近代医学革命研究
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第一章 绪论

第一节 何为近代医学革命

“医学革命”一词无论在日常生活中,还是在各种权威性期刊数据库中,都不是一个陌生的词。它常被医生或从事医学史研究的人用来描述医学的某一方面或某一领域内出现的重大进展或变革,形成的语词概念常常为“××(如糖尿病)医学革命”或“第×次医学革命”。

然而,在众多论及“医学革命”的文章、论文和书籍里,却鲜有讨论其在何种意义上使用“医学革命”这一概念的研究。中文文献里,虽有余云岫先生所著的《医学革命论》,但是这本书的内容是对中医的研究和批判,与本书讨论的为“现代医学之源”的近代科学革命背景下的“医学革命”并不相同。别的包含这一词汇的中文文献有的是直接把发生在医学领域内但凡称得上“变化”的,不加讨论地直接算作一场“革命”,有的则是直接将“医学革命”归结为某个人(如帕拉塞尔苏斯或维萨留斯等人)或某个医学史上的重大事件。在这一点上,即便放眼外文文献,[1]目前能找到的研究,其研究主题和内容也大多和中文文献类似。如与本书主题最为切近的《十七世纪的医学革命》[2]一书,也仅仅只是对17世纪的一些重要的医学人物和医学成就展开评述,并没有对其缘何认为17世纪发生过一场“医学革命”且这场革命究竟在西方医学史中有着怎样的地位和意义作一番澄清。而更多含有Medical Revolution Medicine of Revolution等检索词的英文文献,而内容也与中文文献大同小异,[3]不同之处仅仅是其谈论的“医学革命”所属的时期或事件不同罢了。

这样的论述,仅仅是对“革命”事件、人物的描述,即便也会关涉“革命”的意义和影响问题,却始终停留在对事件、人物进行具体的分析上,触及不到“革命”真正的本质内核。这样的研究现状又直接导致了当人们在定义“近代医学革命”这一概念时,其定义常常会出现指代不明、意见无法统一的现象。本书认为,造成这一现状的主要原因有以下两个。

一是因为近代医学革命可以说是开始得较早(约15世纪末开始)而完成得较晚(约20世纪初基本完成),有关这一问题本书会在第二章到第四章进行详细的阐述。总之,由于近代医学革命漫长而独特的发展历程,使得在诸多权威的“医学史”著作中,并未对其形成统一的看法。关于其概念方面的叙述也常常含混不清甚至前后矛盾。

如在意大利医学史家阿尔图罗·卡斯蒂廖尼所著的《医学史》(A History of Medicine)中,就认为自文艺复兴时期以来,引起医学革命的最主要的功臣应属于帕拉塞尔苏斯(P.A.T.B.Paracelsus von Hohenheim,1493—1541)。阿尔图罗说:“哲学上从被经院哲学所僵化了的亚里士多德到更高一层的柏拉图主义的概念的变革,和医学上从盖伦思想到希波克拉底的相似变革是自由研究平行发展的……文艺复兴时期最激烈的改革集中表现于帕拉塞尔苏斯身上。虽然不同时代的作者对他有不同的评价,然而毫无疑问,他在医学史上是个非常重要的角色。由于他的革新精神,医学获得了新的生命、新的方向。”[4]

而美国的医学史家洛伊斯·N.玛格纳在其所写的《医学史》中却认为自文艺复兴时期以来,医学发展过程中最大的革命源自哈维而非别人。他说:“同几乎所有的基础发现一样,哈维的工作激起了连珠炮似的大量新问题和争论的热潮。许多反对者不能或不愿理解哈维工作的含义,其他人则认为放弃对健康与疾病、诊断与治疗提供了合理解释的盖伦理论是不可能的。假若盖伦理论成为哈维的激进理论的牺牲品,那么医学还有什么可以遗留下来的?持续循环的理论引出了许多哈维都不能回答的难题,这些问题刺激哈维的追随者从事新的实验验证,而反对者指责哈维理论是无用的、错误的、不可能的、荒唐的、异端的、有害的……哈维充分意识到他的工作的革命性,他猜想40岁以下的人很难理解他。哈维的工作被认为是科学史上的一次革命,可以和牛顿相媲美……”[5]在这一点上,持相同意见——认为是哈维引领了近代医学革命的还有《剑桥插图医学史》的英国主编罗伊·波特(Roy Porter)。他在书中明确表示哈维具有“革命性的创意”,使得整个医学领域进入了“新科学”时代。[6]

比较新颖且独树一帜的还有在英国的克尔·瓦丁顿(Keir Waddington)教授,他将疾病概念的变革作为近代医学革命的本质。他认为:“不管是从十六世纪到二十世纪的前人,或是二十一世纪的无病呻吟者,都会同意英国诗人济慈(Keats)所说的‘每个人都有病’的观点。从这个角度来看,就不难理解疾病在过去的重要性,这不仅限于流行病或死亡率模式的改变。疾病、生病和身体不适,并非能够被轻易量化的简明概念。死亡率和流行病只能让历史学者知晓部分的故事。大疫年之外的日子,人们不仅必须面对日常生活的病痛,还要了解传染病、意外和工作与生活有关的疾病所带来的危险。身体不适经常是主观的,即使是日常生活常见的身体不适,也可能具有许多不同的意义……”[7]

事实上,第二个原因我们可以引用托马斯·库恩(Thomas S.Kuhn)在其著作《科学革命的结构》(Structure of Scientific Revolutions)里的一段话来说明。库恩写道:“我希望最后有一本更大篇幅的书在广度与深度上扩展本论文(当时库恩以论文的形式发表的这本书)中所论及的内容。有用的历史证据远非我下面所开拓的空间所能容下,而且来自生物科学史的证据与来自物理科学史的证据同样得多。我决定只涉及后者,这部分是因为增加本论文的连贯性,部分则是基于目前的能力……”[8]由这段话可知,库恩所选择和使用的“物理科学史的证据”一方面是由于其出身于物理学专业,对物理学更加熟悉,另一方面则是受限于其“目前的能力”。可以说,从这个意义上来讲,这不仅仅是库恩的问题,也是很多科学史家极少触碰医学史的真正原因。

