文藝復興的起源——到奧納多•達•芬奇——宗教改革——哥白尼——自然史、醫
學與化學——解剖學與生理學——植物學——科爾徹斯特的吉爾伯特——弗蘭西斯•培
根——刻卜勒——伽利略——從笛卡爾到波義耳——帕斯卡爾與氣壓計——妖術——數
學——科學的起源

    文藝復興的起源

    十三世紀以後，西歐的學術發展有一段停頓時期。黑死病與百年戰爭帶來了經濟與
社會紊亂，安定的生活與平靜的研究都不可能，把經院哲學帶到頂峰的心靈活動，好象
也有衰竭之勢。
    雖然如此，人類的學術觀點，仍處在不斷改變的過程中。在整個這個過渡時期，我
們可以找出各種思想的細流，這些細流洶湧地匯合起來的時候，就形成文藝復興的洪流。
前章已經講過，由於鄧斯•司各脫和威廉•奧卡姆的哲學的影響，經院哲學的思想已有
逐漸解體之勢，而奧卡姆由教皇的監獄脫逃，依附於巴瓦裡亞的路易皇帝，尤足表現教
會的權力遇到重大的反抗，而民族的權力不管好歹已經不顧教會當局的大一統主義的傳
統確立起來。
    文藝復興的精神首先出現在早先受到摧殘現在又逐漸恢復元氣的意大利。也許在羅
馬建築遺跡中生活的人們很容易重新對古籍發生熱愛。一個強悍的北方種族已經在意大
利北部建立了殖民地，變成了上層階級。這個階級沒有因為意大利各城邦的內戰而滅絕，
雖然當時及後來內戰都使得貴族大傷元氣。但在別的國度，北方種族還要更純粹一些，
所以意大利在學術上先進的原因，應該到別的地方去尋找。十三世紀的方濟各會修士巴
馬的塞利姆本（Salimbene of Parma）提供了一個線索。他指出，意大利與其他國家有
一個重要的不同的地方。他說，在阿爾卑斯山以北的地區，只有城市的人在城裡居住，
「武士與貴婦們」則住在他們的莊園上，以便管理他們的閉關自守的封建領地；但是，
在意大利，上層階級卻在城裡擁有住宅，大部時間是在城裡度過的。
    土地的主人常住在他們的領地上固然可以使鄉村得到一些好處，可是在交通不便的
時代，鄉居生活使人們沒有多少機會交流思想，推動智慧的發展與創造。另一方面，在
意大利北部，有閒的智識階級的城居生活，卻為文藝復興的誕生提供了一個理想的環境。
    文藝復興絕不限於文學。有許多因素結合起來造成了一次空前未有的智識發酵，雖
然文學是最早而且最重要的一個因素。文藝復興的前驅者是彼特拉克（Petrarch，1304
－1374年）。在他身上我們看見一種與構成但丁詩歌基礎的中世紀經院哲學迥然不同的
精神。彼特拉克首先倡導恢復良好的古典拉丁語，以代替經院哲學派的非正規拉丁語；
更重要的是，他竭力要恢復要求理想自由的古典思想的真精神。
    彼特拉克的調子走在他的時代的前面，但十五世紀初年由於人們對古典文獻的興趣
不斷增加，有許多希臘人從東方來到意大利，他們能用現代語教授古語。1453年，土耳
其人占領君士坦丁堡後，加速了這個過程，於是許多好教師帶著手稿，來到他們新建的
家裡。手稿的搜求成了時髦的風尚；意大利和北歐的禮拜堂與修道院的圖書館都被搜掠
一空，豪商貴族則命令他們東方的代理人不惜重資來收買藏在東方或君士坦丁堡陷落時
散失了的希臘書籍。這樣，古代哲學和科學的語言，經過八九百年之後，就重為西方學
者所熟悉。
    比這種語言更重要的是它裡面所包藏的自由探討的精神以及「古典學問」在幾百年
的中古精神以後給歐洲重新帶來的從事各種各樣的研究的動力。雖然由於當時的思想方
式習慣於宗教的權威，人們在世俗文獻方面也容易接受權威，而且過度看重希臘哲學家
的學說也是有危險的，但人文主義者畢竟為科學的未來的振興舖平了道路，並且在開擴
人們的心胸方面起了主要作用。只有心胸開闊了，才有可能建立科學。假使沒有他們，
具有科學頭腦的人就很難擺脫神學成見的學術束縛；沒有他們，外界的阻礙也許竟無法
克服。
    人文主義由在意大利跟隨新學大師們學習的人帶到北歐。最早的一位是約翰•彌勒
（Johann Muller，1436－1476年），他生於哥尼斯堡（Konigsberg），以後被人稱為
雷紀奧蒙塔拉斯（Regio－montanus）。他首先把科學和人文主義結合起來。他把托勒
密和其他希臘人的著作翻譯成拉丁語，1471年在紐倫堡（Nurnberg）建立了一座現象台，
他制造了靠重力推動的鐘和幾具天文儀器。他的天文年歷是現代航海年鑒的前驅，曾為
西班牙及葡萄牙探險家所使用。至今在英國，威爾斯和奧特裡•聖馬利（Wells
andottery St Mary）教堂裡還保存有幾具中世紀的計時鐘。
    但德國文藝復興的主流卻通過研究聖經，促成了宗教改革。德國在學術上有了新的
精力與興趣，但沒有采納意大利人的自我修養的理想，也沒有采納意大利人的高雅的異
教精神。在法國，意大利的精神比較契合，所以那裡的運動，比在條頓國家更富於人文
主義和審美色彩。
    北歐文藝復興的重要人物是愛拉斯謨（Desiderius Erasmus，1467－1536年）。他
生於鹿特丹（Rotterdam）而名聞各國。在他看來，人文主義主要是用知識的教養影響
去和當代的惡習作斗爭的手段：修道院的文盲、教會的不法行為、經院派的炫學以及公
共道德和私人道德的墮落等，都在他所謂主要惡習之列。經院派的神學家任意曲解片斷
經文，愛拉斯謨卻起來把聖經的真義和早期教父們的教訓，傳授給人。
    在一個短暫的光明時期裡，梵蒂岡竟成了推動人們研究古代文化的中心。這種局面
在教皇列奧十世（Leo X，1513－1521年）時達到最高峰。1527年，帝國軍隊占領了羅
馬，這個學術和藝術生活的新世界就遭到毀壞，不久教庭就改變從前的開明領導的政策，
在它不能理解或控制的時候就盲目地加以反對，以致成為現代學術道路上的障礙。
    大約在公元一世紀末，中國已經發明瞭紙，據說這是蔡倫的功績，而木板印刷則出
現於八世紀。造紙的技術隨著後期十字軍輸入歐洲，約一百年後活字版的發明就使舊式
模板印刷變成了實際而有用的技術，因而代替了在羊皮紙上抄寫的笨拙方法，使書籍得
以廣泛流傳。
    同時，人們對地理的發現又再一次發生了熱烈興趣。一位軍事工程師達•豐塔納
（Giovanni da Fontana），在描寫十五世紀中葉的「自然界的萬物」的時候敘述了許
多地理事實與奇談。盡管當時的航海技術還處於原始狀態，歐洲所認識的地球的面積仍
然很快地增加起來。使用十字標竿或圓形星盤來測量太陽中天的高度，可以粗略地算出
觀測地點的緯度，但對經度還無法作滿意的測定。英國的第一幅海道圖，據說是1489年
的地圖。
    葡萄牙人，在阿拉伯和猶太天文學的指導下，首先開始探險。由於航海家亨利王子
的倡導，他們在1419年發現了亞迪爾島（Azo－res），以後又發現非洲西海洋，先是要
感化異教徒，並尋找一條不受穆斯林干擾的通往印度的道路，後來是為了獵取奴隸與黃
金。1497年，達•伽馬（Vasco da Gama）繞過好望角首先到達了印度。亨利王子在聖
•維森提角（Cape St Vincent）附近的薩格雷斯（Sagres）建立了一所觀象台，以便
編製更精確的太陽赤緯表。葡萄牙人獲得成功以後，其他國家的人也都紛紛起來競爭。
希臘人關於大地是球形的學說，幾世紀以來為天體演化說學者所熟知，現在更成了公認
的信念。從這個信念出發，人們自然而然地就產生一個想法：由大西洋向西行駛便可到
達亞洲東岸，印度和中國的豐富的商品便可由海道直接到達歐洲。事實上，希臘人自己
早就提出過這個見解，其中就有波賽東尼奧。經過多次失敗之後，成功的人物與時機終
於到來。克裡斯托弗爾•哥倫布（Christopher Columbus）生於意大利北部利古裡亞
（Ligurian）海岸的科戈勒托（Cogoletto）港。他克服了許多障礙之後，終於得到斐
迪南（Ferdinand）和伊薩伯拉（Isabella）的贊助，從安達盧西亞（Andalusia）的帕
洛斯（Palos）港出發，於1492年10月12日到達了巴哈馬（Bahamas）群島。二十四年之
後，麥哲倫（Magalhaes即Magellan）的船隻費時三年轉來，環繞地球航行一週，證明
了大地實在是球形的。早期環游地球的航行家不幸總是由東到西，因而總是遇到逆風。
如由西到東那就容易多了。
    這些發現新地的偉大航行，開擴了當時人們的心胸。這雖然是最直接的效果而卻不
是唯一的效果。由於與新地貿易的擴展，本國的工商業得到很大的刺激，於是歐洲的物
資和人民的總財富都增加了。這種增加由兩方面而來。首先是新市場與新的供應來源所
造成的顯著的財富增長及其直接間接的經濟影響。其次，從新近的經驗來看這裡也牽涉
到貨幣的因素。貨幣是一種籌碼，它本身不是財富；但流通貨幣的總數的變動，常會影
響物價，而造成重大經濟變化。貿易與工業的發展，常常因為通貨和信用不能隨之擴大，
而受到阻礙。通貨缺乏可以造成總的物價水平的下降，這種情況與通過改進制造方法造
成的物價的真正低廉不同，它使工業不景氣因而阻遏文化與學術的發展。但是，自從新
大陸開發以後，由於新大陸盛產黃金和白銀（各國都是選定其中一種作為貨幣的本位），
通貨數量就遠遠超過擴大貿易所必需的程度。貨幣因多而賤，於是物價上升。當物價上
升時，工商兩業都能獲利。不但如此，工業上的固定費用（按貨幣計算的費用）就不那
麼大了；例如在十六世紀時，隨著例行地皮租金按貨物和勞務計算的實際價值的不斷下
降，這種租金已經變得微乎其微。因此，制造與貿易變得同樣有利可圖。財富與隨著財
富而來的研究學問的閒暇時間也就擴大到在中古時代物資有限的情況下所不能達到的更
大的社會範圍內。
    值得指出的是，人類歷史上有三個學術發展最驚人的時期：即希臘的極盛期、文藝
復興時期與我們這個世紀。這三個時期都是地理上經濟上發展的時期，因而也是財富增
多及過閒暇生活的機會增多的時期。在希臘，這種生活建立在奴隸制度基礎之上，文藝
復興時期，這種生活是靠了得自印度群島的資源，十九世紀時，這種生活是靠了工業革
命。在希臘，學術全盛時期來臨以後不久就出現了政治的解體，而且這個民族的人數相
對來說，始終是很少的。近代文藝復興之後，有四百年時間，歐洲各國的力量大大增長，
人口也增加不已，於是才智之士參加學術事業的人數也日益增多，因此，研究科學的人
就比古代希臘哲學家多得難以數計。我們在稱讚現代科學的成就時，記住這個事實也許
是有好處的。不但如此，我們很難斷定這一知識增進的過程是不是可以繼續不斷；事實
上我們很難說，在可能出現的社會和經濟條件之下，是不是會有充足的聰明才智之士湧
現出來，來使這個過程繼續下去。
    常有人說，在我們把我們所了解的、促成文藝復興的幾種傾向找出來，並且給予應
有的評價之後，我們仍然不能不感到，用幾個明顯的原因去解釋心理態度在這樣短的時
間內的驚人變化，實在不能算是完全成功。克雷頓（Creighton）主教就這樣說過：
    「把促成這種變化的一切因素與見解聚攏在一起，觀察者仍然覺得在這一切背後，
還有一種生氣活潑的精神，這種精神我們只能很不完全地捕捉住。它有力量把其余的因
素摻和在一起，使其突然成為一個整體。這種現代精神以可驚的速度形成，我們還不能
充分地解釋其過程。」
    要答覆這些論點，也許可以指出三點。第一，黃金的流入，和由此造成的總的物價
水平的不斷上升，對於文化的刺激影響，還不曾被人充分了解。第二，我們必須記著我
們所掌握的記錄，實在只是當代極小的一部分學術活動的記錄。那時把自己的思想寫在
紙上的人已經很少，而他們的著作能夠傳到我們手中的更是不多。在意大利城市生活中，
知識及由知識帶來的觀點的改變，必定是得之於口授，而非得之於書籍的閱讀，人與人
之間直接交際的影響必然非常之大。第三，當幾個因素共同作用的時候，最初總的效果
只是各個因素的效果的總和。但是，到後來，各個因素的效果就互相重疊，互相加強；
因與果彼此作用和反作用。造成十六世紀的變化的物質、道德、學術等各種因素便是這
樣的，它們有些突然地經過了臨界階段。財富的增加增進了知識，新知識又轉而增加財
富。整個這個過程產生累積效果，並且加速度地前進，終於形成不可抗拒的文藝復興的
洪流。

