灵魂的追问（7）
如何借助科技发展史彰显历史学科的特质，体现历史的灵魂？这是一个实践难题和理论课题。作为一名普通教师，我无力全面、系统驾驭，谨从自己的经验和体会，择其三点聊表看法。
首先要厘清一个原初性问题——是讲“科学技术发展”的历史，还是讲“科学技术与人类社会”的历史？前者属于自然科学与人文科学交叉的分支学科，研究范畴是关于科学技术产生、发展及其规律，意在梳理科技领域的发明与发展、科技理论的概念与定义、科技成果的转化与应用。后者则强调特定时代、空间对于科学技术的孵化，特定社会、文化对于科技成果的催化，以及科技成果在特定社会环境下注入经济领域并向生产力转化，进而促使文明范式、历史形态、社会生活、思想观念的进化，意在探讨科学技术与整个社会中各种因素的相互联系和相互制约的辩证逻辑。
显然，在历史课程与教学中的“科学技术”问题，立意的基点应该是“历史时空中的科技发展”。
几年前，我负责全国新课程远程培训项目子课题——科学技术史的教学设计与实施，请上海交大附中彭禹老师提供了《破解生命起源起源之谜》的教学案例。彭禹老师认为，假如机械理解课程标准要求：“简述进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。”这课三句话就可以讲完了——即拉马克主张“用进废退”的进化论;达尔文主张“物竞天择”的进化论;科学排斥“神创”，因而与宗教有不可调和的矛盾。他提出，在历史课上讲授这节特定的科技史内容，关键是将其置于特定的历史时空中加以考量，搞清楚来龙去脉。因此，他提出了一个看似常规，却“暗藏杀机”的问题：
所谓“破解生命起源之谜”到底是怎样缘起？何以缘起？随之，围绕问题顺势结合教材筛选出四个相关人物——《创造亚当》作者米开朗基罗、火刑柱上永生的塞尔维特、幸与不幸的先驱拉马克、改变生命世界的达尔文。
彭禹老师在课前说课中和多年后的反思中反复强调：
实际上，筛选上述几个人物仅仅是呈现“破解生命起源起源之谜”这条科技发展的“线索节点”和“轨迹坐标”。但是，作为历史课中的科技问题，绝不可以仅此为止。而其灵魂深处的问题是：他们各自所处的历史、社会环境对他们所做的工作构成了支持还是障碍？抑或兼而有之？是什么样的支持或障碍？这样才能把人物的思想、行为和他们所处特定时代下的环境结合。
我认为，彭禹老师在这节课的立意方面，恰当解决了前面所论及的“原初性”课题，而在内容处理上，恰恰体现了历史课中讲授科技史的灵魂和主旨。正如后来他所归纳：
1.文艺复兴时代米开朗基罗所作的《创造亚当》是一种宗教视野下的生命起源论，在他的年代，人文主义者虽然厌恶教会中的某些腐朽分子，但是并不反对宗教，因此他的观念其实也可以代表大部分古代人类对生命起源的看法：神创造了生命。
2.塞尔维特是探索生命起源道路上的先驱。奥妙之处在于他是在宗教改革的日内瓦被烧死的。烧死他的不是旧教天主教，而是新教加尔文宗。为什么新教会在这个问题上表现得比天主教更加激烈？
3.拉马克的工作只做到一半，他是法国大革命时代的人物。想想和他同时代的化学家拉瓦锡的遭遇，查查拉马克时代法国科学院的院长是谁？
4.达尔文生活在革命后150年的英国，他的进化论初次发表时，没有人支持他，但是他没有因此受到任何迫害。英国的社会环境和同时代的法国有什么不同？
从这四个人的遭遇（尤其是从塞尔维特到达尔文）来说，科学的进步里，权力的出场是越少越好。塞尔维特没有被天主教会烧死，而被加尔文教会烧死，这样的事情在历史上是屡见不鲜的。宗教改革者向天主教会要思想自由，可是自己一旦执掌权柄就宣布真理已经实现，迫害“异端”的行为更要超过旧掌权者。拉马克的不幸同样在于权力，拿破仑陛下亲任科学院院长难道不是一种权力对科学的支持？可是历史无情的嘲弄了他的做法：权力越支持，科学越落后。他不喜欢拉马克和他的理论，那么这种理论在法兰西就只能面对死亡。而从事这个方向研究的学者就只能噤若寒蝉。达尔文的幸运在于他生活在权力不能干涉科学的英国。宗教不爱达尔文，你们以为当时的科学界就爱了？可是谁也不能拿他怎样。
