緒論：現代科學的起源
現代科學是從哪裡來的？迄至非常晚近以來，多數歷史學家都會告訴你底下這段情節：在公元一五〇〇到一七〇〇年之間的某個時候，現代科學在歐洲被發明了。這段歷史通常都以波蘭天文學家尼古拉．哥白尼（Nicolaus Copernicus）為起點。哥白尼在《天體運行論》一書中論稱地球繞日運行。這是一項基進的想法，自古希臘時代以來，天文學家始終相信地球位於宇宙的中心，到了十六世紀，歐洲科學思想家第一次開始挑戰古老的智慧。哥白尼之後，其他先驅人物繼之而起，如今一般都把他們的開創成果稱為「科學革命」。這些人包括在一六〇九年觀測木星衛星群的義大利天文學家伽利略．伽利萊（Galileo Galilei），還有在一六八七年提出運動定律的英國數學家艾薩克．牛頓（Isaac Newton）。接著多數歷史學家都會告訴你，這種模式在往後四百年間還一直延續下來。現代科學的歷史，依傳統說法，幾乎完全就是專注講述諸如查爾斯．達爾文（Charles Darwin），這位推廣自然汰擇演化理論的十九世紀英國自然歷史學家，以及阿爾伯特．愛因斯坦（Albert Einstein），這位提出狹義相對論的德國物理學家等人的故事。從十九世紀的演化思想到二十世紀的宇宙物理學，現代科學——依我們所聽聞的說法——是歐洲單獨開創的產物。
這種故事是個神話。在本書中，我想就現代科學的起源，講述一種非常不同的情節。科學並不是歐洲獨特文化的產物，事實上，現代科學向來都取決於從全世界各地不同文化匯聚而來的人才與理念。就這點，哥白尼就是個好例子。他為文著述的時期，歐洲正與亞洲建立新的聯繫，絲路上商旅絡繹於途，印度洋上大帆船魚貫往返。從事科學工作時，哥白尼必須借鑑阿拉伯和波斯文本所論述的數學技術，其中許多文本都是直到不久之前才傳入歐洲。當時在亞洲和非洲各地，也都有相仿的科學交流。就在這同一時期，鄂圖曼天文學家穿越地中海，把他們的伊斯蘭科學知識和借鑑自基督宗教和猶太思想家的新理念結合起來。在西非，廷布克圖（Timbuktu）和卡諾（Kano）宮廷中的數學家研讀的阿拉伯手稿，都是跨越撒哈拉沙漠遠道傳入的。望向東方，北京的天文學家除了展閱中文典籍之外，也研讀拉丁科學文本。還有在印度，一位富裕的摩訶羅闍（maharaja，意指「大君主」）僱用了印度教教徒、穆斯林和基督宗教教徒數學家，編纂出歷來最準確的幾組天文學星曆表。
所有的這一切，點出了一種非常不同的現代科學史解讀方式。在本書中，我著眼於我們必須依循全球歷史的關鍵時刻來思考現代科學史。我們從十五世紀歐洲人殖民美洲開始，接著延續論述至今。這一路上我們探索科學史上的重大發展，從十六世紀的新天文學到二十一世紀的遺傳學。就這每起事例，我都會表明現代科學的進展，是如何仰賴全球文化的交流。不過我也必要強調，這並不僅僅只是個全球化取得勝利的故事；畢竟，文化交流有眾多不同形式，其中許多都深具強烈剝削意味。就現代早期大部分時期，科學都由奴役體系和帝國發展所塑造成形。到了十九世紀，科學受了工業資本主義發展影響而轉型。接著到了二十世紀，科學史則最好是依循冷戰和去殖民化視角來予以解釋。然而儘管存在這些嚴重的權力不平衡現象，世界各地的人們，依然對現代科學的發展做出了重大貢獻。不論我們著眼哪個時期，科學史都不能作為一個單只專注於歐洲的故事來講述。
對這樣一種歷史的需求從未如此強烈，科學界的均勢正出現變化。就科學資金方面，中國已經超越美國，而且過去幾年來，以中國為大本營的研究人員所產出的科學論文數，已經凌駕世界其他所有地方。阿拉伯聯合大公國（United Arab Emirates）在二〇二〇年夏季發射執行一次無人火星任務，而肯亞和迦納的電腦科學家，則在人工智能的發展上，扮演愈見重要的角色。在此同時，歐洲科學家則面臨英國脫歐的餘波，而俄羅斯和美國的安全部門則不斷鼓吹掀起網路戰爭。