但是,正如库恩所说,自己不去研究医学史并不是因为医学史上未曾发生过一场“医学革命”或这场“医学革命”对科学革命的关涉较小。如上所述,库恩之所以没有去讲述的主要原因是他认为这个问题远非他当前所做的功课能够完成,更可能超出了他的能力。然而,可能库恩自己也没想到,他的著作及思想对后世科学史家的影响,直接导致了科学史在后来偏向于以物理学、天文学为主来“解”近代的科学革命。很显然,这种以偏概全的做法,既不是库恩的初衷,也不应是科学史的常态。

作为一名临床医学专业出身的学者,笔者首先认同库恩当时的想法,但同时也深刻地意识到,当下不管是国内还是国外,学者们对与库恩提到的“生物科学史”关系密切的“医学思想史”在近代变革的关注和研究是远远不够的,对“近代医学”的变革以及其对近代科学革命的影响和作用也是缺乏深入、广泛的研究和讨论。

当然,和库恩类似,笔者之所以强调近代医学思想变革的重要性,一方面是考虑到自己的医学专业出身(库恩为物理学专业出身),笔者在这一问题的研究上可能有着一定的优势。然而更重要的是,本书所讨论的西方医学在近代发生的这场革命,对于整个科学史的影响和意义并不弱于库恩笔下的天文学革命(如上所述,这一点库恩自己也是承认的),接下来笔者将就这一问题进行详细的论述。

同天文学革命是由哥白尼、第谷、开普勒、伽利略和牛顿等一系列天才般的人物承上启下、通力完成的一般,近代医学革命若在同等意义上可称为革命,也绝非某个医学大家或某个重要的发明事件能一蹴而就。近代天文学革命不仅完成了一场观念的变革,同时也引入了全新的科学方法论,正因如此,其革命性毋庸置疑。近代医学革命若不是在同等的意义上有相应的变革,仅就某一个重要突破或变革进行切点式的讨论而不做逻辑性的论证,或很难说明其革命本质。

事实上,近代医学史上不乏前赴后继推进医学变革的众多医学大家,限于篇幅,本书仅从对于革命本身来说最具决定意义的两个方面进行论述,以说明这场革命何时以何种方式爆发及其与天文学革命乃至科学革命的关系。即与哥白尼的《天球运行论》相比,同年由维萨留斯出版的《人体结构论》中没有任何一处地方提到“上帝”,而相比一心复古的盖伦主义者维萨留斯,比他更早的帕拉塞尔苏斯已不再满足于文艺复兴的复古运动,而是明确提出了自己新的医学思想体系,并在药学领域内做出了开创性的贡献,再加上后期将数学和定量实验方法引进医学研究的威廉·哈维,可以说,相比天文学革命,医学领域内发生了一场时间更早、目的更明确、影响更加多元和广泛的革命。

一 何谓以“哥”解“科”?

当下,对于大多数人来说,“赛先生”的形象甚至比“德先生”更加模糊,因为人们往往习惯于把科学看成现成的、不容置疑的真理,故而不注重追根溯源。人们认识不到科学观念是如何在一个个活生生的人那里,伴随着什么样的具体困惑和努力而逐渐演进的,更体会不到科学与历史、文化之间的深刻联系。事实上,科学并不是在真空中成长起来的,每一步科学发展都有对先前的继承和变革。因此,科学哲学与科学史的研究应把科学放到具体的历史和文化中,正本清源地揭示出科学原有的发展历程,让人得以在多维的“复数化”的视角下认识和理解科学,从而获得更加完善的科学革命观、科学史观和科学发展观,让科技发展最终回归以人为本、为人服务的初心。

我们知道,“革命”一词并不是在所有的领域被提及时都如同在医学领域一般不能被确指而众说纷纭的。比如,当人们谈及近代“天文学革命”一词时,绝大部分的人们通常并不会对其所指代的事件及含义产生歧义。接受过一定教育的人可以轻松地说出其时代背景、历史经过和影响意义。人们甚至可以很容易地将其与影响了人类数个世纪且现在正处于巅峰发展状态的“科学”及近代的科学革命相关联。国内从事西方科学思想史研究的学者张卜天在翻译德国哲学家卡斯滕·哈里斯(Karsten Harries)的著作《无限与视角》(Infinity and Perspective)时也曾有过同样的感受。

他在该书的译后记中写道:“人们往往把现代世界的兴起与科学态度在16、17世纪的出现尤其是哥白尼联系在一起……然而,要想理解现代世界的兴起,就必须理解它在中世纪的开端。全球性的现代文化是中世纪基督教文化自我演进的一种产物,其先决条件是人们自我理解的一种转变,这种转变和人们对上帝、上帝与人、上帝与自然的关系的不断变化的理解密切相关……现代的自我肯定(self-assertion)必然笼罩着虚无主义的阴影,后现代思想已经对现代世界的发展提出了质疑。然而,只有理解了现代世界的正当性,我们才能开始理解和面对其非正当性。”[9]

因此,近代特别是自中世纪以来的这一段历史迫切需要更加丰富、本质性的考察,尤其需要对科学革命初期,发生在诸多领域内的重大事件和思想变革进行深刻的研究和反思,而不是仅仅停留在对天文学革命的迷恋上,进而误认为这便是科学革命的主要动因以及“现代性”的根源。倘若继续如此,这不仅对理解现代世界的“正当性”毫无益处,甚至决定着今天对现代性的反思和批判能否真正在一个更加全面、深刻的视域中进行。

对现代性的反思和批判方面,做得比较突出的有20世纪以社会批判、技术批判为主,从事批判理论研究的法兰克福学派。他们将批判的矛头指向高度发展的工业和科技,认为新的社会处处存在由于科技发展带来的“人的异化”,在这种异化下,人的发展被社会文化所抑制,实现人的全面自由发展更是前途渺茫。而这些问题的日益严峻及其给人类带来的无尽苦果暴露出来的正是伴随科学革命而产生、发展起来的现代科技盲目发展、一家独大的弊病。

笔者认为,事实上法兰克福学派对于技术批判问题的关注和考察也正好印证了上述关于现代世界正当性问题的讨论,即如果人们没有对文艺复兴时期以来的以科学革命思想为指导的现代世界的正当性有着正确的理解和认识,“解铃还须系铃人”,那么由“科学思想”和“技术发展”产生的“社会问题”和由此形成的“人的发展问题”就永远不会被正确地理解和认知,更不会被妥善地规避和解决。在这种情况下,科技发展所带来的种种风险均会被科学革命以来科学发展的“正当性”所掩盖,随着可以让人类文明丧失殆尽的各种“致毁技术”的出现,整个人类文明可能已经走上了倒计时阶段。

