科学——应该说是诱惑？生物学，由于有灭绝的恐龙而具有诱惑力；物理学，从新生的太阳到神秘的宇宙大爆炸，把一些几百亿年的宇宙鸿沟展现在人们面前；还有人种学、地质学……

本书尽可能模糊科学史与非科学史之间的界线，力图还过去的科学研究者以完整的面貌。读者将从列奥纳多·达·芬奇的一些最“没有才华”的想法，到浪漫主义科学家的最有成果的预感，沿着学术思想的线条，领略更有趣的科学发展史。

本书列出的名人，有些我们并不熟悉，名气也不太响，但他们在科学发展史上也曾做出，或为重大科研成果的产生做出过贡献，这本小书介绍的正是这样一些科学探索者的故事。通过了解他们，有助于我们了解人类科学在前进的道路上遇到的失败和挫折怎样为成功做好了准备工作。

前言：塔乌尼树汁的功效／2

欧马尔·海亚姆：美人、美酒、方程式／9

贝尔纳·帕利西：从理论到实践／16

威廉·吉尔伯特：磁学哲学家／25

从虚无到宇宙万物：约翰内斯·开普勒／34

佩雷斯克的木乃伊／44．

哈维爵士、蟾蜍和巫婆／54

喜欢捣鼓小玩意的伊萨克．牛顿／62

德尼·帕潘：从高压锅走向神话／71

天使路过：尼古拉·法蒂奥·德·迪勒／80

从拉普兰人到培根：皮埃尔·路易·莫罗·德·莫佩尔蒂／89

冰封的英雄(1)：罗蒙诺索夫／101

拉扎罗·斯帕兰扎尼：地狱里的博物学家／108

鲁吉·伽伐尼：青蛙宴／118

达尔文家族的祖父／128

各种各样的图形：利希腾贝格、克拉德尼等人／140

富兰克林和朗福德：巴黎的两个美国人／148

精于园艺，炽热的心：埃梅·邦普朗的三种生活／157

欧仁·加斯帕尔·罗伯逊的不可抗拒的上升／165

让一巴蒂斯特·比奥：一个人，一颗陨星／176

汉斯·克里斯蒂安·奥斯特：不可思议的实验／184

埃德加-坡的科学／194

艾达·洛夫莱斯：机器的灵魂／203

驯化的达尔文／212

克里斯蒂安·多普勒的火车／221

詹姆斯·麦克斯韦的软齿轮系／228

黑暗中的肥皂泡：约瑟夫·普拉托／239

莱奥波德·雨果的浪漫主义几何学／248

奇妙的雅各布·巴耳末公式／257

迷恋显微观察术：拉蒙一卡哈尔／264

达西·汤普森：物种的空问／274

查尔斯·威尔逊：云雾中的物理学家／282

克里斯蒂安·伯克兰：电磁学的先知／289

冰封的英雄(2)：阿尔弗雷德·魏格纳／297

一个火星人：利奥·西拉德／307

没有发明青霉素的人／316

致谢／325

参考文献／327

贝尔纳·帕利西：从理论到实践

贝尔纳·帕利西是圣东目地区有名的制陶工匠，当列奥纳多，达·芬奇(1452—1519)在克洛吕斯城堡死在一位国王的怀中时，贝尔纳·帕利西还依偎在母亲身边，但他极有可能与路易·德·伏瓦(1535—1604)相识，此人在格拉沃角附近建造了雄伟的科尔多旺灯塔。从莱昂纳多到贝尔纳，然后从贝尔纳到路易，知识格局已悄然发生变化，而且用透视法的一个术语来说，同时也保留了某些没影线。其中一条线是古老而稳固的四元素学说，这种学说把水和土的作用看作形而上学的关键因素；还有一条线是知识的实践倾向。列奥纳多一边采用明暗对比的手法创作美妙的美术作品，推动我们犹豫不决地跨越幻觉的界线，即从中世纪跨入文艺复兴时期，一边只渴望获得军事或民用的工程合同，建造一座小型防御工事或一座船闸，以便能吃上黄油煮菠菜。

