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科学中的革命-第22部分
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而且，它以介绍伽利略、伽桑狄以及笛卡尔等人在运动学方面的成就而闻名。查尔顿在
这部书中毫不怀疑地认为，伽利略的研究是全新的研究。他认为“伟大的伽利略”“奠
定了运动本质的…基础”，正是这一成就导致了“亚里士多德的有关学说”的“覆灭”
（p．435）。他认识到了，“没有一位古人的探讨”深入到“物体向下运动”时速度增
加的“比率或速率”，而伽利略却发现了这个问题，此外，正是这位“伟大的伽利略”
完成了“对大自然最鲜为人知的奥秘的探讨，这种探讨是无与伦比的”（35，455）。
在17世纪的科学文献中，伽利略似乎不仅是运动定律的发现者和亚里土多德的驳斥
者，而且还是最早用望远镜观察天空的探索者。约瑟夫·格兰维尔在其论文《现代实用
知识的改进》中（1676，18－19），用了整整一页的篇幅来论述伽利略用望远镜所做出
的发现：
在［第谷·布拉赫］以后随继而来的时代，亦即我们这个时代，他的发现和他的前
辈人著名的哥白尼的那些发现得到了非常好的应用；而且，天文学在人们心目中获得了
有史以来最为崇高、最为完美的地位。如果愿意的话，可以用一部书的篇幅来描写所有
独特的发现，但我不想这样做，我只想简要地谈一下。我打算先谈谈伽利略，这位享有
盛名的望远镜的创造者，尽管首先发明这种绝妙的望远镜的荣誉应归于阿姆斯特丹的雅
各布斯·梅齐乌斯，但改进了它的却是著名的伽利略，而且是他首先把望远镜应用于对
星空的观测；凭借得天独厚的优势，他发现了银河的本质，发现了猎户星座上端由21颗
新星组成的星云，和由36颗新星在巨蟹座中共同构成的另一处星云，他还发现了土星的
光环，木星的卫星，他把它们的运动汇编成了一个星历表。根据这些新月状的东西就可
以确定木星到地球的距离，以及到子午圈的距离，这将是一件很有意义的事，因为这总
可以通过一年一次或两次的月食来测量；其实，根据这些新的行星的星蚀进行计算的机
会是常有的，这一年反复出现了480次。此外，（望远镜还促使）伽利略发现了奇怪的土
星位相，它有时是椭圆形的，有时是圆形的；金星也像月球一样有时增大，有时缩小；
他还发现了太阳的黑点，以及它围绕自己的中轴的自转；还发现了由其不同位置的黑点
集合而成的月球的天平动；以及其他一些令人惊讶的、具有实用价值的奇妙的现象，它
们是古人从未见到过的。
也许可以把这段会令读者窒息的说明与格兰维尔对开普勒一带而过的叙述加以对照：
下一个要谈的是开普勒，他首先提出了椭圆假说，并对火星的运动进行了极为准确
的和富有启发性的观察；他还用最为清晰和明确的方式撰写出了哥白尼天文学的概要，
书中含有其他一些人的发现，也有他本人的几项著名的发现；书中没有提到星历表，也
没有提到有关营星的著作。格兰维尔甚至没有提及开普勒的面积定律或和谐定律，而已
显然对开普勒以行星运动的物理学原因为基础建立新的天文学纲领并不重视。
牛顿在《原理》中指出，伽利略之所以名扬天下，不仅是因为三项运动定律中的头
两项定律，而且还是因为这头两项定律的推论，它们涉及到了向量速度的组合问题及其
解决办法。’所以，牛顿为伽利略欢呼，说伽利略是他自己的理论力学最初的奠基者，
同时却贬低了开普勒的作用：说他只是行星运动的第三定律或和谐定律的发现者，彗星
的观察者。他甚至怀疑开普勒是否发现了椭圆轨道定律和面积定律。（有关牛顿和开普
