科學史是科學和科學知識，包括自然科學和社會科學的歷史發展的研究。通過20世紀後期（藝術與人文的歷史稱為獎學金的歷史。）從18世紀以來，科學史，尤其是物理和生物科學，往往是在一個進步的敘述呈現在真實的理論更換錯誤的信念。最近的歷史解釋，如托馬斯·庫恩，往往把科學史中更細緻的方面，如競爭性的範式或概念系統在更廣闊的矩陣，包括智力，文化的，科學之外的經濟和政治的主題。
科學是關於自然世界的經驗，理論和實踐知識，科學家誰強調觀察現實世界的現象，解釋和預測產生了身體。科學編史學，相反，往往借鑑了這兩種思想史和社會史的歷史研究方法。不過，這個英文單詞的科學家是相對較新的，第一次由William Whewell在19世紀創造。以前，人們研究性質自稱自然哲學家。
科學文獻是研究科學史必不可少的工具，較為權威的是《劍橋科學史》8卷，目前中譯本已有3卷出版。
雖然自然界的實證研究已經自古代經典描述（例如，泰勒斯，亞里士多德等人），和科學方法已自中世紀使用（例如：羅傑培根）現代科學的曙光往往追溯到近代早期，特別是科學革命發生在16世紀-17世紀的歐洲。科學的方法被認為是如此重要，以現代科學的一些考慮，早前諮詢走進大自然是前科學。傳統上，科學史家所定義的科學足夠廣泛，包括那些調查。
基本介紹
- 中文名：科學史
- 外文名：History of Science
- 分類：一階科學史和二階科學史
- 相關書籍：20世紀的生命科學史
學科簡介,概念問題,不同之處,輝格史的爭論,意義,
學科簡介
這些年來，國內許多高等院校相繼在大學生中開設科學史課程，這是非常令人高興的。與教學方面的良好局面相比，我們在科學史方面的理論研究還沒有受到應有的重視。理論研究不深入，就會影響科學史教學的質量，就會影響科學史在素質教育和通才教育中發揮應有的作用。所以我們希望科學史的教學工作者和研究者重視這個科學史理論研究。
概念問題
“科學史”（History of Science）這個詞跟“歷史”(History)一樣有兩個層次的意思，第一層次指的是對過去實際發生的事情的述說，第二層次則是指對這種述說背後起支配作用的觀念進行反思和解釋，後者有時也稱“史學”或“編史學”（Historiography）、“科學史學”或“科學編史學”（Historiography of Science）。我們可以分別稱之為一階科學史和二階科學史。
一階的科學史和二階的科學史是密切關聯的。我們稱之為“歷史”的東西，總是那些被人“講”出來的東西。每一種“歷史敘述”的背後，都隱含著敘述者的一套歷史“觀念”。這套“觀念”支配著歷史敘述者和歷史學家去選擇講什麼、不講什麼，支配著他們如何講、如何編排形形色色的歷史“事實”。就科學史而言，這套觀念首先和主要的是“科學”的觀念，其次還有“歷史觀”，不同的“科學觀”和“歷史觀”決定了科學史敘述的不同範圍、不同內容和不同方式，就將寫出不同類型的科學史來。
不同之處
不同的科學觀導致科學史寫作範圍的不同
對“什麼是科學”的回答可以有許多角度，對科學史的寫作範圍構成影響的是如下三種回答，或說三種定義：
定義B：科學是植根於希臘理性傳統的西方人特有的對待存在的理論態度，其中尤其指在這種理性眼光之下生成的自然知識體系。
按照定義A，科學史就是人類文明史的一個有機組成部分，凡有文明的地方，就可以寫出它的科學史來。就此而言，我們可以有“美洲的瑪雅科學史”、“非洲科學史”、“少數民族科學史”，當然也可以有“中國科學史”。但是，這樣定義的科學史也有兩種可能。第一種，假定科學作為“人類”的自然知識有一種主導的、本質的形態，世界各民族或多或少、或先或後的靠近這種主導形態——生活在現代的人們很容易認同這個主導形態就是西方的科學，特別是西方近代的科學——科學史就是記載自然知識的這一主導形態的發展歷程。這個假定也被認為是“現代性”在科學史領域中的體現。著名的英國科學史家李約瑟的巨著《中國的科學與文明》，想把中國的科技文明納入統一的世界科學史圖景之中，就屬於這種偉大的努力。他以西方近代科學為基本參照系（大海），仔細查檢中國歷史上與之類似的科技成就，從而按現代的分科體系梳理出中國古代科技的涓涓細流來。
第二種，假定各個文明特別是主要的大文明之間，並不存在這樣一種共同的本質意義上的自然知識形態，各個文明都有其獨特的與自然界打交道的方式，並形成各自特有的自然知識形態。要是寫起通史來，前者可以稱為“百川納海”型，後者則可以稱為“百花爭妍”型。目前，“現代性”的、“百川納海”型的科學通史和國別史（如李約瑟以及多數中國科學史家所寫的中國科學史）比較成熟，而“百花爭妍”型的科學史尚待進一步發展。
