科学革命-牛津通识读本

引言

1664年底，天空中出现了一颗明亮的彗星。西班牙人*先注意到了它，但接下来几周，这颗彗星变得越来越大、越来越亮，全欧洲都把目光投向了这一天象奇观。在意大利、法国、德国、英格兰、荷兰等地，甚至是欧洲在美洲和亚洲新近占领的殖民地和偏远地区，观测者们都在追踪和记录这颗彗星的运动和变化。一些人做了认真测量，争论着彗星的大小和距离以及在天空中的轨道是直还是曲。一些人用肉眼观察它，另一些人则用刚刚问世60年左右的望远镜之类的仪器进行观测。一些人试图预言它对地球、天气、空气质量、人的健康、人类事务和国家命运的影响。一些人视之为检验新天文学思想的良机，另一些人则视之为神的预兆（不论好坏）。印刷的小册子层出不穷，新的自然现象类期刊杂志刊登了论文和争论，人们在宫廷和学院、咖啡馆和小酒馆讨论它，相距遥远的观察者频繁通信，交换着丰富的思想和数据，编织出超越政治和信仰的交流网络。全欧洲都在注视着这一自然奇观，力图理解它并从中受益。
1664至1665年的这颗彗星仅仅是一个例子，表明17世纪的欧洲人不仅交流密切，而且密切关注他们周围的自然界并与之互动。透过不断改进的望远镜，他们看到了广袤的新世界—意想不到的木星卫星、土星光环和无数新的恒星。透过同样新近发明的显微镜，他们看到了蜜蜂螫针的精细结构、放大到狗的尺寸的跳蚤，发现醋、血液、水和精液中居然还存在着一群从未想到的“微动物”。利用解剖刀，他们揭示出植物、动物和人的内部运作方式；借助火，他们把自然物分解成化学组分，将已知物质结合成新物质；依靠船舶，他们驶向新的陆地，带回关于新的植物、动物、矿物和民族的新奇样本和报告。他们设计出新体系来解释和组织世界，复兴古代体系，就彼此的优势展开无休止的争论。他们寻找隐藏在世界背后的原因、意义和寓意，追溯上帝的创造与维持之手的踪迹，试图借助新技术和隐秘的古代知识来控制、改进和开发他们所遭遇的世界。
科学革命—大约从1500年到1700年—是科学史上讨论*多的、*重要的时期。如果问10位科学史家科学革命的实质、时间段和影响是什么，你可能会得到15种回答。一些人把科学革命看成与中世纪世界的截然断裂，正是在科学革命时期，我们所有人（至少是欧洲人）变成了“现代的”。在这种观点看来，16、17世纪的确是革命性的。另一些人则试图把科学革命变成一个无效的事件，仅仅将其视为回顾历史时所产生的一种幻觉。不过，如今更多谨慎的学者认识到，虽然中世纪与科学革命之间存在着许多重要的连续性，但这并不能否认16、17世纪以令人震惊的重要方式利用和改造了中世纪的遗产。事实上，“科学革命”（现在更多被称为“近代早期”）兼具连续与变化的特征。这一时期就自然界发问的人明显增多，他们设计了新的途径对这些问题给出了大量新的回答。本书描述了近代早期思想家对周围世界的设想、研究、发现以及这一切对他们的意义，讨论了他们如何为近代科学的知识和方法奠定了基础，如何努力解决至今仍然困扰我们的问题，如何精心打造了充满美和希望的丰富世界，这样的世界我们常常忘记如何去观察。
　
**章 新世界和旧世界

