本書系“科學文化譯叢”之一，是科學思想史上的一部經(jīng)典著作，它在歷史研究中把“科學革命”一詞用作核心概念，從而使這個名稱廣泛流行起來。本書論述了14世紀到19世紀的科學思想史，以中世紀晚期的沖力理論為開端，闡述了現(xiàn)代科學的興起，描述了哥白尼、伽利略和培根等思想家在突破亞里士多德物理學方面作出的艱苦努力，并追溯了哈維、牛頓、玻意耳等科學家對其時代思維方式的影響。
毫無疑問，鑒于科學在西方文明史上所扮演的角色，科學史遲早會取得重要地位，無論是就其自身而言，還是就其作為溝通藝術(shù)與科學的橋梁而言。
以下是1948年我為劍橋科學史委員會所作的講演，希望它的出版能讓歷史學家對科學產(chǎn)生一點興趣，也能讓科學家對歷史產(chǎn)生一點興趣。此次修訂糾正了原有的一些錯誤，改變了一些判斷，若干改動反映了近年來的知識進展。
當然，我們無法設想“一般歷史學家”能夠自稱開啟了關(guān)于任何一門自然科學的最新發(fā)展問題的討論，但幸運的是，對于文理科的學生來說，這個對于教育的通常目的來說至關(guān)重要的領(lǐng)域本身更容易處理，事實上可能也更需要歷史學家的介入。那就是所謂的“科學革命”。它通常與16、17世紀相聯(lián)系，但我們可以沿著一條清楚明白的連續(xù)線索將其追溯到一個更早的時期。那場革命不僅推翻了中世紀科學的權(quán)威，而且推翻了古代科學的權(quán)威，最后不僅使經(jīng)院哲學黯然失色，而且摧毀了亞里士多德物理學。因此，它使基督教興起以來的所有事物相形見絀，使文藝復興和宗教改革降格為一些插曲，降格為僅僅是中世紀基督教世界體系內(nèi)部的一些移位。它在改變整個物理世界圖景和人類生活結(jié)構(gòu)本身的同時，也改變了人們慣常思想活動的特征（甚至在處理非物質(zhì)科學時也是如此），因此它作為現(xiàn)代世界和現(xiàn)代精神的真正起源顯得異常突出，以致我們對歐洲歷史的慣常分期已經(jīng)成為一種時代誤置（anachronism）和障礙。很少有領(lǐng)域能遇上這種偉大的時機，使我們能從近處看清楚一段特殊歷史變遷或思想發(fā)展的特殊一幕是如何產(chǎn)生的。
以下講演主要概述的正是歐洲歷史的這一時期。不過，我并非自詡要像展開長長的墻紙那樣把四個世紀的科學史展示出來，每篇講演的歷史敘事涵蓋多少面積，就按照百科全書編纂者和刪節(jié)者的方式把它分成多少個面積單位，而是必須找到關(guān)鍵變化的線索，把顯微鏡對準那些起中心作用的環(huán)節(jié)，比如發(fā)現(xiàn)在某一關(guān)頭必須解開的思想之結(jié)（intellectualknots）。我們特別要注意這樣一些情形，人們不僅解決了問題，而且在此過程中不得不改變心態(tài)，或者至少是在事后發(fā)現(xiàn)，問題的解決涉及他們思想進路的改變。
為了避免誤解和自相矛盾，我們在方法上需要注意兩點。首先，如果我們?nèi)匀粷M足于一種純粹傳記式的處理方式，特別是，如果我們的科學敘事是從一個大人物直接過渡到另一個大人物，那么這一主題就還沒有成為真正的歷史，而是像編年史和年代史那樣仍然處于較低的組織程度。由于對一群不大為人所知的科學工作者進行了更為細致的研究，過去的50年里出現(xiàn)了一些令人驚奇的事物，人們的判斷也發(fā)生了一些值得注意的轉(zhuǎn)變。其次，如果我們時而對15世紀的某個讓我們覺得有現(xiàn)代思想的人感興趣，時而又對16世紀的某個直覺到或預見到后來某種理論的人感興趣，就像在編制發(fā)明目錄或航海發(fā)現(xiàn)目錄，那么我們整個科學史的結(jié)構(gòu)就是無生命的，它的整個形狀也是扭曲的。事實已經(jīng)表明，了解早期科學家的失敗及其提出的錯誤假說，考察在特定時期似乎難以克服的特殊思想障礙，甚至是研究雖然走入了死胡同但對整體科學進步有影響的那些科學發(fā)展過程，似乎要更為有用。同樣，在這些講演中，我們可以嘗試考察所謂科學革命的各個方面；但如果我們只注意新的學說，只注意我們現(xiàn)在認為正確的那些觀點的產(chǎn)生，我們將無法衡量任何時候的成就。在任何情況下都必須對舊體系和將被推翻的科學類型做出生動的描述。
