科学史(上)-第26章
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但笛卡尔提出了一个方法，打破了孤立处理的局面。座标几何学（即解析几
何学）的基本观念是很容易说明的，从一定点（或原点）O 作互相正交的两
直线OX 与OY。这两条线可用为轴线，它们所定的平面上任何一点P 的位置，
可以其距离一轴的长度OM 或X 和距离另一轴的长度PM 或y 而决定之。x 与y
两长度称为P 点的座标，X 与Y 之间的各种关系相当于图中平面上的各种曲
线。例如设y 与X 成正比而增加，换言之即y 等于X 乘一常数，在图上合于
这关系之点便是象OP 那样的一条直线。又如设y 等于X2 乘一常数，我们便
得到一条抛物线。。。这样的方程式可以用代数学处理，而其结果则可用几
何学解释。有了这个方法，许多物理学的问题，从前不能或不易解决的，现
在都可以解决了。牛顿就研究过笛卡尔的几何学著作，并使用了他的方法。
笛卡尔指出了力所做的功（即现代人所说的能量）的重要性。他认为物
理学可以归结为机械学，他甚至把人体看做与机器是相类似的。他接受了哈
维关于血液庄动静脉里循环的理论，并在当时的争论中为这个理论辩护，但
他不相信血液是在心脏的收缩的推动下循环的。他和中世纪人及费内尔一
样，认为人体机器所以能继续作功，是靠了自然过程在心脏里所产生的热。
所以在他看来，灵魂（有理性的灵魂）与它所居住而且控制的肉体（地上的
机器）完全不同。他赞成盖伦的学说，以为血在脑中产生“一种极微妙136
的气或风”，叫做“动物元气”。但他和范·赫耳蒙特一样，不把“动物元
气”看做灵魂，虽然有了这种元气，脑才能接受灵魂的印象和外界物体的印
象，然后这种元气就由脑通过神经，而达于肌肉，使四肢活动。
①
Etienne Gilson，Formation du System Catesien； Paris，1930。
这样，笛卡尔就第一个提出了彻底的二无论，这种把灵魂与肉体，心与
物鲜明地区别开来的学说，后来成为极普遍的信仰和极重要的哲学。他以前
的人们和他以后的许多人还认为灵魂与火或气具有同样的性质，而物与心的
分别与其说是种类上的分别，不如说是程度上的分别。
笛卡尔企图把地上的力学的已知原则应用于天体现象，在这里，和他的
主要的哲学观点相反，他的处理方法，似乎建立在希腊人和经院派的矛盾观
上。他把物质世界和精神世界对立起来，精神是属于人的，不相连续的；因
此，物质必定是不属于人的，连续的，而其本质则必定是广延。物质宇宙必
然是一个致密无间的充实体。在这样一个世界中只有物物相触才能产生运
动，因而运动只能发生于闭合路程之中；不存在物体可以通过的真空。由此，
笛卡尔建立了有名的关于一种本原物质，或看不见但充满空间的以太的漩涡
学说。石头向地球降落，卫星被行星吸引，而地球与行星又带着它们周围的
附属的漩涡，沿着更大的漩涡围绕太阳旋转，正如一根浮在水面的麦草，为
水的涡流所捉住，被带向运动的中心一样。
后来牛顿用数学证明笛卡尔的漩涡的性质与观测不合。例如漩涡各部分
的周期必定与高中心的距离形成二乘比。如果带有自己的漩涡的行星，又被
带着在太阳的漩涡中运行，这种关系也必定有效。但这种关系与刻卜勒第三
定律不相符合。前面讲过，这个定律说：周期的平方与平均距离的立方成正
比例。虽然如此，漩涡说在牛顿的研究成果发表以前（甚至以后），却盛行
一时。这是一次想要把天体的大问题归结为力学的勇敢尝试，因此它才载入
