近代物理学之父——伽利略

1564年，伽利略出生在意大利西海岸比萨城一个破落的贵族之家，父亲是很有才华的音乐家，爱好数学，精通希腊文、拉丁文和英语。17岁时，按照父亲的意愿，伽利略进入比萨大学学医，不过他本人的兴趣却不在此。由于听了几次关于欧几里得几何学的演讲，很快对数学着迷，倾心于研究欧几里得的几何学和阿基米德的物理学，朋友们都称他为“新时代的阿基米德”。

伽利略善于观察和思考，据说他18岁时到比萨教堂去做礼拜，注意到教堂里挂的那些摇摆不定的油灯，尽管摆动幅度不同，但住复运动的时间（他按自己的脉搏计时）却是相同的，从而发现了摆的等时性。1585年伽利略放弃学医，离开比萨大学回到佛罗伦萨，在家自学数学和物理，攻读欧几里得的《几何原本》和阿基米德的著作。1588年，他发表了题为《固体的重心》论文，从此以数学和实验著称的伽利略名闻全国。从这时候开始，他在比萨大学担任数学教授，但是真正使伽利略成为科学史上巨人的是他的重物实验。

亚里士多德认为物体下落速度与其重量成正比例关系。这一理论没有人会怀疑，比萨大学的教授是这样讲的，学生也是这样接受的。在当时学者们的跟中，除了上帝之外，只有亚里士多德是对的。但只有25岁的青年伽利略，出于追求真理的愿望，以科学实验为根据，公然反对被人们崇拜了1700多年的希腊圣人之教。这就是后人传说的1590年他在比萨斜塔做的重物实验。1604年，为了寻求落体速度和距离、时间的关系，伽利略又通过斜面落体实验求出自由落体运动规律和近似结果。他把复杂问题简单化了，伽利略称之为“分析法”、“综合法”。

1592年，伽利略被聘为帕多瓦大学数学教授，当时他只有二十多岁，他研究支配粉碎机、扬水机、起重机等机械的共同规律，写成《机械学》一书。当时很多人认为，机械省力，就是机械产生力量。他在书中却提出不同意见，井解释了力矩的科学涵意。

1608年，他听说荷兰米德尔堡眼镜店有人做成一个可以把远处物体放大的镜子，他研究了这个镜子放大物体的原理，做出了世界上第一台望远镜。它能把远处物体放大32倍，能看到月亮上的高山低谷，还看到银河是由许多星体集合而成的。1610年1月8日到10日他又发现木星有四颗卫星，并且每天变换位置，土星也有卫星，金星有盈有亏，后来他还发现太阳有黑子和自转。此外，望远镜可用于战争侦察敌情，还可以提前3小时发现将要靠岸的船，所以引起军界、航海者和政府的重视，轰动了上层社会，受到人们的重视和赞赏，给予“特等教授”、“首席科学家”的荣誉称号。1610年，他在《星界的使者》一书中公布了他这一系列天文史上少有的重要发现。这些事实是对亚里士多德学说的否定。

伽利略另一重大贡献是确认了惯性定律，即不受外力的物体将保持惯性运动的状态不变。其实古希腊的德谟克利特和伊壁鸠鲁以及后来牛顿都有这样的想法。然而，当时在欧洲占统治地位的是亚里士多德的观点——力是物体运动的原因。伽利略则认为“维持”运动不需要力，“改变”物体的运动状态才需要力。他再次利用理想实验的威力：斜面实验表明，倾斜度越小，小球的加速度也越小。如果把斜面完全放平，并且斜面无比光滑，小球的加速度将会变为零，小球也将永远沿直线做匀速运动。因此，伽利略得到了惯性定律。

