科学革命(1 / 1)

39. 观察、实验、计算

插图64:西蒙·德·帕斯,卷首插画:弗朗西斯·培根,《伟大的复兴》,1620年,伦敦,大英博物馆

1600年:火山之下

那不勒斯,新堡,1600年春。那不勒斯海边城堡的囚犯是否已经听说乔尔丹诺·布鲁诺在附近罗马的可怕结局?不久之前,多明我会修士托马索·康帕内拉(Tommaso Campanella)被囚禁在此地。尽管原因不同,同样的结局也威胁着他。他参加了反对西班牙统治的起义——不是出于冷静的政治理性,而是因为他坚信剧变即将到来。他,托马索,是上帝任命的先知。他的计划比较偏激:他想建立一个共和国,传授新的宗教;他认为自己就是真理的救世主,因为出生在卡拉布里亚大区的斯蒂洛,他计划把斯蒂洛的山重新命名为“肥沃之山”。“自由,自由!”他在高山上不断呼喊。1630年将会出现基督之敌。但是反抗很快就被镇压,天启仍须等待。

旧世界依然不变,而且不是一个好世界。在绞刑架下的审讯中,康帕内拉向刽子手咆哮,向上帝和圣母起誓,诅咒“神圣的魔鬼”,乞求上帝,恳请垂怜。审讯记录中有几处可以看到现代早期审讯的可怕现实:“叛徒、王八蛋和妓女的儿子……放我下来,你们想知道什么我都会说……啊,好疼啊,浑蛋,啊,你们杀了我……我要撒尿,兄弟……我拉在裤子里了,让我拉屎……我受不了了……”他在审讯中结结巴巴语无伦次,开始唱歌,喃喃自语:“教皇一定要来,如果能治愈一切的教皇不来,就要坏事……”

地牢中的囚禁岁月简直是一部卡夫卡式的小说草稿。“我在黑暗的坟墓中为自己的痛苦哭泣,”康帕内拉在纸上涂鸦,“我的控诉只得到铁链和石头的回响。”人们可以想象这幅画面:外面是从波西利波到维苏威的海湾,南方微热的天空下是碧蓝的大海、船的风帆、渔民的呼唤、棕榈树、大都市喧闹多彩的生活;在一米厚的墙壁后面,囚犯则是另一番模样,沉思折磨着他,让他几乎发疯,或者他只是假装发疯以逃避绞刑架。

实际上,康帕内拉活了下来。他可能在那不勒斯城堡中至少度过了四分之一个世纪,资助人向他提供笔墨和书籍。作为一个疯子,或者至少打着疯子的幌子,他在火山下得到了最大的内心自由。身体完全被困住,他却臆想自己非常自由,他曾这样说过。而且他笔耕不辍:思考神学、形而上学、占星术和魔法,赞同西班牙普遍君主制——被监禁后立刻改变的政治观点——反对无神论、亚里士多德和马基雅维利。他也造出一个幻象般的乌托邦,即“太阳城”,以哥白尼体系为模型,建立了一个实行农业共产主义和计划经济的极权国家。

康帕内拉是现代最伟大的地牢文学家之一。智慧的人必须拯救这个因为罪孽变得疯狂的世界,他在一首诗中流露出这样的意思,智慧的人像疯子一样说话、生活和行事,尽管他们私下里有截然不同的想法。“自由且受限,有陪伴又孤单,/尖叫又安静,我让残酷的众人困惑,/下层世界凡人的眼睛是疯狂的,/高高的天界中神圣的精神是智慧的……”他的结局好得令人出乎意料。1626年,康帕内拉的一些有影响力的崇拜者为他说情,使他被释放出狱,并被安置在罗马一处修道院受监护。后来他逃到法国,后续的政策变动没有波及他,在那里,伟大枢机主教黎塞留成为他的庇护者。1639年,他在巴黎一处修道院的监护下去世。

