第六章 科学的兴盛
支配权。
牛顿(1642—1727)沿哥白尼、开普勒和伽利略开拓的成功道路,到达最后的完满成功。牛顿从自己的运动三定律(前两条定律该归功于伽利略)出发,证明开普勒的三条定律相当于下述定理:一切行星在每个时刻有一个趋向太阳的加速度,这个加速度随它与太阳之间的距离平方反比。他指明,月球向地球和向太阳的加速度符合同一公式,能说明月球的运动;而地面上落体的加速度又按平方反比律和月球的加速度沟通连贯。牛顿把“力”定义成运动变化的起因,也就是加速度的起因。他于是得以提出他的万有引力定律:“一切物体吸引其它一切物体,这引力和两个物体的质量乘积成正比,和其距离平方成反比。”由这公式他能够把行星理论中的全部事情,如行星及其卫星的运动、彗星轨道、潮汐现象等都推断出来。后来又明白,甚至在行星方面,轨道与椭圆形的细微偏差也可以从牛顿定律推求。这成功实在完满,牛顿便不免有危险成为第二个亚里士多德,给进步设下难破的壁障。在英国,直到他死后一个世纪,人们方充分摆脱他的权威,在他研究过的问题上进行重要的创造工作。
十七世纪不仅在天文学和动力学上成绩卓著,在有关科学的其它许多方面也值得注目。
首先谈科学仪器问题。复式显微镜是十七世纪前不久,1590年左右发明的。
1608年有个叫李伯希(Lippershey)的荷兰人发明望远镜,不过在科学上首先正式利用望远镜的是伽利略。伽利略又发明温度计,至少说这件事看来极有可能。
他的弟子托里采利(torricelli)发明气压计。盖里克(GuerA icke,1602—86)发明抽气机。时钟虽然不是新东西,在十七世纪时主要靠伽利略的工作也大大改良。因为有这些发明,科学观测比已往任何时代都准确、广泛得不知多少。
其次,除天文学和动力学以外,在其它科学里面也有了重大成果。吉尔伯特(Gilbert,1540—1603)在1600年发表了论磁体的巨著。哈维(ep,1627—91)是“化学之父,寇克伯爵之子”,在我年幼的时候,是这样教小孩子的;现在他为人们记忆,主要由于“波义尔定律”,这定律说:处在一定温度下的一定量气体,压力和体积成反比。
到此为止,我还没谈到纯数学的进展,但是这方面的进展确实非常大,而且对自然科学中许多工作来讲,是绝对必需的。奈皮耳(Napier)在1614年公布了对数发明。坐标几何是由十七世纪几位数学家的工作产生的成果,这些人当中笛卡尔作出了最大的贡献。微积分是牛顿和莱布尼兹各自独立发明的;它几乎是一切高等数学的工具。这些仅仅是纯数学中最卓著的成就,别的重大成就不计其数。
以上讲的科学事业带来的结果,就是使有学识的人的眼光见解彻底一变。在十七世纪初,托马斯·布劳恩爵士参与了女巫案审判;在世纪末,这种事就不会发生。在莎士比亚时代,彗星还是不祥朕兆;1687年牛顿的《原理》(Principia)出版以后,大家知道他和哈雷(halley)已经算出某些彗星的轨道,原来彗星和行星同样遵守万有引力定律。
法则的支配力量在人们的想像当中牢牢生下了根,这一来魔法巫术之类的玩意儿便信不得了。1700年的时候,有学识的人思想见解完全近代化了;在1600年,除开极少数人以外,思想见解大体上还是中古式的。
在本章的下余篇幅里,我想简单说说那些看来是十七世纪的科学所产生的哲学信念,以及现代科学不同于牛顿科学的若干方面。
第一件该注意的事就是从物理定律中几乎消除了一切物活论的痕迹。希腊人尽管没明白地讲,显然