《科学的社会功能》

第六章 科学的应用

作者:贝尔纳

要叙述科学的应用及决定这种应用的性质和范围的因素肯定是特别困难的。事实上,人们都认为把科学加以应用是理所当然的事,以致人们从来没有认真地去考察科学是怎样被应用的。大多数科学家和门外汉都满足于官方的一个神话:

纯自然科学家们工作成果中对人类有用的那一部分,马上就被有进取心的发明家和实业家所采用,并以最廉价和最便利的方式交给公众使用。任何人只要认真了解一下科学和工业过去或现在的状况,都会知道:这个神话的全部内容都是虚假的,不过究竟真实情况如何,却是比较不容易查明的。

科学和技术之间的交互作用

科学发展与具体技术发展之间总是存在着密切的交互作用。它们相依为命,互不可缺,因为要是科学不发展,技术就会老化,变成传统的工艺,要是没有技术的刺激作用,科学就会再度变成单纯卖弄学问了。不过,这并不等于说,这种结合是自觉的或有效的;事实上,过去把科学应用到实际生活中去总是遇到极大的困难,即使在现在,当它的价值逐渐开始被人认识的时候,人们还是以极其偶然和无效的方式进行这项工作。斯坦普勋爵决不是目前情况的严厉批评家。他把这个过程刻画如下:

“所有这些发现、这些足月诞生出来并且被遗弃在社会门阶上的科学婴儿都被收留进来,并且以不同方式受到抚养,但是这样做既不是根据任何已知的原则,也不是根据任何祖传指南。经济学家通常也不承认自己有责任研究这个方面,不承认有责任指出用什么样的一系列标准可以检验它们对社会的价值,可以检验采用新发明的方法,可以检验采用新发明的最宜速度的调节情况。

这些发明通常仅仅是在利润和消费者的需求的推动下,在自由竞争的条件下‘偶然问世’的,丝毫也不顾及新需求同旧需求相比有多大价值,也不顾及生产变动情况和就业变动情况以及其社会后果。在这些发明问世以后,经济学家理所当然地要加以研究,不过经济学家并没有武断地说明,由于这些发明可能引起社会动乱或者非经济性价值标准的贬低,是不是应当根本不让它们完全以那种方式问世。”——《社会调整的科学》第13页。

科学同技术活动和经济活动发展的关系既复杂又多变。

科学是人类有理性的、明确的和积累起来的经验,因此要比传统性的、含蓄的、但也是积累起来的工匠技艺产生得晚一些。情况不可能不是这样:人类的理解必须从简单发展到复杂。人类必须先满足自己的基本需要才能开始理解,可是人的基本需要却处于最复杂的水平上。人类最初的实际技术进步是属于生物化学领域的食物烹调,和属于动物心理学领域的狩猎,最后还有对禽兽的驯养。当时,要从科学上理解人类自己的所作所为是根本不可能的。实际上,甚至到今天,原始的巫术在这个领域的很大一部分区域中,仍然和科学一样,可以对各种现象提供立即有用的解释。

另一方面,可以从理性上加以理解的东西必须是简单的;

但是除非它也是有用的,否则就不值得去理解。因而只有在文明的城市生活的较晚阶段,数学、力学和天文学等最简单的学科才开始出现,而当时人类生活的主要技术却已经确立起来了。烹调、畜牧、农业、陶瓷、纺织和金属工艺已经处于和十八世纪初期一样的发展阶段了。在新的西方文明社会中,在大规模的机械技术不论平时和战时在经济上都变得很重要以前,同它在巫术上的使用价值相比,科学并没有显得有实用上的使用价值,除了航海和炮术这两种仅仅牵涉力学和光学的技术之外,到十八世纪末叶为止,工业向科学提供的知识,远比科学向工业提供的为多。十八世纪末叶是一个转折点。不久以后,化学的发展就开始影响染匠和冶金工匠的比较老的传统生产方法。化学是其次最容易理解的自然机制。只是到本世纪才有力地再迈出了关键性的一步,开始通过生物化学和遗传学来理解有生命的机体,并且开始影响厨师和农民的更为古老的传统方法。

