THE NEWTONIAN REVOLU®N 宇项革命 1美·B·科思著1颜锋弓許欧阳光瑚泽郭琳玲校 江西/徽育出版社 尾
三思文库·科学史经典系列 总序 “三思”者，Science之谐音也。出版“三思文库”的核心目 标，是要弘扬科学精神，宣传科学文化，因而，在这套立体开 发的大型多系列丛书中，科学史经典系列的地位是非常独特的。 关于研究和学习科学史的意义，似乎已经不必再多谈。虽 然学术界在对于像科学史的功能或科学史的意义等问题的讨论 中，尚有多种说法并存，但不论对于科学工作者、人文社会科 学学者还是一般公众来说，科学史最重要的功能之一，是可以 让人们更深刻地理解科学和科学文化，这种观点应该说是得到 公认的。当然，在许许多多的其他方面，科学史也都具有着任 何其他学科都无法取代的重要性。 然而，与有着悠久传统的其他历史学分支相比，科学史又 只是一个晚生的小学科。直到大约18世纪，较为系统的学科史 形态的科学史才开始在西方出现。此后，随着科学的迅速发展 和在社会生活中产生的巨大影响，科学史学科也相应地越来越 受到人们的重视。本世纪以来，特别是近几十年以来，无论就 研究者和出版著作的数量与水平，还是就研究对象的广泛、研 究方法的多样、研究视角的新颖以及研究层次的深入来说，在 世界范围内，科学史都已经发展为一门相当成熟的学科。像其 。1·
☐牛颜苹命 他学科一样，科学史这门学科在其发展成熟的过程中，也留下 了一批经典之作，成为人类精神财富的一部分。无论是在历史 的意义上，还是在现实的意义上，我们都不应忽视科学史中的 这些经典之作。 在中国，历史学的研究传统源远流长，在丰富的历史文献 中，也很早就有了萌芽式的科学史著作。但如果超出对史料的 汇集和简单记述的层次，中国学者对科学史的真正学术意义上 的研究，大约始于本世纪前后。近一个世纪以来，特别是近几 十年来，中国学者在对科学史的研究中取得了很重要的成就，但 是，这些成就大多是在中国古代科学史的范围内，而且，由于 长期以来对西方科学史的发展和成就缺乏全面的了解，在科学 史观和研究方法等方面，与西方相比，我们也有着明显的落后。 要想改变这种局面，要想以更广阔的视野了解西方科学的发展， 在国内引进译介西方科学史研究中的重要成果，特别是那些经 典著作，是一项重要而且必须进行的工作。 新中国建国以来，特别是改革开放之后，许多西方的作品 被引进。仅就与科学相关的研究，像在科学哲学和科学社会学 中，就有大量的经典作品被译介，对这些学科在国内的发展起 到了极大的推进作用。与之相比，在科学史方面，不要说经典， 就连一般性的著作，被译介的也廖廖无几，这不能不说是非常 令人遗憾的。 正是为了弥补这种遗憾，为了我国科学史学科的发展，也 为了面向更广大的公众更好地普及科学和科学文化，我们组织 翻译出版了这套科学史经典系列。谈到经典，当然可以有不同 的理解，仁者见仁，智者见智。在不同的时期，有不同的经典。 在科学史的不同研究领域，也是一样。例如，李约瑟关于中国 科学史的巨著，当然属于经典的范畴。但考虑到在目前最迫切 ·2·
总序口 的需要，也就是说，近代科学起源于欧洲，沿着这条发展的线 索，至今，科学发展的主流和最重要的成就，仍主要在西方取 得的，因而，对于弘扬科学精神和宣传科学文化来说，也对于 填补国内科学史研究领域最大的空缺来说，对西方科学史研究 经典著作的译介似乎更应放在优先的位置。我们在这套科学史 经典系列的选题上，也正是体现了这种思考，并将一些更近期 出版的有影响的科学史著作纳入进来。当然，由于版权联系的 困难和译者队伍的限制，由于本套丛书出版规模的限制，也由 于编者视界的限制，许多科学史的经典之作未能包括在内。但 此系列丛书在国内是首次以较大规模出版科学史经典著作为目 标，毕竞是一个开端。万事开头难。有了开端，也就有了继续 发展的可能。 正像文库名称除了谐音之外的另外一层喻意所提示的，我 们希望，通过科学史经典系列的出版，能够使专业的学者因阅 读这些名作而“三思”科学史这门学科，也能够使更广泛的读 者因阅读这些名作而“三思”在其中体现出来的科学精神和科 学文化。“三思”之后，当然，就是行动的问题了。 刘兵 1999年7月于北京天坛东里 ·3·