康帕内拉的故事是一出关于妄想、现实和科学的戏剧,就像是一面反射镜,展现了文艺复兴晚期的趋势。一切都在转型,人们长期以来一直确信的事物被重新编排。到处弥漫着不安。如果说康帕内拉的作品中的关键概念是“改变”(mutazione),在莎士比亚的戏剧中就是“易变”(mutability)。天文学在观测数据和数学的发展中剧变,让世界飘忽不定。地震、新星、血雨、蝗灾和怪物的出生不是什么好兆头。在这种背景下,菲奥雷的约阿希姆的历史神学重新进入人们的视野。在教皇身边,土耳其人现在成为敌基督者的候选人,敌基督者将在末日前降临。1598年,科英布拉的耶稣会修士甚至提出一种理论,解释世界末日从“技术上”来说如何发生。上帝会命令天界的智慧停止推动天体。这样,所有的运动都会结束,末日也将到来。尽管如此,康帕内拉还是寄希望于净化和普遍改革,鉴于末日逼近,现在抱有这种希望的也不止他一人。事事悬而未决不仅仅因为信仰冲突造成的混乱。全球危机也出现:在基督教世界之外也出现了末日情绪,例如在南亚和西亚以及北非。

科学的繁荣让乐观的心态出现,就连康帕内拉在昏暗地牢里设想的末日也有了一个充满希望的注脚。康帕内拉是特勒肖——1593年他的书也被列入禁书目录——的弟子,作为一个自然哲学家,他信奉经验说,推崇哥白尼。在被监禁之前,他曾加入德拉·波尔塔的圈子。因为相信新时代即将来临,所以新世界、新星、新系统、新国家的消息都让他信心倍增。

实验科学,大规模研究

自然科学的道路越来越像是哥伦布的远征:现在思想也超越了所有的地平线。这段旅程并不是一帆风顺。在布鲁诺和女巫带来巨大恐慌的时代,科学能做什么的问题变得越来越严肃。1580年,让·博丹出版了《巫师的恶魔》,这是该世纪最可怕的有关女巫的书籍之一。1588年,浮士德博士获得新生。《浮士德博士的悲剧》由印刷厂主约翰·施皮茨(Johann Spies)出版,很快被翻译成英语和其他语言。在这本书中,浮士德把灵魂卖给魔鬼,魔鬼供他驱使24年,并带着他在天体间旅行。浮士德制定了最精确的日历和预测,是大自然的主人,每天都和不同的女人纵情声色。只有一条,结局很可怕。地狱之旅标志着平步青云的终结——这个德国的伊卡洛斯真的曾经平步青云之间。

浮士德的艺术形象已经成为现代性的代表人物。在克里斯托弗·马洛的笔下,这位学者为了毫无价值的魔法把戏牺牲了自己的灵魂,接下来的几百年中,人们为了追求知识和自由越过边界,想成为神,最后都不得不以惨败收场。16世纪即将过去,对这一时期的作家来说,这个故事的寓意更为简单。它说明,善良的基督徒必须防范魔法的邪恶力量。

人们试图学习理性,然后借此来接近想象中的秘密,这种行为并非没有风险。敢于冒险的其中一人是詹巴蒂斯塔·德拉·波尔塔[64],他探索女巫药膏的功效。他把蝙蝠血、婴尸身上提炼的脂肪、芹菜、杨树叶和龙葵、乌头等致幻的植物混合起来,但他并不想把这个可怕的混合物用于魔法。他更想做的是,证明女巫所谓的夜间飞行完全是想象出来的,自然中的材料就能让人产生幻觉。德拉·波尔塔的冒险行为让人们开始质疑女巫学说的核心内容,差点让他丢了脑袋。事实上,布拉班特医生约翰·维耶尔(约1515—1588)在1563年出版的《论魔鬼的假象》一书中也支持德拉·波尔塔的观点。维耶尔试图证明,所谓的女巫实际上是一些忧郁的女性,她们是精神病患,绝对不是火刑架的候选人。这样,他的论据可能足以否认所有不洁之物的现实,并停息对撒旦的战争。虔诚的人们感到震惊:这样的话,魔鬼的地狱大军就可以肆意作恶,这对魔鬼来说是多么大的胜利!博丹的《巫师的恶魔》与他唱反调,维耶尔的书上了禁书名单。世纪末,耶稣会修士马丁·安东·德里奥(Martin Anton Delrio,1551—1608)在三卷本的著作中为魔鬼学说正名,所有“温和派”和维耶尔这样的怀疑派提出的疑惑和迷惘都被拨乱反正。他的著作在新教徒那里也备受推崇,他批评将女巫斩首而不是烧死的决定,在他看来这太过温和。德拉·波尔塔的魔法书后来再版时删除了有关女巫药膏的段落,他自己觉得这是非常理智的做法,但他仍然是宗教裁判所的重点关注对象。他写的所有东西都要提交审查。

