世界近代科學革命事件及其意義

摘要：近代世界科學史上，發生了一系列非常有影響的科學革命事件，對世界科學的發展產生了深遠而又有意義的影響，創立了影響人類歷史和生活的近代科學。

關鍵詞：科學革命；影響；意義

中圖分類號：G321.9

文獻標識碼：A

文章編號：1004-0544(2007)06—0142-04

15世紀下半葉，歐洲在科學領域發生了由古代科學向近代科學過渡的第一次科學革命即近代科學革命。近代科學革命突破了自11世紀以來第一次學術復興而建立的以亞里士多德一阿奎那思想體系為基礎的學術傳統，創造了改變整個人類歷史進程和人類生活的近代科學。

一、近代科學革命發生的背景

(一)歐洲資本主義生產方式的產生和發展，為近代科學革命的興起提供了最重要的社會條件

城市商品經濟的發展。加速了中世紀后期歐洲封建經濟的解體。在手工業生產中，一部分人在競爭中富裕起來，他們把手中的貨幣投入商業，通過包買包賣等形式把日益貧困的另一部分手工業者逐漸變成了資本的附庸。約從14世紀開始。首先在意大利和地中海沿岸的一些城市中，出現了分散的和集中的手工工場。手工工場的出現促進了生產技術的改進，促進了分工和協作的發展，使操作過程更加專業化，使手工勞動更加熟練，為改進技術和使用機器創造了條件，也標志著歐洲資本主義生產方式的誕生。資本主義的生產方式的產生大大促進了生產力的發展，生產力的迅速發展又反過來進一步促進了歐洲資本主義的發展。

進入16世紀后，日益壯大起來的資產階級為了鞏固和確立自己的地位，徹底摧毀封建統治，開始了一系列社會革命。16世紀后半期，尼德蘭最先暴發反封建和反對西班牙統治的資產階級革命并取得勝利，于1576年建立了荷蘭共和國。17世紀中葉又暴發了英國資產階級革命。這兩次革命標志著新興資產階級在政治上獲得了勝利，宣告了歐洲中世紀的終結、資本主義制度的誕生和近代歷史的開始，建立資本主義的洪流以不可阻擋之勢席卷歐洲，為工業文明和近代科學的興起提供了最重要的社會條件。

(二)歐洲的文藝復興運動和宗教改革為近代科學革命奠定了思想基礎

興起子14-16世紀的歐洲文藝復興運動以封建制度的解體和城市的興起為基礎。是新興資產階級為維護和發展其資本主義經濟利益，在意識形態領域反宗教、反神學的思想文化運動，也是一次科學思想解放的運動。文藝復興運動以弘揚人文主義為核心，以復興古典文化為手段。歌頌人性，反對神性；提倡人權，反對神權；提倡個性自由，反對宗教禁錮；贊頌世俗生活，反對來世觀念和禁欲主義。文藝復興運動給社會帶來了巨大的影響，既帶來了歐洲近代文學藝術的高度繁榮，也孕育了近代科學革命。文藝復興運動的偉大旗手達·芬奇不僅是畫家、雕塑家、工程師、建筑師，而且還是物理學家、生理學家和哲學家，他推動了實驗科學的發展，是許多新興領域的開路先鋒，文藝復興運動的發源地意大利是近代最早的科學中心。

伴隨著文藝復興運動。在德國等許多歐洲國家陸續發生了宗教改革運動。在整個漫長的中世紀。羅馬教會不斷擴充自己的領地，增加自己的財富，擴大自己的政治影響。羅馬教廷成了西歐至高無上的權力中心，歐洲人的心靈被教會所禁錮，神恩、天啟、權威的概念主宰著人類精神。長期受到宗教束縛的歐洲人，迫切希望從宗教、從神的統治下解放出來，加上文藝復興運動所提倡的人文主義思想日益深入人心，宗教改革運動就隨之產生了。點燃這場運動的引信是德國教士馬丁·路德，他在16世紀初期，倡導了規模最大、影響最廣的宗教改革運動。繼路德之后，法國人加爾文又發展了新教。一系列的宗教改革，動搖了傳統教會的構架，動搖了羅馬教會至高無上的權力。打破了教會的精神獨裁，導致了社會承認宗教“信仰自由”，迫使教會成為和國家政權分開的宗教組織，使人們能用頭腦思考宗教問題，為自然科學從神學中解放出來創造了必要的社會條件。

