第四卷 16、17世纪：近代科学的诞生
经过10世纪以来的第一次学术复兴，西方世界继承了希腊的学 术遗产，建立了以亚里士多德一阿奎那思想体系为基础的学术传统。 但是，日益发展的资本主义生产方式解放了生产力，开周了欧洲人的 视野。希腊学术特别是柏拉图主义的进一步发掘，为欧洲人提供了开 辟一门新的科学传统的机会。就是在16和17世纪，先进的做洲学者们 抓住了这一机会，创造了改变整个人类历史进程和人类生括的近代科 学。 13一0牛顿 个时代的象 在
保美十盒文艺复头教基享大发风 :-2装1-Haw 第十三章 文艺复兴、宗教改革与 地理大发现 近代科学诞生的时代也是世界历史上发生巨大变革的时代。恩格 斯说：“这个时代，我们德国人由于当时我们所遭遇的民族不幸而称之 为宗教改革，法国人称之为文艺复兴，而意大利人划称之为五门年代 (即十六世纪)，但这些名称没有一个能把这个时代允分地表达出米。这 是从十五世纪下半叶开始的时代 .拜占庭灭亡时抢出米的手抄 本，罗马废墟中发掘来的古代雕像，在惊讶的西方面前展示了一个新世 希腊的古代：在它的光辉的形象面前，中世纪的幽灵消折了：意 大利出现了前所未见的艺术繁荣，这种艺术繁朱好象是古典古代的 照.以后就再也不曾达到了。.旧的世界的界限被打饺了：只是在这 个时候才真正发现了地球，奠定了以后的世界贸易以及从手工业过 到工场手工业的基础，而工场手工业又是现代大工业的出发点。教会的 精神独裁被推毁了，德意志诸民族大部分都直截了当地接受了新教， .”这就是近代科学诞生的历史背景。 纪的人文于 者抄写的波依修 1.意大利文艺复兴 斯算术中的 中世纪后期，封建制度逐步解体，资本主义文化止在育之中。在 法表，分别用 拉伯数字和岁马 意大利的商业贸易中心佛罗伦萨，最早兴起了以弘扬人文主义为核心数字 的文艺复兴运动。文艺复兴以复兴古典文化为于段，歌领人性，反对神 性；提倡人权，反对坤权；提倡个性自由，反对宗教控桔：赞颂世俗兰活 反对来世观念和禁欲主义。文艺复兴不只是一场复兴古典文化的运动 更是一场新时代的启蒙运动。 早期文艺复兴主要表现在文学和美术领域。佛罗伦萨的者名诗人 但丁·阿利格里(1265一1321)揭开了运动的序幕。他的著名的作品《神 曲》，将希腊古典时代的人物放在，个重要的位置，而教会显赫人士却 被打入地狱，址示了一种新的精神态度。另一位诗人彼特拉克(1304 1374)的作品更具人文主义特征，他的十四行体抒情诗.极力杆发人世 间的情感，完全摆脱了经院哲学的束缚。被特拉克还开创了搜柴古代 本的好古风气，莫定了文艺复兴运动的基本方向，掀起了研究古典学术 的热潮。在绘画领域，意大利画家乔托(1266一1337)最早除了传统宋 板、简单的绘画风格，创造出生动鲜明的男女形象。此后，玛萨乔 13-2但丁 (1401一1428)和阿尔伯提(404一1472)发现远近透视规律，唯划家吉雌 171
第西卷/1617世纪近代科学的记生 13-3 153 何用透视法 佛罗伦萨的 人文主义者 旧提1430年 代中期首次描述 了透死法。 113-4米打 朗其罗 伯尔提(1378一1455)和多那台罗(1386一1466)开始研究人体结构。这 些都体现了一种新的视野，一种观察世界的新的眼光。 到了16世纪，意大利的文艺复兴运动进人全面成熟时期。杰出人 物不断涌现。特别在造型艺术方面，这个时期出现了空前绝后的艺术 作品。达·芬奇(1452一1519)的《最后的晚餐》和蒙娜丽莎)、米开朗 其罗(1475-1564)的《创世纪》和《未H审判)、拉斐尔的〈西斯廷圣母 豫》和《雅典学院)、被提切利(1444一1510)的（维纳斯的诞生》等千古 流芳，令人叹为观止。它们不仅在创作技巧上炉火纯青，而且所表达的 内容洋溢着新时代的气息。 由意大利发端的文艺复兴运动传遍了整个欧浙，并且在文学艺术 之外的领域得到反响。它所高扬的人文主义精神逐渐深人人心。西班 牙的塞万提斯(1547一1616)和英国的莎士比亚(1564一1616)在文学 领域将文艺复兴运动推上了又一个高峰。莎士比亚的名言：“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 ↑13-5 比亚 仪表！多么文雅的举动！在行为上多么象一个天使！在智慧上多么象 172