毋庸置疑，历史教学中关于科技问题的讲授存在着误区。究其原因，很大程度上源于对此原初性问题理解的偏颇。我们常常可以看到，有些课在弃本逐末地简单罗列科技成果，加上几张语焉不详的解说名篇;有些课在越俎代庖地推演科技知识，附着若干不知所云的公式标签;有些课在机械呆板地套用必然规律，生硬嫁接南辕北辙的科技成果……给人的感觉是，科技的历史淡化了“岁月的味道”，退化了“人文的底色”。
透过彭禹老师的设计思考，我最大的感觉就是，只有糅合了“岁月的味道”，渗入了“人文的底色”，历史课堂上的科技史才显得妙不可言！同样，我们是否可以在《物理学的重大进展》一课中一改因为教材的“蹩脚”而使老师不得不亦步亦趋地解读教材，把历史课上成“半吊子”物理课或几位物理学家的生平课呢？是否可像向彭老师那样，以人物为主线，以成果为载体，以时空为依托，设计出摄魂夺魄的一节充满历史味道的科技史课例呢？比方说，从伽利略、牛顿、拉瓦锡、爱因斯坦生活的时间、空间及其命运中，破解科技物理学发展与社会环境的斯芬克斯之谜——从意大利的教会裁判，英国的社会转型，法国的命运多舛，德国的纳粹疯狂中，体悟伽利略被投入水牢监禁，牛顿荣任皇家科学院长，拉瓦锡断头台上痛苦挣扎，爱因斯坦背井离乡的命运。
历史课上讲授科技发展的历程，还应该将其置放于不同的文明范式、不同的文明地域中加以观察科技成果的阶段特征和地域特征，客观理性地解读科技发展和成果转化中内在的文明成因。
在世界古代历史上，就中国古代科学技术的发展而言，中国曾经有过辉煌。诸如“甘石星经”、地动仪和浑天仪、子午线测量、“十二气历”“授时历”等天文历法地学成就，“周髀算经”“九章算术”、祖冲之的圆周率、“算学启蒙”等数学成就;《黄帝内经》《伤寒杂病论》、华佗麻沸散、《千金方》《本草纲目》等医学成就;还有被称为航天嚆矢的孔明灯、火箭滥觞的二踢脚、文明标识的四大发明，等等，在当时的世界上确实是无与伦比。但很遗憾，不得不理性地承认，这些都只能被称之为技术，而不是真正意义上的科学。严格说来中国古代那些技术，并非以科学为基础。
例如，1974年从秦始皇陵陶俑坑出土的三把宝剑，历经两千多年竟然光亮锋利。冶金史专家朱寿康先生用测试仪器反复检验和模拟试验，发现宝剑不锈的秘密是表面有一层厚度仅十微米的铬，而且剑身中锡含量量高于剑刃，所以刃口锋利，而整体坚韧。这是一种先浇铸出中间芯条，再浇铸两边的刃而做成的“复合剑”。两千多年前，工匠技术的确令人叫绝！遗憾的是，这些奇妙的宝剑制作，完全凭个人经验，匠人并不知晓什么物理、化学原理，而且没有可以作为规范的工艺流程。没有上升到科学，天长地久只能失传绝迹。再如张衡的地动仪，的确值得我们骄傲。但里面有多少科学呢？史书的有关记载只有几行字。还有指南针是中国人发明的，但它更多的是用来看风水，而航海或做地形地质测量用的罗盘，原来还要从西方引进。即便是李时珍的《本草纲目》，里面也有生吃狐之五脏及肠肚可治狐魅，如以之作羹霍，可治大人见鬼之类的东西。
如何处理民族精神和理性精神的关系？李约瑟在《中国科学技术史》中对中国古代科技的震撼与遗憾——敬仰中国古人的智慧和“李约瑟难题”（科技停滞的思考）给我们许多启示。爱因斯坦则说：“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础，那就是希腊哲学家发明形式逻辑体系（在欧几里得几何学中）以及通过系统的实验发现有可能找出因果关系（在文艺复兴时期）。在我看来，中国的贤哲没有走上这两步。”①也为我们进一步思考中国古代科技史教学提供了很好的思路。
中国古代缺乏理论科学或者说自然科学相对落后，是中国古代特有的文明范式决定的，其中以下四种因素不可忽视。
其一，从自然环境和经济类型而言，肥沃的土地和江河的滋润造就了缘起中原，并不断南移东扩的农耕文明。“一家一户一头牛，老婆孩子热炕头”，“鸡犬之声相闻，老死不相往来”的小农经济，制约了理论科学的探究。即便先人编制了历法，提出了勾三股四弦五的认识，留下了许多天文记录等等，也仅仅是岁时农事活动或天人感应观念的产物，缺少究其科学逻辑的推理动力，使我们的先人在思维方式上缺少自然哲学思想和实验验证工具。加之“农本商末”的理念、“重农抑商”的政策、“士农工商”的排列，造成商人阶层的低微和商业竞争观念的缺失，也就不可能营造出科技创新和科技进步的社会驱动力。
