科学是什么？

纸包里的氯化钠

阿西莫夫：科学是什么

作者：阿西莫夫　　译者：朱岚
　　　　在开始的时候几乎就是好奇心。
　　　　好奇心是一种强烈的求知欲，无机物是不会有的，而有些活的有机体也因为缺乏好奇心而显得全无生气。
　　　　一棵树无法以我们所能辨认的方式对它的环境表示好奇；海绵或牡蛎也同样不能。风、雨或海流带给它们所需要的物质，而它们也能够从中获取。假如遇到的是火、毒品、猎食动物或寄生物，它们也会安安静静地死去，就像活着的时候一样无声无息。
　　　　早在生命诞生的初期，某些有机体就己发展出一种独立运动的能力。这对它们控制环境具有重大意义。会动的有机体已不再是消极地等待食物，而是主动地去寻找食物。
　　　　于是世界上出现了冒险与好奇心。一个有机体如果在寻找食物的竞争中犹豫不前，过度保守，必然会惨遭挨饿的命运。因此，在早期，为了求生存，必须加强对环境的好奇心。
　　　　以蠕动方式寻找食物的单细胞草履虫，不可能像人类那样有自觉的意识和愿望，不过，它具有一种动力（即使只是“简单”的物理－化学的动力），使它好像是要在周围的环境中寻找食物或安全。这种由“好奇心”引起的动作我们最容易辨认，因为这种动作是与人类生命最为相近的那种生命所必不可少的。
　　　　当有机体变得越来越复杂时，它的感觉器官也更加多样化，而且更为复杂、更为精细，有关外界环境的更多的信息被接收进来。与此同时，它也发展出（是因是果我们无法分辨）日趋复杂的神经系统，以储存或转译由感觉器官所接收到的信息。

　　求知欲
　　　　有时候，接收、储存、转译外界环境信息的能力超过了所必需。一个有机体吃得很饱而又无所事事，眼前又没有危险，它又会怎样呢？
　　　　或许它会像牡蛎一样陷入麻木的状态。但是高等有机体仍有探测环境的强烈本能，我们可以称之为“闲暇的好奇心”，虽然我们对此可以不予理会，但是我们可以以此来判断动物的智力。譬如，狗没事干的时候，会到处闻来闻去，听到人类不能听到的声音时，又会突然竖起耳朵；而猫有空闲时，不是在舔自己，就是安静地伸着懒腰睡大觉，由此我们可以判断狗比猫聪明。脑子越发达就越有兴趣探险，闲暇的好奇心也就越旺盛。猴子以它的好奇心闻名，它那忙碌的小脑瓜儿随时随地不断地在动，在这一点上，以及在其他很多方面，人类可说是超猴。
　　　　人脑是迄今已知的宇宙中最精巧组织的一团物质，它接收、组织、储存信息的能力远远超过生活的需要。据估计，在一生中一个人可以学到15×10^12个信息。
　　　　由于人脑的潜力如此巨大，所以人很容易被无聊所折磨。当一个人被限制在没有机会施展自己脑力（除了基本生存所必需之外）的情况下，会逐渐产生不愉快的症状，包括严重的精神分裂症。事实上，任何正常人的好奇心都很强，如果这种好奇心不能在正常情况下得到满足的话，它只好另找出路，甚至做出令人悔恨的行为。人们不是常说“好管闲事”和“少管闲事”吗？
　　　　即使要受到惩罚，人类也一向难以克制他们的好奇心，这从传之已久的神话或传说中可见一斑。希腊有个潘多拉及潘多拉的盒子的故事。潘多拉是世间第一个女人，宙斯给了她一个禁止打开的盒子。可想而知她很快就把盒子打开了，发现盒内全是疾病、饥荒、仇恨及各种邪恶的精灵，这些精灵全都跑了出来，从此危害人间。
　　　　圣经故事中夏娃被蛇诱惑的那一段，在我看来，蛇的工作简直易如反掌，而且我认为它甚至可以不必说那一段引诱夏娃的话，因为即使没有外界的引诱，夏娃的好奇心一定会驱使她尝一尝禁果的滋味。如果你想用比喻的方法解释圣经的话，你可以把蛇设想为人类这种内在冲动的代表。在传统的漫画中，夏娃手拿禁果站在树下，至于蜷在树枝上的蛇，只要再标个“好奇心”就可以了。
　　　　即使好奇心跟其他人类的冲动一样用在最不名誉的事情——刺探别人的私生活上，它仍然是人类精神中最高贵的天性，因为好奇心最基本的定义是“求知欲”。