按照定義B，科學史將主要是西方的歷史。這是西方大多數科學史家採用的定義，因此他們編寫的科學史基本上是西方科學史。只是由於對西方科學文明的產生和傳承有過貢獻，少數非西方的文明也可以納入其中，比如古代埃及和兩河流域的文明可能對希臘科學的產生有過貢獻，阿拉伯人在公元8-11世紀在希臘科學的傳承方面有過貢獻，所以通常也被提及。過去我們多認為這是“西方中心論”的偏見在作怪，其實主要是科學的定義在“作怪”。再說大多數科學史家採納這個定義也是有道理的，畢竟，科學首先是作為“西學”而成為“顯學”的。
按照定義C，科學史將主要是近代西方科學的歷史，希臘科學只是作為近代科學的源頭被提及。這也是不少科學史著作採用的定義，因為科學史之所以引起重視，首先是因為近代科學在人類社會生活中取得了支配性的地位。其實，定義B和定義C只有強弱不同，並無實質性區別。希臘化時代阿基米德的物理學和托勒密的天文學，與文藝復興時期伽利略的物理學和哥白尼的天文學，並沒有本質的區別。許多人都同意，定義C給出的科學史實際上是定義B給出的科學史的一種斷代形式。
不同的科學觀導致科學史寫作內容的不同
除了決定寫作範圍外，不同的科學觀也會導致科學史的寫作內容的不同。這些科學觀未必是排它的，從而它們所支配的科學史有時只是側重點不同。
實證主義科學觀認為：科學是實證知識，科學史是實證知識的積累史。實證知識也就是通過經驗而確證的知識。按照這種科學觀，科學史將會比較重視所謂“硬事實”的積累過程，而對於思想觀念特別是思辨性的東西則予以忽視。科學史學科的主要創始人喬治·薩頓是這種實證主義科學史的代表人物之一，他所寫作的科學史基本上是實證知識的編年史，即儘量把歷史上出現的所有科學知識和技術知識記錄下來，按照年代的順序編寫出來。他的巨著《科學史導論》就是這樣，以半個世紀為一個單元，逐個考證過去年代在許多知識部門出現過的實證知識。這樣來編寫科學史，面對的將是浩如煙海的材料，而且隨著時間接近現代，其史料將呈指數增長。在薩頓的有生之年，《科學史導論》出版了3卷5大冊，但仍然只寫到了14世紀。薩頓之後，再也沒有人繼續他的這一宏偉的事業。
實證主義編年史的問題在於，近代科學的分科越來越細、越來越專，如果完全按照編年的方式，就難以完整的敘述各學科發展的歷史線索，歷史會顯得像是一堆支離破碎的材料。並且，進入近代以後實證知識幾乎是無邊無際，事無巨細地蒐集整理羅列，既無可能，也無必要。
對於實證主義編年史的放棄根源於對實證主義本身的放棄。實證主義所假定的“硬事實”、所假定的經驗歸納的科學發現模式，在二戰之後遭到了科學哲學界的質疑。科學史家越來越意識到，何種“科學事實”應當納入科學史家的視野，取決於所關注的歷史主題。從歷史中發現科學觀念的流變，或者解釋為什麼某一時期的科學活動格外頻繁，或者專門揭示某一特定時期科學與其它文化如宗教、經濟等現象的內在關聯，等等，越來越多成為新一代科學史家的編史目標。
觀念論的科學史家認為：科學本質上是觀念，科學觀念的發展是內在的和自主的，科學史是觀念內在更替的思想史。這種科學史將會把注意力集中在科學觀念的內在演變之上，將會比較關注與科學觀念相關的哲學史和思想史。法國科學史家柯瓦雷是這種觀念論科學史的開創者和主要代表。他畢業致力於研究16、17世紀基本科學觀念的形成過程，為我們提供了一幅有說服力的近代科學革命的圖景。柯瓦雷認為，17世紀科學革命既改變了近代思想的內容，也改變了近代思想的框架本身。希臘人有限的、層次分明的、和諧有序的、天球層層相套的宇宙（cosmos）被打碎，代之以無限的、均勻各向同性的、幾何化的宇宙（universe），是這場思想革命的主題。而這是這種宇宙觀的徹底改變，要求近代哲學和近代科學基本概念和基本原理的重建。他在1940年出版的《伽利略研究》一書中，充分展示了“概念分析技術”的威力。通過對大量歷史文獻的解釋，他表明了，導致伽利略新物理學和新天文學誕生的，不是新事實的發現，而是新觀念的出現，而這些新觀念與當時的哲學、宗教、形上學的觀念交織在一起，密切相關。在柯瓦雷的示範下，五、六十年代出現了一大批科學思想史的優秀作品。貝塔朗菲、歐文·拉茲洛、曾邦哲等的系統科學與哲學觀，強調實驗與理論綜合、分析與整合滲透的方法論，既注重科學事實與技術的發現，也注重科學方法與概念、理論的形成帶來的科技發展。
