前言

本書主要是為第一次接觸科學史和科學哲學的讀者準備的，如果這個描述與你相符，那么歡迎你來到這個迷人的領域進行探索。這個領域涉及一些最深奧、最困難同時又最基礎的問題。也可以說，這個“科學的透鏡”更清晰地聚焦于那些原本并沒有那么引人注目的問題。我希望你像我一樣喜歡該領域，而且特別希望它可以引起你的興趣，讓你愿意以后再回過頭來更深入地研究這些問題。

像這樣的介紹性著作尤其具有挑戰性。一方面，我想準確地展示歷史、哲學以及兩者之間的內在聯系；另一方面，我想避免讓第一次接觸這一話題的人接觸太多細枝末節的東西。像我們這樣對科學史和科學哲學進行全職研究的人，大多數來自學術領域，通常會陷入自身學科的細節中，經常忘記這樣的細節在剛接觸這一領域的人看來會是什么樣子。在面對細枝末節的時候，初學者常常會覺得“為什么會有人關心這些東西”，然后就放棄了。

這可以理解。細節很重要，但是它們的重要性只有放在一個更廣闊的背景中才能體現出來。因此在這里，我正是希望展現出這樣一個更廣闊的背景。然而，盡管本書描繪了一個相當宏觀的圖景，不過就我本人的知識而言我所寫的都是準確的，雖然我在寫作的過程中的確省略了很多細節。

歷史、科學和哲學之間的聯系永遠都是復雜而迷人的。正如前面提到的，我希望本書能引起你的興趣，讓你想要更深入地探討這些問題，甚至開始欣賞和享受其中的細節。最能讓我感到欣慰的，莫過于你看完本書后，會去書店或者打開電腦，下單購買那些能讓你進一步探索這些主題的書籍。

關于第3版的說明

第3版中加入了大量新內容，接下來我將簡要介紹一下這些新內容。本書的核心主題始終是各個科學體系（亞里士多德體系、牛頓體系和當今的科學體系），鑒于此，在本書的前兩版中一直像背景一樣隱藏著的，是這些科學體系間可能存在的與不可通約性有關的問題（大致來說，這個問題就是是否可以從一個科學體系的角度去理解另一個不同的科學體系）。在第3版中，我接受了幾位評論人士對本書前兩版提出的建議，增加了一章來專門討論與不可通約性相關的問題。這一章（第25章）在本書中的位置相對偏后，從而可以在討論時把前面章節里討論過的科學體系作為例子來使用。

除此之外，我增加了一章來討論量子理論中的測量問題。測量問題被廣泛認為是標準量子理論（至少是從現實主義角度來看的量子理論）的一個（可能是唯一一個）主要問題。就我所熟悉的有關測量問題的討論而言，大部分或全部都不是為初次接觸這些話題的讀者準備的。在這一章（第26章）中，我花了很多心思嘗試用一種對初次接觸這些話題的讀者來說易于接受的方式來描述測量問題，特別是解釋為什么它是個問題。

至于演化論，自第2版出版以來，我對自己的演化論基本內容的呈現方式越來越不滿意。這并不是說我所寫的內容是不對的，我是覺得這部分內容過于簡化了。在第3版中，我舍棄了原有內容，進行了重寫。因此，雖然這一章（第29章）的標題沒變，但有關演化論基本內容的描述是全新的，而且與第2版相比，內容更加翔實豐富。我覺得第3版內容的效果會更好。（我對第29章結尾處關于達爾文和華萊士發現自然選擇過程的描述進行了整理和壓縮，不過基本上與第2版相同。）

我可能還要指出，我本人認為第3版之后不會有新的一版了，主要有兩個原因：一個原因是，出于現實考慮，這類書的篇幅也就大致如此了，在第3版的基礎上，已經很難在不突破篇幅限制的情況下再添加新的內容；另一個原因是，對于通過推出僅做少量修改的版本來提升之前版本銷量的做法，我個人并不認同。因此，在第3版成書的過程中，我花了大量時間，認真審定每個章節。在一些章節里，我只做了微小調整，比如重新組織部分語句從而使意思表達得更清楚，而在其他章節里，我則進行了大幅修改。

最后，關于第3版里有關最新發展的部分，自第2版出版以來，這些領域出現了許多新的有趣實驗，我在討論中涉及了其中部分實驗，主要是有關相對論的實驗（比如，近幾年對愛因斯坦廣義相對論所預言的引力波的探測），以及量子理論領域的幾個新近實驗（比如，進一步驗證貝爾定理的實驗）。