人们都知道，达·芬奇对水情有独钟。他的《水的运动与测量》有566节，而且在各种手稿『《莱斯特手稿》和《大西洋手稿》中，都插有不计其数的有关水流、瀑布和“洪水”的素描画，复杂得不可思议。他也许发现流体的湍流形式长期挑战数学的能力(它一直在向数学挑战，因为流体力学的方程只有用超级计算机才能解，而且还依赖近似算法，精度勉强过得去)，于是对涡流进行分类，分析飞鸟翅膀下和船的尾涡中的空气流动情况。河流当然令他感兴趣。当时人们想让阿尔诺河改道，因此有关这个问题的知识可能具有战略性。然而，虽然达，芬奇设计的水坝、船闸和磨坊看上去很现代化，但是他的关于河流的理论却明显陈旧，为了让人能够理解，他把它跟新柏拉图学派有关大、小宇宙的思想联系起来。如15世纪人们在大学里学到过的：人和世界相似，任何矿物都对应于某种植物，任何植物都对应于某种身体器官，而任何器官都对应于太阳系的一颗行星，还可以无穷无尽地列下去。例如，地球就和人体一一对应。从那时起，人们就认为，人体的血液循环和水的循环相似，而风的流动方式就是地球的呼吸系统运行的表现。

在达·芬奇看来，河流是地球的皮肤表面上“裂开”的血管，河水汇入海洋，加入地下水循环，把水从海底输送到山顶，就像血液从脚流向头部一样。他的关于空气和水的动力学的观念，则是典型的亚里士多德学派的：鸟儿飞翔是因为被自己的翅膀所排挤的空气推向高空，鱼儿向前游是因为水在其后面迅速合拢……达·芬奇除了有这些当时被普遍接受的奇特观点外，还是一个理论家，在理论上比在实践上更加自如。尤其是他的一个水文学推论，想必会让贝尔纳·帕利西吃惊：“按照虹吸原理，任何大河都可以被引到最高的山顶。”帕利西没有念过大学，而是天天在陶器作坊里踹陶土，雇人把泥浆中的水分甩干，他非常清楚水不是那么容易被提升到高处的，也知道水无论如何不会喷到比水源还高的高度。他还知道，人们如果得不到资助，就得靠发现谋求生计，不会向任何人透露秘诀：技术知识的价值越来越高。帕利西的著作《精彩的论说》中关于“江河与泉水”的章节，是最早的应用水力学专著之一。帕利西在文中不仅提出了河流和水源的起因，还提出了一系列技术，包括利用自流井、引水工程，还有人工水源的建造——这既是出于对公众卫生的关心，也出于乌托邦的理想主义：不久他便制订了建造伊甸园的计划，由“神圣的地下水勘探者”利用河流和神奇的水下洞穴，建立所要求的和谐(《圣经》中的诗篇104篇说，“在水中立楼阁的栋梁……”)，水下洞穴中的洁净水具有双重功效：使他放置在其中的陶瓷鱼与游动的真鱼难辨真假，而且能使葡萄酒保鲜。

读了这篇专著，人们几乎以为贝尔纳和达·芬奇在唱反调。 《精彩的论说》其实是“理论”与“实践”的对话，可怜的“理论”有点傻，必然处于下风。频频的斥责(如“你不懂我的话！你真让我丢脸……就凭这一点你就翘起尾巴啦？这是你最差的理论了！)听起来使人有点厌烦，但是这篇谈话包含了一连串巧妙的常识和惊人的论点。整修一座山坡，在坡底建一个水库。砌上石块并用黏土勾石缝，收集雨水，用这种方法完全可以在山冈上创建水源，但是他还告诉人们，雨水能够“孕育生物”。否则，“经常随雨水一起从天而降的蟾蜍和青蛙，难道是凭空产生的”[19世纪，路易·巴斯德的著名反对者和自然发生论的支持者阿希梅德·普歇在其著作中也提到青蛙雨，认为是龙卷风造成的，这是有道理的]。不过，帕利西有两点跟达·芬奇截然不同，而这不同令其更像一位先驱：一是他幽默(他游览比利时小镇斯帕的涌泉时，发现它们除了能掏空游客的钱包外，没有其他任何奇效)；二是他断言，江河的水并非来自海洋，而是来自降雨。此外，帕利西认为，如果小宇宙始终存在，那也是一点“小玩意”：因为出现一些(装有“小舌”的)手动泵，帕利西也对它的益处提出质疑，怀疑它的可靠性：他确信，不仅不能让容积小的泵输送大量的水(他预感到17世纪才得到解释的现象吗？即受大气压限制，泵不能将水提升到10米以上的高度)，而且“以后还始终需要工人来操作”。P16-20