值得注意的是，思想史的編史方法獲得成功的領域往往是數理科學，這主要是指天文學、力學和幾何光學，在歷史上，主要指從哥白尼到牛頓這段歷史時期。這段時期，科學思想發生戲劇性的變革，為迎接新思想的到來所需要的細節上的改變，一環緊扣一環，每一環節都由一個偉大的人物來完成，整個科學的進展仿佛是早已安排好了的一幕戲劇的開演。這樣的歷史當然使思想史或觀念史大有用武之地，可是這種情況在科學史上並不總是出現。到了18世紀，科學發展的線索就不那么分明了，科學史不再是在少數幾個成熟學科中觀念的變革史，而是許多新學科的誕生史。美國科學史和科學哲學家托馬斯·庫恩曾提出，近代物理學史上存在著數學傳統和實驗傳統的對立。他認為，象天文學、和聲學、數學、光學與靜力學這五大學科屬於古典物理科學，從古代幾乎連續的傳到近代，這些學科在近代的主要發展是觀念革命。庫恩在他的《必要的張力》一書中說：“古典科學在科學革命時期的轉變，更多地歸因於人們以新的眼光去看舊現象，而較少得力於一系列以前未預見到的實驗發現”。另一方面，象電學、磁學、熱學、化學等學科，極大地依賴實驗，庫恩稱之為培根科學，因為培根曾在他的《新工具》中為這些學科的發展設計過蘭圖。庫恩指出，數學傳統的古典科學和實驗傳統的培根科學直到19世紀仍然是分離的、獨立發展的，不能用一種發展模式來套全部的科學史。庫恩的觀點對我們認識思想史編史方法的局限性是有幫助的。
科學社會史家認為：科學本質上是一種社會活動，因而科學史可以而且應該寫成科學與其它社會文化因素的互動史。科學思想史通常也稱內史，科學社會史則稱外史。如果說內史的研究對象和方法相對比較確定的話，那么外史則多種多樣。我們可以舉出三種有代表性的科學社會史學派。第一是馬克思主義學派，主張物質資料的生產方式決定社會的上層建築和意識形態，科學作為一種觀念形態的東西，必定受制於物質生產力的狀況和水平，恩格斯有句名言“社會一旦有技術上的需要，這種需要就會比十所大學更能把科學推向前進”，講的就是這個道理；另一方面，科學本身又能轉化為生產力，在征服自然和改造自然的社會活動中發揮巨大的槓桿作用。因此，為了解釋一個時代科學的發展，就必須關注這個時代的社會經濟狀況和階級鬥爭狀況，科學史是經濟史、政治史的一部分；為了展示科學的社會功能，就必須關注科學對歷史的推動作用，科學史因而是技術和工業征服自然、改造自然以獲取經濟利益的歷史。馬克思主義科學社會史的代表作有蘇聯物理學家、科學史家格森的《牛頓〈原理〉的社會經濟根源》（1931），英國晶體學家、科學史家貝爾納的《歷史上的科學》（1954）。黑森的著作在1931年於倫敦召開的第二次國際科學史大會上宣讀，雖然從今日眼光看不免簡單、武斷，但卻是馬克思主義科學社會史綱領造就的第一個有影響的成果，在當時產生了很大的示範作用。它主張，牛頓力學中起主導作用的抽象觀念的根源，都可以在當時物質生產力的狀況中找到。與格森的目標不同，貝爾納並未著力於發現社會的要求如何決定了科學家的研究思路和研究方法，而是通過考察技術、科學與哲學之間錯綜複雜的相互關係，試圖表明，科學在人類社會的歷史發展中如何既在經濟方面，也在思想結構方面，起著決定性的作用。貝爾納把科學史與社會史密切的結合在一起，他在他的《歷史上的科學》中說：“希臘科學反映了受著錢財支配和擁有奴隸的鐵器時代社會之興起以及衰落。中古時代這個悠長的中間時間，則標誌著還不曾用到科學的、封建式的自給經濟之生長以及不穩情況。直到封建秩序的束縛被資產階級的興起所突破，科學才能進展。資本主義和現代科學是同一運動中所產生。現代科學進化的各階段標誌著資本主義經濟中相繼發生的各個危機”馬克思主義的科學社會史方法在前蘇聯和我國均有廣泛和深遠的影響，重視時代的政治和經濟背景，重視技術和工業的發展狀況，是這類科學史的顯著特點。
第二是科學社會學學派，關注科學工作的社會原因，以一種精確統計的社會學方式揭示這種原因。代表人物是美國科學史和科學社會學家羅伯特·默頓。在發表於1938年的博士論文《十七世紀英格蘭的科學、技術與社會》中，默頓試圖用清教倫理和當時英格蘭工業發展的需要，解釋英格蘭的科學為什麼在17世紀特別地突飛猛進。這個解釋被稱為“默頓命題”。默頓主要關注科學的體制和方法的方面，並不認為科學的知識內容也可以納入社會學探究的範圍之內。
在共同關注的某些歷史時期的歷史解釋方面，科學社會史與科學思想史之間有明顯的分歧。比如，科學思想史學派堅決反對社會經濟因素在科學理論的發展中起決定性作用的說法。然而，我們不得不承認，即使對於16、17世紀的科學革命而言，科學之外的因素的影響也是不可忽視的。作為一部通史，本書將在內史與外史之間尋找一個平衡。這是通史本身的性質決定的。職業科學家在過去的一個世紀裡發展了不少有特色的編史綱領，但還沒有哪一個綱領能夠一以貫之地運用到所有的學科和所有的歷史時期，這也許就是為什麼近半個世紀以來由職業科學史家編寫的科學通史那么稀少的原因吧。
