大戰(zhàn)的結(jié)束。原子彈和熱核武器是當(dāng)今世界和平的制衡器。1954年，蘇聯(lián)建成世界上第一座核電站，成為和平利用核能的第一個成果。此后核能也被運用在潛艇上作為動力，放射性元素也被作為人類治療疾病的手段。

依托對電子研究的進(jìn)步，人們發(fā)明了電子元器件。1904年英國的約翰·安布羅斯·弗萊明(1849—1945)根據(jù)“愛迪生效應(yīng)”發(fā)明了真空二極管。兩年后美國的李·德福雷斯特(1873—1961)發(fā)明了三極管。電子管的發(fā)明和運用(雖然它很快被晶體管替代)，是現(xiàn)代電子產(chǎn)品的起點，其下一步是半導(dǎo)體材料的發(fā)現(xiàn)和利用。1947年美國科學(xué)家威廉·肖克利(1910—1989)、約翰·巴丁(1908—1991)和瓦爾特·布拉坦(1902—1987)發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體材料的放大效應(yīng)，成為后來晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路以及極大規(guī)模集成電路的基礎(chǔ)，也就是今天所有電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)。半導(dǎo)體材料特性的發(fā)現(xiàn)和利用，促成了現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和高速發(fā)展，可以說電子產(chǎn)品是現(xiàn)代“智能化”生產(chǎn)和“智能化”生活的起點。

第三次科學(xué)革命的最大影響是電子科技產(chǎn)業(yè)的建立。人們不再僅僅是建造機器，更重要的是編制軟件，賦予機械智慧。如今，隨著電子產(chǎn)品的廣泛運用，人類社會和生活發(fā)生了巨大的改變，其中影響最為廣泛的就是電腦。電腦的發(fā)明，不僅形成了規(guī)模巨大的全新產(chǎn)業(yè)，也促使互聯(lián)網(wǎng)成為可能。今天，人類在生產(chǎn)方式、生活環(huán)境和日常生活模式等各個方面都發(fā)生了巨大的變化。這次革命同樣引起了人們信息傳播、人際交往乃至價值觀的改變。今天人們的生活中已經(jīng)完全離不開電子產(chǎn)品。隨著這個領(lǐng)域的擴展和深入，人工智能(AI)產(chǎn)業(yè)正方興未艾。

第三次科學(xué)革命和產(chǎn)業(yè)革命的巨頭是美國，在這一次大發(fā)展中，美國投入了巨大的人力、財力和物力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了上一次科學(xué)革命時期占據(jù)主導(dǎo)地位的歐洲，也因此獲得了巨大的科學(xué)研究成果。美國也是第三次科學(xué)革命以及隨后的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命的最大受惠者，正是依靠這些科技研究成果和成果的利用，使美國贏得了第二次世界大戰(zhàn)的勝利，也造就了美國今天的全球霸主地位。

五、將要到來的科學(xué)革命

“后之視今，亦猶有今之視昔。”所有對歷史的回顧，都是為了對未來的前瞻。

未來將要發(fā)生的科學(xué)革命一定也是建立在對客觀世界的更深層次認(rèn)識之上的。第三次科學(xué)革命對世界的認(rèn)識，主要還是處在對電子和原子核的認(rèn)知層面。將要到來的科學(xué)革命，必定建立在對自然界更深層次認(rèn)知之上。這種認(rèn)知，從微觀層面講，即對基本粒子及其能量的傳遞的認(rèn)知；從宏觀層次講，即對宇宙深空的認(rèn)知和對深海的探索；從生命體層面講，即對生命體包括人類自身的探索和認(rèn)知。對微觀世界的探索，對宇宙的探索，對生命的探索，都代表著人類對世界的更高、更廣、更深、更細(xì)的探索，由此獲得的知識，將形成新的科學(xué)革命，同時也會成為下一次技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命的基石。

認(rèn)識到這一點，我們就不難理解今天世界上那么多國家(包括我們中國)為什么要投入巨額的經(jīng)費來建立諸如正負(fù)電子對撞機、質(zhì)子加速器、重離子加速器等大型科學(xué)實驗裝置，美國的綜合實驗室中為什么會有數(shù)以千計的科學(xué)家從事這一類看似毫無商業(yè)價值的科學(xué)研究，為什么歐洲在經(jīng)濟實力并不充足的情況下仍要集合數(shù)十個國家聯(lián)合建立歐洲核子中心這樣的大型實驗室；我們也容易理解，為什么世界大國都投入了驚人的人力、物力、財力開發(fā)越來越大的火箭和航天裝置去探索宇宙深空，為什么世界上的科學(xué)家愿意通過合作來聯(lián)手完成人類基因組計劃。所有的這些研究都是為了讓人類對客觀世界和自身有更加深入的了解，為下一次技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命發(fā)展準(zhǔn)備條件。

第四次科學(xué)革命還處在探索的初期，還有非常遙遠(yuǎn)的路途要走。目前對這些知識的利用，如運用已經(jīng)獲得的質(zhì)子知識治病或進(jìn)行材料的分析等，還僅僅是極為初步的利用。

六、簡短的結(jié)語

根據(jù)以上討論，可得出如下結(jié)論：

1.回顧已發(fā)生的三次科學(xué)革命，可以認(rèn)識到，新的科學(xué)革命就是人類對客觀世界的認(rèn)知的重大進(jìn)步。

2.人類的每一次產(chǎn)業(yè)革命，一定是建立在新的技術(shù)革命之上，而新的技術(shù)革命則一定是建立在新的科學(xué)革命基礎(chǔ)之上。

3.科學(xué)革命成果在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的運用，需要一定的觸發(fā)機制。以往的觸發(fā)都是被動的，而當(dāng)我們認(rèn)識到這樣的規(guī)律時，這樣的觸發(fā)也可以是主動的。

4.新產(chǎn)業(yè)的誕生，必將給國家的國防實力、人民的生活水平帶來巨大的提升。這種提升，有時候?qū)σ粋€國家和民族具有生死攸關(guān)的意義。

5.我們必須高度認(rèn)清科學(xué)基礎(chǔ)研究的意義，抓緊國家綜合性實驗室的布局和建設(shè)，抓緊大型科學(xué)裝置的建設(shè)，這是搶占未來技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命先機的基礎(chǔ)。世界未來的政治格局是由掌握著科學(xué)和技術(shù)革命的關(guān)鍵國家或地區(qū)決定的，沒有這種貢獻(xiàn)就沒有未來世界中中華民族的立足之地。

注釋：

① 《所謂第四次產(chǎn)業(yè)革命》,《會計之友》1984年第3期(未標(biāo)作者)，摘自《輕工技術(shù)經(jīng)濟研究參考資料》。