正因如此,不断重新审视和研究这段时期的科学史,有助于我们走出当今被固化已久的“科学”的繁荣“图景”[10],且能够在对科学时代一片叫好的氛围下始终保持理性、拥有批判和反思的思维能力,这也是本书致力于研究近代医学革命的主要原因之一。这里需要特别指出的是,近代医学革命这一概念的提出,并不仅仅旨在说明医学领域内发生了一场类似哥白尼革命的“革命”,事实上,本书对这一概念的论述更多的是为了强调:这是一场起源于文艺复兴,可能比我们今天提到的任何一场“近代革命”都更应该被“重视”的“革命”。它不仅仅是一场科学革命,更是一场“社会革命”。了解近代医学革命的这一特殊之处将对未来的科学发展乃至人类幸福有着重要的启示意义。

因此,笔者认为,当今哥白尼革命理解下的科学革命只是我们理解那段历史的一个路径,如果我们有着与其类似的诸多门径,那么我们就可以多方面、多角度地窥探这段历史,进而将看到一个逐渐逼近于真实的历史。与此同时,我们也会对当今处于绝对强势的“科学”的前身有更加翔实的了解,也只有这样,我们才能更加理性地看待和管理“科学”,而不是让人类逐渐沦为“科学”自身发展的奴隶。

二 哥白尼革命的本质是什么?

当然,近代天文学革命的地位和影响是由多种原因促成的。其中首要的原因自然是近代以哥白尼“日心说”为代表的自然哲学,对延续了将近两千年的古希腊传统(“地心说”)的自然哲学的颠覆性的“革命”(即一场直接涉及世界观的革命)。“在近代以前,古人就对‘天’的运动有所认识,其中以亚里士多德的理论受众最多,影响最广。直到‘科学革命’时期,对天界隐秘结构的逐步揭示才是科学革命的一种关键叙事,哥白尼、开普勒、伽利略和牛顿都是这一叙事中最重要的人物。事实上,在很长一段时间里,天文学的发展代表着科学革命时期的唯一叙事,因此,这也是这一时期被称为‘革命’的主要原因。”[11]

然而,发生在自然哲学领域的这场重大转折就其领域本身而言,其重要性备受关注。但笔者认为,近代以来的科学哲学家和科学史家对其的关注和研究,事实上在很大程度上影响了一直以来人们关于这场革命及这段历史的认知和态度。这种以哥白尼革命解释科学革命的方式不仅影响深远,甚至在学界乃至社会形成了一种叙述这些事件及这段历史的一个固有模式。这样一种叙事方式导致大多数学者和大众在思考它们的时候,都理所当然地接受了这段被“格式化”了的“历史”,更有甚者将其作为历史的“全部真相”。

众所周知,当代西方科学哲学界涌现出一大批论述“科学”及科学革命概念的学派和大家,如逻辑经验主义及其代表石里克、卡尔纳普、亨普尔和科恩等;否证论及其代表波普尔、拉卡托斯和沃金斯等;科学历史主义及其代表库恩、费耶阿本德、劳丹和瓦托夫斯基等;科学实在论及其代表本格、普特南和夏皮尔等。他们无一例外地都选取了历史上某一时期的重要科学事件来证明其理论的合理性,“概率”“日食观测”、哥白尼革命与见证了案例和理论不断被挑战质疑后的“不作保证”等。他们的工作和努力在帮助人们更好地理解“科学史”的同时,也深深地影响了人们对文艺复兴时期以来的科学革命的认知和理解。在牛津通识读本《科学革命》引言里甚至有这样的一段话:“科学革命——大约从1500年到1700年——是科学史上讨论最多的、最重要的时期。如果问10位科学史家科学革命的实质、时间段和影响是什么,你可能会得到15种回答。”[12]

当然,以上各个学派在其对“科学”的探讨中都有着他们各自的偏重,因此也必然使得其理论既有可取之处,也有存有争议的地方。当然,这也证明,要想对“革命”尤其是“科学革命”下一个可以被公允的定义并不是一件容易的事情。

笔者在此并不想说明上述哪一种对“科学”及科学革命的看法和态度能更好地促进人们对科学本身及科学发展的思考(这个问题在过去、现在、将来都是每一个科学哲学家、科学史家工作的重心)。笔者在此想着重讨论的是如下问题:第一,近代天文学革命这一概念缘何得以被确指,而与其发生在同一时代(1543年哥白尼出版了《天球运行论》,维萨留斯出版了《人体结构论》分别回击了当时基督教宣扬的上帝“创世”说即上面提到的上帝与自然的关系,“造人”说即上面提到的上帝与人的关系[13])甚至更早(帕拉塞尔苏斯在医学领域内掀起的变革更早于哥白尼革命)的近代医学革命能否获得与其同样的命运;第二,更进一步,在本书对文艺复兴时期及后期科学革命时期的相关重大事件进行详细梳理后,探讨近代医学革命的意义是否有可能超越近代天文学革命,而成为文艺复兴后期思想变革的更为本质的动因和动力;第三,在剖析近代天文学革命概念的形成,解析塑造近代医学革命的过程中,能否启发人们真正理解发生在中世纪的文艺复兴的真正内涵和追求,能否帮助人们看到更加接近真实的科学革命全貌,从而使今后的“科学”能够在更加全面、多维的历史背景下发展和进步。

基于以上,在此需要说明的是,首先本书的研究目的是基于那些发生且已经被人们所承认的“革命”展开的,故本书不对这些“革命”的概念作一番抽象的考察,如探讨它们是否是一场“革命”等,而是基于笔者自己的研究方法对这些现已发生了的“革命”作一番考察,并在此基础上提出本书的核心论点——近代医学革命。所以,本书是承认发生过一场近代天文学革命的,然而在何种意义上承认尚且需要做进一步的解释和澄清,因为这与说清楚本书的主题——何为近代医学革命密切相关。其次,虽然科学革命这一概念的定义众说纷纭、难以定论,但本书因涉及讨论近代医学革命对“科学革命”的意义和影响,故有必要说清楚本书在何种意义上看待和使用科学革命这一概念。

有鉴于此,接下来首要的任务便是将本书使用的科学革命(因科学革命这一概念涉及的内容过于庞杂且本书在“第六章近代医学革命与科学革命”中会有更加详细的关于科学革命与本书主题相关的内容的讨论,故在此只选取介绍其与本书主旨相关的概念内涵,关于科学革命的更多内容不再赘述)和近代天文学革命这两个概念解释清楚,从而为接下来进一步的叙述做好充分的准备。

