剑桥教授之问：学科学知识就够了，为什么还要关心科学史？_风闻

剑桥大学科学史与科学哲学系主任张夏硕（Hasok Chang）在研究与教学中，长期面对一个真实且严肃的问题：科学史究竟有何用处？对此，他在2016年英国皇家学会年度威尔金斯-贝尔纳-梅达沃讲座（Wilkins–Bernal–Medawar Lecture）上详细阐述了自己的观点。他立足传统意义上的“内史”，提出科学史具有两种功能——正统功能和补充功能；特别是对于后者，他用丰富的实际案例论证科学史对当今科学的补充作用。科学史不仅记录过去，也不仅是趣味故事，更是一种能够“重新召唤消失的事物，享有宛如创造新生般喜悦”的“补充科学”。（本文基于其讲座整理，译文有删减。）

撰文 | 张夏硕（剑桥大学科学史与科学哲学系教授）

翻译 | 杨子轩

一

超越科学史的一般用途

我为本文选择了一个具有煽动性的标题（编者注：原标题为Who cares about the history of science?），但其涵盖的问题并不仅仅是为了博人眼球。20 多年来，我作为一名科学史从业者与教师，以及近年来在英国科学史学会和其他类似组织的工作中，每天都要面对这个严肃而真实的问题。从公众、科学教育工作者和科学家那里，我们这些专业的科学史学者经常会受到质疑——我们的工作是否有用。对于我们的姊妹学科——科学哲学而言，情况也大致相同。伟大的物理学家理查德·费曼（Richard Feynman，1918—1988）曾经打趣道，科学哲学对科学家的作用就像鸟类学对鸟儿的作用一样。我担心他对科学史的看法可能会更糟，会将其比作古生物学，不过是沉迷研究那些早已灭绝的鸟类。

既然科学是一项不断进步的事业，我们为何需要历史？我们为何要关注科学的过去呢，它充其量可能被视为对现有科学的一种低劣近似，而最坏的情况下，它只是我们祖先幸免于难的一堆死胡同。回想一下科学教科书或大众媒体提到的科学史内容，我们就可以对这种观点有所了解。它们往往是“人文趣味”的故事，只作为科学内容介绍的“佐料”——英雄的科学家克服逆境的故事、悲情的科学家受制于人类极限并受环境阻挠的故事、幸运的科学家利用偶然事件取得重大发现的故事，或是古怪的科学家从事离奇实验或设想出天马行空理论的故事，等等。无论是奥古斯特·凯库勒（August Kekulé，1829-1896）梦见蛇咬自己的尾巴从而发现苯环的结构，亚历山大·弗莱明（Alexander Fleming，1881-1955）通过发霉的培养皿发现青霉素，抑或本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin，1706-1790）在雷雨中放风筝以证实闪电本质，还是伽利略·伽利莱（Galileo Galilei，1564-1642）从比萨斜塔上扔下小球来反驳亚里士多德物理学，这些故事都主宰着大众对科学史的想象。

这些故事中有许多属于神话，即便它们不像艾萨克·牛顿（Isaac Newton，1643-1727）因苹果落在他头上而发现万有引力定律那样简单易懂、广为流传[1]。我们科学史家在看到这类故事时，常常会嗟叹不已或愤愤不平；在我们义正辞严地谴责这些历史误区时，却往往忽略了一些重要的东西，即目的问题：我们编写和讲授历史的目的究竟是什么？在适当的情境下，通俗史料中的英雄故事或奇闻异事确实具有积极的作用：它们可以激励有志于投身科学事业的学生，或激发人们对科学过程的好奇心。当我们剥除这些神话时，我们应当思考我们用什么取而代之，以及目的何在。我们不仅要扪心自问什么是好的历史，还要追问学习历史有何益处。

我并非要反驳科学史家应该不遗余力地证明，像牛顿被苹果砸中而灵感突现之类的故事缺乏坚实的历史根据。我们当然应该这样做。而且，我们还应该提醒大众，万有引力这一概念在牛顿及其许多前辈和同时代人的思想中，经历了漫长而复杂的孕育过程。牛顿的真正成就不在于他构想出了万有引力的概念，而在于他将其精确地数学化，并应用于重要的天体和地球运行的解释；他在物理学方面的工作同其炼金术和神学思想密不可分。但是，我们也需进一步问：若人们理解了这些之后，会带来什么实际的益处？三十年前，约翰·海尔布朗[2]（2006年威尔金斯讲座教授）就曾敦促他的科学史同行更加认真地关注他所谓的“应用科学史”（applied history of science），即它在通识教育、科学教育和科学政策方面的用途[3]。

