第一節(jié)　近代科學(xué)的誕生和早期發(fā)展

人的天職在勇于探索真理。

——哥白尼（波蘭）

15世紀(jì)下半葉，西歐封建社會(huì)內(nèi)部逐漸形成和發(fā)展了資本主義的生產(chǎn)方式，開始了人類社會(huì)的一個(gè)新時(shí)代。近代科學(xué)技術(shù)即誕生于此時(shí)。它經(jīng)歷了400年的發(fā)展，19世紀(jì)末終結(jié)。

（一）近代科學(xué)誕生的社會(huì)條件

近代自然科學(xué)是真正現(xiàn)代意義上的科學(xué)，與古代和中世紀(jì)的科學(xué)分屬兩個(gè)完全不同的科學(xué)傳統(tǒng)。但是近代科學(xué)是在古代科學(xué)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生，是從原來(lái)的自然哲學(xué)中脫胎而出而進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段的，恩格斯指出：“科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展一開始就是由生產(chǎn)決定的。”“如果說，在中世紀(jì)的黑夜之后，科學(xué)以意想不到的力量一下子重新興起，并且以神奇的速度發(fā)展起來(lái)，那么，我們要再次把這個(gè)奇跡歸功于生產(chǎn)?！苯茖W(xué)產(chǎn)生的社會(huì)背景主要有以下幾個(gè)方面：

（1）資本主義生產(chǎn)方式的興起是近代科學(xué)產(chǎn)生的根本動(dòng)力

①手工工場(chǎng)的出現(xiàn)與技術(shù)的進(jìn)步

在中世紀(jì)后期的歐洲，由于生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，導(dǎo)致了分工的進(jìn)一步擴(kuò)大，增加了商品的生產(chǎn)和流通，加速了歐洲小農(nóng)經(jīng)濟(jì)的解體。大約14世紀(jì)，伴隨著手工工場(chǎng)的出現(xiàn)，促進(jìn)了生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)和工具機(jī)械的改革，使分工進(jìn)一步擴(kuò)大，為改進(jìn)技術(shù)和使用創(chuàng)造了條件。

②遠(yuǎn)洋航海與地理大發(fā)現(xiàn)

15世紀(jì)的航海大發(fā)現(xiàn)，一方面開闊了人們的眼界，啟迪了人們的思想，擴(kuò)大了人們的活動(dòng)范圍和知識(shí)領(lǐng)域。另一方面，也推動(dòng)了與之有關(guān)的天文學(xué)、氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)、航海學(xué)、數(shù)學(xué)和醫(yī)學(xué)、生理學(xué)等自然科學(xué)的發(fā)展，為其提供了大量的、極其寶貴的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)材料。

（2）資產(chǎn)階級(jí)反封建的革命斗爭(zhēng)為近代自然科學(xué)的產(chǎn)生開辟了道路

①文藝復(fù)興與思想解放

產(chǎn)生于14～16世紀(jì)的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的中心思想是“人文主義”，即提倡人性，批判神性，提倡人權(quán)，反對(duì)神權(quán)，提倡個(gè)性自由，反對(duì)宗教禁錮。其實(shí)質(zhì)就是資產(chǎn)階級(jí)新文化運(yùn)動(dòng)。新興的資產(chǎn)階級(jí)發(fā)現(xiàn)在古代希臘羅馬文化中，可以找到用來(lái)反對(duì)封建統(tǒng)治和封建文化的武器，這就是哲學(xué)和自然科學(xué)，以及以“人”為中心而不是以“神”為中心的文學(xué)藝術(shù)。他們宣稱，這些優(yōu)秀的古典文化長(zhǎng)期以來(lái)被教會(huì)扼殺和歪曲了，現(xiàn)在他們要“復(fù)興古典文化”，所以稱為文藝復(fù)興。其實(shí)，恢復(fù)古典文化只是一個(gè)旗號(hào)，復(fù)興是為了新生，是為建立資本主義制度制造輿論、搖旗吶喊、鳴鑼開道。

文藝復(fù)興一方面促進(jìn)了歐洲近代文學(xué)藝術(shù)的繁榮，另一方面也促進(jìn)了科學(xué)的解放，宗教的精神獨(dú)裁統(tǒng)治被打破，自由探討學(xué)術(shù)的氛圍高漲，“是人們的思想在古代的停泊處解開纜繩，在廣闊的探索求知的海洋上起航前進(jìn)”的出發(fā)點(diǎn)。

