鳥瞰科學地景
你很喜歡當代科學新知，書櫃裡擺了滿滿幾十本、甚至上百本的科普著作，內容包括新型天體結構的發現、宇宙大霹靂爆炸暴漲論、廣義相對學、量子力學、高能粒子物理、演化論、社會生物學、動物行為學、遺傳學、複雜科學、氣象學、地理學、人類學、神話學、大歷史學等等，宛如亞馬遜叢林迷宮。
可是，你時間有限，每天抽一點時間看一點，幾年後，書櫃裡仍然有許多原封不動、嶄新如初的新書。你不禁望書興嘆，夢想著：「如果能把這上百本科普新知，會聚成單一本書，一口氣看完，那該有多好！」現在你的美夢成真，真的有這樣一本書！而且它還告訴你來龍去脈，提供你科學的整幅大形象！
《大轉折》這本書會聚了自十九世紀末（1850 年）以來至今、近一百七十年的科學知識與思想發展，跨越了幾乎當代科學所有領域的最新成果，並以一個核心觀念「會聚」（convergence，另譯成「收歛」）來貫穿全書，呈現出一幅科學大一統的形象。
在作者彼得．沃森（Peter Watson）筆下，一百多年的科學發展，猶如一條會聚眾多支流的大河，以物理學為主幹，各條支流（還有支流的支流）穿越繁雜多樣的地形地貌，置身其間讓人感到漫無秩序、航行在河道上也必經歷百折千迴。可是，如果從上空鳥瞰全景，我們會發現大量的支流在不同的地方和時間匯入這條科學大河之後，赫然流向一個終點：不是深不可測、動盪不定的大海，而是一個井然有序的巍峨自然構築──一個科學的大都會。
為容納這條科學大河流域和終點的大都會，本書勢必得是一本龐然巨構，包含十九章主要內容，再加上前言、緒論和結論，一共是二十二章。讀這本書，你不是置身在一艘渡輪上沿著河道航行──如果是這樣，雖然你近看細節，卻無法一窺千百支流和廣大流域的整體形貌；你也不是在終點處遊覽科學大都會──如果是這樣，雖然你可置身於此巍峨巨構的殿堂中，卻無法回首科學來時路，也難以理解此巨構是如何被會聚成形。
最好的方式是在空中，以鳥瞰的角度觀看它，從科學大河流域的源頭處出發，沿著水流的方向，並盤旋於各支流流域之間，俯觀它們如何穿越地勢、形塑地貌、匯入主幹，終而抵達另一端的科學大都會。事實上，這是彼得．沃森的敘事方式的具象化，也是我想導覽這本書的核心圖像。
會聚科學大都會
一開始，前言為讀者介紹「會聚」這個核心觀念，它勾勒出當代科學大河流域的全貌，彼得．沃森讚譽為「宇宙最深奧的理念」；緒論則以一位傑出的女性科學家瑪麗．薩默維爾（Mary Somerville）在 1834 年的著作《論物理科學的關聯性》為起點，因為它是十九世紀討論「可觀測世界的統一性」的傑出著作，它象徵了當代科學大河流域的源頭。之後的十九章，被分成四部分，分別是「有史以來最重要的統一思想」、「物理定律的長程影響」、「物理科學對生物科學的友好入侵」、「從礦物質到人類的連續體」，呈現了此科學大河流域的四大區塊，也是四大歷史階段。
第一部分有兩章，第一章討論十九世紀中葉的能量概念如何統一了物理各學科；第二章討論十九世紀下半葉誕生的天擇演化論，它是地質學、古生物學、早期演化論會聚之下的結晶。
第二部分有六章，主要敘述十九世紀以來化學與物理的統合，包括化學元素周期表、愛因斯坦相對論、量子力學、甚至 1930 年代在維也納的邏輯實證論的科學統一運動。第三部分有兩章，討論量子力學如何促成分子生物學的誕生，並引入「還原」（reduction）的概念，它是構成「統一」（unity）的支柱。
