近代科学革命与科学文化的兴起

四、近代科学革命与科学文化的兴起

科学的起源可以追溯到古代的巴比伦、埃及、印度和中国，但近代科学革命是古希腊—欧洲文明的独特产物，其他文明都没有产生科学革命。这也是西方迅速超越其他文明的最重要的原因。那么，为什么近代科学革命只诞生于西方？概言之，“文艺复兴”运动和“宗教改革”运动为近代科学的诞生提供了必要的社会文化条件，而资本主义生产的发展则直接推动了近代科学的产生。

近代科学产生于从封建社会向资本主义社会过渡的社会大变革时代。以意大利为中心的文艺复兴运动，是一次伟大的思想解放运动，其实质是欧洲资产阶级新文化运动。“文艺复兴”原初意义指“复兴古典文化”，当时的人文主义者力图寻求返回古典文献的本源状态，其旨趣在于复兴一种与宗教神学不同的世俗知识。学者和艺术家强烈反对中世纪的整个生活方式，努力创造尽可能与古典时代的生活方式相似的新的生活方式。他们不再希望通过经院哲学家的变形眼镜来看古人，而是直接求助于原始资料，亲自掘起雕像、阅读原文。文艺复兴运动不单纯是要“复兴古典文化”，同时包含着对“人”之地位的一种重新的审视和思考。文艺复兴的中心思想是“人文主义”。人文主义肯定人的价值，强调人的高贵^[38]；提倡人性，批判神性；提倡人权，批判神权；提倡个性解放，批判宗教桎梏。一句话，主张人从神中解放出来。它反对封建教会的来世观念和禁欲主义，反对神化了的封建统治和以神为中心的宗教文化，肯定“人”是现实生活的创造者和享受者。人文主义者虽然不从正面反对教会，但是主张人要从神中解放出来，这对于反对封建统治、反对宗教神学、继承古代文化遗产、推动近代自然科学产生，起了重要的思想解放作用。文艺复兴时期，神权衰落，人心思变，对人性和人的自然本质的关注，对自然哲学问题和宇宙论的探求，形成了重新探索自然界及其运动规律的重要动力。

文艺复兴的思想能量首先是大大激发了欧洲人的冒险和探索精神，一个“大发现”的时代来临了。首先是“地理大发现”： 1492年哥伦布发现美洲大陆、1497年达迦马开辟由欧洲通往印度的新航路、1497年麦哲伦成功实现环球航行，欧洲人的这些航海探险活动，使人类对地球的认识产生了一次大飞跃。二是“宇宙大发现”：1543年哥白尼创立日心学说、1609—1618年开普勒发现行星运动定律、1609年伽利略用自制的望远镜指向天空观察到一个全新的世界，哥白尼天文学革命及其后继者的发现使人类对外部宇宙的认识产生了一次大飞跃。三是“人的发现”：1543年维萨留斯发表《人体构造》批驳盖伦学说的错误观点、1553年塞尔维特发表《基督教的复兴》提出血液心肺循环学说、1628年哈维发表《心血运动论》提出血液大循环理论，这些关于人体构造的理论使人类对自身的认识产生了一次大飞跃。总之，文艺复兴运动使人们不再通过经院哲学的眼光看世界，而是直接求助于实际的观察和实验，这些探索促进了近代科学的诞生。

宗教改革是资产阶级革命的又一种形式。16世纪首先发生在德国，后蔓延至欧洲主要国家的宗教改革运动，与近代科学革命的关系是矛盾和复杂的。一方面，宗教改革后建立的新教，虽然是反映资产阶级利益的宗教，但它毕竟仍然是信仰上帝的唯心主义，是和科学的本性相敌对的，所以新教也迫害科学的自由研究。路德（Martin Luther）就攻击哥白尼学说违背圣经。他说：“圣经上明文写道，约书亚喝令其停止不动的是地球而不是太阳”，“只是哥白尼这个傻瓜才想把整个天文学连底翻过来”。但在另一面，在资产阶级反封建革命斗争中，宗教改革和科学革命毕竟有过一段同路关系。早期宗教改革者拒绝天主教神父的权威，提出每一个信徒都有读圣经的权利，直接和上帝交感，应该在自己的经验里寻求精神的真理。早期的自然科学家也不理会古代哲学家和中世纪经院哲学的体系，而从自己的观察和实验中寻求科学真理。宗教改革者强调上帝是宇宙的绝对统治者，依靠创世时所制定的天条直接统治世界，实际上这些天条无异于自然规律。由于这种特殊的关系，新教对自然科学的态度，总的说来比旧教要宽容一些，所以自然科学家中新教徒的人数比例比旧教徒要大得多。有这样的社会文化条件，近代科学在欧洲得以产生和发展自然是顺理成章的。