伽利略名声大振，但却受到教会的压制。他的一系列天文发现使他坚信哥白尼的太阳中心说是对的，但在罗马教皇的**威之下，哥白尼学说被列为禁书，伽利略也不得不沉默了。1638年他以间接隐蔽的笔法，以通俗易懂的三人对话形式发表了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，详细论证了哥白尼的“太阳中心说”，批驳了“地球中心说”，成为近代科学思想史上重要学术著作。伽利略早在1597年开普勒送给他《神秘的宇宙》一书时就已经是一个太阳中心说的拥护者，但是他亲眼看到布鲁诺之死，没有勇气诉诸于世。直到68岁的时候，才把心里话在《对话》一书中说出来，他说清楚了哥白尼没有说清楚的问题。但此事成为教会神父和学者们组成“反伽利略联盟”的开始。不久他被召到罗马，接受异端裁判所的残酷审讯。经过三个月的审讯和种种严刑拷问，伽利略“悔罪”之后被放了出来，这时他已是一位风烛残年的老人了。

他在晚年失去自由又失去了唯一的女儿后，仍然进行科学研究。他说：“我的脑筋是不肯让我闲着的，我现在写一本《新科学对话》。”这就是他关于力学知识的总结，成为后来牛顿据以提出力学三定律的基础。当1636年这本书写完的时候，他已经双目失明，四年以后就逝世了。直到300年后，罗马教皇保罗二世提出为伽利略平反，1980年正式宣布当年教会压制伽利略的意见是错误的，伽利略终于沉冤昭雪。这也说明，真理是不可战胜的。

伽利略把实验事实和抽象思维结合起来，运用理想化的模型突出事物的主要特性，化繁为简，总结其规律性，留给了后人宝贵的精神财富。爱因斯坦评论说：“伽利略的发现以及他所用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。”伽利略首开实验科学的先河，从无休无止的“为什么”转向地球上的物体是“怎么样”运动的；从漫无边际的大讨论转向局部的、简单的、有限的问题研究。这就是近代西方科学成功的道路。

流体静力学的奠基人——帕斯卡

帕斯卡于1623年生于法国奥维涅省的克莱蒙特，在兄弟姊妹中排行第三，也是家中唯一的男孩。帕斯卡没有受过正规的学校教育。他4岁时母亲病故，由受过高等教育、担任政府官员的父亲和两个姐姐负责对他进行教育和培养。他父亲是一位受人尊敬的数学家，在其精心地教育下，帕斯卡很小时就精通欧几里得几何，他自己独立地发现出欧几里得的前32条定理，而且顺序也完全正确。12岁独自发现了“三角形的内角和等于180度”后，开始师从父亲学习数学。1631年帕斯卡随家人移居巴黎。父亲发现帕斯卡很有出息，为了让他开阔眼界，在他16岁那年，满心欢喜地带他参加巴黎数学家和物理学家小组（法国巴黎科学院的前身）的学术活动。17岁时帕斯卡写成了数学水平很高的《圆锥截线论》，在这篇论文里，他提出了投影几何的一个重要定理，即圆锥曲线内接六边形，其三对边之交点共线，后来被称为帕斯卡定理，并成为投影几何学上的基本定理之一。这个神秘的六边形题目即帕斯卡定理连同帕斯卡本人，从此扬名于数学界。

1641年帕斯卡又随家移居鲁昂。1642年到1644年间帮助父亲做税务计算工作时，帕斯卡发明了加法器，这是世界上最早的计算器，现陈列于法国博物馆中。1646年前帕斯卡一家都信奉天主教。由于他父亲的一场病，使他同一种更加深奥的宗教信仰方式有所接触，对他以后的生活影响很大。帕斯卡和数学家费马通信，他们一起解决某一个上流社会的赌徒兼业余哲学家送来的一个问题，他弄不清楚他赌掷三个骰子出现某种组合时为什么老是输钱。在他们解决这个问题的过程中，奠定了近代概率论的基础。

帕斯卡的主要成就还是在于对流体力学和大气压强的研究，被称为流体静力学的奠基人。帕斯卡通过对**静力学的研究，提出了著名的帕斯卡定律，指出，盛有**的容器壁上所受的由于**的质量所产生的压强仅仅与深度有关。传说他曾做过一次生动的实验：取一个大木桶，把它密封起来，再在盖面上开一个小孔，接上一根细长的管子，在桶里预先酒了水，然后取来一杯水，当众把水灌注到细管里，由于水面一下子升得很高，桶内压强急骤增大，木桶不胜负载，水便破壁四溅。这个实验引起了观众的莫大兴趣。

