著名法國科學家龐加萊的著作【科學與假設】，最初是他為大眾讀者所寫的，但它最終遠超一般科普作品的意義，對人們理解科學和科學哲學產生了深遠影響。這部經典之作120年來經久不衰，至今仍是科學哲學課堂上的必讀書目。最近，商務印書館推出【科學與假設】新譯本，轉譯由清華大學科學史系教授張蔔天傾力完成，以期給讀者最佳閱讀體驗。
文章為本書「中譯本序言」，註釋從略。
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撰文 | 金曉峰 （復旦大學物理系）
龐加萊
龐加萊的名著【科學與假設】，終於有了令人滿意的中文轉譯。它由轉譯了歐幾裏得【幾何原本】、哥白尼【天球執行論】、愛因史坦【狹義與廣義相對論淺說】等六十余部科學相關書籍的張蔔天教授傾力完成，這是廣大科學工作者和愛好者的幸運。龐加萊思想的博大精深是舉世公認的，這也使他的作品難以準確轉譯。雖然譯著等身，蔔天也說這是他轉譯生涯中最難譯的書之一。
何為經典？龐加萊的這本【科學與假設】便是！一本出版於120年前的科普讀物，經歷了人類文明史上科學技術進步最快的一個世紀之後，不僅沒有過時，而且歷久彌新，不得不說是一個奇跡。即使在已有多個譯本的英文世界，2018年又出了新的英譯本。毫無疑問，正是龐加萊超群的科學、哲學和人文修養，創造了這一奇跡。
1937年，數學家艾瑞克·貝爾 （E. T. Bell） 在其數學史名著【數學大師——從芝諾到龐加萊】的第二十八章 （「最後一個全才——龐加萊」） 中，向我們描繪了龐加萊【科學與假設】等科普讀物出版後的歷史畫面：「二三十年前，可以在巴黎的公園和咖啡館裏，看到工人和女店員在熱心地讀著龐加萊的這一部或那一部傑作的印刷簡陋、封面紙張低劣的通俗本，而這些著作的較好版本，又可以在有專業學問的人的書架上找到——經過了反復翻動，明顯是讀過的。這些書被譯成英文、德文、西班牙文、匈牙利文、瑞典文和日文出版。龐加萊對所有的人用他們能辨識的語言，講著數學和科學的通用語言。盡管他的風格，他自己特有的風格，在轉譯中失去了許多。」事實上，【科學與假設】這本小書，不僅影響過像愛因史坦這樣最傑出的科學家，也影響過像畢加索這樣最傑出的藝術家。然而，龐加萊是如何使【科學與假設】做到雅俗共賞的呢？
龐加萊堅持認為：「科學所把握的並非事物本身，而只是事物之間的關系。除了這些關系，並無可以認識的實在。」為了得出這樣的結論，他以下述四個部份來構築全書：
（1）他從數與量這兩個最基本的出發點開始考察，首先說明了數學推理的本性是什麽，進而解釋了數學量這個極其復雜的基本概念及其與我們經驗的相互關系。
（2）在這個基礎上，他開始討論我們強加給世界的另一個框架——空間，為我們講解了什麽是非歐幾裏得幾何；同時他又指出，我們的感官向我們顯現的空間與幾何學家的空間是截然不同的兩種東西，進而對公理的本性得出了極富洞見的見解：「幾何學公理既不是先驗綜合判斷，也不是實驗事實……僅僅是偽裝的定義。」
（3）基於對空間和幾何學的透徹理解，龐加萊進而對經典力學給出了極具獨創性的介紹，比如他明確提出：「不存在絕對空間，我們只能設想相對運動」；「不存在絕對時間。說兩段時間相等，這本身沒有任何意義，只有透過約定才能獲得意義」；「我們不僅對兩段時間的相等沒有直接的直覺，甚至對發生在不同地點的兩個事件的同時性也沒有直接的直覺」；「因此，絕對空間、絕對時間和幾何學本身都不是力學的必要條件。所有這些東西並不先於力學，就像法語在邏輯上並不先於用法語表述的真理一樣。」