近代科学是在资本主义经济发展的推动下产生的。恩格斯在《自然辩证法》一书中对这一点作了精辟的分析，他具体列举出四点，说明欧洲资本主义生产对近代科学发展的巨大影响：第一，从十字军远征以来，欧洲资本主义工商业有了巨大的发展，这就向自然科学提出了大量的研究课题，而且提供了研究这些课题的日益丰富的经验资料，还提供了以往不可能有的新的科学实验仪器、工具和设备条件。“可以说，真正有系统的实验科学这时才成为可能。”^[39]第二，文艺复兴运动并不限于意大利，宗教改革运动也不限于德国，资本主义的物质文明和精神文明的生产和发展，已迅速扩大到整个西欧、中欧和东欧的一部分，形成了一片紧密相连的文明地区，这就为科学技术的新发现和新发明的推广交流创造了有利条件，为近代自然科学的发展，提供了更加广泛的实践基础；同时也有竞争、刺激、推动的作用。第三，随着资本主义生产的发展，当时航海探险活动盛行，导致15世纪末16世纪初的地理大发现。航海探险活动以及由此带来的地理大发现的科学意义是很大的。新的植物、新的动物、新的恒星甚至新的人们和新的人类社会相继被发现，所有这些都向传统的思想和设想提出了挑战。地理大发现开阔了人们的眼界，扩大了人们的活动范围和知识领域，为天文学、气象学、地质学、动物学、植物学、生理学等科学的发展，提供了大量的极其宝贵的经验事实材料，直接推动了许多新学科的建立和许多科学新发现的完成，为近代科学的产生提供了基础。第四，“印刷机出现了”。15世纪中叶，欧洲出现了最早的印刷厂，开创了印刷工业。它是生产发展的产物，为科学文化的普及与科学成果的传播和交流，创造前所未有的方便条件。科学史家萨顿对于印刷术的发明给予了很高的评价。他说：“15世纪两项主要进展根本改变了西方世界的进程。它们是大约该世纪中期活版印刷的发明和地理上的发现。”“印刷术的发明不仅意味着思想的传播比以往更加广泛，而且意味着标准的书籍以及随后标准的插图的出现。这就首次使知识一有进步就能记录下来，使之标准化，并传播到文明世界每一个角落。”萨顿的这种评价是中肯的，印刷术确实是科学文化传播和发展不可缺少的手段。以上四条，都说明了资本主义生产的发展，推动了近代科学的产生和发展。

马克思在谈到近代科学技术发展的社会经济动因时深刻地指出：“自然科学本身的发展，也像与生产过程有关的一切知识的发展一样，它本身仍然是在资本主义生产的基础上进行的，这种资本主义生产第一次在相当大的程度上为自然科学创造了进行研究、观察、实验的物质手段。由于自然科学被资本用作致富手段，从而科学本身也成为那些发展科学的人的致富手段，所以，搞科学的人为了探索科学的实际应用而互相竞争。另一方面，发明成了一种特殊的职业。因此，随着资本主义生产的扩展，科学因素第一次被有意识地和广泛地加以发展、应用并体现在生活中，其规模是以往的时代根本想象不到的。”^[40]