不同的歷史觀導致科學史寫作方式的不同
科學觀的不同會導致科學史寫作內容的不同，歷史觀的不同則會導致科學史寫作方式的不同。什麼是歷史？歷史是對過去發生的事情的述說。但是，過去發生的事情無窮無盡，我們該如何“選擇”呢？什麼樣的“選擇”可以被認為是真正“歷史”的？這就牽涉到對“歷史”之本質的看法了。就過去一百年的科學史實踐而言，“通史（綜合史）與分科史（學科史）”、“輝格史與反輝格史”的分歧，就集中地體現了不同的歷史觀。
近代科學本質上是分科的學問。沒有哪一個現代科學家沒有自己的專業領域，卻被稱為科學家。因此，主要由科學家自發從事的科學史研究一開始都是分科史，數學家寫出數學史，物理學家寫出物理學史，化學家寫出化學史。分科史或學科史往往服務於該學科的需要，更多的關注科學上的問題：某一領域裡的問題是怎么來的？已經解決了多少？是如何解決的？還有哪些問題沒有解決？許多分科史的實踐者們認為，只有分科史才是真正的、有意義的“科學”史，至於通史，不過就是各門學科史的彙編，不是一個獨立的學科，也不是獨自一人能夠從事的。
自薩頓時代以來的職業科學史家普遍認為，這種服務於學科本身的需要的學科史並不是嚴格意義上的“歷史”。薩頓指出，正像世界地理並不是比英國地理更大的學科一樣，綜合史也不是比分科史更大的、混成的學科，相反，這是兩類不同性質的學科，而每個學科在容量上都是不可窮盡的。與分科史更富有技術性色彩相比，通史更注重學科與學科之間的聯繫，更注重科學與人文、與社會之間的聯繫，並在這種聯繫之中發現科學本身的統一性和人文力量。薩頓在《科學的歷史研究》中說過：“科學史遠勝於所有各種專門學科歷史的並列，因為它的主要目的是說明所有各種科學之間的聯繫、它們彼此合作的成就、它們的共同目標和方法”。在薩頓那裡，“歷史”的本質就在於對三種“統一性”，即自然界的統一性、知識的統一性和人類的統一性的把握，因而科學史本質上應是綜合史，如果說專門史還有意義的話，那就是提供一些基本的、供綜合用的技術材料。
隨著職業科學史家隊伍的逐步壯大，學科範式的日漸成熟，人們已經能夠在專科史和通史之間達成一個平衡。對於某一個具體的科學史家而言，他或她的工作領域主要可能是專科史，但是，在他或她的視野里，各門學科之間的聯繫，科學與哲學、宗教以及其它社會文化之間的聯繫，肯定不是原則上不予考慮的因素。換而言之，每一個具體的科學史家肯定不可能只是一個通史家（就是薩頓，留給人們的印象更多的也是一個古代和中世紀的科學史家），但肯定具有“通史精神”，即把對統一性的追求作為歷史研究的內在動機。科學思想史家柯瓦雷畢生的研究領域在數理科學方面、在哥白尼與牛頓之間，但是他在“我的研究傾向與規劃”一文中說：“從我的研究伊始，我便為人類思想，尤其是最高級形式的人類思想的統一性的信念所激勵。在我看來，將哲學思想史與宗教思想史分離成為相互隔絕的部門似乎是不可能的，前者總滲透著後者，或為了借鑑，或為了對抗”。
“輝格史”是英國歷史學家赫伯特·巴特菲爾德創造的一個編史學概念。輝格黨是英國歷史上的一個黨派，約1679年出現，1860年以後改稱自由黨，該黨信奉新教、支持國會抗拒國王的王權、提倡君主立憲制度、主張宗教信仰自由。19世紀，輝格黨的歷史學家站在該黨的立場上，把英國政治史描寫成朝著該黨所主張的目標不斷進步的歷史，形成了有特色的輝格史（Whig History）。巴特菲爾德在1931年出版的《歷史的輝格解釋》一書中，把輝格史由一種特定的英國史編史學派，擴展成一般意義上的編史學概念。這種概念擴展很快贏得了歷史學界的認可，並成為編史學中一個頗具修辭力量的詞組。所謂的輝格史，即是從當下的眼光和立場出發，把歷史描寫成朝著今日目標的進步史，把歷史上的人物分成推進進步的和阻礙進步的兩類，通過主要選擇進步的人物和事件來編成的歷史，便當然會達成對今日目標和立場的認可和贊同。巴特菲爾德認為，輝格史因為過分注重現在，反而忽視了過去，忽視了真正意義上的歷史。因為今天的理想和目標不一定是過去的理想和目標，歷史人物和事件只有放在當時的環境和條件中，著眼於當時的理想和目標，才可能得到真正的理解。因此，歷史學家不應該強調過去與現在的相似之處，相反，應該著重發現不同之處，發現的不同之處越多，對歷史的理解就越深入。
很顯然，“輝格史”一開始是作為貶義詞出現的，是反輝格史派為申明自己的編史立場而塑造的一個反面形象。但是，這種反輝格史的編史立場在科學史研究領域很快贏得了科學史家們的認可，因為在科學史界，這種輝格史傾向似乎格外的突出。由於科學史的研究傳統是從科學家們的編史實踐中脫胎而出的，而輝格史傾向幾乎是一切“作為科學家的科學史家”的“預設配置”，所以，新一代的職業科學史家為了申張自己學科的自主性，在反輝格史問題上立場相當一致。柯瓦雷在總結自己的編史實踐時說：