第四部分一共九章，占全書分量的一半，敘述從 1950 年代以來至今的科學發展，介紹了許多當代新科學，展現它們如何會聚成滔滔大流。例如，在第十四章和第十五章中，我們看到了氣候學、海洋學和人誌學的會聚如何解釋了很多古代神話的內容（如《聖經》裡的諾亞方舟可能源於古代一場大洪水），以及地理學、氣象學、人類學和遺傳學如何統合地解釋了人類文明的誕生。
最後的〈結論：重疊、模式、階層〉萬流歸宗，巍峨的大都會在終點處昭然現身，顯示出一個預先存在的階層結構與秩序，隱然地反映了近一世紀之前邏輯實證論的科學大金字塔，科學大一統（unity of science）的形象似乎再無可疑。也是在這最後一部分，彼得．沃森作了科學哲學的爭辯，他批評許多「反統一論者」的科學哲學家、科學史家和科學社會學家，企圖為大一統的科學大都會奠下堅實不可動搖的地基。
當你走完本書描繪科學大河流域的旅程，在終點處駐足休息並欣賞這幅壯觀又瑰麗的巨構時，佩服之餘想必也會萌生問號：究竟要如何駕馭這海量般的文獻、並繪製出一幅引人入勝的流域圖？答案當然是彼得．沃森一再強調的「會聚」、「統一」、「還原」和「階層」這幾個核心觀念，它們建立一個預定的秩序架構，引導彼得．沃森去組織歷史材料。
探索科學的起點
彼得．沃森描繪出的這幅圖畫既美好又真實，但這就表示前文提到的那幾個核心觀念是定義、理解科學、自然和世界的最佳引導嗎？我們的求知旅程結束了嗎？我們應該在終點大都會裡寓居、歡呼當代科學的大勝利了嗎？我的建議是：別急。或許可以好好看看這個科學大都會是否真的已經完工？其根基是否真的充分穩固？我想建議讀者：這不是終點。事實上，它反而預示了下一段旅程，「科學大一統」也不是定論，而是更深入探討的墊腳石。為什麼呢？
誠如前文所言，本書的結論是一場科學哲學的論辯，這恰好也是筆者的專業所在。在這篇導讀的後半，讓我們稍稍討論「會聚」、「統一」、「還原」和「反科學統一論」這幾個議題，為讀者指出下一段新旅程的諸多可能性。
彼得．沃森強烈反對「反科學統一論者」，也是「反還原論者」的觀點，特別是他所謂「硬性的反還原論者」如杜普雷[1]和加利森。他批評他們「絕不放棄機會對科學和科學家粗魯相待」，說他們像後現代評論家一樣「對統一科學的批判如毒液泉湧，四處流洩」（頁 524-526）。他對反科學統一論者的憎惡情緒，不免讓他在引用杜普雷的言論時似乎有斷章取義的嫌疑[2]。
依筆者對當代科學哲學的理解，彼得．沃森這些高亢的論調有些言過其實了。癥結之一可能在於，他對「科學大一統」的信念太強，以致難以耐心評估反統一論和反還原論的論證；癥結之二可能在於，他對於「會聚」、「還原」、「統一」等語詞的多義性的理解，使得他看不到科學哲學家在分析和爭辯這些概念時的細分。
「還原」通常又譯成「化約」，它有好幾個不同的涵義（因此形成好幾個不同型態的化約論），例如「律則演繹性的化約」、「作為簡化的化約」、「以底層成分來說明上層現象的化約解釋」[3]、「作為分析、分解的化約」（這種「化約」對立於「整體論」）等等。科學哲學的反化約論者反對的是「律則演繹性的化約」和「作為簡化的化約」，但並不見得反對使用底層成分（如DNA）來說明上層現象（如遺傳現象），也不會反對把一個物體分析和分解成局部來理解整體──科學家常把這兩者稱作「化約」，但它們卻不是科學哲學家反對的「化約」。
