《牛津通識讀本》叢書新品《科學(xué)革命》，帶你重返哥白尼、伽利略、牛頓的時(shí)代
科學(xué)史家、美國教學(xué)公司“名課”（TheGreatCourses，美國的“百家講壇”）主講人勞倫斯·普林西比著
勾勒科學(xué)革命的精彩面相，破除科學(xué)史上的迷霧
《科學(xué)的歷程》作者、北京大學(xué)科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)研究中心主任吳國盛推薦
本書簡介：
16和17世紀(jì)，人們對自然世界展開狂熱探索，是為“科學(xué)革命”時(shí)期�；蚴浅鲇谧诮虩崆�，或是出于實(shí)際需求，或是出于名與利的前景，或是僅僅出于求知的欲望，各色思想者和實(shí)干家探究并重新審視著身邊的世界。哥白尼、伽利略、牛頓，這些人類整個(gè)科學(xué)史上最為耀眼的星辰，以及其他許多雖無盛名卻同樣重要的名字，不停地給出、拋棄、再給出各種解釋體系。
在《科學(xué)革命》這本極簡介紹中，勞倫斯·普林西比探索了科學(xué)革命時(shí)期天體科學(xué)、地球科學(xué)、物質(zhì)與運(yùn)動(dòng)科學(xué)以及生命科學(xué)領(lǐng)域激動(dòng)人心的革新與發(fā)展。在敘述中，作者采用了歷史人物本身的視角，突出強(qiáng)調(diào)了他們的背景、環(huán)境、推理與動(dòng)機(jī)，破除了科學(xué)史上的種種陳腐迷霧。
作者簡介：
勞倫斯·普林西比，美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)科學(xué)技術(shù)史系和化學(xué)系教授。主要研究早期化學(xué)史、煉金術(shù)史。由于對科學(xué)史研究的卓越貢獻(xiàn)，被授予培根獎(jiǎng)?wù)隆Ａ碇小痘鹬性囼?yàn)煉金術(shù)：斯塔基、玻意耳以及海爾蒙特派化學(xué)家的命運(yùn)》（2002，與W.R.紐曼合著）、《雄心勃勃的煉金術(shù)士：羅伯特·玻意耳和他的煉金術(shù)探索》（1998）。
目錄：
引言
第一章新世界和舊世界
第二章關(guān)聯(lián)的世界
第三章月上世界
第四章月下世界
第五章小宇宙和生命世界
第六章科學(xué)世界的建立
尾聲
索引
英文原文
前言序言
吳國盛
自柯瓦雷創(chuàng)造“科學(xué)革命”這個(gè)概念以概括16、17世紀(jì)歐洲思想所發(fā)生的激進(jìn)變革以來，它成了科學(xué)史家們最熱切關(guān)注的中心話題。圍繞這個(gè)話題，70年來產(chǎn)生了多種不同的編史綱領(lǐng)、數(shù)以百計(jì)的專門著作和幾代優(yōu)秀的科學(xué)史家。事實(shí)上，正是這個(gè)主題培育并造就了科學(xué)史學(xué)科的獨(dú)特范式。我們或許可以說，時(shí)至今日，一個(gè)不深入了解“科學(xué)革命”的科學(xué)史家，不是一個(gè)合格的科學(xué)史家；一個(gè)科學(xué)史的入門初學(xué)者，最好是先讀關(guān)于“科學(xué)革命”的著作。
然而，“科學(xué)革命”主題已經(jīng)嚴(yán)重發(fā)散，正像本書作者在引言中所說：“如果問10 位科學(xué)史家科學(xué)革命的實(shí)質(zhì)、時(shí)間段和影響是什么，你可能會(huì)得到15 種回答。”甚至，序言
吳國盛