“科學思想史，就我的理解以及我據此努力實踐的而言，旨在把握科學思想在其創造性活動的過程本身中的歷程。為此，關鍵是要把所研究的著作置於其思想和精神氛圍之中，並依據其作者的思維方式和好惡偏向去解釋它們。必須抵禦這種誘惑——已經有太多的科學史家陷於這種誘惑之中——即為了使古人經常晦澀、笨拙甚至混亂的思想更易理解而將其譯成現代語言，儘管澄清了它卻也同時歪曲了它”。（引自“我的研究傾向與規劃”）
庫恩在回顧科學史學科的發展史時，也批評了過去盛行的輝格式的科學史：
“這些老一代科學史的目標是通過展現當代科學方法或概念的演化來澄清和深入地理解它們。受命於這樣的目標，歷史學家的特徵作法是選擇一個單一的發達學科或學科的分支——其作為正確完備知識的地位少有疑問——並描述在他的時代構成主題材料和推理方法的那些因素是何時、何地以及如何出現的。被當代科學作為錯誤或不相干的東西而撇置一邊的觀測、定律或理論極少被考慮，除非它們指明了一個方法論教訓或者解釋了一個明顯無成就的漫長時期”。（引自《必要的張力》）
新的編史傳統亦即科學史學科範式的開創者們普遍意識到，真正的“歷史”研究應該是對“傳統”的再現，再現當時的人物對當時的思想和事件的態度，基於這樣的再現，我們才有可能獲得一種歷史洞察力。
20世紀後半期常常被指責為輝格史的往往是那些學科史的編寫者，最有代表性的可以舉美國生物學家和生物學史家恩斯特·邁爾。邁爾是20世紀公認的進化生物學的權威、現代達爾文主義（綜合進化論）的主要代表，而他的洋洋80萬言的《生物學思想發展的歷史》奠定了他在生物學史研究領域的地位。在該書的第一章，邁爾明確的表示，他是作為一個生物學家而從事生物學史研究的，他的目的是為了讓讀者或學生更好的理解目前的科學問題，因而，今日所面臨的問題以及相應的立場和眼光，不可避免在歷史材料的選擇中發揮主導作用。他承認，研究科學的社會文化史固然十分重要，但像他這樣更注重技術性細節的概念發展史同樣重要，因為在某些科學（比如進化生物學）的發展過程中，確實存在著一以貫之的問題線索，而且這條線索延伸至今，形成當代科學家的概念結構。邁爾也反對極端的輝格史傾向，但是他認為，每本著作所要達成的目標總是有限的，完全的反輝格是做不到的。他在他的《生物學思想發展的歷史》中說：“科學的道路從來不是筆直的,總是有彼此對立競爭的學說，而且在一個時期中絕大部分的注意力可能偏向一個與正題無關的問題，最後走到死胡同。像這樣的一些事態發展有時比科學的直線發展倒更能顯示一個時期的時代精神（zeitgeist）。遺憾的是，由於本書篇幅有限，對這樣的發展情況不可能充分予以論述”.
輝格史的爭論
極端的反輝格史事實上根本做不到，因為編史就是選擇，而一旦選擇就有輝格傾向。一部歷史著作越是短小精悍，就越會是一部輝格史。巴特菲爾德本人的科學史名著《近代科學的起源》，簡明扼要地勾劃了一幅“科學革命”的圖景，但也被認為主要是一部輝格史，因為他所討論的差不多都是今天被確立為科學的東西，而對鍊金術、巫術等神秘主義傳統如帕拉塞爾蘇斯、牛頓的鍊金術則未提及。
今天，更多的科學史家認識到，極端的輝格史肯定是違反歷史精神的，但任何歷史都不可能是中立的，都不可能不帶有選擇的主觀性，因此，極端的反輝格史既無可能，也無必要。每一位科學史家都應該根據其論題的性質和所掌握的材料，在過去與現在之間找到平衡。
意義
綜述
為什麼要學習科學史，科學史有什麼用處？這是我們實用主義的文化傳統帶給我們的一種思維方式。學習一門新課，學生通常會問為什麼要學，教師通常感覺有必要解釋這個問題，於是，教材也會在開篇部分講講這門課的意義（其實就是用處）。不獨科學史如此，不獨科學史的教學如此，在我們中國，大凡實用性不強的學科都在時時申辯自己學科的意義和存在的理由，以便能夠獲取足夠的資源以維持學科的生存和發展。這裡我們討論科學史四種可能的意義和用處，以及它們的限度。
為科學服務
前面講過，最早的科學史實踐者通常都是科學家，對他們來說，科學史的意義就在於為科學本身服務。要么，它有助於教學，能夠提高學生的學習興趣，幫助學生儘快掌握已有的科學理論；要么，它從歷史記錄中為當代科學前沿問題尋找可資借鑑的解決方案。這是我們經常在科學史著作中見到的理由。
