科学史｜科学革命的观念跃升

 

来源公众号：劝你温柔

在16世纪下半叶和17世纪——大约从哥白尼1543年发表日心说到1727年牛顿逝世——西方科学活动的迅猛发展引发了一个和文艺复兴时期类似的问题。科学革命是西方本土的成就吗？

西方科学探索的两大原材料——“好奇”和观察——是西方的头脑所重视的，也是西方人为之付诸行动的。这场革命发生在跨欧亚大陆的交流恢复之时：事实上，16世纪第二个十年欧洲和中国之间开始有直接的海上来往，这大大增加了交流的规模。人们曾努力证明这种交流对西方科学产生过重大影响，但都以失败告终。在伊斯兰世界和基督教世界相邻且常有摩擦的利凡特地区，曾经有过一些交流。基督教学者在那里寻找《约伯记》的原始文本或毕达哥拉斯佚失的文本，并学习阿拉伯人在医学或天文学方面的知识。哥白尼可能已注意到并借鉴了早期穆斯林天文学家对宇宙的猜测。西方的光学技术也得益于对伊斯兰文明技术的吸收。但是这样的影响还是太少了，因此作用存疑。尽管莱布尼茨认为，他提出的二进制与中国已有的理论相似，但中国人或其他遥远的东方人影响西方科学的证据还是少之又少。

科学革命之所以引人注目，不仅是因为它加速了有用和可靠知识的积累，更是因为它体现了整个欧亚大陆在权力与财富潜力方面平衡的改变：17世纪是中欧关系的一个“转折点”。那个曾经自满的东方巨人，不得不注意那些曾经被鄙视的“蛮子”，他们就像爬上豆茎的人，展现了出乎意料的优势：1674年，中国皇帝将帝国天文台移交给耶稣会士。五年后，莱布尼茨通过耶稣会学者关于中国学术的报告所提供的证据总结道：中国和拉丁基督教世界是平等的文明，有很多东西可以相互学习，但西方在物理学和数学上处于领先地位。

严格意义上讲，科学革命的思想起源部分来自经验主义思想的传统，这种经验主义思想在中世纪重新出现之后，逐渐地或者说断断续续地积累起来。具有同等重要意义的是人们对魔法的兴趣和实践的增长。中世纪时代，科学和魔法之间的很多联系仍然很牢固。天文学与占星术有重叠，化学与炼金术有重叠。

16世纪最后几年至17世纪初，神圣罗马帝国的皇帝鲁道夫二世(1552—1612)在自己布拉格的城堡里资助秘术，被术士赋予“新赫尔墨斯”的头衔。在这里，占星家、炼金术士和犹太神秘主义者聚集在一起，从大自然中获取秘密，并实践他们所谓的泛知论(pansophy)——试图对知识进行分类，从而打开掌握宇宙的大门。作为试图掌握自然的方法，魔法和科学变得无甚区别。16、17世纪西方世界许多科学革命的伟大人物，一开始都对魔法感兴趣或者一直保持着兴趣。约翰内斯·开普勒是鲁道夫的门客之一。牛顿是一名兼职炼金术士。戈特弗里德·威廉·莱布尼茨也在学习象形文字和犹太神秘学符号。历史学家过去认为，西方科学起源于西方传统的理性主义和经验主义。或许确实如此，但文艺复兴时期的魔法也功不可没。

在狂热魔法的时代之后，或在魔法盛行的时代，亚里士多德（他仍然是当时西方知识分子尊敬的对象）的作品鼓励人们相信观察和实验是通向真理的方法。亚里士多德的理论产生了自相矛盾的效果：鼓励挑战权威，也就是在鼓励实验者证明亚里士多德自己的错误。很多人说弗朗西斯·培根是代表这一科学思想风潮的标志性人物，说他完美地体现了17世纪初的科学气质。他似乎不应成为一个革命者：培根时任詹姆斯一世手下的英国大法官。他的一生都在官场上浮沉，他的哲学探索是一种绝好的消遣。培根有一句名言：“知识就是力量。”培根发明了一种科学家们可以将观察结果转化为一般规律的方法：归纳法。通过归纳法，科学家们可以从一系列一致的观察结果中得出一般推论，然后进行检验。如果检验结果成立，则该推论变为科学定律，可用于预测。

在培根时代之后的300多年里，科学家们几乎都在使用归纳法进行研究。达尔文的追随者托马斯·赫胥黎后来说：“科学的巨大悲剧是，丑陋的事实扼杀了美丽的假设。”但真实情况与这一说法截然不同：人只在已经有了需要检验的假设之后，才会开始进行观察。判断一个命题是否科学的最佳标准是卡尔·波普尔提出来的，他说科学家会先有一个理论，然后试图证明它是错误的。如果有检验能将其证伪，则该理论是科学的；如果没有被证伪，则该理论暂时成为科学定律。笛卡儿还为我们的现代性做出了更为神圣的贡献：通过同时重建科学和理性，他的时代为我们留下了完整的思维体系——科学与理性重新统一。