1646—1647年，帕斯卡准备了几根长几米的各种形状的玻璃管，把他们固定在船桅上，分别用水和葡萄酒做实验。实验前，很多人认为酒易挥发，在挥发气体作用下，其液柱要比水柱低些，但实验结果却相反，这是因为葡萄酒的密度比水的密度大，所以它的液柱比水柱低。帕斯卡根据这次实验的结果，在1647年10月出版的《关于真空的新实验》一书中指出，倒立玻璃液管顶端出现的空间就是真空。

1648年9月，帕斯卡让他的内弟佩里埃把气压计带到克莱蒙特附近的高约1000米的多姆山上进行实验，看到大气压因高度的增加而减小（山顶比山脚的水银柱高度低8.5厘米）。也正在上述一系列的实验中，帕斯卡发明了注射器。帕斯卡还发现大气压强的数值跟天气有关，这在气象学上具有重大意义。他还做了虹吸实验，并用大气压来解释虹吸原理。其实，帕斯卡有关大气压强的研究工作在1653年就写在《论空气的重量》论文中，而此论文一直到他死后10年（1672年）才发表。

帕斯卡在文学和哲学方面也极有造诣，他的文字婉约，流利而有力，极为世人称赞，对法国的文学颇有影响，他的许多哲理名句常为后人所传诵，比如他所著的哲学名著《思想录》里的一句名言：“人只不过是一根芦苇，是自然界最脆弱的东西，但他是一根有思想的芦苇。”《思想录》和《致外省书》，对法国散文的影响也很大。1962年，世界和平理事会曾推荐帕斯卡为世界文化名人而予以纪念。

帕斯卡从小就体质虚弱，又因过度劳累而使疾病缠身。然而正是他在病休的1651—1654年间，紧张地进行科学工作，写成了关于**平衡、空气的重量和密度及算术三角形等多篇论文，后一篇论文成为概率论的基础。在1655—1659年间还写了许多宗教著作。晚年，有人建议他把关于旋轮线的研究结果发表出来，于是他又沉浸于科学兴趣之中，但从1659年2月起，病情加重，使他不能正常工作，而安于虔诚的宗教生活。1662年，帕斯卡在巨大的病痛中逝世，年仅39岁。后人为纪念帕斯卡的贡献，用他的名字来命名压强的单位，简称帕，符号是Pa。

经典力学之父——牛顿

英国著名诗人波普曾经写过一首赞美牛顿的诗：自然和自然的规律，隐藏在黑夜里，上帝说：“让牛顿去吧！”于是，一切都光明了。17世纪后期，经过伽利略、开普勒等一批科学巨匠们一个多世纪的努力，经典力学的基础工作已经完成。但各种力学的知识和理论基本处于“各自为战”的状态，显得有些杂乱无章。这时牛顿出现了，他用优美得无与伦比的数学语言，描述并统一了地面、天空的力学理论，创立了经典力学体系。

1642年12月25日，牛顿出生在英国林肯郡，是一个小农的遗腹子。牛顿出世时，给他接生的接生婆说：“咳！这么一个小不点儿，我简直可以把他塞进一只杯子里去。”由于母亲再嫁，从两岁起，他就与年迈的外祖母过着贫困孤苦的生活。在小学时他就非常爱科学，经常制作一些灵巧的小机械，如水钟、风筝和日晷等。他的兴趣很广，时而作诗，时而绘画。他是一个意志坚强的孩子。因为经济困难，14岁就离开学校回家务农。劳动之暇，他独自躺在草地上聚精会神地钻研数学。牛顿的舅父是剑桥大学三一学院成员，发现牛顿热爱科学，很有钻研精神，就帮助他重新回到学校读书。1661年，牛顿18岁时作为公费生进入剑桥大学学习。剑桥是英国最古老、最有威望的大学之一。这是一所思想比较自由、学术气氛浓厚的高等学府。他在这里学习数学、天文学和物理学。读到三年级时，一位游历过欧洲大陆的学者巴罗来剑桥担任“鲁卡斯讲座”的首任教授，给剑桥带来了科学的新曙光。他向学生介绍哥白尼、开普勒、伽利略和笛卡尔等人的先进思想、科学理论以及研究方法，使牛顿大开眼界。巴罗发现牛顿的才华，举荐牛顿为研究生，让他继续在剑桥深造。