受到真正危险威胁的是“启蒙者”德拉·波尔塔,而不是浮士德式的研究者。他们可以毫不引人注意地继续从事研究,而他们探索的区域通常更加广泛,远远超出德拉·波尔塔触及的那片极具威胁性的暮色原野。其中一位研究者是帕多瓦的雅各布·扎巴雷拉(Jacopo Zabarella,1533—1589),他是另一个伟大的知识“排序人”。他的方法论基于亚里士多德,为当时越来越现代化的自然科学设立了逻辑预设。扎巴雷拉想知道,人们如何能更确切地了解新事物。他青睐分析和综合方法的结合,即“regressus”:观察现象,分析原因,最后解释效果,三者相互作用。伽利略熟知这种工作方法。物理学的发展是否需要扎巴雷拉的准备工作,仍须商榷。数学对于伽利略而言具有决定意义,但没有引起扎巴雷拉的兴趣。

扎巴雷拉的建议是收集和观察,自然学者长期以来一直这样践行。系统性的实验意味着科学向现代化迈出又一步。在中世纪的记载中实验几乎踪迹全无,但16世纪下半叶有越来越多的证据表明,实验成为一种方法。例如,佛兰德斯的数学家西蒙·斯蒂文(Simon Stevin,1548—1620)通过系列实验发现,**底部的压力与容器的形状无关,仅与容器中水的高度相关,他因此创立了流体静力学。

伊丽莎白一世的私人医生威廉·吉尔伯特(William Gilbert,1544—1603)是第一个有据可查的进行过系列实验的学者。1600年,他在《论磁》中阐述了自己的研究,远远超越了曾经由皮埃·德马立克奠定的基础。《论磁》是实验科学史上的一个里程碑。吉尔伯特指出罗盘针偏离地理北极——在中世纪这被归因于亚洲和美洲之间存在的神秘磁山——并观察到磁铁的力量如何在“力圈”中减退。这样,吉尔伯特已经预知了人们所谓的“物理场”。然而,他仍然认为地球有灵魂,并认为在“磁场强度”中存在一个有生命的东西。他最重要的发现是认识到磁力和电力是不同的力量,后者可以通过摩擦琥珀产生。他还发明了一种装置用来测量这种效果:“静电验电器”,即验电器的前身。吉尔伯特由此开创了一个全新的研究领域。

这种科学风格不再从一般理论中得出结论,而是通过观察个别案例并进行实验来证明猜想,越来越多的支持者涌现。这种风格因为最重要的一位倡导者而被称为“培根式”风格。这个人就是博学多识的律师、伯利勋爵的侄子、议会议员弗朗西斯·培根(1561—1626),他职业生涯的巅峰是担任詹姆斯一世的大法官。他是实验派自然科学的先驱,拒绝以“年纪”、“权威”或“普遍认可的观点”作为衡量标准,而是认为证明某一事物的唯一方法就是展示它是如何被发现的。他对同时代大学的行事方式不甚认可,对古代学者也没有多少敬意。古人对过去的了解建立在纯粹的寓言之上,他们对地理的了解少得可怜,对印刷、火药和指南针一无所知。但总的来说,培根没有谴责亚里士多德和柏拉图。哥白尼的世界观在他看来非常“荒诞”;他的宇宙观仍然是托勒密式的,也认为精神气息让宇宙生机勃勃,这一观点倒是来自柏拉图。

他在1620年的《新工具》一书中强调,自然本身就以其最真实的形式向人们提供知识,呼吁人们确信这些知识。他想按照自然的特性理解自然:“只有服从自然,才能战胜自然。”人类精神通过梦想和幻象带来很多欺骗,这些都要被排除在外,同样要剔除的还有因为模糊的语言和错误的思想导致的错觉。培根把古老的书籍和教条比作崇拜偶像,智慧殿堂中的那些“偶像”会混淆人类的思想。他将自然视为客观事物,是可以通过人类理智被认知、被解释的。他试图通过条理清晰的一系列实验寻找巧合的根源,在他看来巧合是中世纪所有伟大发明之父。“实验”迫使自然缴械投降,但在逐条逐项的观察中不一定会显现出来。