(三)遠洋航海和地理大發現為近代科學革命提供了良好的心理氛圍和精神動力

15世紀下半葉西歐興起了航海熱潮。航海熱潮起源于《馬可·波羅游記》所激起的“黃金欲望”。由于歐洲的封建主和新興的資產階級都想從擴大與東方的貿易中得到更充裕的東方商品和黃金，而當時的土耳其人和阿拉伯人又壟斷了通往東方的陸路通道，因此，歐洲的商人和海員就想到從海上探尋去東方的新路。于是，遠洋航海和探險事業應運而生，并導致了一系列的地理新發現。

在歐洲，特別是葡萄牙和西班牙組織的遠洋航海，涌現了一批著名的航海家。如葡萄牙航海家迪亞士率領船隊于1487年繞過好望角進入印度洋：1497年葡萄牙航海家達·伽馬沿迪亞士路線繼續東進，通過印度洋到達印度，開辟了一條新航線：1492年意大利航海家哥倫布從西班牙起航，沿大西洋西行，經過70多天的艱苦航行，意外地抵達美洲，發現了新大陸；1519年葡萄牙航海家麥哲倫率領船隊沿著哥倫布的航線先到達美洲，然后繞過美洲進入太平洋，于1521年到達菲律賓。麥哲倫被殺后，其隨行人員繼續航行，經過印度，繞過好望角，于1522年回到西班牙，完成了人類歷史上第一次環球旅行。

遠洋航海和地理大發現，對歐洲社會和科學技術產生了極大的促進作用。它給歐洲各國帶來了巨大的財富，不僅開始了歐洲資本主義罪惡的販賣奴隸和殖民地掠奪的事業，還直接促進了天文學、力學和數學的發展。遠航使用并豐富了星表、星圖和航海地圖知識，促進了天文學的發展；造炮、造船促進了力學的發展；天文學、力學的發展又帶動了數學的發展。麥哲倫船隊的環球航行，無可爭辯地證明了大地球形理論的正確。也糾正了托勒密地球周長值的誤差，向世人展現了地球真實的地理構成。總之，遠洋航海和地理大發現使人們大大突破了亞里士多德和托勒密的知識范圍，使歐洲的知識階層能從古代的絕對權威中解放出來，為近代科學革命提供了良好的心理氛圍和精神動力。

二、近代科學革命的主要標志

近代科學是在一場科學革命中誕生的。這場革命首先是一場觀念的革命，是在既有的古典數理科學中的一場基本概念框架的變革。其主要標志是近代天文學革命、近代醫學革命和經典力學的創立。

(一)近代天文學革命

由哥白尼所發動的近代天文學革命是整個近代科學革命的第一階段。在哥白尼時代，天文學中占統治地位的是托勒密的地球中心說，這一學說被托馬斯·阿奎那歪曲修改后，完全變成了封建教會宣傳神學和論證神學宇宙觀的工具。然而，隨著天文觀測的進步，托勒密體系與新的觀測資料之間總是出現矛盾。為解決矛盾，一些天文學家在本來已經十分繁雜的均輪——本輪體系中，又增加了更多的輪子加以補救，最多時已達80多個，使得這個體系更加復雜，極不協調。為此，受文藝復興思想熏陶，接受了古希臘理性主義傳統和畢達哥拉斯學派數學傳統的哥白尼對托勒密的宇宙體系發生了動搖，他認為天體運動應該具有數學上的和諧性。以此為出發點，哥白尼走上了探索新宇宙觀的道路，經過不懈的努力和探索，撰寫出了天文學上的不朽巨著《天體運行論》，形成了太陽中心說這一新的宇宙觀。