航海大发现

一张图片胜过千言万语，事实证明，绘制插图的能力特别重要，因为新奇的报告和事物很快就会涌入欧洲。这些信息来自欧洲人直接接触的新土地。**个来源是亚洲和撒哈拉以南的非洲地区。由于葡萄牙人试图开辟与印度的贸易航线，以便绕过控制了陆路和地中海航线的中间商（主要是威尼斯人和阿拉伯人），遂使欧洲人接触到了这些地区。15世纪初，葡萄牙王子、航海家亨利（1394—1460 ）开始派远征队沿西非海岸探险，与撒哈拉以南非洲地区的商人建立了直接联系。葡萄牙水手进一步南下，*终于1488 年绕过好望角，其*高潮是达?伽马于1497 至1498 年成功远航至印度进行贸易。葡萄牙人沿途建立了贸易前哨，其中许多地区直到20世纪中叶仍为葡萄牙所拥有，他们*终将其常规航线延伸到中国，将香料、宝石、黄金、瓷器等奢侈品运回欧洲，还带回了关于遥远国度、奇异生物和未知民族的报道。
欧洲视野的这种拓宽并非在文艺复兴时期遽然开始。中世纪为文艺复兴时代的航海奠定了基础。事实上，向东的航行早在13世纪就已出现，却因14世纪亚洲的政治动荡而被迫中断，到了15世纪又被恢复。中世纪的旅行者往往是13世纪两个新修会—多明我会和方济各会—的成员，他们开始到遥远的地方传教和从事外交活动，这种使命我们直到现在才有所认识。他们在亚洲建立了宗教场所，从波斯和印度一路推进到北京，并将相关信息传回欧洲，从而激励了后来的贸易航行。这些中世纪旅行使人们意识到欧洲之外还有一个更为广袤的世界有待探索。
当葡萄牙人正在向东开辟朝向亚洲的海上航线时，哥伦布却把目光投向了相反方向。他确信，地球周长大约要比在欧洲广为人知的相当准确的古代估计值短三分之一，因此认为自己向西航行能够到达东亚。这种错误的印象部分是由于公元2世纪的地理学家和天文学家托勒密。人文主义者们刚刚重新找出了他的《地理学》，其中把地球的尺寸说得异常之小，大大高估了亚洲向东的范围。哥伦布的资助者持怀疑态度，他们认识到西行路线要更长，如果没有中间的地方提供新的补给，船员就会饿死。（没有人认为哥伦布会“航行到地球边缘掉下去”，因为早在哥伦布之前1500 多年，地球的球形观念已在欧洲牢固确立。说哥伦布之前的人都认为地球是平的，这是19世纪的发明。中世纪的人会对这种想法捧腹大笑！）因此，当1492 年哥伦布的船只突然发现加勒比地区的陆地时，他自认为到了亚洲，而不是发现了一个新大陆。
无论哥伦布后来是否承认了自己的错误，其他人反正很快认识到了，于是急忙赶往这个新世界。在新发明的印刷机的帮助下，新世界的消息迅速传开。1507 年，一位德国制图师根据意大利探险家亚美利哥?韦斯普奇的名字给这块新大陆命名为亚美利加。由于这些地图以及韦斯普奇随之发表的关于南美的描述，这个名字流传开来。1508 年，西班牙国王费迪南多二世为韦斯普奇设立了新世界首席航海家一职。这一新职位所属的商局（Casa de Contratación ）成立于1503 年，不仅是为了给带回西班牙的货物征税，而且也是为了对返回的旅行者所带来的各种信息加以收集和分类，训练领航员和航海家，以及用从每一位返回的船长那里新收集到的信息不断更新原版地图。各种知识和技术诀窍汇集到塞维利亚，帮助西班牙建立了历史上**个“日不落”帝国。
面对西班牙和葡萄牙正在积累的领地和财富，其他国家也不甘心袖手旁观，遂纷纷加入竞争行列，尽管他们落后于古伊比利亚人一个世纪或更长时间。因此在一百年的时间里，几乎所有关于新世界的报道和样本都是经由西班牙和葡萄牙来到欧洲的，它们改变了欧洲人的动植物知识和地理学知识。很难想象从新世界大量涌入欧洲的材料有多少。新的植物、动物、矿物、药品以及关于新的民族、语言、思想、观察和现象的报道使旧世界目不暇接，难以消化。这是真正的“信息过剩”，它要求改变关于自然界的想法，用新方法对知识加以组织。由于发现了新的奇异生物，传统的动植物分类系统不再适用。由于发现人类的居住地几乎无处不在，那种古代观念遭到了驳斥，即世界被分为五个气候区，包括两个温带和三个因为过热或过冷而不适宜居住的区域。开发美洲和亚洲巨大的经济潜力需要新的科学技术。地理数据和航线记录催生了新的绘图技术，而在欧洲与新国度之间安全可靠地通航则需要改进导航、造船和军备。

第三章 月下世界

观测背景

希腊人开创了一项长远的事业：从物理和数学两方面解释天界的运动。这些运动要比今天大多数人所认为的更加复杂和有秩序。每个人都熟知天体的每日升落。天界的一切星体—太阳、月球、行星、恒星—每天升落一次，自东向西穿越天穹。天界的其他运动则要求更加耐心的观测。恒星之所以被称为“恒星”，是因为它们并不相对于彼此运动，而且每隔不到24 小时就会回到天空中的同一位置。这就意味着，每颗恒星每晚都比前一晚早升起来一段时间（约四分钟）；因此，你如果在每晚的同一时间观察天空，就会发现，诸星座每晚都会沿着巨大的圆弧缓慢运转；假如你在北半球，这些圆弧的圆心就是那颗永不移动的星—北极星，它位于小熊座的尾端。要想在夜晚的同一时刻看到恒星又回到原先的位置，就得等上一年。由此给人留下的印象是，恒星镶嵌在一个巨大的球壳上，该球壳每隔23小时56分钟绕地球旋转一周。
太阳运行得更慢一些，绕行一周需要整整24小时，这意味着它每天都要改变与恒星的相对位置，相对于恒星背景自西向东缓慢运行，需要一年时间才能回到同一颗星的附近。月球的运动与此类似，但要明显得多。它每晚比前一晚迟升起50分钟，因此你如果接连几晚在同一时间寻找它，就会发现它每晚都向东走了一段距离（不妨试试！）。29 天后，月球又回到了初始位置。行星的运行也大同小异，但路径更为曲折怪异，这强烈吸引着人们去寻求解释。在大多数时间里，行星就像太阳和月球一样，相对于恒星背景自西向东缓慢移动。但每隔一段时间，行星就会慢下来，停住不动，转而朝相反方向自东向西运行。这种现象被称为逆行。再过一段时间，行星再度停下来，掉转方向继续常规的运动。
古希腊人把太阳、月球、水星、金星、火星、木星和土星这七个看起来相对于固定的恒星背景移动的天体称为“行星”（意思是“漫游者”）。但行星不会漫游得太远，它们的运动局限在天上狭窄的黄道带中。黄道被分为等长的十二段，每一段都包含一个星座或“宫”，比如白羊座、金牛座、双子座等等。于是，随着诸行星相对于恒星背景作各自的运动，它们就好像沿着黄道带从一个宫运行到下一个宫。一个人所属的“宫”就是他出生那天太阳“所在”的黄道宫。我们很快会讨论更多有关占星学的内容。