第二十一章 一些其他的科学发展
家埃米尔·玻莱尔指出,quot;我们几乎没有意识到,我们已经面对着一场真正的科学革命quot;(p.ii)。
应用科学中的革命
史学家们一致认为,19世纪的伟大革命之一就是科学作为推动技术和社会变革的一种重要力量的崛起。阿尔弗雷德·诺思·怀特海对这场革命作了非常简明的描述;与此同时,他指出,19世纪最伟大的发明,是发明的方法的发明。我们在下述一个简单的事实中可以看到这种技术或工艺革新的生产力:杜邦公司1942年的销售总额中,几乎有一半的产品在1928年之前是没有的,或者是那时没有大规模地生产的。而这就是公司的一个研究计划的影响和作用。
尽管我们今天常说,基本的科学知识中的进步,对于改变我们衣食住行的必需品、我们通讯和运输的材料,以及我们谋生和进行国防的方式,起到了相当大的推动作用,但是,这在一百年之前一般是不可能的。从培根和笛卡尔以来的科学家和哲学家都曾预言,知识的发展和进步将使人成为他的环境的主人,但是,关于这一进程,并没有多少令人信服的例证。我们有一个大约是在1800年之前的重要例证,它标明,一位科学家完全为了知识的进步而进行的研究,作为一个始料未及的副产品,导致一个对人类有益的实际发明。这就是本杰明·富兰克林对导体和绝缘体的性质、静电感应现象、物体的形状对其电的特性的影响、接地在电效应中的作用,以及辉光、放电、瞬态放电和剧形放电(电晕放电)的性质所作的基本研究。这一研究使富兰克林认识到闪电放电是一种电的现象,然后又促使他进行了检验这个结论的实验,并最终发明了避雷针装置——缓释带电的云,从而避免雷击,以至把雷击安全地传导到地面。迟在19世纪初,在法国的一次公共的辩论中,关于避雷针的这一段个人历史可能还被当作基本的科学研究如何导致出人意料的实践发明的一个基本范例而举证。但是,如果由此产生的实际发明与饮食或健康、通讯或运输、国防或谋生的方式直接联系在一起的话,那么,这个例证实际上是不能令人信服的。
就科学对技术和工艺的影响而言,在19世纪发生了革命性的变革,这首先表现在染色工业中。在19世纪中期以前,染料是从自然资源获得的:植物,昆虫,甲壳类动物,以及某些矿物。到19世纪末,合成生产出的染料几乎完全取代了这些自然的产物。这场革命的第一个阶段是,1856年威廉·亨利·珀金发现了一种新的染料,它可以把丝绸染成一种红紫色(苯胺紫)。那时,他还只是一名学生,而且他所发现的染色物质则是从事生产合成奎宁的不成功实验的最后结果。生产这种染料的原料是煤焦油,而煤焦油则是通过蒸馏法生产从煤中提取的照明气体的过程的副产品。珀金开始成批生产新的苯胺紫染料,而且在随后几年,一种新的工业产生了。这种新的工业的基础就是能够合成现有的通常是从自然产物中获取的染料或者创造全新的合成染料的化学家们所进行的研究。这些新的染料比较便宜,而且染色也较快。我们也许看到了这种新的工艺和技术在一种染料——苗草红或quot;土耳其红quot;——的历史中的革命作用。19世纪60年代,茜草红是从茜草属植物茜草根中提取的;而苗草属植物则是普罗旺斯的主要农作物,而且在西班牙北部、意大利、希腊和北非被大面积种植和栽培。几十年之后,合成的茜草红几乎消灭了西草属植物农业,而在今天,茜草属植物只是作为珍品在植物园中种植。
与许多比较早的合成染料大不相同,茜草红——染料化学家维特认为(哈伯1958,83)——是quot;化学研究中一种新的趋势,即有目的的化学的第一个结果quot;(quot;人工合成的基本原理quot;;见O.N.维特191