1665年秋季到1667年春季期间，伦敦市区瘟疫流行，各校停课，学生被遣散回家。牛顿也回到农村老家住了18个月。表面看来，牛顿隐居穷乡僻壤田舍山庄之中，但他的头脑正掀起科学革命的巨浪，成为牛顿一生划时代的创造的岁月。在这期间，23岁的牛顿首先发现了数学中的二项式定理，然后建立微分学，第二年又建立积分学；他用三棱镜研究光学，发现了白光的组成，还考虑过引力问题。

1667年，牛顿回到剑桥大学三一学院继续他的学业，于1668年获得硕士学位。1669午，由巴罗推荐，任剑桥大学教授，接替巴罗担任了鲁卡斯讲座的第二代教授职务。这时，牛顿年仅27岁。可以这样认为，如果没有舅父和巴罗教授的热情帮助，牛顿这匹千里马就不可能驰骋在科学的大道上。

牛顿在剑桥大学讲授的第一门课程是光学，他公开发表的第一篇论文也是研究光色来源的。牛顿对光学有着经久不衰的浓厚兴趣。早在1668年，他就亲自设计并动手制作了一架反射望远镜模型。这架望远镜虽然不大（长6英寸，直径1英寸），但是却可以放大40倍，能够清楚地看到木星的4个卫星和金星的盈亏现象。这架反射望远镜的观测效果，大大超过了同样大小的折射望远镜。英国皇家学会极为赞赏，并要求他正式做一架。于是牛顿在1671年制造了一架更大的反射望远镜。同年秋天，这架当时世界上最好的望远镜又被送给了英国皇室，受到赞扬。这架望远镜至今被作为珍品保存在英国皇家学会，上面标着“牛顿爵士亲手所造的世界上第一架反射望远镜”的字样。

由于反射望远镜的发明，牛顿被提名为英国皇家学会的候补会员。不久，于1672年1月，又被推选为正式会员。牛顿的第一篇论文《关于光和色的新理论》，就是这一年在《皇家学会哲学杂志》上发表的。在这篇论文中，不仅总结了他在光学方面所进行过的实验结果，更为重要的是提出了光的本质问题。牛顿认为，光是与以太相互作用而产生波的高速度粒子流。这种见解，在光学史上称为“微粒说”。牛顿对光学的发展作出了巨大的贡献。后世科学家评论说：“单凭他在光学上的成就，牛顿就已经可以成为科学上的头等人物。”

当然，牛顿最重要的成就并不是在光学上，而是发现了万有引力定律。它的发现是牛顿力学的最高成就，而且就源自那个几乎人尽皆知的“苹果落地”的故事。这只苹果引起了牛顿的注意，他想苹果为什么不向天上飞，也不向前后左右落，而偏偏垂直地落到地上呢？肯定是地球在吸引它。既然地球能吸引离地面这么高的苹果树上的苹果，那它也肯定在吸引着月亮。在长时间的思考中，牛顿逐渐认识到，地球吸引地球表面物体的力（如吸引苹果落地的力），与地球吸引月球的力，以及太阳吸引行星的力，是同一种力。这种力是任何物体、任何物质都有的，因而是万有的。于是，牛顿就发现了万有引力定律，这是人类认识上的一个重大飞跃。

后来，牛顿又通过对地球对月球的引力研究，发现了地月间的引力与其距离平方成反比的关系，并认为，这一引力并非磁力，本质上就是重力。不过，牛顿对引力的这些研究结果一直没有发表，直到多年后的80年代才重新提出。这一点颇令人费解，据后来科学史家考证，主要的原因是牛顿无法肯定天体的全部质量是否集中在其中心，这样也就无法确定两个天体之间的距离精确值。虽然在一般天体情况下，这一点影响并不大，但牛顿是一个非常谨慎的人，对此他是不会冒然下结论的。后来，在1685年他的微积分创立后，这个问题才得到完满的解决。这样万有引力定律也才完美地提出来。