我们历史学家亟需突破我们想要正确理解过去的强烈愿望。我暂且不谈是否真的存在不加修饰的真相（更遑论独一无二的最佳理解）。我想强调的是，在谴责对历史不经意的歪曲时，我们往往落入另一个陷阱。这种错误始于一个本无可指摘的洞见：我们力图纠正的许多历史错误，本质上是将历史硬套进我们当下假设和关切的框架中。用赫伯特·巴特菲尔德（Herbert Butterfield，1900—1979）的话说：“研究历史的同时还用一只眼睛关注着现在，可以说是历史研究中一切谬误和诡辩的根源，首先便是最简单的年代错乱（anachronism）。[4]”巴特菲尔德主张反对“现时主义”（presentism），提倡“尝试用另一个世纪的眼光，而非我们当下的眼光看待历史”，由此实现“真正的历史理解”[5]。然而，如果我们全然遵循巴特菲尔德的建议，便可能陷入了我刚才说的陷阱。我们必须时刻牢记，无论如何挣扎，我们这些历史学家依旧是不可避免地身处当下。历史虽然是关于过去的，但历史的书写则是为当今现实服务的。为了避免“现时主义”的弊端，我们历史学家常常不愿考虑自身的现状，从而陷入“无我客观”的幻觉中。但倘若我们不考虑当下现状，就难以明确我们的目的。理解过去固然是必要的，但这种理解的意义必须建立在当下；我们必须阐明，对过去的误解将如何伤害我们，而对过去的更好理解又能怎样帮助我们。正如激进的美国教育家尼尔·波兹曼（Neil Postman，1931-2003）所言，我们应当质问“过去如何能改善我们的未来”[6]。

二

历史的功能：系统的观点

首先，让我们对科学史可能具备的功能进行一个快速系统的概述。我希望从区分科学史内部功能和外部功能开始谈起。如今“内史”与“外史”的传统划分已受到许多历史学者的高度质疑[7]，当然自有其理由。不过，我们可以找到一种既合理又有用的内外之分版本。例如，达德利·夏皮尔（Dudley Shapere，1928-2016）将“内部”理解为某一特定知识共同体所内化的内容。一门科学的内部考量建立在一套为该共同体所接受的信念体系之上。这些信念因其在指导科学探究方面表现出的成功与一致性，已不再受到具体且实际的质疑，“构成了科学用以变革自身领域，并建立进一步假设、方法、推理规则与研究目标的基础”。内外之分是“在对自然的探究过程中形成的，而非由神谕或哲学法令决定什么算科学，什么不算科学”[8]。

如今，科学史研究的重心多倾向于外部功能。科学史领域当前的趋势普遍将科学视为一种社会和文化现象，而学术界外部则痴迷于将科学看作推动技术创新和经济发展的动力，而不认为其本身具有值得追求的价值。因此，我们可以期望，对科学史更深入的理解将有助于我们更理智地应用科学，并在经济和制度层面更有效地支持科学发展。

本着关注被忽视内容的精神，我将重点关注科学史的内部功能。简而言之，核心问题是：研究科学的过去能否帮助我们改进当前的科学知识。尽管这并非历史学家思考的前沿问题，但一直以来都有利用科学史来提升科学教育的可敬传统[9]。科学史知识可以通过多种方式增进科学知识本身。为了更清晰地概念化这一点，我提出将科学史对科学的贡献划分为正统功能与补充功能（见图1）。在正统功能层面，历史知识可以帮助我们更深入地理解我们目前所掌握的科学知识。对于那些能够处理一些复杂问题的人而言，了解我们是如何获得现有知识的，可以为科学知识增加一层深度，从而对概念提供更细致入微的理解，也能对结果有更有把握的解释，否则我们可能会将这些结果简单地当作绝对真理来接受。我自己的许多研究都是朝着这个方向进行的[10]。

图1 科学史的功能

科学史的另一个正统功能是向我们传授科学方法。作为以其名字命名本讲座的三位重要人物之一，彼得·梅达沃（Peter Medawar，1915-1987）认为常规科学训练在这一方面远远不足。他在半个世纪前发出的感叹至今仍掷地有声：

如果你问一位科学家科学方法是什么，他会立刻露出一种庄重的神情，但又闪烁其词：庄重是因为他觉得自己应该发表意见；眼神躲闪则是因为他在想如何掩盖自己没有观点可表明的事实[11]。

科学家有必要接受科学方法的训练，当然，专业人士可以通过实践学习，但这还不够。采用历史视角是有益的，而不能总是沉浸在自身的狭窄专业领域之中。对于非专业人员来说，通过回顾历史来学习科学方法也是非常有用的，而且无需掌握当代科学的艰深技术细节。（对非专业人士的教育也与科学史的外部功能相关，因为对科学方法一无所知的人无法合理地指导科学政策。）

三

历史学作为“补充科学”的三大功能

现在，我想聚焦于更为不寻常且具有争议性的观点，讨论我称之为科学史的“补充功能”，即在科学本身无法企及之处生成并改进科学知识的能力。这与我所理解的“补充科学”的概念是一致的，也正体现了我对科学史和科学哲学这门学科使命的看法[12]。补充科学的存在之所以必要，是因为科学家在面对特定研究问题时，必须就其中一组假设达成共识，并依赖于正统的方法对其加以探究，而非任由研究被不受限制的质疑和无限的好奇心所干扰。正如托马斯·库恩（Thomas Kuhn，1922-1996）在描述他所称的“常规科学”（normal science）时所强调的[13]，这种狭隘的关注既必要又有效，但它也不可避免地导致对其他合理且具有科学意义的问题或观点的忽视（正统与补充之间的界限是由正统所处的位置所决定的，它虽具有一定的流动性与渗透性，但当人们试图突破这一边界时，常常感受到仿佛撞上了一堵砖墙）。还有谁能比科学史家与科学哲学家更适合研究科学知识中这些被忽视的方面呢？