第十章文兰复义：宗教改苹地理大发规 被 利西的圣古 主教的 到 大几何书。 一个天神！了宙的精华！万物的灵长！”是对人文主义思想的一个精 彩的概括。 2.列奥那多·达·芬奇 近代科学的基本特征之一是注重实验。近代实验传统可以追湖到 罗吉尔，培根，但直到文艺复兴时期，实验才开始为更多的人所接受。 特别足当时的造型艺术大师们，为了准确地再现人体的千姿百态，率先 173
第四卷/1617世纪：近代料学的魔生 研究人体结构，推动了实验科学的发展。他们之中最为杰出的是达 芬奇 我们很难准确表达这位天才的超常过人之处。他是画家、雕塑家 工程师、建筑师，又是物理学家、生物学家，哲学家，而且在每一领域中 都极为出众。在那个充满了创造活力、朝气蓬勃的年代，达·芬奇是许 多新兴领域的开路先锋。 列奥那多1452年生于佛罗伦萨附近的芬奇，是一位名律师与农家 女子的私生子。他虽没有受过正式的教育，主要在家里随父亲读书自 学，但从小才智过人，加上勤奋学习，很快在许多方面做出了令人惊叹 的成绩。他的名圈流传千古自不必说，他在工程技术，物理学、生理学】 天文学方面的思想，在科学史上也具有划时代的意义。 据说列奥那多为米兰的天主教堂修建过一部升降机，还设计过降 落伞，坦克和飞机。为了设计飞机，他研究过鸟的飞行。为了设计潜才 13- 1达 艇，他研究过鱼的游泳方式。他发现了杠杆的基本原理，重新证明了阿 于奇自像 基米德所得到的许多流体静力学结论。他认识到人类的视觉来源于对 外界光的接受，而不是从眼睛里向外发射光线，并且绘制了 个眼睛模 型，以说明外界光线如何在视网膜上形成图像。在天文学上，他认识到 地球也是诸多星体之一；整个宇宙是一部机器，按照自然规律运行：月 球实际上也是由泥土组成的，靠反射太阳光而发光，而地球也一定像月 球一一样可以反射太阳光。在笔记本中，他还猜测，地球的结构可能存在 长期缓慢的变化。 列奥那多在生理解剖方面的工作影响更大。据说他不顾罗马教会 的反对，解剖了约三十具尸体。由于有了解制学的经验，他能在哈维之 前就提出血液循环的构想，研究了心驶的功能和构造。 列奥那多的工作的重要意义，更在于倡导了一种亲自动手实验的 科学态度和作风.这对经院哲学中盛行的光看书本不观察事物本身的 风气是一个纠正。写在他的笔记木上的这段话充分体现了近代科学的 精神： 自然养的不可思议的翻译者是经避。经脸绝不会数骗人，只是人 11 们的解整往往救號自己。我们在种种场合和种种情况下谈论经验，由 适而行之。即人必须从实验于始，以去验摆究其度西我们必须反其 此才能够引出 的规律。然界始于原因，终于经验 人·奇以他名面家高招的手失，画出了车多人体的解图和物 理实验示意图。这些图不仅是珍贵的艺术作品，也是重要的科学史文 款。 达·芬奇在科学方面的重要思想大多记录在他的笔记本上，生前 没有公之于世，因此对近代科学的创建事业未产生直接的影响。但他 生前是一位社会名流，与社会各界知名人士交往甚密，他所崇尚的实验 174