最后要指出的是，在一種更大的意義上，我們對科學史的研究必須從早期開始，進入到晚期（從16世紀的力學觀念進展到伽利略的觀念），這樣才能確切地了解一個大思想家是如何在當時的思想邊緣上工作，如何創(chuàng)造了一種新的綜合推理，或者如何完成了一條業(yè)已開始的發(fā)展線索。用20世紀的眼光或以現(xiàn)代方式來解讀伽利略是不夠的，只有了解了他所攻擊的體系，我們才能理解他的工作，除了敵人所說的東西，我們還必須對那個體系本身有所了解。無論如何，我們不僅要描述和解釋各種發(fā)現(xiàn)，而且要更深入地研究歷史過程，了解各種事件之間的關(guān)聯(lián)，竭力理解與我們想法不同的那些人的見解。如果我們認為過去的研究純粹是一種糟糕的科學，或者認為只有現(xiàn)代科學家的成就才值得重視，我們就不會取得進步。該主題本身處于這樣一個階段，歷史研究者若是關(guān)心什么思想活動能使這一階段前進到下一階段，則可以從中找到興趣和機會，文明通史研究者斷不能忽視這一如此重要的因素。作為研讀二手著作和考察古典文獻所引起的反思，以下各篇講演可能——如果不是以其優(yōu)點，至少也是以其缺點，說明了對歷史學家（以及科學家）觀點的需要。
赫伯特·巴特菲爾德
劍橋大學彼得豪斯學院
赫伯特·巴特菲爾德，英國著名歷史學家，基督教思想家，劍橋大學現(xiàn)代史欽定講座教授，20世紀“劍橋?qū)W派”的代表人物。主要著作有《歷史的輝格解釋》《基督教與歷史》《現(xiàn)代科學的起源》等。
張卜天，1979年生，中國科技大學物理學學士，北京大學科技哲學博士，現(xiàn)為中國科學院大學哲學系副教授。研究方向為西方中世紀和近代早期科學思想史。著有《質(zhì)的量化與運動的量化——14世紀經(jīng)院自然哲學的運動學初探》，“機械論的起源、演變及其問題研究”課題獲得2011年國家社會科學基金青年項目資助。主編“科學源流譯叢”“科學史譯叢”。主要譯有《大問題——簡明哲學導論》《韋洛克拉丁語教程》《世界圖景的機械化》《現(xiàn)代性的神學起源》《科學革命的編史學研究》等30余部著作。
第1章 沖力理論的歷史重要性
第2章 哥白尼的保守性
第3章 從古代到威廉·哈維的心臟研究
第4章 亞里士多德與托勒密的衰落
第5章 17世紀的實驗方法
第6章 培根和笛卡爾
第7章 科學革命對非機械論科學的影響
第8章 現(xiàn)代引力理論的歷史
第9章 向路易十四統(tǒng)治時期哲學運動的過渡
第10章 科學革命在西方文明史中的地位
第11章 化學中被推遲的科學革命
第12章 進步的觀念與進化的觀念
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索引
在中世紀晚期即已發(fā)生的一種特殊觀念發(fā)展構(gòu)成了朝著科學革命過渡的歷史中的第一幕。考慮到現(xiàn)代之初教師們的變遷，闡釋者只能惶恐不安地研究這個思想領(lǐng)域。歷史研究者還記得，包括伊拉斯謨（Erasmus）在內(nèi)的文藝復興時期的人文主義者常常抱怨他們在大學里不得不忍受那些枯燥的經(jīng)院哲學講座，并且嘲笑其詭辯和狡猾。有時他們會指明自己最反對的學說和講座的形式，由于他們特別提到了我們現(xiàn)在所關(guān)心的力學討論，對這一學說做出盡可能簡短的考察無疑是明智的。奇特的是，這些遭到鄙視的歷史經(jīng)院論述在現(xiàn)代思想的演進史上已經(jīng)獲得了顯著的關(guān)鍵位置。這些渴望找到現(xiàn)代力學科學之路的人之所以顯得在語言上過于生硬和狡猾，也許部分是因為缺乏數(shù)學，或者未能想到用數(shù)學方式來表述事物。