其二，从价值取向和文化生态而言，重文轻理、重仕轻技和“学而优则仕”的文人趋向，制约了社会精英与科技结缘。世卿世禄到察举制度，九品中正到科举制度的选官评价标准中，科技人才未曾被视为治国平天下的栋梁。科举考试不外四书五经的记忆理解，甚至呆板机械的八股之作。那些不登大雅之堂的方士、郎中、草根虽有一些原始技术纪录，却不能形成系统的理论，在“高大上”的风雅文人面前，只是“雕虫小技”之流。加之古代教育模式直接导致了中国人的二维思考（平面思维）方式，为仕途悬梁刺股者比比皆是，而为科学献身者却你能找得出几个人？反观迈锡尼、布鲁诺等为理论科学而牺牲的科学家，不正是两种价值取向的写照吗？
其三，从逻辑工具和表达方式而言，忽视严密的数理和空间思维，以及纷繁具象的文字，也制约了中国古代先民的科学抽象能力。希腊先哲亚里士多德、欧几里德、柏拉图等本身就是科学家，他们为后世提供了探索自然的逻辑工具，如亚里士多德的《工具论》、欧几里德的《几何原理》。古希腊的还原论思想和公理化方法经过培根、笛卡尔和伽利略的发扬，奠定了近代科学的基础。另外，与拉丁字母相比，汉字在表达科学规律、科学公式、定律推演上难以精准完善。这让中国人多次与重大科学发现擦肩而过。汉字只适用于一级抽象——从现实世界到语言符号。然而对于二级抽象——从词汇到数学符号则无能为力。以曹冲称象为例，说明三国时已经知道浮力定理的具体应用，然而浮力定理的表达单靠自然语言是说不清的。公元前3世纪，希腊数学家阿基米德第一次用符号公式，精确地表达了浮力定理，这与他拥有便利的字母系统不无关系。
其四，天朝上国的心态和闭关锁国的政策，以及鄙视科技的传统也影响了中国古代科学技术的发展。长期的封建帝制对人们思想形成了强大的禁锢，而大中华荣耀下的自我中心、坐井观天、闭目塞听和妄自尊大的观念，以及由此而产生的明清时期的海禁政策、朝贡贸易和闭关锁国，关闭了与世界交往的大门，中国与世界科技发展和工业革命失之交臂。欧几里得几何学是科学史和思想史上的大事，17世纪徐光启翻译《几何原本》也应该是中国科学史上的大事。徐光启（1562—1633年）与伽里略（1564—1642年）是同时代人，可惜它在这片土地上没能激起丝毫微澜。对于外来信息的麻木，一是出于把科学技术视为奇技淫巧，二是出于对古代圣贤的崇拜。凡是与中国传统主流文化相悖的东西都会在这里受到抵制。
前世之事，后事之师，历史的经验值得注意。从解读“李约瑟难题”入手，分析中国古代科技的辉煌与迟滞的内在原因，远比那种排布式的成果罗列，或者盲目自恋与妄自菲薄两极化情绪有用得多。
众所周知，近代科学诞生及其自然科学传统建立，源于欧洲文艺复兴人文主义推崇的理性探索精神。这种理性探索精神承继了古希腊哲学的人文思想，最终发展成为科学精神的支柱。讲授科技史中渗透科学智慧与人文精神的融合是一种良知和责任。但是如何渗透，则需要一种智慧和格调。有几种倾向值得注意：一是浅尝辄止的概念化结论，二是生搬硬套的标语化罗列，三是狗尾续貂的庸俗化教义。
我认为在讲述科学技术中渗透人文情怀的最佳途径，是借助科学发展历程和科学家的心路，从探索的故事中获得一种情意体验和精神洗礼，而非标准答案似的政治口号或道德语录。
例如，在讲述爱因斯坦“相对论”中，我就告诉学生：
爱因斯坦是20世纪最伟大的科学家，同时也是那个时代最伟大的哲学家和思想家。他敏锐地意识到科学的异化及其危险，对于科学技术的误用、滥用和恶用是人类道德沦丧的悲剧。他强烈谴责纳粹用受害者脊髓置换脑髓的兽性，深恶痛绝其对人类犯下的滔天罪恶。他自始至终呼吁科学家从人类长远利益、根本福祉和终极价值出发，观察问题和处理问题。从1914年发表第一个反战声明，到1955年逝世前签署罗素——爱因斯坦废止战争维护和平宣言，爱因斯坦走出象牙塔，为和平事业奔走呼号，殚精竭虑。一战爆发时，他就曾谴责战争是“堕落的物种”所干的“蠢事”，并为此感到“怜悯和作呕”。二战中，他指出保卫和平是一个“伦理公设”，是每一个有良心的人不可推卸的“道德责任”，有如科学公设无须证明一样必须遵从——是科学家赖以行进的前提。爱因斯坦一再强调，没有良心的科学，是灵魂的毁灭;没有社会责任感的科学家，是道德沦丧与人类的悲哀。
