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第一 科学历史中的认知问题（第1页）

第一节科学历史中的“认知问题”

首先还是从科学史出发，看看我们对科学史上发生的一些现象、事件和过程的说明和解释出了什么问题。下面分别选择天文学、数学和物理学三个方面的例子来加以说明。

例1：为什么中国人未能发现哈雷彗星？

对中国人来说，天文学曾经是一门很重要的学科。历史上，中国人对各种天象曾做过大量而细致的观察和记载。其中，有关彗星的记载尤为丰富、详尽。据今人统计，从上古至1911年止，关于彗星的近日记录不少于2583次。更为重要的是，中国有关哈雷彗星的记录是世界上最早的确切记录。这就是公元前613年（春秋鲁文公十四年）的“秋七月，有星孛入于北斗”。而公元前467年（秦厉公十年）“彗星见”的记录则是哈雷彗星的再现记录。从公元前240年（战国秦始皇七年）起，哈雷彗星每次回归，中国均有记录。[3]对于中国古代天文学关于彗星特别是哈雷彗星的详细、完整的记录，国际天文学界给予了高度赞扬。科学史家李约瑟引用天文学家C。P。奥利维耶（C。P。Olivier）的观点，说中国古代有关哈雷彗星的记载，特别是1066年的那一次彗星的记载，对西欧天文学的影响是众所周知的。他说，这“应当归功于中国观测记录的细致”[4]。然而，所有这些，在学术界并没有将哈雷彗星的发现权归属于中国。一般认为，哈雷彗星是由英国科学家E。哈雷（EdmundHalley）于1682年观察发现的。他依据开普勒行星三定律和牛顿的万有引力定律成功地预测了哈雷彗星的再次出现。这里的问题显然是，有如此丰富观察和记录资料又精于天文历算的中国人为什么不能“发现”哈雷彗星呢？

例2：为什么“印度—阿拉伯数码”在西欧传播缓慢？

我们知道，数字是人类最伟大的发明之一。数学史家一般认为，印度人利用巴比伦人的位值制原则建立起了十进制体系，并将巴比伦人的分隔符号转变成了完整意义上的“0”。大约公元662年，西叙利亚人已经知道了印度人的发明。从这个时期开始，包括十进算术和0符号的印度数码体系经由阿拉伯地区传到了中世纪的欧洲。当时被称为“印度—阿拉伯数码”（实为印度数码）。然而，这个传播过程是非常缓慢的。直到12世纪末，一小群学界精英才熟悉这个体系。而这大部分要归功于当时的意大利数学家斐波那契（比萨的列昂纳多，LeonardoofPisa）1202年出版的《算盘书》一书。即便如此，阿拉伯—印度数码当时并未在整个欧洲扎下根，还只是开头。到13世纪末，意大利佛罗伦萨的银行家们仍然被禁止使用印度—阿拉伯数码。直到17世纪，印度—阿拉伯数码体系才被真正吸收到西方数学理论中来。[5]这个时候距斐波那契著作的出版已经有近六个世纪之久，距西叙利亚人的传播已整整一千年！对此，科学史家乔治·萨顿慨叹说：“从十进制的发现到获得哪怕如此初步的普遍接受，时间总计一千多年。”[6]在他看来，16世纪荷兰数学家西蒙·史蒂汶（SimonStevin）所著的《十进算术》小册子可看作文艺复兴时期算术学的里程碑式的著作。“这项革新意义深远，又是如此‘简单’。在当时那些老练的数学家眼中非常简明易懂。然而十进制小数并没有迅速取代其他类型的小数。”[7]那么这又是什么原因造成了这样一个缓慢的传播过程呢？

例3：为什么电磁学理论没有产生在中国？

中国古代很早就有关于磁现象的记载和描述。公元前250年左右，战国末年的《韩非子·有度》篇中有“先王立司南以端朝夕”的记载。司南是古人用来识别南北方向的器械（或为指南车，或为磁石指南勺）。东汉哲学家王充的《论衡》描述司南形同水勺，且勺柄自动指南。李约瑟在其巨著《中国科学技术史》中指出：“我们能够相当有把握地说，到了公元一世纪的时候，中国人已熟悉磁铁块的指南特征，把它们制成短勺，就能围绕其钵体的中轴线转动。人们可以随便猜想：在一个每种事物都与其他事物按照确切的相互联系规则联系起来的世界里，一块刻成北斗星状的天然磁石竟能参与其宇宙方向性……在某种方式上，道教的整个观念乃是力场的观念。”[8]他认为，在《易经》八卦的阴极和阳极中也体现了宇宙力场观念。中国人对“场”（field）、“远程作用力”（aatadistance）等概念的了解，比西方人早一千多年。因为，“12世纪末以前，在欧洲根本没有人谈到过磁学，因此我们相信磁学来自中国人的早期研究”[9]。可是，让李约瑟感到十分困惑的是，现代意义上的电磁学和量子力学为什么就没有产生于中国。这个谜被历史学家称为“李约瑟之谜”（Needham’sparadox）。

对于科学现象和科学知识的解释，基于基本概念和理论框架的不同，解释类型是不相同的。这些不同类型的解释具有明确的解释目标和一般的解释模式，从而构成各自不同的解释纲要。加拿大著名认知科学家保罗·萨伽德（PaulThagard）认为，通常的解释纲要有逻辑解释纲要和社会解释纲要两种，分别以逻辑经验主义和科学社会学派为代表。[10]下面我们试以这两种解释纲要，简要地说明上述三个例子的原因及其所呈现的问题症结所在。

例1解释纲要

A。社会解释纲要

解释目标：为什么中国人未能发现哈雷彗星？

解释模式：天文学在古代中国有着极其重要的政治地位，体现了统治阶级的政治利益；天文学家受制于王权，并服务于王权。这些利益关系和权力关系均使他们形成一些获得性概念和判断。

解释理由：在古代天象观测中，彗星的出现属于异常现象，具有警示和谴责的意味。天文学家可以如实记载，可以按照“旨意”加以解说，但不得随意发挥，更不能擅自篡改，民间也不允许“私习天文”。故古史虽记载有丰富的天文现象，但终未能以科学探究的方式发现哈雷彗星。

反驳：正是由于具有“官方”性质，中国古代天文学才获得了较高的地位，且获得了持久的发展。而且，“中国人连续正确地记录交食、新星、彗星、太阳黑子等天文现象，持续时间较任何其他文明古国都来得长”[11]。其中，关于哈雷彗星中国人也有三次回归记录。同一颗彗星的轨道相似性已经呈现。

B。逻辑解释纲要

解释目标：为什么中国人未能发现哈雷彗星？

解释模式：中国古代天文学中的主导观念和主导研究方式（如观察、测量）使得天文学家形成一些获得性的概念和判断。

解释理由：在发现哈雷彗星之前，中国尚未形成大地球形观，也缺乏行星按椭圆轨道运行的知识；在方法上主要是搜集经验性的观察资料，具有重归纳、轻逻辑的特点，故未能推演和计算出哈雷彗星的轨道及回归年。

反驳：明代大学者徐光启等已接受西方大地球形观，亦未见少数学界精英据此发现哈雷彗星。同时，古代天文历法精于计算和推演，连复杂的五星会合周期也能相当精确地计算出来。

例2解释纲要