科学时代：引领未来的关键技术

作者简介

作者简介： （西）圣地亚哥·列拉杜埃博勒斯 巴塞罗那大学科学技术史名誉教授，也是多项研究奖项的获得者，其部分研究成果已经出版，包括《超越技性科学文化》《宇宙起源与演变》《科学、浪漫主义与乌托邦》。 （英）斯蒂芬·霍金 英国剑桥大学著名物理学家，现代杰出的科学家之一，获得英国荣誉勋爵、英国皇家学会会员等多项荣誉，著有《时间简史》《大设计》《果壳中的宇宙》等作品。 慕真，青年天文教师连线翻译组成员，北京大学光华管理学院硕士，管理咨询、金融从业者，坚定的天文爱好者、体验派自然探索者，曾任国际级赛事特聘三语主持人。2019年随IAU一起去智利见证日全食，兼职英、西、法语翻译，译有《星空5500年》。 闫文驰，青年天文教师连线翻译组成员，科普译者，波兰科学院哥白尼天文中心在读博士。本科毕业于北京大学元培学院，波兰绿山大学理论物理硕士。通晓多种欧洲语言，曾参与翻译多部科普图书，与韩新忠合译米沃什《乌尔罗地》。

内容简介

绪言 从量子物理学到技性科学 19 世纪末，科学发生了翻天覆地的变化。这一切的一切，都始于1895 年威廉·康拉德·伦琴发现X 射线，以及1897 年约瑟夫·约翰·汤姆孙在剑桥大学著名的卡文迪什实验室里通过实验发现第一种基本粒子——电子。此前，古希腊哲学家德谟克利特于公元前5 世纪提出原子论，认为万物的本原是原子和虚空，原子是不可再分的物质微粒。而电子的发现让这个2 000 多年前的理论焕发了新生，新版理论认为：电子是原子的一部分， 因此原子就不再是不可分割的了。 1900 年，马克斯·普朗克在研究黑体（能够吸收全部外来电磁辐射的物体）的过程中向科学界宣布，能量是以不连续的形式，即一份一份的形式（量子形式）发射和传播的。这虽是事实，却与当时流行的理论并不相容。虽然这条道路是普朗克发现的，但他自己却是在经典物理学的范式下接受的教育，并没有鼓起勇气继续前行，于是，在量子之路上进一步求索的机会就留给了其他人。 1905 年，阿尔伯特·爱因斯坦发表了物理学领域至关重要的三篇论文。其中第一篇是关于光电效应的，他也因此获得了1921 年的诺贝尔奖；在第二篇中，爱因斯坦证明了分子和原子的存在；最后，在第三篇论文中，他对所谓的狭义相对论进行了阐释，并于1915 年补充了相对论的第二部分——广义相对论。 在20 世纪最初的十几年里，物理学的研究方向发生了过去几个世纪中都不曾出现过的重大转变：一方面，相对论让我们能够提出一些闻所未闻又富有启发性的宇宙理论； 另一方面，在经典物理学依然适用于宏观实体世界的同时，诞生了一门新的科学（量子物理学）来解释原子等微粒的微观世界。 在生物学领域，达尔文向我们解释了人类进化的起源，但变异是如何从一个个体传递到另一个个体的，仍然是个未解之谜。也就是说，达尔文凭直觉认为存在一个遗传的过程，但他不知道这个过程具体是什么，也不清楚它的运行机制。1866 年，奥古斯丁会修士格雷戈尔·孟德尔解决了关键性的遗传规律问题，不过他的论文却被搁置在一座门可罗雀的偏僻图书馆里，无人问津。直到20 世纪初，荷兰生物学家德弗里斯发现了这位被遗忘的修士在遗传学上曾做出的贡献，遗传过程这才成了生物学家们首要关注的焦点， 遗传学也继而成为一门值得研究的科学学科。毫不夸张地说，正是达尔文的进化论与现代遗传学的结合产生了如今的新达尔文主义学说。1953 年，克里克和沃森在莫里斯·威尔金斯先前实验研究的基础上，提出了遗传物质DNA（脱氧核糖核酸）分子的双螺旋结构模型。从这一刻起，遗传学的发展直接起飞， 不仅补充了人类对遗传机制的认知，在医学领域及文化方面也发挥着至关重要的作用。 然而，第二次世界大战也向我们展示了现代科学消极的一面。当时，两大对立阵营都在加紧一项研究：根据铀原子核在经受中子轰击时会发生裂变（核裂变）的原理来制造原子弹。科学家也好，普通百姓也罢，相信广岛和长崎的余波至今依然令许多人印象深刻。然而事实上，现代科学的负面影响也起到了一些积极作用——它使得科学界开始从伦理学（也就是科学伦理学，有些人更倾向于称其为科学应用领域的伦理学）的角度进行思考。