科学文化和人文文化，是人类进步的双翼或双轮。没有人文情怀关照的科学文化是盲目和莽撞的，没有科学精神融入的人文文化是蹩足和虚浮的。我认为，解决两种文化分裂的根本是要从教育入手，而在历史学科科学技术教学中，不失时机、恰如其分地融入人文精神和科学道德教育，应该是历史教师的忧患和义务。
我常常在讲授科技史中，有意识地选择一些伟大的科学家的人生故事。而在讲解这些人生故事的时候，又往往将其着力点聚焦于道德情趣与人格力量方面。例如，1965年诺贝尔物理学奖获得者，美国物理学家费曼，就是一位既有科学情怀，又有人文情怀;既有科学风采又有人文风采的代表人物。他视科学为“智慧的游戏”，终身享受科学探究的快乐，这种“智慧的游戏”也是他终身的“游戏”。正因为如此，费曼留下了丰富的科学和人文遗产。费曼用多彩的人生，诠释“创造力心理学”：直觉、灵感、想象力，是创造力的重要维度。无独有偶，1947年，梁思成赴美讲学考察归来后，在清华大学举办了一次学术讲座，题为《半个人的世界》。他强调，教育要将“理工”与“人文”结合，培养具有完全人格的人;而只重“理工”或只重“人文”，被他称作“半个人”的教育。
讲授科学技术史，还应该关注科学家群体凝结的人类先进文化力量。布鲁诺为宣传“日心说”，笑对火刑;伽利略为支持“地动说”，甘受囚禁;居里夫人在极其艰难的条件下，从数吨沥青铀矿中提炼出0.1克镭元素;阿基米德为演算一道数学命题，在被罗马士兵刺死前仍沉着地对刽子手说，让我把这道数学题算完;陈景润在不足6平方米的昏暗斗室，求证哥德巴赫猜想1+2;彭加木告别繁华的上海，15次进疆科考，魂断罗布泊;“两弹一星”功勋奖获得者郭永怀在飞机失事的刹那间，用生命保护了实验数据……
科学家是一组特殊人群，其中科学大家体现的人文情怀，往往最具感染力。科学家群体在探索与创造过程中形成的科学知识、科学思想、科学方法与科学精神，是科学文化宝库中最为光彩夺目的珍贵财富;它们与科学家群体以世界观、人生观、价值观为核心的人文精神完美融合，成为人类先进文化的重要组成部分，深刻地影响着人类社会与人类未来。将科学作为一种文化看待，可读出科学知识背后更深层次的内容——科学发展的历程、科学所独具的认识世界的方式、科学家身上与众不同的特质等。
伟大的科学家创新往往源于深刻的哲学思考。例如，爱因斯坦在其《相对论的意义》一书的第一章，就讨论康德的哲学，从对时空的哲学讨论，引出相对论时空的研究问题。再如，庞加莱对科学价值、科学思维和科学方法都有很深入的思考，罗素将科学问题与社会问题一并加以研究。真正的科学家，必然是一个有学养的哲学家，否则他提不出真正的创新性问题。欧洲文艺复兴助推近代科学诞生，也使那个时代的科学家大多具有丰富的人文情怀，这是西方科学领先的原因。李政道曾与艺术家联名发起“科学与艺术”论坛。我相信，人文情怀与伦理道德，其真正的实践价值在于：它们令人们保持人性！
总之，人文情怀是人类美德与科学理性交融的智慧，是科学恪守对文明的承诺。美国天文学家卡尔·萨根在研究金星大气物理环境时，发现了“温室效应”，引发了人们关于化石能源与地球环境关系的新思考。在研究火星尘暴与热辐射关系时，他发现尘暴能显著改变火星表面温度。他深深地忧虑核战争造成的飘浮物可能严重影响地球植被的光合作用，出现人为的“核冬天”。他在其专著《宇宙》中详细地表述了人类可能面临的灾难，并亲自担任13集电视节目“宇宙”的解说人，深情地告诫人们：呵护地球家园，维护世界和平。我想，在历史课堂上，尤其是利用讲授科学技术史的契机，呼唤人文情怀，实际上是重新呼唤人类的良知。它绝非附庸风雅，亦非故作高深。人类探索与创造的出发点，不外乎关爱我们这个美丽而极其脆弱的星球，杜绝一切短视的急功近利对她的伤害，造福于人类未来。
谨以100多年前恩格斯在《自然辩证法》中的嘱托作为本文结语：
我们不要过分陶醉于对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利，大自然都报复了我们。
【作者简介】李惠军，男，历史特级教师，上海市晋元高级中学历史教师，“李惠军历史工作室”领衔人，主要从事历史课程、教材、教法，以及教师专业发展带教等领域的研究。