在这一精神结构之下，探险家们催生的许多新科学都与地球有关。在宇宙中定位地球，这一任务与快速发展的地图技术密不可分。15世纪，公元2世纪埃及亚历山大港的地理学家托勒密的著作开始在西方盛行，并支配着当时学者对世界的想象方式。甚至在拉丁语翻译版本开始流传之前，西方的制图者就吸收了托勒密的一个重要思想：根据经纬度坐标来绘制地图。测量纬度使制图者的目光转向天空，因为通过观察太阳和北极星来确定纬度是一个相对简单的方法。测量经度也是如此，因为它需要仔细而复杂的天体观测。同时，天文数据在两个传统领域仍然具有重要意义：占星学和气象学。其中一个结果是，天文学技术得到改进；从17世纪初起，望远镜开始让人看到以前在天空中从未被观测到的部分。越来越精确的时钟有助于记录天体的运动。耶稣会天文学家到达中国时，比其本土专家更具优势，就有一部分这方面的原因。中国人知道玻璃制品，但更喜欢瓷器，因此并没有费心去发展它。中国人也知道发条齿轮，但并未将其用作不靠太阳和恒星即可计时的装置。相比之下，西方人出于宗教原因，反而需要中国忽视的这些技术：玻璃用于透光、有画的教堂窗户，钟表用于调整修道院祈祷的时间。

然而，这个时代宇宙学中最重要的新思想，并不是因为技术革新，而是应归功于以开放的心态重新思考传统信息。这个新思想产生于1543年，当时波兰天文学家哥白尼建议将地球重新定义为围绕太阳旋转的行星之一。在此之前，人们对宇宙的全景还没有完整的设想。古希腊曾经就地心说进行讨论，但大部分人是支持地心说的。在古代天文学最有影响力的集大成著作中，托勒密坚称地心说在未来一千年都将是正统观念。10世纪末，伟大的波斯地理学家比鲁尼对此提出了质疑，之后很多用阿拉伯语写作的理论家也表达了怀疑（几乎可以肯定哥白尼看过其中一些作品）。到16世纪，已经积累了许多相反的观察结果，因此新理论的产生似乎是一种必然。

将宇宙中心从地球转移到太阳的这一转变，对坚信地心说的人而言无疑是一种冲击。日心说对教会提出了挑战。宗教似乎常常带有这样的观念，即一切都是为我们造的，人类在神圣秩序中享有特权。科学却毫不留情地打击了这一观念。因此，很容易得出结论，认为宗教现在已毫无意义，并且在科学发现面前无容身之地。那么，基督教对人类价值的理解是如何在日心说中幸存下来的呢？

哥白尼主义在当时并不难被接受。其与基督教似乎有冲突这一错觉，是特殊情况的产物，这种情况是一个常被误解的事件带来的。伽利略是天文观测望远镜的第一位有效使用者，以令人信服的方式讲授日心说。在一场真正意义上针锋相对的学术争论中，他受到审判迫害。伽利略被认定参与了对BIBLE的批评，并运用哥白尼的理论来解释《约书亚记》中的一段经文，在这段经文里，约书亚的祈祷让日头在天当中停住。他被禁止再讨论相关问题。但是，正如伽利略本人所坚持的那样，哥白尼主义中没有任何非正统的东西，其他学者，包括神职人员，甚至是一些审判官，都继续教授哥白尼学说。17世纪20年代，教宗乌尔班八世毫不犹豫地承认哥白尼对太阳系的看法是正确的，并鼓励伽利略打破沉默写一篇文章，同时采用科学和宗教中的两种古老范式来调和日心说和地心说。然而，这位科学家所发表的作品并未对地心说做出任何让步。同时，教廷的政治提醒了敌对派系，尤其是耶稣会的成员，或许可以对天文学辩论加以利用，因为有一个派系中哥白尼支持者占了绝大部分。伽利略被卷入了这场交战。1633年，伽利略被判罪名成立并被软禁在家中。

伽利略和开普勒之后，宇宙似乎比之前更加复杂，但其神圣性依然，也并未更加混沌。艾萨克·牛顿从17世纪60年代开始进行大量的思考和实验，发现了地心引力，该发现让宇宙显得更有秩序了。它似乎证实了这样的观念，即宇宙是安排好的工程，反映了造物主的思想。牛顿是一个传统的人物：一个守旧的人文主义者和百科全书式的学者，一个痴迷于传统年代学的《BIBLE》专家——甚至因为有着狂野的幻想，还是一个寻找有秩序的宇宙中的秘密的法师，或者一个寻找哲人石的炼金术士。他也代表了当时的一种思想发展趋势：那时的英格兰和苏格兰所钟爱的经验主义，该学说认为现实可以通过感官知觉来观察和验证。经验主义者认为，宇宙是由因果关系“衔接”的事件组成的，对此牛顿找到了科学描述并揭示了其中的规律。亚历山大·蒲柏为牛顿写下墓志铭：“自然法则在黑夜里隐藏；上帝说，让牛顿去吧，于是，有了光。”后来证明，这其实是上帝的隐没。

牛顿认为万有引力是上帝维系宇宙的方式。牛顿如此描述自己：“我好像只不过是一个在海边玩耍的男孩……真理的大海就在我面前，而我浑然不觉。”

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