世界近代前期科技史-第2章

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力转向外部世界的发现。他们对自己生活于其中的自然界产生了强烈的兴　

趣，无数的问题和奥秘促使他们去研究和观察周围的事物。从中世纪后期到　

近代初期，意大利人一直是发现未知世界的先锋。早在13世纪，威尼斯的马　

可·波罗就越过千山万水到了中国，并把这个具有悠久历史和灿烂文明的国　

家介绍给西方。在这个世纪，热那亚人找到了加那利群岛，并最先试图寻找　

通往东方的海路。欧洲最早的植物园的出现，也反映了意大利人对自然界的　

广泛兴趣。不少君主和显贵在建筑他们的宫室宅邸时，营造了收集各种植物　

的花园，例如，15世纪美迪奇家族的加里吉别墅庭园，就是一个有无数花草　

树木的植物园。　收罗各种外国动物，同样包含有观察的目的。15世纪时，　

动物园已成为宫廷不可缺少的设施。统治曼图亚的贡查加王朝，早就建立了　

欧洲最早的育马场，在这里为培育良种马而进行了各种试验。就是由此开始，　


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科学的植物学和动物学逐渐建立了自己的基础。　

　　　　　在文艺复兴精神的薰陶下，涌现出了一大批卓越的学者，他们开始了创　

立新的科学基础的过程，这个基础就是以从自然界而来的归纳取代亚里士多　

德的演绎。　

　　　　　达·芬奇（1452—1519年）是时代造就的众多优秀人物的杰出代表，在　

他身上集中体现了文艺复兴的精神。这是一个多才多艺、学识渊博的文化巨　

匠，人类历史上罕见的全面发展的伟人。作为艺术家，达·芬奇流传后世的　

作品虽然不多，但它们的价值是难以估量的。《最后的晚餐》、《蒙娜丽莎》、　

　《岩下圣母》、《安加利之战》等都是世界艺术史上的不朽名作。达·芬奇　

具有观察自然、接近自然的非凡能力。为了艺术的需要，他不顾传统的压力，　

亲自进行尸体解剖，以精确地了解和掌握人体构造。作为科学家，达·芬奇　

孜孜不倦地探索和研究自然的秘密。他深邃的哲理思想和极强的逻辑思维能　

力，使他在几乎所有的科学领域都走在前面。在解剖学的基础上，他研究了　

血液运动的问题，认为血液的运行就如同自然界中水的循环一样，他观察了　

心脏的构造，画出了心脏的瓣膜图；他制作了一个眼睛视觉部分的模型，用　

以说明图像在视网膜上的形成，否定了当时流行的关于眼睛发出的光线落在　

它所要看的物体上的说法；他研究了光学，探讨了透视和光线的问题；他已　

认识到惯性原理，认为凡是感官可以觉察的东西都不能自己运动，“每一物　

体在其运动的方向上都有一个重量”，并且提出落体的速度随时间而增加；　

在天文学和地理学方面，他也提出了与被普遍接受的看法不同的观点，如把　

天体看作是一架按确定法则运行的机器，认为地球不在宇宙的中心，指出内　

陆高山上发现的海洋生物化石是由于地壳运动山岳升高的缘故。作为建筑师　

和工程师，达·芬奇也取得了许多成就。他在大地测量、城市规划、地形图　

绘制等方面做了不少开创性的工作；在设计制作各种实用的机械装置过程　

中，他深入研究了与此有关的力学问题。根据不可能有永恒运动作为动力来　

源的认识，他用虚速度的方法证明了杠杆定律。他认为杠杆是最基本的机械，　

其他机械都只是杠杆的变化和复杂化的结果；在探索清除港口淤泥和提升水　

的办法时，他研究了诸如水通过孔的射流、沟道中的水流、波浪在水面的传　

播等一系列问题。　

　　　　　达·芬奇在科学方法论方面，也走在时代的前列。他并不轻信、盲从古　

代作家的论述，而是把它作为研究的起点，强调对自然界的观察和实验是科　

学的唯一方法，认为“科学如果不是从实验中产生并以一种清晰的实验结束，　

便是毫无用处的、充满谬误的，因为实验乃是确实性之母。”在精神上，达·芬　

奇差不多已经完全摆脱了神学的影响，在思考问题的时候不受神学教条的束　

缚。他虽然接受基督教的基本教义，但也尖锐批评天主教会的腐败和黑暗。　

在科学思想上，他显然比罗杰·培根更进了一步，后者虽然也主张通过实验　

获得知识，但仍把神学视为一切知识的归宿。　

　　　　　达·芬奇所具备的前所未有的科学精神和在科学技术各个方面作出的发　

现和发明，使他可以当之无愧地被认为是伟大的科学家。但令人遗憾的是，　

他在这方面的成就在当时未能产生广泛影响，因为他的笔记未经整理，没有　

发表。如果不是这样的话，近代之初科学的巨大进展也许会到来得更早些。　

　　　　　概括地说，文艺复兴在很大程度上打破了科学发展的外部障碍，思想的　

解放为近代科学的诞生开辟了道路。　

　　　　　近代科学产生的又一条件是社会经济方面的深刻变革，而文艺复兴对这　


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　　一变革也起了推动作用。由文艺复兴激发起来的探索未知世界的热情，促进　