1. 批判意识

我认为，科学史具有三大补充功能（图2）。首先是增强批判意识。在我自己的工作中，我发现历史是哲学家最好的批判工具之一。更普遍地说，学习历史是一种拓展认知视野的绝佳方式。其有两种不同的运作方式。

图2 科学史的补充功能

首先，对历史的理解能够揭示我们当下处境的偶然性。意大利历史学家与哲学家贝奈戴托·克罗齐（Benedetto Croce, 1866-1952）曾言：“只有历史判断才能将（人的）思想从过去的压力中解放出来。[14]”正如我此前所指，了解科学家们如何形成今日的正统观念，固然有助于我们理解当代科学，但同时也可能揭示，我们今天认为显而易见和必然的真理，实际上是源于历史上的特定决策，而这些决策本身充满偶然性，也可能有其他的发展路径。我是在阅读约翰·惠勒（John Wheeler，1911-2008）为托马斯·库恩及其同事所著的《量子物理史档案》（Archive for the History of Quantum Physics）前言时，才学到克罗齐的这句箴言[15]。

詹姆斯·库欣（James Cushing，1937-2002）的研究极好地体现了历史的这种解放功能。他的研究表明，量子力学的哥本哈根诠释之所以成为正统，是由于一系列历史偶然因素造成的，其中包括若干关键事件发生的先后顺序[16]。约翰·海尔布朗作为库恩在《档案》项目中的合作者，进一步详细分析了那段历史过程的一个关键方面，即尼尔斯·玻尔（Niels Bohr，1885-1962）周围的一群物理学家积极说服同行接受他们的新世界观，由此海尔布朗称这些人为“哥本哈根精神最早的传教士”[17]。即使是爱因斯坦（Albert Einstein，1879-1955）的担忧，在坚如磐石的哥本哈根正统观念面前也显得微不足道。有人或许会认为，爱因斯坦仅提出了哲学上的抱怨，而未能提出任何量子物理理论的代替方案。然而，正如库欣详细解释的那样，戴维·玻姆（David Bohm，1917-1992）实际上提出了一套极具可行性的替代理论，但他仍然受到冷落与忽视。事实上，爱因斯坦自己的相对论占据绝对主导地位本身就是一个极具偶然性的事件。当时完全有理由维持詹姆斯·麦克斯韦（James Maxwell, 1831-1879）、开尔文勋爵（William Thomson，1824-1907）、亨德里克·洛伦兹（Hendrik Lorentz，1853-1928）、亨利·庞加莱（Henri Poincaré，1854-1912）及其他伟大物理学家基于以太的理论。

除帮助我们认识当今科学的偶然性之外，研究过去还能更具体地拓宽我们的概念视野。人们常说“事实比虚构更离奇”，而实际上过去的科学可能会超出我们的想象，因为我们的想象通常受到我们当前认知环境的极大限制。小说家莱斯利·哈特利（Leslie Poles Hartley，1895－1972）在《送信人》（The Go-Between）的开头为我们提供了一句格言：“往昔如同异国，他乡自有不同风情。[18]”学习历史如同旅行，它能极大拓宽我们的视野。对于我们这些深入研读古老科学文献的人来说，常常会有拍大腿惊叹的时刻：没错！原来还能这样想！

一个简单的例子就能很好地说明这一点。天文学家威廉·赫歇尔（William Herschel，1738-1822）是天王星的发现者，也因1800年发现红外辐射而闻名于世。然而，赫歇尔本人及其同时代的许多人并不将后一项成就视为对红外线的揭示；对他们来说，赫歇尔所做的不过是通过棱镜将太阳光中的热质（caloric）从光线中分离出来罢了[19]。赫歇尔使用温度计测量太阳光谱的不同区域。他注意到，随着温度计接近可见光谱的红色一端时，加热能力逐渐增强，于是他测试了这一现象是否会延伸到红色以外的黑暗地带，并确实在那里探测到了显著的升温现象。赫歇尔向皇家学会提交关于这一发现的报告后，长期担任皇家学会会长的约瑟夫·班克斯（Joseph Banks，1743—1820）写信表达了赞赏之情：“我已将您的第二篇论文展示给卡文迪许先生[20]和我的一些朋友……大家都对辐射热可从辐射光中分离出来这一发现感到震惊。[21]”图3展示了赫歇尔本人对这一现象的描述，显示了“发热射线”与可见光的分布情况，明确地将它们区分为不同实体[22]。

