《人类科学技术史-188》新科学的诞生

新科学的诞生

15世纪中叶到17世纪中叶，近代科学以崭新的面貌诞生于欧洲。除了在各个科学领域中都取得了重大突破或长足进步之外，新科学还具有一些鲜明的特征。

在这个时期，科学与技术开始紧密地结合起来。以前，哲学家(那时通称从事脑力劳动的人）与实践者基本上是分离的。前者专注于思索真理而对日常生活中的问题了解甚少；后者则通过观察和试验逐渐地改进技术，但并不关心探究其原理。而且，有学识的人往往总是鄙薄直接操作者的，对体力劳动的偏见向来就是妨碍学术与实践结合的思想障碍。中世纪的经院哲学家把用脑的工作和创造视为"自由"的艺术，而把用手工改变物质形态的工作和创造称作"奴隶"的艺术。甚至在医学界，要动手的外科医生也比内科医生低一等，通常由理发师充任。因此，在研究者和操作者之间存在着很大的隔阂。

但在文艺复兴时代，学者对实践的轻视开始得到扭转，科学与技术二者的关系趋于紧密。从事实际操作的工匠的地位有所提高，他们的工作和创造受到学者的尊重。而学者们所发现的古代科学和技术的种种事实以及对这些事实所作的研究和发展，也为实际操作者提供了新的可能性。许多学者一反传统，亲自从事实际工作，从实践中发现和研究问题，并由此而作出了不少重大发现，如维萨留斯、哈维等都是这样。至于伽利略，更是一个集哲学家、技师和手工工匠于一身的新型科学家。科学知识对于实际操作者，也有了日显重要的意义，如地图绘制者需要地理和数学知识，航海者需要天文知识和测定方位的计算手段，技师和工程师需要更多的物理知识等等。这两条途径的缓慢融合，既促进了近代科学的形成，也是其重要特征之一。

使科学与技术实现结合的重要外部条件是近代前期一系列新的生产部门的产生以及人们对未知世界探索的扩大和深入。在这个过程中，出现了许许多多需要解决的实际问题，这种需要推动学者们走上了寻找解决办法的道路。工业和工程中的技术进步，刺激了相应学科的发展或为其奠定基础，而学者们取得的研究成果，又加快了技术的进步。

实验与数学的结合成为基本的研究方法，是近代科学的又一特征。中世纪后期，古代著作的重新发现，使人们接受了古代学者对自然界活动的解释，亚里士多德的见解受到尊重和推崇。虽然也有一些学者能够进行独立的观察，但他们在解释观察结果时，仍依赖于古人的论述。在伦敦和巴黎的大学中，逐渐产生了怀疑和探讨的精神，但由于受当时数学水平所限，人们尚不能发展这一趋势。

文艺复兴使欧洲获得了古代亚历山大里亚的数学；而在1543年，欧洲人重新发现了阿基米德——他的部分著作的拉丁文译本在这一年印刷发行。阿基米德可以被认为是最具有真正科学精神的古代学者，因为亚里士多德主要是运用推理和演绎方法来探讨问题，而阿基米德则精于几何并长于实验。

在此之前，达.芬奇凭直觉悟出了与阿基米德相同的科学方法。他认为，科学开始于观察，产生于实验，而运用数学的推理，则可以达到更大的确实性。不过他的观点在当时还未能产生重大影响。

从16世纪中叶开始，一些最卓越的学者一反唯古代学者是从的风气，将观察和实验作为自己研究工作的基础。而到17世纪，人们已经能够把观察和实验的结果加以量化，把已知的科学问题转变为数学问题。

作为观察和实验的手段，大量科学仪器相继出现并逐步完善。这既是近代科学进步的一个标志，又极大地推动了它的发展。例如，望远镜和显微镜的发明，使人们获得了认识宏观世界和微观世界的强有力手段。可以想象，如果没有望远镜，天文学的一系列突破是不可能的；如果没有显微镜，生物学的进展也是不可能的。另一方面，望远镜和显微镜出现之初肯定是有缺陷的，因为许多重要的光学原理还没有被人认识。但在望远镜和显微镜的实际运用过程中，光学科学逐渐发展，仪器本身也得到进一步的完善。