“科学革命”一词虽被高频使用,但不管在中文还是英文中,都常被错误地使用。当用科学革命表达一种关于科学发展进程的哲学观念时,它表示科学发现常以阵发性的方式进行。它是一个通称,英文译作“Scientific Revolutions”(诸科学革命)。托马斯·库恩的《科学革命的结构》首次系统提出——18世纪便已使用和流行的——这个意义上的科学革命概念,在学界产生了深远的影响。[14]而科学革命还有一种特殊的用法,即表示科学(主要指近代科学)在历史上的一个很难确定年代的特定时期内发生的独一无二的剧变。这个意义上的科学革命概念译作“Scientific Revolution”,最早由巴特菲尔德在其1949年出版的《近代科学的起源》(The Origins of Modern Science)中提出并被广泛使用。但正如 I.B.科恩所表明的,科学革命作为一个术语曾在1913年以后被偶然使用,但作为理解近代早期科学起源的一种概念工具,则是由柯瓦雷在20世纪30年代创造的。[15]

当然,科学革命(Scientific Revolution)“究竟是一个独特的历史事件,可从‘诸科学革命’中拿出来特殊对待,抑或科学革命根本就不属于‘诸科学革命’,现在学界尚有争论,但无论如何,所有人都承认科学在近代早期发生了巨大变化。然而,其缘何被广泛称为‘革命’,这就得从近代天文学革命——哥白尼革命谈起了”[16]

(一)哥白尼革命

我们知道,近代哥白尼革命在狭义上是指哥白尼的“日心说”取代了以托勒密体系为代表的古希腊式的“地心说”思想。换句话说,哥白尼发动的近代天文学革命彻底否定了人类既往对“自身”在宇宙当中“位置”的认识,即把处于“中心”的位置从地球转移到了太阳;广义上则是指由天文学内部的一系列重要变革最终导致科学革命的重大事件,它包括继哥白尼之后,基于第谷的观测基础将哥白尼的证明引向更加本质的开普勒的理论变革,伽利略在方法论(实验—数学方法)上的创新和推进(发明望远镜、将理论—观测结果之间的关系数学化),以及牛顿天才般地集各家之长“站在巨人的肩膀上”提出了之后震惊世界、改变过去的划时代成果——“经典力学理论”。这一系列近代科学史上的重大事件使得自中世纪以来逐渐摆脱宗教束缚的“科学”走向成熟,并开始与“宗教”势力分庭抗礼直至走向后期的锋芒毕露、不可一世。

这一自然哲学领域的重大变革,从根本上撼动了人类既有的宇宙观,使得人们不再相信宗教灌输的“上帝创造宇宙万物”的说辞,也不再像过去一样依赖自己的经验“常识”。没有比数学更为真实的东西,“科学”不再被理解为与“常识”一致,数学成了“科学”的“方法论”。人们对真理的认识再次回到了古希腊,回到了那个巴门尼德“存在者存在,非存在不存在”的轻感官、重概念的爱智旨趣当中。

“正如我们所看到的,哥白尼亲自提醒我们注意,他的科学与常识相左。事实上,如果常识是实在的量度,那么亚里士多德和托勒密的表现要远远优于哥白尼和新科学。后者以彻底远离常识为先决条件,愿意采用一个看似偏心的位置。”[17]“这种远离常识也是远离现象。实在的量度不是由感官给出的,而是由精神给出的。换句话说,实在本身是不可见的,而只能被思想所把握。我们所看到的永远只是现象。这种说法意味着感官的降级……”[18]

发生在16、17世纪的历史告诉我们,由于哥白尼在论证其“日心说”的证据时更偏重于与常识不同的“数学方法论”,因此,这种过于数学化、概念化的论证方式导致其在很长的时间内难以被公众所理解和接受。通过历史我们知道,“日心说”并没有在其刚提出时就受到认可,反而是饱受指责和争议,一直到开普勒时代它才被人们广泛地认识和接受。

在今天看来,“哥白尼革命”(本书除特别指出的地方外,哥白尼革命均指由哥白尼、第谷、伽利略和开普勒等人一起完成的广义革命,非单指哥白尼一人)的确将人类带入了一个全新的“宇宙”当中。这种在宇宙观上的革新,托马斯·库恩在其《科学革命的结构》中给出了恰当的评述:“天文学家用古老的仪器观察古老的对象,却能轻松而迅速地看到许多新东西,我们不由得要说,哥白尼之后的天文学家生活在一个不同的世界。”[19]

然而这种在“位置”上的重大变革即知觉世界发生的变革显然不足以推动一场真正意义深远的革命(指此后的科学革命),人们必须在思想上同时开启一种新的理解世界的方式(方法论的变革),由哥白尼开启和推动的这场发生在自然哲学领域的革命(科学革命)才得以可能最终完成。

哥白尼革命在宇宙观和方法论上对人类思想的重塑是革命性的。然而,当我们仔细考察这场变革会发现,哥白尼革命在“宇宙观”意义上的变革本质上也是基于其在“方法论”意义上的变革才得以最终实现的。这一点也是本书着重想要强调的地方之一。因此,下面就在这个意义上解读其本质,为何这场革命在宇宙观上的变革是基于其方法论变革的。

1.地心说

“地心说”(Geocentric model)有时也被称作“天动说”,该理论的核心思想认为地球为宇宙的中心,宇宙中其他天体包括太阳都以地球为中心而环绕运转。这一想法因托勒密提出的“本轮(小圆)”和“均轮(大圆)”[20]系统而得以在天文学计算上被推崇,而以此为基础形成的哲学和神学思想使得这一想法在中世纪的欧洲成为“官方”正式的宇宙观,14世纪但丁的叙事诗著作《神曲·天堂篇》里更是将“地心说”这一宇宙观推向了高潮。

“地心说”的理论原型最早可以追溯到公元前4世纪著名的古希腊数学家尤得塞斯(Eudoxus of Cnidus)那里,那时他就已经提出了“地心说”的最早的版本。他认为宇宙的中心是地球,其他天体都以同心圆的方式环绕地球旋转,通过将太阳旋转的方向设置为刚好相反于其他天体的旋转方向来解释一年四季的出现。在他的理论框架内,为了解释天体出现的“逆行”现象,每个旋转的天体都有不同的旋转方向和速度。此处值得一提的是,尤得塞斯的“地心说”理论后来被我们熟知的古希腊哲学巅峰巨匠亚里士多德接受并成为指导他观察和思考的“宇宙观”。

