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——赫伯特·巴特菲尔德
不到 400年的时间，即大约6个平均生命期，把哥白尼的成果与爱因斯坦的成果分隔开来。不过，在这短暂的一段时间内，科学已从少数热心之士的秘密副业发展为也许可恰当称为现代文明的支配力量的东西。今天，科学的主要特点在于其不断加快的发展速度。1899年，英国著名博物学家艾尔弗雷德·拉塞尔·华莱士出版了一部著作，题名为《奇妙的世纪》。他指的是他所处的19世纪；在他看来，19世纪经历的科学进步较人类先前所有世纪经历的还要多。然而今天，我们又能夸口说，20世纪上半世纪中所做的科学工作比以往全部历史中所做的还要多。
回顾起来，似乎科学革命甚至比新石器时代的农业革命具有更大的意义。农业革命使文明成为可能，但是，一旦前进了这一大步，农业就没再作出进一步的贡献。科学则相反，恰好借助于它的研究法而不断地稳步发展。科学本身包含了无限进步的可能性。如果我们记住过去数世纪的科学成就和它现今日益加快的发展速度，那么，我们对科学的惊人的可能性和意义即使不了解，也可以正确估价。此外，科学是人类全体的；由于科学以客观的研究法为基础，关于科学的种种提议已为人们所普遍赞同。科学是非西方民族所普遍尊重和追求的西方文明的一个产物。实际上，正是科学及与它有关的技术，使 19世纪欧洲对世界的支配成为可能。因此，从前的从属民族如今正力求通过弄清楚西方对人类作出伟大而独特的贡献的秘密来矫正不平衡状态。
这就是为什么科学革命对研究世界历史具有根本的重要性的原因所在。本章将探索这一重大的科学革命从它在近代初期的早期阶段直到第一次世界大战以前的发展过程。
一、科学革命的根源
科学的根源可追溯到古代的美索不达米亚和埃及、古典时代的希腊和中世纪的穆斯林世界。不过，科学革命是西方文明的独特产物。原因似乎在于，只是在西方，科学才成为一般社会的组成部分。或者换句话说，只是在西方，哲学家 …科学家与匠人才实现联合，互相促进。因此，正是这种科学与社会的联合、科学家与匠人的联合，大大促成科学在西方世界的空前繁荣。
所有人类社会中的匠人都发展了狩猎、捕鱼、务农以及加工木头、石块、金属、禾本科植物、纤维、块根植物和兽皮等方面的某些技术。他们通过观察和试验，逐步改进自己的技术，有时使技术达到很高的水平，如爱斯基摩人就是这样。不过，所有近代以前的社会所取得的进步的程度都受到了明显的限制。原因在于，匠人仅仅对制作罐子、建造房屋或制造小船感兴趣，并不为根本的化学原理或机械原理操心。他们对因果现象之间的关系不探究。总之，明确说来，匠人关心的是技术上的实际知识，而不是科学上的潜在原因。
这一点的意义可用詹姆斯·布赖恩特·科南特给科学下的定义予以表明；科南特将科学定义为“通过实验和观察发展起来并引起进一步的实验和观察的一系列互相联系的概念系统。”按照科南特的定义，“概念系统”构成科学的基础。显而易见，匠人缺乏“概念系统”。相反，这样的系统历来是哲学家（在近代以前的时代，知识分子通常称为哲学家）所关心的。然而，众所周知，这些哲学家对于日常生活中的问题既不了解，也无能力处理。他们认为自己是超脱世事的，把时间用于思索永恒的真理或试图使一个支离破碎的世界成为人的头脑所能理解的东西。无容置疑，哲学家和匠人在某些时代里确曾一道工作，使复杂的历法、导航设备和古代的日常仪式得以产生。然而，实情仍旧是，直到近代以前，发展的趋势始终是朝着分离——朝着思想家与劳动者相分离的方向进行。
西方的伟大成就是使这两者联合起来。知道实际知识与了解潜在原因的结合，奠定了科学的基础，推进了科学的发展，使科学成为今日的支配力量。
为什么这一划时代的发展会出现在西方呢？一个原因在于文艺复兴的人文主义学术成就。学者和艺术家强烈反对中世纪的整个生活方式，努力创造尽可能与古典时代的生活力式相似的新的生活方式。他们不再希望通过穆斯林和经院哲学家的变形眼镜来看古人，而是直接求助于原始资料，亲自掘起雕像、阅读原文。他们可以接近的不仅有柏拉图和亚里土多德，还有欧几里德和阿基米德；这些学者曾促进了物理学和数学的研究。更重要的是从各门生物科学中得到的鼓舞。医生们研究了希波克拉底和加伦的全部著作，博物学家们则研究了亚里士多德、迪奥斯科里斯和泰奥弗拉斯托斯的著作。但是，应该强调，文艺复兴还有反科学的另一面，巫术和对魔鬼的研究的复兴就是一个例证（见第二章第二节）。
