《牛津通識讀本》叢書新品《科學革命》，帶你重返哥白尼、伽利略、牛頓的時代
科學史家、美國教學公司“名課”（TheGreatCourses，美國的“百家講壇”）主講人勞倫斯·普林西比著
勾勒科學革命的精彩面相，破除科學史上的迷霧
《科學的歷程》作者、北京大學科學史與科學哲學研究中心主任吳國盛推薦
本書簡介：
16和17世紀，人們對自然世界展開狂熱探索，是為“科學革命”時期。或是出于宗教熱情，或是出于實際需求，或是出于名與利的前景，或是僅僅出于求知的欲望，各色思想者和實干家探究并重新審視著身邊的世界。哥白尼、伽利略、牛頓，這些人類整個科學史上最為耀眼的星辰，以及其他許多雖無盛名卻同樣重要的名字，不停地給出、拋棄、再給出各種解釋體系。
在《科學革命》這本極簡介紹中，勞倫斯·普林西比探索了科學革命時期天體科學、地球科學、物質(zhì)與運動科學以及生命科學領域激動人心的革新與發(fā)展。在敘述中，作者采用了歷史人物本身的視角，突出強調(diào)了他們的背景、環(huán)境、推理與動機，破除了科學史上的種種陳腐迷霧。
作者簡介：
勞倫斯·普林西比，美國約翰斯·霍普金斯大學科學技術史系和化學系教授。主要研究早期化學史、煉金術史。由于對科學史研究的卓越貢獻，被授予培根獎章。另著有《火中試驗煉金術：斯塔基、玻意耳以及海爾蒙特派化學家的命運》（2002，與W.R.紐曼合著）、《雄心勃勃的煉金術士：羅伯特·玻意耳和他的煉金術探索》（1998）。
目錄：
引言
第一章新世界和舊世界
第二章關聯(lián)的世界
第三章月上世界
第四章月下世界
第五章小宇宙和生命世界
第六章科學世界的建立
尾聲
索引
英文原文
前言序言
吳國盛
自柯瓦雷創(chuàng)造“科學革命”這個概念以概括16、17世紀歐洲思想所發(fā)生的激進變革以來，它成了科學史家們最熱切關注的中心話題。圍繞這個話題，70年來產(chǎn)生了多種不同的編史綱領、數(shù)以百計的專門著作和幾代優(yōu)秀的科學史家。事實上，正是這個主題培育并造就了科學史學科的獨特范式。我們或許可以說，時至今日，一個不深入了解“科學革命”的科學史家，不是一個合格的科學史家；一個科學史的入門初學者，最好是先讀關于“科學革命”的著作。
然而，“科學革命”主題已經(jīng)嚴重發(fā)散，正像本書作者在引言中所說：“如果問10 位科學史家科學革命的實質(zhì)、時間段和影響是什么，你可能會得到15 種回答�！鄙踔粒蜓�
吳國盛
自柯瓦雷創(chuàng)造“科學革命”這個概念以概括16、17世紀歐洲思想所發(fā)生的激進變革以來，它成了科學史家們最熱切關注的中心話題。圍繞這個話題，70年來產(chǎn)生了多種不同的編史綱領、數(shù)以百計的專門著作和幾代優(yōu)秀的科學史家。事實上，正是這個主題培育并造就了科學史學科的獨特范式。我們或許可以說，時至今日，一個不深入了解“科學革命”的科學史家，不是一個合格的科學史家；一個科學史的入門初學者，最好是先讀關于“科學革命”的著作。
然而，“科學革命”主題已經(jīng)嚴重發(fā)散，正像本書作者在引言中所說：“如果問10位科學史家科學革命的實質(zhì)、時間段和影響是什么，你可能會得到15種回答�！鄙踔�，像夏平這樣的科學史家根本否認存在什么“科學革命”。在這種眾說紛紜、莫衷一是的情況下，對專業(yè)科學史家來說，應該去比較各家的觀點和論據(jù)，去研究關于科學革命的種種編史學；而對初學者來說，則需要一本權威性的綜合著作，總結各方觀點的合理之處，講述一個主題鮮明的歷史故事。所幸的是，本書就是這樣的著作。
