伽利略之后

对伽利略的审判和惩罚并没有中断17世纪下半叶意大利的科学活动，但是那宗案件严重影响到那个时代意大利科学的水准和质量。在意大利，研究氛围压抑，教会当局吹毛求疵。哥白尼学说和建立大宇宙学理论仍然是禁区，意大利科学家们都尽量回避，只限于搞一些不会惹来麻烦的严格的观测天文学。在伽利略去世100年后，比较开明的教皇本尼迪克十四世（BenedictⅩⅣ）才批准出版其著作的意大利文版，略微显示了宽容。此后，再迟至1822年，天主教会才允许讲授哥白尼学说；到1835年，哥白尼学说终于从教会禁书名单上被删除。至于伽利略，一直等到现代的20世纪90年代，教会当局才为他完全恢复了名誉。

在意大利始终没有能够形成一个伽利略学派，其原因部分在于伽利略本人和支持他的那种制度。特别是在17世纪头10年的几次论战中，伽利略有一批追随者，他也凭自己的影响安排了一些人，如卡斯泰利（Benedetto Castelli，1578—1643年）就是比萨大学的数学教授。但是，伽利略是一位廷臣，他没有学生。像维维亚尼（Vincenzio Viviani，1622—1703年）和托里拆利（Evangelista Torricelli，1608—1647年）这几个人虽然同老师站在一起，但他们仅仅是在他生命的最后几年才为他抄写手稿和当他的助手。年轻的数学家卡瓦列里（Francesco Bonaventura Cavalieri，1598—1647年）倒是他真正的学生；还有他的儿子文森佐·伽利雷（Vincenzio Galilei，1609—1649年）也继承了父亲的工作，特别是在研制摆钟方面。然而，除了维维亚尼以外，伽利略的少数几个直接的科学继承人全都在1650年之前相继死去。正是支持他的那种资助方式使得他后继无人。

在意大利科学于1633年失去活力以后，科学革命在那一时期的一个特点是科学活动在地理上向北转移，从意大利移到了几个大西洋国家，即法国、荷兰和英国。这一时期，法国出现了一个非常活跃的由独立的业余知识分子组成的科学群体，其中包括了一些非常耀眼的科学明星，如伽桑狄（Pierre Gassendi，1592—1655年）、费马（Pierre Fermat，1601—1665年）、帕斯卡（Blaise Pascal，1623—1662年）和笛卡儿（1596—1650年）等。他们虽然不受罗马教会的直接控制，但是宗教裁判所对伽利略的审判也在法国科学知识分子的心中蒙上了浓重的阴影。例如，笛卡儿就曾在1633年决定停止出版他的研究哥白尼学说的著作《世界体系》（Le Monde）。

笛卡儿接过了领导新科学的智识接力棒。他接受的是耶稣会的教育，是一位知识面很广的天才。他还是一位职业军人，于32岁时退役，此后便一心一意钻研哲学和科学。笛卡儿的名气，在很大程度上是由于他在代数学和解析几何学领域所取得的成就，其中就有他所引入的“笛卡儿坐标系”。他在光学和气象学方面也做出过创造性的工作，并且在他的名著《方法论》（Discourse on Method，1627年）中体现了他对于如何产生科学知识的特别关注。笛卡儿在神学和纯哲学方面同样也有著述，常被人称为近代哲学之父。就我们讨论的主题而言，笛卡儿的重要性在于他建立起一套完整的宇宙学说和世界体系，从而取代了在17世纪头几十年仍然流行的亚里士多德的理论及其他一些学说。

笛卡儿认真分析了他那个时代的科学和哲学状况，提出了一种完全机械论的世界观，而他这种把宇宙机械化的思想则是一种根本性的突破。对笛卡儿来说，世界和万物的运转就犹如一台宏大无比的机器，由许多力学定律和碰撞规律结合成一个整体并受它们支配。在论述宇宙的尺度时，他认为宇宙中充满了一种被称为以太的物质，而这种物质中形成有许多巨大的旋涡，正是这些旋涡带动着卫星围绕行星运转，并带动行星围绕太阳运转。他在《哲学原理》（Principles of Philosophy，1644年）一书中详尽地阐述了他的这种日心旋涡理论。在生理学和医学领域，笛卡儿也提供了一种不同于亚里士多德—盖伦传统的富于理性的机械观。笛卡儿的体系尽管在数学上还不够严谨，而且也存在不少漏洞，但他的确当之无愧地站在了科学革命的最前列。他的自然哲学囊括了自哥白尼以来一个世纪中所有的有关争议，而且利用了新科学的一切重大发现。更重要的是，笛卡儿提出的是一种包容极其广泛的世界体系，并得以替代了亚里士多德的和其他所有的体系。笛卡儿究竟是否正确，那是在他于1650年去世以后才在科学界出现的争论话题。(https://www.daowen.com)