科学对工业的渗透

这段简单的历史描述可能足以表明科学与技术之间的关系的总趋势,不过要对此有更为深刻的理解,就需要对当代科学研究和技术之间交互作用的机制进行分析。这个过程必然受生产的社会条件、特别是经济条件的支配。目前除了苏联以外,到处都是为了私人利润进行生产,科学是不是能得到利用主要取决于科学对利润的贡献。

总的来说,科学是在有利可图的情况下,而且只有在这种情况下,才能得到应用。

把科学应用于工业是一个渐进的过程,虽然这是通过一些几乎无法区分的阶段来进行的。科学可以说是按照科学活动的繁简程度逐渐渗透到工业中去的。旧式的传统工业,只要是一家一户小规模经营的,没有科学也可以搞得很好,不过即使在这里,也可以采用家用量尺或炉温表等测量仪器,而在某种程度上用到科学。可是只有当人们由于经济发展的结果尝试在大得多的规模上进行同样的生产过程的时候,科学才显得是必不可少的。例如在早年,烘烤和酿造是利用传统方法进行生产的单纯家庭工业,其经营成败部分地取决于经过考验的传统方法的功效、部分地取决于各个主妇个人的技巧。但是在较大规模上应用时,传统方法就没有多大用处了,个人就不可能象以前那样熟练地控制生产过程了。于是科学就以它的最基本的形态——测量和标准化——参加进来。旧的生产方法没有改变,可是却采用了各种仪器——温度计、流速计、量糖计——以保证新生产过程在必要的范围内尽量遵照旧的生产过程的路子进行。

由于改变生产规模有困难,或者由于人们希望使用比较便宜的原料或缩短加工时间来节省金钱,改变生产方法就显得有利可图。这时就出现了下一阶段。人们可以根据各人的口味把这种改变称之为改良,也可以称之为偷工减料,不过不管是改良还是偷工减料都提出了传统方法本身无法满足的要求。有必要进行某种实验工作。其经验进行大规模试验可能要花很多钱,甚至有可能使人倾家荡产。但是小规模试验却基本上是实验室式的实验。事实上,科学实验的整个观念都来源于试验。正如阿格里科拉指出的那样,这种试验不过是小规模进行的冶炼过程而已。要改进一个生产方法,就有必要在某种程度上从科学角度来理解它。这就是冶金工业在上世纪进入的阶段,而且它现在才刚刚脱离这个阶段。这也是老的生物化学工业现在才开始进入的阶段。这个阶段的存在就说明存在着一个相当复杂的工业实验室网和一个完整的经验科学体系。

在改进了工业生产过程以后,下一步显然就是要对这种过程完全加以控制,不过只有当充分了解了生产过程的性质的时候才能做到这一点。这又意味着要有一个真正胜任的科学理论,十九世纪的最伟大进步之一就是为化学提供了这样一个理论,使化学工业能够不再象冶金工业过去和现在那样,依靠尝试性的和浪费很大的实验向前发展,而是遵照明确的推理方法向前发展。推理过程实际上决不是那么简单的。理论往往证明不能胜任,实践有时会跑在前面,需要理论迎头赶上它。科学和技术就是这样地相互促进。例如,虽然蒸汽机的发明主要渊源于早在十七世纪就已经确立的液体可以蒸发膨胀的理论,但是蒸气机的实际运转却带来那个理论没有想象到的结果,尤其说明了先前的一些关于热的性质的科学观念是很不够的。一旦克服了这个缺陷,就使蒸气机得到进一步的改进并促使人们发明了别的热力机。

但是只有当人们对生产过程的基本性质有了十分广泛的知识,以致有可能发明前所未有的崭新生产过程、亦即利用传统方法所无法设想的生产过程的时候(例如,新染料和特种葯品的化学合成就是这样),工业和科学才能够最彻底地结合起来。当人们从纯科学角度发现的一个效应可以应用于某种工业用途——如电报或电灯——的时候,就会更直接地产生同样结果。在这种情况下,我们就有了一个彻底科学化的工业,一个完全靠了科学创始和发展的工业。用于电力生产和供应的电气器材工业和用于改善通讯的电气器材工业是当代这方面的最主要的例子。