随着时间的推移，科学界的伦理学立场也实现了范围上的拓展和力度上的 加强。 20 世纪，在一些思想家的努力下，科学的人文主义属性也得到了补充，伊姆雷·拉卡托斯、卡尔·波普尔和托马斯·库恩等学者（这里列举的只是该领域著名人物中的几位而已）对哲学的一个分支——科学哲学进行了阐述，为我们理解什么是科学提供了一种独特、多样化且更为深入的新角度。 在这方面值得注意的是，20 世纪下半叶，科学与技术之间日益紧密的关联取代了过去一直存在的二者相互割裂的状况，它们逐渐融合，形成了如今占主导地位的技性科学。法国哲学家雅克·埃吕尔曾说，科学已经成了技术的一个有机组成部分，所以这门学科被称为“技性科学”，而不是颠倒过来。毫无疑问，上述变化影响了所谓的科学中立性，因为如果技术（尤其是实际应用的技术） 不是中立的，那么科学和技术二者融合的产物也不可能是中立的。 技性科学为我们带来了计算机和互联网，使人类实现了登月。在技性科学的影响下， 技术的发展速度越来越快，为我们的生活提供了各种可能性，尤其是在信息通信领域， 有些事情在几年前人们是难以想象的。然而，变化（实际上我们处于一个持续变化的过程中）如此之快，我们人类客观存在的道德和智力的惯有发展水平已经跟不上了，具体表现就是科技进步带来的那些负面影响。世界， 也就是我们生存的这个世界，正在恶化。尽管一部分人依然在努力，但他们的力量终究还是有限的，排放到大气中的二氧化碳还是在增加，进而引发了全球变暖，此外还有臭氧层耗竭、海洋污染、各类废弃物聚集、饮用水日益匮乏、大片区域荒漠化、传统能源枯竭以及核电站的风险，这方方面面都是当今世界令人担忧的问题。在上述问题以及人口增长、财富分配不平等的多重影响下，如果我们真的想给子孙后代留下一个更美好的、可持续发展的地球，就必须迅速行动起来， 采取紧急措施。21 世纪，技性科学这门“人文科学”（请允许我使用这种说法）叩响了我们的大门，属于它的时代已经势不可当地到来了。 编辑推荐： （1）《时代周刊》特别授权，斯蒂芬·霍金相对论作品完整收录出版！ 《时代周刊》（Time），又称《时代》，1923年创立于纽约，是美国三大时事性周刊之一，在全球范围内也拥有广泛影响力。1999年，《时代周刊》发表了英国物理学家斯蒂芬·霍金的一篇名为《相对论简史》的文章，从科学的角度介绍了爱因斯坦对人类知识进步做出的巨大贡献。 （2）细数20世纪各科技领域重要突破，系统梳理科技发展脉络！ 17 世纪，艾萨克·牛顿为现代科学奠定了基础，自此以后，科学的发展从未像20 世纪一样有过如此重大的进步：人类成功登月，爱因斯坦提出相对论，量子力学诞生，塑料和其他合成材料相继问世，青霉素等抗生素及核医学投入临床使用，计算机和互联网走进千家万户……《科学时代：引领未来的关键技术》系统梳理了20世纪太空探索、核能开发、化学应用、生命科学和通信等科技领域的发展脉络及重要突破，展示了天文学、物理学、化学、生物学等学科的杰出成果，并为未来的科技发展指明了方向。 （3）解读科学发展内涵，俯瞰时代与生活变迁！ 20世纪的科学成就不仅从精神上刷新了人们的认知，更是从物质上改变了人们的生活环境，引发了一系列社会变革。《科学时代：引领未来的关键技术》以时间为轴，直观呈现了科学技术的发展为人类生活带来的变迁：随着理论的提出和航天器的发射，人类对宇宙有了更清晰的认识；CT、磁共振成像技术的出现和更多药品的研发，让更多人免受疾病的死亡威胁；尼龙、涤纶等人造材料成功合成后，昂贵的丝绸和羊毛被渐渐取代；从笨重的唱片留声机到质量仅十几克的MP3播放器，音乐随着播放器的升级而变得人人可及…… （4）珍贵历史图片，重现20世纪真实场景！ 《科学时代：引领未来的关键技术》包含大量珍贵的历史和科学照片，从火箭、探测器、医疗设备、集成电路照片到核能发电原理图，向我们展示了20世纪的科学成就，同时也指出了塑料污染等人类发展必须要解决的环境问题。 （5）北大专业译者倾心翻译、审校！ 《科学时代：引领未来的关键技术》由北京大学专业译者倾心翻译，对书中专业知识和专有名词进行了详细地核实，同时为了便于理解，对部分知识点进行了解释。