与德拉·波尔塔一样,培根把魔法看作实用的自然科学。他对魔法最主要的反对意见在于其伦理性质:如果信赖精神的效用和想象的力量,那么工作和努力都变成多余的东西。类比模型和帕拉塞尔苏斯式的“梦”不在他的研究范围内。古代自然哲学追寻的最终目标是认识到“最终原因”,他称之为“不能生育的处女”。与博丹等人试图解释已知现象不同,培根深入未知领域,想取得新发现。他认为,所有自然科学的开端都是理性、最准确的观察和有规律的比较。唯一的例外,一个“负面的权威”,就足以让他反驳规则,这意味着彻底反对奇迹信仰。培根的出版商,同时也是他的第一个传记作家威廉·罗利(William Rawley)特别强调了这一态度:“培根所信奉的原则是,让人们理解奇迹,而不是把可以理解的东西变为奇迹。”

罗利编辑出版了培根未完成的乌托邦小说《新亚特兰蒂斯》(The New Atlantis)[65],其中由政府主导的大型研究机构既令人印象深刻又让人心怀恐惧。康帕内拉先于培根就在《太阳城》中想象出这样的技术奇迹,例如以风为动力的速度飞快的车子和飞行器。培根提到人工合成的新金属和物种、人类研发出的植物变异和技术引发的气候变化。他在虚构的亚特兰蒂斯王国中建造了一个“所罗门之家”,有不少于18个团队持续工作,他们的实验室在地下洞穴、数英里高的塔楼、花园和房屋里:实验、蒸馏、修补。

培根本人虽然提出了精妙的实验建议,但他只完成了一个,而且这个实验其实最好没做过。他想知道,一只埋在雪里的鸡是否比没有冷却的家禽分解得更慢。这次行动让这个好奇的人患上肺炎。培根因此而死——这样,实验研究的第一位理论家也成为第一个受害者。1621年,他在政治阴谋中被赶下了掌玺大臣的宝座,但头衔和财产都可以保留。随之而来的空闲时间使他得以创作科学著作,包括《伟大的复兴》。这本书也提供了很多新自然科学的体系和方法论。他只完成了《新工具》的那一部分。他下笔如有神,为抛开理论单纯收集观测数据而辩护,为系统实验摇旗呐喊,产生了极大影响。《新亚特兰蒂斯》中想象的场景仿佛是一张设计草案,1662年,英国皇家学会[66]正式成立,这个学会的唯一任务就是进行自然科学研究。1666年,巴黎也设立对应的机构,它们都促进了自然研究的推广,科研成为专业学者开展的自主活动。研究人员因而能够或多或少地摆脱意识形态的枷锁,独立进行实验和发表研究结果。在伦敦,人们看到它对国家和社会的有益作用,在巴黎更是如此。

“知识就是力量”的观点可以追溯到培根。他写道,隐藏某些东西是上帝的荣耀,国王的荣耀就是发现它们。所有研究的最终目的都是改善人的生活。科学为人们提供了机会,使其摆脱罪恶的后果,并为人类准备了一个美丽的新世界,打造了一个真正的天堂,它在世界末日之前就将确立。培根的方法论革命是无与伦比的,可谓亘古未有。培根让古老的理论遭受很大冲击。从实践的角度来看,天文学、物理学和医学方面都取得了令人印象深刻的进展。

反对盖伦

培根时代典型的医疗实践就如同一位“淑女”——格蕾丝·米尔德迈(Grace Mildmay,约1552—1620)夫人——在图书馆和药店中保留下来的东西。这些收藏在彼得伯勒附近的乡间别墅爱普索宫,除了宗教文献和阿维森纳、詹巴蒂斯塔·达·蒙特及帕拉塞尔苏斯等人的著作外,还有分类甚广的药物:24种根茎和68种药材、花卉、泻药、最烈的酒和醋、杏仁和紫罗兰糖浆、治疗梅毒的汞和治疗臆想的鸦片。还有一个从未被埋葬的人类头骨,也有助于治疗。然而最重要的是祈祷,因为格蕾丝夫人认为罪是疾病的根本原因。

专业医生仍然根据盖伦的体液病理学治疗病人。但一种前卫的思想已经蓄势待发,它延续了维萨里的解剖学,唤起对盖伦体系的更多质疑。解剖刀剖出了一个接一个的分歧。一个特别明显的区别是人们对于心脏的仔细观察。盖伦教导说,血液在肝脏中产生,然后通过心脏和肺部流入大脑。与此同时,它应该用生命力——“气息”——来滋养身体并最终耗尽。根据这个模型,肝脏永不停息地补充供给。但维萨里就已经注意到,与盖伦学说相违背的是,在心脏的两个腔室之间没有开口,血液又怎么从一个流到另一个?此时,维萨里和他的继任者处理这一问题的方式显露出了医学领域新旧自然科学之间的细微界限。起初,这个佛兰德斯人试图找到一种符合旧学说的解释,能够为这个不存在的开口自圆其说。为了解释这一现象,他的论点是,人类感官尚不能感知到这样的孔隙。然而,1555年他的著作再版时,维萨里已经开始严肃地质疑这种解释的正确性。雷尔多·科伦坡是维萨里的学生,后来反目成仇,最终又承袭维萨里,他提出的猜想算是走上正路——与300多年前伊本·纳菲斯的观点不谋而合,但他对其并无了解——他认为血液绕过肺部,但是问题目前仍未得到解决。实验也在其他医学领域带来新见解。

