寰宇無窮,盈虛有數(shù),前不見古人,后更有來者。作為宇宙間的智識生命,人類自古就走在孤獨(dú)求索的道路上?,F(xiàn)代的科學(xué)世界圖景的淵源可遠(yuǎn)溯至古希臘,彼時還無所謂“科學(xué)”,而紛呈的“科學(xué)觀”恰恰蘊(yùn)藉于哲學(xué)之思。
在《科學(xué)的七大支柱》([英]約翰·格里賓著 廣西師范大學(xué)出版社)中,約翰·格里賓首先將我們帶回到古希臘。來自地外的一顆隕石的火光,映在阿那克薩戈拉的眼眸里,也給他帶去了內(nèi)心的光亮。這位哲人秉持科學(xué)態(tài)度對太陽神圣性的否定,使他遭受了不公的驅(qū)逐,但也啟迪了兩百多年后的埃拉托色尼,為后者更準(zhǔn)確地計算地球的半徑打下了基礎(chǔ)。文藝復(fù)興前后,自然之光使人的肉眼更不滿足于庸常的判斷,進(jìn)而人們將目光投向天際,甚至無畏于宗教強(qiáng)權(quán)——一如火刑架上的布魯諾,呼出振聾發(fā)聵的聲音。
從天文學(xué)到微觀物理學(xué),世界的宏大和微小,在人類思想之際只是須臾。在理查德·費(fèi)曼口中的“原子假說”和德謨克利特的“原子論”之間,是人類兩千多年來在難言之物上的思想接力,也是實與虛的問題由虛到實的過程。厭惡原子虛空觀念的牛頓,以其對自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理的探究,為自然規(guī)劃了一幅和諧的圖景。但直到20世紀(jì)初,原子理論才得以確立。顯微鏡下的布朗運(yùn)動帶來的是人類對無生命之物運(yùn)動的驚奇,愛因斯坦回歸源頭的思考和基于阿伏伽德羅常數(shù)的證明,才將觀察語言真正轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚撜Z言,并為熱分子動力學(xué)正名。
探微知著,格里賓通過展示宇宙間構(gòu)成生命的元素比例,使我們明白了科學(xué)研究的終極意義指向——人作為有智識的生物,其生有涯而知無涯,所以求知探索終究要回到大地,朝向生命和自身。格物窮理,理卻無窮。雖說“生命力”的觀念自古就有,卻長久處于人類知識的晦暗地帶。直至19世紀(jì)20年代,弗里德里希·沃勒完成尿素的人工合成,才撼動了人們對生命力觀念的執(zhí)著。馬塞林·貝塞洛和比希納在有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的卓絕工作最終使活力論成為歷史,將科學(xué)理性帶至對生命何以可能的追問。
20世紀(jì)的生命科學(xué)研究激動人心,對生命密碼的破譯甚至跨越了學(xué)科的界限。薛定諤說:“人們通常認(rèn)為,科學(xué)家對某些學(xué)科擁有全面而深入的一手知識,因此他不會就他并不精通的論題去著書立說。這就是所謂的位高則任重。”但作為量子力學(xué)重要奠基者之一,他還是擲地有聲地問出了“生命是什么?”并以此推動了科學(xué)界對生命密碼的執(zhí)著探求。伴隨著生物化學(xué)和醫(yī)學(xué)的研究進(jìn)展,被稱為DNA的“非周期性晶體”的細(xì)節(jié)得到了破譯。進(jìn)而,DNA分子的雙鏈結(jié)構(gòu)何以可能,成為生命因果鏈溯源中的關(guān)鍵問題。至此,格里賓才帶出了本書的核心線索“冰難以置信的輕”,從關(guān)于水與冰的日常經(jīng)驗,講到生命演化的奧秘。
鑒于此書的科普性質(zhì),格里賓沒有進(jìn)一步展開量子力學(xué)層面對氫原子的研究,但他對氫鍵優(yōu)勢的講述簡單而明晰。氫原子以其獨(dú)有特性可以與帶有多余負(fù)電荷的原子形成較弱的連接,這解釋了DNA何以能夠形成其重要的形狀。此外,氫鍵的性質(zhì)使水得以在海洋里低于冰點的環(huán)境中存在,于是地球在經(jīng)歷了數(shù)次“雪球”事件后依舊可以留存大量的水。這為生命的演化創(chuàng)造了最基本也最重要的條件,也是格里賓將氫鍵定為最重要的科學(xué)支柱的原因。
科學(xué)的支柱促成現(xiàn)代科學(xué)世界圖景的建構(gòu),而自然之光和理性之光是這些支柱得以矗立的根源。對于讀者而言,一本好的科普著作會為世界觀的拼圖補(bǔ)上關(guān)鍵的缺塊,同時也為接合既有部分提供路徑的指引。作為讀者,我認(rèn)為只有對世界懷有常新的驚奇,點亮內(nèi)心之光,才能使自己眼中的科學(xué)世界圖景日臻完整。
《中國教育報》2022年10月26日第10版
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