自柯瓦雷創(chuàng)造“科學(xué)革命”這個(gè)概念以概括16、17世紀(jì)歐洲思想所發(fā)生的激進(jìn)變革以來，它成了科學(xué)史家們最熱切關(guān)注的中心話題。圍繞這個(gè)話題，70年來產(chǎn)生了多種不同的編史綱領(lǐng)、數(shù)以百計(jì)的專門著作和幾代優(yōu)秀的科學(xué)史家。事實(shí)上，正是這個(gè)主題培育并造就了科學(xué)史學(xué)科的獨(dú)特范式。我們或許可以說，時(shí)至今日，一個(gè)不深入了解“科學(xué)革命”的科學(xué)史家，不是一個(gè)合格的科學(xué)史家；一個(gè)科學(xué)史的入門初學(xué)者，最好是先讀關(guān)于“科學(xué)革命”的著作。
然而，“科學(xué)革命”主題已經(jīng)嚴(yán)重發(fā)散，正像本書作者在引言中所說：“如果問10位科學(xué)史家科學(xué)革命的實(shí)質(zhì)、時(shí)間段和影響是什么，你可能會(huì)得到15種回答�！鄙踔�，像夏平這樣的科學(xué)史家根本否認(rèn)存在什么“科學(xué)革命”。在這種眾說紛紜、莫衷一是的情況下，對專業(yè)科學(xué)史家來說，應(yīng)該去比較各家的觀點(diǎn)和論據(jù)，去研究關(guān)于科學(xué)革命的種種編史學(xué)；而對初學(xué)者來說，則需要一本權(quán)威性的綜合著作，總結(jié)各方觀點(diǎn)的合理之處，講述一個(gè)主題鮮明的歷史故事。所幸的是，本書就是這樣的著作。
作者勞倫斯普林西比（LawrencePrincipe）是約翰斯霍普金斯大學(xué)科學(xué)技術(shù)史系和化學(xué)系雙聘講席教授，1983年畢業(yè)于特拉華大學(xué)，獲化學(xué)和文科雙學(xué)士學(xué)位，1988年獲印第安納大學(xué)有機(jī)化學(xué)博士學(xué)位，同年進(jìn)入約翰斯霍普金斯大學(xué)化學(xué)系任教，1996年獲約翰斯霍普金斯大學(xué)科學(xué)史博士學(xué)位。他的主要研究方向是近代早期化學(xué)史，特別是煉金術(shù)與化學(xué)的關(guān)系史。普林西比不僅是一位優(yōu)秀的職業(yè)科學(xué)史家，而且還是一位杰出的教師，很擅長用簡明通俗的語言條理分明地講述歷史。他曾獲得卡內(nèi)基基金會(huì)、鄧普頓基金會(huì)以及約翰斯霍普金斯大學(xué)多次頒發(fā)的教學(xué)大獎(jiǎng)。美國教學(xué)公司（TheTeachingCompany）從上世紀(jì)90年代開始組織全美名師錄制“名課”（TheGreatCourses），其中的“從古代到1700年的科學(xué)史”（HistoryofScience:Antiquityto1700）即由普林西比講授。
按照天界、地界、生命界、人工界的順序，本書既討論了天文學(xué)—力學(xué)—物理學(xué)這個(gè)科學(xué)革命敘事的傳統(tǒng)線索，也討論了占星術(shù)—煉金術(shù)—赫爾墨斯主義等化學(xué)論的敘事線索，還把解剖學(xué)—醫(yī)學(xué)—植物和動(dòng)物博物學(xué)也納入科學(xué)革命的范疇中。這種種線索的并存并沒有損害全書鮮明的主題。作者把科學(xué)革命時(shí)期（大約從1500—1700年）通過錯(cuò)綜復(fù)雜的連續(xù)漸變造成的最大斷裂總結(jié)為，一個(gè)處處關(guān)聯(lián)的、充滿意義的、隱含神圣設(shè)計(jì)和無聲隱喻的世界被徹底瓦解，具有寬廣視野和多面經(jīng)驗(yàn)的自然哲學(xué)家，被專業(yè)化、分科化的技術(shù)科學(xué)家所取代。