科学的社会功能 [英]j[1].d.贝尔纳-第25章

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要完成这样的任务仍然是意味深长的。不用说，由于科学帮助满足了战争的需要，战争需要也同样地帮助了科学事业。首先，战争需要提供了金钱来养活科学家，其次，战争需要提出了一些难题，促使科学家把注意力集中在这些问题上面，并且在实践中来检验自己的科学猜想。

　　火药　随着火药的采用或发明，在中世纪的衰落时期，科学与战争之间产生了一种新的重要联系。火药本身是人们对盐类混合物进行一种半技术、半科学性质的研究的产物。火药的采用对军事技术产生了显著的影响，而且还通过军事技术对经济发展产生了显著影响，帮助促成了封建制度的解体。

　　战争变得越来越费钱，而且需要多得多的技术。这两种需要都对市民和他们所支持的国王有利，而对贵族不利。职业军人对火药在理论上并不欢迎。弗鲁瓦萨关于克雷西之战的描写为此提供了一个有趣的例证。其原文如下：　　“英国人仍然毫无动静，而是发射了他们拥有的一些射石炮去吓唬热那亚人。”在后来的一种版本中，弗鲁瓦萨为了讨好英国宫廷，把有关射石炮的字样全部删掉了。他觉得，由于某种原因，这会使英国人显得不光明正大。这便是传到后代写在我们学校课本中的那段记载。这段记载所大力宣扬的是英国弓箭手的英勇精神。从这里可以看出，军人阶层抱着鄙夷的态度利用技术人员，并不是什么新鲜的事。

　　火药后来在许多方面促进了科学。提高火药质量、改进大炮构造、提高射击准确率的需要不仅为化学家和数学家提供了生活出路，而且这些需要所提出的问题变成了科学发展的焦点。爆炸的化学反应过程促使人们去研究燃烧的性质和气体的特性。这方面的研究后来就成为十七和十八世纪现代化学理论的基础。爆炸现象的物理学问题促使人们去研究气体的膨胀，并从而促成蒸气机的发明。不过更直接的原因是因为人们看到把炮弹从大炮中推出去的巨大力量，因而想把它用于较为温和的民用目的。大炮的制造为冶金业和采矿业提供了一个巨大推动力，而且相应地推动了无机化学和冶金学的发展。德国南部和意大利北部十五世纪的巨大技术发展，主要是战争对大炮和贵重金属的集中需求所引起的。当时，在德国南部和意大利北部，各种机械工业基地、资本主义经济和现代科学都应有尽有。

　　大炮和文艺复兴　炮弹的飞行给人带来的新的力学观念，至少具有同等的革命作用。在大炮出现以前，根本不可能有现代力学。过去，人们认为，一个物体只有在被人不断地推动或自然落下的时候才会移动。随着大炮的采用，人们第一次同这种观念决裂了。那时，布里丹以为：一个抛射体具有一种新的力量，反之亦然。一些炮手和数学家把这一见解进一步加以发展。这些人中包括了两个最伟大的科学家列奥纳多·达·芬奇和伽利略。他们两人都直接参预军事事务。

　　列奥纳多写给米兰公爵的一封求职信是一个可以说明科学家与战争之间存在必然联系的典型例子：“最杰出的先生，我已经看过而且研究了所有自称为军器发明技术大师们的试验，而且发现他们的设备与普通使用的并没有什么重大差别。我特向阁下报告我自己的某些秘密发明。兹将其一一简述如下：
　　　　（1）我有一套建造轻便桥梁的方法。这种桥梁便于运输，可用于追击或击溃敌军；还有建造其他比较坚固的桥梁的方法。这种桥梁不怕火烧刀砍，易于升降。我也有办法烧毁敌人的桥梁。

