从郁金香到科学院
1635年，正当世界上最富有的荷兰人疯狂炒卖郁金香时，法国率先创建了科学院。接着，英国、德国、俄罗斯也都相继成立了皇家或国家科学院。虽然法国人在此之前早已建立了巴黎大学，英国也随之创办了牛津大学和剑桥大学，但科学院的创立对于海空天文明与力量的形成发挥了关键作用。其中，法国人比英国人做的贡献要大。
法国、英国、俄罗斯、德国等国家和地区的民族曾被古希腊和罗马帝国称为“蛮族”；黄金时代的荷兰人看英、法、俄、德如同乡下人—阿姆斯特丹豪华的教堂、精美的油画和各种奢侈品使欧洲权贵趋之若鹜：当时，到荷兰的英国旅游者显得土头土脑，法国贵妇将郁金香视为钻石，沙俄彼得大帝匿名到荷兰船厂学艺，德国则是荷兰雇佣兵的来源，就连法国著名的哲学家、数学家笛卡尔也曾在荷兰当过大兵。
1580年，西班牙吞并葡萄牙，葡萄牙王室复国者先是向一向交好的英国和法国求救。英国虽然给了葡萄牙几艘小战船，但不愿直接与西班牙海军交锋；最后，法国硬着头皮在亚速尔群岛与西班牙“无敌舰队”打了一仗，结果大败。1588年，英国伊丽莎白女王依靠海盗海军侥幸战胜西班牙“无敌舰队”，但西班牙海军很快恢复了战力并多次征讨英国，导致英国皇家海盗海军兵力大损。最后，在荷兰、法国的帮助下，英国才得以保全领土。
那么，法国、英国为什么会在17世纪下半叶崛起？而且时至今日，这些国家依然还是有影响力的世界大国；而葡萄牙、西班牙、荷兰则要逊色许多呢？
这是因为，相比于罗马天主教廷保护者的政治大国西班牙，相对于将赚钱视为生命的商业大国荷兰，从法国开始，英国、俄罗斯等后来者都很耐心地做了两件相同的事：一是成立国家或皇家科学院，科学造船；二是组建常备海军，不再临时拼凑民船。
1635年，法国国王路易十三的首相、“法国海军之父”黎塞留（1624—1642）创建了法国科学院。1666年，路易十四的财务大臣兼海军国务大臣柯尔贝尔（1619—1683）又建立了皇家科学院（法兰西科学院）。法国为什么要建科学院？简单地说，面对积累了百年航海和造船经验的老牌海上强国，只有另辟蹊径才能超越，而蹊径就是科学造船。
1624年，法国首相黎塞留组建了国家海军并亲自兼任海军大臣，扩建了多个港口，聘请荷兰和英国技师指导建造大船，这时的荷兰、法国、英国还在联合对抗西班牙。法国造的船一般都很漂亮，但质量不稳定，经常出问题，有的耗资巨额的战船下水5年就不能再用了，而荷兰、西班牙造的船一般能用20年以上。
路易十三的母亲玛丽·德·美第奇出身于文艺复兴时期著名的美第奇家族，这个家族有供养艺术家和科学家的传统，非常重视教育。当时的法国有每年派贵族子弟到意大利学习的传统，路易十三自然会考虑采用新技术造船，为造好船而建立国家科学院的计划也就提上日程。
据记载，1681年，法国海军国务大臣柯尔贝尔曾召集法国科学家，征集战舰建造问题的解决方案。法国科学院还经常悬赏重金征集造船和航海论文，得到欧洲各国学者的积极响应。瑞士年轻学者欧拉（1707—1783）的论文曾获法国科学院有奖征文竞赛二等奖，题目是《关于船舶桅杆布局优化的算法》。凭此论文，欧拉敲开俄罗斯彼得堡科学院的大门，成为比肩牛顿的科学巨匠。法国逐渐成为欧洲的数学中心，直至19世纪德国哥廷根学派的高斯（1777—1855）横空出世。
