新科學(xué)的誕生

15世紀(jì)中葉到17世紀(jì)中葉，近代科學(xué)以嶄新的面貌誕生于歐洲。除了在各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域中都取得了重大突破或長(zhǎng)足進(jìn)步之外，新科學(xué)還具有一些鮮明的特征。

在這個(gè)時(shí)期，科學(xué)與技術(shù)開(kāi)始緊密地結(jié)合起來(lái)。以前，哲學(xué)家(那時(shí)通稱從事腦力勞動(dòng)的人）與實(shí)踐者基本上是分離的。前者專注于思索真理而對(duì)日常生活中的問(wèn)題了解甚少；后者則通過(guò)觀察和試驗(yàn)逐漸地改進(jìn)技術(shù)，但并不關(guān)心探究其原理。而且，有學(xué)識(shí)的人往往總是鄙薄直接操作者的，對(duì)體力勞動(dòng)的偏見(jiàn)向來(lái)就是妨礙學(xué)術(shù)與實(shí)踐結(jié)合的思想障礙。中世紀(jì)的經(jīng)院哲學(xué)家把用腦的工作和創(chuàng)造視為"自由"的藝術(shù)，而把用手工改變物質(zhì)形態(tài)的工作和創(chuàng)造稱作"奴隸"的藝術(shù)。甚至在醫(yī)學(xué)界，要?jiǎng)邮值耐饪漆t(yī)生也比內(nèi)科醫(yī)生低一等，通常由理發(fā)師充任。因此，在研究者和操作者之間存在著很大的隔閡。

但在文藝復(fù)興時(shí)代，學(xué)者對(duì)實(shí)踐的輕視開(kāi)始得到扭轉(zhuǎn)，科學(xué)與技術(shù)二者的關(guān)系趨于緊密。從事實(shí)際操作的工匠的地位有所提高，他們的工作和創(chuàng)造受到學(xué)者的尊重。而學(xué)者們所發(fā)現(xiàn)的古代科學(xué)和技術(shù)的種種事實(shí)以及對(duì)這些事實(shí)所作的研究和發(fā)展，也為實(shí)際操作者提供了新的可能性。許多學(xué)者一反傳統(tǒng)，親自從事實(shí)際工作，從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和研究問(wèn)題，并由此而作出了不少重大發(fā)現(xiàn)，如維薩留斯、哈維等都是這樣。至于伽利略，更是一個(gè)集哲學(xué)家、技師和手工工匠于一身的新型科學(xué)家?？茖W(xué)知識(shí)對(duì)于實(shí)際操作者，也有了日顯重要的意義，如地圖繪制者需要地理和數(shù)學(xué)知識(shí)，航海者需要天文知識(shí)和測(cè)定方位的計(jì)算手段，技師和工程師需要更多的物理知識(shí)等等。這兩條途徑的緩慢融合，既促進(jìn)了近代科學(xué)的形成，也是其重要特征之一。

使科學(xué)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)結(jié)合的重要外部條件是近代前期一系列新的生產(chǎn)部門的產(chǎn)生以及人們對(duì)未知世界探索的擴(kuò)大和深入。在這個(gè)過(guò)程中，出現(xiàn)了許許多多需要解決的實(shí)際問(wèn)題，這種需要推動(dòng)學(xué)者們走上了尋找解決辦法的道路。工業(yè)和工程中的技術(shù)進(jìn)步，刺激了相應(yīng)學(xué)科的發(fā)展或?yàn)槠涞於ɑA(chǔ)，而學(xué)者們?nèi)〉玫难芯砍晒旨涌炝思夹g(shù)的進(jìn)步。

實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)的結(jié)合成為基本的研究方法，是近代科學(xué)的又一特征。中世紀(jì)后期，古代著作的重新發(fā)現(xiàn)，使人們接受了古代學(xué)者對(duì)自然界活動(dòng)的解釋，亞里士多德的見(jiàn)解受到尊重和推崇。雖然也有一些學(xué)者能夠進(jìn)行獨(dú)立的觀察，但他們?cè)诮忉層^察結(jié)果時(shí)，仍依賴于古人的論述。在倫敦和巴黎的大學(xué)中，逐漸產(chǎn)生了懷疑和探討的精神，但由于受當(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)水平所限，人們尚不能發(fā)展這一趨勢(shì)。