图11.5　笛卡儿的世界体系。宇宙具有怎样的结构是一个尚未解决的问题。伟大的法国哲学家和数学家笛卡儿对此给出了他的回答。他猜想宇宙中充满了一种以太流体，以太流动带动着行星和其他天体在旋涡里运动。此图中画出了一颗彗星正在穿过我们太阳系所在的那个旋涡。

笛卡儿在荷兰生活和工作了20年，那是一个新教徒占主导的共和国，以其在社会和智识两方面政策开明而著称。荷兰共和国生养了一大批对于科学革命作出过重大贡献的杰出人物，这也是科学革命北移的一个重要因素。那些杰出人物中包括了数学家兼工程师斯蒂文（Simon Stevin，1548—1620年）、原子论学者比克曼（Isaac Beeckman，1588—1637年）和极为出色的惠更斯（Christiaan Huygens，1629—1695年）。最后提到的这位惠更斯，或许可以说是17世纪下半叶最重要的笛卡儿主义者和新力学的发言人。

这个低地国家还是最早利用显微镜进行开拓性工作的地方。先是卖布匹后来才成为科学家的列文虎克（Anton van Leeuwenhoek，1632—1723年）世界闻名，就是因为他发现了一个隐藏着的前所未知的“极微小世界”。他所发现的新奇东西，包括血球和精子，还有其他许多微生物。惠更斯的同胞斯瓦默丹（Jan Swammerdam，1637—1680年）又把显微镜技术向前推进了一大步，他特别擅长解剖植物和昆虫并制作标本。除了这些荷兰开拓者，同时从事显微镜学研究的还有意大利人马尔皮基（Marcello Malpighi，1628—1694年）和英国人罗伯特·胡克（Robert Hooke，1635—1703年）。胡克于1665年在伦敦出版了《显微图集》（iMicrographia）。这些早期显微镜学家所使用的显微镜全都只有一粒球珠透镜，可以想见，他们的成功，技术起到了决定性作用。与显微镜相近的姐妹仪器是望远镜，望远镜一出现便很快被广泛接受，并成为天文学领域的一种基本工具。然而，显微镜却不是这样，它引起了更多的麻烦，使17世纪的显微镜使用者和理论研究者都备感困惑。当时，在显微镜下“看见”的东西其实是观察者的意象和观察对象的图像的混合物，看见的东西是否就一定是观察对象的图像，比如说，就是昆虫的解剖结构、毛细管循环或者胚胎，这并不是那么容易说清楚的事情。显微镜和望远镜在17世纪的不同境遇说明，仅仅有仪器是不够的，还需要有一些共同的智识框架才能够把新的研究传统建立起来。只有到了19世纪，当时的环境条件已经发生了很大变化，复合显微镜才成为实验室的标准配置。

英国在当时也是一个由新教徒控制的非常适合按照伽利略传统从事科学研究的海洋国家。前面我们已经提到过宫廷医师吉尔伯特（1544—1603年），就是他写出了一部影响很大的关于磁体的著作。我们还提到过英国医生哈维（1578—1657年），他在1618年发现的血液循环是一项革命性的突破。此外，这里还可以提到弗朗西斯·培根（1561—1626年），他是英国的大法官，在极力宣传新科学上能够也确实起到了很好的作用；玻意耳（Robert Boyle，1627—1691年），他是一位贵族，也是一位非常杰出的实验化学家；当然还有牛顿（1642—1727年）。他们仅仅是17世纪英国科学界升起的众多璀璨明星中的几位代表。英国当时有许多组织机构非常有利于科学的发展，其中最著名的有皇家医师学院（1518年）和格雷沙姆学院（于1598年建立的一种教授可以拿薪水的新机构），以及到17世纪后半叶才出现的伦敦皇家学会（1662年）和格林尼治皇家天文台（1675年）。那时皇室还拨款在牛津大学设立了新的科学教席（1619年设几何—天文学，1621年设自然哲学），后来在剑桥也设立了类似的皇家教席（1663年），这些都有助于解释英国科学为什么会在17世纪后期如此繁荣昌盛。