作者勞倫斯普林西比（LawrencePrincipe）是約翰斯霍普金斯大學科學技術史系和化學系雙聘講席教授，1983年畢業(yè)于特拉華大學，獲化學和文科雙學士學位，1988年獲印第安納大學有機化學博士學位，同年進入約翰斯霍普金斯大學化學系任教，1996年獲約翰斯霍普金斯大學科學史博士學位。他的主要研究方向是近代早期化學史，特別是煉金術與化學的關系史。普林西比不僅是一位優(yōu)秀的職業(yè)科學史家，而且還是一位杰出的教師，很擅長用簡明通俗的語言條理分明地講述歷史。他曾獲得卡內(nèi)基基金會、鄧普頓基金會以及約翰斯霍普金斯大學多次頒發(fā)的教學大獎。美國教學公司（TheTeachingCompany）從上世紀90年代開始組織全美名師錄制“名課”（TheGreatCourses），其中的“從古代到1700年的科學史”（HistoryofScience:Antiquityto1700）即由普林西比講授。
按照天界、地界、生命界、人工界的順序，本書既討論了天文學—力學—物理學這個科學革命敘事的傳統(tǒng)線索，也討論了占星術—煉金術—赫爾墨斯主義等化學論的敘事線索，還把解剖學—醫(yī)學—植物和動物博物學也納入科學革命的范疇中。這種種線索的并存并沒有損害全書鮮明的主題。作者把科學革命時期（大約從1500—1700年）通過錯綜復雜的連續(xù)漸變造成的最大斷裂總結為，一個處處關聯(lián)的、充滿意義的、隱含神圣設計和無聲隱喻的世界被徹底瓦解，具有寬廣視野和多面經(jīng)驗的自然哲學家，被專業(yè)化、分科化的技術科學家所取代。革命之前的“關聯(lián)宇宙論”一直或多或少地存在于革命的全過程中，它可以幫助我們理解為什么開普勒、玻意耳、牛頓等人始終堅持認識自然就是認識上帝，自然哲學是神學的分支，宗教才是研究自然的原動力；為什么牛頓會熱衷于研究煉金術和圣經(jīng)年代學，并且相信摩西等古代哲人早就知道萬有引力定律；為什么第谷在天堡里同時進行天文觀測和煉金術（他稱之為“地界天文學”）的工作。甚至機械自然觀的出現(xiàn)，也應該從“關聯(lián)宇宙論”與人類日益增加的技術能力的共同背景下加以理解。
以寥寥數(shù)萬字的篇幅，把近幾十年發(fā)掘出來的如此之多的線索組織起來，并且提煉出鮮明的科學革命形象，這是本書的最大長處和特色。我相信，多年來深受實證主義及輝格式科學史影響的中國讀者，讀讀本書，會有眼前一亮的感覺。
以寥寥數(shù)萬字的篇幅，把近幾十年發(fā)掘出來的如此之多的線索組織起來，并且提煉出鮮明的科學革命形象，這是本書的最大長處和特色。我相信，多年來深受實證主義及輝格式科學史影響的中國讀者，讀讀本書，會有眼前一亮的感覺。
——北京大學科學史與科學哲學研究中心主任吳國盛
引言