数学方法也具有越来越重要的意义，因为仅仅有观察和实验是不够的。15世纪和16世纪初，有不少重要的发展趋势，由于缺乏数学而陷于停顿。而那些最先直接运用数学和几何方法的科学领域如天文学、力学、光学等，在近代之初取得了特别显著的进步。例如，天文学家第谷所作的无与伦比的观察，在经过刻卜勒用数学方法加工之后，便实现了天文学的革命性发展。同样，后来引力问题的解决，在很大程度上应归功于笛卡尔的解析几何以及牛顿和莱布尼茨的微积分。

科学进步的要求，促进了数学的发展，于是，算术和代数具有了近代的外貌。用字母代表数字的方法由维埃特系统地引入；代表分数的十进制被斯蒂文所使用；各种符号逐渐完善和普及；对数方法作为科学研究的重要计算工具而由纳皮尔发明。而到笛卡尔时期，代数方法与几何方法互相融合，解析几何发展起来，从而在精密科学的进步中迈出了巨大的一步。

这一时期，科学方法论也渐趋成熟。在近代科学中，一般科学方法的问题日显重要。16世纪以来，对亚里士多德及其当代追随者的批评，日渐增多并趋于激烈。在这一背景下，弗兰西斯.培根和勒内.笛卡尔在科学方法论问题上，进行了深入思考并提出了系统见解。他们的思想对近代科学产生了深远影响。

弗兰西斯.培根(1561-1626年）是英国政治家、哲学家，曾担任过总检察长、掌玺大臣兼上议院议长，但他在历史上的最大贡献就是大声疾呼提倡新的科学方法。

培根认为，古希腊早期的哲学家曾循着正确的道路建立了探索的方针，但后来亚里士多德却把科学引向了对终极原因的研究，而这个问题应属哲学范畴，与科学却无关。中世纪的那些学者把自己局限于少数古代作家的论述上，用有限的材料编织出复杂的网络，致使科学的进展微乎其微。培根否定亚里士多德的"三段论"演绎推理模式，主张采用批评的归纳方法。他确信，采用古代的方法不可能获得任何新东西，应该使经验和理论结合，通过观察、归纳、发现真理这一过程来实现科学的进步。在他看来，只要记录下一切可以得到的事实，进行一切可能的观察和实验，并把结果汇集、归纳起来，编制成实际数据的巨大表格，就能够发现现象之间的联系，找到表达这些联系的法则。他认为，他的新方法旨在使科学脱离迄今为止只是对现象的讨论上，而达到一个较高的水平。

培根是新科学的鼓吹者，但他的归纳法也有缺陷，即忽视了洞察力、想象、假设等在科学实验和科学发展中的作用。在具体的科学问题上，他也不是专家，而且还曾发表过一些错误的意见。然而，作为科学方法论的首创者之一，在经院哲学已经过时且不能增进人类对自然的认识、科学的发展迫切需要新的方法之时，培根提出了适应时代要求的新方法，指出了一条能够更广泛、更正确地认识自然界的道路，从而推动了新科学的形成。

培根的思想在他那个时代极大地活跃了人们的精神，激励人们去探索自然。还在17世纪上半期，他的著作就被译成其他欧洲文字，其影响远远超出了英国。

勒内.笛卡尔(1596-1650年）是法国科学家和哲学家，出生于贵族家庭。他以自己精深的思想体系和在各个科学领域中的广博知识，而成为17世纪科学和思想方面的伟人。

笛卡尔和培根一样，也是科学方法论的创始人之一。青年时代，他曾有10年时间在欧洲各地游历，在世界这本大书中学习，并由此而奠定了自己科学思想的基础。在《论世界》一书的序言中，他阐述了科学方法论问题，创造性地发展了演绎法，强调哲学对于科学的指导意义，并把数学视为全部方法论的核心。1637年出版的《方法谈》一书篇幅不大，但在哲学和科学思想方面的影响却极为深远。在这本书的自传部分，他回顾了他是如何意识到自己年轻时所学的科学实际上没有教给他任何东西，因为各种观点往往只是习惯和传统的结果；他是怎样经过苦苦思索之后，决定摆脱一切源自古代世界的观念和学说，怀疑一切和重新思考一切的。笛卡尔提出了4项方法原则：在通过明显的事实树立确信之前，对一切公认的观念和意见必须怀疑；对于研究中的难点进行分析，以找出与须解决的问题确实有关的东西，并尽量缩减为最简单的材料；从最简单、最容易理解的对象开始，逐渐达到更复杂的知识；概括推理的各个环节，以避免遗漏。他论述了自己观点的哲学基础，认为自然科学必须以现实世界的绝对确实性为基础，怀疑的方法应被普遍采用，怀疑即是思想，正在怀疑的我一定存在，除此之外没有任何别的立足点。