　　　　这种求知欲最初表现在解决人类实际生活的需求上，例如：怎样耕种作物能获得丰收？怎样设计弓箭才最好用？怎样织布比较好？简单地说就是“应用艺术”。当这些比较基本的技能需求满足以后又如何呢？求知欲不可避免地会升级到比较不受限制和更复杂的活动上。
　　　　显然，为满足刚开始的无限的精神需求的“美术”，是在无聊的痛苦中产生的。诚然，人们很容易找到美术更多的世俗的用途及产生的原因，例如绘画和小雕像被用来作为丰收的符咒和宗教的象征，但是人们不能不怀疑，是先有了物品，然后才想到拿它来作什么用。
　　　　如果我们说美术产生于美感，那也是本末倒置的看法。美术一旦形成，就会不可避免地向美的方向扩展和提高，但即使没有这一过程，美术仍然会形成。毫无疑问，美术除了先于充实心灵的基本需要之外，也先于对它们的各种可能的需要或应用。
　　　　不仅从事美术创作可以满足精神需求，作品的玩味和欣赏对观众来说也有同样的作用。一件伟大的艺术品之所以伟大，正是因为它所提供的精神刺激不是其他地方可以轻易找到的，它所包含的复杂“信息”使脑子的活动超出平常的需求，除墨守成规或精神失常的人外，这种脑力活动是相当愉快的。
　　　　即使从事美术可以消磨闲暇时间，但也有它的缺点，那就是除了必须有充满活力及创造力的大脑外，还需要精巧的技术；至于不涉及技术的脑力活动，事实上与美术活动一样有趣，它所追求的是知识本身，而不是为了应用。
　　　　于是求知欲似乎相继被引入更微妙的领域，从而更有效地占有心灵——由完成实用的知识，进而完成美的知识，再升高到“纯”知识。
　　　　单就知识本身而言，是为了寻求解答诸如天空有多高、石头为什么会落下来等纯粹由好奇心所引发的一些问题。然而，并没有什么明显的目的使我们一定要知道天空有多高或为什么石头会掉落。高高在上的天空不会干扰我们日常的生活；至于石头呢，使我们知道为什么石头会掉落，也不能使我们更灵巧地躲开它，或者碰巧掉在我们身上的话，让它打得轻一些。但是总有人会问那些看起来毫无用处的问题，并设法寻找问题的答案，这纯粹是出自于求知欲，为了使他们的大脑保持活动。
　　　　解决这种问题的明显的方法是：编造出一个合理的答案——从当时已知的资料中找出一个足以满足好奇心而又可以理解的答案。用“编造”这个字眼似乎太粗俗，太没有诗意了。古时候人们喜欢把发现的过程归因于缪斯女神所赐的灵感：或来自天国的启示、不管是灵感还是启示，或是讲故事中的创造性思维，这些解释大都是类推得来的。例如闪电具有骇人的杀伤力，就像一把猛然投掷而来的利器，从而推导出、定有能够使用这上强大武器的巨人，因此在神话中，闪电便是雷公的锤或是宙斯的发亮的矛。超等的武器为超人所利用。
　　　　于是神话便这样诞生了。自然力都被拟人化而且封为天神。各神话间彼此互相影响，并由一代代讲神话的人加以补充提高、直到原来的面貌变得模糊不清，有些神话会变成哀婉的故事，而有些增添了伦理道德的内容后变得非常重要，竟然使它们在一种主要宗教的结构中有了意义。
　　　　就像艺术有美术和应用艺术之分一样，神话也有这种性质；神话可以维持其美的魅力，也可以适应人类的实际应用。举例来说，早期的农民相当关心下雨现象以及下雨为什么如此反复无常。人类把天地加以拟人化之后，发现下不下雨很容易解释。下不下雨要看地神或天神高不高兴。这种神话一旦被接受，农民就想到要用各种祭拜仪式来取悦于天地神而降雨，比如以饮酒狂欢的方式来让天地之神高兴等等。

　　希腊人