歷史故事提高理科學習的趣味性，起著把科學知識包上“糖衣”的作用。對某一學科、某一理論之歷史來源的追述，有助於學生更好地理解這門學科和這個理論。正是基於這個事實，科學史經常被作為普及科學知識的一個重要的手段（當科普受到高度重視的時候，科學史可以申明自己最能發揮著科普的功能），科學史也經常被置於理科教科書的開頭章節。邁爾在寫《生物學思想發展的歷史》時，目的正是為學生更深入地理解生物學的當代問題。他說：“認為學習一門學科的歷史是理解其概念的最佳途徑。只有仔細研究這些概念產生的艱難歷程——即研究清楚早期的、必須逐個加以否定的一切錯誤假定，也就是說弄清楚過去的一切失誤——才有可能希望真正徹底而又正確的理解這些概念”。
從歷史研究中為現實的科學難題找答案，這曾經是近代早期科學界的一種習慣做法。現代科學史家們發現，近代早期的不少科學家居然有一種通過研究過去來發現科學真理的傾向：“只是在最近我們才剛剛開始意識到在近代科學的先驅者們當中一種十分奇怪的歷史主義的重要性，這種歷史主義使他們如此深地陷入到赫爾墨斯傳統之中，以致於他們把他們的科學想像為對古代真理的一種重新發現，以前這些真理曾經被那些有天賦的、純樸的哲學的創立者們所清楚地領悟。因此，牛頓認為，諸如像阿那克薩哥拉和盧克萊修這樣的古人，不僅知道原子，而且認為它們具有慣性；此外，首先是埃及人，而後是畢達哥拉斯學派，他們除了講授過哥白尼體系之外，還懂得在《原理》的數學科學中的萬有引力原理及其套用。”當然，這個在今天看來奇怪的傾向到18世紀就逐漸消失了。但是，在某些特定的學科特別是偏博物學性質的學科，某些問題與學科的歷史演變有關，因而在這些學科里，歷史研究還被認為是現實的科學研究的一部分。在中國，天文學史家席澤宗目前是職業科學史家中唯一的中國科學院院士，他關於中國古代新星和超新星記錄的考訂，對於現代天體物理學關於射電源的研究有重要的參考作用，因此他的天文學史研究本來就屬於天文學的一個部分。
這種為科學本身服務的科學史往往被稱做“科學家的科學史”，通常是專科史，而且通常是極端的輝格史。相反，現代科學史家普遍意識到，自己反輝格的“科學史家的科學史”對科學研究基本上沒有直接的用處，雖然在科學教育方面並非沒有間接的用處。
為現實服務
我們經常聽說的科學史的第二個方面的功用是為現實服務。過去，為現實服務主要體現在將科學史賦予意識形態的功能。比如，它可以幫助學習者更好地認識到“科學技術是第一生產力”，從而更好的愛科學、學科學、用科學，更自覺地投身於“科教興國”偉大戰略的實施中去；再比如，它可以幫助學習者樹立正確的世界觀、人生觀和方法論；還有，可以加強愛國主義教育。可以肯定，具有意識形態功能的科學史必定是某種極端的輝格史。隨著反極端輝格傾向成為共識、隨著科學史學科自主性的加強，它的意識形態功能將會弱化，雖然不可能完全沒有，正像完全的反輝格也是不可能的一樣。
以愛國主義為例。這曾經是研究中國科技史的一個主要的動機。科學史研究何以能夠具有激發愛國主義的功能？愛國主義通常是在國家落後、國力不振、國運危難之際的一種特彆強烈的時代要求。20世紀的中國基本上是一個經濟上落後的開發中國家。與先進的已開發國家相比，我們在許多方面是不行的。但是，如果能夠有證據表明我們的祖先在許多可比的方面曾經領先於世界，那就可以激發一些民族自豪感，抵銷一些消極悲觀的情緒。為了可比，就必須立足於現代科學。所以，愛國主義的科學史通常立足於現代科學的框架，在中國古代的典籍里尋找相應的資料，以證明中國在該方面是曾經領先的。李約瑟的工作使西方人了解了中國人的諸多“領先”，因此一直受到中國人民的歡迎，被稱為“中國人民的老朋友”。
但是完全服務於“愛國主義”的邏輯，科學史有可能受到歪曲，歷史上的有些成就有可能被片面的拔高。再說，這種“領先”的邏輯如果走過了頭，反倒會令國人產生洋洋自得的感覺，而意識不到眼下的落後，起不到“知恥而後勇”的激勵作用。最近十多年，這種邏輯在中國科學史界有不少反省。席澤宗先生在一篇序言中說：“研究中國科學史的老一輩科學家多是從科學開始。他們本來有一定的國學基礎，在他們學習了近代科學以後，發覺有些東西在中國古代的文獻中能找到類似的或原始的形式，於是他們就用考證的方法，以編年史的形式，尋找中國古代的科學發現和發明。這種作法對於振奮民族自尊心和宣傳愛國主義很有作用，對於科學史這門學科的發展也起了促進作用，但也有它的局限性。他們對於先人的發現、發明的社會背景以及與其他文化分支的關係所作的分析很少。同時，由於宣揚愛國主義這樣一個目的，對於明末傳教士東來以後的科技史注意不夠。”
為素質教育服務
科學史作為一門歷史學科，其天然的功能似乎還在教化領域，這就是目前越來越為大家認可的科學史的教育功能。今天中國的教育界越來越認識到，過去那種英才教育、專才教育的教育思想既不符合教育的真正目標，也不能適應當今社會的需要，因而提出了素質教育、通識教育的概念。應該說，科學史學科在推進素質教育方面，有著特殊的作用。