把科学应用于工业的这几种不同的程度当然并不是固定不变的。随着科学和工业一起进步,工业中的科学成分的比重会逐渐增加而工业中的传统成分的比重会逐渐减少。不过不同工业的发展速度必然是十分不均衡的。这不仅取决于对有关的生产方法进行科学描述的内在困难,例如在烹调和家畜驯养方面,而且主要取决于这些传统工业的相对落后的经济状况。在这个问题上,主要考虑仍然是经济性质的考虑。直到现在,把生产——因而也就是科学研究——集中于重工业和可以在工厂中大量制造的商品的生产上仍然是比较方便的。生产者节约经营费用的需要支配了消费者的需要。假如把花在研究和改进机器制造上的时间和金钱用来研究和改进生活资料的生产、特别是食品和医葯卫生用品的生产,我们就早已取得极大的进展了,不仅会过着更富裕的生活,而且会对生物学的问题有了深刻得多的认识。

科学应用过程中的时间差距

在科学原理第一次发现和第一次加以实际利用之间过去有,至今仍然有巨大的时间间距。这是科学的实际应用过程的最值得注意的特点之一。在科学发展的初期阶段,这种差距可以看做是不可避免的。因此,对于第一次发现真空现象和把它应用于大批蒸气机之间几乎一百年的时间差距,我们就没有必要感到惊讶了。可是即在人们已经充分认识到科学的功用的时候,这种差距仍然继续存在。法拉第在1831年就发现了电磁感应的原理,而且制成了第一部发电机,利用机械力来产生电流。但是直到五十年后,第一部商用发电机才开始运转,而且直到1881年,爱迪生才建成了第一所公用供电站。这种情况至今依然存在。

例如,冯·劳厄在1912年第一次揭示的以x射线分析物质的可能性,大体上还没有应用于工业。要了解造成这个差距的原因是一个包括科学、技术和经济因素在内的十分困难的问题。在不同情况下,解释也会大不相同,因为这种差距并不是一律的。有时,甚至在很久以前,一种发现或发明几乎马上就得到采用而且迅速得到推广,火葯和印刷术便是这样。造成这种差距的科学上和技术上的原因可以迅速地消除掉。

我们甚至可以消除第一个原因,办法也就是把人们不仅观察到新现象,而且把它作为当代科学知识的一部分加以接受的那一时刻算作发现新现象的最早时刻。例如,我们一般都不认为x射线和无线电是在人们首次注意到了这些现象的十八世纪发现的,而认为它们是在一个世纪以后它们已经在科学界取得确定地位的时候发现的。技术上的困难则更为严重。把实验室的发现加以实际应用需要扩大规模和耗费更大力气,而且只有当人们能够找到改变规模所需要的不同性质的材料时,才能有效地进行这种转变。因此,实际工作原理比真空蒸气机更为简单的高压蒸气机不得不等了一百年才制造出来,因为可用的金属经受不起必要的压力。可是技术因素并不经常是一个限制因素。在很大程度上,技术性困难可以通过耗费金钱和时间、或者更准确地说单单通过耗费金钱来加以克服,因为时间也就是金钱。我们正是在经济因素中才能找到迟迟不采用科学成果的原因以及造成科学的实际应用的一般性质的原因。

伯恩哈特·j.斯特恩把这方面的情况归纳如下:

“各种文化因素中最有力的显然是经济因素:为了对敌对阶级、对同一行业中的竞争者、对有关领域里争夺同一市场的对手们维持经济优势和霸权而作出的努力;引进新方法或新产品的费用(新方法或新产品的早期形态往往是粗糙的和没有标准化的,但仍然是用来解决手头具体问题的革新项目之一);由于有了新发明而变得过时的机器和产品的贬值所带来的损失;大规模法人企业的臃肿机构和僵硬作风(不敢限制生产以免扰乱有利可图的市场

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