　　　　在西方的文学和文化遗产上，希腊神话是其中最美丽和最精彩的一部分。但希腊人最先也是以非人的和非生命的观点来看待宇宙的。对于编造神话的人来说，宇宙性质的不可预测正如同人的本性一样难以捉摸。虽然这些神拥有超人的神秘力量，但不管他们多么厉害，他们跟普通人一样也有轻浮、反复无常、激动、为琐碎小事发脾气等毛病。浩瀚的宇宙在这种霸道而又不可预测的神祗控制下，根本没有希望能了解它，只有听天由命。但是后来的希腊思想家以新的观点来看待宇宙，认为宇宙是由不变的法则控制的一台机器。他们此时都致力于这种令人兴奋的智力活动，试图发现这些自然法则究竟是什么。
　　　　根据希腊的传说，第一个从事这方面研究的人是公元前600年的泰勒斯。后来的希腊作家们给他加上了无数个发现，而他可能是最先把整个巴比伦文化带到希腊来的人。他最惊人的成就据说是正确地预言了公元前585年的日食，后来果然发生了。
　　　　在探索自然法则的过程中，希腊人认为大自然是会公正处事的，也就是说，只要用正确的方式去探讨，大自然必定会披露出一些秘密，决不会中途改变立场或态度（两千年后，爱因斯坦心有感触地说：“上帝或许是神秘莫测的，但他绝无恶意”）。他们还认为自然法则一旦被发现就可以理解。这种希腊式的乐观精神一直留存到现在。
　　　　这种信念产生之后，人类就得创造出一套有条理的系统，以学会怎样从观察到的资料中找出内在的规律。运用既定的论证法则由一点推进到另一点必须运用“推理”。一个进行推理的人可以利用“直观”来指导寻找答案，但是必须依靠合理的逻辑才能检验某一种理论。举例来说，如果白兰地加水、威士忌加水、伏特加加水、甜酒加水都是能醉人的，那么你可能很快就下结论说：在这些饮料中，麻醉因子一定是共有的水。这种推理是错误的，但到底是哪里的逻辑错了并不明显。如果情况更复杂，要找出错误就更不容易了。
　　　　找出推理过程中的错误，从希腊时代至今，思想家们都引以为乐。然而系统逻辑的最早基础，则应归功于公元前5世纪的亚里士多德，他是第一个总结出严密推理规律的人。
　　　　人对大自然的智力游戏主要有三种：第一，要收集对大自然各方面的观察资料。第二，要把这些资料井然有序地组织起来（这种组织不是要改变原来的资料，而是让它们比较容易处理。例如，玩桥牌的人都知道，把手中的牌依花色和大小秩序排列后，出牌比较方便）。第三，由这些资料中推导出一些概括观察结果的原理。
　　　　举例来说，我们观察到弹子在水中会下沉，木头会浮起，铁块会下沉，羽毛会浮起，水银会下沉，橄榄油会浮起等等，如果把所有会下沉的东西列在一起，会浮起的也列在一起，再找出能够分辨两组的特性，我们就可以得出结论：密度比水大的会下沉，密度比水小的会浮起。
　　　　希腊人把他们这种研究宇宙的新方法叫做哲学，意思是“对知识的喜爱”，或意译为“求知欲”。

　　几何学和数学
　　　　希腊人在几何学上贡献卓著，他们的成功主要是由于两种技术的发展：抽象和概括。
　　　　以下有个例子：埃及的土地测量者发现一个形成直角的简单方法，那就是把绳子分成12等份，以其中的3份为一边，4份为另一边，5份再为另一边，围成一个三角形坝（3份边与4份边相接之处为直角)。至于埃及人是怎样发现这种方法的则没有记载。埃及人的兴趣停止在如何应用它，但好奇的希腊人则致力于研究为什么这样的三角形会包含一个直角。他们分析的结果发现，构成直角三角形的物理条件本身只是偶然的，不管它是由绳子或亚麻布或木条板围成都无关紧要，它只是几条直线以某种角度相接而已。理想的直线是不受视觉约束的，只存在于想象之中。这个方法希腊人称为抽象法，也就是为了解决问题，把不重要的枝节删去，只考虑与问题本身有关的性质。