图3 威廉·赫歇尔对太阳热辐射和光线的表述

2.恢复

除了开阔我们的思维之外，过去的科学体系本身亦有价值。这引出了历史的另一功能，即恢复曾遗失的科学知识。库恩提出过一个著名的论断，即当科学革命发生时，一些在旧范式中建立的知识很可能会遗失。他认为这是科学发展的正常过程，但历史学家应当怀有敬意，来思考我们从过去挖掘出的知识。若燃素说和拉瓦锡（Antoine-Laurent de Lavoisier，1743-1794）的氧气学说与热质化学都曾经为这些体系的实践者提供了对自然的有效理解，那么在这些知识原本适用的现象范围内，仍可能维持原有的解释力[23]。事实上，正统科学家仍以相似方式对待旧物理学理论的，如几何光学和牛顿力学，他们仍然把这些理论教授给每一位物理系学生。同样的尊重态度可以适度地扩展到正统科学现已摒弃的一些理论。

当谈及科学理论时，这种恢复旧知识的构想可能很难被广泛接受。当今的专家认为，旧理论的淘汰皆有其充分理由，因此理应被遗忘，我们很难违背这种观念。这就是为何在这种情况下，实验工作显得尤为宝贵，因为当我们直面那些现象时，更容易做出独立的判断。

1791年，马尔克-奥古斯特·皮克特（Marc-Auguste Pictet，1752-1825）在日内瓦发表了一项引人注目的研究，证实了辐射热的存在。他将两枚金属凹面镜相向放置，并在其中一面镜子的焦点处放置一个灵敏的温度计；随后，他将一个发热但不发光的物体放在另一面镜子的焦点处，结果温度计示数立刻上升。当他用一个冷物体（装满雪的烧瓶）做同样的实验时，真正令人惊讶的结果出现了：这一次，另一面镜子焦点处的温度计示数立刻下降！科学史上著名的热动力学理论先驱[同时也是位于伦敦的皇家研究院（Royal Institution）的创始人]伦福德伯爵（Benjamin Thompson，1753-1814）将此解释为“制冷射线”的作用，从而引发了一场争论，随即开展新实验支持该观点[24]。当面对这些看似与现代科学格格不入的早先报告时，历史学家可能会尝试确认上述现象能否重现；如果可以，那么我们即可恢复一段被遗忘的科学知识。在这种情况下，两位当代物理学家兼历史学家詹姆斯·埃文斯（James Evans）和布赖恩·波普（Brian Popp）成功复现了皮克特的实验，然而这一工作却鲜有关注[25]。

在另一案例中，许多科学史学家注意到浪漫主义文学巨匠沃尔夫冈·冯·歌德（Johann Wolfgang von Goethe，1749-1832）提出的与牛顿光学理论竞争的关于光和颜色的有趣理论。近期，一些科学史家和科学哲学家尝试复现歌德的许多有趣的光学实验，以便亲身理解他所研究的现象。[26]

接下来一个引人注目的案例出现于我在研究精妙绝伦的电化学早期历史时[27]。这是威廉·沃拉斯顿（William Hyde Wollaston，1766-1828）在1801年报道的一个实验[28]。他首先观察到某些金属被酸溶解，释放出氢气气泡。亨利·卡文迪许于1766年首次清晰地记录了这一现象，将锌丝浸入稀盐酸或硫酸中，则可非常容易且安全地观察到这一现象；锌会慢慢溶解，产生一串细小的氢气气泡[29]。现将银丝放入同一盆酸中，稀盐酸和硫酸不会与银发生任何反应，但只要让锌丝和银丝相互接触（无论是在溶液中还是外部），银丝和锌丝上就会立即冒出氢气泡。沃拉斯顿还在其他各种金属–酸–金属组合（在组合中，只有一种金属能溶于酸）中观察到了同样的现象。

图4 沃氏实验的当代复现，(a)和(b)均为在盐酸（HCl）中使用锌丝和铜丝

我尝试重复这一实验，将锌丝和铜丝置于盐酸中，结果立即取得了成功（见图4a和4b）[30]。若这个现象看起来令人困惑，不妨了解一下当时的背景：沃氏提出此实验时，科学界正激烈争论一年前才公之于众的伏打电堆[31]（电池）的工作原理。不难发现，沃氏实验的构相与伏打电堆相同：即有两种不同的金属浸于电解质[32]。在他看来，他的实验证明了锌和酸之间的化学反应会释放“电流质（electrical fluid）”，而银（或铜）只是将过量的电流质传导到液体中。随后，在电的作用下，酸中的水得以分解，银或铜的表面释放出氢气泡，而银或铜本身并不与酸发生化学反应[33]。若翻译成当代术语（见图5），沃氏的解释等同于，锌和酸之间的反应释放出电子，然后其中一部分电子传导至铜丝；当它们从铜表面逸出，便与酸中氢离子（H+）结合形成氢气。

图5 沃氏对其实验的理论描述的半当代复现

19世纪初的另一个简单实验则更清晰地说明了复原过程。1806 年，化学家与发明家查尔斯·西尔维斯特（Charles Sylvester，1774-1828）在一篇文章中描述了如下实验：“若在一块普通玻璃上涂抹一层薄薄的硝酸银溶液，并在其中心放置一根锌丝，不久则可见一棵美丽的银树，仿佛从锌丝上生长出来一样。[34]”读到这里，我感到难以置信：很明显，由于硝酸银溶液中锌-银的置换反应，锌丝会被一层银覆盖，但除此之外为何还会出现其他现象呢？再次，重复西氏的操作步骤则可容易验证这一点。图6a–d展示了我用铜丝代替锌丝，并且将硝酸银溶液（约1摩尔浓度）装入扁平的透明塑料封套中，而非涂在玻璃板上，由此来展示西氏实验的情况。