1543年，史称科学革命的一年，这一年中，发生了两件在科学史具有划时代意义的大事：一是波兰天文学家哥白尼（Nicolaus Copernicus）公开发表《天体运行》，挑战教会奉为信条的地心说，提出日心说，开创了近代天文学，实现了天文学史乃至人类思想史上的一次伟大革命；另一个是比利时科学家维萨留斯（Andreas Vesalius）发表《人体构造》，批驳盖仑学说，直接揭穿了圣经上的谬论，完成了人体理论的一次伟大变革。其中哥白尼革命之影响最为深远。哥白尼的日心学说之所以被认为是革命性的理论，就在于它对人类在宇宙中地位的认识具有颠覆性的意义。中世纪欧洲教会一直主张地心说，认为太阳围绕地球转。哥白尼经过长期的观察，认为是地球围绕太阳转，这是符合事实的科学真理。但是，他受到了教会的迫害。1543年他去世前几天，在病床上才看到了刚刚出版的《天体运行》。哥白尼去世以后，伽利略、开普勒、布鲁诺等捍卫他的科学真理，伽利略坐了牢，布鲁诺被烧死了。科学革命与社会革命一样，也是要抛头颅洒热血的。科学家与革命家一样伟大！

1687年，英国科学家牛顿（Isaac Newton）出版了《自然哲学之数学原理》这部巨著，当时的自然哲学就是自然科学，主要是物理学。今天我们学物理学的时候，运动学的三大定律——惯性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律就是牛顿三大定律，再加上万有引力定律，这就是《自然哲学之数学原理》的内容。它的科学价值就在于把100多年前哥白尼、伽利略等人奠基的实验科学数学化了，自然规律用数学公式来表达。所以，现代科学的本质是实验科学，是建立在观察和实验的基础上并且同数学的逻辑推理相结合的。从这个意义上说，近代科学是公元16—17世纪才诞生的。从溯源的意义上来讲，可以说古代中国、埃及、巴比伦、印度的科学知识是科学的萌芽状态，还包括中世纪除中国以外的阿拉伯国家的科学等。但是，真正能够称为今天的科学的是从哥白尼、伽利略、牛顿才开始的，他们使科学成为了一个理论化、系统化的知识体系，使人们用数学方式来表达自然规律。牛顿经典力学的建立实现了近代科学发展史上的第一次“知识大综合”：天体运动与地面物体运动的统一。牛顿力学的创立标志着近代科学革命的最终完成，近代科学革命的直接后果是引发了欧洲工业革命。此外，在牛顿力学基础上形成的机械时空观深刻影响了后来科学和哲学长达300年的发展。

16—17世纪的天文学革命、科学革命对于后世的科学发展产生了巨大的影响。到了18、19世纪，产生了两次技术革命。第一次是18世纪的蒸汽机革命，它的旗手是英国工程师瓦特，1781年他在前人研究基础上发明了普遍使用的蒸汽机，技术由量的积累实现了质的飞跃，它不仅大大提高了纺织业的生产效率，而且也促进了机器制造业、钢铁工业、交通运输业的发展，并为资本主义工厂制造业的生产方式代替封建社会手工作坊式的生产方式提供了重要的物质基础，推动了社会生产力的迅猛发展。这便是近代史上第一次技术革命，也称为产业革命、工业革命。第二次是19世纪的电力革命。19世纪70年代，具有实用价值的电动机和发电机先后问世，继而在80年代又实现了电力的远距离传输。同时，内燃机技术不断得到了改进与广泛应用，它们不仅提供了方便而廉价的能源，推动了一系列新兴工业的发展，带动了一系列新技术发明，如美国发明家爱迪生1879年发明了电灯、贝尔1876年发明了电报等等，而且为资本主义国家提高生产社会化的程度和资本的进一步集中，为自由资本主义向垄断资本主义的过渡提供了重要条件。这是近代史上第二次技术革命。