    列奧納多•達•芬奇

    在意大利城市的全部生活中，人格的影響無疑是特別大的，但要從歷史上加以探討
卻很困難。我們對出色人物的力量大半只能有一些零星片斷的了解。但是，多才多藝的
巨人式的天才列奧納多•達•芬奇（Leonardo da Vinci）的不完全的札記已經有一部
分出版，公之於世，因此，其中一位人物的全部才華就展現我們面前了。列奧納多也許
打算把他的札記收集起來，整理成書，但即使他有這個意願，他的壽命也不允許他這樣
做；因此他在哲學上的成就直到近年為止，一直被他作為藝術家的名聲所掩蓋。
    列奧納多是一位精力充沛、相當有名的律師塞爾•皮埃羅•達•芬奇（Ser Piero
da Vinci）和一位名叫卡塔玲娜（Catarina）的可愛的農家女郎的私生子。他於1452年
生於佛羅倫薩利比薩之間的芬奇。他受他父親的教育。他接連在佛羅倫薩、米蘭與羅馬
宮庭服務，1519年死於法國。那時他是弗朗西斯一世（FrancisⅠ）的臣僕和朋友。幼
年時他已經表現異常的才智，使他的同輩與後輩都覺得他的確是一個出類拔萃的人物。
他的秀美的人材，優雅的態度，更是錦上添花，增進了他的思想與品格的力量。他對各
種知識無不研究，對於各種藝術無不擅長。他是畫家、雕塑家、工程師、建築師、物理
學家、生物學家、哲學家，而且在每一學科裡他都登峰造極。在世界歷史上可能沒有人
有過這樣的紀錄。他的成就雖已非常，但與他所開拓的新領域，他對於基本原理的把握，
以及他對每一學科中的真正研究方法的洞察力比起來，就微不足道了。如果說彼特拉克
是文藝復興時代文學方面的前驅，列奧納多就是其他部門的開路先鋒。他和許多文藝復
興時代的人不同，既不是經院哲學家，也不是古典作家的盲目信徒。在他看來，對於自
然界的觀察與實驗，是科學的獨一無二的真方法。古代著作家的知識，作為研究的起點
是有益的，但絕不能作為最後的定論。
    列奧納多是從實用方面接近科學的。正是由於這個幸運的情況，他的治學態度才那
樣的富於現代精神。為了要滿足他的各種技藝的需要，他才去做實驗，晚年時他對知識
的渴求竟勝過對藝術的愛好，他作為畫家，因而不能不研究光學的定律，眼睛的構造，
人體解剖的細節以及雀鳥的飛翔。他作為民用及軍事工程師，因而不能不正視一些只有
了解動力學和靜力學的原理才能解決的問題。亞里斯多德的意見，對於修改一幅不合畫
法的繪畫，引水灌溉或攻取設防城市是沒有多大幫助的。在這些問題上，事物的實際情
況，比無所不知的希臘人對於事物的實際情況應該怎樣的意見，要重要得多。
    但列奧納多也是哲學家，我們把他的思想方式和前一代的人比較一下，就可以看見
有顯著的不同，那就是他差不多完全擺脫了神學的成見。羅吉爾•培根雖然愛好研究，
也仍然以為神學是一切知識的真正頂點與歸宿，並且毫不懷疑一切學術如果了解得正確，
必定不會與當時的主要教義發生抵觸。但列奧納多卻用完全不存成見的態度去推理。在
他偶然論及神學的時候，他也對於教會制度中的惡習與不合理的地方坦白地、輕鬆地加
以攻擊。他自己的哲學好像是唯心主義的泛神論。從這個觀點出發，他到處都看見宇宙
的活生生的精神。但他又抱著偉大思想家的持平態度，看到不相干的惡下面的善，接受
了基本的基督教義，作為他的內在的精神生活的可見的外在形式。他說，「我把聖經放
在手邊，因為它是最高的真理。」他是君子，也是偉人，他絕沒有破壞偶像論者的狂熱。
他生在教庭既開明又講人道的那個短短的時期裡。當時一切跡象好象都說明就要出現一
個新的無所不包的天主教，既准許人們虛誠地信仰基本信條，也准許人們保持思想自由。
這個夢想不久便成泡影，羅馬教會日益反動，思想自由不能不通過路德所開創的不足取
的粗暴方法緩慢而艱苦地爭奪回來。列奧納多死後五十年，再要保持他那樣的態度，就
不可能了。
    列奧納多雖然偉大，但我們決不能以為他所表現的科學精神是他所開創的。阿爾貝
提（Alberti，1404－1472年）在他以前研究過數學，並作過物理實驗。他在佛羅倫薩
遇見過鼓勵哥倫布航行的天文學家托斯堪內裡（Paolo Toscanelli，卒於1482年）；亞
美利果•韋斯普西（Amerigo Vespucci）給過他一本幾何學；他認識數學家帕西奧裡
（Luca Pacioli）。在解剖學的研究上他得到了安東尼奧•德拉•托爾（Antonio
della Torre）的幫助。透視學和解剖學也有布倫內希（Brunelleschi）、波提捨裡
（Botticelli）、迪雷爾（Durer）等人研究。列奧納多同這些人共同創立了藝術上的
自然主義。從列奧納多的札記和別的記載中可以看出在伽利略出生以前一個世紀在意大
利已經有一小批志同道合的人。他們對事物比對書本的興趣大，對實驗的研究比對亞里
斯多德的意見看得更重。毫無疑問，經院哲學由於告訴人們宇宙是可以了解的，的確使
人們在思想上有所准備。但是一到人們開始去觀察和實驗時，它所提出的解決方法便不
中用了。那時需要有一個知識的新基礎：亞里斯多德或托馬斯•阿奎那的演繹，必須代
之以從自然界而來的歸納，而這個基礎最初是在意大利的數學家、天文學家與解剖學家
那裡找到的。
    但在這些人實際上仍然和希臘思想有著聯繫，這就是和阿塞米得的聯繫。當時，阿
基米得的著作還沒有印行，好的手抄本也很稀少。列奧納多在札記裡提到過可以給他找
幾個抄本的朋友和贊助人的姓名。他對於這位敘拉古人的天才表示欽佩。人們對於阿基
米得的興趣很快地就增加起來；1543年，數學家塔爾塔利亞（Tartaglia）印行了阿塞
米得的一部分著作的拉丁譯本，其他的版本也相繼出現。所以在伽利略的時代，阿基米
得的著作已經為人熟悉，而伽利略更仔細地研究過它。近代物理學大師們的真正希臘始
祖並不是百科全書式哲學家的亞里斯多德，而是幾何學家和實驗家的阿基米得。在有著
作流傳到今天的古典時代的著作家中，只有阿基米得最明顯地具有真正的科學精神。
    在弗蘭西斯•培根把正確的實驗方法加以不充分的哲學解釋，和伽利略實行這種方
法之前一個世紀，列奧納多已經憑著直覺領會到，並且有效地運用過這種方法了。列奧
納多沒有寫過有關方法論的論文，但是從他的札記裡可以附帶地找到他對這個問題的見
解。他說數學、算術與幾何學在它們自己的範圍內給人以絕對的確實性；它們是與普遍
有效的理想的心理概念發生關係的。但是他認為真正的科學是從觀察開始的；那時，如
果能運用數學的推理，的確可以達到更大的確實性，但是「科學如果不是從實驗中產生
並以一種清晰實驗結束，便是毫無用處的，充滿謬誤的，因為實驗乃是確實性之母」。
科學給人以確實性，也給人以力量。只依靠實踐而不依靠科學的人，就像行船人不用舵
與羅盤一樣。
    當我們從列奧納多的方法轉到他的實際成果時，我們對他的見識不能不表示驚異。
他預見到後來由伽利略加以實驗證明的慣性原理。列奧納多寫道：「凡是感官可以覺察
的東西都不能自己運動……每一物體在其運動的方向上都有一個重量。」他知道落體的
速度隨時間而增加，雖然他沒有找出落過的空間與時間之間的確切關係。
    他很清楚地了解把「永恆運動」作為動力來源在實驗中是不可能的。在這方面，他
走在布魯傑斯的史特維納斯（Stevinus of Bruges，1586年）的前面。他根據永恆運動
不可能的知識，用虛速度的方法去證明槓桿的定律，這個原理，亞里斯多德早已知道，
後來烏巴迪（Ubaldi）和伽利略也應用過。當一長度為L的長臂被一個較小的重量。迅
速地以速度V拉向下時，另一端短臂l就緩慢地以速度u把較大的重量W向上舉起；這裡沒
有能量的得或失，每一端的能量都是重量和速度的乘積。於是：
    Wv＝wV．
    而兩端的速度又與其桿臂的長度成正比例，因此
    Wl＝wL 或W/w＝L/l，
    即重量與臂長成反比例。列奧納多認為槓桿是基本的機械，其他機械都是槓桿變化
與複雜化的結果。
    他還重新發現了阿塞米得的液體壓力的概念；他證明在連通器中液體面有相同的高
度，如以不同的液體裝入兩管之內，其高度與液體的密度成反比例。他還研究過流體力
學；水通過注孔的射流，溝道內的水流，以及波浪在水面的傳播等。他從水上波談到空
氣裡的波以及聲音的定律，並且認識到光也有許多類似的現象，因而波的理論也可應用
於光。像的反射很象聲音的反射；反射角等於入射角，同把球擲向牆壁時所發生的情況
一樣。
    在天文學方面，列奧納多認為天體是一架服從確定的自然法則的機器。這比當時流
行的亞里斯多德的見解是大大前進了一步；亞里斯多德認為天體是神聖不朽的，與經常
在改變與毀壞的我們的世界有本質上的不同。列奧納多把地球叫做星，與其他的星星一
樣，並且打算在他計劃要寫的著作中說明地球也能象月球那樣反射日光。列奧納多的天
文學雖然在細節上不免錯誤，但在精神上是正確的。
    他認為事物早於文字，所以在有書籍記錄以前，地球身上已經帶有它的歷史的痕跡。
在現今內陸高山上發現的化石，原來本生長在海水中，它們不可能在諾亞洪水的四十天
中跑到現在的地位去；事實上把世界上全部海和雲的水合起來，也不能淹沒地球上高山
的頂。他說，一定有過地殼的變動，因此山岳就升高到新的地位。但這並不需要災難性
的變化：「時間久了，波河（Po）就會在亞得裡亞海中造出新的陸地，正如它過去澱積
了倫巴第（Lombardy）大部分土地一樣。」這裡我們看見地質學上天律不變學說的要點，
在赫頓（Hutton）提出以前三百年已經出現了。
    畫家與雕塑師的列奧納多，感到需要對人體構造有精確知識。他不顧教會傳統，弄
到許多屍體，加以解剖。他的解剖圖不但精細正確，且是真正的美術作品。有許多張還
保存在溫莎爾（Windsor）宮所藏的達•芬奇手稿之內。他說，「你們說你們寧肯看解
剖表演而不肯看解剖圖。如果真有可能在一個人體上看到這幾幅解剖圖所描寫的所有細
節的話，那你們是對的。但是，實際上，你們對一個人體盡力觀察，也只能看到寥寥幾
條血管或得到這幾條血管的知識。而為了對這些血管得到准確完備的知識，我已經解剖
過十個以上的屍體了。」
    從解剖學再往前走一步，就是生理學。在這一方面，列奧納多也遠遠走在他的時代
的前面。他談到血液怎樣繼續不斷地建造整個人體，怎樣把材料帶到各部分，又把廢料
帶走，好象火爐必須添柴與除灰一樣。他研究過心臟的肌肉並畫出了心臟瓣膜圖。這些
圖似乎可以說明他了解心臟瓣膜的功能。他用水的循環來比血的運行。水由山流到河，
由河流到海，再由海變成雲，由雲成為雨而回到山上。在哈維發現血液循環以前一百余
年列奧納多似乎就已經懂得血液循環的一般原理了。他的藝術還把他帶到另一個科學問
題，即眼睛的構造與其活動的方式。他制造了一個眼睛的視覺部分的摸型，並說明像如
何在視網膜上形成。他拋棄了當代流行的見解：所謂眼睛發出的光線落在它所要看的東
西上面。
    他鄙視煉金術、占星術與降神術的愚蠢行為。在他眼中，自然是有規律的，非魔術
的，受支配於不可改變的必然性。
    以上所說已經足夠表現列奧納多•達•芬奇在科學史上的地位了。如果他當初發表
了他的著作的活，科學本來一定會一下就跳到一百年以後的局面。猜測這種情況對人類
的學術與社會進步的影響，當然是毫無用處的，但是，我們可以萬無一失地說，如果真
有這種情況發生的話，人類的學術和社會演變一定都會大不相同了。
    列奧納多沒有按照他的原定計劃把他在各種學科方面的研究成果整理成書，但是他
個人的影響顯然是很大的。他是王公政客的朋友，也認識當時學術界的主要人物。他的
許多思想無疑地由他們保留下來，後來幫助促進了科學的新發展。如果我們要在古今人
物中選擇一位來代表文藝復興的真精神的話，我們一定會指出列奧納多•達•芬奇這位
巨人。

    宗教改革

    在一個有著多方面的學術興趣的社會中，心理環境自然與一百年以前大不相同。事
事都本著壓倒一切的得救動機去觀察的神學氣氛已經被一個凡事都可用理性眼光去自由
討論的比較獨立的觀點所取代了。世界仍然是正統派的；在各時代裡出現的許多異端都
遭到了有效的武力鎮壓，更正確地說是，占了上風的學說被承認為正統教義。但在十六
世紀的初年，正統派自身也驚醒過來，一度擴大了自己的範圍：如果當初環境有利的話，
愛拉斯謨所領導的宗教人文主義派本來很可以從內部對羅馬教會加以改革，使之開明化。
    宗教改革的發展與意義，是一個複雜的問題，不容易加以歸納，但科學思想史對於
這樣一個大變動的影響是不能不加以考慮的。宗教改革家有三個主要目標。第一，整頓
由於有人濫用羅馬會議，由於許多僧侶們生活放蕩而遭到破壞的教律。第二，按照先前
遭到鎮壓的某些運動的方針改革教義，並返回原始的質樸狀態。第三，放鬆教義控制，
准許個人在一定程度上可以自由地根據聖經作出自己的判斷。
    在三個目標當中，第一個目標深受人民的歡迎。因為它是針對著羅馬教會自己也承
認的公開腐敗現象而發的。第二個目標也同樣重要，因為中古時代的思想方式仍然有很
大力量，而改變與發展的觀念在中世紀還是陌生的。儀式與教義的改革，只有在人們相
信這種改革有先例，而且有比羅馬教皇更高的權威（原始基督教會的信仰與實踐）做根
據的時候，才能得到人們的擁護。就是在現在，也還不止一次地有人把「頭四個世紀」
拿來做根據，可是從這些人的著作看來，他們對於這幾個世紀並沒什麼了解。
    同我們有關係的主要是宗教改革者的第三個目標。它所以同我們有關係，是因為這
是文藝復興的後果，也是這個運動中的人文主義因素的真正推動力。但和在革命裡常見
的情況一樣，學術問題被擱在一邊。如果真有人在這方面做一些工作的話，也只有宗教
狂熱者或具有政治動機的日耳曼王公才可以做一點粗淺的工作，加爾文（Calvin）對於
自由思想的迫害並不亞於羅馬的宗教法庭。幸而他沒有中世紀教會的權力做後盾；而宗
教改革所造成的基督教界的分崩離析的局面，雖從許多方面看來是一件可悲的事，但到
頭來還是間接幫助了思想自由的實現。