【责任编辑：吴丹】
首先要厘清一个原初性问题——是讲“科学技术发展”的历史，还是讲“科学技术与人类社会”的历史？前者属于自然科学与人文科学交叉的分支学科，研究范畴是关于科学技术产生、发展及其规律，意在梳理科技领域的发明与发展、科技理论的概念与定义、科技成果的转化与应用。后者则强调特定时代、空间对于科学技术的孵化，特定社会、文化对于科技成果的催化，以及科技成果在特定社会环境下注入经济领域并向生产力转化，进而促使文明范式、历史形态、社会生活、思想观念的进化，意在探讨科学技术与整个社会中各种因素的相互联系和相互制约的辩证逻辑。
显然，在历史课程与教学中的“科学技术”问题，立意的基点应该是“历史时空中的科技发展”。
几年前，我负责全国新课程远程培训项目子课题——科学技术史的教学设计与实施，请上海交大附中彭禹老师提供了《破解生命起源起源之谜》的教学案例。彭禹老师认为，假如机械理解课程标准要求：“简述进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。”这课三句话就可以讲完了——即拉马克主张“用进废退”的进化论;达尔文主张“物竞天择”的进化论;科学排斥“神创”，因而与宗教有不可调和的矛盾。他提出，在历史课上讲授这节特定的科技史内容，关键是将其置于特定的历史时空中加以考量，搞清楚来龙去脉。因此，他提出了一个看似常规，却“暗藏杀机”的问题：
所谓“破解生命起源之谜”到底是怎样缘起？何以缘起？随之，围绕问题顺势结合教材筛选出四个相关人物——《创造亚当》作者米开朗基罗、火刑柱上永生的塞尔维特、幸与不幸的先驱拉马克、改变生命世界的达尔文。
彭禹老师在课前说课中和多年后的反思中反复强调：
实际上，筛选上述几个人物仅仅是呈现“破解生命起源起源之谜”这条科技发展的“线索节点”和“轨迹坐标”。但是，作为历史课中的科技问题，绝不可以仅此为止。而其灵魂深处的问题是：他们各自所处的历史、社会环境对他们所做的工作构成了支持还是障碍？抑或兼而有之？是什么样的支持或障碍？这样才能把人物的思想、行为和他们所处特定时代下的环境结合。
我认为，彭禹老师在这节课的立意方面，恰当解决了前面所论及的“原初性”课题，而在内容处理上，恰恰体现了历史课中讲授科技史的灵魂和主旨。正如后来他所归纳：
1.文艺复兴时代米开朗基罗所作的《创造亚当》是一种宗教视野下的生命起源论，在他的年代，人文主义者虽然厌恶教会中的某些腐朽分子，但是并不反对宗教，因此他的观念其实也可以代表大部分古代人类对生命起源的看法：神创造了生命。
2.塞尔维特是探索生命起源道路上的先驱。奥妙之处在于他是在宗教改革的日内瓦被烧死的。烧死他的不是旧教天主教，而是新教加尔文宗。为什么新教会在这个问题上表现得比天主教更加激烈？
3.拉马克的工作只做到一半，他是法国大革命时代的人物。想想和他同时代的化学家拉瓦锡的遭遇，查查拉马克时代法国科学院的院长是谁？
4.达尔文生活在革命后150年的英国，他的进化论初次发表时，没有人支持他，但是他没有因此受到任何迫害。英国的社会环境和同时代的法国有什么不同？
从这四个人的遭遇（尤其是从塞尔维特到达尔文）来说，科学的进步里，权力的出场是越少越好。塞尔维特没有被天主教会烧死，而被加尔文教会烧死，这样的事情在历史上是屡见不鲜的。宗教改革者向天主教会要思想自由，可是自己一旦执掌权柄就宣布真理已经实现，迫害“异端”的行为更要超过旧掌权者。拉马克的不幸同样在于权力，拿破仑陛下亲任科学院院长难道不是一种权力对科学的支持？可是历史无情的嘲弄了他的做法：权力越支持，科学越落后。他不喜欢拉马克和他的理论，那么这种理论在法兰西就只能面对死亡。而从事这个方向研究的学者就只能噤若寒蝉。达尔文的幸运在于他生活在权力不能干涉科学的英国。宗教不爱达尔文，你们以为当时的科学界就爱了？可是谁也不能拿他怎样。
毋庸置疑，历史教学中关于科技问题的讲授存在着误区。究其原因，很大程度上源于对此原初性问题理解的偏颇。我们常常可以看到，有些课在弃本逐末地简单罗列科技成果，加上几张语焉不详的解说名篇;有些课在越俎代庖地推演科技知识，附着若干不知所云的公式标签;有些课在机械呆板地套用必然规律，生硬嫁接南辕北辙的科技成果……给人的感觉是，科技的历史淡化了“岁月的味道”，退化了“人文的底色”。