科學史的基本功能是打破文理隔閡，讓理科學生懂得一些歷史，讓文科對自然科學有一個基本的概覽。對目前嚴格分科的教育體制來說，這個基本功能格外的突出。隨著嚴格分科體制的弱化，淡化專業的通識教育逐步體制化，大學低年級文理界限不再那么突出和分明，科學史的這一基本功能也會不再那么突出，但依舊是有特色的，是其它文科或理科課程所無法取代的。
科學史可以幫助培養學生的歷史感和批判精神。羅馬作家西塞羅說：“一個人不了解他出生之前的事情，那他始終只是一個孩子”。歷史意識是一個人、一個民族成熟的標誌。弗蘭西斯·培根說：“讀史使人明智”。因為歷史感之中包含著一種清醒的判斷能力，即根據背景和情境來對事物進行判定的能力，而避免失之片面和武斷。現代只通過教科書來了解科學的青年學生，往往對科學持有一種非歷史的眼光，以為科學的理論與生俱來的正確、是萬古不變的永恆真理，以為科學是從一些天才的頭腦里蹦出來的，一旦問世就永駐神聖不可侵犯的地位。而從科學發展史上，我們看到的是真理與謬誤相交織的過程，科學理論的演變就像是積木拼圖遊戲一樣，先是在黑暗中摸索，繼而漸漸地浮現出來；我們看到的是，科學像其它的人類文化一樣，實際上植根於特定的文化土壤，是由特定的文化素養和文化傳統的人推動的，並依賴特定的歷史條件而產生出來。
科學史可以幫助樹立全面而準確的科學形象和科學家形象，領悟科學精神和科學的人文性，從而溝通文理，加深對科學本身的理解。某種極端的專業科學訓練，有可能把學生培養成不關心社會、不關心他人，對道德和藝術不感興趣，而只在某一專門領域有著熟練的技巧的人。我們知道，這不是科學和科學家的真相。在歷史上，偉大的科學家都不僅增長人類的自然知識，也傳承獨立思考、追求自由的科學精神，傳播在人類生活中相當寶貴的協作、友愛、同情和寬容精神。科學史最有利於恢復這樣的科學家形象，而單純通過理科教科書的學習，並不能知道創造這些科學理論的科學家究竟是個什麼樣的人。此外，科學史還揭示科學與人類其他文化比如哲學、宗教、政治、文學等的關係，以及科學的文化背景，從而讓人領悟到人類文化的統一性，領悟到科學其實也是人類文化的有機組成部分。
儘管科學史對於素養教育的好處十分明顯，但在科學教育界也存在著另外一種聲音，就是認為科學史對於習常的觀念太具有顛覆性，因此不宜讓年輕而易受影響的大學生知道得太多。美國物理學史家布拉什1974年發表的一篇文章題目就叫做“科學史是否應被定為X級？”文中討論了，由於科學史越來越揭示出與理科教科書不太一樣的科學形象，是不是應該像電影分級那樣在科學教育中將科學史定為“少兒不宜”的X級。的確，20世紀下半葉的科學史與科學哲學研究，極大的瓦解了傳統的科學形象。科學不再被僅僅看成是對客觀事實的發現，“客觀性”不再是科學發展中的唯一主題；傳統教科書給出的“假說－演繹”方法論（理論應該與實驗事實相符合），也被許多偉大的科學家親口否認；對實驗證據的屈從或者至少是尊重，被證明並不是科學史的事實。愛因斯坦強調，科學是人類精神的自由創造和自由發明，狄拉克則說：“一個理論家寧可要一個美的方程，也不要一個醜的但結果與實驗數據更相近的方程。”普朗克更是有一條在科學界傳誦的“普朗克原理”：“新的理論很少由於理性地說服了對手而得到認可，人們只需等待，直到對手死去。”無疑，現代科學史在培養學生懷疑的態度和批判的精神方面，在反對教條主義的科學形象方面，能夠起到重要的作用。但是，科學的發展過程中還有另一面，那就是庫恩所說的“常規時期”。在這一時期，觀念革命已經完成，成熟的概念框架已經成型，科學家的主要任務是在“範式”的支配下“解難題”。因此，在這種常規時期，需要讓學生學到“規範”的方法論，學到一點一滴地積累科學知識的基本程式。而且，科學史上的大部分時期都是常規時期，大部分科學家都是“常規科學家”，革命性的科學家只是少數。對“常規時期”的科學教育來說，也許輝格史是受到歡迎的，而今天的職業科學史家的作品反倒應該謹慎使用。
提出“範式”概念的庫恩本人，其實是想揭示在科學發展過程中實際存在的常規與革命、傳統與變革之間的那種基本的（必要的）張力。同樣，在科學史為素質教育服務這個問題上，同樣存在著這樣的張力。在這裡，輝格史與反輝格史應該因著不同的情境而達成不同的平衡。對我們中國目前的情況而言，反對教條主義、恢復科學的歷史形象似乎還是主要任務。反輝格的科學史應該發揮更大的作用。
為學術而學術
