23、实验天才

科学革命“使自基督教出现以来的一切都暗淡无光，文艺复兴和宗教改革也不过是中世纪基督教世界的插曲和内部更替而已”，英国历史学家赫伯特·巴特菲尔德在1949年出版的《现代科学的起源，1300—1800》中如是说。[2152]这代表了对“科学革命”的一种观点，即在1543年哥白尼有关太阳系的著作出版，和约144年之后1687年艾萨克·牛顿《自然哲学的数学原理》出版之间发生的改变，从根本上颠覆了我们对自然的理解，并且这种颠覆是永久性的。现代科学诞生了。亚里士多德式的世界观被淘汰，牛顿式观点取而代之。（牛顿的同代人，至少他们中的一些人，抱怨他毁掉了彩虹的浪漫，抹杀了人们对天使的需求。）朴素、渐进、精确的理性取代了中世纪模糊、随性、超自然的猜想。正如巴特菲尔德所坚持的，这是自伦理一神教出现以来最重大的思想转变。

这种观点在过去的25年受到攻击，而这种攻击与本书导论部分提及的、由约翰·梅纳德·凯恩斯首次公开讨论的牛顿某些文章的发现有相当大的关系。这些资料表明，除了物理和数学之外，牛顿长久着迷于炼金术和神学，尤其是《圣经》年代学。这使得一些现代学者，比如贝蒂·乔·多布斯和I.伯纳德·科恩，开始质疑，在这些爱好的影响下，牛顿和一些同代人是否拥有真正的现代思想。多布斯和科恩提醒我们，牛顿试图论证自然界“神圣活动”的规律，来证明“上帝的存在和天意的关怀”，因此他们对其思想上的转变是否果真如此深刻产生怀疑。他们同时指出，现代化学的产生是在牛顿之后很久的18世纪，因此认为，如果我们所说的科学“革命”是指“突然的、根本的和全面的”变革，那么这不能算作真正的科学革命。[2153]他们进一步指出，哥白尼私底下是一个“怯懦的保守派”，根本不具有革命性，17世纪世界上有将近十个“太阳中心论者”，开普勒则是一个“内心备受煎熬的神秘主义者”。这些“英雄”都不是冷静的理性主义者。因此我提醒读者，后文所论述的事件是饱受争议的。我将在本章的最后重新讨论这一点。

科学家认为，我们现在的生活是第二次科学革命带来的。第二次科学革命仅仅开始于一百多年前的19、20世纪之交，此时量子、基因和潜意识同时被发现。第一次科学革命起源于一系列类似的同时发生和同样重大的事件，它们是天体太阳中心说，万有引力的证实，对光、真空、气体、人体和微生物认识的重大进展。[2154]人们仍然无法完全明白为何这些进展会差不多同时发生。本身就是一场革命的新教无疑是其中的原因之一，因为它强调个人良知。宗教改革的其他影响之一是说服人们进行反思，如果如此众多且各异的人都相信他们受到神启，他们不可能全都正确。因此，很明显，神启一定经常出错。资本主义也是原因之一，因为它强调物质主义、金钱和利益，专注于计算。各行各业的不断精确化也发挥了重要作用。新大陆的发现及其与众不同的地理、植物和人文也是重要推动力。最后一个总体背景因素是1453年君士坦丁堡的覆灭，这切断了当时欧洲与古希腊文化及其带来的一切之间最后的联系。在此之前不久，西西里的书稿商和收藏家乔万尼·奥利斯帕仅在一次访问之后就带回了至少238本希腊手稿，将埃斯库罗斯、索福克勒斯和柏拉图介绍给西方人。[2155]