勒的讨论，参见科恩1975）17世纪的天文学无疑就是伽利略天文学。伽利略倡导使用望
远镜，从而使天文学的观察基础发生了革命，并使他以现代科学奠基者之一的身份赢得
了主导地位。他对自由下落问题的研究。他对抛射体运动和沿斜面向下的运动的分析，
业已成为与实验相结合的数学分析的典范。他所发现的有关匀速运动和匀加速运动的定
律依然是这门科学的基础。实验方法，尤其是那些每次可能只改变一个参量的实验方法，
仍旧以他的名字命名。伽利略比开普勒（他没有伽利略那种用实验获取知识的惊人才能）
和吉伯（他缺少伽利略的那种数学知识）更胜一筹，他的研究体现了科学的新的特点，
这些特点则是科学革命的表征。伽利略是现代科学最伟大的奠基者之一，他是科学革命
中的一位英雄人物。
然而，伽利略革命并没有完成。在其运动问题的研究中，伽利略把他的注意力主要
集中在我们今天会称之为运动学的那部分。他已经开始思考地球运动中力的作用，但他
所取得的最重要的进展并不是在这方面。与开普勒不同，伽利略本人完全没有注意到，
宇宙中的作用力、地球的作用力或太阳的作用力，有可能是行星运动现象的原因。他无
视开普勒行星运动定律的发现，而且嘲弄开普勒的这一见解：月球远距离的作用力有可
能是导致海洋中潮汐运动的原因。在科学中，伽利略革命的完成还需要有另一个阶段的
革命，那就是对惯性、对加速度产生的地球的和天体的作用力的认识，伽利略本人在这
些问题方面的思考尚处于萌芽阶段。牛顿革命使伽利略已经完成的工作中的潜力得以实
现，而且取得了远远不仅如此的成就。当然，在此之前还需要有半个世纪的发展时期。
说伽利略科学革命的完成还需要有一场更为深入的革命，而伽利略在运动原理和运动定
律方面所做出的那些伟大发现——就其所达到的程度而言——只是有可能成为科学革命
顶峰的宇宙动力学的发现的初级阶段，这一结论对这位曾在科学史上享有如此高的声望
的人来讲，并不是什么不光彩的事情。
第九章 培根与笛卡尔
科学革命是对方法甚为关注的时期。有关这一课题的部分文献，反映出了这一新时
期的自我意识的状况，在这一时期，人们认为，对知识的发展而言，正确的规则和程序
比洞察力和才智更为重要。17世纪发表的一篇又一篇专题论文，要么始于对方法的讨论，
要么终于某一方法论命题。例如，有关方法这一课题最著名的著作之———笛卡尔的
《方法谈》（1637），其写作和出版就是为了介绍三部科学著作：《几何学》、《气象
学》和《屈光学》。在牛顿的著作中，阅读面最广、最常被人们引用的著作之一，是那
篇方法论的“总附注”，此文是为《原理》（1713）第二版写的一个总结，在其中，他
讨论了自然哲学中解释的本质以及假说的作用。
方法问题之所以成为科学革命的中心，是因为新的科学或新的哲学主要的创新之处
在于数学与实验的结合。旧的知识，是由各个学派、立法部门、学者并借助圣人、神的
启示以及《圣经》等的权威通过立法确立下来的，17世纪的科学被认为是以经验和正确
的感知为基础的。任何一位通晓实验技术的人都可以对科学真理进行检验——这正是新
的科学与传统知识，无论是旧的科学、哲学或是神学，大相径庭的一个因素。而且，方
法很容易掌握，从而使任何一个人都可以做出发现或找出新的真理。正因为如此，新的
科学成了文明史中最伟大的促进民主的动力之一。真理的发现，不再只是少数几位精英
——极为体面或有着非同凡响的天资的男人或女人才能得到的赏赐了。在介绍其方法时，
笛卡尔说：“我从来没有自负，认为自己的心智有丝毫比一般人的心智更加完善的地方”