文藝復(fù)興使歐洲獲得了古代亞歷山大里亞的數(shù)學(xué)；而在1543年，歐洲人重新發(fā)現(xiàn)了阿基米德——他的部分著作的拉丁文譯本在這一年印刷發(fā)行。阿基米德可以被認(rèn)為是最具有真正科學(xué)精神的古代學(xué)者，因?yàn)閬喞锸慷嗟轮饕沁\(yùn)用推理和演繹方法來(lái)探討問(wèn)題，而阿基米德則精于幾何并長(zhǎng)于實(shí)驗(yàn)。

在此之前，達(dá).芬奇憑直覺(jué)悟出了與阿基米德相同的科學(xué)方法。他認(rèn)為，科學(xué)開(kāi)始于觀察，產(chǎn)生于實(shí)驗(yàn)，而運(yùn)用數(shù)學(xué)的推理，則可以達(dá)到更大的確實(shí)性。不過(guò)他的觀點(diǎn)在當(dāng)時(shí)還未能產(chǎn)生重大影響。

從16世紀(jì)中葉開(kāi)始，一些最卓越的學(xué)者一反唯古代學(xué)者是從的風(fēng)氣，將觀察和實(shí)驗(yàn)作為自己研究工作的基礎(chǔ)。而到17世紀(jì)，人們已經(jīng)能夠把觀察和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果加以量化，把已知的科學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)問(wèn)題。

作為觀察和實(shí)驗(yàn)的手段，大量科學(xué)儀器相繼出現(xiàn)并逐步完善。這既是近代科學(xué)進(jìn)步的一個(gè)標(biāo)志，又極大地推動(dòng)了它的發(fā)展。例如，望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的發(fā)明，使人們獲得了認(rèn)識(shí)宏觀世界和微觀世界的強(qiáng)有力手段?？梢韵胂?，如果沒(méi)有望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)的一系列突破是不可能的；如果沒(méi)有顯微鏡，生物學(xué)的進(jìn)展也是不可能的。另一方面，望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡出現(xiàn)之初肯定是有缺陷的，因?yàn)樵S多重要的光學(xué)原理還沒(méi)有被人認(rèn)識(shí)。但在望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，光學(xué)科學(xué)逐漸發(fā)展，儀器本身也得到進(jìn)一步的完善。

數(shù)學(xué)方法也具有越來(lái)越重要的意義，因?yàn)閮H僅有觀察和實(shí)驗(yàn)是不夠的。15世紀(jì)和16世紀(jì)初，有不少重要的發(fā)展趨勢(shì)，由于缺乏數(shù)學(xué)而陷于停頓。而那些最先直接運(yùn)用數(shù)學(xué)和幾何方法的科學(xué)領(lǐng)域如天文學(xué)、力學(xué)、光學(xué)等，在近代之初取得了特別顯著的進(jìn)步。例如，天文學(xué)家第谷所作的無(wú)與倫比的觀察，在經(jīng)過(guò)刻卜勒用數(shù)學(xué)方法加工之后，便實(shí)現(xiàn)了天文學(xué)的革命性發(fā)展。同樣，后來(lái)引力問(wèn)題的解決，在很大程度上應(yīng)歸功于笛卡爾的解析幾何以及牛頓和萊布尼茨的微積分。

科學(xué)進(jìn)步的要求，促進(jìn)了數(shù)學(xué)的發(fā)展，于是，算術(shù)和代數(shù)具有了近代的外貌。用字母代表數(shù)字的方法由維埃特系統(tǒng)地引入；代表分?jǐn)?shù)的十進(jìn)制被斯蒂文所使用；各種符號(hào)逐漸完善和普及；對(duì)數(shù)方法作為科學(xué)研究的重要計(jì)算工具而由納皮爾發(fā)明。而到笛卡爾時(shí)期，代數(shù)方法與幾何方法互相融合，解析幾何發(fā)展起來(lái)，從而在精密科學(xué)的進(jìn)步中邁出了巨大的一步。