托比·赫夫也让人们注意欧洲之外的科学落后的原因。最晚到11世纪，穆斯林的中东拥有“成百上千”座图书馆，其中设拉子的一座图书馆据说多达360个房间。[2156]但是在伊斯兰教制度下，天文学家和数学家通常还扮演另一种叫作穆瓦奇特的角色，即清真寺中的计时员和历法计算员，因此他们很难产生新的想法，因为这些想法可能对信仰造成威胁。赫夫认为阿拉伯的天文学家知晓开普勒所知的一切，但从未仔细思考出太阳中心说体系。[2157]中国人和阿拉伯人没有发明等号（=），事实上中国人也相信实证调查可以完全解释物理现象。赫夫认为，13世纪欧洲学者与伊斯兰学者或中国学者数量相当，但后两种文明由于学术被国家或统治者中央集权化，没有形成系统的或共同的怀疑论，最终导致了文明的落后。20世纪的哲学家恩斯特·卡西尔在《符号形式的哲学》中也提出了相同的观点。他举例说，某些非洲部落中，“五”的意思实际上是“伸出一只手掌”，“六”的字面意思是“跳”，即跳到另一只手。在别处，数字与其描述的物体是不分开的：例如，“两条独木舟”与“两个椰子”就不一样，其他物体的计数方式也仅仅用“一”“二”“许多”来表示。卡西尔认为，在这样的体系下，数学不太可能有所突破而产生高等数学。[2158]

16世纪，了解天空是科学最重要的目标，这里的科学主要指物理学。在宗教社会，“人的全部命运和其他一切都与天体运动密不可分：天空统治着大地。因此，谁理解了天空是怎样运行的，谁就理解了地球上的一切”。[2159]科学革命的主要影响之一（到牛顿思想被接受的时候已经很明显）是天空并不统治大地。正如J.D.贝尔纳所说，当时的科学家开始意识到这个问题实际上并不很重要，这必然贬低了天空的地位。不管怎样，此时力学这门新的科学已被发现，并形成自己的数学体系，微分方程数学。这成为理论物理学的基础。

尼古拉·哥白尼是波兰人，他很幸运，有一个主教舅舅，深受舅舅重视，并由其资助在意大利接受教育。哥白尼大概受到了我们所说的过度教育：他学习了法律、医学、哲学和纯文学，对天文和航海也颇有研究。[2160]他对哥伦布的发现很着迷，但他即使加入哥伦布的船队，也不会成为一名优秀的航海家，因为哥白尼实际上是个不太合格的天文学家，他的观测结果错误百出。然而他的一次简单观察足以弥补这些缺点：他认为对天空的传统解释是混乱的。哥白尼坚信托勒密是错误的，因为他意识到，自然绝不像这个希腊人所认为的是自成的一系列复杂的“本轮”和“偏心圆”。哥白尼致力于研究这种混乱，以简化这种解释。他这样描述自己的方法：“当我投身于这个几乎无解的难题时，我终于意识到怎样才能用比传统更少和更简单的架构来解释它，如果一些假设（也被叫作公理）允许我这么做的话。它们的顺序是：1.并非所有的天体轨道都围绕一个中心。2.地球的中心不是宇宙的中心，只是重力和月球轨道的中心。3.所有天体以太阳为中心运转，因此太阳是宇宙的中心。4.日地距离与天空高度（即恒星高度）之比远小于地球半径与日地距离之比，因此相对于天空高度来说，日地距离是微乎其微的。”[2161]

众所周知，哥白尼否定了地球是宇宙中心这一说法，但从上述言论看来，还有两点也很突出。第一点，他只是重复了阿基米德两千年之前的思想。第二点在理论上的重要性不亚于对地球中心说的否定，他宣称，天空（天体的所在）比任何人想象的都远。这种观点令人震惊和不安，但与阿基米德不同，哥白尼的观点很快就被接受了。一个原因是，他进一步提出了符合人们观察经验的观点，即地球存在三种不同的运动。首先，地球每年围绕太阳旋转一大圈。其次，地球围绕地轴自转。再次，地球绕日旋转的角度是变化的。哥白尼认为，所有这些都表明，太阳表面上的运动不是始终如一的。某种程度上，这是哥白尼推理中最出色的部分：几百年来，人们都对两种现象困惑不已，即为何夏季长度与冬季不同，为何春秋分不发生在一年的中间，或二至的中间。真正的答案当