在尤得塞斯之后,古希腊几何学家阿波罗尼奥斯(Apollonius of Perga)大约在公元前3世纪提出了关于其他天体环绕地球的“本轮”和“均轮”的想法。在他之后,古希腊天文学家喜帕恰斯(Hipparkhos,又译作希帕克、伊巴谷、希帕克)于公元前2世纪前后也提出了类似观点并进行了进一步的天文学和数学论证。他们二位在天文学上的贡献被比他们晚将近三个世纪的古希腊天文学家托勒密写入了他的著作《天文学大成》,而《天文学大成》又很快成为风靡一时的天文学著作。因此虽然阿波罗尼奥斯和喜帕恰斯很早就提出了“本轮”和“均轮”的想法,但这些想法却被纳入托勒密构建的天文学体系之中,并被统一命名为“托勒密系统”。

“托勒密系统”是公元2世纪希腊天文学家托勒密(同时也是数学家、地理学家和占星学家)在总结古希腊天文学成就的基础上,并且在不违背亚里士多德自然哲学的前提下提出的关于“地心说”的系统理论。托勒密在他的著作《天文学大成》里系统地论证了这一想法,他大量引用了古希腊天文学家的观测和研究成果,尤其是对尤得塞斯提出的“均轮”和“本轮”的理论及喜帕恰斯提出的数学方法“三角法”的成功利用,使他很好地解答了当时人们对各种天文现象的疑惑和不解。在此基础上,他还编纂了星表,确定了一年的持续时间,等等。也正是因为托勒密在“地心体系”上的巨大贡献,后世常把地心体系称为“托勒密地心体系”。

图1-1 托勒密Claudius Ptolemy地心模型示意图

亚里士多德在自然哲学思想上对尤得塞斯和喜帕恰斯的“地心说”理论的继承,使得这位古希腊自然哲学的集大成者在自己的理论中有力地论证和推广了“地心说”[21]。而之后托勒密在“地心体系”上的贡献又奠定了“地心说”在天文学上的地位。这使得“地心说”不管是在哲学思想上还是在实际解释天文现象、制定星表和历法上都成了不可动摇的理论基石。

到了中世纪,基督教神学将亚里士多德的思想糅合进了他们的神学思想,主张神创造宇宙且在宇宙中心安置了地球以及人类。因此其他一切天体都是客体的,都必须围绕着主体地球旋转运动,“地心说”或“天动说”从此被正式视作为公认的宇宙观,成为牢不可破的真理。

于是,到了这里一个问题的出现便显得非常自然,那就是这种牢不可破的“真理”又是如何被“日心说”取代的呢?

2.日心说

“日心说”也常被称为“地动说”,它认为太阳是宇宙的中心而不是地球,故与“地心说”或“天动说”正好相对立。有明确记载的、最早提出“日心说”概念的是公元前3—公元前2世纪著名的天文学家和数学家阿里斯塔克斯(希腊语:,Aristarkhos);而最早将“日心说”宇宙模型系统地提出并论述的是15世纪的尼古拉·哥白尼(拉丁语:Nicolas Copernicus)。哥白尼在自己两部重要的著作《短论》和《天球运行论》中分别对“地球”和“其他天体”的运动做了细致的描述。与“地心说”认为地球“静止”在宇宙中心不同,在《短论》中他认为地球存在着三种运动:首先是地球围绕自己的轴旋转,方向为自西向东;其次是地球与太阳系其他天体都在进行着环绕太阳的公转运动,地球的公转方向和自转方向相同,都为逆时针,且一个公转周期定义为一个恒星年,因此公转运动也常被叫作周年运动;最后,是地球的自转轴相对于恒星太阳,沿着黄道做逐渐向西的运动,这种运动很好地解释了二分岁差。[22]

而在《天球运行论》中,哥白尼进一步提出了一些更为颠覆传统的观点。他认为宇宙中并没有一个所有天体轨道或天体共同环绕旋转的中心,太阳只不过是天体旋转的中心,并不是宇宙中心,宇宙的中心在太阳附近(受限于当时的知识发展,哥白尼的理论中必然也存在着缺陷或错误),而地球则是引力和月球轨道的中心,因此从地球上观测到的太阳的所有运动,都不过是地球自身的运动(即地球的自转和公转)引起的,并不是太阳的运动造成的。

在《天球运行论》中,哥白尼从七个方面详细地阐述了天体运动所必须满足的特点,而他用于论证的主要论据则是偏向于数学式的。比如他认为一个真正的科学假说或定理必须满足两个条件,其一是能很好地解释说明已观察到的现象,其二是不能与毕达哥拉斯学派提出的天体运动必须是圆周且是均匀的运动这一判断相左。

这种重视理论对实践的符合以及对数学逻辑推导结果的笃定,既引导了之后天文学的发展方向,也激励和鼓舞了后期的大天文学家们。典型的代表有后期在没有出现充足证据之时,依旧坚信“日心说”的布鲁诺、开普勒和伽利略。对布鲁诺的评价历史学家们仍有争议,在此不一一赘述,而开普勒和伽利略最初对“日心说”的相信则主要是来自他们对蕴含在哥白尼“日心说”中的数学逻辑的确信。

图1-2 《天球运行论》中哥白尼的宇宙观

因此,虽然伽利略在1609年发明了望远镜并初步观察到一些可以用来反对“地心说”的证据,然而由于他的观测结果并没有与第谷的观测数据充分吻合,因此他的观测结果尚不能很好地论证哥白尼的“日心说”。即便这样,此时的伽利略依旧无比坚信“日心说”的正确性,“不过也正是他的重大发明——望远镜的诞生,大大地拓展了天文学家们对宇宙的观测范围,提高了观测精度,可以说接下来天文学上取得的绝大部分重大的突破和成就都归功于望远镜的发明。我们甚至可以说,‘望远镜’才是中世纪宗教思想的最大的威胁”[23]

“日心说”的真正胜利来源于开普勒。开普勒在他晚年先后出版了《新天文学》(原书名:Astronomia nova,1609年出版)和《哥白尼天文学概要》(原书名:Epitome astronomiaeCopernicanae,1618—1621年分三部分出版)等著作。在他死后的几十年,天文学家们不断对他的理论进行实验,用更多的观测数据来验证他的理论。幸运的是,开普勒的理论和论据都很好地符合了当时的观测数据,也正因此他将“椭圆轨道”应用于“日心说”来修正之前“圆形轨道”的想法才逐渐被人们接受和认可。而也正是在这之后,“日心说”才终于在与“地心说”的角逐中获得了胜利,从此,“日心说”才成为人们看待、思考关于宇宙知识的新的基石。

