科学中的革命-第10部分

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　　　　17世纪也是科学革命的时代。1642年英国的第一次内战，恰恰始于伽利略的《两种
新科学》这部运动学的奠基性著作发表四年之后，笛卡尔的《方法谈》和《几何学》发
表五年之后。牛顿的《原理》是科学革命最有意义、最有影响的著作，它出版于1687年，
亦即光荣革命的前一年；事实上，这本书是奉献给詹姆斯二世和皇家学会的。与17世纪
的政治革命相比，科学革命在许多方面更为彻底、更富有创新性，而且业已证明，它的
影响更为深远。不过，据我所知，还不曾有人把科学革命与在同一世纪发生的其他革命
联系起来，也不曾有人推测说：在政治领域发挥作用的那种革命精神也许与导致科学巨
变的那种精神是同一的。
　　　　确定科学革命的深度和广度的最好方法，就是把17世纪已经初具规模的科学学科与
其在中世纪末最为相近的学科作一番比较。我们来考虑一下重要的运动问题吧（因为
“忽视运动就是忽视大自然”）。中世纪的学者们，按照通常的亚里士多德的观点，把
运动理解为从可能到现实的任何一种变化。因此，运动规律并不仅仅限于位移（位置的
变化），它还要涉及任何一种能够作为时间的一个函数加以量化的变化，其中包括随着
年代的变化而增加或减少的重量，甚或天惠的获得与丧失。在14世纪，当学者们对位移
加以特别考虑时，他们就充分意识到了，运动既可能是匀加速的，也可能是非匀加速的，
而且这些学者还能够从数学上证明，如果匀速运动速度的大小与加速运动速度的平均值
相等的话，那么，在给定时间里，匀加速运动与同一时间内的匀速运动是完全等效的。
然而，14世纪的数理哲学家以及15世纪讨论他们工作的那些人，从来没有把这些数学原
理应用于物理事件例如落体运动上，以便对它们加以检验。另一方面，伽利略在对这一
问题的探讨中并未把这些原理以及其他一些原理看作是纯数学的抽象，而把它们看作是
在实验中制约着实际的物理过程和事件的定律。伽利略甚至用著名的斜面实验，对自由
落体定律进行了检验和确证，他在《两种新科学》中对此进行了描述。伽利略对这些定
律的阐述，与其14世纪的前辈们的阐述相比，在数学方面没什么差别，不过，他的数学
是在物理学语境中表述的，而且用物理实验进行了检验。斯蒂尔曼·德雷克（1978）发
现，伽利略的一些难以理解的笔记，原来记的是一组当时所做的实验，这些实验使伽利
略发现了这些定律。
　　　　这类例子向我们表明，通过与数学分析结合在一起的实验来发现原理，在经验的关
系域中建立起科学定律，以及通过实验检验来考察知识的有效性，这些是多么新颖和富
有革命性啊。在传统上，知识是以信念和直觉、理性和天启为基础的。新科学不再把所
有这些作为理解大自然的手段了，而是把经验——实验和批判性观察——作为知识的基
础和对知识最终的检验。推论像学说本身一样具有革命性。这是因为，不仅新的方法把
知识建立在一个全新的基础之上了，而目，它还意味着，无论对什么人来讲，名人的话
未必就是非信不可的了；人们可以用所掌握的经验对任何一种命题和理论加以检验。因
此，17世纪新科学所考虑的，并非是著者或呈报者的身份。地位或学识方面的情况，而
是其呈报中的正确度，是他对科学方法的正确理解，以及他在实验和观察方面的技能。
现在，就连最普通、最卑微的学生也能对最伟大的科学家所提出的理论和定理进行检验
（甚至能指出其存在的错误）。因此，知识所具有的是民主性而不是等级性，并且，知
识更多依赖的不是少数精英的洞察，而是某种适当的方法的应用，这种方法，任何具有
足够才智的人都能很容易地理解，而且能用来掌握新的实验和观察原则、了解从资料中
得出恰当结论的途径。由此可见，对科学革命期间整理这种方法的人们理应给予很多重