　　（2）在攻城时，我知道怎样排去护城河的水流和怎样建造云梯之类的设备。

　　（3）又；如果由于敌方阵地居高临下，十分坚固，无法加以炮击，只要敌垒的基础不是岩石构成的，我自有办法埋设地雷炸毁敌垒。

　　（4）我还知道怎样制造轻型大炮。这种大炮易于搬运，可以射出燃烧物，燃烧物发出的烟雾可以使敌军丧胆，造成破坏并引起纷乱。

　　（5）又；我可以悄悄地挖掘狭窄而弯曲的地道，通往无法到达的地方，甚至可以通往河底。

　　（6）又；我知道怎样建造坚固的带盖的车辆，把大炮运进敌军阵线、不论敌军如何密集都无法加以拦阻，步兵可以安全地跟随前进。

　　（7）我能够制造大炮、臼炮和投火平等等，其外形既实用又美观，与目前使用的都有所不同。

　　（8）在无法使用大炮的情况下，我可以改用石弩和目前还没有人知道的其他巧妙的投射武器；总之，凡是遇到这种情况，我都能不断想出攻击的办法。

　　（9）如果进行海战，我也有无数用于攻守的最厉害的武器；有防弹防火的船只；还有火药和易燃物。

　　（10）我自信在和平时期，在建筑方面、在建造公私纪念碑方面、在开凿运河方面，我比得上任何人；我会雕塑大理石像、铜像和泥像；我在绘画上也不比任何人差。我尤其愿意负责雕刻永远纪念你的父亲和十分杰出的斯福萨家族的铜马。要是你认为上述事项中有哪一些办不到或者不切实际的话，我愿意在你的花园或阁下乐于选择的任何其他场所当场试验。我卑恭地自荐如上。”——《大手稿》（CodiceAtlan－tico），第391页以下。

　　列奥纳多在笔记本中记下的大量有关军事的数据说明他的主要兴趣在于军事。他的主要兴趣究竟是不是这样，那是无关宏旨的。在这里有关系的是：只是靠了自称有这么大的军事才能，他才获得了那么重要的职位。伽利略自己就是帕维亚大学的军事科学教授，而且他所以能够把自己发明的望远镜卖给威尼斯元老院，完全是由于它在海战中有用处。不过早期的科学家们有时也对自己的发明遭到滥用的现象感到不安；例如，为弹道学奠定基础的塔塔格里亚在为《投弹技术》一书所写的序言中写道：“当我1531年居住在韦罗纳市时，我有一个亲密朋友是旧城堡的军械长。他是一个十分精通本门技术的有经验的人。他的天赋也极好。有一天他问我怎样瞄准才能使大炮具有最大的射程。我对大炮毫无实际知识，因为我一生中从来没有用火器、火绳枪、射石炮或者短枪射击过，但是我不想使朋友扫兴，还是答应很快向他提供这个问题的答案。（接着他叙述了自己着手解决这个问题的经过。）结果，我就打算写出一篇关于炮击技术的论文，而且我想只试验几次，就使这种技术达到完善的地步，使人们在一切情况下都能瞄准射击，因为亚里士多德在《物理学》第七卷第20节中说过：‘个别试验是普遍性的科学的基础。’可是在这以后，有一天我在独自思考想到这种技术可能损坏邻国、可能毁灭人类、特别是可能毁灭彼此之间不断发生战争的基督教徒，而我却想使这种技术臻于完善，我觉得这实在是一桩应该受到谴责的事，一桩可耻的事，一桩野蛮的事，应在上帝和人类面前受到严厉惩罚。因此，我不但把这种研究完全置诸脑后，转而从事其他工作，而且把自己关于这一课题的计算和笔记全都撕掉烧毁。我对于自己在这方面花费了大量时间感到羞愧和懊悔，决心不再为了讨好朋友或传授这类材料而把不由自主地留在记忆中的东西写成文字，因为这类题材是一种重大的罪过，是灵魂堕落的表现。”不过由于土耳其人恰好在最最虔诚的基督教国王法国国王的挑动下，马上就要进攻意大利了，他又改变了主张：“但在今天，由于眼看凶猛的恶狼就要冲向我们的羊群，而且看到我们的牧羊人已经联合起来共同防御敌人，我感到再把这些东西保密起来就不妥了。我决定把这些东西，部分书面发表、部分口头发表，以便造福于基督徒，使大家不论在进攻共同敌人的时候或者在抗击敌人进攻实行自卫的时候，都处于更加有利的地位。我在此刻很后悔自己一度放弃这项工作，因为我确信，要是自己坚持下去，我本来会发现一些极有价值的东西，因为我仍然希望找到……我希望爵爷们不会轻视我的这本著作，以便更好地向阁下最杰出的政府的炮兵传授有关他们的技术的理论，并且使他们能够更熟练地加以应用。”实际上，塔塔格里亚的著作和几乎所有弹道学家的著作对于炮击实践并没有多少实用价值，但它们却证明很有助于力学的发展。把根据炮击实践提出的问题得出的新的力学概念和天文学概念结合起来的工作还有待于牛顿去完成。当时，天文学本身由于航海的需要，正在积极发展，因而已经部分具有军事性质、部分具有商业性质。科学不仅在天文学和力学方面同战争发生联系；而且，现代物理学在很多地方还得力于盖里克所发展的真空技术和摩擦电。他是古斯塔夫斯·阿道弗斯①在三十年战争中的总军需官。他利用自己的地位进行了大规模的试验。