科學本身也飽受爭議困擾。二〇一八年十一月，中國生物學家賀建奎宣布他成功編輯了兩名人類嬰兒的基因，撼動了全世界。許多科學家認為，這種程序太過冒險，採用人類受試者做試驗是說不通的。然而，全世界很快就意識到，要推動一套國際間通用的科學倫理準則是非常困難的。就官方上，中國政府正式與賀建奎的研究切割，判處他三年徒刑。然而到了二〇二一年，俄羅斯研究人員揚言要複製他的爭議性實驗。除了倫理相關問題之外，如今的科學就像過往一般，也飽受嚴重的不平等問題。少數族裔背景的科學家在專業頂尖層級的人數不成比例，猶太科學家和學生持續遭受反猶太主義的凌虐，而在歐洲和美國之外從事工作的研究人員，則往往在簽證申請上遭遇刁難，無法前往參與國際研討會。若想解決這些問題，我們就需要一部新的科學史，一部能更真實反映我們所生活世界的科學史。
今天的科學家能很快體認到他們所從事工作的國際性本質。不過他們往往認為這是一種比較新穎的現象，那是二十世紀「大科學」的一種產物，而不是具有五百多年歷史的一段故事。當出自歐洲之外的科學貢獻獲得認可，它們通常都被歸入遙遠過去的發展情節，而不是科學革命與現代科學興起的故事環節。我們聽了很多關於中世紀伊斯蘭科學的「黃金時代」，那是約在公元九世紀和十世紀時期，當時巴格達的科學思想家，率先發展出了代數和其他許多新穎的數學技術。關於古代中國的科學成就，也以類似的形式被強調，好比指南針和火藥的發明，都是遠超過千年之前的成果。然而這些故事只會強化一種說法，那就是諸如中國和中東等地區，與現代科學史幾乎沒有絲毫關係。確實，我們經常忘了，所謂「黃金時代」的概念，最初是在十九世紀發明的，目的是為歐洲帝國強權的擴張自圓其說。英國和法國的帝國主義者推廣一種錯誤觀點，宣稱亞洲和中東文化自中世紀以來就不斷衰頹，因此需要現代化。
有一件事或許令人驚訝，那就是這些故事在亞洲就如同在歐洲一樣受到歡迎。把你的思緒回頭投放到二〇〇八年北京奧運會。開幕儀式起頭就是一幅龐大捲軸開展，象徵中國古代的紙張發明。在整個開幕式上，超過十億電視觀眾看著中國展現它的其他古代科學成就，包括指南針。開幕式尾聲也恰如其分地以一項精彩演出，來炫示另一項中國的發現：煙火照亮了鳥巢體育場的天空，向宋朝時期的火藥發明致敬。然而，在整場開幕式中，卻幾乎完全沒提到，自此以後中國所貢獻出的眾多科學突破，包括十八世紀的自然歷史學發展，或者二十世紀的量子力學。中東也有這相同情況。二〇一六年，土耳其總統雷傑普．艾爾多安在土耳其——阿拉伯高等教育聯合會伊斯坦堡大會——發表一場演說。發言時艾爾多安描述在「伊斯蘭文明黃金時代」，中世紀時期，「伊斯蘭眾都市……扮演科學中心的角色」。然而艾爾多安卻似乎並不知道一項事實，那就是許多穆斯林，包括現今土耳其的一些民眾，也對現代科學的發展，做出了同等重大的貢獻。從十六世紀伊斯坦堡（譯註：伊斯坦堡是現代名稱，當時稱為君士坦丁堡）的天文學，到二十世紀開羅的人類遺傳學，伊斯蘭世界的科學發展遠遠不只中世紀那段「黃金時代」。
為什麼這樣的故事那麼常見？就像許多神話，現代科學是在歐洲發明的觀點，也不是偶然出現的。二十世紀中葉，英國和美國的一群歷史學家開始出版諸如《現代科學的起源》等一類的書籍。他們幾乎全都深信，現代科學——連帶還有現代文明——在十六世紀左右發源於歐洲。「科學革命，我們必須視之為……西方的創造產物，」深具影響力的劍橋歷史學家赫伯特．巴特菲爾德（Herbert Butterfield）於一九四九年便這樣寫道。大西洋對岸也表達出了這樣的觀點。一九五〇年代的耶魯大學學生都受教認為「西方產生出自然科學……東方沒有」，而《科學》期刊（舉世最富盛名的科學期刊之一）的讀者則被告知，「西歐少數國家，為現代科學提供了最早的故鄉」。