第十三章文艺复米宗教改革与地里大发视】 2m5 9p 有几何 HICOST RATA TRICLINIVM:PHILOSOPHIE 精神无疑有助于近代自然科学的成熟和发展。 3.宗教改革与人的解放 这个时期另一个重大的思想解放运动，是发端于德国的宗教改节 运动。整个中世纪，欧洲人的心灵被教会所禁锢，神恩.天启、权威的概 念主幸着人类精神。然，新时代日益深人人心的人文主义思想，力图 将人从神的统治下解放出来。宗教改革便是这种时代要求的反映。 基督数会木来只是一般的兴数集金，后来大面化为·个权热品材 的组织。在整个漫长的中世纪，罗马教会不断扩充自已的领地，增加自 己的败育、扩大自己已的政治影响。直到公元11世纪，罗马较廷或了西歌 175
苏我16：7地纪5代学的腿车 至高无上的权力中心。这个权力中心虽然起有维系基督教文明发展的 纽带作用，但它也日益腐政、僵化，到了文艺复兴时期.已明显成了时 代前进的绊脚石 点燃这场运动之引信的是德国教士马丁·路德(1483一1546)。 1517年10月31日，路德在德国维滕贝格教堂门口贴出了九十五条论 纲，对由来已久的败罪券问题是出了不同的看法。他认为，赎罪券并不 能赦免上帝的惩罚，而只能赦免教会的惩罚。它只代表教会的意见，而 不代表上帝的意击。由于当时德国正在开始发行赎罪券，路德的论纲 出现，马上在全德引起反响。罗马教会方面亦反应十分强烈。发行鹭 罪券是教会收人的一个重要方式，攻击发行赎罪券是在切断教会的财 路。不仪如此，对赎罪券的攻击本身即是斐视数会的权戏。在随后的大 论战中，路德进一步认识到，争论的要害在于罗马教会是否真正拥有 至高无上的权威：他猛烈地坪击了罗马教廷，提出了宗教改革的思 想。 路德的新教学说，即所谓的“因信称义”学说，主张信仰高于 。惟有人心中有信和.才能得数。至千对数会的服从训县完全不币 13-101543 要的，因为教会乃是人为制造的，并不能真正代表天国的意志。路德以 年的·幅油画 维藤贝格的宗教 宗教的语言，表达了那个时代人们心中自由、平等的观念，在基督教世 改革家门与选帝 界播着人文主义精神的种子。路德一改中世纪愤怒的上帝形象，而 侯在一起，最生 使上帝成了可亲可敬的人类保护神，使人类与上帝和解，同时也使人 边为路德 与白然和解。白然界不再是此岸可诅咒的东西，而是上帝的杰作，是人 应该予以关注的对象。对自然的兴趣与人的白我解放相伴随而来。 4.罗盘、枪炮、印刷术和钟表的出现 在这个伟大的转折时代，由中国人的四大发明所推进的技术上的 进步，也是欧洲产生近代科学的动力之一。在诸多技术发明中，罗盘 枪炮、印刷术和钟表的出观具有特殊的意义：罗盘使航海事业如虎添 翼，促使全球一体化：枪炮既毁了洲古城堡的其建割据，也打开了 世界每一角的大门；印刷术使知识不再为少数人所垫惭，而真正成 了全人类的败言：钟表则使人类的生活进入了一个高节奏、人工化的 时代。 磁针罗盘最早于13世纪在欧洲出现，由于它对航海有特殊的用 处，罗盆制造技术有了很快的发展：到了15世纪，用于航海的罗盘已 非常普及，而且人们认识到磁针所指与真正的南北极方向有一个微小 的差异 枪炮的出现，与铸铁技术的高度发展以及火药配制技术的提高密 切相关。中国人发明的火药大约通过阿拉伯人再通过十字军带回欧 176
-13-11 什纪的印制车间 洲。欧洲关于火药的最早文献记载是罗古尔·培根在1247年的 信。早期的火炮类似一个瓶子，里面装有火药，点燃后从喷射口发出有 箭头的炮弹。这个瓶子式的装置起初用铁条箍成箭形，了350年 大部分用青铜浇铸，再过了几十年改用生铁铸造， 大约在问一时期，用 火线点嫩的毛瑟怆也已制造出来，到了16世纪毛瑟枪被改进成用线 板机打火。火然的现保讲了人门对弹首学的研究，而这方面的研 究是近代力学的基础性〔作。此外，火器的大规模使用，开辟了近代挂 术的标准化、规范化之先河。因为枪弹要求高度的可互换性，这就岸或 了对枪支零件标准化的关注和所究 中国的印刷术陆续通过蒙古人对欧洲的入侵而传到欧洲。