②宗教改革運(yùn)動(dòng)

16世紀(jì)歐洲發(fā)生的宗教改革運(yùn)動(dòng)首先開始于德國(guó)。這次運(yùn)動(dòng)的發(fā)起人馬丁·路德（Martin　Luther，1483～1546年）所提出的宗教改革主張，揭露了教廷的腐朽和虛偽，反對(duì)教會(huì)和教士們的特權(quán)，反對(duì)繁縟的禮拜儀式，認(rèn)為宗教信仰是個(gè)人的事情，教士不應(yīng)監(jiān)督和干預(yù)。繼德國(guó)之后，瑞士、法國(guó)、英國(guó)等國(guó)家也先后進(jìn)行了宗教改革，歐洲基督教中分裂出了不承認(rèn)羅馬教廷的最高權(quán)威的“新教”。

中世紀(jì)以來(lái)的歐洲，科學(xué)成了神學(xué)的附庸。宗教改革運(yùn)動(dòng)對(duì)科學(xué)從神學(xué)中解放出來(lái)有積極作用。新教鼓勵(lì)人們研究和認(rèn)識(shí)自然，認(rèn)為上帝的智慧完全體現(xiàn)在他所創(chuàng)造的自然秩序中，鼓勵(lì)人們運(yùn)用科學(xué)技術(shù)為社會(huì)創(chuàng)造更多的物質(zhì)財(cái)富，認(rèn)為為社會(huì)創(chuàng)造財(cái)富是對(duì)上帝的愛戴。這些教義客觀上有利于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近代歐洲的著名科學(xué)家中新教徒占了很大的比例，就是一個(gè)很好的例證。當(dāng)然，新教與自然科學(xué)的關(guān)系是很復(fù)雜的，盡管在某些方面它允許甚至鼓勵(lì)科學(xué)技術(shù)活動(dòng)，但當(dāng)某個(gè)科學(xué)學(xué)說與宗教利益激烈抵觸時(shí)，新教徒也照樣會(huì)殘酷迫害科學(xué)家?？茖W(xué)與神學(xué)的根本對(duì)立并未因新教的出現(xiàn)而消失。

總之，文藝復(fù)興和宗教改革運(yùn)動(dòng)為自然科學(xué)最后從神學(xué)中解放出來(lái)創(chuàng)造了必要的社會(huì)條件，開辟了通往勝利和成功的道路。

（二）近代科學(xué)早期發(fā)展

近代科學(xué)革命是以哥白尼創(chuàng)立“日心說”為開端，宣告了神學(xué)宇宙觀的破產(chǎn)，比利時(shí)解剖學(xué)家維薩留斯（A.Vesalius，1514～1564年）的《人體結(jié)構(gòu)》，揭開了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里的革命序幕，哈維（W.Harvey，1578～1657年）發(fā)現(xiàn)血液循環(huán)是這場(chǎng)革命的一個(gè)重要標(biāo)志。

圖2-1　哥白尼

（1）哥白尼的天體運(yùn)行論

波蘭天文學(xué)家哥白尼（N.Copernicus，1473～1543年）曾在文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的中心意大利留學(xué)，受到人文主義思想的熏陶和希臘古典著作的啟發(fā)。他在1543年臨終前發(fā)表的不朽著作《天體運(yùn)行論》中闡述了他的日心說，其要點(diǎn)是：①地球并非靜止不動(dòng)的天體，也不在宇宙的中心，它是一顆普通的行星，既有自轉(zhuǎn)，又圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)；②月亮繞地球旋轉(zhuǎn)，并且和地球一起繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)；③太陽(yáng)處于宇宙的中心，行星在各自的圓形軌道上圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，它們的軌道大致處在同一平面上，它們公轉(zhuǎn)方向也是一致的。

日心說的發(fā)表是近代科學(xué)革命的首要標(biāo)志，它推翻了1000多年來(lái)占統(tǒng)治地位的、在中世紀(jì)被基督教神學(xué)教條化了的托勒密地心說宇宙觀，描繪了一幅關(guān)于太陽(yáng)系的科學(xué)圖景，為近代天文學(xué)奠定了基礎(chǔ)。尤其重要的是，這一學(xué)說宣告了神學(xué)宇宙觀的破產(chǎn)，開始了自然科學(xué)從神學(xué)中解放出來(lái)的運(yùn)動(dòng)。