视，这样做不足为怪。这些人，加培根、笛卡尔、伽利略、哈维以及牛顿等人，都曾著
书立说，阐述了科学研究的方法。
　　　　16世纪末和17世纪的科学家们，充分意识到了他们这种直接求助于大自然的思想方
法的新颖性。这种思想方法在16世纪末有关植物和动物方面的著作中是显而易见的。这
些著作不仅展示了一种新的、源于观察的运用的实在论观点，而且还明确地阐明，书中
的那些说明都是根据生物实例作出的。例如，富克斯1542年的植物标本集中有这样一整
页的插图，它展示了艺术家和木刻家依照摆在他们面前的植物进行工作的情景。在维萨
里的伟大著作《论人体的结构》中（1543），有一幅插图展示了进行解剖所需的所有必
要的工具。该书的献词朴实无华：“自己动手。”维萨里不但希望他的学生一读者们能
重复得出他的结果并证实他的发现，从而丰富我们的知识；他还表明，他的革命性著作
是建立在实验事实和可检验的事实之上的。
　　　　16世纪对大自然的这种迷恋，在人们对发现新大陆、尤其是对发现南美洲和北美洲
的反应中，表现得十分明显。令人感兴趣的恰恰不是陆地的形状或地质沉积物，而是植
物和动物等各种生命的形式。这些动物是否是挪亚时代的洪水冲到那里去的呢，是否是
与欧洲的动物截然不同的呢？也许，它们与那些动物并无关联，是大洪水后特殊的创造
物？这两个问题都会令人困惑不解，因为看起来，它们的答案似乎与《圣经》是背道而
驰的。而在美洲出生的人们的起源这一问题，就更会令人疑云难消了。
　　　　在17世纪初的10年中，伽利略制造的望远镜使人们第一次知道了天空是什么样，这
使得整个世界都为之兴奋。马乔里·尼科尔森为我们记述了全欧洲的人怀着渴望的心情
期待着伽利略望远镜的每一次新的发现，他还借助诗人们所用的形象化的比喻，记述了
伽利略是怎样迅速做出发现的。1620年，本·琼森发表了一部题为《来自新大陆的消息》
但并非论述美洲大陆的著作，此书讨论的对象是天空，尤其是月球，书中论述了望远镜
——而且总是与伽利略的大名连在一起，以便说明林利略的发现，该书还提到了《星际
信息》或《信使》。琼森的著作是一部传播新生事物的著作，它像莫纳德的那部描述美
洲药用植物群的题为《来自新发现的世界的喜讯》的著作一样富有幽默感。具有革命性
科学的新生事物即将来临的预兆出现了。因为伽利略不仅宣布了新的事实、新的信息，
而且很快得出结论说，通过望远镜获得的新的观察资料否证了托勒密体系（这点确实做
到了），并且证实了哥白尼体系（这点并未做到）。
　　　　许多富有创造性的科学革命的著作，其书名中都使用了“新”这个字。开普勒（16
09）出版了一部以物学原理为基础的著作，题为《新天文学》。伽利略最后一部著作
（1638）的题目是《两种新科学》；虽然，这题目也许并不是他选定的，但在谈及他已
经发现的许多新的值得注意的事物时，他确实提到过这第三部关于运动的著作。塔尔塔
利亚给他的书起名为《新科学》（1537）。冯·居里克把他用来阐述新发明的空气泵所
取得的革命性实验结果的著作定名为《马德堡的新实验》（1672）。玻意耳在他许多著
作的书名中都使用了“新”这个字。1600年，威廉·吉伯发表了一部题为《论磁石……
一门被许多论据和实验证实的新的生理学》的著作，此书的书名可谓意味深长。他在献
词中写道：“谨以这部几乎是全新的前所未闻的”关于“自然知识”的著作献给“你们，
唯有你们，真正的哲学家，高尚之士，不仅能够从书本中而且能够从事物的本身获取知
识的人。”吉伯知道，在当时，只有一小部分人致力于“这种新的哲学探讨。”
　　　　科学革命产生了一种新的知识和获得这种知识的新的方法，同时也产生出了提倡、
记录和传播这种知识的新的机构。这类机构就是那些由志同道合的科学家们（以及那些