    哥白尼

    文藝復興以後，科學觀點的第一次重大改變，是尼古拉•哥白尼（Nicolaus
Koppernigk，1473-1543年）完成的。他是數學家與天文學家。父親是波蘭人，母親是
德國人。他的姓後來用拉丁語寫成Copernicus。在當時的觀察所要求的精確度範圍以內，
希帕克和托勒密的地球中心說用來解釋事實是相當成功的。從幾何學的觀點看來，這個
學說的唯一弱點是它的均輪與本輪的繁複性。可是在這學說的後面，有兩大支柱：一是
常識的感覺（大地是萬物向它墜落的堅實不動的基礎），一是亞里斯多德的權威。一般
人以為大地在他們的足下靜止不動，雖然有些人想像它是浮在宇宙中心的球。因此哥白
尼必須維護兩個命題：埃克番達斯關於地球繞自己的軸週日自轉的主張及阿利斯塔克關
於地球繞太陽週年公轉的主張。哥白尼的反對者，從科學與宗教兩方面而來。如果地球
圍繞自己的軸旋轉，向上拋出的物體下落時豈不要落在拋出點的西面嗎？松動的物體不
是會飛出地面，而地球本身不是會有分裂的危險嗎？地球既然繞太陽運行，那麼，恆星
如果不是遙遠到荒謬的地步——即令還不是不可想像的地步——的話，恆星間相互的位
置看起來不是會變動不定嗎？
    要對付當時認為完全合理的這些論據，並提出一個相反的理論，不但需要有極大的
獨創才能，而且需要有某種哲學觀點，以便為自己的學說辯護。那時，亞里斯多德的經
院哲學獨霸思想界已有一個世紀，在阿爾卑斯山以北，只有奧卡姆的唯名論是它的有力
的對手；但柏拉圖的唯心主義的唯實論，特別是經聖奧占斯丁解釋的，還在意大利存留
著。新柏拉圖主義裡面，有濃厚的畢達哥拉斯成分。它喜歡用數的神秘諧和或單位空間
的幾何學安排去解釋宇宙。因此畢達哥拉斯派與新柏拉圖派總是要在自然界中尋找數學
關係，關係愈單簡，從數學上看來就愈好，因而從這個觀點來看也就愈接近於自然。而
且，在當時有著作傳世的古代人中，只有畢達哥拉斯認為地球是圍繞一團中央火運行的。
因此，文藝復興時期的科學，雖然主要是靠了從歐幾里得和別的希臘數學家那裡得來的
方法成長起來的，但是同時還存在有形而上學的成分。
    在十五、十六世紀，當人心被新舊思潮所激動的時候，具有這種畢達哥拉斯成分的
柏拉圖主義又在意大利復活了。米蘭多拉的約翰•皮科（John Pico of Mirandola）教
人用數學去解釋世界，波倫亞大學的數學和天文學教授馬利亞•德•諾瓦臘（Maria
deNovara）批評托勒密體系太繁複，不合於數學諧和的原理。
    哥白尼在意大利住了六年，成了諾瓦臘的學生。他說他仔細研究過他找得到的一切
哲學家的著作，並發現：據西塞羅說，希塞塔斯（Hicetas）認為大地是動的……普盧
塔克說，有其些別的人也持有同樣的見解。……當我從這裡覺到有這種可能的時候。我
自己也開始思考大地的運動了。……經過長久的多次的觀察之後，我最後發現，如果除
了地球的自轉之外把其他行星的運動也考慮在內，並計算出其他行星的公轉和地球的公
轉，我們就不但可以由此推出其他行星的現象，而且還可以把所有的行星、天球以及天
本身的次序與大小都聯繫起來，以致在任何一個部分裡，改變一件東西，就必然要在其
他部分及整個宇宙中造成混亂。因為這個緣故……我願意采納這個體系。
    哥白尼描寫他的宇宙理論如下：
    首先，存在著包羅它自身與萬物的由恆星組成的天球，因為這個緣故，它是不動的；
事實上它是宇宙的間架，別的一切星星的位置與運動都是對它而言的。雖然有人以為它
以某種方式運動，但我們認為，它看起來好像在運動的另一個原因就在於我們的地動說。
在運動著的天體中，第一是土星，三十年繞日一週。其次是木星，十二年一週。再其次
是火星兩年一週。第四是每年一週的軌道，我們說過其中包含地球，加上本輪式的月球
軌道。第五是金星，九個月一週。水星占第六位，八十天一週。處在這些行星中間的是
太陽。在這極美麗的廟堂中，誰能把這個火炬放在更好的地位，使它的光明同時照到整
個體系呢？有人把太陽叫做宇宙的燈，有人叫做宇宙的心，更有人叫做宇宙的統治者，
都沒有什麼個適當。特裡斯梅季塔斯（Trismegistus）稱它為可見的神，索福克勒斯叫
它做埃勒克特臘（Electra），即萬物的心。這些稱號都很正確，因為，太陽就坐在皇
帝寶座上，管理著周圍的恆星家庭。……這樣，我們就發現在這樣有秩序的安排下，宇
宙裡有一種奇妙的對稱，軌道的大小與運動都有一定的諧和關係。這樣的情形是用別的
方法達不到的。
    由此可見哥白尼心中最重要的問題是：行星應該有怎樣的運動，才會產生最單簡而
最諧和的天體幾何學。從上面所引用的一段話，以及附圖看來，他接受了古人的這一見
解：恆星固定在一個天球上面，但有某種證據表明外面的圓周是指同無限空間搭界的天
球裡面的凹面。哥白尼認識到他把行星運動的座標參照系由地球移到恆星上去了。這就
牽涉到物理上和數學上的一場革命，而且足以摧毀亞里斯多德的物理學與天文學。托勒
密認為地球如果在動就會分裂為碎片，哥白尼答辯說，天球如果在運動，分裂的危險更
大，因為它的周邊更大，因此如果它運轉的話，速度一定更快。這是一個物理的推論，
但哥白尼著重的是數學的諧和。他懇求數學家接受他的見解，理由是他的體系比托勒密
所說的均輪和本輪，即大體圍繞地球運行時所遵循的均輪和本輪簡單得多。
    1530年左右，為了敘述他的研究成果，他寫了一篇論文，同年以通俗的形式發表了
這篇論文的提要。教皇克力門七世表示贊許，並要求作者將全文發表。一直到1540年，
哥白尼才答應了這個要求；到1543年，這本書的第一冊印刷本送到他面前的時候，他已
在臨終的病床之上了。
    哥白尼的體系的勝利是姍姍來遲的。有少數數學家，如約翰•菲爾德（John
Field），約翰•迪伊（John Dee），雷科德（RobertRecorde）與夫裡希斯（Gemma
Frisius）接受了這一體系，第一個英國的信從者迪傑斯（Thomas Digges）還對於哥白
尼的體系作了一個重大的改進，用布有恆星的無限空間，去代替不動的恆星天球。但是
一直到伽利略把他新發明的望遠鏡指向天空，發現木星及其衛星，好像是一個縮小了的
太陽系的時候，哥白尼的理論才聲名大著。
    哥白尼教人用新的眼光去觀察世界。地球從宇宙的中心降到行星之一的較低地位。
這樣一個改變不一定意味著把人類從萬物之靈的高傲地位貶降下來，但卻肯定使人對於
那個信念的可靠性發生懷疑。因此，哥白尼的天文學不但把經院學派納入自己體系內的
托勒密的學說摧毀了，而且還在更重要的方面影響了人們的思想與信仰。
    由此產生的疑懼不安，是不奇怪的。當時歐洲正在宗教問題上有所爭執，但所爭論
的題目並不牽涉更深邃的問題。兩方面都接受一種宗教哲學，這種哲學給人以高貴的地
位，並且使人感覺在這個世界上生活是安適的，因為大家都同意這個世界是為他們的根
本利益而創造的，雖然造物的直接表現有時好像是不必要地神秘。而且，當時最好的科
學意見，是反對這個新體系的。羅馬和日內瓦都認為是異端的布魯諾等革命知識分子或
許贊成哥白尼的見解，但比較謹慎的哲學家都敬而遠之。布魯諾也相信宇宙是無限的，
而星星則散佈於無盡的空間裡。布魯諾是熱忱的泛神論者，公開地攻擊一切正統的信仰。
他受到教會法庭的審判，不是為了他的科學，而是由於他的哲學，由於他熱中於宗教改
革；他於1600年被教庭燒死。
    依照當時的習慣，對於歐洲的學術及精神生活負有責任的人們，躊躇不前，不敢接
受這個天文學說，是完全理所當然的，因為這個學說可能破壞他們自己最深的信念，並
且像他們所想的那樣，還可能使他們負責保護的不朽靈魂陷於危險。當伽利略帶著滿腔
熱忱到教庭去宣傳這個學說的時候，衝突使無可避免了。當時的學術界主要屬於亞里斯
多德派。他們催促教士們采取行動。果然。在1530年對這個新學說表現了開明的興趣的
教廷，到1616年就禁止伽利略說話，並且由紅衣主教柏拉明（Bellarmine）宣佈哥白尼
的學說是「錯謬的和完全違背聖經的」；哥白尼的書在未經改正以前不許發行，但是這
個學說還可以當作一個數學假說來講授。1620年蓋塔尼（Gaetani）主教按照這樣的方
針對這本書作了小小的改變。停刊的命令一直沒有得到教皇的批准；1757年就取消了這
個命令，1822年太陽就得到教庭的正式裁可，成為行星系的中心。
    惠威爾對於這件事有過明白而公正的評述，但晚近的作家對於伽利略因為維護哥白
尼學說而受到的迫害，卻有些過分誇張。正像懷德海所說：
    在發生三十年戰爭和荷蘭的阿爾發（Alva）事件的那三十年中科學家所遇到的最壞
遭遇就是，伽利略在平安地死於病榻以前，受到體面的軟禁與輕微的申斥。

    自然史、醫學與化學

    普林尼以後就沒有人研究動物和植物了。十六世紀裡有六位博物學者重新拾起這一
工作。他們是：沃頓（Wotton，1492-1555年）、貝隆（Belon，1517-1564年）、朗德
勒（Rondelet，1507-1566年）、薩維阿尼（Salviani，1514-1572年）、格斯內
（Gesner，1516-1565年）與阿德羅范迪（Aldrovandi，約1525-1606年）。他們主要是
想恢復「古代學術」。至於博物學家進行的許多新觀察，那是以後的事。
    文藝復興期間興起了一個醫學人文主義學派，他們的目的是促使人們把注意力從多
半是由希臘著作的註釋家（一部分經過阿拉伯人的轉遞）得來的中世紀醫學，轉移到這
門學科的源頭，即希波克拉底和蓋倫的著作上去。這個運動無疑大大增進了人們的知識，
但是在這些知識系統化了之後，醫生們又回到過分依賴權威的道路上去了。
    這一階段過去之後，人們又開始觀察、思考與實驗。有一個時候，醫學與剛從煉金
術中脫胎出來的化學發生親密的聯繫，因而出現一個研究化學的醫學學派，後來被稱為
醫藥化學家。
    阿拉伯的化學與煉金術在中世紀後期傳到歐洲，影響了羅吉爾•培根等人的工作。
阿拉伯人采納並修改了畢達哥拉斯的理論：基本元素應當到原質或特質中去尋找，而不
應該到物質中去尋找。他們相信基本的原質是硫（即火），汞（即水）和鹽（即固體）
（參看73頁）。這個理論與阿拉伯的其他學術同時輸入歐洲。十五世紀後半期多明我會
僧侶瓦郎提恩（Basil Valentine）對這個學說大力加以鼓吹。
    在研究這個理論時，我們必須了解，像希臘人的四元素說一樣，這個學說是由於要
解釋火的神秘作用而產生的。這裡的「硫」並不是指具有一定原子量和化學性質、我們
稱之為硫的那種物質，而是指任何物體中可以使這個物體燃燒和燃燒一空的那個部分，
「汞」是指可蒸餾成液體的那個部分，「鹽」是固體的殘渣。這些原質之外，瓦郎提恩
更加上一個生基（Archaeus），別的煉金家加上一種「天德」，即決定包括化學變化在
內的宇宙的一切現象的宇宙統治者。文藝復興時期化學帶到醫學中去的，便是這一類觀
念。
    現在我們來談談一位富於冒險精神的人物：霍亨海姆或帕臘寒耳蘇斯（Theophrast
von Hohenheim or Paracelsus，約1490－1541年）。這位瑞士醫生，是首先擺脫古典
正統的蓋論學派的人士之一。他在蒂羅爾（Tyrol）礦場一視同仁地研究了一些巖五、
礦物、機器發明以及與礦工生活和環境有關的情況、意外事故和疾病。1514至1526年間
他在歐洲許多地方流浪，研究各國的疾病與其治療的方法，以後作為一個醫學教員，在
巴塞爾（Basle）住下來，那裡人們按照羅馬時代一位大醫生塞耳蘇斯（Celsus）的名
字給他起了一個新名字，但他接受這個名字時顯然很勉強。他在巴塞爾受到醫藥界特權
階級的反對，在那裡住了一年就離開了。
    作為一個醫生，他拋開了蓋倫和阿維森納，而把他自己的觀察與實驗的結果應用到
醫療問題上。他說：「人們靠內心的默想，絕不會知道萬物的本性……」。關於醫生，
他說，「眼所看見的，手所接觸的，才是他的老師。」科學是在神創造的萬物裡尋找神，
醫學是神給與人的贈品。
    霍亨海姆在把化學應用到醫學上去的時候，有許多化學上的發現。例如，他認識到
空氣的複雜性，把它叫做「混沌氣」（Chaos）；他在「硫」這個總稱下描寫了他得到
的一種「礬精」，這顯然是醚。他說，「這個東西有可愛的氣味，就是雞也喜歡吃，雞
吃了之後就睡一會，但醒來不受損害」。可怪的是醚的麻醉性雖被發現，卻不為人所看
重。首先明白敘述利用礬油（即硫酸）與酒精的作用制造醚的過程的人是科達斯
（Valerius Cordus，1515－1544年）。他是醫生和植物學家。與煉金家不同，他對於
制備的過程有明確的敘述，說明他已由煉金術進入化學了。
    帕臘塞耳蘇斯的追隨者與蓋倫派不同之處是把化學藥品應用在醫療上。不消說，他
們醫死了許多人，但這樣他們至少進行了實驗。他們發現了許多有價值的藥品，因而附
帶地增進了化學的知識。比林格塞奧（Vannoccio Biringuccio）對礦物學進行了研究，
開闢了地質學的道路。他於1540年在威尼斯發麥了他的《火焰術》，說明他對礦石、金
屬、和鹽類有一定的實際知識。後來，在約阿希姆斯塔爾（Joachimsthal）礦工作的阿
格裡科技（Agircoia，1490-1555年）在巴塞爾發表了《金屬學》，對《火焰術》的很
多內容都加以利用。范•赫耳蒙特（van Helmont）也做了一些重要工作。他是一位神
秘主義者，1577年生於布魯塞爾。和帕臘塞耳蘇斯一樣，他也把科學和宗教聯繫起來。
他認識了許多氣體物質。他根據霍亨海姆的「Chans」一詞，創立了「gas」一詞來稱呼
氣體。他把四種元素減少到一種，並且象泰勒斯一樣，認為這種單一的元素就是水。他
在量過的乾土中種了一株柳樹，只澆上一些水，到了五年以後，這株柳樹的重量增加了
164磅，而土質的損失僅有2盎司。這表明柳樹的新物質差不多全部是由水生成的。在一
百多年以後，英根豪茨（Ingenhousz）與普利斯特列（Priestley）證明綠色植物從空
氣中的二氧化碳吸收碳素以前，這種看法一直盛行不衰。
    最先把新的物理知識應用到醫學上去的是散克托留斯（Sanc-torius，1561－1636
年）。他把伽利略溫度計加以改良，並且用這種溫度計來測量人體的溫度。他還設計了
一種比較脈搏速度的儀器。他用天秤來量他自己的體重，以研究體重的變化，並發現單
是暴露在陽光中就可以減少體重。他認為這種體重的減輕是看不見的發汗造成的。精確
的天秤也許是煉金家遺留給後來的化學家和物理學家的最好的遺產。
    弗蘭蘇瓦•杜布瓦（Francois Dubois，1614－1672年）——他的為人熟悉的拉丁
名字是弗蘭西瑟斯•西耳維斯（FranciscusSylvius）——研究了范•赫耳蒙特的著作，
把化學應用於醫學，創立了一個確定的醫藥化學學派。他認為人身的健康依賴於體內的
酸性或鹼性的液體。這兩種液體結合成一種比較緩和的中性的物質。化學和醫學都采用
了這個理論。這個理論有重大的歷史上的重要性，因為這是第一個不以火的現象為根據
的普通化學理論。它引導勒默裡（Lemery）與馬克爾（Macquer）把酸類與鹼類明白地
區分開來。正是由於認識到不同物體中這些相反的性質及其互相結合——有時，這種結
合還十分猛烈——的傾向，人們才形成化學吸力或親合力的觀念。也是由於看到中性物
質以這種方式形成，人們才斷定一切鹽類都是酸與鹼化合而成的。這是把化合物按一系
列類型加以分類的先聲。這個理論對於十九世紀有機化學起了極大的推動作用。