科学思想史。它把物质宇宙看做是一个可以用数学方式去解释的巨大机器，
虽然牛顿后来证明，这种数学解释是不精确的。
在当代人看来，笛卡尔的由接触而生运动的漩涡，从机械观点来看，比
伽利略所想象、后来由牛顿加以系统解释的通过超距作用而产生加速度的
力，容易了解得多，因为这两人都没有对这些力的成因或其作用的方式有所
说明。
笛卡尔的机器，与当时尚在盛行的柏拉图、亚里斯多德和经院哲学家的
见解根本不同。照他们的见解，上帝创造世界，是为了通过高出万物的人类，
使整个过程重新回到上帝那里去。在笛卡尔体系中，上帝在一开头的时候把
运动赋予宇宙，以后即听其自然进行，虽然也得照了上帝的旨意。他认为这
个宇宙是物质的而非精神的，无目的的而非有目的的。上帝不再是最高的善，
而被贬到第一因的地位上去了。
笛卡尔和伽利略一样，认为物体的第一性的质是数学的实在，其中最重
要的是广延牲，第二性的质只是第一性的质经过人类感官的翻译。但思想与
物质是同样实在的——“我思故我在”（cogitoergo sum）。因此笛卡尔达
到一种明确的二元论。这从他的生理学中也可以看出。一方面有肉体的世界；
它的本质是广延，另一方面则有内在的思想王国：广延与思想相对立。在笛
卡尔看来，物是真正死的东西，除了在开始时从上帝得到的运动之外，物不
能再有其他活动。有些人自称为唯物主义者，分析起来实在是泛神论者，笛
卡尔在他的二元论的一个方面，才是真正哲学上的唯物主义者，因为在他的
观念中，物的质点绝对不带一点生命。
笛卡尔的二元论提出了两个在表面上没有关系的东西——心与物——的
相互关系问题。这个无广延性、非物质的心怎样能够知道有广延性的物质世
界，且使其发生变化呢？物质的物怎么能引起非物质的感觉呢？笛卡尔和他
的门徒的答案实际上是说上帝使然；在信仰二元论的人看来这个答案实在大
有道理在。
牛津的亚里斯多德派学说受到格兰维尔（Joseph Glanvill）的批判。
他拥护培根和笛卡尔的见解。笛卡尔的哲学受到很大欢迎，尤其是在大陆
上。但他的体系受到霍布斯（Thomas Hobbes，1588—1679 年）的批评。霍
布斯在见到伽利略以后，就把动力科学发展成为一种机械哲学。他不了解数
理力学的确切方法，以为它138 可应用于一切的存在。他抛弃笛卡尔的二元
论：脑是思想的器官，运动中的物质是唯一的实在。不是由于忽略了困难便
是由于没有看到困难，霍布斯把感觉、思想与意识都看做是原子在脑中活动
所产生的幻象。
霍布斯是现代第一个伟大的机械哲学的代表。他受到许多愚昧的诽谤和
有见识的批评。剑桥的柏拉图派指出把广延性及其各种形式当做物体的唯一
实在性质的理论，不能解释生命与思想，他们企图通过把空间神化来调和宗
教与机械哲学。马勒伯朗士（Ma… IebraTJche）更进了一步。他把无限空间
与神视为一体，用无限空间来代替亚里斯多德的纯粹形式或绝对现实性。斯
宾诺莎（Spino… za）持有一种无限实体的理论，一切有限的存在都是无限实
体的形式与限度①。于是神成为无矛盾的宇宙的内在因，而笛卡尔的心物二元
论，从“永恒方面”来看，也就归结为较高的统一了。哲学家们就这样请出
了上帝，而逃避了他们的困难。虽然如此，霍布斯对于科学思想仍然产生了
影响。
迪格比（Kenelm Digby）爵士对亚里斯多德的本质特性加以嘲笑，他和
伽利略一样，认为一切现象郡应该用“局部运动”中的质点去解释。牛顿的
老师巴罗（Isaac Barrow，1630—1677 年）还对伽利略的数理物理学的含