德国著名诗人、思想家歌德(1749—1832)对这场革命这样评价道:“哥白尼学说撼动人类意识之深,自古以来无一种创见、无一种发明可与伦比。”“如果地球不是宇宙中心,无数古人相信的事物将成为一纸空言。谁还相信伊甸的乐园、赞美诗的颂歌、宗教的故事呢!”[24]

爱因斯坦也在哥白尼逝世410周年纪念会上有过这样的发言:“我们今天以愉快和感激的心情来纪念这样一个人,他对于西方摆脱教权统治和学术统治枷锁的精神解放所做的贡献几乎比谁都要大。”“哥白尼这一伟大成就,不仅铺平了通向近代天文学的道路,而且也帮助人们在宇宙观上引起了决定性的变革。一旦认识到地球不是宇宙中心,而只是较小的行星之一,以人类为中心的妄想也就站不住脚了。”[25]

从这些话里我们看到,哥白尼的日心说奠定了近代天文学发展的基础,其在颠覆人们宇宙观的同时,打破了人类对地球空间位置的固有认知,也实现了人类关于自我“位置”认知上的一次重大变革。这不仅是空间上的从“地球”到“太阳”的转变,更是心理上的从“上帝”到“自我”的变革。当然,这“变革”对人类命运是好是坏,走向何处,目前众说纷纭、并无定论,故需要我们在谨慎的态度下批判地看待人类这一“空间”和“心理”的“位置”变革。

(二)方法论之源流

想要说清楚哥白尼革命[26]在方法论意义上实现的转向,就必须从哲学的开端古希腊时期说起。古希腊时期的哲学总的来说是围绕着“一”和“多”展开的哲学。这使得他们不约而同地去追寻那藏在背后的、更为本质的始源。他们认为,宇宙万物都有着唯一的共同的本原,这本原是最初的,也是永恒的。于是他们既不完全依赖于经验观察,也不满足于既有的神话叙述,而是试图通过思辨的理性,去探究所有事物背后的那个“同一”的原理和一切变化的“原质”。

因此虽然泰勒斯(Thales)宣称本原是水,阿那克西米尼(Anaximenes)通过思辨论证又宣称本原是气,赫拉克利特(Heraclitus)在此基础上进一步通过论证将本原认定为火(后期以毕达哥拉斯学派的思想为基础,提出了著名的“逻各斯”),但我们却可以在他们各自的证明中始终看到那保持着一致的原则,即他们认为的“本原”一定是物质的,而且有且只有一个。这是欧洲思想史上第一次试图通过否定感官而达到抽象概念化的思维探索,虽然此时他们的“世界观”仍然是主要依赖经验而建立起来的,但他们已经开始努力通过这种“寻一”的思维方法去寻找更高的“不定型”或“抽象”的“本原”物质。

而后,毕达哥拉斯学派(因后世很难将毕达哥拉斯本人和其学派的学说分开,故在此使用“毕达哥拉斯学派”这一概念)在米利都学派的基础上继续寻觅这事物背后的更高的“存在”。他们找到了“数”,并在此基础上将前人还逃不出的对感官和物质的依赖彻底摒弃,认为“数”才是可以解释世上一切事物的更本质的那个“一”。他们提出了对后期柏拉图思想影响巨大的“理念论”和“共相论”,对概念性的东西和感知性的东西作了区分,并认为前者是真正完美、永恒的,而后者总是带有缺憾和不足的。

从毕达哥拉斯学派开始,那个最高的、唯一的始源“一”彻底和感官“物质”划清了界限,思维方法走向了“数”与“形”的分离(充分理解“数”与“形”的分离还需要了解第一次“数学危机”的起因、过程和结果,因不属于本书重点,故不做过多叙述),这种概念与感官的分离在之后柏拉图那里达到了顶峰,并从此成为哲学和神学最主要的思维方式。

在这之后,爱利亚学派(Eleatic)的巴门尼德在前人色诺芬尼的“神是不动的‘一’”思想的推动下提出了自己的“存在是不变不动的”和“思维与存在关系相同一”的两个命题,并最终通过否定感官,提出真实的存在就是“一”的哲学论断。后期出现的哲学家如恩培多克勒(Empedokles)、阿那克萨戈拉(Anaksagoras)和原子论者们都基本秉承了这一种思维方式,努力寻找更为抽象、脱离感官经验范围的那个“本质”或“一”,一直到苏格拉底的学生柏拉图,[27]将这样一种思维方式推到极致,提出了其影响万世的“理念论”。

根据柏拉图的著述,我们知道柏拉图之所以能够提出他的“理念论”,与他的老师苏格拉底始终秉持着比起关注眼前的感性事物而言更关注事物背后的普遍本质即“定义”这一思想有着密不可分的关系。在柏拉图的“理念论”里,世上一切事物和概念范畴的存在根据皆为“理念”,且“理念”本身不仅是一个实在的本体,还是所有实在中最为本质的真正的“实在”。由于柏拉图将一切个别可感事物的存在根据设定在其“理念”里,因此便形成了一个“理念世界”,而在这个世界里,万事万物皆为对理念的分有,同时也都趋向于理念。在“理念”论的指导下,柏拉图眼中的可感事物必然就是不可靠的,也因此必然不能成为一切知识的来源,只有基于“理念”(抽象认识的结果)的认识才是获取知识的唯一途径。感性事物自此被彻底放置于与知识和真理毫不相关的境地中。柏拉图甚至这样描述人的认识活动的辩证性即他的“辩证法”,“人的理念决不引用任何感性事物,而只引用理念,从一个理念到另一个理念,并且归结到理念”[28]

柏拉图的哲学思想将真正的“实在”应为理性的思辨而非对可感事物的感性认知推到了极致,他的思想对后期中世纪经院神学产生了至关重要的影响,甚至一度使得哲学和宗教在近一千多年以来都陷入了“彼岸世界”而无法回头。虽然他的学生亚里士多德以“吾爱吾师,吾更爱真理”的名义对其老师柏拉图的“理念论”进行了挑战和批判,但其“第二实体”的提出,事实上显露出他的哲学思想依旧深受其老师影响而并没有完全跳出“理念论”的桎梏。