1660年，流亡法国期间迷上新事物的查理二世复辟登上英国王位。查理二世的母亲亨利埃塔·玛丽亚是法国国王路易十三的亲妹妹，玛丽亚的母亲也是玛丽·德·美第奇。查理二世登基的同年，立即成立了英国皇家学会，同时让陪他一起流亡的亲兄弟詹姆斯（后来的詹姆斯二世）担任海军大臣。1686年，牛顿《自然哲学的数学原理》由英国皇家学会会长塞缪尔·佩皮斯[3]批准出版发行，此时的国王已经是詹姆斯二世。佩皮斯曾任海军大臣，提出战舰分级法，是英国现代海军的缔造者。英国皇家学院曾悬赏解决航海经度误差的问题，当时的院长牛顿还亲自出任顾问，木匠哈里森大胆创新解决了这一问题。
德国虽然直到1871年才实现统一，但普鲁士的皇帝们也“时髦”地供养着学者—发现天体运行三大规律的开普勒（1571—1630）就是其中之一。1652年，德国利奥波第那科学院成立，逐渐演变为德国国家科学院。1700年，普鲁士“候选帝”腓特烈一世批准威廉·莱布尼茨（1646—1716）的提议，建立了柏林科学院，莱布尼茨担任首任院长。莱布尼茨是德国哲学家、数学家，被誉为“17世纪的亚里士多德”，莱布尼茨的学术生涯却开始于法国和英国。1671年，25岁的莱布尼茨发表了两篇论文《抽象运动的理论》和《新物理学假说》，分别“题献”给了巴黎科学院和伦敦皇家学会，增加了其在欧洲学术界的知名度。1672年，莱布尼茨到巴黎执行外交任务。虽然没有完成任务，莱布尼茨却在巴黎结识了法国哲学家马勒伯朗士[4]和荷兰数学家惠更斯（1629—1695）等人，这些广泛的交流帮助莱布尼茨创立了微积分理论。
1697年，沙俄彼得一世游学西欧期间，对法国、英国、德国的科学院印象深刻，并在德国结识了莱布尼茨，与莱布尼茨交流了建科学院方面的问题。为了离海更近一些，1712年，彼得一世将首都从莫斯科迁往彼得堡，创办了多所大学和专科学院，并开始筹划建立皇家科学院。1725年，按照彼得一世生前规划，参照法国科学院章程，按照彼得一世生前咨询的柏林科学院院长莱布尼茨的意见，沙俄建立了彼得堡科学院。很快，两位年轻的瑞士人闻讯赶来，他们是丹尼尔·伯努利（1700—1782）和莱昂哈德·欧拉。
伯努利在彼得堡发现了“伯努利原理”，后来写出了《流体动力学》这一经典著作。欧拉初到彼得堡，被分配在海军部任海军大尉负责造船，后在伯努利的帮助下转到科学院工作。但热心的欧拉仍帮助海军解决各种问题，后来还写出了《造船学》和《航海学》这两部著作。由于俄国内乱，欧拉曾离开过彼得堡一段时间，待叶卡捷琳娜二世登基后，他又回到彼得堡科学院，在那里一直工作到去世。据说，他研究的手稿，俄罗斯人整理了近40年。(https://www.daowen.com)
“拉格朗日点”对于现代航天至关重要。在每个由两大天体构成的系统中，按推论有五个拉格朗日点，其中，前三个点L1、L2、L3由彼得堡科学院的欧拉推算出，后两个点L4、L5由法国数学家拉格朗日推导证明得出。对此，本书将在俄罗斯部分做详细介绍。
从17世纪下半叶开始，法国、英国开始用新科技建造舰船，研究新战法，用规章和文化改造海军，很快建立起了新型常备海军。科技新成果的应用，使火炮武器和导航仪器更加完善。甚至在造船和航海方面，俄罗斯也越来越“讲究”科学和技术，对船长经验、水手“船艺”[5]的依赖大大减少。