　　　　希腊的几何学家则更进一步，在解决各个问题时不一一分开处理，而是找出一组问题的共同答案。例如，某人通过尝试可能发现直角不只出现在3、4、5的三角形上，在5、12、13的三角形或7、24、25的三角形上也会出现。但是这些只是数字，并没有什么意义，各种直角三角形会不会有什么共同的性质呢？仔细地推理后，希腊人发现形成直角三角形的惟一条件为：X^2＋Y^2＝Z^2，Z为最长的一边，而直角则在X边和Y边交接之处。我们可以验证3、4、5的三角形：3^2十4^2＝5^2；5、12、13的三角形：5^2＋12^2＝13^2。7、24、25的三角形：7^2＋24^2＝25^2。这些只是无限种可能情形中的三种情形而已。发现这种关系永远成立的证据使希腊人受到启发，他们进而使用几何来作为发现或形成这种法则的极好工具。
　　　　很多希腊数学家对于几何图形中线和点的关系提供了证据，而关于直角三角形的定理是在公元前525年由毕达哥拉斯发现的，为了纪念他，这一定理至今仍称为毕氏定理。
　　　 大约公元前３００年，欧几里得把当时已知的数学定理收集起来，并加以编排，使得每一个定理都可以由先前已证明过的定理来证明。但我们会立即想到，假如每一个定理都可以由已证明过的定理加以证明，那么如何证明第一个定理呢？答案是刚开始的前提非常明显，而且很容易被人接受，所以根本不需要证明，这称为公理。欧几里得设法把当时公认的公理化简成几个简单的陈述。就根据这几个公理，他建立了一个复杂而堂皇的体系——欧几里得几何学。历史上从未有人由如此简单的几个陈述推导出一个体系来。两千多年来，欧氏几何学一直被用作教科书，只有微小的改动，这是对欧几里得的最高褒奖。

　　演绎法
　　　　由一组公理推导出一个知识体系，这种方法叫做演绎法，这是相当吸引人的，由于几何学成绩斐然，希腊人竟爱上了这种游戏，但也因此犯了两大错误。
　　　　第一个错误就是把演绎法当成寻求新知识的惟一可尊敬的途径。他们清楚地知道有些知识用演绎法推演并不合适，比如说由哥林斯到雅典间的距离就无法用抽象的定理来推演，而必须测量。当希腊人在需要时，愿意研究自然，但是总觉得羞耻，因为他们认为最高级的知识来自思维。他们有低估与日常生活直接有关的知识的倾向。有一个故事说柏拉图的学生在接受大师的数学指导时，最后很不耐烦地问：“但是这又有什么用处呢？”柏拉图很不高兴地吩咐仆人拿一枚硬币给那个学生，把他打发走了，口里说：“现在你不必再认为你所学的一切毫无用处了！”
　　　　这种自视清高的观点可能来自希腊的以奴隶为基础的文化，因为当时所有的日常琐事都由奴隶来担当。情况可能是如此，但我倾向于这样一种观点，即希腊人所认为的哲学是一种运动，一种智力游戏。社会上很多人觉得，从事业余运动的人社会地位比职业运动选手高。根据这种纯正的观念，我们要规定奥运会不准任何职业运动选手参加比赛，岂不荒谬可笑。希腊人这种“崇拜非实用知识”的哲理观，可能是建立在这样一种感情上，即让诸如雅典到哥林斯的距离之类的世俗琐事干扰抽象思维，就像让杂渣掺入纯哲学领域中一般。不论他们如何强辩，希腊思想家的这种态度已对他们造成了严重的限制。希腊对文明并不是没有实际
　　的贡献，但是连他们的伟大工程师阿基米得都拒绝把他的实用性的发明和发现写出来。为了表明他“业余”的身分，只发表了他在纯数学上的成就。希腊人对于世俗的事——发明、实验或对自然的研究——缺少兴趣，只是束缚希腊思想的一个因素而已。希腊人把重心放在纯抽象或形式的研究上（在几何学上的确取得了极大的成功），使他们陷入了第二个大错误，最后，被引进了死胡同。
　　　　在用一些公理成功地导出几何学体系的鼓舞下，希腊人把公理看成为“绝对真理”，而且认为其他学科的知识也可以用同样的方式来获得。于是，在天文学上他们把下列观念当成自明的公理：第一，地球是宇宙的中心而且是不动的；第二，地球是污浊的和不完美的，而天则是永恒不变的而且是完美的。由于希腊人认为圆是完美的曲线，而且认为天是完美的，所以他们认为星体应该是以圆形轨道绕地球运转。但是当时从航海和历书中，他们的观察表明，星球并不是以完美而简单的圆形轨道运转，所以被迫认为星球是以更复杂的轨道运转，对此公元150年托勒玫提出了一种极其复杂的体系。亚里士多德也由自明的公理提出了想象的运动理论，比如物体落下的速度与重量成正比。（每个人都会看到石头比羽毛落得快。）