科学作为最高意义上的革命力量，不仅表现为先进生产力，而且还是先进文化的基本内容。爱因斯坦曾指出：“科学对于人类事务的影响有两种方式。第一种方式是大家熟悉的：科学直接地、并且在更大程度上间接地生产出完全改变了人类生活的工具。第二种方式是教育性质的——它作用于心灵。尽管草率看来，这种方式好像不大明显，但至少同第一种方式一样锐利。”^[41]其中，第一种方式所说的是科学技术的物质生产功能，第二种方式则是指科学技术的精神文化功能。从1543年哥白尼的《天体运行》出版，揭开了近代科学革命的序幕，到1687年牛顿的《自然哲学之数学原理》出版，近代科学实现了人类思想史上首次辉煌的理论大综合，并在社会文化领域里揭开了科学文化相对独立发展的新阶段。亚伯拉罕·沃尔夫（Abraham Wolf）指出：“整个科学史上，罕有能与自哥白尼到牛顿的天文学发展相匹的时期。在这一相当短暂的时期中，天文学的进步既连续又完整，以至它犹如一出独幕剧，展现了事件逻辑的自然发展。哥白尼把地球看做是太阳系里的一颗小行星，以这一革命性思想为发端，经过伽利略、第谷·布拉赫和开普勒等人的工作，最后导致牛顿对物理世界的伟大综合。于是传统的地上与天上世界的分隔以及与之相关的自然与超自然的划分，我们世界与其他的划分都被抛弃或者动摇了。因为科学研究已经表明，整个物理宇宙服从同一条万有引力定律和同一些运动定律，所以宇宙一个部分的所有物理客体或事件要对其余一切产生一定的影响，这样就形成了各部分互相联系的宇宙体系。”^[42]牛顿力学体系的创立，是科学史上的一座丰碑，它标志着从文艺复兴时期开始的新自然哲学的辉煌成就。牛顿不朽的历史功绩，不仅在于他同时为近代科学的两大支柱——经典力学和微积分奠定了基础，开创了科学发展的新时代，而且也在于他所独创的融分析与综合、公理方法为一体的数理研究方法，历经数百年而不衰，至今仍是科学研究最基本、最重要的方法。近代的科学文化，正是在牛顿理论体系的发展、传播和运用的过程中成长壮大并风靡世界的。

科学文化即作为文化的科学，是16、17世纪近代科学革命的产物。近代科学革命对人类社会文化的最重要影响，就是形成了一种崭新的亚文化体系——科学文化。说起科学文化，就必然要说到哥白尼日心说的提出和传播，这不仅是一个科学事件，更是一个文化事件。在当时，仅从观察实证的角度来看，哥白尼的日心说甚至处于劣势，然而日心说之所以能够拥有布鲁诺、伽利略等坚定的支持者，则与当时的社会文化心态有关。人们反对地心说、倡导日心说的一个重要原因是，他们已经十分厌恶教会及其用于附会圣经的地心说，而日心说一旦成立，正好用于宣泄心中强烈的反宗教的情绪。结果日心说胜利了，这胜利是反宗教的文化心理的胜利，也是科学文化的初次大捷。日心说只是一系列胜利的开始，在接下来的400多年里，伽利略的《两大世界体系的对话》、牛顿的《自然哲学之数学原理》、拉瓦锡的《化学纲要》、达尔文的《物种起源》、麦克斯韦的《论电学和磁学》、爱因斯坦的《论动体的电动力学》等标志科学文化胜利的里程碑相继树起。这些胜利的结果之一，就是科学文化逐渐发展成为一种相对独立的社会亚文化系统。