（笛卡尔1965，4）。17世纪的科学没有哪方面像其方法及方法带来的结果那样富有革命
性。
科学革命造就了两位杰出的集方法之大成者：弗兰西斯·培根和勒内·笛卡尔。对
培根在科学史上的地位，人们的看法有些分歧，因为他不是一位科学家，他甚至无视他
那个时代哥白尼、吉伯以及伽利略等人做出的那些伟大发现。相反，笛卡尔在物理学和
数学领域都是一位受人尊敬的人物，而且被普遍地认为是现代第一流的哲学家之一。在
本章中我们将探讨这一问题，即17世纪的科学中是否曾有过一场培根革命或笛卡尔革命，
或者说，培根和笛卡尔是否也像哥白尼、吉伯和开普勒那样，为阐明、强调或（只在某
种程度上）使科学革命具有某些基本特色做出了相当重要的贡献。
弗兰西斯·培根：新科学的先驱
人们通常认为，培根对科学革命的贡献有四个方面：作为一名科学哲学家，他提倡
了一种研究大自然的方法；他集中地对科学（以及广义地讲，人类知识）进行了分类；
他洞察到，新科学的实际应用将会改进生活的质量和人类对大自然的控制讲且，他设想
并组织了科学共同体（强调了科学院校和科学团体的重要性）。培根是归纳法的代言人，
而归纳法——与大量的实验和观察相结合——构成了许多科学的基础，培根也就因此成
了新科学的代言人。
培根抨击说，纯归纳逻辑没有创造性，因为它永远也不能使知识增加。他还抨击了
老式的简单枚举归纳法，因为这种方法只有在所涉及的事物的类都是有限的和可达的情
况下才能适用（参见昆顿1980，56…57），例如这一命题：皇家学会的创始人都是年过3
0的男子。培根断言，他的新归纳法超过了这种亚里士多德的完全的或完备的归纳法（
“以简单的枚举进行归纳的方法”——NOV．Org。，bk．l，aph．105），因为它将导致
对所有事物的概括，而不仅仅是对某一有限枚举的所有成员所具有的某种性质的概括。
培根注意到，一个人是无法在普遍的意义上证明归纳的真的。“所有”这个词，肯定总
是含有一种可能性，即有可能发现归纳概括的例外，因为归纳概括是——实际上它必然
是—一以有限的例子为基础的。培根认为，单凭一个反例就足以否证一个归纳，而每一
个正面的证明所能做到的只是增加我们的信念，这一正确的评价使培根赢得了荣誉。因
此，在其《新工具》（bk．l，aph．46＝1905，266）中，他指出，反例更有力（“maj
or est vis instaniae negativae”）。培根这么早就认识到了那些原则，即本世纪的
G．H．冯·赖特和卡尔·波普尔所阐述的规律——自然或理论不是可证实的，而是可否
证的；培根的这一功劳是了不起的。
培根认为，他所提出的在实验基础上进行归纳的方法，将会为科学提供一种新工具
（novum organum），以取代亚里士多德的归纳逻辑这种老式的工具。培根不重视假说，
他设想，科学的发展，是通过把实验和观察积累起来的实际资料汇集成大量的图表而完
成的。当然，培根正确地认识到，仅靠信息的积累并不足以产生有用的归纳科学原则；
他提倡进行筛选，但这样一来问题就出现了：怎样确立筛选原则？玻意耳、胡克、牛顿
等科学家在不同程度上表述了他们各自对培根哲学的信奉。在其《原理》（2nd ed．17
13；3rd ed．1726）一书中，牛顿甚至探讨了归纳法的推广，即从可以实际对其进行实
验的物体的属性或性质推广到“一切物体所固有的属性”（rule 3，bk．3）。他断然指
出，培根已经用某种方式充分证明了“我们必须把那些从各种现象中运用一般归纳而导
出的命题看作是完全正确的，或者是非常接近于正确的；虽然可以想象出各种与它相反