《自然哲学的数学原理》被誉为“经典力学的圣经”，牛顿的主要研究成果就集中在他这本不朽的名著里。《自然哲学的数学原理》在结构和写法上仿照欧几里得的《几何原本》。全书分为两大部分，第一部分包括：“定义和注释”与“运动的基本定理或定律”。这部分虽然篇幅不大，却极为重要。第二部分是这些基本定律的作用，包括三篇：第一篇是研究万有引力的；第二篇是讨论介质对物体运动的影响；第三篇是“论宇宙系统”。《自然哲学的数学原理》以牛顿三大运动定律和万有引力定律为基础，建立了完美的力学理论体系，说明了当时人们所能理解的一切力学现象，解决了行星运动、落体运动、振子运动、微粒运动、声音和波、潮涨潮落以及地球的扁圆形状等各种各样的问题。在此后二百多年中，再也没有人补充任何本质上的东西。

在生活上，牛顿是一个书呆子型的教授，惯于内省、谦虚谨慎。他的重要学术成果都是青年时完成的。他一辈子没有结婚，个人生活由他的妹妹和侄女照顾。“他从不做任何娱乐和消遣，不骑马外出换空气，不散步，不玩球，也不做任何其他运动。认为不花在研究上的时间都是损失。”他经常工作到半夜三更，往往忘记吃饭，当他偶尔在学院的餐厅出现时，总是“穿一双磨掉后跟的鞋，袜子乱糟糟，披着衣服，头也不梳。”晚年牛顿的研究方向逐渐转向神学。牛顿的哲学思想基本上属于自发的唯心主义。

1703年，牛顿被选为英国皇家学会会长，以后的24年间，他一直连任，直至去世，这在英国皇家学会历史上是绝无仅有的。1705年，英国女王授予牛顿爵士头衔。1727年3月，84岁的牛顿出席了皇家学会的例会后突然病倒，于当月20日逝世。牛顿作为有功于国家的伟人，被葬于威斯敏斯特教堂，与英国历代君主和名人长眠在一起，供人瞻仰。

牛顿一生中有许多重大成就，但是他却很谦逊。他说：“我不知道世上的人对我怎么评价，我却这样认为，我好像是站在海边玩耍的孩子，时而拾到几块莹洁的石子，时而拾到几块美丽的贝壳并为之欢欣，那浩瀚的真理海洋仍然在我的前面未被发现。如果我所见的比笛卡尔要远一点，那是因为我站在巨人肩膀上的缘故。”1942年，爱因斯坦为纪念牛顿诞辰300周年而写的文童，对牛顿的一生做了如下的评价：“只有把他的一生看做为永恒真理而斗争的舞台上的一幕才能理解他。”这一赞语最恰当不过了。

近代化学之父——波义尔

波义耳是化学史上的第一位伟人，他第一次为化学元素下了明确的定义，使化学发展有了新的起点。恩格斯曾对此评价说：“波义耳把化学确立为科学。”波义耳1627年出生在爱尔兰一个大官僚家庭，他的父亲理查德·波义耳，曾被封为公爵，家中广有庄园，生活富有，因而从小受到过良好的教育。波义耳读书时就非常喜欢实验科学，他最崇拜的人是英国大哲学家和科学家弗兰西斯·培根。他认为，培根是一个脚踏实地的人，他把培根说的“知识就是力量，力量就是知识”作为自己一生的座右铭，他主张：“空谈无济于事，实验决定一切”。

为了研究化学，波义耳自己建了一个规模不小的实验室。波义耳的祖父和父亲曾留下许多受封的领地，有一处在斯泰尔桥。这个地方的地理位置很好，它处在牛津和伦敦之间，同时还有许多空房子，其中还有一座楼房。楼房上下两层，他把上层改建成卧室、工作室和藏书室，下层全部改建成实验室。有了实验室，波义耳的研究工作就如虎添翼。在化学实验中取得了很多的研究成果。

