前言

这是一部讲西方科学史的书，但这篇序言我要从中国文化讲起。

更具体地说，我要从一个中国成语“腐草化萤”讲起。

萤火虫大家都看到过，对于它是怎么来的，现在已经很清楚了。但在中国古代，对它的产生一直有种现在看起来有些奇怪甚至荒谬的观点，就是“腐草化萤”，即认为萤火虫是由腐烂的草变成的。

最早在《礼记·月令》之中就有这样的记载：

季夏之月，日在柳，昏火中，旦奎中。其日丙丁。其帝炎帝，其神祝融。其虫羽。其音征，律中林钟。其数七。其味苦，其臭焦。其祀灶，祭先肺。温风始至，蟋蟀居壁，鹰乃学习，腐草为萤。

最后一句“腐草为萤”说明远古的中国人就认为腐烂的草变成了萤火虫。

后来我们的祖先继续抱持着这样的观点。例如到了晋时，《古今注·鱼虫》中说：

萤火，……腐草为之，食蚊蚋。

到了唐朝，李商隐的《隋宫》诗中也有这样的话：

于今腐草无萤火，终古垂杨有暮鸦。

显然，李义山先生也认为萤火虫是由腐烂的草化出来的。

这样的观点一直持续到近代的清朝，出生于1662年的清代诗人赵执信也有一首专门写萤火虫的诗：

和雨还穿户，经风忽过墙。

虽缘草成质，不借月为光。

解识幽人意，请今聊处囊。

君看落空阔，何异大星芒。

这首诗的名字就叫《萤火》，其中“虽缘草成质”这一句的意思也是萤火虫由草变成。

这样的话看上去简单、没什么好奇怪的，不就是认为萤火虫是由草变成的嘛，有什么大不了呢？

但从另一个角度看就不一样了，因为这说明直到17世纪的清朝，中国人都认为萤火虫是由腐草化成的。而这时候西方的科学早已昌明，不但对萤火虫，对大地万物甚至整个地球与太阳系的诞生都有了相当清楚而科学的理解，伟大的牛顿也只比这位赵执信年轻二十来岁，而我们对世界的理解竟然依然停留在主观的臆想之中！想来真是令人汗颜甚至匪夷所思！

为什么会这样呢？原因其实并不复杂，就是因为人们对于事物的理解停留于一种简单的感觉及由此而来的简单的联想。例如看到萤火虫是夏天时从一些草丛中飞出来的，而这些草可能是些腐烂枯黄了的草，于是就认为萤火虫是由这样的腐草变出来的。他们根本没有想到，植物怎么可能变成动物呢？难道它是七十二变的孙悟空吗？这个在今天看来很简单的科学问题，他们并未去仔细思考，而是一味地将思维停留在简单的感觉之上。

我不禁想，难道他们不可以仔细地观察一下吗？这并不难啊！只要到了夏夜，在中国广大的农村地区到处可以看到萤火虫，只要他们仔细观察，就不难明白萤火虫究竟是不是由腐草化出来的！当然这只是个人想法揣测，无任何意义。文学的主观性思维，决定了当时人们对事物的认识，而无法从科学的角度探知其本质。这也就成为了中国古代社会发展缺乏科学性的主要原因之一。

这样的缺陷导致了当时人们思维中另一个本质性的缺点，就是很少对事物进行深刻的理解，加上封建统治者对于“科技”的压制，称其为“奇巧淫技”，同时“抑商”兴起，封闭思想，锁国政策等因素，无不扼杀了科学的萌兴。

而社会的发展也唯有科学才能推动新时代巨轮。因此，特别是近现代世界，科学在整个人类发展史上占有重要地位。

而这种西方的科学也就是我们今天所说的科学。

这种科学的根本特点是什么？

就是面对事物本身，仔细地观察、深入地思考，找到其中客观的规律。

这种规律就是科学规律。

所有的科学规律都是这么得来的，从牛顿的运动定律到达尔文的进化论再到爱因斯坦的相对论，无不如此。

而我们中国人倘若要发展自己的科学，也必须如此，即必须面对事物本身，仔细地观察、深入地思考，以找到其中的客观规律。

除了要面对事物本身之外，另一个要紧之点就是要面对西方的科学。所谓“他山之石，可以攻玉”。科学在西方文明之中已经发展了几千年之久，我们现在所知的科学规律，尤其是重要的自然科学规律，几乎全部是西方人发现的。所以，了解他们的科学史既可以使我们了解科学本身的发展史，也可以使我们看到西方人是怎样发展他们的科学的，这样的借鉴意义中最重要的就是要面对事物本质，仔细地观察、深入地思考，以找到客观的规律。

反言之就是，倘若观察得不仔细、思考得不深入，那么就得不到客观的规律，而会犯错误。

这样的错误其实西方也有，并且是古代伟大的科学家犯下来的，他就是亚里士多德，他不但是古代西方最伟大的哲学家之一，也是最伟大的科学家之一，是西方科学的主要奠基者。

关于亚里士多德所犯的那个最有名的错误大家都知道，就是伽利略在比萨斜塔上所做的实验，他做这个实验为的就是要证明亚里士多德的一个说法错了：亚里士多德说过，物体自由下落时的速度同它的质量成正比。也就是说，如果两个物体，一个10千克，另一个1千克，那么当自由下落时，10千克的会比1千克的快10倍。