和一位植物学家朋友一起，在一位叫曼努埃尔的美洲印第安人带领下，走遍赤道地区的一片小森林，寻找一些珍稀植物，这无疑是一种别样的生涯。出发都是在清晨。我们在篝火燃烧冒出的潮湿烟气里把大砍刀磨快：用来披荆斩棘，开辟道路：泥泞的林间小路非常滑，我们必须学会迈着碎步行走；受惊的小蛇从倒在地上的朽树的树心中窜出，身披伪装色的鹿在我们走近时也撒腿而逃。还常遇到一些吼猴和异禽。森林宛如伊甸园，流淌着清澈的小溪，溪底散布着小石片；地上还有一队队红蚂蚁在爬行，拦住人们的去路。在植物的海洋里，不时会有一些灰色花岗岩的岛山(花岗岩圆锥)浮出海面，兀立在人们眼前。

我的植物学家朋友[像本书所述的人物埃梅·邦普朗]正在寻找一些可以提取药物的植物，特别是要找传说中的一种树，是这次探险旅行的最终目的。这种树叫塔乌尼，行家称之为尖叶饱食桑，它的汁液在萨满教的入教仪式中似乎起着关键作用。据说它的效用先是使肌肉挛缩，产生疼痛，然后“往往在新入教的人的背上出现这种树的一些精灵，形态各异，其中一种肯定是美洲豹，还有一种不多见，是样子可怕的毛虫；这些幻觉表现为它们发出的气息声和窸窸窣窣声，如果是美洲豹，就是吼叫声”。经过几个小时精疲力竭的跋涉，任凭曼努埃尔随意带着我们绕了许多弯，我们终于找到了一棵塔乌尼树。树皮直到三米高都被人撕掉，看样子经常被人弄去做药。曼努埃尔也算得上萨满教信徒，他肯定，人服下这种树汁后，“思想像箭一样敏捷”，还能“看到美洲豹”。这些美妙的前景，还有以科学名义打开人类新感觉之门的希望打动了我，我们耐心地等待从割开口的树干上淌出树汁。树汁淌出后，很快变成糊状，呈现出砖红色，这时我的激动心情平复下来，不想喝塔乌尼树汁了，只用树皮浸了树汁当烟抽了几口，只有一种效应，几乎是顿时产生的，就是昏沉沉的睡意，思想也不像箭一样，更没有美洲豹显灵。后来我对这种树汁做过化学分析，没找到一点能让人产生美洲豹显灵幻觉的生物碱。

此后，我的探险旅行改变了性质。不再泡在赤道地区，而是扎进巴黎托尔比亚克地铁站附近的国家图书馆中有空调的水族馆，在有线电视放映出的模拟的森林脚下，徒然地守候一只貘从画面上走过。这个场所地面很光滑，人们在上面行走也必须用在亚马逊森林中学会的碎步，而根据目录顺着书架在书海漫游，有时也能找到一些意想不到的东西，很像在热带森林中突然看到的岛山，或让人产生美洲豹幻觉的树。我试图探索的科学史领域，在这点上就和亚马逊河流域人迹罕至的热带森林相像，寥寥几条竖了路标的公路从中穿过，游人几乎走不出去。在游人看来，景色都一样，不过是几个岛山的岩石上雕刻着名人面孔的景点，如拉什莫尔山的岩石上雕刻的四位美国总统的脸。景象是适意的，而且为希望了解科学到底是怎么回事的人节约了精力，不过也产生了一些过于简单的和神话的观念，我曾经和另一位探险伙伴一起，为这些观念进行过分类。如果不满足于彩色石印画片和明信片，还有探索的手段。人们信赖身体和精神的直觉，而这种直觉难免出错，会引导他们选择这条小道，而不是别的小道，顺着这样的地势走，而不顺着别的地势走，或者上溯这条河流，而不上溯别的河流，因此，他们凭感觉进行无既定目标的漫游时，既是积极的参与者，也听凭它的摆布。一路上，人们有时会被其他一些埋没在草木中的不太有名的小雕像绊了一下，让他们在经过一番艰难攀登之后，享受一下从鲜为人知的观景点来观看著名雕塑的乐趣，但也有可能像电影《西北偏北》中的罗杰·桑西尔和伊芙·肯德尔那样，陷入难以摆脱的危险境地。