　　了对历史进程具有重大影响的远航探险；新航路的开辟和地理大发现，又加　

　　快了欧洲财富的增长和经济的进步。马克思、恩格斯曾经指出：“美洲的发　

　　现、绕过非洲的航行，给新兴的资产阶级开辟了新的活动场所。东印度和中　

　　国的市场、美洲的殖民化、对殖民地的贸易、交换手段和一般的商品的增加，　

　　使商业、航海业和工业空前高涨，因而使正在崩溃的封建社会内部的革命因　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　①　

　　素迅速发展。”在这种经济上的进步之后，相继而来的是技术的进步和科学　

　　的进步，例如，远洋贸易引起了对造船技术、仪器制造技术的需求，用于导　

　　航的天文学也更加受到重视；生产的扩大促进了机械制造技术的发展，并促　

　　使人们研究力学问题；而采矿冶金业的兴起则对地学和化学的发展起了促进　

　　作用。　

　　　　　　　远航探险和地理大发现本身也是科学史上具有划时代意义的事件，它体　

　　现了新的研究精神，直接促进了人们对地球、对新的动物和植物、对新的人　

　　类社会组织形式的认识。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3。新科学的诞生　



　　　　　　　15世纪中叶到17世纪中叶，近代科学以崭新的面貌诞生于欧洲。除了　

　　在各个科学领域中都取得了重大突破或长足进步之外，新科学还具有一些鲜　

　　明的特征。　

　　　　　　　在这个时期，科学与技术开始紧密地结合起来。　

　　　　　　　以前，哲学家（那时通称从事脑力劳动的人）与实践者基本上是分离的。　

　　前者专注于思索真理而对日常生活中的问题了解甚少；后者则通过观察和试　

　　验逐渐地改进技术，但并不关心探究其原理。而且，有学识的人往往总是鄙　

　　薄直接操作者的，对体力劳动的偏见向来就是妨碍学术与实践结合的思想障　

　　碍。中世纪的经院哲学家把用脑的工作和创造视为“自由”的艺术，而把用　

　　手工改变物质形态的工作和创造称作“奴隶”的艺术。甚至在医学界，要动　

　　手的外科医生也比内科医生低一等，通常由理发师充任。因此，在研究者和　

　　操作者之间存在着很大的隔阂。但在文艺复兴时代，学者对实践的轻视开始　

　　得到扭转，科学与技术二者的关系趋于紧密。从事实际操作的工匠的地位有　

　　所提高，他们的工作和创造受到学者的尊重。而学者们所发现的古代科学和　

　　技术的种种事实以及对这些事实所作的研究和发展，也为实际操作者提供了　

　　新的可能性。许多学者一反传统，亲自从事实际工作，从实践中发现和研究　

　　问题，并由此而作出了不少重大发现，如维萨留斯、哈维等都是这样。至于　

　　伽利略，更是一个集哲学家、技师和手工工匠于一身的新型科学家。科学知　

　　识对于实际操作者，也有了日显重要的意义，如地图绘制者需要地理和数学　

　　知识，航海者需要天文知识和测定方位的计算手段，技师和工程师需要更多　

　　的物理知识等等。这两条途径的缓慢融合，既促进了近代科学的形成，也是　

　　其重要特征之一。　

　　　　　　　使科学与技术实现结合的重要外部条件是近代前期一系列新的生产部门　

　　的产生以及人们对未知世界探索的扩大和深入。在这个过程中，出现了许许　

　　多多需要解决的实际问题，这种需要推动学者们走上了寻找解决办法的道　



①　《马克思恩格斯选集》第1　卷，人民出版社1972　年版，第252　页。　


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路。工业和工程中的技术进步，刺激了相应学科的发展或为其奠定基础，而　