除了為科學、為現實、為教育服務外，科學史作為一門學術事業還有它獨特的意義。一個學科如果完全作為附庸而存在，那它將不具備長久的生命力，它對於科學、現實和教育事業的支持也將是短暫和無足輕重的。“為科學而科學”、“為學術而學術”是希臘自由學問的基本動機，也是現今一切學術事業健康發展的真正秘密。捍衛學科的自主性，捍衛學術獨立的尊嚴和價值，是一切學問發展的前提。這一點對於我們中國這個有著強大的實用傳統而又缺乏學術自由傳統的國度來說，是特別難以深入人心的，有待中國的科學家和學者自身持久的努力。
捍衛科學史學科的自主性，並不是說科學史就不與其它學科發生關聯，恰恰相反，科學史是在與科學哲學、科學社會學等學科的交叉、滲透的過程中發展自己的，並進而成為這些科學人文類學科的基礎平台。早在科學史學科的脫穎而出之日，英國歷史學家巴特菲爾德就建議說：“如果科學史僅僅是從屬於進行實際工作的科學家，這種自主性就永遠不會達到它自己的目標。作為一個策略，那些在這一學術分支中從事工作的人物應建立與歷史學家的聯繫，而不是建立與科學家的聯繫”。他的意思是說科學史應該屬於歷史學，而不屬於自然科學。事實上，科學史的首先任務還不在於成為科學哲學、科學社會學等科學人文類學科的基礎平台，而是構造一部特殊類型的人類文明史，一部以科學和技術作為主要的歷史解釋要素的歷史，這樣的歷史同哲學史、宗教史、藝術史一樣重要，甚至更為重要。
中國科學史上的里程碑書籍
《夢溪筆談》是我國北宋大科學家沈括的傳世著作。沈括在晚年用筆記文學體裁寫成《夢溪筆談》二十六卷，再加上《補筆談》三卷和《續筆談》，共列有條文六百零九條，遍及天文、數學、物理、化學、地學、生物以及冶金、機械、營造、造紙技術等各個方面，內容十分廣泛、豐富，是中國科學史的重要著作。《夢溪筆談》中所記述的許多科學成就均達到了當時世界的最高水平。該書是中國古代八大科學名著之首,被譽為“中國科學史上的里程碑”、“中國科學史上的坐標”。...英國著名科學史專家李約瑟稱《夢溪筆談》是“中國科學史上的坐標”...
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第一，賈思勰在書中建立了較為完整的農業科學體系，對以實用為特點的農學類目作出了合理的歸劃。對開荒、耕種到生產後的加工、釀造和利用等一系列過程詳細記述，同時還論述了種植學、林學以及各種養殖學。《齊民要術》的分類是依據每個項目在當時農業生產、民眾生活中所占的位置來劃分的。
第二，《齊民要術》中詳盡探討了抗旱保墒的問題。另外，賈思勰還論證了如何恢復、提高土壤肥力的辦法，主要是輪換作物品種，並出現了綠色植物的栽培及輪作套種的方式，明確提出從事農業生產的原則應該是因時、因地、因作物品種而異，不能整齊劃一。
第三，《齊民要術》提出了選育良種的重要性以及生物和環境的相互關係問題。賈思勰認為種子的優劣對作物的產量和質量有舉足輕重的作用。以穀類為例，書中共蒐集穀類80多個品種，並按照成熟期、植株高度、產量、質量、抗逆性等特性進行分析比較，同時說明了如何保持種子純正、不相混雜，種子播種前應做哪些工作，以期播種下去的種子能夠發育完好，長出的幼芽茁壯健康。
第四，《齊民要術》把動物養殖技術向前推進了一步。書中敘述了養牛、養馬、養雞、養鵝等等的方法，共有6篇。書中還指出如何使用畜力，如何飼養家畜等，還提出如何搭配雌雄才恰到好處。書中又記載了獸醫處方48例，涉及外科、內科、傳染病、寄生病等，提出了及早發現、及早預防、發現後迅速隔離、講究衛生並配合積極治療的防病治病措施，就是現代有的措施仍在採用。
第五，農產品的加工、釀造、烹調、貯藏等技術也是《齊民要術》所涉及的內容。書中闡述了酒、醋、醬、糖稀等的製作過程，以及食品保存等。從所記載的工藝過程看，當時的人對微生物在生物釀造過程中所起的重要作用已有所認識，並掌握了很多實際經驗和製作技巧。書中記載的蔬菜貯藏技術在我國北方仍被使用：9、10月間，於地上挖坑，深約一米或更多（視貯藏量而定），然後把新鮮的蔬菜一層層擺在坑中，再擺一層放一層土，最上面留下一尺多全部用土蓋好。這樣，冬天取出來的蔬菜不失水分，和夏秋時的一樣新鮮。
第六，書中還記載了許多關於植物生長發育和有關農業技術的觀察資料。譬如："種椒第四十三"中講述了椒的移栽，說椒不耐寒，屬於溫暖季節作物，冬天時要把它包起來；又如"種梨第三十七"中說梨的嫁接"用根蒂小枝，樹形可喜，五年方結子，鳩腳老技，三年既結子而樹醜"。書中還有許多類似記載材料，其中最為可貴的是"栽樹第三十二"中所述果樹開花期於園中堆置亂草、生糞、溫煙防霜的經驗。書中認為"下雨晴後，若北風淒冷，則那天晚上一定有霜"，根據這一方法，人們可以預防作物被凍壞，從而避免損失。另外還可採用放火產生煙，從而可以防霜。