科学史上的这些探险所获得的树汁有什么疗效吗？本书列出的名人，有些人们并不熟悉，还有一些名气也不太响，但是本书可能有助于我们了解科学史。第一类名人是被人遗忘的科学家，被斥为没有用处，犯过错误，即迷失于浪漫主义、形而上学或纯情感之中，这些东西都最难发挥科学的效用。但是这些人是解毒药，有抵御平庸的实证主义毒害的功效，这种实证主义使人相信，科学史应该是真实事物的历史。第二类名人的确没有树碑立传，但他们也有“催泻药”的效用：如果对那些“促进科学的英雄”的历史不太了解，那么本书中这些稍纵即逝的闪光就能让人看清真相，帮助人们去了解。在所有例子中，都有可能让人感受到塔乌尼树汁的功效。希望不是以催眠作用，而是以产生幻觉的形式让人感受，这里没有可怕的毛毛虫和美洲豹，但取而代之的东西非常丰富，有青蛙、蜗牛、野蛮人、气球、教堂、木乃伊和陨石，提及的更像是一些任何科学方法都无法分析其性质的奇特物质。

那么，为什么传统的科学史，那种在专著中连篇累牍、并在教科书中注入了接近致死剂量“镇静剂”的历史，如此令人厌烦？也许是因为那种历史顽固地坚持简化：要么面面俱到——不仅仅是科学方面——要么总是过于愚蠢地从一种探索生涯中抽取纯科学的内容，而把所有其他有助于理解的内容都清除掉(或当作细枝末节摒弃掉)。本书叙述的是凭直觉探索的历史，想尽可能模糊科学史与非科学史之间的界线，还过去的研究者一种稍稍完整而复杂的面貌。因此，本书建立了一些新的联系，披露了一些秘闻，读者可以了解到，某某人虽然是现代人，但其思维方式看上去却与17世纪或文艺复兴时期人们的思维方式密切相关；某人的观念虽然在启蒙运动时期引起激烈的争议，现在却获得了新的活力；某人的著作虽然年代久远，其中却闪现出对未来惊人的预见。

想使科学史成为理性和客观性的胜利史的人，可能不太喜欢这种不清晰的写作风格。但是，在组成团队沿上述路线旅游的途中，如果游客是好奇心强的科学爱好者，想悄悄离开团队独自去游览，也许更喜欢沿着这些小道慢慢行进，尽管它们泥泞，还要通过腐朽易断的藤索桥。读者在浏览这三十多篇插有从原始资料中找到的手稿或图片的文章时，会遇到一位双眼失明的电影术先驱、几位命运不济的自然哲学家、一位按照人们的意愿杜撰出来的德尼·帕潘、一位备受打击的莫佩尔蒂、一位剖开蟾蜍肚子、还查看过巫婆隐秘部位的外科医生。一位会制作爆竹风筝的牛顿、一位切掉一打蜗牛头的伏尔泰、还有一位用一组神奇公式阐明原子内部结构的瑞士教师。读者将从列奥纳多·达·芬奇的一些最没有才华的想法，到浪漫主义科学家的最有成果的预感，沿着学术思想的线条，测量其诗意的、神秘的、魔力的根源所处的令人眩晕的深度。