這一時(shí)期，科學(xué)方法論也漸趨成熟。在近代科學(xué)中，一般科學(xué)方法的問(wèn)題日顯重要。16世紀(jì)以來(lái)，對(duì)亞里士多德及其當(dāng)代追隨者的批評(píng)，日漸增多并趨于激烈。在這一背景下，弗蘭西斯.培根和勒內(nèi).笛卡爾在科學(xué)方法論問(wèn)題上，進(jìn)行了深入思考并提出了系統(tǒng)見(jiàn)解。他們的思想對(duì)近代科學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

弗蘭西斯.培根(1561-1626年）是英國(guó)政治家、哲學(xué)家，曾擔(dān)任過(guò)總檢察長(zhǎng)、掌璽大臣兼上議院議長(zhǎng)，但他在歷史上的最大貢獻(xiàn)就是大聲疾呼提倡新的科學(xué)方法。

培根認(rèn)為，古希臘早期的哲學(xué)家曾循著正確的道路建立了探索的方針，但后來(lái)亞里士多德卻把科學(xué)引向了對(duì)終極原因的研究，而這個(gè)問(wèn)題應(yīng)屬哲學(xué)范疇，與科學(xué)卻無(wú)關(guān)。中世紀(jì)的那些學(xué)者把自己局限于少數(shù)古代作家的論述上，用有限的材料編織出復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，致使科學(xué)的進(jìn)展微乎其微。培根否定亞里士多德的"三段論"演繹推理模式，主張采用批評(píng)的歸納方法。他確信，采用古代的方法不可能獲得任何新東西，應(yīng)該使經(jīng)驗(yàn)和理論結(jié)合，通過(guò)觀察、歸納、發(fā)現(xiàn)真理這一過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)科學(xué)的進(jìn)步。在他看來(lái)，只要記錄下一切可以得到的事實(shí)，進(jìn)行一切可能的觀察和實(shí)驗(yàn)，并把結(jié)果匯集、歸納起來(lái)，編制成實(shí)際數(shù)據(jù)的巨大表格，就能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象之間的聯(lián)系，找到表達(dá)這些聯(lián)系的法則。他認(rèn)為，他的新方法旨在使科學(xué)脫離迄今為止只是對(duì)現(xiàn)象的討論上，而達(dá)到一個(gè)較高的水平。

培根是新科學(xué)的鼓吹者，但他的歸納法也有缺陷，即忽視了洞察力、想象、假設(shè)等在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)發(fā)展中的作用。在具體的科學(xué)問(wèn)題上，他也不是專家，而且還曾發(fā)表過(guò)一些錯(cuò)誤的意見(jiàn)。然而，作為科學(xué)方法論的首創(chuàng)者之一，在經(jīng)院哲學(xué)已經(jīng)過(guò)時(shí)且不能增進(jìn)人類對(duì)自然的認(rèn)識(shí)、科學(xué)的發(fā)展迫切需要新的方法之時(shí)，培根提出了適應(yīng)時(shí)代要求的新方法，指出了一條能夠更廣泛、更正確地認(rèn)識(shí)自然界的道路，從而推動(dòng)了新科學(xué)的形成。

培根的思想在他那個(gè)時(shí)代極大地活躍了人們的精神，激勵(lì)人們?nèi)ヌ剿髯匀?。還在17世紀(jì)上半期，他的著作就被譯成其他歐洲文字，其影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了英國(guó)。

勒內(nèi).笛卡爾(1596-1650年）是法國(guó)科學(xué)家和哲學(xué)家，出生于貴族家庭。他以自己精深的思想體系和在各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域中的廣博知識(shí)，而成為17世紀(jì)科學(xué)和思想方面的偉人。

