漫步科学史

引言

在刚刚接触科学史之初，读过几本有趣的书，主要有日本大沼正则的《科学的历史》，英国W.C.丹皮尔的《科学史——及其与宗教、哲学的关系》，美国雅·布伦诺斯基的《科学进化史》。毋庸置疑这三本书都是科学史领域的倾心之作，前两本都是在纵观历史学，社会学，人类学，宗教学等等学科的基础上，对科学的发展做了一番梳理，并且不约而同地采用了以时间顺序为主线的叙述方式——“古代科学——中世纪科学——文艺复兴——近代科学——现代科学”，并对重点领域，重点人物进行了着重的说明。布伦诺斯基的这本书是在BBC电视系列节目的基础上改编而成的。它以一种全新的视角呈现给读者一部科学发展的全景史。三本书各有千秋，读来如同漫步于科学进化的历史长河，有目不暇接之感，更有蓬勃踊跃之情。科学起源于人的生产劳动，这是一种唯物主义的科学观。科学史是一部人类在变革自然的范围内认识自然的历史。

科学的历史

科学史——及其与宗教、哲学的关系

科学进化史

一、原始科学与巫术

原始人类无法解释自然现象，对世界怀有朦胧、敬畏、神秘的感觉，巫术在这种情况下滋生出来，并在很长一段时间里广泛地影响着人们生活的方方面面。有些人类学家以为，巫术一方面直接导致宗教，另一方面又直接导致科学。巫术与原始科学似乎有着一种神秘的联系，有一种观点认为原始社会的方方面面都与巫术有直接或间接的关系，比如说原始信仰（原始崇拜）。在旧石器时代晚期，在原始人所居住的洞穴的墙壁上发现了素描和绘画的最早例子，其中许多都有高度的艺术价值，有一些经常不断出现的雕刻，描写了丰产崇拜和丰产巫术，也可以说明原始人的信仰。

                                                 阿尔塔米拉山洞岩画《野牛图》                                            

巫术要假定自然界中是有规则的，人通过适当的行为就可以利用这些规则去控制自然界。因此，从这个观点来看，巫术是一种冒牌的自然法则体系。模仿性巫术的基础就是相信同类事物可以感应相生。这样的巫术有时会灵验，也许是出于巧合，但失败的次数肯定更多。

马林诺斯基认为，原始人把可以用经验科学的观察或传说加以处理的简单现象和他们无法理解或控制的神秘的、不可估计的变化，明确地区别开来。前者引向科学，后者导向巫术、神话和祭祀1。我比较赞成这种观点，科学应该是和巫术并存的，并非是由巫术产生出来，原始宗教起源于巫术的说法似乎更有依据。

总之，在人类蒙昧的时代里，最初的科学之光是闪烁在荆棘丛生的大地上，这是巫术和迷信的丛林，但不能否认，简单工艺的发展，火的发现和应用，工具的改进，这些具体的哪怕是微小的进步，都奠定了人类科学进程的基础。

二、中世纪科学与宗教的双重性

关于“中世纪”的界定，传统的观点认为是从5世纪西罗马帝国的崩溃到15世纪近代科学的出现为止，大约1000年的时间，但人们怀着新的兴趣对13世纪、14世纪的历史、艺术和宗教进行研究，使我们清楚地看到那时已有一种新文明出现，因此现在人们往往把“中世纪”一词只用于指“黑暗时期”以后文艺复兴以前的四百年，在这里还是倾向于老的历史分期法。

中世纪是教会统治时期，为了加强思想意识上的控制，教会推崇的是经院哲学，仇视世俗学问，自然科学在本质上已不复存在，哲学与科学都沦为了基督教的奴仆。修道院制度出现以后，修道院成了教育机构，古代的科学才勉强被保存下来，但是这些科学都是为圣经服务的。

西欧封建制度的初期，技术逐渐有了进步，生产也有了提高。生产技术的发展，并没有推动科学的进步，反而加强了科学为基督教奴仆的观点。这时期的科学发展的重心转移到了阿拉伯国家，阿拉伯的科学技术取得了很大的成就，并传播到欧洲。

提到这一时期的科学，不能不提到罗吉尔·培根。培根说“阻碍认识真理的是教会权威习惯势力和无知的偏见。”他猛烈地抨击了以“高傲、淫荡和贪婪”的僧侣阶级为核心的上层阶级的腐败情形，因此，在他的一生中，有24年是在监狱度过的。培根是第一个主张试验和数学是不可缺少的人。这无疑是具有历史进步意义的，但由于受时代的制约，他还受宗教制度的严重影响。

三、科技进步与文艺复兴

文艺复兴主要是新兴资产阶级借助古典文化向封建贵族要求权利的运动，近代科学与当时的技术密切相关，哥伦布发现新大陆与当时的航海技术的发展有着密切的关系，哥白尼的天文学也是在航海技术取得一定成就的基础上创立的。同时，由于哥伦布地理上的发现，开辟了世界市场，使资本主义像工场手工业阶段发展，使近代科学向牛顿力学的最初目标前进。

