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标  题: 为什么现代科学出现于西方？-在巨人的肩膀上
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标  题: 为什么现代科学出现于西方？-在巨人的肩膀上
发信站: BBS 水木清华站 (Wed Sep  2 09:03:21 1998)


                                                    二　在巨人的肩膀上

　　西方科学的成长,是极其漫长和复杂的过程,因此,要了解它就必须看整体,
不能割裂。这样做自不免粗枝大叶,但却可避开以偏概全的陷阱。以下我们就分别
从中古—近代以及古代这两个时期来综述西方科学的发展。

甲　牛顿的传承

　　经典力学以《自然哲学的数学原理》（1687）为标志。然而,这一钜著并非凭
空创造出来,牛顿最少承受了三方面的科学传统∶他的运动三定律是根源於伽利略
在《两种新科学》（1638）中有关惯性、下坠体、等加速运动、地动等问题的实验
研究与论述；万有引力定律是根源於伽利略之能打破"天体运动法则与地上动态现
象有基本差异"这一思想的框限,它的严格证验则有赖刻卜勒在1609-1619年间发表
的行星运动三定律；至於他的数学发现（主要是微积分学）则渊源更广∶创立解析
几何学的笛卡尔,以渐近观念来研究曲线斜率的费马（P. Fermat）,以及首先提出
积分观念和方法的卡华里亚利（B. Cavalieri）就都对他有直接影响。就上一辈科学
家而言,刻卜勒之所以能够发现行星轨道是椭圆而非圆形,是由於得到了第谷（Tycho
Brahe）的精密天文观测数据；而首倡"日心说"的哥白尼则是他们二人和伽利略的
前驱。在数学方面,也不难看到,笛卡尔等人之能够结合几何图形与计算方法并非
偶然,而是十六世纪前期卡丹（J. Cardan）、泰德利亚（N. Tartaglia）、费拉里（L.
Ferrari）等意大利学者推动代数学发展的结果。

　　哥白尼、卡丹、费拉里都是文艺复兴时代的人。中国知识份子似乎有一种印象,
认为西方现代科学起源於文艺复兴期间的突飞猛进,在此之前其程度则和中国相
同,甚至还有所不及。李约瑟提出中国科学进展缓慢但连续,西方则是跳跃、不连
续的,其超过中国只在近代,可以说是这种看法的开端。其实,自十二世纪开始,
欧洲科学已经迅速从所谓黑暗时期恢复过来。这个被称为"早期文艺复兴"（约
1100-1350）的发展虽然在1350-1450年间因黑死病侵袭而暂趋沉寂,但其实对十五世
纪的科学非常之重要,可以说是后者的基础。

　　一个明显的例子就是伽利略的运动学研究。这可以上溯到牛津大学默顿学院
(∕erton College）里面以布拉华丁（T. Bradwardine）为首的一批数学家以及巴黎大
学的柯勒斯姆（N. Oresme）等在十四世纪中叶（约1325-1360）的工作。他们当时已
经开始利用图解来描绘函数和推断其相关性质,并且证明了"默顿法则"∶等加速
运动所行经的距离等於以其平均速度作等速运动所行经的距离。此外,十四世纪初
的布理丹（J. Buridan）提出了作为动因的"冲量"（impetus）观念,布拉华丁则试
图以数学形式将力、抗阻和速度三者联结,形成与亚里斯多德学说不同的新"动力
法则"。这些工作的影响一直延续到十六、十七世纪。

    伽利略另一重要贡献是首次用可控实验（而不单单是观测）求得了量化的物理
规律。这一新发展是前所未有的,它的渊源比较复杂。我们仅能大致推测,大约从
十二世纪开始,由於军事、生产、贸易和航行的实际需要,欧洲对基於反覆尝试和
研究,即用实验方法进行的各种技术改进发生了热烈兴趣。例如,柏尔格利纳斯（P.
Peregrinus）的《磁论》（1269）包含了对磁极、磁针、磁力和地磁的仔细实验研究；
在同一世纪,透镜（作为眼镜用）的制造及其性质的研究已经开始。更重要的是,
发石机和大炮的制造、改进,对力学研究是一大刺激。我们现在知道,伽利略的动
力学实验主要是在帕都亚（Padua）大学完成,而把他请去帕都亚的,则是威尼斯城
邦的弹道学专家季道波道（Guidobaldo del Monte）子爵。因此,从技术改良生出的
实验精神与科学研究相结合,从而形成新科学方法,那是极有可能的。在力学上首
先完成这个整合的,正是伽利略。

    至於数学方面,十二至十四世纪也是一个极之重要的时期。布拉华丁和柯勒姆
斯的工作对解析几何的出现可能有,但不一定有直接影响。但毫无疑问,代数学在
欧洲的萌芽以九世纪阿剌伯学者柯蟩列兹米（al-Khowarizmi）的《代数学》在1145
年译成拉丁文,以及意大利学者费邦那奇（Fibonacci,原名Leonardo of Pisa）在1202
年出版代数和计算法论著《算盘书》（Liber abaci）为开端。除了代数之外,同样重
要的是古代希腊几何学的重现,那和哥白尼的天文学一样,都渊源於十二世纪的一
个翻译运动,而那也就是早期文艺复兴的起点。


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