笛卡尔强调数学在科学中的作用。他认为，唯一正确的方法是依靠数学上的推理和抽象；通过清晰的思考，可以发现理性上能够认识的任何事物。因此，实验在笛卡尔的体系中只处于从属的位置，只是演绎推理的辅助手段。

在稍后出版的《哲学原理》中，他重述了自己的基本思想，并按照单一的机械学原理的体系逻辑地描述了物理学、化学、生理学方面的各种现象。他把解释这些现象时使用的机械学词汇与几何学概念联系起来，并利用假说进行概括，为科学理论的研究开辟了新途径。

笛卡尔在17世纪获得了众多的追随者。他的科学思想之得到传播的意义在于，理性的思索和判断被广泛接受，一切传统和权威都必须接受理性的检查。笛卡尔的贡献使科学的方法论的或哲学的基础发生了重大的变化。

科学组织的建立和科学交流的开展，体现了时代的精神，也是近代科学的标志之一。

弗兰西斯.培根十分强调科学机构和科学团体的作用，他认为这类组织将以群体的研究为特征，具有更高的效率。在《新大西岛》一书中，他设计了一个科学家的合作团体。他在这方面的见解对后来英国皇家学会的成立产生了直接影响。

16世纪时，在一些欧洲国家流行的文学俱乐部和讨论哲学问题的团体，成为科学学会的雏型，因为当时许多科学家都利用这些组织的活动作为相互交流和探讨的形式。在这里，他们进行接触，建立联系，互相传阅和议论有关科学界信息和动态的材料和信件，介绍各自进行的研究工作。16世纪末，在意大利已有100多个交流会性质的组织。

最早的科学团体是罗马的山猫学会，它从1600年开始活动，直至1657年。该团体的参加者经常聚会，并努力尝试建立自己的博物馆、图书馆、实验室、植物园和印刷所。伽利略也是这个学会的成员，他曾向学会赠送了一架自己制作的显微镜，并由学会出版了他的某些著作。

1622年，德国生物学家约阿希姆.荣吉乌斯(1587-1657年）组建了一个旨在促进和传播自然科学并将其建立在实验基础上的学会。虽然它的活动时间不长，但却是德国科学社团历史的开端。

约在17世纪40年代，意大利的美迪奇家族创办了一个装备完善的实验室，经常有各方面的学者在这里进行实验并探讨学术问题。数年之后，由伽利略的学生维维安尼(1622-1713年）和托里拆利(1608-1647年）在佛罗伦萨建立了受美迪奇家族资助的西芒托学院。有不少欧洲著名的科学家是这个学院的成员，他们在这里做了一系列重要实验，研制了许多在当时堪称一流的科学仪器。

英国皇家学会是从17世纪40年代一批追随弗兰西斯.培根的实验哲学的科学家每周举行的聚会发展而来的，法兰西科学院也是以一群巴黎的学者所举行的非正式聚会为基础的。那时，在梅森(1588-1648年）的寓所，经常有人在一起讨论科学问题，提出研究方案，后来聚会变得定期化，并最终于1666年演变而成为法兰西科学院。

印刷出版业的发展，极大地改变了科学交流的条件。以前，科学知识和研究成果，基本上都是以口头方式传播的。随着近代科学以一种普遍运动的形式出现，信息的交流日显重要；定期学术刊物和有关学术著作的出版，使科学成果能很快地得到传播和核实。法国和英国的国家科学机构，都设有正式刊物以发表其成员的科学研究成果。

17世纪上半期，科学家之间的通信联系，也在学术交流中发挥了重要作用。法国学者梅森致力于建立一个欧洲科学家的联系中心，亲自处理科学家之间的通信，帮助他们沟通和交流。他的活动实际上创立了当时欧洲最重要的科学信息交流系统。