图6 西氏的银树，(a)4分钟后，(b)9分钟后，(c)26分钟后和(d)133分钟后

从这些封尘已久的科学宝库中重新公之于众的这些现象值得我们铭记并珍视。它们可能看似微不足道，但这种判断很可能受当前正统观念所影响。正如我们从弗莱明那发霉培养皿中了解到，一个看似微不足道的现象也能激发更重大的科学发展。关于恢复过去有价值事物的意义，法国历史学家与哲学家亨利·马鲁（Henri Marrou，1904-1977）曾言：“我将赋予历史一个基本功能，即重新体验从过去拯救出来的文化[珍宝]，从而丰富我的内心世界。”这些珍宝藏于：

遗落的社会或文明的怀抱中。但是，只要我们能够把握并理解它们，它们则可在我们心中重新焕发生机。从某种意义上说，它们在历史学家思想的萌芽中及将其重新引入的当代文化时，成为了新的客观实在，并获得了第二次历史生命[35]。

巴尔托德·尼布尔（Barthold Niebuhr，1776-1831）在他的著作《罗马史》（History of Rome）中更简洁地指出：“谁能把消失的事物重新召唤回来，可享有宛如创造新生般的喜悦。[36]”

3.延伸

现在，我想谈谈我称之为“延伸”的科学史功能，即扩展那些原本被忽视的，但又得以恢复的知识。虽然这听起来可能不太可靠，同样，如果我们着眼于实验而非理论，则可很容易证明我的观点。我将举几个我当前关于电化学和电池历史项目中的例子加以说明。

几乎每个成功复现的实验都会引出一些开放性的问题，人们可以通过进一步实验探究上述问题。事实上，这正是实验科学的本质所在。因此，在复刻前文提到的西氏的精妙实验后，我自然而然地产生了一些问题：这种现象是如何发生的？为什么该置换反应不会在银覆盖住铜表面后就此停止？为何后续生成的银还能在已有的银层上继续生长？西尔维斯特认为，当生成的银沉积在铜（或锌）表面时，这两种金属相互接触并在硝酸盐溶液的环境下形成伏打电堆；电流因此流向银沉积物的远端，并在那里进一步还原银。（以当代术语表述，即电子流向银树远端，在此与附近溶液中的银离子相遇，由此产生并沉积更多中性银）。这一解释具有相当的合理性，但验证其正确性会极具意义。此外，从理论上研究为何脱离铜的电子会穿过现有银树枝的末端，并同远端银离子发生作用，而非与毗邻铜表面的银离子结合，如此则导致整个铜表面迅速为银覆盖，从而停止伏打作用，这同样值得探讨。

在沃氏实验中也存在一个类似问题。惰性金属（在我的实验中为铜）到底起什么作用？对他而言，惰性金属仅负责接收由锌侧化学反应产生的过量的电。而在伏打看来，锌–铜接触本身才是导致电流生成的根本原因。这是伏打电的“化学理论”与“接触理论”之争的核心所在[37]。我们可以从一个全新的角度介入这场延续了200年的争论。例如，图7展示了沃氏实验的一个简单的变体，我在其中用金丝代替铜丝。当然，大部分气泡都从金丝表面冒出，尽管实际溶解在酸中的仍然只是锌。以当代术语言之，这表明金比铜更有效地从锌处“攫取”电子。当代物理学家完全可以理解这种现象，因为它源于双金属接触电势，而这种电势正是由不同金属表面的功函数差异导致的；但这种思维方式对于电化学家而言是陌生的，因为他们的概念框架源自旧的伏打电化学理论。

图7 用锌丝和金丝操作的沃氏实验

若我们回顾伏打最初的工作，又会发现一些值得深思的问题。与沃拉斯顿的实验不同，伏打在原始电池中采用的是盐水而不是酸。这引发了关于氯化钠（NaCl）溶液中电化学反应的有趣问题，尤其是电子被释放到溶液中时，它们会去向何方（它们会与溶液中的哪些阳离子结合）；当氯化钠伏打电池工作时，并未观察到氢气产生，更遑论生成金属钠了（见图 8）。为了使发生的现象更加明显，我将多个电池串联接至插入溶液的铜电极上，从而电子以极高的速率注入进饱和盐溶液中。伴随着“嘶嘶”声响，大量氢气从负极逸出。这一现象令人困惑，因为在NaCl溶液中并没有足量的H+离子以如此速率与电子结合（做过电解水实验的人都知道，即使在水中加入一些酸，其反应速率仍然较慢）。我得出的唯一结论是：在饱和盐溶液中，大量电子的涌入一定会导致 H2O 分子在电极上直接分解。与我交谈过的一些科学家对这一观点持怀疑态度，而另一些科学家则表示认同文[38]。如果我的想法是正确的，另一个有趣的问题是，为什么同样的情况在稀溶液中不会发生。尽管这背后的机制或许并不神秘，但详细解答这一问题将给予我们一定的启发。在负极产生氢气的同时，正极发生溶解并生成一种橙色沉淀，其成分尚不可知——它似乎并非氯化铜（蓝色）、氧化铜或氧化亚铜（红色或黑色）。

