人类群星闪耀时，那些理性时代的科学家们

1660年11月28日， 伦敦格雷欣学院28岁的天文学教授克里斯托弗·雷恩在每周的自由讲座上发表了演讲，这番演讲使他一举成名。

随后，雷恩与11名听众决定成立一个“旨在促进物理-数学实验知识的学会”，定期相聚，一起做实验、讨论最新的科学发现。

学会列出了一份愿意并适合参加学会的40人名单，开启了邀请入会的行动。功夫不负有心人，当时许多重要的思想家都加入学会了。

▲在启蒙时代，这五位科学家做出了里程碑式的贡献

早期入会的有古文物研究者伊莱亚斯·阿什莫尔、数学家艾萨克·巴罗、化学家玻意耳等。

他们甚至还得到了国王查理二世的支持，国王授予了特许状，该组织也更名为伦敦皇家自然知识促进学会。

皇家学会是风行欧洲的科学革命带来的新思维方式的产物。自然哲学家不想再盲目接受那些古典时代形成的、已被普遍接受的理论。

▲查理二世对科学有浓厚的兴趣。1668年，他颁发了特许状，批准成立英国皇家学会

新一代的科学思想家们想要找到眼见为实的证据，而皇家学会的座右铭就是“Nullius in verba”，即“不人云亦云”。

《启蒙时代》

[英] 汉娜·韦斯特莱克 编著

定价：65.00

中国画报出版社

出版时间：2021.5

皇家学会的第一次会议讨论的议题之一是玻璃管道中的水的特性。在讨论中，年轻的助理研究员罗伯特·胡克显得卓尔不群。

胡克的知识水平必定给与会者留下了深刻印象，因为七个月后，他被任命为学会的实验负责人。

和同时代其他科学家一样，胡克也是博学多艺者，对科学和哲学各学科均有兴趣。他因用显微镜做实验而最为世人所知。他是最早用最新的显微镜技术观察自然界且有重大发现的科学家之一。

▲《显微制图》首页

他发现，植物的结构与蜂房巢室相似，于是就发明了“细胞”这个生物学术语。

在1665年出版的折叠式插页的《显微制图》中，他给跳蚤、虱子等昆虫绘了图，向我们完美地展示了那个令人啧啧称奇的微生物世界，读者无不叹为观止。

▲罗伯特·胡克用显微镜为我们展现了自然界的绚丽多姿

胡克还利用显微镜研究化石，得出的结论是，化石上的东西是浸泡在矿化水中的生物体石化的遗体或遗迹。他认为，化石很有可能呈现的是现在已灭绝的、达尔文进化论中早期阶段的生物。

在启蒙时代， 并非所有的科学思想都产生于皇家学会。瑞典乌普萨拉大学动物学家卡尔·林耐对自然界的生物提出了一种新的分类体系。

1735年，他出版了具有里程碑意义的著作——第一版《自然系统》，把自然系统分为三类：动物、植物、矿物，然后再依其标本特征细分。

林耐对这部著作不断修订完善，1758年出版了第十版。在第十版中，他提出了双名命名法，给每个物种定下了正式的拉丁文名字，名称由两部分组成：一为属名，一为种名，如鸫科中的乌鸫、猫科中的热带草原猫。

▲现代分类学（对活的有机体的分类）始于《自然系统》

胡可和林耐等人的科学成就不可能是靠单打独斗取得的。艾萨克·牛顿爵士就与皇家学会的其他成员保持密切的合作，他自称：“如果说我看得比别人更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。”

而到了18世纪，不少人又站到了牛顿的肩膀上，运用牛顿关于经典力学的开创性研究成果并进一步完善、提升。

这些站在牛顿肩膀上的人当中就有瑞士数学家丹尼尔·伯努利，在牛顿写下《自然哲学的数学原理》时，他还没有出生。

▲牛顿被认为是人类历史上最有影响力的科学家之一

伯努利年轻时即如饥似渴地阅读牛顿的著作，并将其运用到气体和流体问题的数学研究中。

他研究了血液流动问题，用一小段细管刺穿血管，发现血压不同，血液流速就不同。于是就有了测量血压的有效方法，即把尖玻璃管刺进病人的动脉中。伯努利还做了关于振动的实验，列出了振动弦及物体的振动频率与和声之间的关系的方程式。

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1666年，即伦敦的皇家学会成立后的第六年，法国国王路易十四也成立了学术机构——皇家科学院。

此后，由王室赞助成立的学术机构如雨后春笋般出现，学术中心越来越多：1700年在柏林成立的柏林学会、1724年在圣彼得堡成立的圣彼得堡学会、1739年在斯德哥尔摩成立的瑞典皇家自然科学学会，等等。

此外，在整个欧洲，还出现了70余家规模稍小些的学会，其中包括位于伯明翰的著名的月社。

▲科尔贝正在向路易十四介绍皇家科学院的成员

这些学术机构的任务之一就是发布成员的研究成果，将知识向更多的受众传播。

罗伯特·胡克的《显微制图》和艾萨克·牛顿的《自然哲学的数学原理》都是由皇家学会以专著的形式发布的，而大多数研究成果是通过季刊《皇家学会哲学学报》发布的。

不过，学会、科学院学报的数量和质量还是有高下之分的。法兰西皇家科学院就以成果发布拖沓而闻名，学报的上下卷之间常常延误，甚至延宕数年之久。曾经出现过延误七年之久者，以至于到了论文刊发的那一天，作者的回忆录也出版了。