这就是他著名的或者说“臭名昭著”的自由落体定律，伽利略要否定的就是亚里士多德的这个定律。

亚里士多德到底是怎么说的呢？他在《物理学》中有这样一段话：

我看见一个已知重物或物体比另一个快有两个原因：或者由于穿过的介质不同（如在水中、土中或气中），或者，其他情况相同，只是由于各种运动物体的质量不同。

从这段话中可以看出，亚里士多德认为当其他情况相同，只有物体的质量不同时，重的物体将比轻的物体快。

他在《天论》中也说：

物体下落的时间与质量成正比，例如一物质量是另一物的2倍，则在同一下落运动中，只用一半时间。

亚里士多德在这里显然犯了错误。他之所以会犯这样的错误，就是因为他观察得不够仔细、思考得不够深入。例如他只观察了羽毛与石子的下落，而没有观察大石子和小石子的下落，因此才想当然地认为物体的下落速度与质量成正比，这和中国古人说“腐草化萤”时所犯的错误如出一辙。

不过，纵观整个西方科学史，类似亚里士多德这样的错误并不多见。总体来说，西方人对事物的观察在绝大多数的情形之下都是仔细的，也经过了深入的思考，当然也与他们所处的社会环境、自然环境、国家体制等分不开的。所以才发现了那么多客观的自然规律，才产生了规模宏大的西方自然科学体系，这也就是今天我们所学习的自然科学知识体系。

对这个体系我只有一个大概的、整体性的了解。

还有，我对这些西方科学知识的了解有一个比较奇葩的地方，就是从小不喜欢做题目，却喜欢观察，也喜欢思考。这样三个特点就导致了三个结果：

一是我从小的科学成绩就不好，数理化都很糟糕，就是因为我特别讨厌做题，也不愿意做，所以这些科目的考试成绩都不好。

二是我从小喜欢观察，从宇宙星空到野兽昆虫到花花草草都是我观察的对象，还观察得比较仔细。例如高中时候，有一天我在山上漫游，找各种蝴蝶与蜻蜓，经过仔细地搜索观察，发现了一只奇异的蜻蜓。这个奇异之处就是它竟然是有触角的！这可是我从来没有见过的。我还逮住了这只蜻蜓，把它和其他几百只蝴蝶一起钉在家里的墙壁上。时间一长，慢慢地腐烂了。后来，我在南京大学时，有一天偶然在图书馆翻看《人民画报》，发现上面记载了当时一则重要的科学新闻，就是科学工作者在四川发现了一个特殊的蜻蜓新种。我一看，天啦！这不就是我在好几年前就发现了的那种长了角的蜻蜓吗！

三是我喜欢思考。经过思考，大致都能理解那些科学规律，知道它们为什么是对的，有什么样的意义。有些理解还比较深刻。这也是我能够写出这部《西方科学通史》的原因。其中包括了数学、物理、化学、天文、地学、生物六大基础学科的简史及重要的科学规律，并且对之有深入浅出的分析说明。不理解它们是写不出来的。早在2003年时我就曾经在香港出版过四卷本的《西方科学》。由香港中文大学生物化学系教授曹宏威先生审稿并作序。

曹教授一开始看到这本书以一人之力写自然科学六大基础学科，而不是请不同专家分别撰写各科，怀疑这样做是否靠谱。后来经过审稿，发现没有什么问题。还在序言中说我的这本书“有趣、有料、有用”。所以，对于这部《西方科学通史》的内容，你尽可以放心，那是经过行家鉴定的，可以信赖。

我一个文科生，之所以可以写西方科学史的书，根本的原因无非就是想告诉大家，仔细观察，深入思考，这样自然容易理解科学的规律了。何况这些规律我们能够在科学通史书中一一了解的。例如当我们面朝大海的时候，发现总是先看到桅杆的顶部，然后才慢慢地看到整艘船只，就是因为地球是圆的，是一个球体，而不是平面，而非中国古人所言的“天圆地方”。

当然，我们所知的科学规律，绝大部分还是要通过书本去了解的。以前我自己了解这些科学知识时就读了不少科学史的书，甚至读了一些比较专业性的著作。其中自然有不少好书，但我也发现，这些书大都有两个比较明显的缺点：一是文字比较枯燥，即使讲得清楚，也不生动；二是总是一科就是一本书，不能把各科集中于一书之内。即使有整体的自然科学史著作，也讲得比较凌乱，一看就不是一个人写的，而是由不同的人各写一部分，拼凑出来的，缺乏统一性。

于是，我想写出这样的一部科学史来，它要具有这样两个特点：

一、要把自然科学的六大基础性学科集中在一书之内。使我们读完它之后，不但了解西方科学的简单历史与发展的一般脉络，而且要对六大基础性学科的核心内容有整体性的了解。

二、文字要简明通畅，这样才易于为读者接受。即使是晦涩的相对论，也务必要把它讲得清楚明白，通俗易懂。否则我写得再多，大家看不懂，也是没有什么意义的。

上述两个特点也是这部《西方科学通史》的主要特点，也是我写作的主要目的。

这个目的简言之就是：使国人理解西方科学，甚至因而具有一种科学的精神。

这种科学精神的核心之点就是开篇所言，要面对事物本质，仔细观察，深入思考，寻找事物客观的规律。

在中国近代史上，之所以饱受屈辱，被西方的坚船利炮所击败，签下种种丧权辱国的不平等条约，丧失了百万平方公里的国土，根本原因就在于我们缺乏这种科学精神，因而无法发展出西方这样的科学体系来，其结果就是科技上落后，而落后就要挨打，甚至一度沦为科技领先的西方人的半殖民地。

如今，我们中华民族在科学方面日新月异，我们的国家已经走向伟大复兴，屹立于世界民族之林。

不可避免的是，这本书中也一定会有各种各样的缺点甚至错误，请大家多多批评、指正！

是为序。

文聘元

2018年9月19日于海甸岛