透过彭禹老师的设计思考，我最大的感觉就是，只有糅合了“岁月的味道”，渗入了“人文的底色”，历史课堂上的科技史才显得妙不可言！同样，我们是否可以在《物理学的重大进展》一课中一改因为教材的“蹩脚”而使老师不得不亦步亦趋地解读教材，把历史课上成“半吊子”物理课或几位物理学家的生平课呢？是否可像向彭老师那样，以人物为主线，以成果为载体，以时空为依托，设计出摄魂夺魄的一节充满历史味道的科技史课例呢？比方说，从伽利略、牛顿、拉瓦锡、爱因斯坦生活的时间、空间及其命运中，破解科技物理学发展与社会环境的斯芬克斯之谜——从意大利的教会裁判，英国的社会转型，法国的命运多舛，德国的纳粹疯狂中，体悟伽利略被投入水牢监禁，牛顿荣任皇家科学院长，拉瓦锡断头台上痛苦挣扎，爱因斯坦背井离乡的命运。
历史课上讲授科技发展的历程，还应该将其置放于不同的文明范式、不同的文明地域中加以观察科技成果的阶段特征和地域特征，客观理性地解读科技发展和成果转化中内在的文明成因。
在世界古代历史上，就中国古代科学技术的发展而言，中国曾经有过辉煌。诸如“甘石星经”、地动仪和浑天仪、子午线测量、“十二气历”“授时历”等天文历法地学成就，“周髀算经”“九章算术”、祖冲之的圆周率、“算学启蒙”等数学成就;《黄帝内经》《伤寒杂病论》、华佗麻沸散、《千金方》《本草纲目》等医学成就;还有被称为航天嚆矢的孔明灯、火箭滥觞的二踢脚、文明标识的四大发明，等等，在当时的世界上确实是无与伦比。但很遗憾，不得不理性地承认，这些都只能被称之为技术，而不是真正意义上的科学。严格说来中国古代那些技术，并非以科学为基础。
例如，1974年从秦始皇陵陶俑坑出土的三把宝剑，历经两千多年竟然光亮锋利。冶金史专家朱寿康先生用测试仪器反复检验和模拟试验，发现宝剑不锈的秘密是表面有一层厚度仅十微米的铬，而且剑身中锡含量量高于剑刃，所以刃口锋利，而整体坚韧。这是一种先浇铸出中间芯条，再浇铸两边的刃而做成的“复合剑”。两千多年前，工匠技术的确令人叫绝！遗憾的是，这些奇妙的宝剑制作，完全凭个人经验，匠人并不知晓什么物理、化学原理，而且没有可以作为规范的工艺流程。没有上升到科学，天长地久只能失传绝迹。再如张衡的地动仪，的确值得我们骄傲。但里面有多少科学呢？史书的有关记载只有几行字。还有指南针是中国人发明的，但它更多的是用来看风水，而航海或做地形地质测量用的罗盘，原来还要从西方引进。即便是李时珍的《本草纲目》，里面也有生吃狐之五脏及肠肚可治狐魅，如以之作羹霍，可治大人见鬼之类的东西。
如何处理民族精神和理性精神的关系？李约瑟在《中国科学技术史》中对中国古代科技的震撼与遗憾——敬仰中国古人的智慧和“李约瑟难题”（科技停滞的思考）给我们许多启示。爱因斯坦则说：“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础，那就是希腊哲学家发明形式逻辑体系（在欧几里得几何学中）以及通过系统的实验发现有可能找出因果关系（在文艺复兴时期）。在我看来，中国的贤哲没有走上这两步。”①也为我们进一步思考中国古代科技史教学提供了很好的思路。
中国古代缺乏理论科学或者说自然科学相对落后，是中国古代特有的文明范式决定的，其中以下四种因素不可忽视。
其一，从自然环境和经济类型而言，肥沃的土地和江河的滋润造就了缘起中原，并不断南移东扩的农耕文明。“一家一户一头牛，老婆孩子热炕头”，“鸡犬之声相闻，老死不相往来”的小农经济，制约了理论科学的探究。即便先人编制了历法，提出了勾三股四弦五的认识，留下了许多天文记录等等，也仅仅是岁时农事活动或天人感应观念的产物，缺少究其科学逻辑的推理动力，使我们的先人在思维方式上缺少自然哲学思想和实验验证工具。加之“农本商末”的理念、“重农抑商”的政策、“士农工商”的排列，造成商人阶层的低微和商业竞争观念的缺失，也就不可能营造出科技创新和科技进步的社会驱动力。