    解剖學與生理學

    反對人體解剖的偏見，在歐洲流行頗久，直到十三世紀蓋倫與其阿拉伯的註釋家的
著作出現以後，人們才重新開始研究解剖學。最早一位出色的人物是蒙迪諾
（Mondino）。他死於1327年。差不多就在他的工作成果發表以後，這個科目就變成千
篇一律的了。雖然大學的正規醫科課程裡都有解剖課，但是這種解剖工作都嚴格依照蓋
倫、阿維森納或蒙迪諾的教本進行的，而已也是為了用例證說明這些教材才進行的，根
本不想增加知識。因此，解剖學在十五世紀的最後十年以前，一直沒有什麼進步。只有
列奧納多的禮記記載了一些新的發現，而他的札記對當代人卻沒有產生普遍的影響。到
十五世紀最後十年中，曼弗雷迪（Manfredi）才寫了一本專著，原稿還保存在博德利亞
（Bodleian）圖書館內。書中記載了各名家工作成果的比較和一些新的觀察結果。不久
以後卡爾皮（Carpi）對解剖學也有一些貢獻，但現代解剖學和生理學到讓•費內爾
（Jean Fernel，1497-1558年）才算真正開始。他是醫生、哲學家、數學家，1542年發
表了《物理奧秘》。這以後有維薩留斯（Andreas Vesalius，1515-1564年），他是法
蘭德斯人，在盧萬與巴黎受過教育，並在帕多瓦（Padua）、波倫亞和比薩教過書。他
背叛了蓋倫，於1543年發表了《人體結構論》。這本解剖學著作不以蓋倫和蒙迪諾的學
說為依據，而以他自己在解剖過程中所看見的和能夠表演的現象為根據。他在這方面有
不少貢獻，他對骨、脈、腹、腦各器官的研究尤為出色。他大體上接受了蓋倫的生理學，
但也敘述了他自己在動物身上進行的一些實驗。他的著作引起了人們的非難。憤激之餘，
他就在1544年拋棄了研究工作，去擔任查理五世的御醫。
    十六世紀結束以前，解剖學就已經擺脫了古代權威的束縛了。這是生物科學中擺脫
古代權威的束縛最早的一門。生理學擺脫這種束縛比較遲，因為蓋倫的學說阻攔了道路。
我們說過蓋倫認為動脈血與靜脈血是心臟所推動的一漲一落的兩股潮流。一個把「生命
元氣」（Vital Spirit）帶到人體的各種組織中去；一個把「自然元氣」（natural
spirit）帶到身體的各種組織中去。正如福斯特所說：
    現今我們對於身體的任何作用與過程的看法，都以這樣一個事實為其基本根據：身
體內每一組織單位的生命都有賴於這個身體直接間接地浸漬在血液中。動脈血帶著氧到
那裡，而靜脈血又把活動所造成的物質帶走。我們應記住按照蓋倫的理論是不可能形成
這樣的見解的，因為他認為每一組織都有兩種不同的血液一漲一落，來往其間，一種在
靜脈中運行，另一種在動脈中運行，完成兩個不同的目的。我們還應記住，蓋倫這種關
於靜脈與動脈的用處的學說與蓋倫關於心臟的作用的學說是分不開的……血經過看不見
的隔膜孔道由心臟的右邊神秘地轉移到左邊……。如果采取這個看法，我們立刻就可以
看出，從學術上來說；關於人體心臟的機制的真正學說，的確彷彿是全部生理學的心臟。
    塞爾維特（Michael Servetus）是阿拉貢（Aragon）的醫生與神學家。他因為持非
正統派的意見，為加爾文所定罪，焚死於日內瓦。他發現血通過肺循環，但這種循環的
機制以及心臟在維持血流方面的功能，雖然在1593年經克薩皮納斯（Caesalpinus）提
出一些巧
    妙的富於啟發性的見解，但直到威廉•哈維（William Harvey，1578－1657年）
「專心於活體解剖」時，才向人們揭露出來。
    1578年哈維生於福克斯通（Folkestone）。他是肯特郡（Kent）的一個富農或小紳
士的兒子。在岡維爾（Gonville）和劍橋的加伊斯（Caius）學院學習之後，他去外國
游歷了五年，大部分時間在帕多瓦。二十四歲時他回英國開業行醫。弗蘭西斯•培根做
過他的病人。他擔任過詹姆斯一世的御醫。當時有不少婦女被控告施行妖術，當代這位
最富於現代精神的生理學家的職務竟然是負責對這些婦女進行醫學檢查。幸而，他檢查
出這些女人都沒有什麼生理上的異狀，因而這些婦女都被無罪開釋了。哈維與查理一世
也極親密。國王把溫索爾鹿苑和漢普頓宮的產品交給他，供他實驗，並且同他一起觀察
過小雞在卵中的發育，及小雞的活的心臟的跳動。在這位英王第一次遠征時，哈維也隨
軍出征，在邊山（Edge－hill）之戰時，他是王子們的保護人。據說當戰爭力酣時他還
坐在樹下讀書。他隨他的主人退休回到牛津，做了一些時候麥爾頓市立學校的校長。他
所寫的討論心臟的書《心血運動論》於1628年出版。這本書篇幅雖然不大，但包含了作
者多年來對於人與活的動物觀察的結果，發生了極大的影響。這本書出版後，蓋倫的生
理學立刻就顯得過時了，可是據說，正是由於他離開了蓋倫的生理學，「他的業務也受
到很大的損害」。
    哈維指出，如果我們拿每一次心臟跳動所送出的血液數量與半小時內心臟跳動的次
數相乘，我們就可以發現在這個時間內心臟所輸送的血量，與全身所有的血一樣多。他
於是推斷說，血液一定是設法從動脈流到靜脈裡，然後再回到心臟：
    我開始考慮是不是有一種循環的運動。後來我發現實際情況就是這樣；最後我看到
靠了左心室的作用流入動脈管的血液被分佈到全身和身體各部分；正像靠了右心室的作
用流入右肺動脈管的血液流經兩肺一樣。然後它經過靜脈管，沿腔靜脈回到左心室，像
上面所說過的那樣。這樣的運動也許可以叫做循環。
    哈維達到這個重要的觀念，不是靠了思辨，也不是靠了先驗的推理，而是靠了一系
列步驟，每一步驟又都是根據利用解剖方法對心臟所進行的觀察，或者如他自己所說的，
根據「反復的活體解剖」。正像維薩留斯創立了現代解剖學一樣，哈維也把生理學放到
觀察與實驗的正確道路上來，使現代內科與外科醫學成為可能。
    要領會哈維的工作的重要性，我們必須把他的工作和他的前輩與同時人的工作比較
一下，這些人在解釋身體的功能時都求助於什麼天然元氣、生命元氣和血氣。哈維很少
提到這些觀念，他把循環問題看做是一個生理機制問題，並按這個想法來解決問題。他
的第二部書《動物的生殖》，出版於1651年，是亞里斯多德以後在胚胎學上貢獻最大的
一部著作。
    哈維死於1657年。他沒有子女，遺囑把他的產業捐贈給皇家醫學院用於「發現並研
究自然的秘奧」。
    在哈維發現血液循環之後，不久又發現了把消化所得的養分帶到血流中去的乳糜管
和淋巴管，足以補充前一發現。但是，一直到把新發明的顯微鏡用到生理學上的時候，
他的工作才算完成。在利用顯微鏡看見纖細的組織以前，人們都以為動脈把血液輸到肌
肉裡去，再由靜脈從肌肉裡把血液收集回去。肌肉被認為是一種無結構的主質
（Parenchyma）。
    復顯微鏡發明干1590年，發明人大概是詹森（Janssen）。早期的復顯微鏡在高倍
率時所生成的像，是歪曲而帶顏色的。1650年左右單透鏡改進之後，便有了很有用的研
究儀器。
    1661年，波倫亞的馬爾比基（Malpighi）用顯微鏡研究了肺的結構。他發現氣管分
支的末端是一些膨脹開來的空氣管，在這些空氣管的表面上分佈有動脈與靜脈。最後，
他在一個青蛙的肺上，發現了動脈與靜脈之間有毛細管連結著。他說：「因此，感官明
白告訴我們，血在彎彎曲曲的管中流動，不是傾注於空間，而總是裝在小管子中，血液
所以能分散於週身是由於血管的多重彎曲的緣故」。
    馬爾比基還用顯微鏡研究了腺與人體的其他器官，對於我們認識它們的結構與功能，
有很大的貢獻。哈維證明血液穿過組織流動，馬爾比基發現組織是什麼，血液怎樣在其
間流動。
    他對於現代胚胎學的建立，也有許多貢獻。亞里斯多德觀察過小雞怎樣在卵中成形。
法布裡夏斯（Fabricius）等人重新進行了這種觀察，哈維晚年也進行過這樣的觀察。
但最先描寫雞卵中的一個不透明的白點在顯微鏡下變成小雞的變化過程的是馬爾比基。
他的工作由雷汶胡克（A．van Leeuwenhoek，1632－1723年）繼續推進。他用單顯微鏡
研究了毛細管循環和肌肉纖維。他觀察了血球、精子與細菌，並繪出了它們的形象。
    肌肉運動的機制在1670年左右，首先由波雷裡（Borelli）加以充分的研究，大致
與此同時格裡森（Glisson）研究了肌肉的過敏性。格裡森駁斥了肌肉動作時由於充滿
「動物元氣」而膨脹的意見。他證明肌肉不但沒有膨脹，實際反而縮小了。他還寫了一
本討論佝僂病的書，敘述他對多塞特郡（Dorset）兒童病狀的觀察結果。
    研究血液循環自然要遇到呼吸及其與燃燒的相似性的問題。雖然在歷史上這個問題
有一部分是後來的事，但我們也不妨在這裡提一下。1617年，弗拉德（Fludd）把一個
玻璃器皿倒立在水面上，在器皿裡燃燒一些物體，結果，器皿內的空氣體積有了一定縮
小，接著火焰就熄滅了。
    波雷裡應用伽利略、托裡拆利和帕斯卡爾的物理學，闡明瞭呼吸的機制，證明動物
在真空裡會死去。波義耳（Robert Boyle，1627-1691年）、胡克（Robert Nonke，
1635-1703年）與洛厄（Ri-chard Lowel，1631－1691年）等人也研究過這些問題；證
明空氣不是純粹的，而含有一種活躍的成分，「硝氣精」，是呼吸與燃燒都需要的，這
顯然就是現代人所說的氧氣。法國人萊伊（Rey）發現金屬燃燒後重量增加，他認為這
是與「硝氣粒子」結合的結果。至於呼吸，胡克證明，如果把一股氣流不斷地吹到肺的
表面上去的話，胸壁的運動對於維持生命就不是必要的。勞爾在1669年發表的《心臟論》
中宣佈了他的發現：血的顏色由深紫到鮮紅的變化（這變化是由靜脈血變成動脈血的標
志），不像我們所設想的那樣是在左心室裡發生的，而是在肺裡發生的。他利用胡克的
人工呼吸實驗，弄清顏色的改變完全是由於血液在肺中和空氣接觸，吸收了一些空氣的
緣故。馬約（John Mayow）在1669年發表、1674年再版的一本書中，把這方面的大部分
研究成果加以總結，還加上了他自己的一些研究成果。他闡明瞭不久以前關於呼吸與燃
燒的研究成果並且闡明瞭呼吸與燃燒同硝的關係。他說：「火藥所以很容易自己著火，
是由於其中有易燃氣的顆粒……含硫物只有在空氣給它帶去的可燃氣的幫助下才能燃
燒」。小動物放在密閉的器皿中會死去，如果在裡面放上一支燃著的蠟燭，這個小動物
就死得更快。「事情看來很清楚，動物把空氣中某些生命必需的質點用盡了，……空氣
中含有生命所絕對必需的某種成分，這種成分在呼吸時進入血液裡去。」他追隨勞爾之
後推斷這種成分就是「硝氣精」，它與「血中的鹽硫質點結合起來就使血發熱」。這一
切健全的研究成果後來被人遺忘了，直到一百年以後方由拉瓦錫重新發現。
    洛厄還把一個動物的血輸入到另一個動物的靜脈裡去，雷恩（Wren）也進行過這個
實驗。洛厄還和威利斯（Willis）一起進行過腦神經的解剖研究。這樣，我們的話題就
轉到大腦和神經系統的生理學在當代的發展上來了。
    維薩留斯接受了當時流行的意見，認為食物在肝裡獲得了「天然元氣」，到了心臟
裡天然元氣變為「生命元氣」，在大腦中成為「動物元氣」，「動物元氣是最活潑最精
微的東西，事實上就是一種性質，而不是實在的東西。一方面，大腦利用這種元氣來發
揮主要靈魂的作用，另一方面它又不斷地利用神經把這種元氣分佈給感官與運動的工
具。」他指出把某個神經切斷或緊縛，就可以使某個肌肉不起作用。
    「但是」，他說，「大腦怎樣能執行它的想像、推理、思想與記憶的功能……我一
點也不知道。我也不相信利用解剖或某些神學家的方法可以有更多的發現，這些神學家
認為禽獸根本就沒有推理的能力，事實上根本就沒有我們所謂的主要靈魂的各種能力。
可是就腦的結構來說，猴、犬、馬、貓以及我檢查過的一切四足動物，乃至鳥和許多魚
類，它們的腦差不多在每一特點上，都和人腦相似。」
    另一方面，范•赫耳蒙特卻認為植物與禽獸沒有靈魂，它們只有「某種生命力……
這是靈魂的前驅」。在人類，有感覺的靈魂是一切身體功能的總管。它通過它的奴僕
「生基」（arohaei）而工作，這些生基又利用與釀酒所用的酵母相類的東西直接作用
於身體的各種器官。靈魂住在胃的生基裡，好象光存在在燃著的燭裡一樣。有感覺的靈
魂是要死的，但與不死的心靈同存在於人身。范•赫耳蒙特是一位優秀的化學家，但他
的思辨的生理學不可能增進知識。
    他所想像的「有感覺的靈魂」與「不死的心靈」，和「動物元氣」迥然不同，而相
當於我們現在所說的神經組織的活動。哲學家笛卡爾所說的「理性的靈魂」也是這樣。
以後我們還要更充分地說明，正是由於把兩者區別開來，笛卡爾才能夠接受並利用關於
神經現象的最嚴格的機械概念。
    同時西耳維斯把通過化學實驗得來的知識應用到生理學上去。他和范•赫耳蒙特一
樣，把活的人體內發生的許多變化看做是發酵作用。但范•赫耳蒙特以為發酵是由於一
些微妙的作用力，其效果與一般化學變化完全不同，西耳維斯則否認這一區別。在他看
來，生理的發酵和把酸傾注到白堊上時所發生的沸騰現象是同類的。所以他和范•赫耳
蒙特的唯靈論的見解相反，主張從化學的觀點去研究生理學。因此，他和他的學生能夠
在消化器官的研究上得到有益的進展，不過，這種觀點在當時對於闡明神經現象卻不能
夠有很大的幫助。
    事實上，腦和神經系統的生理學在十八世紀以前就很少進步。1669年，斯坦森
（Stensen）對於早期的思辨提出的批評是再好也不過了。他指出腦的解剖有很大的困
難而且還缺乏健全的解剖知識，他跟著說：
    很多很多的人以為一切都很清楚了。這些人信心十足，信口雌黃，制造並發表了關
於大腦及其某些部分的用處的故事，而且講得煞有其事，彷彿他們親眼看見這樣一部值
得稱讚的機器的結構，並且探得了偉大造物者的秘密似的。
    斯坦森自己的貢獻，比他所諷刺的哲學家和醫生都要多些。他根據解剖所得的結果，
提出了一個極富於啟發性的見解，成為十九世紀最後幾十年的某些發現的先聲：
    如果我現在所說的白色物質的確完全是（從大多數地方看來它好像是）纖維性的組
織，我們就必須承認這些纖維是按照一定的圖案排列起來的，不同的感覺與運動毫無疑
問就決定於這種排列。