达·芬奇在有关绘画方面的札记里写道：“画家要把自然作为对象与之进行论战和争吵”。“画家必须拜‘自然’为师”2。总之，绘画和科学，共同把自然做为对象去观察和研究，从而使两者达到较好的结合。

“透视”一词原于拉丁文“perspclre”（看透）。最初研究透视是采取通过一块透明的平面去看景物的方法，将所见景物准确描画在这块平面上，即成该景物的透视图。后遂将在平面画幅上根据一定原理，用线条来显示物体的空间位置、轮廓和投影的科学称为透视学。

透视有三种:色彩透视、消逝透视、线透视，其中最常用到的是线透视。透视学在绘画中占很大的比重,它的基本原理是,在画者和被画物体之间假想一面玻璃，固定住眼睛的位置(用一只眼睛看)，连接物体的关键点与眼睛形成视线，再相交与假想的玻璃。在玻璃上呈现的各个点的位置就是你要画的三维物体在二维平面上的点的位置。这是西方古典绘画透视学的应用方法，如《最后的晚餐》。

达·芬奇《最后的晚餐》

达·芬奇不仅是一个忠实自然的哲学家，而且是一个探索自然界有规律的力学和机械运动的科学家。他对自然界的观察，是通过对机械技术的关心形成的，他认为机械学的力能使所有生物体存在。在即将到来的以力学为基础牛顿时代，观察与试验将成为主要的研究方法。

四、观察与试验在科学史进程中的意义

1543年，在欧洲出版了两本革新的书，一本是哥白尼的《天体运行论》，另一本是一部医学著作,是医生维萨留斯的《人体构造论》，它奠定了近代医学的基础，更为近代科学的奠定提供了可借鉴的方法。在这本书里，配有300多张精致的木板印刷的解剖图，这些画很明显地表现出达·芬奇的艺术和科学相统一的传统。维萨留斯像画家的眼力一样，真实地掌握了客观实在的人体。

在封建等级制度下，理论和实践完全被分离，很多学者只会空谈理论，根本不会亲自观察，很多书籍都存在诸多错误，但是这个时代的各个领域的科学家普遍都采用了观察的方法。在矿山学方面，阿格里科拉“就像观察一个巨大的身体那样”观察了矿山业的整体，他记录了找矿脉的探矿法，采掘矿石坑道的建筑、排水、换气及矿石的提升、选矿、压碎等，还记录了矿石的冶炼及矿工的劳动保健问题。他把矿山当作一个有机的整体，还根据对即将到来的机器大工业时代的预想，细致描绘了292张木版画，体现出尊重实际观察的态度3。当然，观察也是有限度的，仅仅依靠观察，还是有很多科学现象无法发现。还有另外一个科学的方法——试验。

作为观察的方法，逐渐在科学中被肯定下来，但它毕竟还是一种被动的方法。在观察的基础上提出某种假说，然后以作用于自然的能动的方法——试验，来加以验证。科学正是因为有了假说和试验的方法，才发展成为近代的科学。

1600年，英国医生吉尔伯特的《磁石》一书出版了，这本书被认为是近代试验方法的开端。试验方法出现的背景是科学家与手艺人的结合，手艺人的经验和科学家的知识相结合，促使了研究自然的可靠方法——试验的出现。哈维为近代生理学的发展作出了重要贡献，在于他创立了一种新的试验方法叫做比较解剖学。他用这种方法来阐明肺循环。吉尔伯特和哈维的试验方法，后来由伽利略等进一步加以丰富，在其他方面，由哲学家培根、笛卡尔也都将这种方法和新的哲学体系联系起来，从而使实验的方法成为近代科学发展的一种不可缺少的方法。

磁石

五、科学的展望

回顾科学发展的历程，可以发现科学的发展是一个渐进与跨越相结合的过程，这也符合辩证法量变质变的规律，科学的每一次进步都凝结着人类的智慧，每一次科学史上的飞跃都极大地改变了人类社会的面貌，科学并非锁在匣子里的“天书”，而是与人类生活息息相关的东西。以农业来为例，农业工具的改进，从石制农具到铁制农具，再到机械化农业生产，每一次变革都会相应地产生生产力的大发展，还有随之而来的生产关系的变化。

科学的发展在今天有了更宽泛地领域，科学关注人的生命和思维，人类正在做着自然界中唯一的实验，即创造一些理性的知识，并用这些知识来证明其本身比映像更合理4。然而，在科学高度发展的同时却伴随着人类心灵的缺失与迷茫，从古至今，科学一直不乏质疑之声，很多人面对种种不惑，被一种可怕的悲观所包围，其实回顾科学史的发展历程与人类的进化历史，我们还应该抱乐观的态度去对待科学与人类的关系。我们生活的文明是一种科技文明，科学永远都面临着新的人类问题，发现与解决问题，本来就是科学的本质所在。