　　战争和工业革命　科学和战争之间的这种联系一直不断地维持到现代。现代化学之父拉瓦锡是法国兵工厂“火药管理处”的主管。法国炮兵学校是在十八世纪中唯一系统地教授科学的地方。十八世纪后期和十九世纪初叶的大多数伟大数学家和物理学家都是在那些学校里受业的。这类学校的另一个产物便是拿破仑。他是第一个受过科学教育的军人。这和他的成就并不是毫无关系的。十八和十九世纪的伟大技术发展，特别是用煤来大规模熔化铁的方法以及蒸气机的采用都是规模越来越大的战争要求，制造大量大炮的直接结果。蒸气机器缸的精密镗孔工艺应归功于威耳金森的改进。正是由于这种精密的镗孔，瓦特的高效率的蒸气机才变得同以前的气压机在实践中大不相同。而威耳金森所以能够有所改进，则是由于他在镗制炮管的过程中取得了经验。朗福德在同一领域中发现了热工当量。这就为一切热力机提供了基本理论。

　　十九世纪　十九世纪初叶的长期和平使战争对科学的相对重要性（但不是绝对的重要性）有所减少。例如，蒸汽机车就是同军事需要关系不大的几项主要发明之一。染料的发展证明是和炸药的发展同等重要的推动化学进步的力量，虽然这两者的化学过程是密切相关的。不过将近十九世纪末叶、特别是在普法战争之后和帝国主义竞争开展以后，战争对科学的作用又开始再度变得越来越重要了。一方面，重金属工业愈来愈仰赖于大炮和军舰的定货，另一方面，人们还在建立新的化学工业，以便在前此无法设想的规模上提供炸药。大规模钢铁生产是一项对现代机械文明几乎比任何其他因素贡献都要大的技术发展。可是大规模钢铁生产却是战争需要所直接促成的。贝塞麦在1854年克里米亚战争开始时就发明了一种来复线大炮，可是却找不到经得起这种张力的铁，因而才去从事钢铁生产的研究而且大获成功，与此同时，交通运输工具电话、无线电、汽车运输而特别是飞机等等的改进，使人们有可能一次调动和指挥几百万人，同时食品贮存方法和医疗设施的改进，也使这几百万人可以不受饥馑和疾病的影响而生活多年。

　　直到经历过上次大战以后，人们才充分认识到这对战争来说意味着什么。在这以前，虽然有个别目光远大的科学家明白自己的工作正为人类带来怎样的前景，不过大多数人却认为，科学已经使战争变得如此恐怖，再也没有哪个国家想从事战争了，并以此自慰。发现热工当量的焦耳，对于科学对战争的贡献不抱什么幻想，不过他也和塔塔格里亚一样，在涉及本国的时候持保留态度。