若无西欧的缩小匠人与学者之间的鸿沟的有利的社会环境，人类学识上的这些成果独自原不可能引起科学革命。匠人在文艺复兴期间并不象在古典时代和中世纪时代那样受鄙视。人们尊重纺纱、织布、制陶术、玻璃制造、尤其是日益重要的采矿和冶金术方面的实用工艺。在文艺复兴时期的欧洲，所有这些行业都由自由民而不是象在古典时代那样由奴隶经管。这些自由民在社会地位和经济地位上并不象中世纪的匠人那样与统治集团相距很远。文艺复兴期间工匠的地位的提高，使工匠与学者之间自文明开始以来一向非常脆弱的联系能得到加强。他们各自都作出了重要贡献。工匠拥有古代的旧技术，并在旧技术上添加了中世纪期间发展起来的新发明。同样，学者提供了关于被重新发现的古代、关于中世纪的科学的种种事实、推测及传统做法。这两条途径的融合是很缓慢的，但最终，它们引起一个爆发性的联合。
与工匠和学者的这种联合密切联系的是劳动和各学者或科学家的思想的相应的联合。在古代，存在着一种反对创造性的学习与体力劳动相结合的强烈偏见。这种偏见大概起因于古代的体力劳动与奴隶制度相联系；它甚至在奴隶制度几乎消失以后，仍存留于中世纪欧洲。“中世纪经院哲学家在“自由”艺术和“奴隶”艺术之间、在仅仅靠头脑完成的工作和改变了物质形态的工作之间划界线。例如，诗人、逻辑学家和数学家属于第一类别，雕刻家、釉工和铁器工人则属于第二类别。这种两分法的有害影响在医学领域表现得非常明显。内科医生的工作没有改变物质形态，所以被认为是“自由的”，而外科医生的工作按照同一标准则被看作是“奴隶的”。因此，实验受到轻视，活体解剖被认为是非法的、令人厌恶的。
威廉·哈维（ 1578…1657年）之所以能作出关于心脏和血液的运动的伟大发现，是因为他坚决不理睬对体力劳动的这种藐视。数十年间，他一直进行各种艰苦的实验。他切开从大动物到小昆虫的种种生物的动脉和静脉，谨慎、耐心地观察和记录血液的流动和心脏的运动。他还利用新的放大镜来观察蚂蜂、大黄蜂和苍蝇。这一步骤在今天似乎是切合实际、明摆着的，但在哈维的时代，肯定是既不合理，也不显而易见的。据当时杰出的神学家理查德·胡克所说，理性而非实验，才是“人类获得关于合理和不合理的事物的知识”的手段。胡克的这句话是我们难以理解的；这表明科学革命对我们的思想方式和生活方式的影响是如何根本且无孔不入。但是，对哈维来说，工作于17世纪初叶、坚持实验的方法，是一个需要勇气和献身的、令人难于忍受的智力上的严峻考验。
地理大发现和海外地区的开辟也促进了科学的发展。新的植物、新的动物、新的恒星甚至新的人们和新的人类社会相继被发现，所有这些都向传统的思想和设想提出了挑战。值得注意的是，在英国伟大的科学倡导者弗朗西斯·培根（ 1561—1626年）的著作中，有许多地方是借用远航探险作比喻。培根表示自己渴望成为新的知识世界中的哥伦布。穿过直布罗陀海峡两岸的悬岩（旧知识的象征），驶入大西洋，以寻找新的、更有用的知识。事实上，他曾明确地说过，“通过在我们时代已开始习以为常的远距离的航海和旅行，人们已揭露和发现了自然界中许多可使哲学得到新的光亮的事物。”
欧洲的科学革命在很大程度上应归功于同时发生的经济革命。近代初期，西欧的商业和工业有了迅速发展。欧洲各国之间的贸易随着远东、东印度群岛、非洲和南北美洲的新的海外市场的出现而大幅度增长。工业也取得了显著收益，尤其是在英国；英国采煤和炼铁业的发展为后来的工业革命打下了基础。这些经济上的进步导致技术上的进步；后者转而又促进了科学的发展和受到科学的促进。远洋贸易引起对造船和航海业的巨大需求。为了制造罗盘、地图和仪器，出现了一批新的、有才智的、数学上受过训练的工匠。航海学校在葡萄牙、西班牙、荷兰和法国相继开办，天文学由于其明显的实用价值而得到认真的研究。同样，采矿工业的需求引起动力传送和抽机方面的进步。这证明是重新开始关心机械原理和液压原理的起点。同样，冶金业是化学取得显著进步的主要原因。日渐扩大的采矿作业使新矿石甚至新金属如铋、锌和钴显露出来。分离和处理这些新矿石和新金属的技术必须用类推法找到，并以痛苦的经验予以矫正。但是，这样做时，化学的一般原理开始形成，其中包括氧化和还原、蒸馏和混合