    植物學

    植物藥品在醫療上的應用，引起人們研究植物的興趣，這門科學原來是寺院花園內
傳統學問的一個部門。中世紀的象徵主義遲遲不願放鬆對植物學的控制。在植物學中，
這種象徵主義以「表征」理論的姿態出現，認為植物的葉的形狀或花的顏色都是造物者
給這種植物指定的用途的標記。
    文藝復興以後，生活更加有了保險，財富也增加了，藝術感情也發達起來，人們也
就紛紛設立起私家花園和菜園，更加普遍地種植起花草樹木菜蔬來了。因此，一半由於
藥草的需要，一半由於對天然界的好奇心，以及更加愛好顏色和美，在十六世紀裡，植
物知識有了很大發展。
    植物園於1545年先後在帕多瓦、比薩、萊登（Leyden）等地相繼設立，由探險家和
冒險家帶回的罕見花木都保存和培植在那裡。醫學界不久就有了自己的藥圃及藥品蒸餾
所。每個藥劑師協會都有自己的藥圃，其中之一就是1676年前後倫敦藥劑師協會所設立
的藥圃，現時還存在於切爾西（Chelsea）。
    中世紀植物學家——如大阿爾伯特與魯菲納斯——的工作，久已被人遺忘，現在還
得從頭來。首先撇開古代著作中的描寫，而根據自己的觀察對自然界作準確描寫的是科
達斯（Valerius Cordus，1515—1544年）。大致就在這時候，開始出現一些「本草
書」，這些本草書主要是根據第奧斯科理德的著作寫成的，其中敘述了一些植物與其醫
學性質和烹調性質。在有些書內，圖畫與正文頗有出入，後期出版的常常比較准確。
1551至1568年威廉•特內爾（William Turner）發表了一種本草書，1597年，約翰•熱
拉爾（John Gerard）發表了另外一種本草書，但不那麼精確。特內爾是一位早期的田
野博物學家；熱拉爾後來做了伯利（Burghley）勳爵的斯坦福德城新宅花園的管理人。

    科爾切斯特的吉爾伯特

    科爾切斯特的吉爾伯特（William Gilbert of Colchester，1540-1603年）使用了
實驗的方法。他是劍橋大學聖約翰學院的研究生，皇家醫學院的院長。在《磁石》一書
中，他搜集了當時有關磁與電的知識，並加入他自己的觀察結果。磁針似乎是在十一世
紀末由中國人首先發現的。此後不久，由穆斯林海員應用於航海，到十二世紀磁針便流
行於歐洲了。十三世紀帕雷格倫納斯（Peter Peregrinus）對磁針作過觀察，但被人遺
忘了。
    吉爾伯特研究了磁石之間的吸引力並證明磁針自由懸掛時，不但像在航海羅針中那
樣大致指著南北，而且在英國，它的北極還略向下傾，其傾角則隨緯度而不同。這種磁
傾現象在1590年左右也為儀器制造者諾爾曼（Norman）所發現。吉爾伯特指出他的結果
對於航海有很大重要性，並且根據他對磁針方向的實驗，斷定地球本身的作用必然家一
個大磁石，它的兩極與地理上的兩極接近，但不完全重合。磁石方向或磁偏角隨時間的
變化，稍後（1622年）為岡特爾（Edmund Gunter）所發現，他查出在42年內改變了5度。
吉爾伯特說，一個均勻磁石的磁力強度和磁場與其質量成正比例。這好像是第一次認識
到質量，而不提重量，質量的概念很可能是這樣傳給刻卜勒和伽利略，並由他們傳給牛
頓的。
    吉爾伯特還研究了有些物體如琥珀磨擦時所產生的力。他根據希臘詞nYEKTpoV（琥
珀）創立了electricity（電）這個名稱。為了測量這些力的大小，他用一根輕的金屬
針，平衡在一點上，並增加已知物體的數目以便看出其效果。除了實驗之外他還對磁與
電的原因提出一些思辨性的見解。他以為磁石具有象靈魂那樣的東西，而地球的靈魂即
是磁力。他從希臘哲學借來以太——即非物質的影響——的觀念，認為這種影響是帶磁
或電的物質作為「磁素」發出來的，它能包羅鄰近的物體，並把它們拖向自身。他還把
這個觀念擴大用來解釋重力，即把石頭拖向地面的力。他又半神秘地把這個觀念應用到
太陽和行星的運行上去。他認為每個球體都有一個特殊的精神在裡面，並彌漫於四周，
行星的軌道及宇宙的秩序，就是由這些精神的彼此作用而決定的。他接受了地球繞自己
的軸而自轉的見解，這個他也用磁力來解釋；但他卻不相信地球圍繞太陽運行。
    吉爾伯特是伊麗莎白和詹姆斯一世的御醫；事實上女王還獎給他以年金，使他有閒
暇進行研究。這是英國王室很早就重視科學實驗的一個顯著例子。培根在他的《新工具》
裡提到了吉爾伯特的工作，認為這是他所鼓吹的實驗方法的一個例子。

    弗蘭西斯•培根

    弗蘭西斯•培根（Francis Bacon，1561－1626年）是英國的國務大臣。他深感經
院哲學不能增進人類對於自然的知識與支配自然的能力，且看出亞里斯多德的「最後因」
於科學毫不相干，於是就著手去研究一種新的實驗方法理論。為了「把人類的能力和偉
大氣魄的界限推到更遠的地方」，他規劃出一條可以更有把握地朝征服自然的方向前進
的道路。他認為只要記錄下一切可以得到的事實，進行了一切可能進行的觀察和一切可
行的實驗，然後再按照他表述得還不十分完善的規則，把結果彙集起來編成表格，就可
以看出現象間的關係，而且也可以差不多自然而然地找到表達這些關係的法則。
    這個方法的缺點是很明顯的，批評它也是很容易的。因為要觀察的現象太多了，要
做的實驗也太多了，因此，科學的進步很少是用純粹的培根方法去完成的。在早期階段，
洞察力與想像必定先發生作用；然後根據事實形成一個初步的假說，這個心理過程就叫
做歸納；然後再用數學的或邏輯的推理演繹出實際的推論，並用觀察或實驗加以檢驗。
如果假說與實驗的結果不相符合，我們必定要重新猜度，形成第二個假說，如此繼續下
去直到最後得到一個假說，不但符合於（或如我們常說的能夠「解釋」）最初的事實，
而且符合於為了檢驗這個假說而進行的實驗的一切結果。這個假說於是可升格到理論的
地位，它可以把知識連貫起來或使之簡單化，也許在許多年內都有用。一個理論很少是
符合事實的唯一可能的理論。這不過是一個概然性的問題罷了。事實上，隨著新知識的
增加，事實本身愈來愈增多，愈來愈複雜，於是理論可能就必須加以修改，甚至由更合
於後來擴大了的眼界的理論所取代。
    除波義耳外，培根對於實際從事實驗科學的人似乎沒有影響，或很少有什麼影響。
可是他在提高學術界對於當代科學問題的考慮方面，卻不無功勞。世界上出現過不少的
哲學，但並沒有相應的事實記錄，可以用來對這些哲學加以檢驗。所以，在培根眼中確
實可靠的事實是當時迫切的需要。這是很正確的。培根自己在實驗領域中，對於認識自
然並沒有什麼顯著的或成功的貢獻，他的理論和科學方法在範圍方面也是野心過大了，
在實踐方面，也是根據太不足了。但是，他是首先考慮歸納科學的哲學根據的人，對於
十八世紀法國百科全書派學者有很深的影響。他憑著自覺的力量與政治家的辯才所提出
的見解遠遠超過他的時代。經院哲學不但過時而且陳腐了，哲學思想界正在震動，期待
著變化，就在這時，培根指出了一條更廣泛地更正確地認識自然界的大致上正確的康莊
大道。