科伦坡是活体解剖的倡导者。他建议用狗作为实验动物,而不要用猪,“因为猪的尖叫令人心神不宁”。为了验证亚里士多德的观点,证明声音事实上来源于心脏,他把一条狗的心脏活生生割下。即便如此,这只可怜的动物在死前还喊叫了几秒钟。在这一点上,亚里士多德被狗赶下了神坛。

扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特(Jan Baptist van Helmont,1580—1644)的书交织了沉着理性与异想天开。这个佛兰德斯人是盖伦的反对者,也是一个紧张兮兮的信徒,他相信自己受到幻象的启示。为了得到幻象,他可能给自己服用过致幻的乌头。宗教裁判所将他视为异教徒,并把他囚禁在其家乡布鲁塞尔的监狱里,他由此数年不见天日。海尔蒙特研究的另一个新颖之处在于,他虽然把帕拉塞尔苏斯当成启明星,但他敢于通过实验检验帕拉塞尔苏斯的药方。他认识到特殊比重原理,是第一个研究酸碱之间关系的人,并在鸡身上测试了酯的麻醉作用。他认为有“野灵”存在,比如从烧焦的煤炭中散发的精细物质,他称为“气体”的东西——这个术语可以追溯到他——就是一种“野灵”。尽管有神秘主义的影子,但海尔蒙特的方法中蕴含着理性的潜能,对后来的一位开路先锋产生了深远影响,即爱尔兰人罗伯特·玻意耳(Robert Boyle,1627—1691)。

威廉·哈维(William Harvey,1578—1657)带来了最终的突破并创立了新生理学,他在英国国王詹姆斯一世和查理一世的宫廷如鱼得水。通过测量和称重,哈维发现心脏的主要工作是收缩而不是扩张,而且半小时内通过血管输送出去的血液比整个人体内的血液都多。如果这个量没有消除——显然没有发生——它必须以某种方式在体内移动。因此,哈维意识到从人出生到死亡,血液都在人体内持续循环。他相信自己找到了一个普遍原则:就像行星通过运行维系世界,血液循环运动维系生命并因此造就个体。心脏是人类“微观宇宙中的太阳”,哈维并没有把心脏单纯看成一个泵。它更像是古代有灵魂的宇宙的一部分,在这里所有的自然都被普遍的生命力渗透。哈维的老师是静脉瓣的发现者、胚胎学的创始人吉罗拉莫·法布里修(Girolamo Fabrizio),与法布里修一样,哈维也坚定地支持亚里士多德的自然哲学。尽管如此,他的药学仍然代表着世俗化的推进。像培根的自然科学一样,哈维的解剖学没有形而上学的目的。他不在人体内寻找伟大造物主上帝的踪迹,相反,他只是想知道心脏是如何工作的。

血液循环发现的历史为医学范式即将发生的变化提供了更多的契机:时代和话语。后者在学院和大学中上演。在1628年出版主要著作《论心脏和血液的运动》之前,哈维把20年间的系列实验都搬进了讲座,供听众讨论——就像哥白尼在他的扛鼎之作前先出版《短论》。人们嘲讽哈维,叫他“循环者”,他的论点引发争论,让各种论据越发尖锐。血液循环的想法最终被接受不是因为它是“真”的,而是因为它被接受了,所以它应该被当成真的。在罗马工作的解剖学家阿尔坎杰洛·皮科洛米尼(Arcangelo Piccolomini,1525—1586)是一个重要的权威人士,他也强调争辩是科学进步的先决条件。尽管哈维在他的研究领域非常领先,但他和培根一样,对哥白尼的天体革命持怀疑态度,他认为血液循环与亚里士多德的猜想一致,亚氏的天文学观点中天体循环围绕地球进行。与此同时,决定性的证据已经出现,表明那个波兰人确实无可指摘。