中译本序 艾萨克·牛顿是世界公认的科学伟人。他的科学成就，特 别是他所创建的力学原理，是近代科学大厦的基石。他的科学 著作，尤其是他所撰写的《自然哲学的数学原理》，是高耸在近 代科学史上的第一座丰碑。 牛顿为建设人类的科学宝库做出了前人无与伦比的贡献， 为发展人类的文化事业建立了不朽的历史功勋。因此，很自然 地，牛顿的生平和业绩，他的思想和著作，就必定要成为人们 饶有兴趣的研究对象，对于科学史家和科学哲学家，更是必须 加以研究的重要人物。事实上，研究伟大科学家的思想和事迹， 总结他们进行科学创造的经验和方法，对于启迪后人的智慧，培 养开创性的才能，是一种颇为有效的方法和途径。 20世纪以来，随着科学史研究的蓬勃发展，世界各国出版 了多种牛顿的传记，并且陆续出现了从各种不同的学科和专题 来研究牛顿学术成就和学术思想的大量著作，有天文学方面的、 力学理论方面的、力学应用方面的、数学方面的、还有历史和 哲学方面的，等等。看来，对于牛顿的研究，其活跃与多样，其 数量之众多，实际上已经形成了一个世界性的专门学术领域。 1980年出版的《牛顿革命》一书，正是这一学术领域的又一研 究成果。 《牛顿革命》的作者科恩是美国著名的科学史家，现为美国 ·5·
☐牛顿苹命 哈佛大学荣誉教授。他曾经专门研究过富兰克林，写过好几本 有关富兰克林的专著。50年代起，他转向牛顿，对牛顿潜心研 究多年，成为研究牛顿的专家，尤以对牛顿《原理》一书的精 湛研究著称。他查阅了牛顿《原理》一书的有关手稿，仔细比 较过《原理》第一版、第二版、第三版之间的异同，因而对牛 顿科学思想的发展过程有比较深入细致的了解。他以这样深厚 扎实的工作为基础，进而形成了他自已对牛顿的独到的认识：牛 顿的力学成就不是“综合”而是“革命”。科恩先后撰写了以下 一些关于牛顿的专著《富兰克林与牛顿》(1956年)、《牛顿的自 然哲学选读》(1957年)、《新物理学的诞生》(1960年，与H. M.Jones合著)、《牛顿（原理）导言》(1971年)、《艾萨克· 牛顿的〈自然哲学的数学原理)》(1972年，与A.Koyr共同 编辑，并同A.Koyre,A.Whitman一起为此书写了大量评 注)、《牛顿的同球运动理论》(1975年)、《牛顿革命》(1980 年)等。并于1985年出版了他研究科学革命的两部著作《革命 的概念》和《科学中的革命》。 据科恩自己所说，《牛顿革命》一书的雏型可追湖到1966 年。在完成这部著作之前的十几年间，他就本书的中心思想和 论题举办过讲座和讨论班，发表过多篇论文，出版了《牛顿 〈原理〉导言》，还根据不同的版本重新编辑出版了《原理》。因 此，这本书是一部集科恩研究成果之大成的著作，书中表述了 作者经过长时间深思熟虑的一些观点。我们应把这本书看成科 恩研究牛顿的一部代表作。 科恩认为，牛顿的科学成就并不像人们通常所说的那样，只 是实现了一种“综合”，而是一场“革命”，是标志近代精确科 学诞生的革命。而这一革命的特征就是体现在《原理》一书中 的牛顿风格(Newtonian style)。概括地说，科恩是这样论述牛 ·6
中译本序☐ 顿风格的：其第一步是对自然现象的简单化、理想化，建立一 个与物理世界某些特点相一致的数学构筑。利用数学技巧可推 演出某些结论，然后把这些结论应用于可观察到的物理世界。在 第二步中，是在数学推论和根据经验得到的定律、法则之间进 行比较和对照，使原来的数学构筑得到修正，或者说形成了新 的第一步，并依次导致新的第二步。如此反复交替进行第一步 和第二步，就会形成一种与自然界的复杂性非常接近的数学构 筑。第三步，是利用前两步所得到的结果，以数学的精确性来 演示自然界的运行过程，构建牛顿的“宇宙体系”。粗略地说， 第一步和第二步相当于牛顿《原理》一书的第一编和第二编，第 三步则相当于《原理》的第三编。 科恩在书中对他提出的牛顿革命和牛顿风格作了详细的分 析和论证。他通过牛顿革命来说明牛顿力学在科学发展中的革 命性的重要地位和作用；通过牛顿风格来概述牛顿的科学研究 方法和基本步骤，使人们对《原理》一书的认识上升到一个新 的高度。虽然如科恩所指出，牛顿风格在力学中获得了成功 (在彻底解决某些问题如月球运动时也有失败)，而在光学中则 并不成功。