    刻卜勒

    哥白尼的學說在天文學上引起了一場革命，事實上在一般科學思想上，也引起一場
革命。不過哥白尼主要是數學家，對於自然知識沒有增加好多新的事實。把行星運動的
詳細情況更精確地記錄下來的第一位天文學家，要算是哥本哈根的第谷•布拉埃
（Tycho Brahe，1546－1601年）。他並沒有采取哥白尼的全部體系，而認為太陽圍繞
地球運行，而行星則圍繞太陽運行。他經過幾次遷徙，終於定居在布拉格，並得著約翰
•刻卜勒（John Kepler，1571－1630年）參加他的工作，後來就把他的極其珍貴的資
料遺留給刻卜勒。人們常認為刻卜勒的成績在於歸納出和證明了行星運動的三個命題或
「定律」，這三個定律以後成了牛頓天文學的基礎。如果我們只研究納入牛頓科學中的
成果，一方面就給刻卜勒的形像塗上太現代的色彩，另一方面也忽視了他的心理態度的
歷史淵源。在哥白尼工作後面，我們可以看見畢達哥拉斯和柏拉圖的影響；在刻卜勒的
著作中，它們顯然表現於他們的數學方法上。
    刻卜勒的正式職業主要是編輯當時流行的占星歷書。雖然他以諷刺的口吻提到過這
個利潤豐厚的職業對於天文學家的價值，可是他卻是一位佔星術的信徒。同時他確是一
位傑出的、熱心的數學家；他之所以相信哥白尼體系正是由於哥白尼體系具有更大的數
學的簡單性與諧和的緣故。他說：「我從靈魂的最深處證明它是真實的，我以難於相信
的歡樂心情去欣賞它的美。」哥白尼對太陽贊美不置，刻卜勒更是變本加厲，他把太陽
看做是聖父，把恆星的天球看做是聖子，把居於其間的以太——他認為太陽的能力是通
過以太推動行星在其軌道上運行的——看做是聖靈。
    刻卜勒深信上帝是依照完美的數的原則創造世界的，所以根本性的數學諧和，即所
謂天體的音樂，乃是行星運動的真實的可以發現的原因。這是鼓舞刻卜勒辛勤工作的真
正動力。他並不是像一般人所想像的，在乏味地尋求牛頓後來加以合理解釋的經驗規則。
他所追求的是最後因：即造物主心中的數學的和諧。
    亞里斯多德認為物質的終極本質在於不能再分解的質的特徵，所以如果一棵樹使觀
察者眼中產生綠色的感覺，對觀察者來說，它的實在和本質就在於綠這種特性。但在刻
卜勒看來，知識必須是定量的特性或關係，所以量或數才是物的根本基礎，比其他一切
範疇更在先，更重要。
    以刻卜勒定律的名稱在科學中保留下來的三條概括的歸納是：（1）行星運行的軌
道是橢圓，太陽在其一個焦點處；（2）太陽中心與行星中心間的連線在軌道上所掃過
的面積與時間成正比例；（3）行星在軌道上運行一週的時間的平方與其至太陽的平均
距離的立方成正比例。在這三句簡單的話中，刻卜勒把他的前代及同代天文學家所得到
的關於行星運動的大量知識，加以總結並系統化了。
    在這三個定律中，刻卜勒尤其喜歡第二個定律。既然每個行星都為一個「常在的神
聖因」，即亞里斯多德的「不動的原動者」所驅策，它們應該以勻速運行。根據事實，
這個觀念是非放棄不可了，但刻卜勒仍然把線段的均勻改為面積的均勻，從而「挽救了
這個原則」，在他看來這不過是哥白尼學說揭示出來的許多數學關係中的三個吧了。
    給予他更大欣喜的另外一個發現，是第二種關係，即距離方面的關係。如果在包容
土星軌道的天域裡內接一個正六面體的話，木星的天球就恰好外切於這個六面體。如果
把一個正四面體內接於木星的天球之中的話，火星的天球就恰好與這個正四面體外切。
如此類推，五個正多面體和六個行星，都是這樣。這個關係只是大致不錯，而且新行星
的發現已經摧毀了它的基礎，但它給予刻卜勒的快樂比以他的姓命名的三個定律還要大
些。在他看來這是天體音樂的新和聲，事實上，這就是行星距離所以如此的真正因。因
為在他看來，也正像在柏拉圖看來一樣，上帝總是在運用幾何學。
    回到數的神秘學說，竟然會使哥白尼和刻卜勒建立這樣一個體系，它通過伽利略與
牛頓，把我們直接送到十八世紀法國百科全書派和十九世紀德國唯物主義者的機械哲學
那裡去，這真可以算是歷史的揶揄之一。

    伽利略

    文藝復興以後，在人心中沸騰著的某些偉大思想，終於在伽利略（Galileo
Galilei，1564-1642年）的劃時代的工作中，得到實際的結果。列奧納多在他所考慮過
的無數題目中，已經預兆了現代科學精神。哥白尼在思想世界發起了一場革命。吉爾伯
特說明了實驗方法怎樣可以增加知識。但在伽利略身上，新精神比前人更進了一步。他
在青年時代信仰亞里斯多德，成年以後就不再相信亞里斯多德的學說，而把握了新的原
則；他了解在現代的研究中需要集中精力，因此，他就比較完備而有條理地研究了一些
仔細選擇的狹窄問題，而不像無所不能的天才列奧納多那樣把精力分散在許多科目上。
哥白尼的天文學是根據數學簡單性這一「先驗」原則建立起來的，伽利略卻用望遠鏡去
加以實際的檢驗。最重要的是，他把吉爾伯特的實驗方法和歸納方法與數學的演繹方法
結合起來，因而發現、並建立了物理科學的真正方法。
    伽利略真可算是第一位近代人物；我們讀他的著作，本能地感覺暢快；我們知道他
已經達到了至今還在應用的物理科學方法。過去，人們總是先采納一個完備的和自圓其
說的知識體系，中世紀新柏拉圖主義和經院哲學都有這樣的特色，現在，伽利略放棄了
這種方法。事實不再是從權威的和理性的綜合中推演出來的了，也不必再符合於這種權
威的和理性的綜合了，像在經院哲學中那樣；事實甚至不再是靠這種綜合來取得意義了，
像在刻卜勒的頭腦中那樣。由觀察或實驗得來的每個事實及其直接的和不可避免的推論
都按照本來面目被人接受，不管人們怎樣想把自然界一下子收服在理性的管轄之下。許
多孤立的事實的協和是慢慢顯露出來的，圍繞著每個事實的窄小的知識範圍，零散地發
生接觸，也許就融合成一個較大的範圍。可是，要把所有的科學的和哲學的知識融合成
一個更高的、統攝一切的統一體，即使還不是絕不可能的，也須推遲到遙遠的將來。中
世紀經院哲學是理性的；現代科學在本質上是經驗的。前者崇拜人的理性，在權威規定
的界限內活動；後者接受無情的事實，不管它是否合於理性。
    伽利略首先發明溫度計。這是一根玻璃管，頂端有一個空氣抱，開口端則浸沒於水
內，1609年他聽人說一位荷蘭人發明瞭一種能把遠處物體放大的鏡子。伽利略就根據他
對光的折射的知識，立刻製成一個同樣的儀器，而且很快就制出一個相當好的儀器，能
將物體的直徑放大三十倍。從此、新發現立刻接踵而來。月球的表面，哲學家從來就認
為是完全平滑而無瑕疵的，現在看出蓋滿了斑點，說明有崎嶇的山脈和荒涼的山谷。從
前所看不見的無數星星，現在也閃爍在眼前了；自古以來不可解的銀河問題，現在也得
到解答了。人們現在看見，木星在它的軌道上伴隨有四個衛星，並有其可量度的週期；
這是地球和月球家哥白尼所說的那樣圍繞太陽運行的模型，只不過更加複雜和可以看見
而已。帕多瓦的哲學教授不願意去看一看伽利略的望遠鏡，而他的比薩同事們則在大公
爵面前竭力想用邏輯的論據證明，「他彷彿是靠了巫術的符咒似的，把新行星從天空咒
了出來」。
    靠了望遠鏡的幫助，側利略用人人可以復按的事實證明了天文學的新學說，而在那
時以前天文學的學說是僅僅建立在先驗的數學簡單性的根據上的。差不多和伽利略同時，
英國數學家，在把代數學改進為現代形式方面有很大貢獻的哈里奧特
（ThomasHarriot），也用一具望遠鏡觀察了月球與木星的衛星，不過他生前沒有把他
的發現刊布出來。
    伽利略的主要的和最具獨創性的工作是為動力學奠定了基礎。這時，靜力學方面已
經有一些進步，布魯日的史特芬即史特維納斯（1586年）尤其有貢獻，他在斜面和力的
合成，以及流體靜力學的水壓方面都做了一些工作，可是人們關於運動的觀念，仍然是
未曾經受訓練的觀察和亞里斯多德理論拼湊而成的大雜燴。物體被認為有所謂本質的重
或輕，並且用和自身的輕重成比例的速度下降或上升，因為它們以不同的力量，「尋找
它們天然的位置」。1590年左右，史特芬與德•格魯特（de Groot）在德爾夫特
（Delft）證明輕重兩物同時墜落，則同時到達地面。伽利略也許重做了這個實驗（好
象不是在比薩斜塔上），因為他早說過炮彈並不比槍彈落得更快。
    哥白尼與刻卜勒證明地球與其他行星的運動可以用數學方式表達。伽利略覺得地球
的各部分在「局部運動」中也是按數學方式運動的。於是他想要發現的不是物體為什麼
降落，而是怎樣降落，即是依照怎樣的數學關係而降落；這是科學方法上的一個大發展。
    物體以不斷增加的速度降落。這種增加的定律是怎樣的？伽利略的第一個假設，就
本身言是很合理的。這個假設認為速度與降落的距離成比例。但這個假設含有一個矛盾，
於是他試用另一個假設，即速度與降落的時間成比例。這個假設經證明沒有什麼困難，
於是伽利略演繹出它的結論，並和實驗的結果比較。
    物體自由降落時速度太大，用當時已有的儀器不易量度，更難得到精確的結果，所
以須將這個速度減少到便利的限度以內。伽利略起先認為物體沿斜面降落所得到的速度，
與垂直降落同一距離所得到的速度一樣。他於是用斜面實驗，並發現他量度的結果與根
據下列假設及其數學推論計算出的結果相符。這個假設就是：速度與降落的時間成比例；
這個假設的數學的推論是：物體降落經過的空間按時間的平方而增加。他還再度發現另
外一個事實；擺的振蕩週期與擺幅無關（小擺動時）；可見在等時間內重力以等量增加
擺錘的速度。
    伽利略還發現：如果摩擦力小到可以忽略時，球滾下一個斜面之後，可以滾上另一
個斜面直到和出發點一樣高的地方，而與斜面的傾斜度無關。如果第二面是水平的，這
個球將以恆速在這面上不斷地向前跑去。
    除了希臘的原子論者與少數的現代人如列奧納多和邦內德提（Benedetti，1585年）
之外，人們一向假定每個運動都須有繼續不斷的力去維持它。行星必須有亞里斯多德的
「不動的原動者」或刻卜勒的太陽經過以太的作用，來維持它們的運行。但經過伽利略
的研究，人們才明白：需要外力的不是運動，而是運動的產生或停止或運動方向的改變。
物質既然具有慣性，行星系一旦開始運動，就不需要力去維持行星的運動；雖然必須找
到一個原因去解釋它們為什麼不斷地離開直線路徑，而在圍繞太陽的軌道上運行。在此
以前就是正確地提出這個問題也不可能，但現在解決的途徑已打開了，而解決的人就在
眼前，因為牛頓就出生在1642年，即伽利略死去的那一年。
    伽利略在動力學上還有另外一個重要的發現。在他以前拋射體的路徑，已經是一個
猜測紛紜的問題。伽利略看出拋射體的運動可以分析為兩個成份：一個在水平向，速度
恆定不變，一個在垂直向，遵循落體的定律。這兩個分量綜合之後，即得路徑為拋物線。
    伽利略的哲學思想，一方面接近刻卜勒，另一方面接近牛頓。和刻卜勒一樣，他要
尋找自然現象間的數學關係，但他所找的不是神秘的原因，而是要了解支配自然變化的
永恆定律，不管「自然的理由是人類所能了解或不能了解的」。
    由此可見伽利略已經遠遠離開了經院派以人為中心的哲學，在這哲學裡，整個自然
界都是為人而創造的。但是，在伽利略看來，上帝把這種嚴格的數學必然性賦予自然，
而後通過自然，創造「人類的理解力，使人類的理解力在付出了極大的努力之後，可以
探尋出一點自然的秘密」。
    歐幾里得與其前人把幾何學歸到數學的領域。希帕克、哥白尼與刻卜勒表明天文學
可以歸結為幾何學。伽利略也同樣地對待地上的動力學，把它變為數學的一個部門。要
從構成一種新科學的題材的觀察到的一團混亂的現象和一團混亂的模糊的觀念中，創造
出一種新科學，第一步總是要抓著可給以確切界說的幾個概念，這種界說至少應在一個
時期內是有效的；如果可能的話，這種界說應使我們可以對這些概念給予數學上的量的
處理。為了要把他的落體的加速度問題變成可研究的問題，伽利略首先將古來關於距離
與時間的概念給予確切的數學形式。亞里斯多德與經院哲學家的主要興趣在於最後因，
他們認為地上的運動和天文學上的天體運動並不相似，而是形而上學的一個分支。於是
他們就借助作用、動因、目的、自然位置等含糊觀念，從本質的角度去分析運動。關於
運動本身，他們很少說到或想到，而只是舉出了運動的幾種區別，如自然的運動與劇烈
的運動的區別，直線運動與圓運動的區別等。在伽利略看來，這些都是無用的，他所要
研究的不是運動為什麼發生而是怎樣發生。定性的方法使得空間與時間在亞里斯多德思
想中成為某些不重要的範疇。伽利略使得時間和空間在物理科學中具有了本原而根本的
性質，自此以後時間和空間就始終在物理科學中具有這種性質。他和別的人還認識到，
在慣性裡除了重量之外，還有某一個量。但質量的確切定義是牛頓首先提出的，至於能
量的概念，則到十九世紀中葉，才形成並得到定義。
    雖然如此，伽利略畢竟在數學的動力學方面邁出了最初的、也是最難的一步，這就
是從經院哲學在分析變化和運動時所采用的模糊的目的論範疇，跳到關於時間和空間的
確定的數學觀念。貝爾特教授認為我們現今的許多哲學困難都是由這一步驟帶來的。我
們或許可以回答說，這一步驟揭露並澄清了亞里斯多德物理學所掩蓋起來的許多困難。
總之，一件事是確定的：如果沒有伽利略的新眼光，動力科學是不會有那樣的發展的。
如果他的某些繼起者把這門學科和形而上學的實在問題的關係估計得過高，那並不是伽
利略的過錯。事實上對於只有根據輕率的推測才能解答或者只能由哲學體系演繹出來的
問題，他寧願承認無知，耐心等待。他承認他對於力的本性，重力的原因，宇宙的起源，
毫無所知。他認為，與其誇大胡說，不如「宣佈那個聰明的、智巧的、謙遜的警句：
『我不知道』」。
    也許在物理學的其他部門的哲理問題上，伽利略也和前人有同樣重要的不同。刻卜
勒承認物體的第一性的質（或不可分離的性質）與第二性的質（或不甚實在與不甚根本
的性質）的差別。伽利略更進一步，認為第二性的質不過是感官上的主觀效應，和不可
與物體分離的第一性的質迥然不同。在這裡，他與古代原子論者是一致的，這是因為原
子論者的哲學在不久以前又復活了。伽利略說：
    當我設想一件物質或一個有形體的物質時，我立刻覺得我必須設想按它的本性，它
是有界限、有形狀的，和旁的東西比較起來是大還是小，處在什麼地方和什麼時間，在
運動還是靜止，與其他物體接觸還是分離，是單個、少數還是多數，總之，無論怎樣，
我不能想像一種物體不具有這些條件。但關於白或紅，苦或甜，有聲或無聲，香或臭，
我卻不覺得我的心被迫承認這些情況是與物體一定有關係的；如果感官不傳達，也許推
理與想像始終不會達到這些。所以我想物體方面的這些味、臭、色等，好象真的存在在
物體中，其實只不過是名稱而已，僅僅存在於有感覺的肉體中；因此，如果把動物拿走，
一切這樣的質也就消除了，或消滅了。
    伽利略就按著這一思路重新發現了德謨克利特用原子和虛空言簡意賅地表述出來的
那條原理。伽利略還接受了關於物質的原子說，並且相當詳細地討論了原子在數目、重
量、形狀和速度方面的差別，怎樣造成味道、氣味或聲音方面的差別。
    在這裡，伽利略也離開了他的同代人心目中的自然界的畫面。在普通人看來，色、
聲、味、臭、熱、冷等特性是非常實在的，在伽利略看來，這些特性只不過是觀察者心
目中的感覺而已，是原子的排列或運動引起的，而原子的排列或運動本身又服從於不變
的數學上的必然性。至少在他看來，原子盡管是大自然的奴隸，卻是實在的，而第二性
的質只不過是感官的幻影而已。一世紀以後，貝克萊主教又提出：歸根結蒂，第一性的
質同樣也只不過是建立在感官知覺基礎上的心理概念而已。
    伽利略對這些問題的處理方法受到人們的責備，因此，有些二元論的和唯物主義的
哲學十分肯定地是由這裡產生出來的。這樣做的結果也許就和法國百科全書派陷入同樣
的錯誤中：把一門科學同整個科學的關係，把整個科學同形而上學的實在問題的關係，
弄錯了。不過，我們將在本書後面的幾章中再對這些問題作比較詳細的論述。