笛卡爾和培根一樣，也是科學(xué)方法論的創(chuàng)始人之一。青年時(shí)代，他曾有10年時(shí)間在歐洲各地游歷，在世界這本大書(shū)中學(xué)習(xí)，并由此而奠定了自己科學(xué)思想的基礎(chǔ)。在《論世界》一書(shū)的序言中，他闡述了科學(xué)方法論問(wèn)題，創(chuàng)造性地發(fā)展了演繹法，強(qiáng)調(diào)哲學(xué)對(duì)于科學(xué)的指導(dǎo)意義，并把數(shù)學(xué)視為全部方法論的核心。1637年出版的《方法談》一書(shū)篇幅不大，但在哲學(xué)和科學(xué)思想方面的影響卻極為深遠(yuǎn)。在這本書(shū)的自傳部分，他回顧了他是如何意識(shí)到自己年輕時(shí)所學(xué)的科學(xué)實(shí)際上沒(méi)有教給他任何東西，因?yàn)楦鞣N觀點(diǎn)往往只是習(xí)慣和傳統(tǒng)的結(jié)果；他是怎樣經(jīng)過(guò)苦苦思索之后，決定擺脫一切源自古代世界的觀念和學(xué)說(shuō)，懷疑一切和重新思考一切的。笛卡爾提出了4項(xiàng)方法原則：在通過(guò)明顯的事實(shí)樹(shù)立確信之前，對(duì)一切公認(rèn)的觀念和意見(jiàn)必須懷疑；對(duì)于研究中的難點(diǎn)進(jìn)行分析，以找出與須解決的問(wèn)題確實(shí)有關(guān)的東西，并盡量縮減為最簡(jiǎn)單的材料；從最簡(jiǎn)單、最容易理解的對(duì)象開(kāi)始，逐漸達(dá)到更復(fù)雜的知識(shí)；概括推理的各個(gè)環(huán)節(jié)，以避免遺漏。他論述了自己觀點(diǎn)的哲學(xué)基礎(chǔ)，認(rèn)為自然科學(xué)必須以現(xiàn)實(shí)世界的絕對(duì)確實(shí)性為基礎(chǔ)，懷疑的方法應(yīng)被普遍采用，懷疑即是思想，正在懷疑的我一定存在，除此之外沒(méi)有任何別的立足點(diǎn)。

笛卡爾強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)在科學(xué)中的作用。他認(rèn)為，唯一正確的方法是依靠數(shù)學(xué)上的推理和抽象；通過(guò)清晰的思考，可以發(fā)現(xiàn)理性上能夠認(rèn)識(shí)的任何事物。因此，實(shí)驗(yàn)在笛卡爾的體系中只處于從屬的位置，只是演繹推理的輔助手段。

在稍后出版的《哲學(xué)原理》中，他重述了自己的基本思想，并按照單一的機(jī)械學(xué)原理的體系邏輯地描述了物理學(xué)、化學(xué)、生理學(xué)方面的各種現(xiàn)象。他把解釋這些現(xiàn)象時(shí)使用的機(jī)械學(xué)詞匯與幾何學(xué)概念聯(lián)系起來(lái)，并利用假說(shuō)進(jìn)行概括，為科學(xué)理論的研究開(kāi)辟了新途徑。

笛卡爾在17世紀(jì)獲得了眾多的追隨者。他的科學(xué)思想之得到傳播的意義在于，理性的思索和判斷被廣泛接受，一切傳統(tǒng)和權(quán)威都必須接受理性的檢查。笛卡爾的貢獻(xiàn)使科學(xué)的方法論的或哲學(xué)的基礎(chǔ)發(fā)生了重大的變化。

科學(xué)組織的建立和科學(xué)交流的開(kāi)展，體現(xiàn)了時(shí)代的精神，也是近代科學(xué)的標(biāo)志之一。

弗蘭西斯.培根十分強(qiáng)調(diào)科學(xué)機(jī)構(gòu)和科學(xué)團(tuán)體的作用，他認(rèn)為這類組織將以群體的研究為特征，具有更高的效率。在《新大西島》一書(shū)中，他設(shè)計(jì)了一個(gè)科學(xué)家的合作團(tuán)體。他在這方面的見(jiàn)解對(duì)后來(lái)英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的成立產(chǎn)生了直接影響。