1664年底，天空中出現(xiàn)了一顆明亮的彗星。西班牙人最先注意到了它，但接下來幾周，這顆彗星變得越來越大、越來越亮，全歐洲都把目光投向了這一天象奇觀。在意大利、法國、德國、英格蘭、荷蘭等地，甚至是歐洲在美洲和亞洲新近占領的殖民地和偏遠地區(qū)，觀測者們都在追蹤和記錄這顆彗星的運動和變化。一些人做了認真測量，爭論著彗星的大小和距離以及在天空中的軌道是直還是曲。一些人用肉眼觀察它，另一些人則用剛剛問世60年左右的望遠鏡之類的儀器進行觀測。一些人試圖預言它對地球、天氣、空氣質(zhì)量、人的健康、人類事務和國家命運的影響。一些人視之為檢驗新天文學思想的良機，另一些人則視之為神的預兆（不論好壞）。印刷的小冊子層出不窮，新的自然現(xiàn)象類期刊雜志刊登了論文和爭論，人們在宮廷和學院、咖啡館和小酒館討論它，相距遙遠的觀察者頻繁通信，交換著豐富的思想和數(shù)據(jù)，編織出超越政治和信仰的交流網(wǎng)絡。全歐洲都在注視著這一自然奇觀，力圖理解它并從中受益。
1664至1665年的這顆彗星僅僅是一個例子，表明17世紀的歐洲人不僅交流密切，而且密切關注他們周圍的自然界并與之互動。透過不斷改進的望遠鏡，他們看到了廣袤的新世界—意想不到的木星衛(wèi)星、土星光環(huán)和無數(shù)新的恒星。透過同樣新近發(fā)明的顯微鏡，他們看到了蜜蜂螫針的精細結構、放大到狗的尺寸的跳蚤，發(fā)現(xiàn)醋、血液、水和精液中居然還存在著一群從未想到的“微動物”。利用解剖刀，他們揭示出植物、動物和人的內(nèi)部運作方式；借助火，他們把自然物分解成化學組分，將已知物質(zhì)結合成新物質(zhì)；依靠船舶，他們駛向新的陸地，帶回關于新的植物、動物、礦物和民族的新奇樣本和報告。他們設計出新體系來解釋和組織世界，復興古代體系，就彼此的優(yōu)勢展開無休止的爭論。他們尋找隱藏在世界背后的原因、意義和寓意，追溯上帝的創(chuàng)造與維持之手的蹤跡，試圖借助新技術和隱秘的古代知識來控制、改進和開發(fā)他們所遭遇的世界。
科學革命—大約從1500年到1700年—是科學史上討論最多的、最重要的時期。如果問10位科學史家科學革命的實質(zhì)、時間段和影響是什么，你可能會得到15種回答。一些人把科學革命看成與中世紀世界的截然斷裂，正是在科學革命時期，我們所有人（至少是歐洲人）變成了“現(xiàn)代的”。在這種觀點看來，16、17世紀的確是革命性的。另一些人則試圖把科學革命變成一個無效的事件，僅僅將其視為回顧歷史時所產(chǎn)生的一種幻覺。不過，如今更多謹慎的學者認識到，雖然中世紀與科學革命之間存在著許多重要的連續(xù)性，但這并不能否認16、17世紀以令人震驚的重要方式利用和改造了中世紀的遺產(chǎn)。事實上，“科學革命”（現(xiàn)在更多被稱為“近代早期”）兼具連續(xù)與變化的特征。這一時期就自然界發(fā)問的人明顯增多，他們設計了新的途徑對這些問題給出了大量新的回答。本書描述了近代早期思想家對周圍世界的設想、研究、發(fā)現(xiàn)以及這一切對他們的意義，討論了他們?nèi)绾螢榻茖W的知識和方法奠定了基礎，如何努力解決至今仍然困擾我們的問題，如何精心打造了充滿美和希望的豐富世界，這樣的世界我們常常忘記如何去觀察。
第一章新世界和舊世界
航海大發(fā)現(xiàn)