其二，从价值取向和文化生态而言，重文轻理、重仕轻技和“学而优则仕”的文人趋向，制约了社会精英与科技结缘。世卿世禄到察举制度，九品中正到科举制度的选官评价标准中，科技人才未曾被视为治国平天下的栋梁。科举考试不外四书五经的记忆理解，甚至呆板机械的八股之作。那些不登大雅之堂的方士、郎中、草根虽有一些原始技术纪录，却不能形成系统的理论，在“高大上”的风雅文人面前，只是“雕虫小技”之流。加之古代教育模式直接导致了中国人的二维思考（平面思维）方式，为仕途悬梁刺股者比比皆是，而为科学献身者却你能找得出几个人？反观迈锡尼、布鲁诺等为理论科学而牺牲的科学家，不正是两种价值取向的写照吗？
其三，从逻辑工具和表达方式而言，忽视严密的数理和空间思维，以及纷繁具象的文字，也制约了中国古代先民的科学抽象能力。希腊先哲亚里士多德、欧几里德、柏拉图等本身就是科学家，他们为后世提供了探索自然的逻辑工具，如亚里士多德的《工具论》、欧几里德的《几何原理》。古希腊的还原论思想和公理化方法经过培根、笛卡尔和伽利略的发扬，奠定了近代科学的基础。另外，与拉丁字母相比，汉字在表达科学规律、科学公式、定律推演上难以精准完善。这让中国人多次与重大科学发现擦肩而过。汉字只适用于一级抽象——从现实世界到语言符号。然而对于二级抽象——从词汇到数学符号则无能为力。以曹冲称象为例，说明三国时已经知道浮力定理的具体应用，然而浮力定理的表达单靠自然语言是说不清的。公元前3世纪，希腊数学家阿基米德第一次用符号公式，精确地表达了浮力定理，这与他拥有便利的字母系统不无关系。
其四，天朝上国的心态和闭关锁国的政策，以及鄙视科技的传统也影响了中国古代科学技术的发展。长期的封建帝制对人们思想形成了强大的禁锢，而大中华荣耀下的自我中心、坐井观天、闭目塞听和妄自尊大的观念，以及由此而产生的明清时期的海禁政策、朝贡贸易和闭关锁国，关闭了与世界交往的大门，中国与世界科技发展和工业革命失之交臂。欧几里得几何学是科学史和思想史上的大事，17世纪徐光启翻译《几何原本》也应该是中国科学史上的大事。徐光启（1562—1633年）与伽里略（1564—1642年）是同时代人，可惜它在这片土地上没能激起丝毫微澜。对于外来信息的麻木，一是出于把科学技术视为奇技淫巧，二是出于对古代圣贤的崇拜。凡是与中国传统主流文化相悖的东西都会在这里受到抵制。
前世之事，后事之师，历史的经验值得注意。从解读“李约瑟难题”入手，分析中国古代科技的辉煌与迟滞的内在原因，远比那种排布式的成果罗列，或者盲目自恋与妄自菲薄两极化情绪有用得多。
众所周知，近代科学诞生及其自然科学传统建立，源于欧洲文艺复兴人文主义推崇的理性探索精神。这种理性探索精神承继了古希腊哲学的人文思想，最终发展成为科学精神的支柱。讲授科技史中渗透科学智慧与人文精神的融合是一种良知和责任。但是如何渗透，则需要一种智慧和格调。有几种倾向值得注意：一是浅尝辄止的概念化结论，二是生搬硬套的标语化罗列，三是狗尾续貂的庸俗化教义。
我认为在讲述科学技术中渗透人文情怀的最佳途径，是借助科学发展历程和科学家的心路，从探索的故事中获得一种情意体验和精神洗礼，而非标准答案似的政治口号或道德语录。
例如，在讲述爱因斯坦“相对论”中，我就告诉学生：
爱因斯坦是20世纪最伟大的科学家，同时也是那个时代最伟大的哲学家和思想家。他敏锐地意识到科学的异化及其危险，对于科学技术的误用、滥用和恶用是人类道德沦丧的悲剧。他强烈谴责纳粹用受害者脊髓置换脑髓的兽性，深恶痛绝其对人类犯下的滔天罪恶。他自始至终呼吁科学家从人类长远利益、根本福祉和终极价值出发，观察问题和处理问题。从1914年发表第一个反战声明，到1955年逝世前签署罗素——爱因斯坦废止战争维护和平宣言，爱因斯坦走出象牙塔，为和平事业奔走呼号，殚精竭虑。一战爆发时，他就曾谴责战争是“堕落的物种”所干的“蠢事”，并为此感到“怜悯和作呕”。二战中，他指出保卫和平是一个“伦理公设”，是每一个有良心的人不可推卸的“道德责任”，有如科学公设无须证明一样必须遵从——是科学家赖以行进的前提。爱因斯坦一再强调，没有良心的科学，是灵魂的毁灭;没有社会责任感的科学家，是道德沦丧与人类的悲哀。