▲在法兰西科学院的创建中，路易十四时代声名卓著的财政大臣让-巴普蒂斯特·科尔贝起到了重要作用

如果学会/科学院不支持出版，科学家们就得自己掏钱出书，或向朋友化缘——如果没有他人的慷慨解囊，林耐的《自然系统》和拉格朗日的《分析力学》就不会面世。

学会/科学院会把剩余的款项拿出一部分，用于出版独立的期刊。这些期刊的出版者意识到大众也有阅读科学著作的强烈需求。大多数独立期刊把他们的目标读者定位为研究的评论者、学习者及翻译者。

有一些作者并不是致力于最前沿的研究，而是致力于向更多的人普及科学知识。1686年，伯纳德·丰特奈尔出版了《关于多重世界的对话》一书，这是第一部面向大众的科普读物。

▲启蒙时代的女科学家可谓凤毛麟角，因为她们多被排斥在大学门外，尽管如此，还是有为数不多的女性打破了学术机构的这道藩篱

丰特奈尔在书中重点介绍了哥白尼的成果（距哥白尼首次公布他的理论已过去差不多150年），但采用了哲学家与贵族对话的方式展现哥白尼的理论。丰特奈尔用的是法国方言而不是拉丁雅言写的。他希望妇女也能读懂这部书。

1737年，弗朗西斯科·阿尔加罗蒂的《写给妇女看的牛顿理论》即是专门为这个群体的读者而写，首版即大受欢迎。

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由于人类都会惊诧于头顶的星空，那些最为流行的科学著作中，有一些就是致力于探索浩瀚宇宙的秘密的。

由于望远镜功能更强、更精准，启蒙时代可以说是观测太阳系和太阳系之外的广阔宇宙的黄金时代。

▲在画作《太阳系仪》中，约瑟夫·赖特发现了科学中蕴含的美感，而理性犹如黑暗中的一道亮光

占星术让位于天文学的科学解释：前者是人们普遍认为天体的位置和运动可以预示未来的知识体系，而后者则是观测者用以解释夜空中的星体的运动和轨迹的学问。

威廉·赫歇尔是新一代天文学家中的一员，1781年3月13日夜，他在观测星空、寻找双星时，看到了一颗不同的星体，在经过多次观测并标出轨道后，他发现这是一颗不为时人所知的行星。

这是用望远镜发现的第一颗行星，扩大了太阳系的范围。

身在伦敦的赫歇尔把这颗新行星命名为“乔治之星”，以此向英王乔治三世致敬。但在法国，这颗新行星被命名为赫歇尔星，因为法国人认为以英国国王之名为星体命名，恐遭物议。赫歇尔去世后，这颗行星才被命名为天王星。

▲威廉·赫歇尔用40英尺的望远镜发现了土星的两颗卫星

与遥远的天王星相比，金星是夜空中最耀眼的星星，人类只要能看到它，就知道它的存在。但直到1761年，罗蒙诺索夫才首次发现金星凌日时的光晕。罗蒙诺索夫的结论是，这是日光的折射，这表明金星有自己的大气层。

1705年，爱德蒙·哈雷绘出了一颗特别耀眼的彗星在夜空中的轨迹，结合历史上的观测记录，得出的结论是这颗彗星的轨道是固定的，并推导出这些彗星将每70年出现一次。

哈雷还绘出了恒星的位置，并将其与古代的星图进行比较，得出的结论是：恒星也在运动。

▲爱德蒙·哈雷

通过对恒星光行差（运动的观测者观察到光的方向与同一时间同一地点静止的观测者观察到的方向有偏差）的深入研究，布拉得雷对光速进行了估算，估算的结果与准确值相差不大，而约翰·米歇尔则从理论上证明了连光也无法逃逸的暗星的存在，这是黑洞理论的先声。

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哥白尼和牛顿为一个世纪的天文学和物理学的发展奠定了基础，但当启蒙运动开启时，对化学的研究一开始却是落后的。

很多人仍相信炼金术，不能理解物体的性质，认为物体是由土、水、气、火四种元素构成的理论仍很流行。

▲炼金术士试图通过实验了解自然世界

事情的变化始自分离元素的实验，而元素的分离形成了后来的周期表。从1735年发现的铁元素和铂元素到1797年发现的钒元素，在18世纪，共有21种元素被发现。

但真正开启化学革命的是关于燃烧的问题。之前的科学家认为，物体之所以能被燃烧，是因为物体中含有一种被称为“燃素”的可燃性材料。

但拉瓦锡根据新发现的氧元素提出了一种全新的理论，经过数年的激烈争论，终于取代了燃素说。拉瓦锡还通过新的化学命名系统和元素表重新组织了化学世界。

▲拉瓦锡和他的妻子兼助手。拉瓦锡因其引发化学革命而被誉为现代化学之父

整个18世纪，科学家们都在探索电荷现象，其中最著名的是美国建国之父之一的富兰克林在电闪雷鸣之时放飞风筝，以此进行他的实验。

1800年，伏打展示了用锌铜交叠堆成的伏打电堆，用于生成电流，这是世界上第一个电池。

伏打电堆可用于电解、分离化学制品，从而使得更多的元素得以被发现。在20年后，伏打电堆还被改装成了电动机。

▲伏打向兴趣正浓的拿破仑·波拿巴展示他的电堆

启蒙运动之初和启蒙运动末期的人们对世界的理解很不一样。经过150多年的发展，科学研究已从博学者研究的自然哲学变为包括生物学、化学、物理学在内的多个不同学科。

化学革命开启了，太阳系“变大”了，牛顿的定律被超越了，自然界可以用显微镜观察了。

日后科学技术的快速发展和科学发现——如电气时代、进化论、黑洞理论等，无不肇基于此。

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