哥白尼在《天體運行論》一書中明確指出：宇宙的中心不是地球而是太陽，地球不是一個靜止不動的天體，而是一顆普通的行星，既有繞自轉軸的自轉，又和其他行星一起繞中心體——太陽旋轉；月亮圍繞地球旋轉，并和地球一起繞太陽旋轉；太陽系的行星在各自的圓形軌道上繞太陽旋轉，它們的軌道大致處于同一個平面上，且公轉方向一致；太陽東升西落是地球自轉的反映，而太陽和行星的周年式運動是地球和其他行星繞太陽作周年運動的結果。他還根據地球自轉運動解釋了歲差，并在測定了行星的公轉周期后，重新安排了太陽系諸天體的排列順序。哥白尼的太陽中心說在意大利天文學家布魯諾和伽利略的大力宣傳下，得到了廣泛的傳播。布魯諾在歐洲各國到處宣傳哥白尼學說，并在1584年撰寫了《論無限性、宇宙和世界》一書，進一步發展了哥白尼的學說。他指出：宇宙是無邊無際的，因而宇宙沒有中心，太陽只是太陽系的中心，而不是宇宙的中心，宇宙中存在著無數個太陽系一樣的天體。伽利略在1609年用自制的世界上第一架天文望遠鏡進行天文觀測發現：月球的表面布滿了斑點：木星有四顆衛星伴隨；太陽有黑子；茫茫銀河由無數發光的恒星所組成。這些天文事實的發現直接或間接地證明了哥白尼學說的正確性。1632年，伽利略出版了《關于兩種世界體系的對話》一書，用充分的論據闡述了哥白尼的新學說。深刻地批判了教會所支持的托勒密的舊宇宙觀。為宣傳哥白尼的學說，布魯諾和伽利略都遭到羅馬教皇的宗教裁判所的迫害，布魯諾被活活燒死，伽利略在囚禁中病逝。就在伽利略用天文觀測事實證明了哥白尼學說的正確性、并使該學說聲威大震的同時，德國天文學家開普勒利用其老師——丹麥天文學家第谷豐富的天文觀測資料發現了行星運動三定律。行星運動三定律的發現，不但把哥白尼的學說從科學上向前推進了一步，而且順利完成了近代天文學的革命。

以哥白尼的太陽中心說為主線的近代天文學革命，徹底否定了上帝把地球置于宇宙中心的宗教信條，建立了科學的宇宙觀，開創了近代科學革命的先河。

(二)近代醫學的革命

繼哥白尼等發起近代天文學革命后。在生物學領域，科學也與宗教展開了殊死的博斗，發生了以血液循環理論的發現為主線的近代醫學革命，并取得了與哥白尼學說幾乎同樣重要的突破。發起近代醫學革命的主要代表人物有意大利帕多瓦大學醫學教授維薩里、西班牙醫生塞爾維特、英國生理學家哈維。

在中世紀的歐洲。如同托勒密地心說統治了天文學一樣，蓋倫醫學也統治了醫學界。蓋倫學說用想象中的三種靈氣解釋生命現象：認為血液產生于肝，消失于全身；血液只作有起點和終點的直線式運動；在人體里，血液從右心室通過中隔流入左心室。教會為了維護其統治，也把蓋倫學說加以絕對化和宗教化，并從宗教的目的加以利用：用三種靈氣的觀點，論證“一分為三”，即人分為僧侶、貴族、平民，自然界分為動物、植物、礦物。上帝是圣父、圣子、圣靈三位一體；女人是上帝用男人的肋骨創造出來的；耶酥可以通過復活骨使死人復活等。

文藝復興時期，蓋倫學說就已經開始受到沖擊。達·芬奇通過解剖尸體。曾對蓋倫學說提出過異議。但真正向蓋倫學說發起挑戰的第一人當推比利時醫師和解剖家維薩里。他以自己在解剖過程中所看見的現象為根據，提出了兩個重要的論點：第一，人的心臟的中隔很厚，并由肌肉組成，血液不可能通過中隔從右心室流入左心室；第二，男人身上的肋骨同女人一樣多，都是12對，共24根。人體中沒有永不毀壞的“復活骨”。在哥白尼《天體運行論》出版的同一年即1543年，維薩里出版了《人體的構造》一書，糾正了蓋倫學說的200多處錯誤。維薩里的這些見解不僅動搖了天主教會“原罪”、“贖罪”的結論。而且為近代解剖學奠定了基礎，為血液循環的發現開辟了道路。

維薩里僅證明蓋倫關于血液通過中隔的說法不正確，并未作出其他解釋，而他的大學同學塞爾維特則對此作了解釋，他認為血液是通過肺從右心室流入左心室的。他在1553年出版的《基督教的復興》一書中提出了心肺之間血液小循環的學說，批判了蓋倫的三靈氣說，主張人體中只有一種活力靈氣。他把蓋倫所說的兩個獨立的動脈系統和靜脈系統統一起來，指出人體內只有一種血液，靜脈血與動脈血在本質上是同一的，靜脈血經過心肺循環而成為動脈血。塞爾維特的見解，為哈維發現人體全身的血液循環鋪平了道路。