一張圖片勝過千言萬語，事實證明，繪制插圖的能力特別重要，因為新奇的報告和事物很快就會涌入歐洲。這些信息來自歐洲人直接接觸的新土地。第一個來源是亞洲和撒哈拉以南的非洲地區(qū)。由于葡萄牙人試圖開辟與印度的貿(mào)易航線，以便繞過控制了陸路和地中海航線的中間商（主要是威尼斯人和阿拉伯人），遂使歐洲人接觸到了這些地區(qū)。15世紀初，葡萄牙王子、航海家亨利（1394—1460）開始派遠征隊沿西非海岸探險，與撒哈拉以南非洲地區(qū)的商人建立了直接聯(lián)系。葡萄牙水手進一步南下，最終于1488年繞過好望角，其最高潮是達伽馬于1497至1498年成功遠航至印度進行貿(mào)易。葡萄牙人沿途建立了貿(mào)易前哨，其中許多地區(qū)直到20世紀中葉仍為葡萄牙所擁有，他們最終將其常規(guī)航線延伸到中國，將香料、寶石、黃金、瓷器等奢侈品運回歐洲，還帶回了關于遙遠國度、奇異生物和未知民族的報道。
歐洲視野的這種拓寬并非在文藝復興時期遽然開始。中世紀為文藝復興時代的航海奠定了基礎。事實上，向東的航行早在13世紀就已出現(xiàn)，卻因14世紀亞洲的政治動蕩而被迫中斷，到了15世紀又被恢復。中世紀的旅行者往往是13世紀兩個新修會—多明我會和方濟各會—的成員，他們開始到遙遠的地方傳教和從事外交活動，這種使命我們直到現(xiàn)在才有所認識。他們在亞洲建立了宗教場所，從波斯和印度一路推進到北京，并將相關信息傳回歐洲，從而激勵了后來的貿(mào)易航行。這些中世紀旅行使人們意識到歐洲之外還有一個更為廣袤的世界有待探索。
當葡萄牙人正在向東開辟朝向亞洲的海上航線時，哥倫布卻把目光投向了相反方向。他確信，地球周長大約要比在歐洲廣為人知的相當準確的古代估計值短三分之一，因此認為自己向西航行能夠到達東亞。這種錯誤的印象部分是由于公元2世紀的地理學家和天文學家托勒密。人文主義者們剛剛重新找出了他的《地理學》，其中把地球的尺寸說得異常之小，大大高估了亞洲向東的范圍。哥倫布的資助者持懷疑態(tài)度，他們認識到西行路線要更長，如果沒有中間的地方提供新的補給，船員就會餓死。（沒有人認為哥倫布會“航行到地球邊緣掉下去”，因為早在哥倫布之前1500多年，地球的球形觀念已在歐洲牢固確立。說哥倫布之前的人都認為地球是平的，這是19世紀的發(fā)明。中世紀的人會對這種想法捧腹大笑�。┮虼�，當1492年哥倫布的船只突然發(fā)現(xiàn)加勒比地區(qū)的陸地時，他自認為到了亞洲，而不是發(fā)現(xiàn)了一個新大陸。
無論哥倫布后來是否承認了自己的錯誤，其他人反正很快認識到了，于是急忙趕往這個新世界。在新發(fā)明的印刷機的幫助下，新世界的消息迅速傳開。1507年，一位德國制圖師根據(jù)意大利探險家亞美利哥韋斯普奇的名字給這塊新大陸命名為亞美利加。由于這些地圖以及韋斯普奇隨之發(fā)表的關于南美的描述，這個名字流傳開來。1508年，西班牙國王費迪南多二世為韋斯普奇設立了新世界首席航海家一職。這一新職位所屬的商局（CasadeContratación）成立于1503年，不僅是為了給帶回西班牙的貨物征稅，而且也是為了對返回的旅行者所帶來的各種信息加以收集和分類，訓練領航員和航海家，以及用從每一位返回的船長那里新收集到的信息不斷更新原版地圖。各種知識和技術訣竅匯集到塞維利亞，幫助西班牙建立了歷史上第一個“日不落”帝國。