对科学非常感兴趣的人们）组成的协会或学园。他们会聚一堂，一起做实验，他们去参
观别处所进行的实验工作和对实验的检验，听其成员所做的有关科学工作的报告，了解
其他的科学组织或其他的国家正在从事的事业。科学共同体的出现，是科学革命的显著
标志之一。到了17世纪60年代，在法国和英国都有了固定的国家级科学院，它们都有了
官方的杂志，以便于它们各自的成员发表其研究成果。
　　　　以伊萨克·牛顿为例，我们可以看出，入选成为这种学会的成员有着多么重要的意
义。1671年，伊萨克·巴罗（卢卡斯讲座的教授，牛顿的前任）把牛顿新发明的反射式
望远镜的样品带到伦敦，呈交给皇家学会。牛顿的发明受到“称赞”，没过多久，牛顿
就被选为皇家学会的成员。牛顿很高兴得到伦敦的科学家同行们的如此赏识，他不久就
写了一封信，寻问学会何时聚会，以便他能够提供一份报告，阐述他所做的与光和颜色
有关的一系列实验，这一系列实验是新的望远镜发明的基础。牛顿年轻气盛，他写信给
已经竭尽全力使他成为其会员的那家学会，他对干事说，他的发现是迄今为止对大自然
的运行所做的“最为奇妙的”探索。牛顿渴望立即向他新的科学家同事们展示其发现的
这种心情，与他后来不愿发表（或勉强同意发表）他的任何发现这种态度形成了鲜明的
对比，它向我们暗示着，对于一个科学家来说，正式获准成为常设的科学共同体的成员
是何等重要。
　　　　牛顿论光和色的论文有着好几个第一：它是牛顿第一次发表科学著作；它是颜色物
理学的第一篇或奠基性论文；它是第一次以文章的形式在科学杂志上发表的重要的科学
发现。此外，它之所以令人瞩目，是因为它描述了牛顿的实验以及他由此得出的理论结
果，而没有为某个宇宙论体系或神学教条进行辩护；它是纯科学，这也就是从此以后直
至今天我们所理解的这个词的含义。
　　　　不断出现的科学共同体所具有的一个革命性特征，就是正式的信息网的建立。这种
信息网的确立，部分是依靠个人的出访和相互的书信往来，但主要还是依靠科学杂志和
科学报告来完成的。短命的伽利略西芒托学院（实验学院）在一卷本的《智者》（sagg
i，1667）中用意大利文发表了其成员的成果。1684年又出版了英文版，在一卷本的英文
版书中有一幅具有象征意味的卷首插图，以表示意大利科学院是怎样把其传统传播到伦
敦的皇家学会的。皇家学会的《哲学学报》既有用英文发表的文章，也有用拉丁文发表
的文章。为了方便欧洲大陆的读者，把用英文发表的文章也全部译成拉丁文的学报，不
久便问世了。《哲学学报》的文摘或摘要都是用英文出版的，但很快就被译成了法文，
而法国科学院的各项发现，也可以从英文版的材料中得知。17世纪发表的伟大的科学著
作的数量是令人惊讶的，但它们并非像人们通常所料想的那样都是用拉丁文发表的，它
们是用各自国家的语言发表的。例如，伽利略的《关于两大世界体系的对话》（意大利
文版，1632；英译本，1661；拉丁文译本，1635），笛卡尔的《几何学》（法文版，16
37；拉丁文译本，1649，1659），牛顿的《光学》（英文版，1704；拉丁文译本，1704），
等等。其他此类的例子还有，笛卡尔的《屈光学》（1637），惠更斯的《光论》（1690），
以及胡克的《显微术，或对微小生物体的生理学描述》（1665）。
　　　　从皇家学会的首任秘书亨利·奥尔登伯格大量的书信往来中，我们可以看到信息网
所起到的作用。1668年，奥尔登伯格在写给当时在巴黎的惠更斯的信中，表述了学会想
与他建立通信联系的愿望，并希望他向学会介绍“他在有关运动问题方面所做出的发现，”
即使他“认为还不适宜用书面形式发表的［成果］”也行。奥尔登伯格还问惠更斯，是
否“愿意向他们透露他的有关理论，以及作为其理论根据的有关实验。”惠更斯同意了，
“勿庸置疑，他的成果寄来时，学会将在他们的登记簿上备案，以便使其发现权得到保