　　“这些便是科学的正当目标。值得人们深深遗憾的是：科学又有了一个很不相宜的目标，而且这个目标的重要性还逐渐惊人地有所增加。这便是改进战争技术和相互残杀的工具。我知道，有人认为，这些改进会使战争的破坏力变得更大，因而往往会使战争打不起来。我认为持有这种见解的人毫无常识。我相信战争不仅会具有越来越大的破坏性，而且会更加激烈。个别战役肯定会变得很短而且立见胜负，但是，这一定会使得各个国家迅速兴起或迅速衰亡，并且使得边界和宪法变动不定，最终必然会败坏文明本身而使和平局面无法维持。所以科学由于致力于一个不适当的目标，最后可能会自掘坟墓。就这个问题而言，对于有人滥用科学来达到个人或国家的扩张目的，我们也不能不表示遗憾，因为，其结果只能是弱小种族灭亡，强大的种族占有其废墟。我这番话是指一般战争。我并不想毁谤人们为保卫大不列颠的完整和自由所作的努力。我们是迫不得已而这样做的，值得庆幸的是：我们对目前欧洲军事形势毫无责任。”——根据克劳瑟著《十九世纪的英国科学家》，第140页。

　　世界大战中的科学　尽管从技术上和科学上来说大战的准备工作规模极大，人们却发现随着战争实际局面的发展，这些准备工作完全不足以应付需要。在战争期间，科学家们第一次发现自己成为各自政府不可或缺的人物，而不是可有可无的人物了。的确在一开头，对这些人才的使用，存在严重浪费现象。本来可能成为本世纪英国最伟大的实验物理学家的莫斯利竟被派前往加里波里并在那里阵亡了。英国的一位主要物理学家建议为陆军组织一个气象机构，人们却告诉他说：英国士兵能在任何气候中作战。只是在英军在弗兰德泥泞地带发动几次攻势遭到重大伤亡之后，才设立了这个机构。

　　不过随着战争拖延下去，政府就把科学家们留在国内，以便改进现有的毁灭性武器、发展新武器和应付敌国新发展的武器。空中战争和化学战争是大战期间科学事业的两项福音。不过在战争条件下进行科研浪费惊人。往往要在物资和准备工作都不充分的情况下，在短短几星期中设计出新方法并投入生产。这自然造成物资的极度浪费和生命的重大损失。

　　协约国为了应付德国人制造的毒气，不顾化学家和工人的死亡或伤残，加紧发展毒气生产。同样，飞机制造有长足进步，然而在物资和生命方面却付出了重大代价。尽管这样，很显然，在战争的刺激下，科研成果付诸应用的速度仍然比和平时期活动表面上具有的限度快好几倍。这表明：在和平时期，科学的进步并不是受到内在因素的限制，而是受到外在的经济和政治因素的限制。

　　战争促成了国家组织的科研工作　大战爆发后不久，在德国境外就可以看出，各国科学的发展、特别是训练有素的科学家的人数完全不足以应付军事形势的需要。德国人的自然资源要少得多，在战争的大部分歧间，他们却能够在技术上和军事上掌握主动权。德国和协约国士兵阵亡的比例为一比二，德国人每丧失一架飞机就要打下六架对方的飞机，这一点是意味深长的。因此，战争、而且只有战争才能使各国政府痛感到科学研究在现代经济中的极大重要性。英国通过成立科学和工业研究部而公开承认了这一点。这个部主要是为满足平时备战需要而设立的。例如，我们在1934年的报告书中看到这段话：“人们过去一直要求英国工业和科学更加密切地并肩前进，战争的环境使他们的呼吁更显得有力，因为战争环境空前有力地说明：有了可以在工业中利用的科学发现却不再继续采取措施，那会产生什么后果。例如，我们很快就发觉：我国不幸主要得依赖国外来供应某些作战上极为