亚里士多德否定在个别事物之外独立存在着“理念”,且不认为“理念”在先而具体事物在后,因为亚里士多德认为若要区分“理念”和某个具体事物则需要增加一个“第三者”,而这样势必会陷入无穷倒退。

亚里士多德的“实体”概念(“实体,在最严格、最原始、最根本的意义上说,是既不述说一个主体,也不依存于一个主体的东西。如‘个别的人’、‘个别的马’”[29])更多地在追问存在是什么的问题。“尽管最初有许多意义,但实体在一切意义上都是最初的,不论在定义上、在认识上,还是在时间上。其他范畴都不能离开它独立存在。惟有实体才独立存在……存在是什么,换言之,实体是什么,不论在古老的过去、现在、以至永远的将来,都是个不断追寻总得不到答案的问题。有些人说它是一,有些人说它是多,有些人说它是有限的,有些人说它是无限的。所以,我们首要的问题,或者唯一的问题,就是考察这样的存在是什么。”[30]而这样的追问导致他认为柏拉图的“理念”让太多“非实体”成为“实体”。

所以在这个意义上柏拉图的“分有”和“摹仿”说显得怪诞且自相矛盾,如果一切在这个地方停了下来,那么毫无疑问,亚里士多德的思想此刻已经彻底与他的老师及前人的哲学有了质的不同,那就是一反既往的那种“思想为实,眼见为虚”的传统,将个别的、具体的事物看得比那些所谓“普遍、抽象”的“理念”更重要。

然而,正如后世争论的那样,亚里士多德确实有“二元论”的嫌疑,他徘徊于“唯物”与“唯心”之间,这主要源自于他对“实体”概念的分析。

亚里士多德虽将具体的可感事物当作“第一实体”,但他也在同时将逻辑上我们经常使用的“种”“属”概念当作第二实体。“人们所说的第二实体,是指作为属,包含第一实体的东西,就像种包含属一样。如,某个具体的人被包含在‘人’这个属之中,而‘人’这个属自身又被包含在‘动物’这个种之中。所以,这些是第二实体,如‘人’、‘动物’。”[31]

第二实体的设立,实际上再一次将“概念”当作了“实体”,不管第一实体具有何种优越性,从中都能看出亚里士多德的妥协和倒退。而这种妥协和倒退又具体表现在他对自然哲学的思考上,这些思考又集中表现在他诸多影响后世深远的自然哲学著作上,如《物理学(phusikesakroaseos)》《论天》《论生成和消灭》《天象学》和《论宇宙》等。

我们知道,在哥白尼之后,伽利略推翻了亚里士多德物理学中所谓的“重的物体先落地”的“不存在虚空”的理论。亚里士多德认为“从上面这些论述可以清楚地看到,分离的(不论是绝对的分离还是在稀薄的事物之中)虚空和潜在的虚空都是不存在的,除非人们完全愿意把被移动的原因称为虚空。但是倘若如此,作为重物和轻物这种东西的质料就会是虚空了。因为稠密和稀薄的东西是依据这种相反的性质才能进行移动的,但它们的承受和不承受则是依据硬和软。所以,它们不是移动的原因,而毋宁说是性质变化的原因”[32]

因此重的物体会先于轻的物体落地,而事实上,不管亚里士多德在他的《物理学》中作了多少的逻辑论证,推翻了多少前人关于存在虚空的理论,[33]所有这些思辨的结果却不如“比萨斜塔上的一个实验”[34](后世对这个实验是否存在以及当时的实验条件是否能有效地得出同时落地的结果充满了争议,此处仅引用其作为一个例子来说明“实验”的重要性),为什么会这样呢?

究其原因,亚里士多德更多关注逻辑上的自洽性。他的理论是基于部分观察结果的大量逻辑推理,尤其是基于他在《物理学》第二章论述的“四因说”和第三、四章论述的“潜能”“现实”以及“无限”的理论;而伽利略则是通过观察钟摆,通过对自然进行限定实验的方法去寻求实验结果。说得更通俗一些就是,亚里士多德的结论并不是基于实验结果而是基于对“现实”的预设,因为在目的论里,“目的”是先于一切而存在的,哪怕有些他的理论只需要动动手就可以验证,但他宁愿通过逻辑演绎去推导出或验证他的“结果”,也不愿意通过感官去反复实验验证。夸张地说,如果演绎逻辑能在无法用舌头尝出甜味之前基于某些经验可以推出某物是甜的,那么相信亚里士多德可能会认为,之后在条件允许的情况下用舌头去验证某物是否真是甜的这样的行动是多此一举的事情。

这样的事情还有很多,比如亚里士多德在其《论天》中认为“大地是不被运动的,它也不处在中心以外的任何地方”[35]、“地球是由水、气、火、土四种元素构成,而天体则是由‘以太’构成”[36]、“物体在外力下才能运动”[37]、“唯圆周运动能连续而无限”[38]等理论都被后世经过实验论证一一推翻。

当然我们不能苛求古人,亚里士多德所在的年代,其观察的手段、条件等非常有限,人们更多地依赖理性而非实际感官经验或可以增强感官能力的手段去对自然进行考察本是情理之中的。因为,即便是到了“伽利略的时代,仅在某一方面证明亚里士多德是错的并不算是伟大的成就。早在数十年前,拉姆斯(Pierre de la Ramee或Ramus)就提出亚里士多德的物理学完全不合乎科学法则。亚里士多德运动定律的不恰当至少在400年前就已经为人所知,并且自那时起已经有相当多的批评……”[39]也正是因为这样,由此可见对古希腊自然哲学体系的颠覆是不可能一蹴而就或由个人完成的,它必须是一场持续发酵的哥白尼革命,即从古希腊的亚里士多德到文艺复兴时期的“哥白尼革命”,人们在研究自然哲学时所依赖的方法论必然需要经历一个漫长的转向过程。

在今天看来,在科学革命进程当中,“亚里士多德主义的确遭遇了众多不同的强劲的竞争对手,这是在中世纪晚期没有遇到过的。在整个近代早期,新的世界观——磁的、化学论的、数学的、自然魔法的、机械论的,等等——均作为挑战者和貌似合理的替代品出现,而经院哲学则力图将新的材料和观念吸收到一种‘亚里士多德主义’框架中。不同世界体系的捍卫者之间的持续争论不仅引出了各种论战技巧,而且引出了对如何建立一种新的、全面的自然哲学这一紧迫挑战的大量不拘一格的回应。今天看来,很难想象近代早期会发展出如此众多关于基本问题和方法的观点和进路,也很难想象越来越多的自然哲学家会以如此的热忱富有成果地探索他们的世界,并且设计出大大小小的体系来尝试理解这一切。16、17世纪之所以是‘革命性的’,这是一个重要原因”[40]。(本书便是在“类似”的意义上提出和说明近代早期的“医学革命”的,有关“革命”一词在霍布斯和洛克那里的词义变化,本书在稍后的篇幅中会有较为详细的论述)

那么由哥白尼掀起的这场哥白尼革命究竟在方法论的变革上做了什么贡献,并导致了什么结果呢?