欧洲人 结合自己的文字形式进一步改进了印前术。德国美因艺的古登堡于 1436至1450年问用金属活字印刷术印出了极为精美的书籍，是近什 印刷术的开山祖师，纸的大量生产以及印刷术的使用，使欧洲人更容 易读到圣经，读到新教想家的作；使文艺复兴运动和数义革运动 在更大范田内开展起来，日益深入人心。 机械时钟是修首院制度的立物，也是中世纪手工制作技术高度发 达的见证。古代人们的计时装置有日轻、漏壶（水漏和沙漏）以及刻 刻度的蜡烛或香。中世纪后期欣洲出现了摆轮钟，以重锤的重力作为 动力。13世纪形成了一股风气，所有的大教堂尖顶上都安装这种摆 钟。从1232到1370年的一百多年间，欧洲出现了39座这样的时钟 现存最早的教堂摆钟是多佛摆钟，安装于1348年。这些摆钟一般比较 粗糙，走时不太准确。时钟的改进历史是与整个近代人类文明史同步 的。 13一13早 机械钟工艺史上的划时代的进步是由近代科学的先寥伽利略和惠 胡的印刚车向 17
第四卷/1617世纪近代科学的延生 更斯做出的，伽利略发现了单摆的等时性，惠更斯侧运用单摆的等时 性原理制造了第一个摆钟。摆轮的摆动直接来自动力轮的驱动，因而 受制于动力机构中摩擦力的影响，导致摆轮钟精度很低。而单摆的摆 动本身不受驱动力的影响，使摆钟的精度大大提高。 到了17世纪中 叶，时钟的最小误差由每天15分钟诚少到10秒钟。 17世纪之后，机械钟表工艺上的进步被航海事业的大发展极大地 推动。在大海上航行最需要知道船所在的地理位置即经度和纬度，否 则会有触礁沉船的危险。通过太阳的视位置可以很容易地测定纬度， 但经度就不大容易。天文学家认识到，经度与当地时间有关，如果能够 比较不同地方的当地时间，就能知道它们之间的经度差。地球自转 13-14 周是24小时，相当于经度变化360度，每小时相当于15度然而，若想 里森于1751年 在航行中知道比如祖国的当地时间，就得携带在当地校准过面又能在 浩的第一个海 颠簸的航行中保持准确的钟。经度问题马上归结为可携带的准确的时 十守时计（现 钟问题。 伦敦国家海洋博 物馆) 当时的摆钟都经不住海上的摇晃，有人尝试用发条做动力。物理 学家胡克意识到发条不仅可以做动力，而且发条的弹性可以作为周期 振动的动力。胡克只说没练，惠更斯倒是第一个制造出了靠发条驱 的钟表，1761年，英国人约喻·哈里森制造出了高精度的航海时计，在 9个星期的航行中，误差只有5秒。而100年前惠更斯制造的钟，最好 的精度是每天差5分钟。 ↑13一15哈里 幸的第四个和第 5.地理大发现：哥伦布、达·伽咖马、麦哲伦 五个海上守时计 很长时问以来，欧洲人对周固世界的了解十分有限：对北非和亚 洲近东比较熟悉一些，对遥远的中国印象模糊，而对美洲则一无所 知。 1271年，意大利威尼斯出生的马可·波罗(1254一1323)跟若父亲 和叔叔沿陆路去东方旅行，花了4年时间，终于在125年走到了当时 的中国元朝上都（今内蒙的多伦）。在元帝国期间，马可·波罗游历了 大半个中国，亲眼目赌了中华帝国的高度发达的文明景象。1292年，马 可·波罗一家由海路回到了祖国，写下了著名的《马可·波罗游记》 其中所记述的中国的繁荣和富足，给欧洲人留下了极为深刻的印象， 以至于许多人一开始都不相信。 日益发达的商业贸易活动，对东西方的航线有极为迫切的要求。 当时东西方的往来都要经过阿拉伯世界，阿拉伯商人基木华断了欧洲 与东方的贸易。但马可·波罗所描绘的东方的财富，对于狂热寻找黄 ↑13-16 金的欧洲商人太有诱惑力了。他们迫切要求寻找通往东方的新航路。 同钟表发明家约 最初寻找直通印度航路的是葡萄牙人。在亲王利的大力倡导 翰 ,哈里森 下，地处伊比利亚半岛的葡萄牙人开始沿非洲西海岸南航。1419年占 178