波义耳在实验中是个观察很仔细也很敏锐的人，有时似乎一件很偶然的事情，他也不会轻易放过。波义耳常说：“要想做好实验，就要敏于观察。”据说波义耳非常喜欢花。有一次，他把一把深紫色的紫罗兰带进了实验室，放在实验台上，然后就紧张地进行加热浓硫酸的工作。一缕缕酸雾从瓶中冒出，加热完浓硫酸以后他又和助手一起转移了一些浓盐酸，浓盐酸倒入烧杯以后，和往常一样，又冒出许多白烟，这些白烟弥散在实验台和放在实验台上的紫罗兰上。做完这些工作以后，波义耳一看，他那把心爱的紫罗兰在微微地冒烟。“可惜啊，可惜！酸雾都弄到花上了，应当马上洗一洗。”于是，他把紫罗兰冲洗了一下，就插进窗台上的花瓶里。过了一会，波义耳转过身来一看，啊！紫罗兰全都变成“红罗兰”了，这简直是奇迹！波义耳没有放过这个奇怪的现象，他马上采来各种花，进行了花木和酸碱相互作用实验。经过实验发现，大部分花草受酸或碱的作用都能改变颜色。其中，从石蕊地衣中提取的紫色浸液和酸碱的作用最有意思。和酸作用能变成红色，和碱作用能变成蓝色。后来，波义耳就用这种石蕊浸液把纸浸透，然后再烤干，用以实验溶液的酸碱性，这就是有名的石蕊试纸。

波义耳对化学最大的贡献是在理论上。化学主要源于炼金术，到了15、16世纪，化学开始摆脱炼金术的束缚，但仍从属于医学和冶金，没能成为一门独立的科学。波义耳从亲身实践中体会到化学有其自身的目的，而不是医学和冶金学的从属品。应当把化学看作一门科学，看作自然哲学的一个分支。在他的代表作《怀疑的化学家》一书中，有这样一段话明确地表达了他的观点：“至今从事化学研究的人，主要是从医师的角度以配制良药，或者从炼金术师的角度以人工制造金子为目的，而没有把自然科学的进步作为奋斗目标，因而忽视了许多现象。我发现了这一缺陷，准备作为一个大自然的探索者，使化学为哲学的目的服务。”正是在这一思想的支配下，波义耳大胆批驳了当时炼金术士的三要素说和仍广为流行的亚里士多德的四元素说，提出了科学的元素定义。

在波义耳之前，人们事实上已经发现了不少可以称得上是元素的物质。如远在古代，人们就发现了铜、锡、锌、铁、铅、金、银、汞等金属元素，后来人们又发现了砷、碳等非金属元素。但是到底什么是元素，人们一直都说不清楚。波义耳在积极吸取前人元素定义的基础上，通过对自己的实践进行认真的分析总结，终于在《怀疑的化学家》一书中提出了一个关于元素的科学定义。他指出：“我说的元素的意思和那些讲得最明白的化学家们说的要素的意思相同，是指某种原始的、简单的、一点也没有杂质的物体。元素不能用任何其它物体造成，也不能彼此相互造成。元素是直接合成所谓完全混合物（化合物）的成分，也是完全混合物最终分解成的要素。”波义耳的元素定义的提出，激起了人们对已知的“元素”进行重新鉴别的热情。当然，从现代化学的观点看，波义耳所定义的元素实际上是单质，他以这一定义将单质与化合物和混合物区别开来。不过人们发现，根据波义耳的元素定义，被炼金术士们称做元素的硫和汞确实是元素，而被炼金术士们称为元素的盐、水和空气根本不是元素；反之，炼金术士们认为不是元素的铜、铁、锌、碳等倒是真正的元素。波义耳的元素定义的提出，也激起了人们寻找新元素的热情。正是在波义耳的元素定义的指引下，人们逐渐发现了一系列新的化学元素，而化学也因之得以迅速进步。

波义耳的科学的元素概念以及他对各种化学现象和化学物质的深入研究，使化学真正以科学的形态出现了。作为研究物质及其变化规律的化学，把化学元素当成了自己最基本的概念，因此，这个概念的确定有着十分重大的意义。它是化学史上的一个里程碑，标志着人类对物质基本组成的认识进入了一个科学的新阶段。

