欧洲的科学革命

人类物质文化的变化在过去的200年中比在此前5000年中发生的变化都还要巨大。18世纪人类的生活方式与古代埃及人和美索不达米亚人相比并没有什么本质区别：人们使用同样的材料建造房屋，同样的牲畜运人运物，同样的帆和桨驱动船只，同样的纺织材料缝制衣服，同样的蜡烛和火炬照明。但是今天，金属和塑料制品补充了石材和木材；铁路、汽车和飞机取代了牛马和骡子；蒸汽、柴油、核动力船只取代了风力和人力；多种合成纤维与传统的棉花、羊毛、生丝、黄麻竞争；电灯取代了蜡烛。

这些伟大的变革都源自科学和工业革命，这两大革命是西方文明对人类发展所作出的杰出贡献。回顾历史，似乎科学革命比新石器时代的农业革命意义更大。农业革命使人类进入文明，但是在前进了这一大步之后农业就未再作出其进一步的贡献。相反科学则借助于它的研究方法不断地稳步前进，科学本身包含了无限进步的可能。我们只要想想几个世纪以来科学所取得的成就和它现今日益加速发展的现实，那么即使我们还不能全面领会科学惊人的可能性和意义，至少也可以做到赞赏它。此外，科学是属于全体人类的。由于科学乃是基于客观的研究方法，科学立场已为人们所普遍赞同。科学是非西方民族所普遍尊重和追求的西方文明成果之一。事实上，也正是凭借着科学及与其相关的技术，才使得19世纪的欧洲对世界的支配成为可能，今天原先的从属民族正在力求通过探明西方对人类作出伟大而独特贡献的秘密来矫正其在现实世界中的不平衡的状态。

一、科学革命的根源

虽然科学的根源可以一直上溯到古代的美索不达米亚和埃及、中国、古典时代的希腊和中世纪的伊斯兰世界，但科学革命却是西方文明的独特产物。其原因似乎在于，科学仅在西方才成为一般社会的组成部分。这也就是说，只有在西方，哲学——科学家才实现了其与匠人的联合并与之互相促进。也正是这种科学与社会的结合、科学家与匠人的结合，大大促进了科学在西方世界的空前繁荣。

在各个人类社会中，匠人们都发展了狩猎、捕鱼、务农以及加工木材、石头、金属、禾本科植物、纤维、块根植物和兽皮等方面的某些技术。他们通过观察和试验逐步改进自己的技术，有时可以达到诸如爱斯基摩人那样很高的水平。不过前近代社会所取得进步的程度都受到了明显的制约，其原因在于匠人仅仅对制作罐子、建造房屋或制造小船本身感兴趣，而并不关心其背后基本的化学原理或机械原理，他们不去探究现象之间的因果关系，总之，匠人们关心的是实用的技术上的知识，而不是其背后的科学原因，这一点是很明确的。

的确，哲学家和匠人在某些时期也曾一起合作，创造出了复杂的历法、导航设备和古代的日常仪式。然而，直到近代以前其发展趋势始终是朝着分离——思想家与劳动者相分离的方向进行。而西方的伟大成就就是将这两者结合起来。掌握实际知识与了解背后原因的结合奠定了科学的基础，推进了科学的发展，使科学成为了今日的支配力量。

那么为什么这一划时代的发展会出现在西方呢？原因之一是西方在文艺复兴时期取得了大量的人文主义学术成就。学者们不仅可以学习柏拉图和亚里士多德，还可以学习欧几里得和阿基米德，后者曾促进了物理学和数学的研究。而更重要的则是它对生物科学的推动。医学院的学生们研究了希波克拉底和加伦的全部著作，博物学家们则研究了亚里士多德、迪奥斯科里特斯和泰奥弗拉斯托斯的著作。但是若无匠人与学者之间鸿沟缩小这一有利的西欧社会氛围，人类的这些知识成果本身不可能会引起科学革命。

在文艺复兴期间，匠人并不像在古典时代和中世纪时代那样受到鄙视。人们尊重纺纱、织布、制陶术、玻璃制造，特别是日益重要的采矿和冶金术方面的实用工艺。这些行业在古典时代由奴隶经营，在文艺复兴时期则都由自由人经营。而且这些自由人的社会地位和经济地位也并不像中世纪的匠人那样与统治集团相差悬殊。文艺复兴时期工匠地位的提高加强了工匠与学者之间的联系，而双方也都作出了他们各自的重要贡献。工匠拥有古老的技术，并在其上添加了中世纪期间的新发明。同样，学者则通过研究得出了关于被重新发现的古代文物以及中世纪科学的种种事实、推测及传统做法。这两种方法的融合是很缓慢的，但最终它们的结合却产生了一种爆炸性的效果。