日心說提出后的幾十年里，經(jīng)過意大利學(xué)者布魯諾（G.Bruno，1548～1600年）和伽利略等人的傳播，在知識(shí)界和群眾中產(chǎn)生了巨大影響，因而引起了教會(huì)的嚴(yán)重不安，他們利用宗教法規(guī)迫害新學(xué)說的傳播者。布魯諾慘遭火刑，伽利略也被終身監(jiān)禁。德國(guó)天文學(xué)家開普勒（J.Kepler，1571～1630年）經(jīng)過多年潛心研究，于1609年和1619年先后提出了行星運(yùn)動(dòng)的三條定律：①軌道定律：行星運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓的，太陽(yáng)在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上；②面積定律：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)行星中心同太陽(yáng)中心的連線（向徑）掃過的面積相等；③周期定律：行星在軌道上運(yùn)行一周的時(shí)間的平方和它至太陽(yáng)的平均距離的立方成正比（T²＝KR³）。開普勒的發(fā)現(xiàn)使哥白尼日心說更趨完善，他突破了圓形軌道的傳統(tǒng)觀念，使行星運(yùn)動(dòng)的不均勻性等現(xiàn)象得到了自然而合理的解釋。

（2）哈維血液循環(huán)理論

近代科學(xué)革命的另一重要標(biāo)志是英國(guó)生理學(xué)家哈維在1616年公布的血液循環(huán)理論。

圖2-3　哈維

圖2-2　維薩留斯

近代科學(xué)革命時(shí)期，對(duì)人體血液運(yùn)動(dòng)的研究始終是醫(yī)學(xué)、生理學(xué)領(lǐng)域中引人注意的問題。古羅馬蓋侖的“三靈氣說”和托勒密地心說一樣，也是在中世紀(jì)被教會(huì)教條化了的學(xué)說，至此時(shí)已受到越來(lái)越多的懷疑和挑戰(zhàn)。比利時(shí)的維薩留斯于1543年出版《人體的構(gòu)造》一書，以解剖為根據(jù)，糾正了蓋侖關(guān)于左右心室相通的說法，并否定了上帝用男人肋骨創(chuàng)造出女人的宗教教義。維薩留斯因此獲罪。西班牙醫(yī)生塞爾維特（M.Serveto，1511～1553年）發(fā)現(xiàn)了靜脈血變?yōu)閯?dòng)脈血過程的血液心肺循環(huán)（又叫小循環(huán)），他批判蓋侖的“三靈氣說”，主張人體中只有一種來(lái)自空氣的靈氣（即后來(lái)發(fā)現(xiàn)的氧氣）。塞爾維特把蓋侖所說的兩個(gè)相獨(dú)立的動(dòng)脈系統(tǒng)和靜脈系統(tǒng)統(tǒng)一起來(lái)，為發(fā)現(xiàn)全身的血液循環(huán)鋪平了道路。

在前人研究的基礎(chǔ)上，哈維進(jìn)一步通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論研究，提出了血液循環(huán)理論，其要點(diǎn)是：①血液循環(huán)的原動(dòng)力是心臟的收縮和舒張，而非任何靈氣；②血液在全身沿著一閉合路線作循環(huán)運(yùn)動(dòng)，路線是從右心房進(jìn)入左心室；從左心室搏出的動(dòng)脈血沿動(dòng)脈到達(dá)全身，然后再沿靜脈回到心臟；③哈維預(yù)言，在動(dòng)脈和靜脈的末端必定存在一種微小通道將二者聯(lián)結(jié)起來(lái)。幾十年后人們發(fā)現(xiàn)了毛細(xì)血管，證實(shí)了哈維的預(yù)言。

如哥白尼日心說徹底否定了天文學(xué)中的傳統(tǒng)觀念一樣，哈維的血液循環(huán)理論給了生理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念——蓋侖的三靈氣說以致命的打擊。從此，生理學(xué)發(fā)展成為科學(xué)。哈維因?yàn)檫@一成就而被譽(yù)為“生理學(xué)之父”。

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【思考題】

1.近代科學(xué)誕生的社會(huì)條件是什么？

2.近代科學(xué)的早期成果主要有哪些？