此外，「化約（還原）」與「統一」也不見得完全同調，例如著名的美國科學哲學家基契爾（Philip Kitcher）論證「基因不能被化約到 DNA」上，卻同時是科學說明的統一論者[4]，他主張「統一」或「統合」（unification）是科學說明的核心功能，因為定律或理論不可避免地要面對大量的現象，能說明愈多現象的理論愈好，統合是科學家追求的目標。其實，許多科學哲學家都同意「統一」或「統合」是科學重要的價值之一。
但是，這樣的主張未必足夠導出或支持彼得．沃森強力倡議的「所有科學領域大一統」的宏大圖像。其中的關鍵在於究竟是「局部統合」（local unification）還是「全面統一」（global unity）[5]？ 一個人可以有好理由支持前者，卻未必要站到後者的立場上。同理，「會聚」也可以被理解成局部性的，但未必足夠導出所有科學都會會聚成「科學大一統」的物理學大河和大金字塔形的科學大都會。
這樣說，並不代表我認為科學大一統是不可能的，也不代表我反對彼得．沃森精心繪製的科學大都會形象，事實上，彼得．沃森已經為這幅形象提供了大量的歷史證據。可是，一方面，我們要留心他的確在本書第十七章中誠實地談到「最終統一之夢」，討論到了基本粒子學的「大挫敗」（頁 479），雖說他將之歸因於驗證上的昂貴；另一方面，我們也要知道，彼得．沃森是基於他對「會聚」、「還原」、「統一」等概念的特定理解，才能把科學史的內容編織成大河流域加上終點大都會的形象。
如果我們對這些概念有不同的理解，是否會看到不同的景象呢？以這本書作為起點，接下來的風景，就交給讀者們去品評了。
擅長書寫繁複、龐雜脈絡大歷史的彼得•沃森，藉由焦點人物、事件、學科間的碰撞，擘畫出科學發展史上點、線、面交錯纏繞且相輔相成的進程。
奠基我們現今所知世界的科學大轉折，並沒有戲劇性、爆炸性的大發現，而是藉由一群科學家在同一時代、不同地點、不同領域提出相似、相輔看法，點滴增補、累積而成的。這些知識的會聚、融合看似平凡、樸實無華，但幾乎包含了人類建構、理解這世界的所有基本概念。正是這些細小、紮實的匯流，為人類構築了一個得以探索出更廣闊世界的舞台，讓我們能夠更深入地探詢生命的起源、宇宙的歷史，並瞻望未來。
[1] 杜普雷是英國著名的科學哲學家、生物學哲學家，一九九三年出版的The Disorder of Things 是他的成名作，即將在 2021 年起就任國際科學哲學學會（PSA）的會長。他曾應筆者之邀在 2014 年訪問台灣，並參與筆者主辦的科學哲學國際會議。
[2] 例如在頁 524 中，他說杜普雷「排斥所有形式的還原論」，但筆者在杜普雷的著作中卻看不到這樣的論調。杜普雷被引證的地方在討論生態學，杜普雷以山獅捕獵野兔為例，說明無法使用律則演繹來說明這種生態現象（Dupre 1993, p. 115）──這顯然是非常合科學的論點。
[3] 「化約論」與「化約解釋」的差異，中文讀者可參看洪裕宏（1995），〈意向實在論與化約解釋〉，收於何志青、洪裕宏主編，《第四屆美國文學與思想研討會論文選集：哲學篇》。中研院歐美所出版。
[4] 參看陳瑞麟（2019），〈理解「基因」概念的演變〉第五節，收於蔡友月、潘美玲、陳宗文編，《台灣的後基因體時代》（交大出版），頁 39-42。基契爾的統合論，看林正弘（1985），《知識．邏輯．科學哲學》（東大出版），頁 160-161。
[5] 「統一」也有好幾種形態，例如「典範之下的統一」或者「實驗基礎的統一（但理論不統一）」等等。