义加以阐释。科学的目的在于研究可感觉的领域，特别是在它表现出量的连
续性的时候，而数学则是量度的技术。因此物理学，作为一种科学看，完全
是数学性的。数学的最好代表是几何学。重最、力与时间等自伽利略以来变
得很重要的最，很难和物体是有广延性的东西的概念联系起来，如果用运动
去界说并测量时间，我们就有陷入一种逻辑上的循环论证的危险，因为运动
的变率包含有时间的概念①。可是巴罗说空间与时间是绝对的、无限的和永恒
的，因为上帝是无所不在与永久长存的。空间连续延展而无限度，时间永远
均匀地流动，而与可感觉的运动无关。这是对于牛顿所持有的绝对时空观念
的最早的明白陈述。巴罗所表达的时间和空间是和人们的知觉与认识无关
的，除了与神139 有关之外，只靠自己的权利而存在。正如伯特教授所说：
“自然从一个互相具有质的与目的的关系的物质的世界，一变而为在时空中
作机械运动的物体的世界了”②。虽然如此，巴罗、牛顿与他们的门徒并没有
从他们的新的力学科学演绎出一种机械的反宗教的哲学。重新提出伊壁鸠鲁
的原子理论的伽桑狄（Gassendi）也是一位职业的天主教教士。而且一位谦
逊、和易、英国式的物理学家、化学家和哲学家波义耳还提出一个有益的警
告，提醒人们注意世间一切并不是都可以用简单的数学方式来解释。
作为一位科学家，他继承了吉尔伯特与哈维的实验主义的传统，并接受
①
H。A．Wolfson，The Philosophy of Spinoza；Harvard；1934； 1sis， No。 64，1935；P。543。
①
G。Windred；“The History of Mathematical Time”，Isis；April 1933；NO。55；Vol。。XIX（1）；p。121。
② Burtt，上引书154 页。
了“我们的维鲁拉姆（Verulam）大男爵”①的实验方法。他寻找的是不必追
求最后因——不管这些原因是经院哲学的还是数理力学的——直接就可以知
觉到的各种性质之间的关系。解释一件事实，只不过是把这件事实从人们了
解得比较清楚的另一件事推导出来而已。他尤其想这样地去研究通常事物的
化学，而不联系当时流行的半神秘的化学元素理论。他认识到伽桑狄不久以
前重新提出的原子理论的重要性，企图把这个理论和笛卡尔的空间要素调和
起来，并且在他的化学思想与物理学中，利用这个理论来解释热的现象。
波义耳接受了（实际他也必须接受）认为“第二性的质”只是感觉的幻
象的见解，但他正确地指出，毕竟“在这世界上，事实上还有某些有感觉、
有理性的、我们叫做人的生物”。既然人带了他的感觉，构成宇宙的一部分，
所以第二性的质与第一性的质是同样实在的。这里，波义耳从相反的方面，
接触到贝克莱所得到的结果，而且他所使用的论据现在好象仍属有效。机械
世界与思想世界都是哲学要对付的整个世界的两部分。为了要把问题放在人
类理解力的范围内也许必须把这两个世界看做是完全分离的；但是这是由于
我们需要从不同的方面对问题挨次加以处理，从而把问题简化。如果有一个
比我们的心灵更高的心灵，也许就可以从整体上去凝视世界。
波义耳用宗教的术语来表达他的哲学。人的理性灵魂具有着神圣造物者
的形象，是“一个比整个形体世界更高贵、更有价值的 140 存在”。上帝不
但在开初创造了世界，而且要使世界存在与进展还不断地需要他的“普遍参
与”。这是基督教的“内在论”同物质有关的一面，也是古印度与阿拉伯关
于上帝不断创造万物的观念的部分复活。直接因是机械的，但最后因则非机
械的。
作为一位物理学家，波义耳在胡克的帮助下，改进了1654 年冯·盖里克