面對西班牙和葡萄牙正在積累的領地和財富，其他國家也不甘心袖手旁觀，遂紛紛加入競爭行列，盡管他們落后于古伊比利亞人一個世紀或更長時間。因此在一百年的時間里，幾乎所有關于新世界的報道和樣本都是經(jīng)由西班牙和葡萄牙來到歐洲的，它們改變了歐洲人的動植物知識和地理學知識。很難想象從新世界大量涌入歐洲的材料有多少。新的植物、動物、礦物、藥品以及關于新的民族、語言、思想、觀察和現(xiàn)象的報道使舊世界目不暇接，難以消化。這是真正的“信息過�！保蟾淖冴P于自然界的想法，用新方法對知識加以組織。由于發(fā)現(xiàn)了新的奇異生物，傳統(tǒng)的動植物分類系統(tǒng)不再適用。由于發(fā)現(xiàn)人類的居住地幾乎無處不在，那種古代觀念遭到了駁斥，即世界被分為五個氣候區(qū)，包括兩個溫帶和三個因為過熱或過冷而不適宜居住的區(qū)域。開發(fā)美洲和亞洲巨大的經(jīng)濟潛力需要新的科學技術。地理數(shù)據(jù)和航線記錄催生了新的繪圖技術，而在歐洲與新國度之間安全可靠地通航則需要改進導航、造船和軍備。
第三章月下世界
觀測背景
希臘人開創(chuàng)了一項長遠的事業(yè)：從物理和數(shù)學兩方面解釋天界的運動。這些運動要比今天大多數(shù)人所認為的更加復雜和有秩序。每個人都熟知天體的每日升落。天界的一切星體—太陽、月球、行星、恒星—每天升落一次，自東向西穿越天穹。天界的其他運動則要求更加耐心的觀測。恒星之所以被稱為“恒星”，是因為它們并不相對于彼此運動，而且每隔不到24小時就會回到天空中的同一位置。這就意味著，每顆恒星每晚都比前一晚早升起來一段時間（約四分鐘）；因此，你如果在每晚的同一時間觀察天空，就會發(fā)現(xiàn)，諸星座每晚都會沿著巨大的圓弧緩慢運轉(zhuǎn)；假如你在北半球，這些圓弧的圓心就是那顆永不移動的星—北極星，它位于小熊座的尾端。要想在夜晚的同一時刻看到恒星又回到原先的位置，就得等上一年。由此給人留下的印象是，恒星鑲嵌在一個巨大的球殼上，該球殼每隔23小時56分鐘繞地球旋轉(zhuǎn)一周。
太陽運行得更慢一些，繞行一周需要整整24小時，這意味著它每天都要改變與恒星的相對位置，相對于恒星背景自西向東緩慢運行，需要一年時間才能回到同一顆星的附近。月球的運動與此類似，但要明顯得多。它每晚比前一晚遲升起50分鐘，因此你如果接連幾晚在同一時間尋找它，就會發(fā)現(xiàn)它每晚都向東走了一段距離（不妨試試�。�29天后，月球又回到了初始位置。行星的運行也大同小異，但路徑更為曲折怪異，這強烈吸引著人們?nèi)で蠼忉�。在大多�?shù)時間里，行星就像太陽和月球一樣，相對于恒星背景自西向東緩慢移動。但每隔一段時間，行星就會慢下來，停住不動，轉(zhuǎn)而朝相反方向自東向西運行。這種現(xiàn)象被稱為逆行。再過一段時間，行星再度停下來，掉轉(zhuǎn)方向繼續(xù)常規(guī)的運動。
古希臘人把太陽、月球、水星、金星、火星、木星和土星這七個看起來相對于固定的恒星背景移動的天體稱為“行星”（意思是“漫游者”）。但行星不會漫游得太遠，它們的運動局限在天上狹窄的黃道帶中。黃道被分為等長的十二段，每一段都包含一個星座或“宮”，比如白羊座、金牛座、雙子座等等。于是，隨著諸行星相對于恒星背景作各自的運動，它們就好像沿著黃道帶從一個宮運行到下一個宮。一個人所屬的“宮”就是他出生那天太陽“所在”的黃道宮。我們很快會討論更多有關占星學的內(nèi)容。
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