波义耳还澄清了火在化学分解中的作用。他认识到混合与化合的不同，自然界的物质由元素化合而成，火可以分离许多混合物，但不能分离一切混合物。有些经火分离出来的物质也不一定是元素，而是另一种化合物。关于燃烧问题的研究是波义耳对化学的又一重大贡献。他在胡克的帮助下造出了抽气机，这使得他有可能在真空中做实验，从而意识到空气对燃烧的必要性。另一个实验使得他接近于发现氧，他认识到，像灯火一样，动物的生命也依靠空气中的某一部分来维持，但他没有想到，维持灯火的那一部分空气恰恰就是维持动物生命的那一部分空气。

波义耳也是终生末娶，他把毕生的精力都献给了自己所钟爱的事业。1686年，波义耳被选为英国皇家学会会长。但他拒绝就职，而是回到祖传的庄园。他有时去剑桥同牛顿会晤，有时往牛津与老友叙旧，有时来伦敦和哲学家们会面。但是，他最惬意的还是在书房中与书籍为伍。1691年，波义耳与世长辞，终年64岁。波义耳的在化学上的杰出贡献为他赢得了“近代化学之父”的美称。

近代生命科学的诞生

1.维萨留斯和《人体结构》

直到16世纪初期，欧洲人关于人体的知识，主要来源于古代医学家盖伦的著作，而不是人体本身。盖伦是同亚里士多德、托勒密一样对后世产生了重大影响的古代学者。他对人的脉搏进行了研究，认为脉搏不是像人们认为的那样输送空气，而是输送血液。他认为人体的健康取决于4种体液即粘液、黑胆汁、黄胆汁和血液的平衡。盖伦最主要的著作《论人体各部分的用处》，详细介绍了人体的肢体和器官，并说明了它们的特定作用。

盖伦的学说中有很多错误，但他强调经验和实践，反对学究式的医学。然而，在他之后的1000多年中，他的医学著作成了医学的金科玉律，医师们因循他的学说，也接受了他的全部缺陷。近代之初，盖伦的学说借助于文艺复兴而在欧洲产生了新的影响，盖伦的观点广泛传播，其正统地位也因此而得到加强。虽然宗教和道德的因素对于直接研究人体起着阻碍作用，但对人体疾病的治疗，要求人们必须认识自身。

推翻盖伦的理论，为近代解剖学奠定基础的是比利时医师、解剖学家维萨留斯。维萨留斯1514年出生在比利时布鲁塞尔的一个医生世家，他的曾祖父、祖父和父亲都曾是宫廷御医。1533年，维萨留斯进入巴黎大学医学院学习。当时的巴黎大学盛行着本本主义、教条主义，一切知识都只从古代权威的著作中寻找，不实地考察，也不亲自动手实验。维萨留斯对这种学风很不满，他在系统学习盖伦学说的同时，偷偷进行了人体解剖，曾经挖掘过无主墓地，夜间到绞刑架下偷过尸体。通过这些艰苦冒险的活动，维萨留斯掌握了丰富的人体解剖学知识。由于即使在帕多瓦这样最好的医科学校也很少有解剖人体的机会，维萨留斯绘制了大型解剖挂图，以备在没有可供解剖的尸体时让学生观看。挂图上人体的每一部分都以术语标出、足以让学生了解人体结构。使用挂图进行解剖学教学，是一个发明，因为即使是16世纪被重新发现并经认真编纂、翻译印行的盖伦的著作也没有解剖图。

1543年8月，维萨留斯所著《人体结构》一书出版。发生在这一年的另一件大事就是哥白尼《天体运行论》的问世。如果说《天体运行论》意味着人类对宇宙认识的突破，那么《人体结构》则标志着人类对自身认识的飞跃。《人体结构》有663页，其中附有许多质量很高的图片。《人体结构》论述的内容，从人体的骨骼开始，然后肌肉、血管、神经、腹部器官、胸部和心肌，最后是脑。维萨留斯根据自己的观察和研究，对盖伦的一系列错误做了修正。这部具有划时代意义的医学巨著曾受到非难，但仍然很快产生了影响。不到半个世纪，欧洲的医科学校就普遍采用了维萨留斯的观点和方法。维萨留斯指出的认识人体的道路、从根本上改变了欧洲的解剖学，对近代医学的发展起到了很大作用。