（4）基於對數學和力學的通透認識，龐加萊最後用相對前三部份更大的篇幅，對光學和電學以及電動力學等物理學核心部份的歷史和現狀做了精辟的綜述，其中許多先知般的洞見，經受住了時間的考驗。比如他說：「以太是否真的存在對我們來說無關緊要，讓我們把這個問題留給形而上學家。對我們來說最重要的是，一切都像以太存在那樣發生，這個假設對於解釋現象很有用。畢竟，我們還有其他理由相信物體的存在嗎？那也只是一個有用的假設，只不過它總是有用的，總有一天，以太無疑會作為無用之物而遭到拒斥。」再比如談到物體相對以太的絕對運動時，他說：「我必須解釋為什麽我並不認為更精確的觀測會揭示除物體的相對位移以外的任何東西，盡管勞侖茲認為是如此。人們已經做了本應揭示一階項的實驗，但結果是否定的。這可能只是偶然嗎？沒有人承認這一點。勞侖茲找到了一種一般性的解釋。他表明，一階項應當相互抵消，而二階項則不然。然後，人們做了更精確的實驗，它們也是否定的，這也不可能是偶然。我們需要一種解釋，並且一如既往地找到了它。假設是我們最不缺的東西。但這還不夠。誰不覺得這再次讓偶然性起了太大的作用呢？如果一種特定情況的發生恰好使一階項消失，而另一種完全不同但非常適時的情況則使二階項消失，這難道不也是一種偶然嗎？不，對於這兩種情況必須找到相同的解釋，一切都傾向於表明，這種解釋也適用於高階項，而且這些項的相互抵消將是嚴格和絕對的。」
事實上，龐加萊這一系列有關空間與幾何、時間與同時性、絕對運動與相對運動的觀念，很好地解釋了為什麽他一旦了解到勞侖茲的正確時空變換式 （1904年） ，就能一錘定音地建立了基於四維時空贗歐幾裏得幾何的狹義相對論 （1905年） 。
龐加萊的【科學與假設】之所以能在全球被雅俗共賞，除了上述高度提煉和精心挑選的內容之外，他獨特的戲劇式敘述和數學式嚴密表達同樣引人註目。從引言開始直至最後一章，他總是開門見山地丟擲他想要討論的問題，而且常常以廣為流傳的誤解開頭，並馬上以自己的觀點作答，由此造成強烈的戲劇性沖突和張力，然後才娓娓道來地給出嚴密而有力的論證，最後再給出簡短的總結。所以，對於非專業的讀者而言，只要認真讀一下每章的開頭以及結尾處的小結，似乎就能對全書內容達到「速成」的了解；而對專業讀者而言，除了驚嘆於這種戲劇性沖突，或許更多地會被龐加萊充滿洞見的嚴密論證所折服。
這裏，我們僅以全書的「引言」為例，對他的表達方式略加說明。他一上來就將流傳的誤解「科學真理是不容懷疑的，科學的邏輯是絕對正確的……這些真理不僅適用於我們，而且適用於自然本身……」當作靶子高舉起來，接著馬上亮出自己的觀點：「稍加反思，我們就會認識到假設所占據的地位，意識到數學家沒有它不行，實驗家沒有它就更不行。」然後他話鋒一轉，又給出了 （唯名論者） 完全相反的對科學的誤解：「於是我們質疑這些建築是否真的很堅固，是否一飆風就能把它們吹倒。」接著再一次給出自己的觀點：「以這種方式進行懷疑仍然是膚淺的」，並以他的一句至理名言作為結論：「懷疑一切或相信一切是兩種同樣省事的解決方案：兩者都讓我們免於思考。」然後，龐加萊以簡潔而清晰的方式對自己的兩個觀點略加論證，更重要的是想告訴我們，這本【科學與假設】為什麽會是這樣一個結構 （即全書的四個部份） 。「這就是我們將要得出的結論，但要達到這一點，我們必須先來考察從算術和幾何學到力學和實驗物理學的一系列科學。」正是這種戲劇性的沖突和解決，使龐加萊的科普文章獨具魅力、雅俗共賞。
最後，順便提一下，是我建議蔔天在這一新譯中添加了龐加萊1906年為【科學與假設】英譯本所寫的序。在這篇序中，龐加萊詳細比較了盎格魯-撒克遜人和拉丁人在數學和自然研究上趣味或風格的反差及其優缺點。這是將科學創造過程上升到美學高度加以分析的一篇科學哲學範文，對於在趣味或風格上差別更大的中國人應該會有不小的啟發。
本文轉載自微信公眾號「商務印書館學術中心」，原題目為【龐加萊名著<科學與假設>張蔔天新譯本出版】。
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