与工匠和学者的结合密切相关的是劳动与思想的结合。在古代，存在着一种反对将创造性的学习与体力劳动结合起来的强烈偏见。这种大概是起因于古代的体力劳动与奴隶制度相关联的偏见甚至在奴隶制度已经几乎消失以后，仍然存留于中世纪欧洲。中世纪的经院哲学家在“自由”艺术和“奴隶”艺术之间，即在仅靠脑力完成的工作和靠动手改变物质形态的工作之间划了一条界线。例如，诗人、逻辑学家和数学家属于前者，而雕刻家、釉工和铁器工人则属于后者。这种两分法的有害影响在医学领域里有着非常明显的表现。内科医生的工作没有改变物质形态，因而被认为是“自由的”；而按照同一标准，外科医生的工作则被看作“奴隶的”实验由此受到轻视，活体解剖被认为是非法的和令人厌恶的。

威廉·哈维之所以能够作出心脏和血液运动的伟大发现，是因为他坚决反对对体力劳动的这种蔑视。数十年间他一直在进行各种艰苦的实验。他切开从大动物到小昆虫多种生物的动静脉，谨慎、耐心地观察和记录其血液和心脏的运动。他还利用新的放大镜来观察马蜂、黄蜂和苍蝇。这一程序在今天看来似乎是合情合理、显而易见的，但在哈维的时代却不可想象。在哈维生活的时代就能使用今天看起来很平常的科学方法，是需要巨大勇气的。

地理大发现和海外开发也促进了科学的发展。新的植物、动物、恒星甚至新的人和新的人类社会相继被发现，所有这些都向传统的观念和假想提出了挑战。与之相似，商业和工业的成长导致了技术上的进步，而技术进步反过来既促进了科学的发展，又受到了科学前进的刺激。远洋贸易引发了对造船和航海业的巨大需求，一批新的、有才智的、受过数学训练的工匠制造了罗盘、地图和仪器。葡萄牙、西班牙、荷兰和法国相继开办了航海学校，天文学也由于其明显的实用价值而得到认真的研究。

同时，采矿工业的需求引起了传动和水泵技术的进步——这是重新开始关心机械原理和液压原理的开端——冶金业则是化学取得显著进步的主要原因。日渐扩大的采矿作业使得新矿石甚至新金属如铋、锌和钴被发现，而要找到和提高分离、处理这些新矿石和新金属的技术就必须通过艰苦的实验。但是，包括氧化和还原、蒸馏和混合在内的化学的一般原理就是在这样的过程中形成的。最后，这些领域里的新知识通过大学和印刷品得以促进和流传，其中印刷品在提高识字率和传播新思想方面的作用尤其重要。

上述这些成就给了科学家或称哲学家以信心，使他们坚信自己是新时代的先驱。1662年英王查理二世颁发特许状，成立了“伦敦皇家自然知识促进学会”。皇家学会的成员们已经意识到在技师与科学家之间进行合作的好处，因而他们开始协调全国各专业的成果，以搜集有可能促进科学知识的各种资料。

“所有地区都在热心地忙于这项工作：我们发现每天交给‘学会’的诸多极好的奇物珍品不仅出自博学的、专门的哲学家之手，而且来源于技工的工场、商人的航海旅程、农民的耕地以及绅士的种种运动、养鱼塘、狩猎场和花园。”

最初，科学从矿山和工场那里汲取的东西要比后者从它那里得到的多得多。在早期阶段科学并不是经济生活的组成部分，因此对科学的利用也就是少量、零星的，甚至在18世纪后期和19世纪初叶工业革命的早期阶段也是如此。但是到19世纪末形势发生了变化，科学不再处于从属地位：它已开始改造旧工业，甚至创造了全新的工业。

二、科学革命的历程

近代科学最主要的进步首先发生在与地理学和航海术有着密切联系的天文学领域，这是可以预见的。进步发生在16世纪和17世纪，这方面的伟人包括哥白尼、伽利略和牛顿。哥白尼采纳某些古代哲学家认为太阳而非地球才是宇宙中心的观点，而后证明了这种观点为天体运动提供了一种比传统的托勒密体系更简单的解释。伽利略使用最新发明的望远镜观察宇宙的实况，从而为哥白尼的理论提供了实验支持。伽利略在报告中说：“借助望远镜，任何人都可或多或少地观察到……银河系只不过是一团聚集在一起的无数的星体。如果把望远镜直接对准银河系的任何部分，眼前就会出现一大群星体……”