学者们取得的研究成果，又加快了技术的进步。　

　　　　　实验与数学的结合成为基本的研究方法，是近代科学的又一特征。　

　　　　　中世纪后期，古代著作的重新发现，使人们接受了古代学者对自然界活　

动的解释，亚里士多德的见解受到尊重和推崇。虽然也有一些学者能够进行　

独立的观察，但他们在解释观察结果时，仍依赖于古人的论述。在伦敦和巴　

黎的大学中，逐渐产生了怀疑和探讨的精神，但由于受当时数学水平所限，　

人们尚不能发展这一趋势。　

　　　　　文艺复兴使欧洲获得了古代亚历山大里亚的数学；而在1543年，欧洲人　

重新发现了阿基米德——他的部分著作的拉丁文译本在这一年印刷发行。阿　

基米德可以被认为是最具有真正科学精神的古代学者，因为亚里士多德主要　

是运用推理和演绎方法来探讨问题，而阿基米德则精于几何并长于实验。　

　　　　　在此之前，达·芬奇凭直觉悟出了与阿基米德相同的科学方法。他认为，　

科学开始于观察，产生于实验，而运用数学的推理，则可以达到更大的确实　

性。不过他的观点在当时还未能产生重大影响。　

　　　　　从16世纪中叶开始，一些最卓越的学者一反唯古代学者是从的风气，将　

观察和实验作为自己研究工作的基础。而到17世纪，人们已经能够把观察和　

实验的结果加以量化，把已知的科学问题转变为数学问题。　

　　　　　作为观察和实验的手段，大量科学仪器相继出现并逐步完善。这既是近　

代科学进步的一个标志，又极大地推动了它的发展。例如，望远镜和显微镜　

的发明，使人们获得了认识宏观世界和微观世界的强有力手段。可以想象，　

如果没有望远镜，天文学的一系列突破是不可能的；如果没有显微镜，生物　

学的进展也是不可能的。另一方面，望远镜和显微镜出现之初肯定是有缺陷　

的，因为许多重要的光学原理还没有被人认识。但在望远镜和显微镜的实际　

运用过程中，光学科学逐渐发展，仪器本身也得到进一步的完善。　

　　　　　数学方法也具有越来越重要的意义，因为仅仅有观察和实验是不够的。　

15世纪和16世纪初，有不少重要的发展趋势，由于缺乏数学而陷于停顿。　

而那些最先直接运用数学和几何方法的科学领域如天文学、力学、光学等，　

在近代之初取得了特别显著的进步。例如，天文学家第谷所作的无与伦比的　

观察，在经过刻卜勒用数学方法加工之后，便实现了天文学的革命性发展。　

同样，后来引力问题的解决，在很大程度上应归功于笛卡尔的解析几何以及　

牛顿和莱布尼茨的微积分。　

　　　　　科学进步的要求，促进了数学的发展，于是，算术和代数具有了近代的　

外貌。用字母代表数字的方法由维埃特系统地引入；代表分数的十进制被斯　

蒂文所使用；各种符号逐渐完善和普及；对数方法作为科学研究的重要计算　

工具而由纳皮尔发明。而到笛卡尔时期，代数方法与几何方法互相融合，解　

析几何发展起来，从而在精密科学的进步中迈出了巨大的一步。　

　　　　　这一时期，科学方法论也渐趋成熟。　

　　　　　在近代科学中，一般科学方法的问题日显重要。16世纪以来，对亚里士　

多德及其当代追随者的批评，日渐增多并趋于激烈。在这一背景下，弗兰西　

斯·培根和勒内·笛卡尔在科学方法论问题上，进行了深入思考并提出了系　

统见解。他们的思想对近代科学产生了深远影响。　

　　　　　弗兰西斯·培根（1561—1626年）是英国政治家、哲学家，曾担任过总　

检察长、掌玺大臣兼上议院议长，但他在历史上的最大贡献就是大声疾呼提　


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倡新的科学方法。　

　　　　　培根认为，古希腊早期的哲学家曾循着正确的道路建立了探索的方针，　

但后来亚里士多德却把科学引向了对终极原因的研究，而这个问题应属哲学　

范畴，与科学却无关。中世纪的那些学者把自己局限于少数古代作家的论述　

上，用有限的材料编织出复杂的网络，致使科学的进展微乎其微。培根否定　

亚里士多德的“三段论”演绎推理模式，主张采用批评的归纳方法。他确信，　

采用古代的方法不可能获得任何新东西，应该使经验和理论结合，通过观察、　

归纳、发现真理这一过程来实现科学的进步。在他看来，只要记录下一切可　

以得到的事实，进行一切可能的观察和实验，并把结果汇集、归纳起来，编　

制成实际数据的巨大表格，就能够发现现象之间的联系，找到表达这些联系　

的法则。他认为，他的新方法旨在使科学脱离迄今为止只是对现象的讨论上，　

而达到一个较高的水平。　

　　　　　培根是新科学的鼓吹者，但他的归纳法也有缺陷，即忽视了洞察力、想　

象、假设等在科学实验和科学发展中的作用。在具体的科学问题上，他也不　

是专家，而且还曾发表过一些错误的意见。然而，作为科学方法论的首创者　

之一，在经院哲学已经过时且不能增进人类对自然的认识、科学的发展迫切　

需要新的方法之时，培根提出了适应时代要求的新方法，指出了一条能够更　

广泛、更正确地认识自然界的道路，从而推动了新科学的形成。　

　　　　　培根的思想在他那个时代极大地活跃了人们的精神，激励人们去探索自　

然。还在17世纪上半期，他的著作就被译成其他欧洲文字，其影响远远超出　

了英国。　

　　　　　勒内·笛卡尔（1596—1650年）是法国科学家和哲学家，出生于贵族家　

庭。他以自己精深的思想体系和在各个科学领域中的广博知识，而成为　17　

世纪科学和思想方面的伟人。　

　　　　　笛卡尔和培根一样，也是科学方法论的创始人之一。青年时代，他曾有　

10年时间在欧洲各地游历，在世界这本大书中学习，并由此而奠定了自己科　

学思想的基础。在《论世界》一书的序言中，他阐述了科学方法论问题，创　

造性地发展了演绎法，强调哲学对于科学的指导意义，并把数学视为全部方　

法论的核心。1637年出版的《方法谈》一书篇幅不大，但在哲学和科学思想　

方面的影响却