16世紀(jì)時(shí)，在一些歐洲國(guó)家流行的文學(xué)俱樂(lè)部和討論哲學(xué)問(wèn)題的團(tuán)體，成為科學(xué)學(xué)會(huì)的雛型，因?yàn)楫?dāng)時(shí)許多科學(xué)家都利用這些組織的活動(dòng)作為相互交流和探討的形式。在這里，他們進(jìn)行接觸，建立聯(lián)系，互相傳閱和議論有關(guān)科學(xué)界信息和動(dòng)態(tài)的材料和信件，介紹各自進(jìn)行的研究工作。16世紀(jì)末，在意大利已有100多個(gè)交流會(huì)性質(zhì)的組織。

最早的科學(xué)團(tuán)體是羅馬的山貓學(xué)會(huì)，它從1600年開(kāi)始活動(dòng)，直至1657年。該團(tuán)體的參加者經(jīng)常聚會(huì)，并努力嘗試建立自己的博物館、圖書(shū)館、實(shí)驗(yàn)室、植物園和印刷所。伽利略也是這個(gè)學(xué)會(huì)的成員，他曾向?qū)W會(huì)贈(zèng)送了一架自己制作的顯微鏡，并由學(xué)會(huì)出版了他的某些著作。

1622年，德國(guó)生物學(xué)家約阿希姆.榮吉烏斯(1587-1657年）組建了一個(gè)旨在促進(jìn)和傳播自然科學(xué)并將其建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)會(huì)。雖然它的活動(dòng)時(shí)間不長(zhǎng)，但卻是德國(guó)科學(xué)社團(tuán)歷史的開(kāi)端。

約在17世紀(jì)40年代，意大利的美迪奇家族創(chuàng)辦了一個(gè)裝備完善的實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)常有各方面的學(xué)者在這里進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并探討學(xué)術(shù)問(wèn)題。數(shù)年之后，由伽利略的學(xué)生維維安尼(1622-1713年）和托里拆利(1608-1647年）在佛羅倫薩建立了受美迪奇家族資助的西芒托學(xué)院。有不少歐洲著名的科學(xué)家是這個(gè)學(xué)院的成員，他們?cè)谶@里做了一系列重要實(shí)驗(yàn)，研制了許多在當(dāng)時(shí)堪稱一流的科學(xué)儀器。

英國(guó)皇家學(xué)會(huì)是從17世紀(jì)40年代一批追隨弗蘭西斯.培根的實(shí)驗(yàn)哲學(xué)的科學(xué)家每周舉行的聚會(huì)發(fā)展而來(lái)的，法蘭西科學(xué)院也是以一群巴黎的學(xué)者所舉行的非正式聚會(huì)為基礎(chǔ)的。那時(shí)，在梅森(1588-1648年）的寓所，經(jīng)常有人在一起討論科學(xué)問(wèn)題，提出研究方案，后來(lái)聚會(huì)變得定期化，并最終于1666年演變而成為法蘭西科學(xué)院。

印刷出版業(yè)的發(fā)展，極大地改變了科學(xué)交流的條件。以前，科學(xué)知識(shí)和研究成果，基本上都是以口頭方式傳播的。隨著近代科學(xué)以一種普遍運(yùn)動(dòng)的形式出現(xiàn)，信息的交流日顯重要；定期學(xué)術(shù)刊物和有關(guān)學(xué)術(shù)著作的出版，使科學(xué)成果能很快地得到傳播和核實(shí)。法國(guó)和英國(guó)的國(guó)家科學(xué)機(jī)構(gòu)，都設(shè)有正式刊物以發(fā)表其成員的科學(xué)研究成果。

17世紀(jì)上半期，科學(xué)家之間的通信聯(lián)系，也在學(xué)術(shù)交流中發(fā)揮了重要作用。法國(guó)學(xué)者梅森致力于建立一個(gè)歐洲科學(xué)家的聯(lián)系中心，親自處理科學(xué)家之間的通信，幫助他們溝通和交流。他的活動(dòng)實(shí)際上創(chuàng)立了當(dāng)時(shí)歐洲最重要的科學(xué)信息交流系統(tǒng)。