哈維是英國的生理學家，通過長期的實驗研究，于1628年出版了他討論心臟問題的專著《心學運動論》。哈維在書中指出：血液只能從靜脈通過心臟流入動脈，動脈血不可能經過心臟倒流回靜脈：血液在全身沿著一個閉合的路線作循環運動，這個循環的路線是從右心室輸出的靜脈血經過肺部變為動脈血，然后通過左心房進入左心室。從左心室博出的動脈血沿著動脈到達全身。然后再沿靜脈回到心臟。他預言，在動脈和靜脈的末端必定有一種微小的通道把兩者聯結起來，這種微小的通道就是后來醫學界發現的毛細血管。

在建立血液循環理論的過程中。充滿了血與火的考驗。由于懷疑蓋倫學說，違反宗教，維薩里被宗教裁判所責令到耶路撒冷朝拜贖罪，困死途中；塞爾維特在日內瓦被教會活活燒死。血液循環理論最終得以完成。既是近代醫學革命的勝利，也是近代科學革命的一次偉大勝利。在血液循環理論的基礎上，比較解剖學、人體生理學、醫學等生物學學科得到了迅速發展。

(三)經典力學的創立

經典力學是在伽利略和牛頓的手中創立的，他們兩者都是近代科學史上劃時代的人物。在經典力學的創立方面，伽利略做了先導的基礎性工作，牛頓使經典力學趨于成熟。

伽利略在靜力學方面研究過物體的重心和平衡。研究過材料的強度，利用阿基米德浮力定律制造過流體力學天平，用實驗證明了空氣是有重量的。在動力學方面，他發現了擺的等時性，研究過自由落體和拋物體的運動規律。1609年，伽利略作了科學史上著名的斜面實驗，發現了自由落體定律和慣性定律，還提出了力學的相對性原理。伽利略在力學方面的這些成就，集中地反映在他晚年用6年時間寫成的《關于力學和位置運動的兩種新科學的對話與數學證明》一書中，這本書的出版標志著經典力學作為一門獨立學科的基礎已經奠定。

牛頓是經典力學的集大成者，他綜合、歸納、總結和發展了開普勒的天體力學和伽利略的地上力學成就，為經典力學規定了一套基本概念(質量、動量、力等)，他發現了物體運動三定律和萬有引力定律。牛頓發現的萬有引力定律、物體運動三定律以及有關的證明和數學運算都匯集在他的科學巨著《自然哲學的數學原理》一書中。這部科學巨著在哈雷的建議和資助下于1687年出版，它被人們公認為是一部17世紀物理學、數學的百科全書，是有史以來最偉大的科學著作之一。它的出版標志著經典力學體系的完成，標志著一個半世紀前由哥白尼開創的近代天文學革命的終結和近代科學的誕生。直到19世紀末，它還一直是物理學領域的綱領性著作。

三、近代科學革命的偉大意義

(一)近代科學革命開辟了科學獨立的新紀元

天主教在中世紀的歐洲占據絕對統治地位，科學被置于神學婢女的可悲境地。在這種情況下，自然科學要取得任何發展，都必須付出沉重的代價。近代自然科學最初產生的歷史，就是科學為爭取生存權利而斗爭的歷史。近代科學革命最重要的意義，就在于使自然科學從神學的桎梏中解放出來，開始走上獨立發展的道路。

在近代科學革命時期，自然科學與宗教神學的殊死搏斗集中體現在如何認識“天、地、人”這樣一些最根本的問題上。哥白尼的太陽中心說揭示了“天、地”的奧秘，血液循環理論則使“人體”的生理解剖構造昭然于天下。它們以叛逆教會的姿態告白世人：教會的權威不是不可動搖的，沒有什么信條不可懷疑，沒有什么學說不可改變。堅冰一旦打破，思想解放的潮流就象決堤的洪水一樣不可阻擋，科學作為宗教神學附庸的地位也就不復存在了。正如恩格斯所說，哥白尼的不朽著作在自然科學領域所起的作用，有如路德焚燒交諭那樣的革命行為，是自然科學向宗教權威發出的挑戰書，也是自然科學借以宣告獨立的宣言書。太陽中心說和血液循環理論作為近代科學革命的檄文，猶如兩柄利劍，斬斷了束縛自然科學發展的宗教枷鎖：就象茫茫荒野上的星星之火，照亮了近代科學前進的道路。