图8 为了解使用盐水作为电解质的伏打电池的作用而进行的半当代复现

关于上述现象，显然还有许多值得深入研究的内容。

许多历史学家会质疑我是否还在从事历史研究：这些工作不就是科学吗，根本不是科学史。这一问题并未给我造成很大困扰，因为我认为科学与科学史之间的界本身就是流动而可渗透的。而且，科学史的某些功能服务于科学本身的目标是完全合理的；毕竟，这也是我将其归类为“内部功能”的部分原因。然而，我在恢复和延伸过程中所提出并探讨的科学问题，之所以属于科学史（和科学哲学）的范畴，正是因为这些问题常常被当今科学家所忽视。这也再次印证了我所提出的“补充科学”的意义。

四

结 语

我希望前文已经进行了足够详尽的阐述，足以说明科学史可能具有改进科学知识本身的内在功能，尤其是通过补充性地恢复并延伸正统科学已遗忘的知识。现在，我想再次回顾一下全貌，作为本次报告的总结。

我虽然没有多谈及科学史的外部功能，但它与内部功能之间存在密切的平行关系。如若我们认为科学可为社会造福，那么了解使科学成为这种力量的历史将有助于我们维护科学运行机制的健康，从而使其源源不断地产生社会和经济效益。反之，若我们认为科学未能得到应有的支持，或其发展方式在应用与文化共鸣方面造成了负面的社会影响，那么学习科学史将有助于增强我们的批判意识，帮助我们恢复并延伸那些被遗忘的科学知识，以便拨乱反正。对于那些并不真正承认科学史的内部与外部功能有所区别的人而言，我提出的二者平行关系实际上可看作为一个连续体。我的观点受到保罗·福曼（Paul Forman，1937-）的启发，他曾敦促科学史学家“有义务自行判断科学的益处，并通过我们的历史研究和著述来推进此类裨益”[39]。相比之下，他对科学史家所接受的“极端…智识层面的屈从”表示不满，而哲学史、文学史、视觉艺术史和音乐史领域的学者却往往能作为评论家行使独立判断[40]。

我还想指出另一组平行关系，即科学史的功能与其他历史分支功能之间的关系。在这一层面，我们可以更清楚地看到，所谓的“平行”实际上也应被理解为一种连续性。不可否认，科学是人类社会和文化不可分割的一部分，因此，科学史在很大程度上也应与记录人类其他生活方面的历史并无二致。毕竟，我所引用的一些灵感来源，如克罗齐、马鲁和尼布尔，他们根本就不是科学史家。这种连续性的特别重要之处在于，它提醒我们，在研究科学史时，不应回避探讨过去对当今智识和社会方面的相关意义。

最后，我想再谈谈我在本次报告开头提出的一个论点。我注意到，历史常被用来激发人们对科学的好奇心并为科学提供灵感，而这种动机往往会助长对历史的歪曲和过度简化。我希望我的发言能在某种程度上表明，好奇心和灵感的激发，并不必然与以充分、公正的方式对待历史相冲突。

参考文献及注释

[1] 其实，还有一个更有趣的故事（我的大学同学Li Ho跟我讲的）：万有引力其实早在牛顿发现之前，就被一个躺在榴莲树下的东南亚人发现了，但他没能活着告诉其他人这件事。

[2] 约翰·海尔布朗（John Lewis Heilbron，1934—2023），美国科学史学家，以其在物理学史和天文学史方面的工作而闻名，曾任加州大学伯克利分校副校长、历史学教授。——译者注。

[3] John L. Heilbron, “HSS lecture: applied history of science”, Isis, 78 (1987).

[4] Herbert Butterfield, The Whig interpretation of history, G. Bell and Sons, 1931, p. 32. [译者注：年代错乱（Anachronism）是指在某种安排中出现的时间上的不一致，尤其是将人物、事件、物品、语言表达或风俗习惯等来自不同时代的元素并置于同一语境之中。当以当代视角来评论或诠释历史，这种做法被称为“现时主义”。现时主义是历史研究中的重大误区，应当加以警惕并尽力避免。]

[5] Ibid., p. 16.

[6] Neil Postman, Building a bridge to the 18th century: how the past can improve our future, Random House, 1999.

[7] 参见Steven Shapin, “Discipline and bounding: the history and sociology of science as seen through the externalism –internalism debate”, History of Science, 30 (1992).

[8] Dudley Shapere, “External and internal factors in the development of science”, Science & Technology Studies, 4 (1986), p. 6.

[9] 几十年前，詹姆斯·布赖恩特·科南特（James Bryant Conant，1893—1978）在哈佛大学的通识教育项目中引领了通过历史讲授科学的教学方法，而杰拉尔德·霍尔顿（Gerald Holton，1922—）及其同事们在以历史为框架的“物理项目课程”取得了巨大的成功；参见Holton, “The Project Physics course: then and now”, Science & Education, 12 (2003). 目前，国际历史、哲学与科学教学组织（IHPST）协调和推广了大量的相关活动，网址为http://ihpst.net/ (accessed 6 September 2016). 另一项值得注意的事业是道格拉斯·奥尔钦（Douglas Allchin）的SHiPS（一个为科学教师提供社会学、历史和科学哲学资源的研究中心），网址为http://www.shipseducation.net/ (accessed 6 September 2016).