从17世纪开始，欧洲涌现出许多科学巨人和文化巨匠，然而他们却与大航海时代的老牌强国葡萄牙、西班牙关系不大。在互联网上，人们似乎也仅能搜出西班牙作家塞万提斯·萨维德拉（1547—1616）、荷兰物理学先驱克里斯蒂安·惠更斯（1629—1695），而惠更斯一生中的黄金时光却是在巴黎度过的。
虽然西班牙皇家科学院成立于1713年，但那时的西班牙已经衰落。荷兰皇家艺术和科学院成立于1808年，而那时荷兰的统治者是法兰西皇帝拿破仑。科学院和大学真的有这么重要吗？前面伯努利和欧拉与俄罗斯彼得堡科学院的缘分可以说明这个问题，我们再来看看法国数学家笛卡尔和荷兰物理学家惠更斯分别做出的两个截然不同的选择。
1618年，法国人勒内·笛卡尔（1569—1650）加入了荷兰对抗西班牙的军队，并在空闲时间开始学习数学。一次，笛卡尔看到路旁公告栏提出的数学问题征答，便向人求教，于是对数学和物理产生了兴趣。1621年，笛卡尔退伍回国。由于法国内乱，笛卡尔在1628年移居黄金时期的荷兰，后来受聘于莱顿大学—欧洲当时最好的大学之一，该大学给予了他最高的薪酬。笛卡尔在莱顿大学住了20多年，对哲学、数学、天文学、物理学等领域进行了深入的研究，其中为人熟知的有笛卡尔坐标系，以及名言“我思故我在”。
1666年，法国皇家科学院成立。毕业于荷兰莱顿大学的惠更斯来到巴黎，成为皇家科学院薪俸最高的会员之一。在法国与荷兰发生战争期间，惠更斯受到法国海军大臣柯尔贝尔的保护，柯尔贝尔在皇家图书馆专门为惠更斯安排了住处。1673年，惠更斯的《摆钟论》在巴黎出版，他将此书献给了法国国王路易十四。
在黎塞留和柯尔贝尔两任致力于科学造船的海军大臣的努力下，法国造的船越来越好，对海军军官和水手的培训也越来越正规。终于，在1690年的比奇角海战中，法国击败了英国和荷兰的联合舰队，封锁英吉利海峡长达一个月之久。一直到1815年拿破仑兵败滑铁卢，法国造船技术依然对英国保持着优势。
在舰船制造方面，风帆时代的英国海军部认为，没必要先研制新船，可以先让法国人去试验。由于英国在航海和海战经验方面优于法国，法国率先投入使用的新式战船经常被英国俘获。例如，英国服役数量最多的两层甲板三级战列舰，就是参照俘获法国的74炮战列舰建造的。关于这些，我们会在本书关于法国和英国的章节进行专门介绍。
关于英法海军的长短，清朝洋务运动推动者左宗棠看得很清楚：法国人造船技术占优，英国人航海作战占优。所以左宗棠在1866年创办福州马尾船政局时，聘请了两位法国人负责造船，并要求船政学堂的造船班学习法语，航海班学习英语。
从17世纪开始，“建科学院搞制造”的新兴国家法国、英国在与“炒郁金香做贸易”的老牌海上强国西班牙、荷兰的博弈中，用了100多年的时间终于赶了上来，风帆时代落幕，科学与机器时代开始。
在舰船建造竞争中，法、英、德、俄、美等国不断采用新技术和发明新技术，使得造船水平不断提升。与此同时，科学造船带动了数学、物理学、天文学、材料学等学科的发展。其中，流体力学与空气动力学的发展尤其快速，在这些率先建立科学院的国家，出现了一大批尝试飞行的先驱，为即将到来的空天时代积蓄了力量。
了解了以上内容后，我们就会理解：发明了蒸汽船的美国人富尔顿为什么会先去法国找拿破仑推介，莱特兄弟为什么舍近求远去巴黎搞飞行表演，因为法国人真的很愿意尝试新事物。