革命之前的“關(guān)聯(lián)宇宙論”一直或多或少地存在于革命的全過程中，它可以幫助我們理解為什么開普勒、玻意耳、牛頓等人始終堅(jiān)持認(rèn)識自然就是認(rèn)識上帝，自然哲學(xué)是神學(xué)的分支，宗教才是研究自然的原動(dòng)力；為什么牛頓會(huì)熱衷于研究煉金術(shù)和圣經(jīng)年代學(xué)，并且相信摩西等古代哲人早就知道萬有引力定律；為什么第谷在天堡里同時(shí)進(jìn)行天文觀測和煉金術(shù)（他稱之為“地界天文學(xué)”）的工作。甚至機(jī)械自然觀的出現(xiàn)，也應(yīng)該從“關(guān)聯(lián)宇宙論”與人類日益增加的技術(shù)能力的共同背景下加以理解。
以寥寥數(shù)萬字的篇幅，把近幾十年發(fā)掘出來的如此之多的線索組織起來，并且提煉出鮮明的科學(xué)革命形象，這是本書的最大長處和特色。我相信，多年來深受實(shí)證主義及輝格式科學(xué)史影響的中國讀者，讀讀本書，會(huì)有眼前一亮的感覺。
以寥寥數(shù)萬字的篇幅，把近幾十年發(fā)掘出來的如此之多的線索組織起來，并且提煉出鮮明的科學(xué)革命形象，這是本書的最大長處和特色。我相信，多年來深受實(shí)證主義及輝格式科學(xué)史影響的中國讀者，讀讀本書，會(huì)有眼前一亮的感覺。
——北京大學(xué)科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)研究中心主任吳國盛
引言
1664年底，天空中出現(xiàn)了一顆明亮的彗星。西班牙人最先注意到了它，但接下來幾周，這顆彗星變得越來越大、越來越亮，全歐洲都把目光投向了這一天象奇觀。在意大利、法國、德國、英格蘭、荷蘭等地，甚至是歐洲在美洲和亞洲新近占領(lǐng)的殖民地和偏遠(yuǎn)地區(qū)，觀測者們都在追蹤和記錄這顆彗星的運(yùn)動(dòng)和變化。一些人做了認(rèn)真測量，爭論著彗星的大小和距離以及在天空中的軌道是直還是曲。一些人用肉眼觀察它，另一些人則用剛剛問世60年左右的望遠(yuǎn)鏡之類的儀器進(jìn)行觀測。一些人試圖預(yù)言它對地球、天氣、空氣質(zhì)量、人的健康、人類事務(wù)和國家命運(yùn)的影響。一些人視之為檢驗(yàn)新天文學(xué)思想的良機(jī)，另一些人則視之為神的預(yù)兆（不論好壞）。印刷的小冊子層出不窮，新的自然現(xiàn)象類期刊雜志刊登了論文和爭論，人們在宮廷和學(xué)院、咖啡館和小酒館討論它，相距遙遠(yuǎn)的觀察者頻繁通信，交換著豐富的思想和數(shù)據(jù)，編織出超越政治和信仰的交流網(wǎng)絡(luò)。全歐洲都在注視著這一自然奇觀，力圖理解它并從中受益。
1664至1665年的這顆彗星僅僅是一個(gè)例子，表明17世紀(jì)的歐洲人不僅交流密切，而且密切關(guān)注他們周圍的自然界并與之互動(dòng)。透過不斷改進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡，他們看到了廣袤的新世界—意想不到的木星衛(wèi)星、土星光環(huán)和無數(shù)新的恒星。透過同樣新近發(fā)明的顯微鏡，他們看到了蜜蜂螫針的精細(xì)結(jié)構(gòu)、放大到狗的尺寸的跳蚤，發(fā)現(xiàn)醋、血液、水和精液中居然還存在著一群從未想到的“微動(dòng)物”。利用解剖刀，他們揭示出植物、動(dòng)物和人的內(nèi)部運(yùn)作方式；借助火，他們把自然物分解成化學(xué)組分，將已知物質(zhì)結(jié)合成新物質(zhì)；依靠船舶，他們駛向新的陸地，帶回關(guān)于新的植物、動(dòng)物、礦物和民族的新奇樣本和報(bào)告。他們設(shè)計(jì)出新體系來解釋和組織世界，復(fù)興古代體系，就彼此的優(yōu)勢展開無休止的爭論。他們尋找隱藏在世界背后的原因、意義和寓意，追溯上帝的創(chuàng)造與維持之手的蹤跡，試圖借助新技術(shù)和隱秘的古代知識來控制、改進(jìn)和開發(fā)他們所遭遇的世界。