    從笛卡爾到波義耳

    和伽利略同時代但比較年輕的笛卡爾（Rene Descartes，1596－1650年），為現代
批判哲學奠定了基礎，並發明瞭一些在物理科學上有用的新的數學方法。他生於法國都
蘭城（Touraine）的半貴族的家庭裡，並在拉弗勒希（La Fleche）從耶穌會教士學習，
但他的主要工作卻完成於旅居荷蘭的二十年內。他在服務於克裡斯蒂娜（Christina）
女王時死於斯德哥爾摩。
    笛卡爾證明在公認的哲學觀念下面還有許多沒有得到證實的假定。他拋棄了根據希
臘哲學和教父理論建立起來的、在當時仍然有力的中世紀積累下來的思想，而企圖僅僅
根據人的意識與經驗，建立一種新的哲學，這個哲學的範圍從對於上帝的直接的心理領
悟一直到物質世界的觀察與實驗。可是經院哲學的痕跡仍然留在他的意識裡。
    在數學上笛卡爾大大前進一步，把代數的方法應用於幾何學（不謀而合的還有費馬
〔Fermat〕），從而發展了在印度、希臘與阿拉伯都可以找到的、並為現代人，特別是
維埃特（Viete）加以推進的一些見解。在此以前每一幾何學的問題都須應用新的技巧
去解決，但笛卡爾提出了一個方法，打破了孤立處理的局面。座標幾何學（即解析幾何
學）的基本觀念是很容易說明的。從一定點（或原點）O作互相正交的兩直線OX與OY。
這兩條線可用為軸線，它們所定的平面上任何一點P的位置，可以其距離一軸的長度OM
或x和距離另一軸的長度PM或y而決定之。x與y兩長度稱為P點的座標，x與y 之間的各種
關係相當於圖中平面上的各種曲線。例如設y與x成正比而增加，換言之即y等於x乘一常
數，在圖上合於這關係之點便是象OP那樣的一條直線。又如設y等於x2乘一常數，我們
便得到一條拋物線……。這樣的方程式可以用代數學處理，而其結果則可用幾何學解釋。
有了這個方法，許多物理學的問題，從前不能或不易解決的，現在都可以解決了。牛頓
就研究過笛卡爾的幾何學著作，並使用了他的方法。
    笛卡爾指出了力所做的功（即現代人所說的能量）的重要性。他認為物理學可以歸
結為機械學，他甚至把人體看做與機器是相類似的。他接受了哈維關於血液在動靜脈裡
循環的理論，並在當時的爭論中為這個理論辯護，但他不相信血液是在心臟的收縮的推
動下循環的。他和中世紀人及費內爾一樣，認為人體機器所以能繼續作功，是靠了自然
過程在心臟裡所產生的熱。所以在他看來，靈魂（有理性的靈魂）與它所居住而且控制
的肉體（地上的機器）完全不同。他贊成蓋倫的學說，以為血在腦中產生「一種極微妙
的氣或風」，叫做「動物元氣」。但他和范•赫耳蒙特一樣，不把「動物元氣」看做靈
魂，雖然有了這種元氣，腦才能接受靈魂的印象和外界物體的印象，然後這種元氣就由
腦通過神經，而達於肌肉，使四肢活動。
    這樣，笛卡爾就第一個提出了徹底的二元論，這種把靈魂與肉體，心與物鮮明地區
別開來的學說，後來成為極普遍的信仰和極重要的哲學。他以前的人們和他以後的許多
人還認為靈魂與火或氣具有同樣的性質，而物與心的分別與其說是種類上的分別，不如
說是程度上的分別。
    笛卡爾企圖把地上的力學的已知原則應用於天體現象，在這裡，和他的主要的哲學
觀點相反，他的處理方法，似乎建立在希臘人和經院派的矛盾現上。他把物質世界和精
神世界對立起來，精神是屬於人的，不相連續的；因此，物質必定是不屬於人的，連續
的，而其本質則必定是廣延。物質宇宙必然是一個緻密無間的充實體。在這樣一個世界
中只有物物相觸才能產生運動，因而運動只能發生於閉合路程之中；不存在物體可以通
過的真空。由此，笛卡爾建立了有名的關於一種本原物質，或看不見但充滿空間的以太
的漩渦學說。石頭向地球降落，衛星被行星吸引，而地球與行星又帶著它們周圍的附屬
的漩渦，沿著更大的漩渦圍繞太陽旋轉，正如一根浮在水面的麥草，為水的渦流所捉住，
被帶向運動的中心一樣。
    後來牛頓用數學證明笛卡爾的漩渦的性質與觀測不合。例如漩渦各部分的週期必定
與離中心的距離形成二乘比。如果帶有自己的漩渦的行星，又被帶著在太陽的漩渦中運
行，這種關係也必定有效。但這種關係與刻卜勒第三定律不相符合。前面講過，這個定
律說：週期的平方與平均距離的立方成正比例。雖然如此，漩渦說在牛頓的研究成果發
表以前（甚至以後），卻盛行一時。這是一次想要把天體的大問題歸結為力學的勇敢嘗
試，因此它才載入科學思想史。它把物質宇宙看做是一個可以用數學方式去解釋的巨大
機器，雖然牛頓後來證明，這種數學解釋是不精確的。
    在當代人看來，笛卡爾的由接觸而生運動的漩渦，從機械觀點來看，比伽利略所想
象、後來由牛頓加以系統解釋的通過超距作用而產生加速度的力，容易了解得多，因為
這兩人都沒有對這些力的成因或其作用的方式有所說明。
    笛卡爾的機器，與當時尚在盛行的柏拉圖、亞里斯多德和經院哲學家的見解根本不
同。照他們的見解，上帝創造世界，是為了通過高出萬物的人類，使整個過程重新回到
上帝那裡去。在笛卡爾體系中，上帝在一開頭的時候把運動賦予宇宙，以後即聽其自然
進行，雖然也得照了上帝的旨意。他認為這個宇宙是物質的而非精神的，無目的的而非
有目的的。上帝不再是最高的善，而被貶到第一因的地位上去了。
    笛卡爾和伽利略一樣，認為物體的第一性的質是數學的實在，其中最重要的是廣延
性，第二世的質只是第一性的質經過人類感官的翻譯。但思想與物質是同樣實在的——
「我思故我在」（Cogitoergo sum）。因此笛卡爾達到一種明確的二無論。這從他的生
理學中也可以看出。一方面有肉體的世界，它的本質是廣延，另一方面則有內在的思想
王國：廣廷與思想相對立。在笛卡爾看來，物是真正死的東西，除了在開始時從上帝得
到的運動之外，物不能再有其他活動。有些人自稱為唯物主義者，分析起來實在是泛神
論者，笛卡爾在他的二元論的一個方面，才是真正哲學上的唯物主義者，因為在他的觀
念中，物的質點絕對不帶一點生命。
    笛卡爾的二元論提出了兩個在表面上沒有關係的東西——心與物——的相互關係問
題。這個無廣延性、非物質的心怎樣能夠知道有廣延性的物質世界，且使其發生變化呢？
物質的物怎麼能引起非物質的感覺呢？笛卡爾和他的門徒的答案實際上是說上帝使然；
在信仰二元論的人看來這個答案實在大有道理在。
    牛津的亞里斯多德派學說受到格蘭維爾（Joseph Glanvill）的批判。他擁護培根
和笛卡爾的見解。笛卡爾的哲學受到很大歡迎，尤其是在大陸上。但他的體系受到霍布
斯（Thomas Hobbes，1588-1679年）的批評。霍布斯在見到伽利略以後，就把動力科學
發展成為一種機械哲學。他不了解數理力學的確切方法，以為它可應用於一切的存在。
他拋棄笛卡爾的二元論；腦是思想的器官，運動中的物質是唯一的實在。不是由於忽略
了困難便是由於沒有看到困難，霍布斯把感覺、思想與意識都看做是原子在腦中活動所
產生的幻象。
    霍布斯是現代第一個偉大的機械哲學的代表。他受到許多愚昧的誹謗和有見識的批
評。劍橋的柏拉圖派指出把廣延性及其各種形式當做物體的唯一實在性質的理論，不能
解釋生命與思想，他們企圖通過把空間神化來調和宗教與機械哲學。馬勒伯朗土（Ma－
lebranche）更進了一步。他把無限空間與神視為一體，用無限空間來代替亞里斯多德
的純粹形式或絕對現實性。斯賓諾莎（Spino－za）持有一種無限實體的理論，一切有
限的存在都是無限實體的形式與限度。於是神成為無矛盾的宇宙的內在因，而笛卡爾的
心物二元論，從「永恆方面」來看，也就歸結為較高的統一了。哲學家們就這樣請出了
上帝，而逃避了他們的困難。雖然如此，霍布斯對於科學思想仍然產生了影響。
    迪格比（Kenelm Digby）爵士對亞里斯多德的本質特性加以嘲笑，他和伽利略一樣，
認為一切現象都應該用「局部運動」中的質點去解釋。牛頓的老師巴羅（Isaac Barrow，
1630－1677年）還對伽利略的數理物理學的含義加以闡釋。科學的目的在於研究可感覺
的領域，特別是在它表現出量的連續性的時候，而教學則是量度的技術。因此物理學，
作為一種科學看，完全是數學性的。數學的最好代表是幾何學。重量、力與時間等自伽
利略以來變得很重要的量，很難和物體是有廣延性的東西的概念聯繫起來；如果用運動
去界說並測量時間，我們就有陷入一種邏輯上的循環論證的危險，因為運動的變率包含
有時間的概念。可是巴羅說空間與時間是絕對的、無限的和永恆的，因為上帝是無所不
在與永久長存的。空間連續延展而無限度，時間永遠均勻地流動，而與可感覺的運動無
關。這是對於牛頓所持有的絕對時空觀念的最早的明白陳述。巴羅所表達的時間和空間
是和人們的知覺與認識無關的，除了與神有關之外，只靠自己的權利而存在。正如伯特
教授所說：「自然從一個互相具有質的與目的的關係的物質的世界，一變而為在時空中
作機械運動的物體的世界了」。雖然如此，巴羅、牛頓與他們的門徒並沒有從他們的新
的力學科學演繹出一種機械的反宗教的哲學。重新提出伊壁鳩魯的原子理論的伽桑狄
（Gassendi）也是一位職業的天主教教士。而且一位謙遜、和易、英國式的物理學家、
化學家和哲學家波義耳還提出一個有益的警告，提醒人們注意世間一切並不是都可以用
簡單的數學方式來解釋。
    作為一位科學家，他繼承了吉爾伯特與哈維的實驗主義的傳統，並接受了「我們的
維魯拉姆（Verulam）大男爵」的實驗方法。他尋找的是不必追求最後因——不管這些
原因是經院哲學的還是數理力學的——直接就可以知覺到的各種性質之間的關係。解釋
一件事實，只不過是把這件事實從人們了解得比較清楚的另一件事推導出來而已。他尤
其想這樣地去研究通常事物的化學，而不聯繫當時流行的半神秘的化學元素理論。他認
識到伽桑狄不久以前重新提出的原子理論的重要性，企圖把這個理論和笛卡爾的空間要
素調和起來，並且在他的化學思想與物理學中，利用這個理論來解釋熱的現象。
    波義耳接受了（實際他也必須接受）認為「第二性的質」只是感覺的幻象的見解，
但他正確地指出，畢竟「在這世界上，事實上還有某些有感覺、有理性的、我們叫做人
的生物」。既然人帶了他的感覺，構成宇宙的一部分，所以第二性的質與第一性的質是
同樣實在的。這裡，波義耳從相反的方面，接觸到貝克萊所得到的結果，而且他所使用
的論據現在好象仍屬有效。機械世界與思想世界都是哲學要對付的整個世界的兩部分。
為了要把問題放在人類理解力的範圍內也許必須把這兩個世界看做是完全分離的；但是
這是由於我們需要從不同的方面對問題挨次加以處理，從而把問題簡化。如果有一個比
我們的心靈更高的心靈，也許就可以從整體上去凝視世界。
    波義耳用宗教的術語來表達他的哲學。人的理性靈魂具有著神聖造物者的形象，是
「一個比整個形體世界更高貴、更有價值的存在」。上帝不但在開初創造了世界，而且
要使世界存在與進展還不斷地需要他的「普遍參與」。這是基督教的「內在論」同物質
有關的一面，也是古印度與阿拉伯關於上帝不斷創造萬物的觀念的部分復活。直接因是
機械的，但最後因則非機械的。
    作為一位物理學家，波義耳在胡克的幫助下，改進了1654年馮•蓋裡克（von
Guericke）所發明的空氣唧筒，並利用這個抽氣機來研究「空氣的彈力與重量」。他發
現空氣是有重量的物質，並證明一定量空氣所占的體積與其所受的壓力成反比例，這關
系也不謀而合地為馬裡奧特（Mariotte）所發現。波義耳觀察到空氣壓力對於水的沸點
的影響；他搜集了許多有關電與磁的事實；他用密閉管改良了伽利略的溫度計，並記錄
了健康人體不變的溫度；他認識到熱是「活躍的」分子活動的結果。作為一位化學家，
他把混合物與化合物區別開來；他制出了磷，並且用器皿從水面上收集了氫氣，可是他
卻說那是「重新製成的空氣」；他從木材蒸餾的產物裡得到丙酮與甲醇；他研究了結晶
體的形態，據此研究化學結構。
    但波義耳對於當代一般觀點的最大貢獻在於他拋棄了經院哲學中殘存的柏拉圖和亞
裡斯多德的「理式」，拋棄了四「元素」的舊觀念，並且拋棄了另一化學假說：物質的
本質應該到鹽、硫與汞等「原質」或「要素」中去尋找。他對這些術語賦予比較現代的
意義，說明這些樂西都不是真正的元素。
    他的見解載於1661至1679年間發表的一部三人對話集中，書名為《懷疑的化學家：
或化學與物理學上的疑點與矛盾，並及世俗煉金家用以證明鹽、硫、汞為物的真正原質
的實驗》。波義耳的代言人用如下的話說明他的觀點：
    盡管我在逍遙派哲學家的書中遇到精微的推理，在化學家的實驗室中看到美妙的實
驗，我的拙劣的天性總覺得，如果兩方都拿下出比通常拿出的更為有力的論據來證明他
們的說法的真實性的話，那麼，人們對於混合物中的物質成分，即一些人要我們叫元素，
另一些人要我們叫要素的東西，保留一些懷疑，是完全合理的。
    波義耳指出，人們以為火可以把物體分解為元素，其實在不同的溫度下所產生的效
果是很不同的，常常產生一些顯然也很複雜的新物體。黃金是不怕火的，絕不會產生鹽、
硫或汞，但可以和其他金屬一起製成合金或溶解於王水，而且仍可恢復原形。這說明金
的「顆粒」經過各種結合之後仍然不變，而且說明並沒有出現亞里斯多德的元素或煉金
家的原質。他於是提出一個謹慎的命題：「也許不妨姑且承認：我們可以把凝結物所提
供或組成凝結物的那些互相截然有別的物質，叫做這些凝結物的元素或原質，而不致造
成多大的不便。」這樣，波義耳就拋棄了以前的一切見解而給元素下了一個樸實的定義，
不管在他以後化學的面貌經過了許多革命性的改變，這個定義仍然適用。波義耳自己沒
有在實驗中運用他的見解，但別人卻無意識地運用了這些見解，一個世紀以後，這些見
解就為拉瓦錫所采納，成為現代化學的基礎。
    波義耳拒絕了貴族的爵位和伊頓（Eton）學校校長的榮譽。他的才能在他的愛爾蘭
墓誌上受到表彰。據說在那上面他被譽為「化學的父親和科克（Cork）伯爵的叔父」。