护。”几个月后，惠更斯的原文送来了，克里斯托弗·雷恩对其中的一部分进行了研究。
随后“进行了一些实验”，用以检验惠更斯的理论和雷恩的理论，由于实验设备的工作
不甚理想，实验又被安排在以后的一个星期聚会上重做了一次。过了不久，惠更斯与雷
恩的发现何者居先的问题就出现了。惠更斯把一份用“密码或变位字”写成的关于新的
研究成果的陈述送交给皇家学会登记备案，以此作为“今后保护他的发明或发现的方式”，
等到有朝一日“他认为适当时再用普通的语言对它们加以解释。”20多年以后，爱德蒙
·哈雷力劝牛顿把一份对他的发现的说明递交皇家学会备案，以保护他的领先权。时至
今日，仍然可以从登记簿上查到牛顿1684年秋天所写的小册子《论运动》，牛顿著名的
《原理》，就是后来在此书的基础上扩充而成的。
　　　　科学社团和科学院在建立发现和发明的领先权的记录制度方面的作用，是科学革命
另一个重要的标志。科学革命是有史以来第一种致力于连续的发展过程而并非某一目标
的革命。如前所述，政治革命和社会革命都有一个明确的目的，即建立某种形式的国家
政权或社会制度，尽管人们也许并未料想可以在不久的将来建立这样的国家。然而，新
的科学却被看作是一种发现过程，一种永无止境的研究过程。为了发表和传播各种发现，
为了建立能够用来从事发现工作的实验室和天文台以及动植物园，准备工作一应俱全。
出版杂志以发表新的成果、为保护发现的领先权而建立备案存档系统、对最富有革命性
的进展予以奖励，通过这些活动，持续的变革过程得以制度化。我不知道有什么别的革
命或革命运动能使即将到来的持续的革命进程如此制度化。的确，太阳底下还是有新东
西的。
　　　　虽然，科学有可能是一种对真理永无止境的探索，但人们普遍希望，在有效地医治
人类疾病方面，科学进步能导致具有实用价值的发明和改进。这类记述出现于17世纪初，
培根和笛卡尔有关方法论的专题论文也有这方面的论述。笛卡尔在他的《方法谈》中写
道：要是有个富人能向他证明，在医疗和卫生保健方面也能开发出类似于像农业机械化
那样的实用技术，那该有多好呀。培根也反复论述过同样的问题，他论证说，科学——
有关自然的知识——将会导致对我们的环境的控制，将会给予我们新的力量。培根很明
智地接着指出，这种实际应用与其说是增加舒适的生活用品的手段，莫如说是具有更多
的“预示真理和保卫真理”方面的价值。培根这样讲的意思是说，由于新的科学革命是
以经验为基础的，它的原理也就有可能在实际的设计工作中体现出来。那些体现着新的
原理或以新的原理为基础的正在运行的机器，为这些原理所包含的真理提供了明确的证
据。
　　　　所有这些革命性特点暂且不谈。是什么使得科学革命通过基本的科学进步真正得以
实现了呢？我们已经看到，抽象的运动定律被枷利略的自由落体定律取代了。再进一步，
把自由落体——一种典型的加速运动——与匀速的水平运动过程结合在一起，就可以像
伽利略指出的那样，勾勒出抛射体的抛物运动的轨迹。磁学萌发于17世纪。开普勒发现
了行星运动的三大定律，这些定律以后均以他的名字命名，他还全面阐述了现代的宇宙
日心说体系亦即我们通常所说的哥白尼学说。牛顿不仅创立了颜色学，而且创造出了一
种同时包容地球物理学和天体物理学的数学体系。他的万有引力原理，既可以说明开普
勒定律和自由落体定律，又可以解释海洋中的潮汐运动和地球的形成。它甚至还可以提
供依据，从而在管星出现四、五十年以前便可成功地作出预见。在其解释的简洁性方面，
在其应用的深度和广度方面，牛顿物理学无疑具有一种革命的意义。
　　　　当然，在对大自然的理解过程中，并非只有物理学会遇到革命。生命科学也很有活
力，正因为如此，哈维发现了血液循环，这导致了一场生理学的革命。在这里，就像在