早期科学最杰出的人物是牛顿，一位可与欧几里得和爱因斯坦相媲美的伟人。除了在光学、流体动力学和数学方面的开创性工作之外，他还发现了万有引力定律：“宇宙中物质的每个粒子都对其他每个粒子有引力；引力与两个粒子之间距离的平方成反比，与它们的质量乘积成正比。”

这是揭开天空面纱的一个轰动一时的、革命性的解释。牛顿已经发现了一个能够通过数学被证明的基本宇宙定律；这一定律既可适用于整个宇宙，也可适用于最微观的物体。事实上，自然界就仿如一个巨大的机械装置，按照可以通过观察、实验和计算来确定的某些自然法则进行运转。人类的各门知识都可以分解为少数简单而统一的有理性的人能够发现的定律。随后人们就开始把牛顿的物理学分析方法应用于包括思想和知识在内的所有领域，而不仅仅是物理领域。

18世纪晚期正在进行中的工业革命影响了科学革命，并转而受到科学革命的影响。蒸汽机的发展就是这方面的一个例证。蒸汽机提供了急需的动力来开动机器、火车头，当然最初它被用来从矿井里排水。瓦特综合运用技术创新和科学知识，将蒸汽机的机械效率提高到一个相当的水平。1769年瓦特采用了一个始终保持低温的单独冷凝器，此后不久他又使用曲轴将蒸汽机的往复运动变为旋转运动。如果不是蒸汽机提供了相对无限的动力，工业革命很有可能会在仅仅增加了纺织品生产的速度后便逐渐消失，就像它在中国发生的那样——中国在几个世纪之前就曾取得过类似的技术进步。

19世纪前半叶进步最多的一门科学是化学，这在一定程度上是因为化学与纺织业密切相关，而纺织业则在此数十年间经历了极其迅速的发展。“化学界的牛顿”——安东尼·拉瓦锡，他发现的能量守恒定律堪与牛顿的万有引力定律相媲美：在化学反应中，尽管物质的形态可能发生变化，但质量却保持不变，物质的数量在反应前后是相同的，并可通过重量检验。19世纪拉瓦锡的后继者们做出了一个又一个具有重大应用价值的发现：贾斯特斯·冯·李比希发现了化学肥料；珀金发现了合成染料；路易·巴斯特发现了疾病的细菌理论，这促使人们采取卫生预防措施，从而使得控制为害已久的灾祸——伤寒、白喉、霍乱、鼠疫和疟疾成为可能。

三、科学革命的意义

在19世纪结束时科学已经成为西方社会一个日益重要的组成部分。19世纪初期科学仍处于经济和社会生活的边缘，但到19世纪末它不但为此前建立的老工业作出了基础性的贡献，还开始创造出全新的工业。它不但深深地影响了西方人的生活方式，还深深地影响了他们的思想方式。此外，由科学革命引发的这种变化还以无数方式直接和间接地影响了整个世界。科学使欧洲在技术上建立世界霸权成为可能，并在很大程度上决定了这一霸权的性质和作用。

科学也为19世纪的西方在智力方面的优势提供了基础。欧洲的艺术、宗教或哲学之所以未对非西方民族产生巨大影响，是因为非西方民族已经在这些领域作出了类似的贡献。但在科学和技术方面，在西方与非西方之间就不存在这种平等了。只有西方掌握了自然界的种种秘密，并为推动人类的物质进步而利用了它们。这是一个不容否认且有说服力的事实。此后非西方人不再轻视欧洲人，也不再将欧洲人看做碰巧在帆船和火器方面拥有某种优势的野蛮人，他们勉强承认了欧洲科学革命的意义。今天，从前的殖民地人民的主要目标就是亲自经历这场独特的革命。

基于上述种种原因，杰出的英国历史学家赫伯特·巴特菲尔德将科学革命的世界意义总结如下：

“……证明了生命力如此强大，并在其活动中发挥了多方面作用，从最初起它就自觉地担任了一个指挥的角色。可以说，它已经开始控制了其他因素；正如中世纪基督教在渗透到生活和思想的各个角落后开始支配其他事物一样。因此，当人们谈及最近几代人中传入日本等东方国家的西方文明时，我们不是指希腊——罗马哲学和人文主义思想，也不是指日本的基督教化，而是指在17世纪后半叶开始改变西方面貌的科学、思维模式和文明的所有工具。”

资料来源：[美]斯塔夫里阿诺斯，《全球通史》，北京，北京大学出版社，2005。