[10] 例如，参见 Hasok Chang, Inventing temperature: measurement and scientific progress, Oxford University Press, 2004, 以及 Hasok Chang, Is water H2O? Evidence, realism and pluralism, Springer, 2012.

[11] Peter Medawar, Induction and intuition in scientific thought, Methuen, 1969, p. 11.

[12] 关于这一观点的全面阐述，参见 Chang, Inventing temperature, op. cit., ch. 6.

[13] Thomas S. Kuhn, The structure of scientific revolutions, University of Chicago Press, 1962.

[14] Benedetto Croce, History as the story of liberty, trans. Sylvia Sprigge, Norton, 1941, p. 48.

[15] Thomas S. Kuhn, John L. Heilbron, Paul Forman and Lini Allen, Sources for history of quantum physics: an inventory and report, American Philosophical Society, 1967, p. v.

[16] James T. Cushing, Quantum mechanics: historical contingency and the Copenhagen hegemony, University of Chicago Press, 1994.

[17] John L. Heilbron, “The earliest missionaries of the Copenhagen spirit”, in Science in Reflection. Boston Studies in the Philosophy of Science, vol 110. ed. by Ullmann-Margalit E, 1985.

[18] 戴维·洛温塔尔（David Lowenthal，1923—2018）曾用哈特利的箴言作为其历史学论文的标题，即David Lowenthal, The past is a foreign country, Cambridge University Press, 1985.

[19] 关于这段插曲的详细叙述，参见Martin Hilbert, “Herschel’s investigation of the nature of radiant heat: the limitations of experiment”, Annals of Science, 56 (1999); Hasok Chang and Sabina Leonelli, “Infrared metaphysics: the elusive ontology of radiation”, Studies in History and Philosophy of Science, 36 (2005).

[20] 此处应指亨利·卡文迪许（Henry Cavendish，1731—1810），他一生在自己的实验室中工作，被称为“最富有的学者，最博学的富豪”。他毕生致力于科学研究，在化学、热学、电学方面进行过许多实验探索，如空气的组成、测出引力常量数值、推算地球密度等。——译者注。

[21] Banks to Herschel, 26 March 1800, in The Herschel chronicle: the life-story of William Herschel and his sister Caroline Herschel, ed. by Constance A. Lubbock, Cambridge University Press, 1933, p. 266.

[22] William Herschel, “Experiments on the solar, and on the terrestrial rays that occasion heat; with a comparative view of the laws to which light and heat, or rather the rays which occasion them, are subject, in order to determine whether they are the same, or different. Part 2”, Philosophical Transactions, 18 (1809)；此次复制的图是第十三版图版上的图12。未经删节的原文载于Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 90 (1800), pp. 437- 538；在该版本中，该图无“Heat making Rays”标识。

[23] 关于此事件（化学革命）的详细叙述，参见 Chang, Is water H2O?, op. cit., ch. 1.

[24] 关于事件详情，参见 Hasok Chang, “Rumford and the reflection of radiant cold: historical reflections and metaphysical reflexes”, Physics in Perspective, 4 (2002).

[25] James Evans and Brian Popp, “Pictet’s experiment: the apparent radiation and reflection of cold”, American Journal of Physics, 53 (1985).（译者注：张夏硕在演讲时讲道，除自己写历史学论文时引用过此文，该论文还未被其他人引用过。）

[26] 例如，参见 Emir Korkut, Newton through the prism of Goethe, self-published, 2011; Olaf Müller, “Prismatic equivalence: a new case of underdetermination: Goethe vs Newton on the prism experiments”, British Journal for the History of Philosophy, 24 (2016).

[27] 对促成这一阶段的工作，我要感谢许多同事，特别是伦敦大学学院的 Daren Caruana和 Rosemary Coates，以及剑桥大学的Peter Wothers（译者注：Daren Caruana 为伦敦大学学院物理化学教授，Rosemary Coates 当时为伦敦大学学院化学系博士研究生；Peter Wothers 为剑桥大学化学系教学教授）。

[28] William Hyde Wollaston, “Experiments on the chemical production and agency of electricity”, Philosophical Transactions, 91 (1801), p. 427.

[29] 如果锌丝上有氧化层，则需要过一段时间才会出现气泡。

[30] 关于我复现沃拉斯顿及其他类似实验的细节，请参见 Hasok Chang, “How historical experiments can improve scientific knowledge and science education: the cases of boiling water and electrochemistry”, Science & Education, 20 (2011).