科學(xué)革命—大約從1500年到1700年—是科學(xué)史上討論最多的、最重要的時(shí)期。如果問10位科學(xué)史家科學(xué)革命的實(shí)質(zhì)、時(shí)間段和影響是什么，你可能會(huì)得到15種回答。一些人把科學(xué)革命看成與中世紀(jì)世界的截然斷裂，正是在科學(xué)革命時(shí)期，我們所有人（至少是歐洲人）變成了“現(xiàn)代的”。在這種觀點(diǎn)看來，16、17世紀(jì)的確是革命性的。另一些人則試圖把科學(xué)革命變成一個(gè)無效的事件，僅僅將其視為回顧歷史時(shí)所產(chǎn)生的一種幻覺。不過，如今更多謹(jǐn)慎的學(xué)者認(rèn)識到，雖然中世紀(jì)與科學(xué)革命之間存在著許多重要的連續(xù)性，但這并不能否認(rèn)16、17世紀(jì)以令人震驚的重要方式利用和改造了中世紀(jì)的遺產(chǎn)。事實(shí)上，“科學(xué)革命”（現(xiàn)在更多被稱為“近代早期”）兼具連續(xù)與變化的特征。這一時(shí)期就自然界發(fā)問的人明顯增多，他們設(shè)計(jì)了新的途徑對這些問題給出了大量新的回答。本書描述了近代早期思想家對周圍世界的設(shè)想、研究、發(fā)現(xiàn)以及這一切對他們的意義，討論了他們?nèi)绾螢榻茖W(xué)的知識和方法奠定了基礎(chǔ)，如何努力解決至今仍然困擾我們的問題，如何精心打造了充滿美和希望的豐富世界，這樣的世界我們常常忘記如何去觀察。
第一章新世界和舊世界
航海大發(fā)現(xiàn)
一張圖片勝過千言萬語，事實(shí)證明，繪制插圖的能力特別重要，因?yàn)樾缕娴膱?bào)告和事物很快就會(huì)涌入歐洲。這些信息來自歐洲人直接接觸的新土地。第一個(gè)來源是亞洲和撒哈拉以南的非洲地區(qū)。由于葡萄牙人試圖開辟與印度的貿(mào)易航線，以便繞過控制了陸路和地中海航線的中間商（主要是威尼斯人和阿拉伯人），遂使歐洲人接觸到了這些地區(qū)。15世紀(jì)初，葡萄牙王子、航海家亨利（1394—1460）開始派遠(yuǎn)征隊(duì)沿西非海岸探險(xiǎn)，與撒哈拉以南非洲地區(qū)的商人建立了直接聯(lián)系。葡萄牙水手進(jìn)一步南下，最終于1488年繞過好望角，其最高潮是達(dá)伽馬于1497至1498年成功遠(yuǎn)航至印度進(jìn)行貿(mào)易。葡萄牙人沿途建立了貿(mào)易前哨，其中許多地區(qū)直到20世紀(jì)中葉仍為葡萄牙所擁有，他們最終將其常規(guī)航線延伸到中國，將香料、寶石、黃金、瓷器等奢侈品運(yùn)回歐洲，還帶回了關(guān)于遙遠(yuǎn)國度、奇異生物和未知民族的報(bào)道。
歐洲視野的這種拓寬并非在文藝復(fù)興時(shí)期遽然開始。中世紀(jì)為文藝復(fù)興時(shí)代的航海奠定了基礎(chǔ)。事實(shí)上，向東的航行早在13世紀(jì)就已出現(xiàn)，卻因14世紀(jì)亞洲的政治動(dòng)蕩而被迫中斷，到了15世紀(jì)又被恢復(fù)。中世紀(jì)的旅行者往往是13世紀(jì)兩個(gè)新修會(huì)—多明我會(huì)和方濟(jì)各會(huì)—的成員，他們開始到遙遠(yuǎn)的地方傳教和從事外交活動(dòng)，這種使命我們直到現(xiàn)在才有所認(rèn)識。他們在亞洲建立了宗教場所，從波斯和印度一路推進(jìn)到北京，并將相關(guān)信息傳回歐洲，從而激勵(lì)了后來的貿(mào)易航行。這些中世紀(jì)旅行使人們意識到歐洲之外還有一個(gè)更為廣袤的世界有待探索。