在過去的1500年里，在人類心靈面臨和需要克服的一切思想障礙中，我認為最令人驚異、影響最大的是與運動問題有關(guān)的障礙。這個障礙甚至連伽利略也幾乎解決不了，盡管在他之后不久，它便獲得了明確的解決形式，即每個學生都學過的經(jīng)過充分修正的所謂“慣性定律”（the law of inertia）。關(guān)于這個運動問題，亞里士多德（Aristotle）的學說是人類難以擺脫的，它牢牢控制著中世紀經(jīng)院思想，恰恰因為它與觀察和解釋非常吻合，亞里士多德體系本身是一項偉大的思想成就。不僅如此，它始終是至關(guān)重要的背景，直到伽利略時代或17世紀上半葉，它一直提供著主要議題。根據(jù)亞里士多德的理論，地上的一切重物都傾向于朝著宇宙中心作自然運動，在中世紀的思想家看來，宇宙中心就在地心或接近于地心；而沿其他任何方向的運動都是受迫運動，因為這與物體朝著其自然位置運動的一般傾向相抵觸。受迫運動依賴于推動者的操作，亞里士多德的慣性學說是一種關(guān)于靜止的學說——需要解釋的總是運動，而不是靜止。只要受迫運動存在，無論存在多久，都需要用某種東西來解釋。
這種觀點的本質(zhì)特征是斷言或假定，推動者與物體實際接觸多久，物體就運動多久。一旦推動者停止操作，運動便停止——物體豎直落地或突然靜止。此外，還有一個在今天看來似乎非常異端的論點。人們認為，只要物體所通過的介質(zhì)阻力保持恒定，則物體速度將與推動者持續(xù)施加的力成正比。推動者在給定時間內(nèi)所施加的恒力根本不會產(chǎn)生任何加速度，而是會產(chǎn)生勻速運動，在整個運動期間都是如此。另一方面，如果介質(zhì)阻力有任何變化，比如在空氣中和水中運動，那么只要其他因素不變，速度將與阻力成反比。如果阻力減小到零，速度將是無窮大；也就是說，如果運動在真空中發(fā)生，物體將會瞬時從一處移到另一處。正是出于這種荒謬性以及其他理由，亞里士多德主義者才認為完全的真空是不可能的，并說甚至連上帝也不可能創(chuàng)造出真空。
令人驚訝的是，這種理論及其各種競爭理論（甚至是在科學革命進程中取代它的那些理論）都建立在合乎常識的日常觀察資料基礎(chǔ)上。學者們已經(jīng)明確指出，認為亞里士多德主義者倘若能作更為仔細的觀察，就能把他們的慣性理論變成現(xiàn)代形式——即改成這樣的觀點：物體傾向于要么繼續(xù)保持靜止，要么繼續(xù)沿直線運動，直到某種東西介入使之停止或發(fā)生偏離——這種看法是不恰當?shù)�。僅僅通過更仔細的觀察是難以擺脫亞里士多德學說的，特別是如果你起步就已經(jīng)錯了，并且預先受到整個亞里士多德觀念體系的束縛，那么情況就更是如此。事實上，僅憑詳細記錄的觀察方法并不能發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代慣性定律，它需要一種不同的“思維帽”，需要科學家本人的心智發(fā)生一種轉(zhuǎn)換。因為我們實際上看不到日常物體在亞里士多德認為不可能存在的真空中作持續(xù)的直線運動，并且一直駛向他同樣認為不可能存在的無窮遠處。我們在現(xiàn)實生活中根本做不到讓完美的圓球在完全光滑的水平面上運動——這種設想只存在于伽利略的想象中。不僅如此，即使當他們已經(jīng)極為接近關(guān)于所謂位置運動（local motion）的真理時，事情也不能最終確定下來（事物并不能如此清晰干凈地顯示出來），直到他們完全意識到，他們實際上正在把問題轉(zhuǎn)移到一個不同領(lǐng)域。他們正在討論的并非我們在現(xiàn)實世界中實際觀察到的實際物體，而是在一個沒有阻力和引力的世界中運動的幾何物體，這些物體在亞里士多德認為不可思議的那個無邊無際的歐幾里得空間中運動。因此，我們最終不得不承認，這里有一個根本問題，僅僅通過在舊的觀念體系框架內(nèi)進行仔細觀察是不可能解決它的——這需要一種心理轉(zhuǎn)換。
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