同时，我们如果认为科学概念的本质就是人们所需要
的发明，因而只要拿起来就可以用，那便大错而特错了。在
科学概念与发明中间隔着一个绞尽脑汁的构思设计阶段。新
方法中有一个因素便是设法把科学概念与最后成果之间的鸿
沟填起来。这是有组织有步骤地向一个又一个的困难进攻的
过程。
现代技术首先是在英国由繁荣的中产阶级创造出来的。
因此，工业革命便是从这里开始的。但德国人显然找着了其
他的方法，可以达到科学矿藏中更深矿脉。他们放弃了杂乱
无章的治学方法。他们的技术学校和大学中的进步并不依靠
偶然出现的天才和碰巧的幸运思想。他们治学的功绩是１９世
纪举世殷羡的事情。这种知识的训练法不单能应用在技术上
面，而且也能应用在纯科学上面，甚至还超出了纯科学的范
畴而应用到一般治学问题上去。这代表着由兼业工作者走向
专业工作者的转变过程。
世间经常有许多人把毕生精力都贡献到思想的某几个领
域中。尤其是法律家和基督教的神职人员都显然有这种专化
人物。但直到１９世纪人们才完全有意识地认识到知识在其一
切部门中专业化的力量，找到了培养专家的方法，认识了知
识对技术进步的重要性，发现了抽象知识和技术进步相连系
的方法，并且也看到了技术进步的无限前程。这一切事情，直
到１９世纪（主要是德国人）才彻底地做到了。
过去，人们是生活在牛车上，将来，人们会生活在飞机
上，速度的变化简直达到质变的程度了。
实现这样的改变对于知识界并不完全有利。效率的提高
固然是无可否认，但其中至少也包含着一个危险。这种新形
势对于社会生活各个方面的影响，我将留待最后一讲再谈。现
在只说明这种有秩序地发展的新形势，是这个世纪思想发展
的基础。
在本世纪中，有四个新概念被介绍到理论科学中来。当
然，我们大有理由把概念的数目增加到远远超过这四个。但
我所要谈的只限于从最广泛的意义上对现代物理科学基础的
建设工作具有决定性意义的概念。
其中有两个概念是互相对称的，我打算把它们并作一起
来谈。我们所关心的不是其中的细节，而是它对思想的最后
影响。
第一个概念是所有的空间，包括显然存在着真空的地方
在内，都充满着物理作用场。这个看法曾在许多不同的形式
之下被许多人想到了。记得中世纪有一句格言说：“自然惧怕
真空”。同时，十七世纪有一个时期，笛卡儿派的微粒旋涡说
似乎已在科学假设中确立。牛顿相信引力是通过某种介质中
发生的某种变化所引起的。但整个地说来，１８世纪并没有运
用这些概念。光线的传播都用牛顿的方式解释，认为是细小
的微粒在飞行。这当然就有真空存在的余地了。数理物理家
都忙于推演引力理论的结论去了，根本没有功夫追究它的原
因。他们纵使思考了这个问题，也摸不到寻找这个原因的门
径。当时曾有人作过探讨，但意义不大。因此，在１９世纪开
始时，物理事素充满所有空间的看法，在科学中并不受重视。
这一看法是在两个泉源中得到复苏的。第一个泉源是托马斯
·杨和费涅尔所提的光的波动说获得了成功。这样一来，空
间中便需要充满某种东西才能产生波动，因而便提出了以太
作为充满空间的精微物质。第二个来源是电磁学说最后在麦
克斯韦手中变成了一种形式，要求空间应充满电磁事素。麦
克斯韦的完整理论直到１９世纪７０年代才形成。但有很多伟
大人物如安培、奥斯特、法拉第等，都是这个理论的奠基人。
根据流行的唯物论观点看来，这些电磁事素也必须有一种物
质作基础才能产生。因此以太又被搬出来了。接着麦克斯韦
又证明光波只不过是他的电磁波中的一种。因此电磁波的理
论便把光的理论并吞了。这是一种极大的简化，谁也不怀疑
其中的真理。但对于唯物论说来则有一个不幸的结局。因为
单就光本身来说，只要一种有弹性的简单以太就满够了；电
磁波的以太则必须具有足以产生电磁事素的性质。事实上，在
这些假定在事素下存在的质料只不过是徒具空名而已。假使