然而，这位医学勇士最终也未能逃过劫难。由于他的敌人们诬告他做活人体解剖，宗教裁判所判了他死刑。在西班牙王室的调解下，他被改判为去耶路撒冷朝圣。1564年，在朝圣回来的路上，维萨留斯乘坐的船遭到破坏，被困在赞特岛，最终病死在那里。

2.血液循环的发现

继维萨留斯在认识人体结构方面迈出决定性的一步之后，他的同学西班牙的塞尔维特（1511—1553）初步认识了人体的血液循环。

1546年，他完成了《恢复基督教的本来面目》一书，书中阐述了他对人体血液循环的见解。塞尔维特认为，血液从右心室向左心室的流动，不是如盖伦所指出的那样经过心脏中膈，而是要经过肺部形成循环。这对于认识生命过程具有重要的意义。

1599年，意大利的解剖学教授雷亚尔多·哥伦布提出了同赛尔维特类似的观点。他的研究产生了一些重要的结果：血液从心脏的右侧通过肺流到左侧；心脏在不断地收缩和扩张，心脏扩张时动脉收缩，而心脏收缩时动脉则扩张。

在发现血液循环的道路上还应提到在帕多瓦大学教了64年书的法布里修斯。他在1603年发表了《论静脉的瓣膜》一书，但他没有弄明白瓣膜的作用是使血液单向地流回心脏，而真正理解这一点并发现了人体血液大循环的是他的一个英国学生哈维。

哈维出生在英国一个富裕农民的家里。19岁毕业于英国的剑桥大学，之后到意大利留学，5年后成为医学博士。在意大利学医时，他还常常去听伽利略讲授的力学和天文知识。伽利略注重实验的做法，对哈维影响极大，这为他日后研究医学，发现人的血液循环奠定了基础。哈维在行医的同时，还进行着研究工作。他仔细地观察病人、解剖过人体和多种动物，还曾用皇家园林中的鹿进行过实验。1628年，他发表了《动物心血运动的解剖研究》（简称《心血运行论》）一书，第一次阐明了血液循环的原理。《动物心血运动的解剖研究》是一本只有72页外加两幅插图的小册子，但它彻底改变了这方面现有知识的框架结构、意味着生命科学的革命。

哈维认为，心脏的作用就如同一个泵，它通过收缩和扩张发生作用：收缩时将其容纳的血液排出，扩张时则吸收新鲜血液，这种有规律的重复收缩和扩张，使血液保持在血管中运动，而心脏和血管中的各种瓣膜则保证这种运动朝一个方向进行。哈维通过定量检测证实了自己的发现。他估算，一个普通成年人在半小时内大约83磅血从心脏输送出来。仅仅是这个量的结论，就动摇盖伦学说的基础，哈维断言，血液是围绕着一个环路而不停地流动的，即进行着循环的运动；凭借心脏的搏动，血液被输送，这也是心脏搏跳运动的唯一理由。哈维指出，有许多理由可以称血液的流动为循环运动。

他的结论改变了一个持续了1000多年之久的错误，并在实际上成为现代生理学的基本概念。而他在得出这个结论过程中采用的方法，也被作为发展生物学和建立生命科学的手段而被确立下来。哈维对生物科学作出的伟大页献，是17世纪最引人注目的科学事件之一。血液循环的理论带来了具有深远影响的生物学革命。但他的理论因为有悖于权威的理论，所以，书出版之后，遭到当时学术界、医学界、宗教界的权威人士的攻击，说他的著作是一派胡言、是荒谬而不可信的。幸好，哈维当时是英国国王查理一世的御医，受到国王的宠幸，才使他没有像前辈维萨留斯、塞尔维特那样付出生命的代价。直到哈维1657年逝世以后的第四年，伽利略发明的望远镜被意大利马尔比基教授改制为显微镜用于医学上，观察到毛细血管的存在，才证实了哈维血液循环理论的正确性。