讲述科学史的独特角度

——《科学大师的失误》编辑手记

             文/ 陈静（北京大学出版社副编审）

戴维为何会与法拉第反目？迈克尔逊、欧拉为什么感到遗憾？ 爱因斯坦一生中干的最大的蠢事是什么？ 伽利略错在何处？为什么哈伯获得诺贝尔奖了还遭人鄙视？哈恩为何为自己的发现后悔？为什么约里奥-居里夫妇一而再再而三地错失良机？霍金到底做了什么不光彩的事？……

这许多的疑问都可以在杨建邺教授的《科学大师的失误》中找到答案。正如伟大的英国物理学家麦克斯韦所说：“科学史不限于罗列成功的研究活动。科学史应该向我们阐明失败的研究过程，并且解释，为什么某些最有才干的人们未能找到打开知识大门的钥匙，而另外一些人的名声又如何大大地强化了他们所陷入的误区。”《科学大师的失误》的选材角度恰好验证了麦克斯韦的话，讲述数十位著名科学家或败走麦城、或错失良机、或留下污点的故事。如果将书中的26讲，看成一条特别的“线”，这条“线”恰恰串起了科学史上著名的“失败”与“错误”。

作为一名长期从事科学史图书出版的老编辑，虽然本书中的很多故事都似曾相识，但其独特的视角和鞭辟入里的分析仍让我一睹为快，尤其是关于希尔伯特“越俎代庖”的迷之自信和关于歌德鲜为人知的性格描写，忍不住要特别分享一二。

读者也许还记得华罗庚曾说：“宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之变，生物之谜，日用之繁，无处不用数学。”今天，数学甚至在人文科学领域也发挥着“无所不在，无所不能”的力量。在20世纪的数学界拥有执牛耳地位的希尔伯特决定“越俎代庖”，直接参与到物理学的革命进程之中。他一心想用公理化方法来改造物理学，并且自信地认为，能担此重任的，非他不可。十年之后，希尔伯特的“越俎代庖”并未成功，最终只能长叹一句：“物理学还得由物理学家来干，数学家干不了！”

为什么希尔伯特会有此等的“野心勃勃”？狄拉克说过：“数学是特别适合于处理任何种类的抽象概念的工具，在这个领域内，它的力量是没有限制的。正因如此，关于新物理学的书如果不是纯粹描述实验工作的，就必须基本上是用数学形式和方法来描述的。”由此，我们不难理解希尔伯特曾经的豪言壮志了。

希尔伯特的努力也并未全然无效，至少有两件事可以让他在物理学家面前自豪的。一是希尔伯特曾经因为更懂四维时空的数学，能够采用比爱因斯坦更直接的方法来论述性对论。另一件事则让希尔伯特几乎“沾沾自喜”了。当玻恩和海森伯用“矩阵代数”建立起微观世界的力学——矩阵力学时，希尔伯特就以数学家的敏锐提出：“根据我的经验，每当我在计算中遇到矩阵时，它们多半是作为波动微分方程的特征值出现的。因此，你们那个矩阵也应该对应一个波动方程，你们如果找到了那个波动方程，矩阵也许就很容易对付了。”但这两位物理学家并没有重视希尔伯特的建议，去找出那个“波动方程”，也许他们打心底里认为希尔伯特根本不懂量子力学吧。结果不久，却让薛定谔找到了这个波动方程，即如今鼎鼎大名的“薛定谔方程”。

     我们很难评价希尔伯特投身物理学研究的那十年是多大的“失误”，也无法假设如果玻恩和海森伯多谦虚那么一点，科学史是否就能重写这一节。历史总是在这种成功与失败中螺旋前进，不仅数学家和物理学家如此，生物学家、化学家、宇宙学家等各个领域都如此，而其中折射出来的深刻教训都让读者唏嘘不已，例如子虚乌有的N射线却一度激起了法国科学界的狂热反应，PCR技术引起的官司让曾获得过诺贝尔生理学或医学奖的科恩伯格无地自容……这些科学史上的“阴暗面”至今仍值得我们引以为戒。此外，当玻尔的理论理论和J.弗兰克的实验相冲突时，当戴维看到法拉第“青出于蓝而胜于蓝”时，当达尔文收到华莱士的信中谈到进化论时……他们内心的矛盾和挣扎也纤毫毕现。 

我们熟悉的诗人、作家歌德，20多岁时就写下《少年维特之烦恼》，还是个优秀的画家，但很少有人了解到，歌德同时在科学领域也作出了令人称赞的发现——他曾在植物学、矿物学等领域取得了有进展的研究，遗憾因其在艺术领域的名气掩盖了，幸而在北京大学出版社引进出版的《科学的旅程》一书中就专门肯定了他的科学贡献。在《科学大师的失误》中，歌德并不是主角，而是在讲述高斯的故事时，用歌德作为类比。我们在这里看到了一个更丰富、更立体的歌德形象，他在受到王室赏识时会受宠若惊，总是表现出一副卑躬屈膝的样子。对此，贝多芬直言不讳地劝他说：“您大可不必这样去敬重他们，您这样做是不妥的……”他们俩一起挽手散步，迎面走来了王后和公爵们。贝多芬小声交代歌德：“挽着我的手别松开，他们该给我们让路。”但歌德还是撇开了贝多芬的胳膊，站在路旁鞠躬如仪；而贝多芬则不同，他径直穿过皇室成员，坦然接受公爵们的礼敬。天才的歌德也是谨小慎微的凡人，难怪恩格斯曾说:“歌德有时非常伟大，有时极为渺小。”

为什么歌德不能像贝多芬那样？作者给出的回答简短有力：“歌德没有这种精神力量，高斯也没有。” 

《科学大师的失误》的作者杨教授并不满足于仅仅停留在讲故事的层面，而是在每一讲都特别安排了专门的一小节，对错误的原因进行认真分析和反思，进一步从哲学思想、方法论、科学心理学、人物性格和想象力等多个维度，深刻揭示导致失误的不同原因，让读者清晰地认识到，科学史的真实面貌——每一个伟大成功背后却经历了无数的失败和失误。

   与杨教授此前的另一部优秀科普作品《物理学之美》有异曲同工之妙的是，在《科学大师的失误》中，同样能读到“科学与艺术”的有机融合。全书引用了中外诗人苏轼、袁牧、海涅、雪莱、蒲柏等十几位诗人的诗句，引用哲学家如康德、芝诺、休谟、黑格尔、罗素等十几位的格言，此外，还有柯南道尔、狄更斯、但丁等文学家的经典作品。这些丰富的素材恰到好处的出现的行文中，不仅考验着作者的人文储备，也体现出一位优秀科普作者驾驭文字的能力。对读者而言，收获的不仅是理性的哲思，还有阅读的美感。

《科学大师的失误》，杨建邺著， 北京大学出版社，2020年6月出版。

本文已发表于《北京晚报》2020-6-24，发表时略有改动。