科学文化的兴起与西方文艺复兴时期的人文主义思潮密切相关。人文主义者的旨趣是要复兴一种与宗教神学不同的世俗知识，但同时包含着对自然、对人的一种重新的审视和思考，从而形成了一种新自然哲学，并且直接奏响了近代科学革命的前奏曲。这些自然哲学家与该时代和先前几代的柏拉图主义者和亚里士多德主义者的差别，主要在于他们企图用独创的、独立的方法，而不是在已经建立起来的传统和权威的框架内去探求自然界的原理。柯瓦雷（A.Koyre）在《哲学倾向对制定科学理论的影响》一文中指出：“任何人都同意，17世纪完成或经历了一次深刻的文化革命、哲学革命和科学革命。从我们的观点来看……这次革命可以概括为：（1）Cosmos的解体，这指的是，由统一的基本组分和规律所联结的无限宇宙，取代了亚里士多德传统中分层构成的有限世界；（2）空间的几何化，这指的是，抽象、处处均匀的无限三维欧氏几何空间，取代了亚里士多德具体的物理构成的处所——空间，被认为是真实的空间。”^[43]他还强调：“近代科学的诞生与人类思想的公理框架的转变（我们甚至可称其为突变）相伴随，与理性知识与感觉知识的评价的变化相伴随。”^[44]这种涉及人类思想文化根本转变的过程，在法国启蒙运动中得到了最典型的表现。启蒙运动是一场伟大的思想解放运动，它的理论旗帜和最锐利武器就是哲学化和人文主义化了的牛顿理论体系及其方法论。启蒙运动时代的先进思想家们，以科学理性、科学规范与科学方法为指导，使近代科学的精神与文化功能得以广泛而充分的展现。他们认为科学不仅能合理地阐明自然现象，而且能以科学的精神、原则、方法分析说明各种社会问题甚至心理现象。尽管百科全书派试图将自然科学与人文社会科学融为一体的努力，因受历史环境、条件的限制并未成功，但将科学文化的新理念贯彻到人文社会科学的研究中去，却带来了思想文化与学术的空前繁荣。伏尔泰的政治社会观、孟德斯鸠的“法的精神”代表着政治学和法学领域的根本转变，同时也深深地打上了近代科学文化的烙印。社会学的诞生、发展更明显地表现出了科学文化的直接影响。孔德的名著《实证哲学教程》被称作是创立社会学的奠基之作，该书的突出特点就是运用科学理性、科学规范和科学方法来研究社会的结构与功能，甚至该书的体例、标题如社会静力学、社会动力学等，也都完全牛顿力学化了，以至社会学当时就被称之为“社会物理学”。以牛顿理论为核心的近代科学文化影响之大，由此可见一斑。

作为一种重要的社会亚文化系统，科学文化在与其他文化的互动中不断获得发展，已经成为当代社会的一种先进文化。科学文化在现代社会的拓展和渗透，主要有三个途径：其一，科学通过变革生产方式，从器物层面传导到制度层面，再影响到文化价值层面。由于科学技术的介入，生产过程日益复杂，这就必然导致组织结构和制度文化的变革，在这种变革中，逐渐形成了求实与创新、效率与公平、批判与宽容等文化价值观念。其二，科学在生活中的广泛应用，科技供应与消费需求互动互促，促使新的科学文化不断涌现。一方面，新科技的应用，起到了直接改造人们生活方式的作用；另一方面，个人和群体的偏好，又反过来影响到科技应用的方向，这样就形成了汽车文化、通信文化和网络文化等。其三，通过教育、传播和普及，科学文化直接进入社会文化价值领域。在人们认识到科学是推动历史发展的最高意义上的革命力量之后，科学文化在世界大多数国家都被视为主流文化，科学文化得到了广泛而深入的传播。

【注释】

[1]美国科学社会学家默顿在其《科学的社会规范》一文中也表达了有类似的观点，他说：“科学是一个难以概括的词语，它所指的是一些不同的、尽管是相关的事项。它通常被用于指：（1）一套特定的方法，知识的证实依靠这套方法；（2）通过应用这些方法所获得的一些积累性的知识；（3）一套支配所谓的科学活动的文化价值和惯例；或者（4）上述任何方面的组合。”参见任定成主编《科学人文读本》（大学卷），北京大学出版社2004年版，第144页。

[2]〔英〕贝尔纳：《历史上的科学》，科学出版社1981年版，第6页。

[3]同上书，第9页。

[4]〔英〕贝尔纳：《历史上的科学》，科学出版社1981年版，第15页。

[5]同上书，第16页。

[6]〔英〕贝尔纳：《历史上的科学》，科学出版社1981年版，第19页。

[7]同上书，第6页。

[8]同上书，第22页。

[9]American Association for Advancement of Science.Project 2061，Science for All Americans.AAAS Publication，1989，pp.25-31.

[10]Macomas，W.F.The Nature of Science in Science Education，Rationales and Strategies.Netherlands： Kluwer Academic Publishers，1998，pp.6-7.