一手資料的推薦閱讀清單

本書中的很多內容都有一手資料的支撐。目前可以找到的一手資料范圍很廣且數量繁多，從實際操作的角度考慮，我列出了下面這個推薦清單。清單里所列的資料都可以在互聯網或其他公開渠道找到，而且不涉及著作權等問題。

笛卡爾，《第一哲學沉思錄》中的第一個沉思和第二個沉思

休謨，《人類理智研究》，第四章，第二部分

亞里士多德，《論天》，第二卷，第四章

奧西安德爾為哥白尼《天球運行論》所撰寫的序言

舍恩貝格寫給哥白尼的書信（收錄在《天球運行論》中）

伽利略，《給卡斯泰利的書信》

貝拉明，《給福斯卡里尼的書信》

伽利略，《給公爵夫人克里斯蒂娜的書信》

宗教裁判所對伽利略的控訴書

宗教裁判所對伽利略的判決書

伽利略的放棄誓言

愛因斯坦，《論動體的電動力學》

愛因斯坦、波多爾斯基和羅森，《能認為量子力學對物理學實在的描述是完備的嗎》

貝爾，《論EPR悖論》

關于本書結構的說明

簡略地說，在本書里我想要做的是：第一，介紹科學史和科學哲學中的一些基礎命題；第二，探討從亞里士多德世界觀到牛頓世界觀的轉變；第三，探討新近的科學發展給西方世界觀帶來的挑戰，尤其是相對論、量子理論和演化論。

為了實現這些目標，我將本書分為三個部分。第一部分是對科學史和科學哲學中一些基礎命題的介紹，這些命題包括世界觀的概念、科學方法和推理、真理、證據、經驗事實與哲學性/概念性事實之間的對比、可證偽性以及工具主義和現實主義。這些命題的意義和相互之間的內在聯系將在第二部分和第三部分中說明。

在第二部分中，我們將探討從亞里士多德世界觀到牛頓世界觀的轉變，并關注在這一變化過程中一些哲學性/概念性觀點所扮演的角色。其中特別值得關注的是，在亞里士多德世界觀中處于核心地位的一些哲學性/概念性“事實”所發揮的作用。對這些概念的探討，有助于闡明第一部分的許多問題，也為第三部分的討論奠定了基礎，即根據最近的發現，我們必須放棄一些我們自己的哲學性/概念性“事實”。

第三部分介紹了新近的發現和發展，其中最值得注意的是相對論、量子理論和演化論。隨著對這些發現和發展的探討，我們將會看到，它們讓西方世界幾乎所有人從小到大所接受的一些核心觀點產生了重大改變。在第二部分中，我們已經強調了亞里士多德世界觀中哲學性/概念性觀點所扮演的角色，同時在第三部分中我們也會看到，某些觀點曾一直被我們認為是顯而易見的經驗事實，然而隨著新近的發現和發展，它們都被證明是錯誤的哲學性/概念性“事實”。

此時，已經很清楚的是，當對這些錯誤的哲學性/概念性觀點的認知變得更為普遍時，我們對這個世界的總體看法將需要改變。目前很難說這些變化會以何種形式出現，然而越來越有可能的是，我們的子孫后代繼承的世界觀將會與我們的世界觀有很大的不同。我希望你不僅喜歡探索和思考過去發生的變化，而且喜歡思考目前我們身處其中的變化。

在本書的最后，也就是章節注釋和推薦閱讀書目部分，我針對書中討論過的一些話題提供了更多信息，同時推薦了一些書籍，在這些書籍中你可以找到更多關于這些話題的額外信息。正如前面提到的，最能讓我感到欣慰的，莫過于你看完本書后，有興趣對這些問題進行進一步的探究。

關于本書的結構，還有最后一點需要說明：盡管我希望你能完整地讀完本書，而且書中的三個部分是按照前面所描述的方式聯系起來的，但如果你想單獨閱讀每一部分，也是完全可以的。舉個例子，如果你對17世紀的科學革命以及牛頓科學和牛頓世界觀的發展更感興趣，而對科學哲學里的相關命題不感興趣，那么你基本上可以從第二部分的開篇，也就是從第9章開始閱讀。然而，我還是鼓勵你至少快速瀏覽一下第1、3、4和8章。同樣地，如果你主要的興趣點在于新近的科學發展，特別是相對論、量子理論和演化論，那么你可以直接跳到第23章，也就是第三部分的開篇。如果你打算這樣做，那么我鼓勵你至少快速瀏覽一下第3章和第8章。最后，再次希望你能享受接下來的探索。

[1] EPR悖論是愛因斯坦（Einstein）、波多爾斯基（Podolsky）和羅森（Rosen）提出的?！g者注