這一切當中的政治手腕再清楚不過了。這些歷史學家經歷了冷戰早期幾十年歲月，見識了資本主義和共產主義的鬥爭，如何支配了全世界的政治運作。他們以界線分明的東、西方劃分來思索當代世界，接著——不論是否有意——回過頭來把它投射到過去。在這段期間，科學和技術都廣泛被視為政治成功的標誌，特別是在蘇聯於一九五七年十月間發射全球第一顆人造衛星旅伴號（Sputnik）之後。現代科學乃是在歐洲發明的想法，也因此成為一種方便的虛構幻想。就西歐和美國的領導人而言，重點在於讓他們的國民都從歷史的正確一方來審視自己，並自認為是促成科學和技術進步的功臣。而這樣一部科學史，也正是為了說服世界各地後殖民時期國家走資本主義道路，並偏離共產主義而設計。在整個冷戰期間，美國投注了數十億美元來對外援助，在亞洲、非洲和拉丁美洲各國推廣自由市場經濟並結合促進科學發展；這樣做的目的是為了對抗蘇聯施行的對外援助計畫。當「西方科學」與「市場經濟」兩相結合，所許諾的前景無異於一次經濟「奇蹟」，起碼就美國政策制定者看來是這樣的。
諷刺的是，蘇聯歷史學家也以一種非常相似的方式描述了現代科學起源的面向，他們往往忽略較早期階段沙皇統治下俄羅斯科學家做出的成就，卻大力宣揚科學在共產主義治理期間的驚人崛起。「迄至二十世紀，俄羅斯事實上是沒有物理學的，」蘇聯科學院的院長便曾在一九三三年這樣寫道。後面我們就會見到，這並非事實。彼得大帝支持了十八世紀早期最重要的幾項天文學觀測研究，而俄羅斯物理學家則在十九世紀期間扮演了無線電發展的關鍵角色。晚近部分蘇聯歷史學家的確曾努力凸顯俄羅斯的較早期科學成就，不過起碼在二十世紀初那幾十年間，強調在共產主義統治下產生的革命進步，比起在舊政權下取得的任何成果都還更為重要。
亞洲和中東的情況略有不同，不過最終都產生出相仿的結果。冷戰是一段去殖民化的時期，許多國家都在這時終於從歐洲殖民列強掌控中獨立出來。印度和埃及等地的政治領導人迫切期望建立一種新的民族認同感。許多人都回頭瞻望古老的過去。他們頌揚中世紀和古代科學思想家的成果，卻把殖民時期發生的事蹟大半都給忽略了。事實上，伊斯蘭或印度的「黃金時代」概念，都是在一九五〇年代才開始普及——這不只是發生在十九世紀歐洲的情況，而在中東和亞洲也同樣如此。印度和埃及歷史學家緊抓過去曾有一段輝煌科學過往，而且如今還等待重新被發現的想法。採行這樣的做法，他們也在不知不覺之間強化了歐洲和美國歷史學家所兜售的神話。現代科學是西方的，古代科學是東方的，或者說，這就是民眾接受的教導。
冷戰過去了，然而科學史依然停滯在過去。從通俗歷史到學術教科書，現代科學是在歐洲發明的觀點，依然是現代史上最廣泛流傳的神話。然而卻幾乎全無證據來支持這點。在本書中，我提出了一種新的現代科學史，這種歷史更能獲得現有證據的支持，同時也更適合於我們所生活的時代。我將說明現代科學的發展，是如何從根本上仰賴於世界各地不同文化之間的思想交流。這在十五世紀是正確的，而且到今天也仍是事實。
從阿茲特克宮殿和鄂圖曼天文台，到印度的實驗室和中國各大學，本書關注論述全球現代科學的歷史。不過有個重點仍得記住，這並不是一部百科全書。我並沒有試圖把世上所有國家全都含括在內，也沒有兼及每一項科學發現。那樣的手法會顯得莽撞，也不會特別吸引人閱讀。實際上，本書的目的是要表明，全球歷史如何塑造出現代科學。因此我挑選了世界歷史變遷的四個關鍵時期，並將它們分別與科學史上最重大的進展聯繫起來。本書將科學史安置於世界史的核心地位，也為現代世界的形成提供了一個嶄新視角——從帝國的歷史到資本主義的歷史，若我們希望認識現代史，我們就必須關注全球科學史。
最後我想強調一點，我認為科學在很大程度上是種人類的活動，現代科學無疑是由更廣泛的世界事件所塑造成形，不過它依然得齊集真實民眾之力才能完成。這些人雖然生活在非常不同的時間和地點，不過與你或我並沒有根本上的不同。他們有家庭和親友，他們為情感和健康掙扎奮鬥，而且他們每個人最希望的就是能更深入認識我們所棲居的宇宙。縱貫本書所有篇幅，我都試圖提出科學的那種更人性面的識見：鄂圖曼一位天文學家在地中海遭海盜擄走；一位受奴役的非洲人在南美洲一處屯墾區採集藥草；一位中國物理學家在日本侵襲北京時逃出生天；還有一位墨西哥遺傳學家採集奧運運動員的血液樣本。他們每個人都對現代科學的發展做出了重大貢獻，儘管如今他們很大程度上都已被人遺忘。這就是他們的故事——被歷史遺忘的科學家。
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