　　　　后来，由自明的公理演绎的方法被逼得走投无路。当希腊人将公理包含的各个方面全部推导以后，在数学或天文学上更进一步的突破已变得不可能了。哲学的知识显得既完全又完美，甚至在希腊黄金时代结束2000年后。当有关物质宇宙的问题再次被提起时，仍有用“亚里士多德说……”或“欧几里得说……”作为问题圆满解决的倾向。

　　文艺复兴和哥自尼
　　　　希腊人在解决了数学和天文学上的问题后，便转向更微妙、难度更大的知识领域。其中之一就是人的灵魂。
　　　　柏拉图对于“什么是正义？什么是美德？”等问题，要比对“为什么会下雨？星球怎样运动？”等问题感兴趣得多。若说亚里士多德享有最高自然哲学家的地位，则柏拉图就是最高道德哲学家了。罗马时代的希腊思想家对道德哲学越来越感兴趣，而对自然哲学越来越疏远。普罗提诺于公元250年所提出的极为奥秘的“新柏拉图主义”，可算是古代哲学最后的一次发展。
　　　　此后基督教兴起，基督教教义着重在神的本性及神与人类的关系。基督教把道德哲学引人一个全新的领域，使它成为一种明显优于自然哲学的理性追求。公元200——1200年，欧洲人的研究几乎全都与道德哲学有关，尤其是对神学的研究。自然科学几乎无人问津。
　　　　虽然如此，阿拉伯人设法把亚里士多德、托勒玫等古希腊的自然哲学从中古时代保存下来；后来从阿拉伯人那里又逐渐回传到西欧。到了公元1200年，亚里士多德学说又复活了。更大的活力来自奄奄一息的拜占庭帝国，它是当时欧洲保留古希腊黄金时代连续文化传统的最后一个地区。
　　　　亚里士多德哲学重现以后的第一个最自然的结果，就是他的逻辑及推理系统在神学上的应用。公元1250年左右，意大利的神学家托马斯·阿奎那以亚里士多德学说为基础，建立了一套“托马斯学说”，这套学说至今仍然代表着罗马天主教的基础神学。但是欧洲人很快也把复兴的希腊自然哲学应用在非宗教性的事物上面。
　　　　由于文艺复兴的领导人物把重心由神学的研究转移到人性的研究上，所以被称为“人文主义者”，而对文学、艺术、历史的研究现在仍被称为“人文科学”。
　　　　文艺复兴时代的思想家们给希腊自然哲学引进了新的观点，因为旧有的理论已不能完全令人满意了。公元1543年，波兰天文学家哥白尼出版了一本大胆否定天文学公理的书，认为太阳才是宇宙的中心，而不是地球（但他仍然赞成地球及其他星球的圆形绕转）。这个新的学说为观察到的天体运转提供了更简单的解释。但是哥白尼所提出的转动的地球远不如古希腊人所说的不动的地球“自明”，难怪哥白尼的学说半个世纪后才被人们接受。
　　　　从某种意义上来说，哥白尼系统本身并不是一项惊人的改变。哥白尼只是换了一个公理而已；早在两千年前的阿利斯塔克就已经预测到太阳是宇宙的中心了。当19世纪的数学家基于不同的前提而向欧几里得公理挑战，并建立新的非欧几何学时，他们对于其他事物的想法造成的影响更为深远；今天我们对于宇宙的历史和它的构造所知道的一切，完全与非欧几何学符合，而不再是普通意义上的欧几里得几何学了。但是哥白尼所引起的革命却不只是更换一个公理，而是最终导致一套全新的研究大自然的方法，这个革命是由16世纪末意大利的伽利略进行的、

　　实验法和归纳法
　　　　希腊人一向把明显的事实当作推理的起点、历史并没有记载亚里士多德曾经把两块重量不同的石头山起投下去，来检验落下的速度与物重成正比的假设。对希腊人而言，实验似乎是不恰当的。这干扰了纯演绎的完美性。而且，如果实验和演绎的结果不符合，人们能够肯定实验结果是对的吗？不完美的现实世界会与抽象观点的完美世界完全相符吗？如不符合，是否应该让完美的观点向不完美的现实妥协呢？以不完美的仪器检验完美的学说，希腊哲学家并不认为这是获得知识的一种有效的途径。