(二)近代科學革命重新為世界構建了新圖景

在中世紀，宗教神學把整個世界看成是由上帝創造的。從這樣一個神造的世界出發，《圣經》描繪了如下圣經圖景：整個世界是一個等級分明、地位懸殊的體系，它由若干同心球面層組成，地球位于世界的中心，往外是月、日、行星、恒星等不同的球面層；天堂在蒼穹上面，地獄在土地下面；地球靜止不動，球層各天體沿正圓軌道繞地球運轉：上帝把人安排在世界的中心——地球上，人在地球上處于支配地位，其他一切動物和植物都是為了人的需要而存在的，一切自然現象都是上帝創造出來服務于人或向人發出的警告；人本身也按上帝的安排有嚴格的等級排列，分為僧侶、貴族和平民；在人體內部，心和肺為高貴的器官，腹腔中的臟器為下等，彼此之間被隔膜分開；上帝賦予人超自然的靈魂等等。

近代科學革命徹底摧毀了《圣經》所描繪的上述圖景，它以觀測到的事實出發，構建了一幅世界新圖景。在新的世界圖景里，萬事萬物不是由神圣的天意來決定。而是遵從自然規律；地球不是世界的中心，它與其它的行星一樣，沒有特殊的地位；世界是統一的，天上、地上和人間存在著同一的運動，天上有眾星繞太陽循環運行，人體有血液循環；人體中只有一種靈氣，人沒有高低貴賤之分；人的靈魂不是超自然的，而是隨肉體死亡而消失的。這樣一幅世界新圖景，為人們深入認識世界、探索自然奧秘提供了一把有效的鑰匙。

(三)近代科學革命為人類開創了認識自然的新方法

近代科學是在科學實驗的基礎上形成和發展的。在近代科學革命中天文學家伽利略創立了實驗與數學相結合的科學研究方法，牛頓創立了分析與綜合相結合的科學研究方法，英國哲學家弗蘭西斯·培根提出了科學認識的歸納法，與培根同時代的法國哲學家和科學家笛卡爾提出了科學認識的演繹法。

培根是近代實驗科學的始祖，他提倡觀察和實驗。認為進行科學研究應從分析個別事物和現象出發，大量搜集材料，進行大規模實驗，通過比較而從證據中探求結果。他還提出用“三表法”即歸納邏輯中的求同法、差異法和共變法，來判明因果關系。培根所倡導的方法。為科學研究指明了新的發展方向，至今仍在科學研究中得到廣泛使用。

與培根相反，笛卡爾輕視歸納，在科學研究中倡導以數學為基礎的演繹法。他推崇理性，認為科學始于懷疑，強調必須懷疑被信以為真和一般被當作真理的東西。他強調推理的每一步都要清楚明白。認為只有這樣才能達到真理。并指出作為推理前提的東西必須既直觀又可靠，是簡單而顯然的真理。笛卡爾也十分重視科學的觀察和實驗，認為觀察和實驗可給人們提供作為原始前提的必要素材。還能檢驗用演繹方法所得出結論的正確性。

培根和笛卡爾的方法構成了科學研究方法中相輔相成的兩個方面，起到了互相補充的作用。新方法的形成，為人們更好地認識自然提供了有力的武器。

(四)近代科學革命開辟了學校教育和科學研究的新途徑

在中世紀，雖然歐洲已經有了大學。但這些大學實際上仍服務于教會，神學仍然是大學必須的主要課程。近代科學革命使這種狀況有了根本的改觀，引起了學校教育的巨大變化，如大學開始設置更多的自然科學課程。以滿足人們希望掌握科學知識來更好地認識自然界的需求：新興的工商業者日益看重科學的價值，出資興辦教育的積極性日益提高。于是以傳授科學知識為宗旨、離經叛道的新學校越來越多，學校教育出現了空前的繁榮。

伴隨著教育的發展，大量的科學研究社團、實驗室紛紛建立。如1560年意大利物理學家波爾塔創立了近代歷史上第一個自然科學的研究組織——“自然秘密研究會”，1603年又成立了“林琴學院”；1657年，伽利略的兩個最著名的學生托利坼利和維維安尼在佛羅倫薩成立了“齊曼托學院”；1662年，英國成立了“以促進自然知識為宗旨的皇家學會”，1675年又成立了格林威治天文臺；1666年，法國成立了世界上第一個國家科學院——巴黎科學院，1672年又建成了巴黎天文臺；1700年，德國成立了柏林科學院等等。

學校教育的變化和科研機構的發展，一方面使科學得到了廣泛的傳播，另一方面又促進了近代科學的進一步發展。在數學上解釋幾何學和微積分的創立，對數的發明：在物理學上出現了對電學、磁學、熱學和光學的研究：在化學上，化學元素這個科學概念的提出。科學的氧化燃燒理論的建立；在生物學上，細胞的發現等等都是近代科學革命后所取得的科學成果，開辟了科學研究的新途徑。

責任編輯 宋敬華