（von Guericke）所发明的空气唧筒，并利用这个抽气机来研究“空气的弹
力与重量”。他发现空气是有重量的物质，并证明一定量空气所占的体积与
其所受的压力成反比例，这关系也不谋而合地为马里奥特（Mariotte）所发
现。波义耳观察到空气压力对于水的沸点的影响；他搜集了许多有关电与磁
的事实：他用密闭管改良了伽利略的温度计，并记录了健康人体不变的温度；
他认识到热是“活跃的”分子活动的结果。作为一位化学家，他把混合物与
化合物区别开来；他制出了磷，并且用器皿从水面上收集了氢气，可是他却
说那是“重新制成的空气”；他从木材蒸馏的产物里得到丙酮与甲醇；他研
究了结晶体的形态，据此研究化学结构。
但波义耳对于当代一般观点的最大贡献在于他抛弃了经院哲学中残存的
柏拉图和亚里斯多德的“理式”，抛弃了四“元素”的旧观念，并且抛弃了
另一化学假说：物质的本质应该到盐、硫与汞等“原质”或“要素”中去寻
找。他对这些术语赋予比较现代的意义，说明这些东西都不是真正的元素。
他的见解载于1661 至1679 年间发表的一部三人对话集中，书名为《怀
疑的化学家：或化学与物理学上的疑点与矛盾，并及世俗炼金家用以证明盐、
硫、汞为物的真正原质的实验》。波义耳的代言人用如下的话说明他的观点。
尽管我在逍遥派哲学家的书中遇到精微的推理，在化学家的实验室中
看到美妙的实验，我的拙劣的天性总觉得，如果两方都拿不出比通常拿出的
更为有力的论据来证明他们的说法的真实性的话，那么，人们对于混合物中
① 指弗兰西斯·培根，因为他的男爵封地是维鲁拉姆。——译注
的物质成分，那一些人要我们叫元素，另一些人要我们叫要素的东西，保留
一些怀疑，是完全合理的。
141 波义耳指出，人们以为火可以把物体分解为元素，其实在不同的温
度下所产生的效果是很不同的，常常产生一些显然也很复杂的新物体。黄金
是不怕火的，绝不会产生盐、硫或汞，但可以和其他金属一起制成合金或溶
解于王水，而且仍可恢复原形。这说明金的“颗粒”经过各种结合之后仍然
不变，而且说明并没有出现亚里斯多德的元素或炼金家的原质。他于是提
出一个谨慎的命题：“也许不妨姑且承认：我们可以把凝结物所提供或组成
凝结物的那些互相截然有别的物质，叫做这些凝结物的元素或原质，而不致
造成多大的不便。”这样，波义耳就抛弃了以前的一切见解而给元素下了一
个朴实的定义，不管在他以后化学的面貌经过了许多革命性的改变，这个定
义仍然适用。波义耳自己没有在实验中运用他的见解，但别人却无意识地运
用了这些见解，一个世纪以后，这些见解就为拉瓦锡所采纳，成为现代化学
的基础。
波义耳拒绝了贵族的爵位和伊顿（Eton）学校校长的荣誉。他的才能在
他的爱尔兰墓志上受到表彰。据说在那上面他被誉为“化学的父亲和科克
（Cork）伯爵的叔父”。
帕斯卡尔与气压计
在结束这个时期的数理科学的叙述以前，我们必须短简地谈谈以神学家
出名的帕斯卡尔（BlaisePasca1，1623—1662 年）。他是概率的数学理论的
创始人，这种研究从关于赌博机遇的讨论开始，现在对科学、哲学以及社会
统计的问题都证明有很大重要性。事实上，一切经验知识的心智基础都可以
说是概率问题，都可以用赌博的术语去表达。
帕斯卡尔还对液体的平衡进行了实验。比克曼（Beekman）和巴利安尼
（Balliani）在1615 年和1630 年先后都注意到抽水唧筒有压缩空气的作用。
伽利略说，有一位工人告诉他，唧筒打水的高度不能超过“18 时”（�
