科學元典：科技創(chuàng)新的“思想壓艙石”

　　在科技浪潮奔涌不息、知識迭代日新月異的今天，我們常常將目光投向未來的風口與前沿的突破，卻鮮少回望那些奠定我們認知基石的古老航標——科學元典。它們并非沒有生命的故紙堆，而是依然跳動在當今科學血脈中的鮮活基因。它們既是面對驚濤駭浪時穩(wěn)住航向的“思想壓艙石”，亦是催生新方法、新學科，永不枯竭的“源頭活水”。通過閱讀，理解科學元典的雙重價值，對于我們在紛繁復(fù)雜的創(chuàng)新迷局中把握根本、汲取力量，具有至關(guān)重要的意義。

　　科學范式保證科學發(fā)展的穩(wěn)定性和方向性

　　任何一門成熟的科學學科，都建立在少數(shù)幾部元典所構(gòu)筑的范式之上?？茖W革命是范式的轉(zhuǎn)換，而常態(tài)科學則是在既定范式下的解謎活動。牛頓的《自然哲學之數(shù)學原理》（以下簡稱《原理》）構(gòu)建了經(jīng)典力學的宏偉大廈，其以萬有引力定律和三大運動定律為核心的公理體系，在長達兩個多世紀里為物理學乃至整個自然科學，提供了穩(wěn)定且有效的世界觀和研究綱領(lǐng)。它告訴科學家們哪些問題是值得研究的，什么樣的解決方案是可接受的，以及如何評判知識的真?zhèn)?。這種范式如同一張精確的“科學地圖”，讓后續(xù)研究者不必從零開始摸索，而是在一個堅實可靠的平臺上進行深耕與拓展。在當今信息爆炸的時代，這種由元典提供的認知錨點，能有效幫助科研人員抵御淺層知識的干擾，聚焦于真正深刻、根本的科學問題。

　　相對論和量子力學出現(xiàn)之后，牛頓力學失去了對全部物理學的統(tǒng)攝作用，在高速和微觀領(lǐng)域被新范式所取代。然而，《原理》作為一部定義了科學范式本身的奠基性著作，它的功能非但沒有消失，反而以更深刻的方式融入了現(xiàn)代科學的血脈之中。在相對論和量子力學引發(fā)的范式革命之后，牛頓范式并非被完全拋棄，而是被整合和限定在新的、更宏大的范式之中。

　　學習物理學得先從身邊的宏觀物理現(xiàn)象及其解釋入手，《原理》是學習物理學時不可繞開的“原點”。在全世界所有大學物理學導(dǎo)論和經(jīng)典力學課程中，牛頓三定律、萬有引力定律仍然是教學的基礎(chǔ)。學生們通過學習《原理》所建立的框架，來理解“力”“質(zhì)量”“慣性”等基本概念，這是他們未來理解相對論和量子力學為何“革命”的必經(jīng)之路。書中的科學推理過程，展示了公理化體系的嚴謹，是留給后世最寶貴的遺產(chǎn)?！对怼凤@示了自然界的統(tǒng)一性和根本規(guī)律精確預(yù)測功能，這一信念是整個現(xiàn)代物理學的基石，愛因斯坦的場方程和薛定諤的波動方程都是這一范式的直接繼承；而且，從橋梁建筑、汽車設(shè)計、航空航天（除了需要相對論修正的GPS等少數(shù)情況）到機械制造，我們整個現(xiàn)代工程世界幾乎完全建立在牛頓力學的框架之上。在這些領(lǐng)域使用相對論或量子力學，不僅是多余的，而且是極其低效和不必要的。

　　科學精神和方法是抵御“唯成果論”的定力之源

　　科學元典不僅是知識的集合，更是科學精神最純粹、最生動的載體。它們展現(xiàn)了開創(chuàng)者們?nèi)绾我耘械难酃鈱徱暻叭耍绾我試乐數(shù)倪壿嫎?gòu)建體系，如何以實證的態(tài)度面對自然，以及如何以巨大的勇氣挑戰(zhàn)權(quán)威。伽利略《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》不僅是在宣傳日心說，更是在示范一種基于觀察、實驗和數(shù)學推理的近代科學研究方法，其背后是對教條主義的不屈抗爭和對真理的執(zhí)著追求。達爾文的《物種起源》通過海量事實的概括與嚴密的推理，展現(xiàn)了“大膽假設(shè)，小心求證”的科研路徑，其“物競天擇，適者生存”的核心思想，盡管在當時石破天驚，卻始終建立在堅實的證據(jù)鏈之上。

　　重溫這些元典，就是重溫科學的“初心”——對真理的敬畏、對理性的尊崇、對證據(jù)的服從。這種精神底蘊，是抵御當下科研活動中可能出現(xiàn)的浮躁、功利甚至學術(shù)不端行為的強大精神力量，確?？萍紕?chuàng)新活動始終航行在求真務(wù)實的正確航道上。

　　科學元典提供了批判性思維的永恒典范，是激發(fā)顛覆性創(chuàng)新的思想熔爐。真正的科技創(chuàng)新，尤其是顛覆性創(chuàng)新，往往源于對現(xiàn)有理論框架的根本性質(zhì)疑與超越，而元典本身，就是這種批判與超越的產(chǎn)物。愛因斯坦的相對論論文，其標題《論動體的電動力學》就直指經(jīng)典物理學中“絕對時空觀”的深層矛盾。他并非在牛頓體系的細枝末節(jié)上修修補補，而是從兩個基本假設(shè)（光速不變原理和相對性原理）出發(fā)，重構(gòu)了整個物理學的根基。

　　學習元典，不僅僅是接受其結(jié)論，更是學習開創(chuàng)者們?nèi)绾伟l(fā)現(xiàn)舊體系的裂痕、如何提出革命性的概念，以及如何構(gòu)建新范式的思維藝術(shù)。這種批判性思維的訓(xùn)練，比掌握任何具體知識都更為寶貴。它激勵后來者不墨守成規(guī)，不盲從權(quán)威，敢于對看似堅不可摧的“真理”提出挑戰(zhàn)，從而為下一次科學革命埋下種子。在這個意義上，科學元典既是需要學習的權(quán)威，更是可以被超越甚至必須被超越的標桿，它為持續(xù)的、深層次的創(chuàng)新提供了最原始的動力和最高級的樣板。

　　科學元典是方法創(chuàng)新與學科發(fā)展的“源頭活水”

　　科學元典作為知識的源頭，其生命力不僅在于其巨大的解釋力和預(yù)見力、理論的簡單性和深刻性，更在于它能持續(xù)地滋養(yǎng)后世，催生出新的研究方法、新的研究領(lǐng)域乃至全新的學科分支。它是一條奔騰不息的思想長河，沿途不斷匯聚支流，開拓新的河道。

　　科學元典是方法創(chuàng)新的孵化器。許多開創(chuàng)性的科學研究方法，正是伴隨著元典的誕生而首次被系統(tǒng)性地提出和應(yīng)用。歐幾里得的《幾何原本》則樹立了公理化方法的典范——從少數(shù)不證自明的公設(shè)和公理出發(fā)，通過邏輯演繹推導(dǎo)出整個知識體系。這種方法不僅深刻影響了數(shù)學的發(fā)展，更成為后世無數(shù)科學理論構(gòu)建所效仿的模板，甚至啟發(fā)了斯賓諾莎用幾何學方式寫作倫理學。同樣，伽利略將實驗方法與數(shù)學分析相結(jié)合的路徑，在《關(guān)于兩門新科學的對話》中得到了完美體現(xiàn)，奠定了近代物理學的研究范式。這些源于元典的方法論，如同工具箱里的基本工具，被一代代科學家繼承、改良和擴展，成為探索未知世界的利器。

　　科學元典是問題意識的富礦，為學科發(fā)展提供不竭的議題。一部偉大的科學元典，其價值不僅在于它解決了什么問題，更在于它提出了哪些懸而未決的、具有永恒魅力的新問題。希爾伯特在1900年提出的23個數(shù)學問題，雖非傳統(tǒng)意義上的元典，卻無疑具有元典般的綱領(lǐng)性作用，它們?yōu)?0世紀數(shù)學的發(fā)展描繪了藍圖，指引了方向。牛頓在《原理》中雖然完美解決了天體與地球上的力學規(guī)律統(tǒng)一問題，但他也對光的本質(zhì)、以太的存在等提出了疑問，這些“遺留問題”成為后來物理學研究的重要起點。哥德爾的“不完備性定理”的論文，作為數(shù)理邏輯領(lǐng)域的元典，其意義不僅在于證明了某些數(shù)學真理不可被證明，更在于它引發(fā)了一系列關(guān)于數(shù)學基礎(chǔ)、計算極限和人工智能哲學基礎(chǔ)的深層探討，至今仍是相關(guān)領(lǐng)域的熱點。元典就如同一個智慧的寶庫，其中蘊藏著無數(shù)待解的“謎題”，持續(xù)吸引著最優(yōu)秀的頭腦前去探索，從而推動學科向縱深發(fā)展。

　　元典是學科交叉與衍生的催化劑。許多新興學科和交叉領(lǐng)域的誕生，往往源于對不同元典中思想的碰撞與融合。將達爾文進化論與遺傳學、分子生物學結(jié)合，則形成了現(xiàn)代綜合進化論。薛定諤的《生命是什么》直接啟發(fā)了眾多物理學家投身生物學研究，為分子生物學的誕生提供了關(guān)鍵的思想動力?？刂普摰膭?chuàng)始人維納，其思想正是源于對數(shù)學、物理學、工程學和生物學等多個領(lǐng)域知識的融會貫通?？茖W元典所蘊含的普遍性原理和思維方式，具有超越其原生領(lǐng)域的強大遷移能力。當不同學科的學者共同回到這些思想的源頭時，更容易找到對話的共同語言和創(chuàng)新的結(jié)合點，從而孕育出全新的研究范式和研究領(lǐng)域。

　　深讀科學元典，就是回歸整體性、系統(tǒng)性的科學思維，從源頭處把握問題的本質(zhì)，從而有望產(chǎn)生更根本、更宏大的創(chuàng)新。深讀科學元典，是能夠提出重大科學問題、開辟新方向的一流科學家成長過程中，塑造其科學品位和學術(shù)格局繞不開的必由之路。深讀科學元典，是構(gòu)建自主知識體系的文化根基。一個國家要成為真正的科技強國，必須在世界知識寶庫中貢獻屬于自己的元典級成果。深刻理解歷史上的科學元典，能夠為我們今天培育重大原始創(chuàng)新、構(gòu)建中國自主的知識體系，提供寶貴的歷史鏡鑒與精神滋養(yǎng)。

　　科學元典，這些歷經(jīng)時光淬煉而不朽的著作，它們既是沉默的基石，又是涌動的活泉。作為“思想壓艙石”，它們賦予科技創(chuàng)新以深度、定力和方向；作為“源頭活水”，它們?yōu)榉椒▌?chuàng)新和學科發(fā)展帶來源源不斷的靈感、問題與動力。在駛向科技強國的偉大航程中，我們既需要奮力劃向未來的船槳，也需要這些古老而永恒的星來指引方向。讓我們懷著敬畏之心，打開這些智慧的寶典，從中汲取那穿越時空的永恒力量，以期在創(chuàng)新的海洋中，行得更穩(wěn)，走得更遠。

　　（作者系北京大學出版社“科學元典叢書”主編）

《中國教育報》2025年12月03日 第09版