　　　　在与托马斯·阿奎那同时代的著名哲学家Ｒ．培根以及后来的Ｆ．培根的大力支持下，实验法在欧洲才受到哲学方面的尊重。但是推翻古希腊人观点并实施这场革命的还是伽利略。伽利略是位令人信服的逻辑学家和杰出的宣传家。他清楚而生动地把他的实验和他的观点陈述出来，因而赢得了欧洲学术界的赞同。他们在接受他的成果的同时接受了他的方法。
　　　　伽利略最有名的故事是他用公开的实验证明亚里士多德落体学说的错误。据说他爬到比萨斜塔上面，将一个4．54公斤（10磅）重的球体和一个0．454公斤（1磅）重的球体同时丢下去，两球同时落地的声音粉粹了亚里士多德的落体学说。
　　　　其实伽利略很可能没有做过这个实验；但由于这个故事符合他所提倡的观点，所以这个传说几个世纪以来广为世人所深信。
　　　　伽利略真正做过的实验是，从斜坡上将球滚下，然后测量在一定时间内球所走的距离。他是做时间实验和进行系统测量的第一个人。
　　　　他的革命在于，在科学的逻辑方法上使归纳法重于演绎法。与其把结论建立在假设的法则上，不如从观察中归纳出法则（或公理）。当然连希腊人也知道由观察可以得出公理，例如欧几里得公理“两点间最短的距离是一条直线”就是根据经验作出的直观判断。但是希腊哲学家忽略了归纳法。近代的科学家视归纳法为获得知识过程中最重要的一环，并视之为证明法则的惟一方法。而且，现今的科学家深信，不一而再、再而三地进行新的实验，反复进行检验，法则是绝不可能站得住脚的，这也是对进一步归纳的继续检验。
　　　　现在总的观点刚好与希腊人相反。现在我们不再把现实世界看成是真理的不完美代表，而把法则看成不过是现实世界的不完美代表，因为，无论做多少次实验，都不可能使法则完全或绝对永远有效。即使我们的法则是由千百万次实验的结果推导出来的，只要有一次观察与法则矛盾或不一致，就必须加以修正。不论一个学说有多少次实验成功地加以证明，也无法保证下次实验不会把它推翻。
　　　　因此，这就成了现代自然科学的奠基石。任何人也不能说他所得到的东西是最终真理。因此“最终真理”这个词变得毫无意义，因为根本没有办法进行足够的观察而肯定真理一成不变，从而使之成为“最终真理”。但是希腊哲学家没有认识到这个限制。他们觉得，以同样的方法推论“什么是正义？”以及“什么是物质？”等问题，根本没有什么困难，而近代科学对于这两个问题有明显的区分。由于归纳法无法从不能观察到的事物中推导出法则，所以，对于不能直接观察到的事物，如人类灵魂的性质，就不包含在归纳法的范畴以内。
　　　　现代科学直到建立了另一个重要的原则——所有科学家之间的自由交流与合作——才取得了完全的胜利。虽然现在我们觉得这种需要是理所当然的，但是古代及中时代的哲学家则很不以为然，如古希腊的毕达哥拉斯学派就是一个很神秘的组织，他们所有的数学发现都是秘而不宣的；中古时代的炼金术士因害怕别人学到技术，总是把他们所谓的发现描述得很模糊，而且只让很少的人知道。16世纪意大利数学家塔尔塔利亚对于他发现的解三次方程的方法也守口如瓶，当另外一个数学同行卡尔达诺答应保密套出了他的秘密并出版成书公诸于世时，塔尔塔利亚勃然大怒，不过，除了气愤这位同行不守诺言之外，他倒是承认这种有益的
　　发现应该出版公布。
　　　　在今天，如果一项发现被隐藏起来不发表，根本就不算是一项发现。在塔尔塔利亚和卡尔达诺以后100年，英国化学家波义耳强调所有出版的科学文件都要详细说明。而且，一项新的观察结果或发现，至少要有另一名研究者重复观察并予以“证实”，才被认为有效。科学并不是个体的成果，而是“科学社团”的产物。