當(dāng)葡萄牙人正在向東開辟朝向亞洲的海上航線時(shí)，哥倫布卻把目光投向了相反方向。他確信，地球周長大約要比在歐洲廣為人知的相當(dāng)準(zhǔn)確的古代估計(jì)值短三分之一，因此認(rèn)為自己向西航行能夠到達(dá)東亞。這種錯(cuò)誤的印象部分是由于公元2世紀(jì)的地理學(xué)家和天文學(xué)家托勒密。人文主義者們剛剛重新找出了他的《地理學(xué)》，其中把地球的尺寸說得異常之小，大大高估了亞洲向東的范圍。哥倫布的資助者持懷疑態(tài)度，他們認(rèn)識到西行路線要更長，如果沒有中間的地方提供新的補(bǔ)給，船員就會(huì)餓死。（沒有人認(rèn)為哥倫布會(huì)“航行到地球邊緣掉下去”，因?yàn)樵缭诟鐐惒贾?500多年，地球的球形觀念已在歐洲牢固確立。說哥倫布之前的人都認(rèn)為地球是平的，這是19世紀(jì)的發(fā)明。中世紀(jì)的人會(huì)對這種想法捧腹大笑�。┮虼�，當(dāng)1492年哥倫布的船只突然發(fā)現(xiàn)加勒比地區(qū)的陸地時(shí)，他自認(rèn)為到了亞洲，而不是發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新大陸。
無論哥倫布后來是否承認(rèn)了自己的錯(cuò)誤，其他人反正很快認(rèn)識到了，于是急忙趕往這個(gè)新世界。在新發(fā)明的印刷機(jī)的幫助下，新世界的消息迅速傳開。1507年，一位德國制圖師根據(jù)意大利探險(xiǎn)家亞美利哥韋斯普奇的名字給這塊新大陸命名為亞美利加。由于這些地圖以及韋斯普奇隨之發(fā)表的關(guān)于南美的描述，這個(gè)名字流傳開來。1508年，西班牙國王費(fèi)迪南多二世為韋斯普奇設(shè)立了新世界首席航海家一職。這一新職位所屬的商局（CasadeContratación）成立于1503年，不僅是為了給帶回西班牙的貨物征稅，而且也是為了對返回的旅行者所帶來的各種信息加以收集和分類，訓(xùn)練領(lǐng)航員和航海家，以及用從每一位返回的船長那里新收集到的信息不斷更新原版地圖。各種知識和技術(shù)訣竅匯集到塞維利亞，幫助西班牙建立了歷史上第一個(gè)“日不落”帝國。
面對西班牙和葡萄牙正在積累的領(lǐng)地和財(cái)富，其他國家也不甘心袖手旁觀，遂紛紛加入競爭行列，盡管他們落后于古伊比利亞人一個(gè)世紀(jì)或更長時(shí)間。因此在一百年的時(shí)間里，幾乎所有關(guān)于新世界的報(bào)道和樣本都是經(jīng)由西班牙和葡萄牙來到歐洲的，它們改變了歐洲人的動(dòng)植物知識和地理學(xué)知識。很難想象從新世界大量涌入歐洲的材料有多少。新的植物、動(dòng)物、礦物、藥品以及關(guān)于新的民族、語言、思想、觀察和現(xiàn)象的報(bào)道使舊世界目不暇接，難以消化。這是真正的“信息過�！�，它要求改變關(guān)于自然界的想法，用新方法對知識加以組織。由于發(fā)現(xiàn)了新的奇異生物，傳統(tǒng)的動(dòng)植物分類系統(tǒng)不再適用。由于發(fā)現(xiàn)人類的居住地幾乎無處不在，那種古代觀念遭到了駁斥，即世界被分為五個(gè)氣候區(qū)，包括兩個(gè)溫帶和三個(gè)因?yàn)檫^熱或過冷而不適宜居住的區(qū)域。開發(fā)美洲和亞洲巨大的經(jīng)濟(jì)潛力需要新的科學(xué)技術(shù)。地理數(shù)據(jù)和航線記錄催生了新的繪圖技術(shù)，而在歐洲與新國度之間安全可靠地通航則需要改進(jìn)導(dǎo)航、造船和軍備。