的假说，但是在没有出现其他现象足以使之更为正确或者出现例外之前，仍应对它持如
此态度”（3rd ed。，rule 4）。“这条规则，”他说，“必须遵守，以便不致于用假说
来回避归纳论证。”
培根的实证论对17世纪科学思想的影响，可以从“判决性实验”这一概念的出现中
略见一斑，伊萨克。牛顿在对他1672年的实验的描述中，在有关日光的分析与合成理论及
颜色本质的理论中，十分有效地使用了这一概念。这种表述出目胡克的《显微术》（16
65，56），它是胡克从培根的“判决性事例”这一概念演变过来的（1905，343；培根，
Nov．Organ．bk．2，aph，36）。牛顿对假说持反对态度，他在《原理》（2nd ed．）
最后的总附注中所概括出的口号“力戒假说”就是一个例子，而培根的思想还有可能是
这种态度的主要根源。
如果培根的一般归纳法真的被许多科学家采用的话，培根的程序分类和他的详细的
规则也就无人遵循了。那些传统的辩护者们说，培根起到了科学方法的革新者和集大成
者的作用（福勒1881，Ch，4），其实，这种说法在哲学中而非科学中更为恰当。培根的
《新工具》读起来不像是一部论述现代科学的著作，他对热的讨论（这种方法在第二卷
中的主要应用）更像是他应当抨击的亚里土多德和经院哲学式的讨论，而不像是新科学
的一个范例。尤其像查尔斯·桑德斯·皮尔斯指出的那样，没有哪个培根除错表式的
“机械论”系统能够产生有意义的新的科学知识。“培根勋爵〔有关方法〕的观念超过
了以前的见解，”皮尔斯（1934，224）写道，“对他的夸大其辞毫无畏惧的现代读者首
先得到的印象就是，他有关科学发展过程的看法是不充分的。”
此外，培根科学观中一个显而易见的不足之处就是，没有认识到数学在科学理论中
的重要作用。强调事实的积累而不是假说的设立固然好，但培根所谓的发展过程却轻视
概念的更新，而现已证明，在科学的发展中，概念的更新甚至比事实和限定性的归纳更
为重要。皇家学会确实曾提出，把大量收集有关矿石、手工行业等等的实际资料作为它
的一个目的。然而，实际的科学发展模式却往往（而且依然提概念性和理论性的，决非
只是事实性的。我们有什么理由把拒绝承认伽利略发现木星卫星的人说成是所谓的科学
方法的代言人呢？！
在科学史中，有一种学科在传统上是按照真正的培根方式发展的，这就是气象学。
长期以来，在世界各地众多的气象站中，科学家们一直在以一种会使弗兰西斯·培根欣
喜的方式收集着有关温度、湿度、降雨量以及风力、风向情况的资料。不过有据可查的
是，科学的这一分支没有（以归纳的或其他别的什么方式）像物理学、化学、生物学及
地质学那样，发展成一门实用的理论体系。我们可以谈论天气，但我们不能十分准确地
预报天气，也不能使天气有所改变。
也许，培根使科学哲学发生了革命，但他无疑并没有在科学领域中引起一场培根革
命。培根对科学的分类，实际上是对知识的分类，情况亦是如此（有关这一问题请参见
福勒1881，Ch．3；昆顿1980，ch．6）。培根体系被修正了，随后又荣幸地以表格和图
解的形式出现在18世纪中叶狄德罗和达朗贝所编的伟大的《百科全书》的简介和导论中。
无论如何，培根可能在哲学这一领域做出了伟大的贡献，但它并没有在科学中构成一场
革命。
那么，对于培根与科学革命的关系我们将提出什么结论呢？我像昆顿（1980，83）
一样认为，培根主要在两个方面，即�
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