　　　　在这种社团中，最早并且最具有代表性的当推伦敦促进自然科学皇家学会，或简称皇家学会。这个组织是由一些对伽利略的科学方法感兴趣的人聚集起来的，于1645年创立，并且在1660年得到英国国王查理二世的正式认可。
　　　　皇家学会的会员经常聚会并公开讨论他们的发现，积极进行实验，并以英文而不是拉丁文写出报告。虽然如此，几乎整个17世纪他们还是处于“守”的地位。他们的许多同代学者的态度可以用一幅漫画来表示，这幅漫画用现代的方式画着毕达哥拉斯、欧几里得和亚里士多德的高大身影，他们正在傲慢地注视着一群小孩子玩石子游戏，上面标着“皇家学会”。
　　　　皇家学会处境的完全改变，应归功于其中的一个会员——牛顿。他根据伽利略、丹麦天文学家第谷以及发现行星公转轨道为椭圆形的德国天文学家开普勒的观察结果，归纳出牛顿三大运动定律和最大的发现一一万有引力定律。但牛顿仍用几何学和希腊式的演绎方法发表他的发现。他的发现发表后，举世愕然，几乎把他当成偶像来崇拜。从归纳过程中得到几个简单的假设，在这些假设的基础上建立起雄伟堂皇的新宇宙，现在倒使希腊哲学家们看起来像是小孩子玩石子游戏。17世纪初由伽利略促成的革命，17世纪末由牛顿圆满地完成了。

　　现代科学
　　　　如果能够说科学从此便一帆风顺，人类从此可以快乐地生活，那真是一件愉快的事。但事实是两者真正的困难才刚刚开始。只要科学继续是演绎的，自然哲学就可以成为所有受过教育的人普通文化的一部分。但是归纳的科学已经成为一种巨大的劳动——要观察、学习和分析，再也不是一种业余的游戏。而且科学变得一代比一代复杂，在牛顿之后的100年中，还有一些杰出的人物可以精通所有领域的科学知识，但到1800年，这已经变得根本不可能了。随着时间的椎移，科学家们越来越需要把自己限制在一个很小的领域里，专攻非常专门的学问。科学的迅猛发展迫使学术专业化，而且对于科学家而言，专业化程度一代比一代强。
　　　　有关科学家学术成果的出版物从来没有像现在这么丰富过，但外行人也越来越看不懂。这是阻碍科学进步的一大障碍，因为科学知识的基本进展通常是来自各种不同专业知识的融合。更严重的是，如今科学已越来越远离非科学家。在这种情况下，科学家被渲染成魔术师，是众人所惧怕而不是倾慕的对象。科学是不可理解的魔术，只有少数与众不同的人才能成为科学家，这种错觉使许多年轻人对科学敬而远之。
　　　　自从第二次世界大战以来，我们发现越来越多的年轻人，甚至包括在校的大学生，对科学产生了很大的敌意。我们的工业化社会建立在近200年以来科学发现的基础上，但我们的社会却越来越为它的成功所带来的副作用而烦恼。
　　　　进步的医疗技术使人口剧增；化学工业和内燃机在污染我们的水源和空气；物质和能源不断地消耗，使地球越来越枯竭。这些指控很容易归咎到“科学”和“科学家”身上，因为有些人不太了解，知识虽然造成问题，但不要知识并不能解决问题。
　　　　但是现代科学不需要对非科学家如此神秘，只要科学家担负起交流的责任，把自己那一行的东西尽可能简单并尽可能多地加以解释，而非科学家也肯洗耳恭听，那么两者之间的鸿沟或许可以就此消除。要能够满意地欣赏一门科学的进展，并不需要对科学有完全了解。没有人认为，要欣赏莎士比亚的戏剧，自己必须能够写一部伟大的作品；要欣赏贝多芬的交响曲，自己必须能够作一部同样的交响曲。同样地，要欣赏或享受科学的成果，也不一定要具备科学创造的能力。
　　　　那么我们能做什么呢？处在现代社会的人，如果一点也不知道科学发展的情形，一定会觉得不安，感到没有能力判断问题的性质和提出解决的途径。而且，对于宏伟的科学有初步的了解，可以使人们获得巨大的美的满足，使年轻人受到鼓舞，实现求知的欲望，并对人类智慧的潜力及所取得的成就有更深一层的理解。
　　　　我之所以写这本书，就是想借此提供一个良好的开端。
　　（摘自《阿西莫夫最新科学指南》，江苏人民出版社 1999年）