科学文化和人文文化，是人类进步的双翼或双轮。没有人文情怀关照的科学文化是盲目和莽撞的，没有科学精神融入的人文文化是蹩足和虚浮的。我认为，解决两种文化分裂的根本是要从教育入手，而在历史学科科学技术教学中，不失时机、恰如其分地融入人文精神和科学道德教育，应该是历史教师的忧患和义务。
我常常在讲授科技史中，有意识地选择一些伟大的科学家的人生故事。而在讲解这些人生故事的时候，又往往将其着力点聚焦于道德情趣与人格力量方面。例如，1965年诺贝尔物理学奖获得者，美国物理学家费曼，就是一位既有科学情怀，又有人文情怀;既有科学风采又有人文风采的代表人物。他视科学为“智慧的游戏”，终身享受科学探究的快乐，这种“智慧的游戏”也是他终身的“游戏”。正因为如此，费曼留下了丰富的科学和人文遗产。费曼用多彩的人生，诠释“创造力心理学”：直觉、灵感、想象力，是创造力的重要维度。无独有偶，1947年，梁思成赴美讲学考察归来后，在清华大学举办了一次学术讲座，题为《半个人的世界》。他强调，教育要将“理工”与“人文”结合，培养具有完全人格的人;而只重“理工”或只重“人文”，被他称作“半个人”的教育。
讲授科学技术史，还应该关注科学家群体凝结的人类先进文化力量。布鲁诺为宣传“日心说”，笑对火刑;伽利略为支持“地动说”，甘受囚禁;居里夫人在极其艰难的条件下，从数吨沥青铀矿中提炼出0.1克镭元素;阿基米德为演算一道数学命题，在被罗马士兵刺死前仍沉着地对刽子手说，让我把这道数学题算完;陈景润在不足6平方米的昏暗斗室，求证哥德巴赫猜想1+2;彭加木告别繁华的上海，15次进疆科考，魂断罗布泊;“两弹一星”功勋奖获得者郭永怀在飞机失事的刹那间，用生命保护了实验数据……
科学家是一组特殊人群，其中科学大家体现的人文情怀，往往最具感染力。科学家群体在探索与创造过程中形成的科学知识、科学思想、科学方法与科学精神，是科学文化宝库中最为光彩夺目的珍贵财富;它们与科学家群体以世界观、人生观、价值观为核心的人文精神完美融合，成为人类先进文化的重要组成部分，深刻地影响着人类社会与人类未来。将科学作为一种文化看待，可读出科学知识背后更深层次的内容——科学发展的历程、科学所独具的认识世界的方式、科学家身上与众不同的特质等。
伟大的科学家创新往往源于深刻的哲学思考。例如，爱因斯坦在其《相对论的意义》一书的第一章，就讨论康德的哲学，从对时空的哲学讨论，引出相对论时空的研究问题。再如，庞加莱对科学价值、科学思维和科学方法都有很深入的思考，罗素将科学问题与社会问题一并加以研究。真正的科学家，必然是一个有学养的哲学家，否则他提不出真正的创新性问题。欧洲文艺复兴助推近代科学诞生，也使那个时代的科学家大多具有丰富的人文情怀，这是西方科学领先的原因。李政道曾与艺术家联名发起“科学与艺术”论坛。我相信，人文情怀与伦理道德，其真正的实践价值在于：它们令人们保持人性！
总之，人文情怀是人类美德与科学理性交融的智慧，是科学恪守对文明的承诺。美国天文学家卡尔·萨根在研究金星大气物理环境时，发现了“温室效应”，引发了人们关于化石能源与地球环境关系的新思考。在研究火星尘暴与热辐射关系时，他发现尘暴能显著改变火星表面温度。他深深地忧虑核战争造成的飘浮物可能严重影响地球植被的光合作用，出现人为的“核冬天”。他在其专著《宇宙》中详细地表述了人类可能面临的灾难，并亲自担任13集电视节目“宇宙”的解说人，深情地告诫人们：呵护地球家园，维护世界和平。我想，在历史课堂上，尤其是利用讲授科学技术史的契机，呼唤人文情怀，实际上是重新呼唤人类的良知。它绝非附庸风雅，亦非故作高深。人类探索与创造的出发点，不外乎关爱我们这个美丽而极其脆弱的星球，杜绝一切短视的急功近利对她的伤害，造福于人类未来。
谨以100多年前恩格斯在《自然辩证法》中的嘱托作为本文结语：
我们不要过分陶醉于对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利，大自然都报复了我们。
【作者简介】李惠军，男，历史特级教师，上海市晋元高级中学历史教师，“李惠军历史工作室”领衔人，主要从事历史课程、教材、教法，以及教师专业发展带教等领域的研究。
【责任编辑：吴丹】