牛顿的《光学》一书与《原理》的写法截然不同，并 不明显地体现出上述的牛顿风格。虽然，近一个世纪以来，精 确科学又经历了极其深刻的变化，出现了新的革命，然而我们 仍然能够看到科恩所概括的牛顿风格的价值，它仍然是物理学 的一种基本风格，甚至也是现代自然科学的一种基本风格。从 这个意义上看，17世纪在力学中出现牛顿风格，的确可以理解 为科学史上一场影响深远的革命，它体现了科学方法和思想方 法的革命性的创造。 牛顿曾有一句名言：“如果说我所见的比笛卡尔远一点，那 就是因为我是站在巨人肩上的缘故。”《牛顿革命》一书的第二 。7·
☐牛顿革命 部分：科学思想的变革，正是根据历史的事实，对这一名言作 了具体的科学的说明。牛顿革命不是突然爆发的，也不是牛顿 一个人发动了只与他的名字相联系的革命。科恩指出，牛顿革 命的起源至少要追溯到16世纪，进入17世纪以后就有了与伽 利略、开普勒和笛卡尔等名字相联系的一系列科学革新，而且， 如果没有沃里斯(Wallis)、雷恩(Wren)、惠更斯、胡克和其 他人的贡献，也不会有牛顿革命的成功。也许，人们会产生这 样的问题：是否牛顿只是使别人开始的事业结出了果实呢？科 思在书中对此作了详细的讨论。他根据历史事实相信：与牛顿 同时代的以及其后的精确科学的先驱们都明确承认，革命是由 牛顿的《原理》来完成的，而牛顿本人则把自己的成就归功于 前辈和同事。读了科恩的阐述，我们更加清楚地了解，牛顿是 怎样站在一大批科学巨人的肩上，从而成为更高大的巨人。科 学中的革命常常是以这样的方式完成的，并不需要把前人打倒 在地，而是接过接力棒，大步向前，迈向新的领域，开拓新的 天地。爱因斯坦提出相对论，对于牛顿力学来说，是完成了新 的革命，然而，爱因斯坦对牛顿的推崇和尊敬是人所共知的。他 超越了牛顿，却并不贬低牛顿。 1987年，是牛顿《自然哲学的数学原理》出版300周年，在 我国掀起了一个纪念牛顿的高潮，也是研究牛顿的高潮。北京 大学科学与社会研究中心的三位硕士研究生（颜锋、弓鸿午、欧 阳光明)在郭奕玲教授的热忱帮助下，完成了《牛顿革命》的 翻译工作，为纪念和研究牛顿贡献出一份力量，提供出一本值 得阅读的、有份量的专著。 总之，在现在奉献给读者的这本《牛顿革命》中，科恩教 授依据翔实的史料、严格的考证，详细地介绍了牛顿力学、特 别是《原理》的产生过程，以及牛顿研究问题的基本思路和方 ·8·
中译本序☐ 法，亦即牛顿的风格，相信它一定会对读者有很大的吸引力，对 于物理学史、科学史和科学方法论的研究都会起到有益的推动 作用。 孙小礼 1987年秋写于北大 ·9
序 言 本书的雏型可追溯到1966年，那时我有幸在贝尔法斯特的 女王大学(Queen's University of Belfast).开设的怀尔斯讲座 (Wiles Lectures).讲学。这个讲座是珍妮特·P·博伊德(Janet P,Boyd)夫人为纪念她的父亲而设立的基金会创办的。这个基 金会在观念上是有其显著特点的。它不仅提供有关历史某一方 面的演讲人，而且保证每次讲座都由贝尔法斯特的历史学家和 参加研究的学生以及从其他大学邀请的一些历史学家进行讨 论。每天下午的讲座结束后，晚上就展开讨论。这对于我更周 密地探究某些基本问题颇有助益。我尤为感谢有这样的机会能 在同行和普通历史学家面前检查我的某些初始观点，并从鲁珀 特(Rupert)、玛丽·博厄斯·霍尔(Marie Boas Hall))、约翰· 赫里维尔(John Herivel)、迈克尔·霍斯金(Michael Hoskin)、 乔治·霍克斯利(George Huxley)、怀特赛德(D.T. Whiteside)和怀特曼(W.P.D.Wightman)等人那里受到教益。 我也非常感谢我的讲座主持人贝克特(J.C.Becket)教授、珍 妮特·P·博伊德夫人、副校长和迈克尔·格兰特(Michael Grant)夫人等的热心帮助。 完成这些讲稿的出版工作，比预期的时间晚了十年左右。延 迟的首要原因是，撰写《牛顿的〈原理)导论》(Introduction to Newton's‘Principia')和根据不同版本编辑牛顿的《原理》 ·11…