运动学中一样，革命也具有明确的无可争辩的否证色彩。如果不是亚里土多德本人那就
是亚里士多德派的什么人预见说，在空气中，重的物体比轻的物体运动得快，它们的运
动速度与它们的重量成正比。很容易用实验证明，这是错的。与此类似的是，盖伦曾经
认为，血液在静脉中有涨有落，而且还可通过心室隔膜或中隔上的微孔，从心脏的一边
流入另一边。然而，正像上述预见被证明是谬误一样，盖伦也完全错了。
　　　　同时代人的科学革命观
　　　　尽管很难否认，在16世纪机17世纪中已经产生了具有重大意义的科学进步，但有些
评述者却宁愿把这些发展看作是改进而不愿把它们看作是革命，有些人甚至根本否认这
种确实伟大的进步曾经发生过。在17世纪末18世纪初的论战亦即著名的书战或古今之争
中发表的那些著作，就是一个例子。由丰特奈尔、格兰维尔、佩罗、斯威夫特、坦普尔
以及沃顿等人写的著作，甚至在科学和医学领域中也倾向于使用知识的“改进”这一概
念，而不使用“革命”。下面的事实更令人惊讶：丰特奈尔和斯威夫特在别的著述中却
使用了革命这个词，丰特奈尔还把这个词和这个概念用于新数学之中。在谈到厚“今”
薄“古”和我们称之为科学革命的伟大成就时，这些作者（除一人外顺乎都避免使用
“革命”这个词。托马斯·斯普拉特为皇家学会所写的辩护（1667）几乎与此完全相同，
他的这部书致力于展示新科学所取得的成就，科学将会带来的——甚至会给语言带来的
种种变化。书中主要讨论的是创新和改进之事，而不是革命。
　　　　17世纪末，科学革命开始被人们承认。尽管吉伯、伽利略、开普勒、哈维以及其他
一些人都强调他们著作的创新性，但我尚未发现，在问世纪末以前有过什么明确而清晰
地探讨科学中存在着革命的论述。不过，有一封1637年用意大利文写的信中却引人注目
地提到了哈维著作的革命性。
　　　　对于科学革命史的研究而言，这封信确确实实是一份非同寻常的文件。它清晰地说
明了科学中的新发现是怎样被人们发觉具有革命性的，不过它也说明了，用单一的一个
词来描述这种革命性是何等的困难。这封信写于笛卡尔的《方法谈》和《几何学》出版
的那一年。写信的人是拉法埃洛·马吉奥蒂，罗马的一位牧师和科学家。他将此信寄给
他的一位牧师同行，佛罗伦萨的法米亚诺·米凯利尼，他向他的朋友们，包括上了年纪
的伽利略在内，通报了哈维做出并于1628年公布的生理学方面的新发现，他写道，“这
就是血液在我们的身体中所进行的循环”。这一发现“足以推翻整个医学体系，就像望
远镜的发明已经使整个天文学颠倒了过来，以及指南针（已经）对通商、火炮对军事技
术的影响那样”（伽利略1890，17：65）。
　　　　在1637年，只用“革命”这个词或这个概念来描述哈维发现的激进性还为时过早。
也许过了半个多世纪以后才能说，血液循环的发现，将会使一场“医学革命”由此开始。
马吉奥蒂使用的动词是“rivolgere”，其意为“使转变”、“熟思”（如“再三考虑”），
有时是指“推翻”。为了确保他的读者能得其要领，他解释了他使用这个词所指的意思，
因为在当时，对某一门科学有如此“毁灭性的（亦即革命性的）作用的发现并不常见。
所以，马吉奥蒂把它的影响与技术上的两个重要突破——黑色火药和指南针的发明作了
比较。培根曾说，这组技术上的革新以及活字印刷术，已经使现代世界发生了最为根本
的变化。（我们可以看到，培根并没有马上使用“革命”这个词，也没有使用这个词公
认意义上所谓的革命概念。）马吉奥蒂实际上是在说，就把一门科学学科颠倒过来这一
新的现象而言，既没有适当的名称也没有清晰的概念，这种新现象也不是某种已被认定
的事件，它很像已经使世界性的贸易、探索和战争等状况发生了变化的那些非同寻常的
发明。截至1637年为止，在科学的任何分支业已做出的发现中唯一最富有戏剧性、并且
从推翻旧的学说的意义上讲最具有革命性