    帕斯卡爾與氣壓計

    在結束這個時期的數理科學的敘述以前，我們必須短簡地談談以神學家出名的帕斯
卡爾（Blaise Pascal，1623-1662年）。他是概率的數學理論的創始人，這種研究從關
於賭博機遇的討論開始，現在對科學、哲學以及社會統計的問題都證明有很大重要性。
事實上，一切經驗知識的心智基礎都可以說是概率問題，都可以用賭博的術語去表達。
    帕斯卡爾還對液體的平衡進行了實驗。比克曼（Beekman）和巴利安尼（Balliani）
在1615年和1630年先後都注意到抽水唧筒有壓縮空氣的作用。伽利略說，有一位工人告
訴他，唧筒打水的高度不能超過「18時」（可能約27呎），1640年左右，伯提（Berti
即Al-berti）在羅馬也進行了這些實驗。這就促使托裡拆利在1643年制造出一個水銀氣
壓計，果然不出他的所料，密度很大的水銀柱的高度不超過30時。後來，在帕斯卡爾的
指導下，一具氣壓計被人帶上多姆山（Puy de Dome）上。儀器愈向上搬，大氣壓力就
愈減少，水銀柱也愈降低。由此可見水銀柱不下落是因為有空氣壓力支持，而不像亞里
斯多德派所說的那樣，是由於自然「厭惡真空」。

    妖術

    妖術的信仰和巫術的實施當然在史前期就有了，事實上，早期宗教和自然科學也許
就是從妖術和巫術所形成的觀念中脫胎出來的。但是在教會最初征服世界以後，豐產崇
拜的巫術和其他形式的妖術，便被有知識的人看做是異教的遺跡，不再為人所畏懼了。
聖•博尼費斯（Saint Boniface，680－755年）把對於妖術的信仰歸入魔鬼的誘惑之列，
查理大帝的法律則規定，如有以妖術罪名致人於死者，其罪等於謀殺。教會對此也取寬
大態度——明知不對而招喚惡魔，不是異端，只是罪惡。
    但是到中世紀後期，惡魔便聲名大著。豐產崇拜的巫術，由於摩尼教異端的關係而
恢復起來，到後來，魔鬼竟成為被壓迫者崇拜的對象——一位被剝奪了王位繼承權的魔
王。聖•阿奎那運用了他巧妙的機智為教會過去對於妖術的態度巧加辯解；他說，雖然
相信魔鬼能夠制造天然的雷雨是異端，但是如果以為魔鬼在上帝的許可下可以制造一點
人工的雷雨，那是與天主教的信仰沒有抵觸的。1484年，教皇英諾森八世（Pope
Innocent VIII）代表教會對群眾認為可以與惡魔和鬼物交通的信仰，以及群眾對於妖
人和女巫的魔力的信仰，給予正式制裁。於是這樣有罪的人都變成了異端分子，正統派
也就獲得了一個可怕的新武器：凡是異端分子都可宣佈為妖人，而激起群眾對他的憤怒。
有些犧牲者實際是摩尼教或其他原始宗教的正當信徒，因舉行儀式而遭受火刑，還有許
多則是為人所誣陷的。
    宗教改革的時候，新教徒把這些觀念接受下來。他們可以引用聖經上的誥誡：「行
邪術的女人，不可容她在活」。雖然古代的教會法典只是對妖術的真實性表示懷疑，他
們也用不著去巧加辯解了。新教徒與羅馬教徒在迫害女巫方面，互相競賽。在大陸上，
招認與告發都是依照法律按正規途徑用酷刑逼出來的，差不多所有的被告部招認了。在
英國只有特殊法庭才有權使用酷刑，民事法庭無此權，被告者大半到死不承認他們有罪。
據估計二百年內整個歐洲死於此難的人為數在七十五萬以上。被告的人要想逃脫是很困
難的。如果自認有罪，他們立刻就被活活焚死；如果不招認，他們便受到酷刑，直到招
認為止。
    十五世紀出版的宗教審判官的敵本《奸人的懲罰》中，有關於審判女巫的方法的記
載。那裡所記載的野蠻的和不守信義的法律程序簡直令人不能置信。不拘什麼方式，只
要能得到供狀，都是法律所允許的。在施酷刑前後，審判官應該答應保全被告的生命但
不告訴她要把她下獄。這種諾言應該暫時有效，但以後還是應該把她燒死。在別的場合
下審判官應該保證慈悲為懷，「但要有這樣的心理保留：他的慈悲是對自己或對國家而
言的」。
    很少人敢冒慘死的危險去對這種瘋狂的迫害提出公開的抗議。這樣做的第一人也許
是阿格裡帕（Cornelius Agrippa，1486-1535年）醫生。第二人可能是韋爾（John
Werer）。他是克勒夫斯的威廉公爵（Duke William of Cleves）的侍醫。靠了公爵的
保護，他才敢這樣做。1563年，韋爾出版了一本書，說明所謂妖術通常是由於魔鬼們造
成的幻覺而產生的，因為魔鬼們總是利用女人的弱點來制造他們所喜歡的迷信的殘酷行
為和無辜的流血。一位住在肯特（Kent）郡的納士斯科特（Reginald Scot）在《巫術
的真相》（1584）一書裡，采取了現代的常識性的看法，認為整個這件事是愚昧、幻覺、
欺詐與誣告的大雜燴。斯科特的書幾次翻印，在某一個時間內「對於地方官與僧侶有很
大影響」。一位耶穌會教士斯皮（Spee）神父在不到兩年之中陪伴了大約二百位犧牲者
到維爾茨堡（Wurzburg）的火刑場去。他對這個經驗驚駭不置。他說他相信這些人都是
無罪的。他們的招認千篇一律，因為他們寧肯早死，不願再受酷刑。1631年他發表了一
本隱名的書，書中說：「如果對所有教會的僧侶、博士和主教施以他們所用的酷刑的話，
可以使他們個個都招認他們施行過巫術。」
    但是這些應當名垂千古的勇士們，並不能制止蔓延到社會各階級的瘋狂的浪潮。詹
姆斯一世寫了一本關於妖術的書，對韋耶爾與斯科特加以譴責；連大醫生如哈維爵士與
布朗爵士（Sir Thomas Browne）也參與對女巫進行檢查。酷刑與烈火的狂歡仍舊流行
整個歐洲，一直至十七世紀之末或更後。這件事是現今的集權主義時代以前人類歷史上
最黑暗、最可恥的一頁。
    妖術信仰的衰退與它的興起一樣缺乏明顯的理由。文明世界在停止焚燒女巫以前，
已漸漸了解不能再相信有妖人的存在了。這並不是由於世人變得更寬大、更人道了，而
是由於世人更懷疑和不畏懼女巫的力量了。事實上，這個世界正在准備迎接十八世紀的
唯理論哲學和冷靜的唯智論。至少在這個問題上，唯理論哲學和唯智論是有一件功勞值
得大書特書的。很明白，這種態度的改變主要是由於科學的進步。科學已經慢慢地確定
了人類支配自然的界限並揭示了人類支配自然的方法。這個階段是後來才達到的。本章
所述的重要時期，則始終由於對妖術的非理性的信仰，而暗然無光。即使在三百年後的
今天，這類信仰還潛藏在表面之下，隨時可以在各階級的無知無識的人們中間復活。

    數學

    當代對巫術和科學混淆不分的情況，很可以在約翰•迪伊（John Dee，1527－1608
年）身上看到。他把大部分時間都消耗在占星術、煉金術與招魂術上面，但是同時他卻
又是一位極合格的數學家，哥白尼學說的最早的支持者。他在比林斯利（Billingsley）
於1570年所發表的歐幾里得著作的英語譯本上寫了一篇有學術意義的序言。在1582年教
皇格雷哥裡十三世把有誤差的曆法改正了十天的時候，伊麗莎白女王政府聘請約翰•迪
伊就實施這項改革的方法提出報告。只是由於英國教會主教們的反對，英國實施這項改
革的時間才推遲了170年。約翰•迪伊在1547年從低地國家帶回了夫裡希斯（Frisius）
所制造的天文學家用的十字規和刻度環，以及麥卡托（Mercator）所制的兩個地球模型。
麥卡托因為製成互成直交的經緯線的地球平面投影圖而著名於世。史特維納斯所發明的
十進分數法也促進了應用數學的發展。
    在這一時期裡航海術得到有效的改進。前面講過（100頁）航海術開始於葡萄牙王
子亨利，到了有名的霍金斯（Hawkins）、弗羅比希（Frobisher）、德雷克（Drake）
和臘勒（Ralegh）的時候就告一段落。荷蘭人在埃裡克曾（Erikszen）與洪特曼
（Nontman）等人的領導下，於十六世紀末開始探險，很快就在東西印度群島建立了殖
民地。1601年荷蘭的東印度公司獲得特許開發權，稍後英國也成立了類似的公司。
    在新舊時期交接之際，有一位孤零零的人物霍羅克斯（Jeremiah Horrocks，1617
－1641年）值得一提。他是蘭開夏郡（Lanca shire）貧苦教區的一個教士。他追隨刻
卜勒的研究成果之後，認為月球的軌道是橢圓（地球在其一個焦點上），並且首先預測
並觀測了金星過日面的現象。這就使他能夠改正金星軌道上的誤差並估算出它的直徑。
五十年後，牛頓承認他從霍羅克斯那裡受益不淺。

    科學的起源

    在本章內我們終於看到近代科學的真正起源。在文藝復興時，自然科學還是哲學的
一個分支；但在我們剛才講過的時期中，它已經找到了自己的觀察與實驗的方法，在可
以應用這些方法的地方還得到數學分析的幫助。哥白尼與刻卜勒雖然仍在數學的和諧中
尋找最後因，並且在牛頓的時代以後很久，這個思路還是存在著，往往以為在每個現象
可以用數學方式從量上加以表示以後，這個現象就算既得到了科學上的解釋，也得到了
哲學上的解釋了。可是這個傾向對於實驗科學家並沒有什麼妨礙。他們丟掉了理性的全
面的綜合這條鍍金鎖鏈（不管它是亞里斯多德的還是柏拉圖的），因而可以自由而謙卑
地接受事實，即使這些事實不能嵌合到一個普遍的知識體系裡去。但事實也開始在這裡
或那裡湊合起來，加七巧版的零塊一樣，使得圖案的某些部分赫然出現。在下一時期內，
這個動向在牛頓關於重力定律的表述中表現出來，那是科學上的第一次大綜合，但在十
八世紀法國百科全書派的誇大的機械哲學中，這個動向也許就擺動得太遠了。
 
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