[31] 伏打（Alessandro Volta，1745—1827）发明了世界上第一个发电器，也就是电池组，伏打电堆开创了电学发展的新时代。伏打电堆是由多层银和锌叠合而成，其间隔有浸渍水的物质，亦称伏打电池。这一发明，不但促进了金属化学性质的研究，也使电学研究进入了量化阶段。——译者注。

[32] 然而，伏打本人并不是这样看待他的电池堆中的单元元件的：对他来说，电池是一对接触的金属，上面有一层湿的物质，以便与下一个电池单元进行非金属传导。

[33] William Hyde Wollaston, “Experiments on the chemical production and agency of electricity”, Philosophical Transactions, 91 (1801), pp. 428–429.

[34] Charles Sylvester, “Observations and experiments on galvanism, the precipitation of metals by each other, and the production of muriatic acid”, [Nicholson’s] A Journal of Natural Philosophy, Chemistry, and the Arts 14 (1806), p. 96.

[35] Henri-Irénée Marrou, The meaning of history, Helicon, 1959, pp. 260–261. 我感谢 David d ‘Avray 向我介绍 Marrou 的作品（译者注：David d’Avray为伦敦大学学院历史系教授）。

[36] 查尔斯·莱尔（Charles Lyell，1797—1875）引用了尼布尔的论述，之后莱尔的引用又被罗伊·波特（Roy Porter，1946—2003）采纳，最终波特的引述出现在詹姆斯·西科德（James Andrew Secord，1953—）的文章中，James A. Secord, “Knowledge in transit”, Isis 95 (2004), p. 672.（译者注：Charles Lyell英国地质学家，他是均变说的重要论述者；Roy Porter曾任伦敦大学学院医学社会史教授； James Andrew Secord 为剑桥大学科学史与科学哲学系荣休教授，现任英国科学史学会主席。）

[37]有关这场辩论的详细说明，请参阅 Helge Kragh, “Confusion and controversy: nineteenth-century theories of the Voltaic pile”, in Nuova Voltiana: studies on Volta and his times, vol. 1, ed. by F. Bevilacqua and L. Fregonese, Hoepli ,2000, pp. 133–157; 在线访问网址为http://ppp.unipv.it/pagesIT/NuovaVoltFrame.htm. (accessed 6 September 2016).

[38] 关于此项实验及其他相关实验工作的详细报告，请参阅 Hasok Chang, “How historical experiments can improve scientific knowledge and science education: the cases of boiling water and electrochemistry”, Science & Education , 20 (2011), 特别是文章的第五部分。

[39] Paul Forman, “Independence, not transcendence, for the historian of science”, Isis 82 (1991), p. 86.

[40] Ibid., p. 77. 我不确定福曼是否会完全赞同我的想法，因为他似乎暗示，科学史的批判立场需要侧重于社会分析。然而，我确实相信他会支持对科学知识质量做出独立判断，正如他在自己早期的作品中所做的那样，包括关于魏玛物理和量子电子学的经典论文。

作者简介

张夏硕（Hasok Chang，1967-）剑桥大学科学史与科学哲学系主任、汉斯·劳辛讲席教授，现任国际科学史与科学哲学联合会（IUHPS）科学技术史分部副主席，曾任英国科学史学会主席。研究领域包括18世纪以来的化学史、物理学史和哲学；科学哲学等，著有《发明温度：测量与科学进步》（Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress）、《水是H2O吗？证据、实在论与多元主义》（Is Water H2O? Evidence, Realism and Pluralism）等。

关于威尔金斯-贝尔纳-梅达沃讲座：

威尔金斯-贝尔纳-梅达沃讲座（Wilkins-Bernal-Medawar Lecture）是由英国皇家学会每年举办的一场公众讲座，其最初由威尔金斯讲座（侧重科学史）、贝尔纳讲座（侧重科学的社会功能）和梅达沃讲座（侧重科学哲学）三项独立讲座组成，每三年轮流举办；后于2007年正式合并，同时颁发威尔金斯-贝尔纳-梅达沃奖章（及奖金2000英镑），旨在表彰在科学史、科学哲学或科学社会功能相关领域的卓越贡献。其命名源于三位杰出学者：威尔金斯（John Wilkins，1614-1672），皇家学会创始人之一；贝尔纳（John Desmond Bernal，1901-1971），晶体学家和社会活动家，著有对科学史和科学社会学领域具有里程碑意义的《科学的社会功能》（The Social Function of Science）；梅达沃（Peter Brian Medawar，1915-1987），生物学家、科学作家，1960年诺贝尔生理学或医学奖得主，被誉为“移植之父”。张夏硕是2015年该奖获得者，后于2016年进行了讲座报告。

2025年威尔金斯-贝尔纳-梅达沃奖章授予曼彻斯特大学现代英国史教授萨迪娅·库雷希（Sadiah Qureshi），以表彰她在科学、种族与帝国等相关领域所展现出的卓越成就和国际认可的专业造诣，以及她近期关于自然界灭绝作为一种相对现代概念的重要出版成果——《绝迹：不寻常的灭绝史》（Vanished: An Unnatural History of Extinction），其研究恰逢其时、意义深远。

本文经作者授权翻译发表于《返朴》，原文译自Chang, Hasok. “Who cares about the history of science?.” Notes and Records: The Royal Society Journal of the History of Science 71.1 (2017): 91-107.http://doi.org/10.1098/rsnr.2016.0042，有删减。

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