你不是因为抱有某种形而上学理论，而假设有这种以太，你
便可以抛弃它。因为它并没有独立的生命力。
因此，上一世纪的７０年代，有几门主要的物理科学便是
建筑在事先假定连续观念的基础上。但从另一方面说来，原
子观也被道尔顿提出来，完成了拉瓦锡在化学基础上的工作。
这是第二大概念。一般说来，物质被认为是由原子组成的，而
电磁效应则被认为是产生在一个连续的场中。
这两种概念之间并不存在矛盾。首先，它们虽是对称的，
但除开特殊的具体情况外在逻辑上并不矛盾。第二，它们应
用到的科学领域也各不相同，一个是应用在化学中，另一个
是应用在电磁现象中。当时这两种概念合而为一的迹象极少。
物质的原子观具有悠久的历史。说到这一问题，我们马
上就联想到德谟克利特和卢克莱茨。如果说这些概念是新的，
那也仅是一种相对的说法，这里所指的只是１８世纪这概念被
确定下来，形成科学的巩固基础这一阶段。在讨论思想史时，
必须把决定时代特征的真正思潮和偶然被提到的不起作用的
思想浪花区别开来。１８世纪，每一个受过良好教育的人都念
过卢克莱茨的书，而且也具有原子的概念。但唯有约翰·道
尔顿能使这一概念在科学思潮中起作用，这种作用巨大的原
子观才是一种新的概念。
原子观的影响所及还不止是化学。细胞之于生物学家正
好像电子、质子之于物理学家一样。除开细胞和细胞群以外
就没有生物现象。细胞的理论被介绍到生物学中来和道尔顿
提出原子理论同时而且彼此并无连系。两个理论彼此独立地
体现了同一个“原子观”的概念。生物细胞的理论是渐次形
成的，只要举出一些年代和人名就可以说明生物科学成为有
效的思想体系仅是近百年来的事情：１８０１年比沙创立组织学
理论。１８３５年约翰·穆勒描述了“细胞”并说明了有关细胞
的性质与关系的各种事实。施莱登在１８３８年和施旺在１８３９
年最后确定了细胞的基本性质。因此，大约到１８４０年，生物
学和化学全都建立在原子观的基础上了。但原子观的最后胜
利还有待这一世纪末电子说的出现。还有一件事也说明思想
背景的重要性；道尔顿完成他的工作后将近半个世纪左右，另
一个化学家路易·巴士德借用了同一原子观的概念进一步应
用到生物学的领域中去。细胞说和巴士德的工作在某些方面
比道尔顿的学说更富于革命性。因为它们把机体的概念介绍
到微生物的领域中去了。当时曾有过一种把原子当作只能具
有外在关系的最后实有的倾向。这种看法被门德列也夫的原
子周期律的影响否定了。但巴士德显示了机体概念在极小领
域中的决定性意义。天文学家给我们说明宇宙有多大，而化
学家与生物学家则给我们说明宇宙有多小。现代科学实践中
有一个著名的长度标准，这标准是很小的。如果要取得这个
长度就必须把一个公分分成一亿等分，然后取其中的一分。巴
士德的生物机体比这个长度大多了。但在原子方面，我们现
在知道这个长度对某些机体说来还是大得很不相称。
除开上述的一对概念外，这个时期的另一对新概念都和
转化或转变有关；一个是能量守恒原理，另一个是演化原理。
能量守恒原理说明某一个量在变化之下的守恒观念。而
演化原理所讲的则是由变化而产生新机体的现象。关于能量
的原理属于物理学领域。关于演化的理论则主要属于生物学
领域，但康德和拉普拉斯在讨论太阳和行星的形成时也曾提
到过这种概念。
以上四个概念综合起来产生的效果，对科学的进步形成
了一种新动力，使这个世纪的中期变成了科学成就的极盛时
期。眼光清晰的人（他们显然错误了）这时便宣称，物理世
界的秘密终于被揭穿了。如果你把不合实际的事物都扔到一
边，那么你的解释能力就是无限的。另一方面，愚不可及的
人则纠缠到最无法辩护的论点中去了。拥护新方法的科学家
打垮了不顾决定性事实的旁征博引的武断主义。因此，这时
除了技术革命所带来的惊人事实外，又加上了科学理论所显
示的惊人景象。