[11]Lederman，N.G.，Abd-El-Khalick，F.，Bell，R.L.＆Schwartz，R.S.View of nature of science questionnaire： Toward valid and meaningful assessment of learners' conceptions of nature of science.Journal of Research in Science Teaching.Vol.39，2002，6，pp.497-521.

[12]〔德〕康德：《自然科学的形而上学基础》，上海人民出版社2003年版，第2页。

[13]〔德〕黑格尔：《哲学史讲演录》第1卷，商务印书馆1981年版，第35页。

[14]杨文衡：《“科学”一词的来历》，《中国自然科学史料》1981年第8期。

[15]〔英〕W·C·丹皮尔：《科学史及其与哲学和宗教的关系》，商务印书馆1979年版，第9页。

[16]〔英〕梅森：《自然科学史》，上海译文出版社1980年版，第562页。

[17]引自〔苏〕拉契科夫：《科学学——问题·结构·基本原理》，科学出版社1984年版，第37页。

[18]《马克思恩格斯全集》第2卷，人民出版社1957年版，第163页。

[19]〔苏〕拉契科夫：《科学学——问题·结构·基本原理》，科学出版社1984年版，第31页。

[20]〔美〕默顿：《科学的规范结构》，《科学与哲学》1982年第4期，第120页。

[21]〔苏〕拉契科夫：《科学学——问题·结构·基本原理》，科学出版社1984年版，第46页。

[22]〔英〕贝尔纳：《历史上的科学》，科学出版社1981年版，第7页、第9页。

[23]《马克思恩格斯全集》第46卷（下），人民出版社1979年版，第211页。

[24]《马克思恩格斯全集》第23卷，人民出版社1972年版，第664页。

[25]《马克思恩格斯全集》第25卷，人民出版社1974年版，第97页。

[26]〔英〕培根：《新大西岛》，商务印书馆1979年版，第28页。

[27]〔美〕萨顿：《科学的生命》，商务印书馆1987年版，第29页。

[28]〔法〕卡西尔：《人论》，上海译文出版社1985年版，第263页。

[29]〔英〕斯诺：《对科学的傲慢与偏见》，四川人民出版社1987年版，第15页。

[30]〔美〕李克特：《科学是一种文化过程》，三联书店出版社1989年版。

[31]在这里，有两个问题需要做进一步研究：第一，哈贝马斯关于现代科学技术蜕变为意识形态的观点的依据是什么？或者说，现代科学技术作为一种意识形态是如何可能的？第二，现代科学技术如果已经蜕变意识形态的话，那么，这是发达资本主义社会特有的现象，还是具有更为普遍的意义？在当代中国，科学和技术是否承担了某种意识形态的功能？

[32]《爱因斯坦文集》第1卷，商务印书馆1976年版，第541—542页。

[33]《西方哲学原著选读》上卷，商务印书馆1981年版，第340页。

[34]《西方哲学原著选读》上卷，商务印书馆1981年版，第358页。

[35]《爱因斯坦文集》第1卷，商务印书馆1976年版，第574页。

[36]《杨振宁科教文选》，南开大学出版社2001年版，第6页。

[37]《爱因斯坦文集》第3卷，商务印书馆1979年版，第181页。

[38]莎士比亚在《哈姆雷特》中道出了人文主义的思想主题：人是一件多么了不起的杰作！多么高贵的理性，多么伟大的力量，多么优美的仪表，多么文雅的举止！在行为上多么像一个天使，在智慧上多么像一个天神！宇宙的精华，万物的灵长！

[39]《马克思恩格斯选集》第4卷，人民出版社1995年版，第280页。

[40]《马克思恩格斯全集》第47卷，人民出版社1979年版，第572页。

[41]《爱因斯坦文集》第3卷，商务印书馆1979年版，第135页。

[42]亚·沃尔夫：《十六、十七世纪科学、技术和哲学史》，商务印书馆1985年版，第161页。

[43]吴国盛编：《科学思想史指南》，四川教育出版社1997年版，第140页。

[44]同上书，第143页。