第三章月下世界
觀測背景
希臘人開創(chuàng)了一項(xiàng)長遠(yuǎn)的事業(yè)：從物理和數(shù)學(xué)兩方面解釋天界的運(yùn)動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)要比今天大多數(shù)人所認(rèn)為的更加復(fù)雜和有秩序。每個(gè)人都熟知天體的每日升落。天界的一切星體—太陽、月球、行星、恒星—每天升落一次，自東向西穿越天穹。天界的其他運(yùn)動(dòng)則要求更加耐心的觀測。恒星之所以被稱為“恒星”，是因?yàn)樗鼈儾⒉幌鄬τ诒舜诉\(yùn)動(dòng)，而且每隔不到24小時(shí)就會(huì)回到天空中的同一位置。這就意味著，每顆恒星每晚都比前一晚早升起來一段時(shí)間（約四分鐘）；因此，你如果在每晚的同一時(shí)間觀察天空，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，諸星座每晚都會(huì)沿著巨大的圓弧緩慢運(yùn)轉(zhuǎn)；假如你在北半球，這些圓弧的圓心就是那顆永不移動(dòng)的星—北極星，它位于小熊座的尾端。要想在夜晚的同一時(shí)刻看到恒星又回到原先的位置，就得等上一年。由此給人留下的印象是，恒星鑲嵌在一個(gè)巨大的球殼上，該球殼每隔23小時(shí)56分鐘繞地球旋轉(zhuǎn)一周。
太陽運(yùn)行得更慢一些，繞行一周需要整整24小時(shí)，這意味著它每天都要改變與恒星的相對位置，相對于恒星背景自西向東緩慢運(yùn)行，需要一年時(shí)間才能回到同一顆星的附近。月球的運(yùn)動(dòng)與此類似，但要明顯得多。它每晚比前一晚遲升起50分鐘，因此你如果接連幾晚在同一時(shí)間尋找它，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它每晚都向東走了一段距離（不妨試試�。�。29天后，月球又回到了初始位置。行星的運(yùn)行也大同小異，但路徑更為曲折怪異，這強(qiáng)烈吸引著人們?nèi)で蠼忉�。在大多�?shù)時(shí)間里，行星就像太陽和月球一樣，相對于恒星背景自西向東緩慢移動(dòng)。但每隔一段時(shí)間，行星就會(huì)慢下來，停住不動(dòng)，轉(zhuǎn)而朝相反方向自東向西運(yùn)行。這種現(xiàn)象被稱為逆行。再過一段時(shí)間，行星再度停下來，掉轉(zhuǎn)方向繼續(xù)常規(guī)的運(yùn)動(dòng)。
古希臘人把太陽、月球、水星、金星、火星、木星和土星這七個(gè)看起來相對于固定的恒星背景移動(dòng)的天體稱為“行星”（意思是“漫游者”）。但行星不會(huì)漫游得太遠(yuǎn)，它們的運(yùn)動(dòng)局限在天上狹窄的黃道帶中。黃道被分為等長的十二段，每一段都包含一個(gè)星座或“宮”，比如白羊座、金牛座、雙子座等等。于是，隨著諸行星相對于恒星背景作各自的運(yùn)動(dòng)，它們就好像沿著黃道帶從一個(gè)宮運(yùn)行到下一個(gè)宮。一個(gè)人所屬的“宮”就是他出生那天太陽“所在”的黃道宮。我們很快會(huì)討論更多有關(guān)占星學(xué)的內(nèi)容。
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