(三)“观察实验与数学的结合”——方法论意义上的革命

正如上面提到的,在亚里士多德那里和在文艺复兴之后的伽利略那里,关于不同重量物体其下落的相对速度的主张并不相同,而这一切从根本上说是因为他们各自的“物理学”是基于一个截然不同的“地球”上的,前者的地球是静止的,后者的地球是运动的。即“与亚里士多德的名字相联系的旧物理学体系,是一个以静止地球为宇宙中心的完备的科学体系。因此,要想用运动的地球来推翻这一体系,需要有一门新物理学。显然,如果能够表明旧物理学的不足,由它甚至会导出错误的结论,我们就有充分的理由拒绝旧的宇宙体系。反之,要想让人接受一个新的宇宙体系,就需要为之提供一门新的物理学……”[41]

如上所述,基于一个静止的地球还是基于一个会“自转”和“公转”的地球,在面对和解释日常经验事实时必然有着不同的解释体系。过去的基于“地静说”的解释体系在新的证据面前逐渐暴露出了其弊端性,此时便需要不同的解释体系,“地动说”或“日心说”在此时几乎是个必然的结果。而新的解释体系必然要有新的方法论来支持,否则当我们面对前人尚未注意到或观察到的新现象时,就不会有好的“搜集”工具来发现和整理它们,也就不会在此形成一个“现象累积”而最终产生质的变化即新的解释理论的诞生。如果真是那样的话,人类可能永远只会在前一种性质的“地球”中绕圈子,而始终无法获得现有的物理学成果,始终无法看清自然哲学所面对的这个世界的“庐山真面目”。

亚里士多德的物理学通常又被称作为常识物理学,顾名思义我们也可以知道,亚里士多德的物理学并非完全脱离实际,读过其著作的人很容易被这种常识物理学所吸引,因为它更容易让人理解和接受。“在这样的条件下,独立思考的主要渠道——甚至16世纪的重要争论——都是发生在发现古代作家观点彼此相违的地方。因而,在中世纪后期,虽然有从事实验和追溯尚未探索过的思想领域的人,但是,他们中的绝大多数都像原动力理论家那样只利用亚里士多德体系的最起码的东西,对一个理性思想家来说,这些东西在1500年后至少一定表现出像它在1500年前本应表现出的那种有效性。虽然中世纪后期也有仔细地观察自然,并极大地改进了观察的精确性的人,但这些人却倾向于编纂纯粹描述性的百科全书。当出现了要求加以解释的问题时,他们不是从自己的观察中推出他们的理论,却仍然依赖于已经由古代哲学提供给他们的整个解释的体系。弗朗西斯·培根早在17世纪就曾抱怨观察与解释之间的这种脱离,而他的目的之一正是要指出解释应该怎样从观察中得出。”[42]

正如培根所抱怨的那样,亚里士多德体系下的物理学并不完全从观察中获得相应的“解释”,而是更多地依赖“逻辑”,依赖亚里士多德建立起来的“形而上学”哲学体系。这也是本小节开始时将哥白尼革命解释为由哥白尼“日心说体系”的提出,受第谷、开普勒、伽利略等一系列伟大的物理学家们发展和巩固,并最终由牛顿将“新的物理学”体系彻底完成,而这一整体事件的原因是新的方法论的形成,经历了从发现矛盾—争论—确立新的方法论这样一个过程。

新的方法论和新的物理学几乎是孪生地出现的,伴随着这对“新事物”的出现,旧的亚里士多德体系下的“物理学”,因其并不是基于实验检验的“新”物理学,而是类似我们很多后人会轻易相信他的理论这一过程一样,亚里士多德接受了很多其老师及前人们的想法和观点。而这从新方法论下建立起来的当代科学体系内来看,显然是无法接受的。因此这便涉及哲学里一个被重点讨论和关注的问题,那就是柏拉图提出的那个经典的问题,即可以检验一切的那个“真理”是什么?在这里这个问题转换为我们究竟应该更信赖我们的逻辑推理,还是我们的观察和实验结果,或者我们有其他更好的选择?

接下来笔者就从这门新的物理学谈起,来说说哥白尼革命更深层次的意义在哪里,新物理学究竟“新”在何处?

我们知道,按照近代对“实验”的划分,哥白尼本人在其论著《天球运行论》中所做的研究工作,开普勒(这里不提第谷是因其贡献主要为收集观察数据,而并没有将结果进行数学化处理)、伽利略和牛顿早期对运动力学的分析等工作更多地类似于近代常被认为是“思想实验”的东西。这种“思想实验”虽也并未经过实际的“观察”结果或“实验”结果的支持,但只要认真阅读过他们的相关论著的人便可以知道,他们的“思想实验”是基于将问题“几何化”而在一种“数学模式”下论证的,而这与亚里士多德体系下的物理学完全不同。“亚里士多德的体系从未有助于形成这样的一个策略,这个策略是把问题几何化所必需的,而且它使科学本身更有义务去建立处理问题的数学模式。它甚至从未有助于解决像‘力的平行四边形’这样一种简单的事情,尽管西蒙·斯蒂文可能并非是绝对的独创,但当他做出这个发明时伽利略还是青年。亚里士多德体系不赞成组合运动的观念,也不适于用数学处理当两种运动复合时物体所遵循的路径。”[43]

伽利略特别重视数学在应用科学方法上的重要作用,他的实物与几何图形符合程度的研究对于之后的物理学发展,尤其是牛顿的第一、二定律的完成和完善有着重要的启发意义。伽利略认为,恰当的数学证明能够解释所有的“定量性”问题。通过研究,他将物质“数量”化(即后来的质量概念),并使用同样的方式将“时间”乃至“速度”“数量”化,为后来运动学问题的研究奠定了“数学式”的基础。尤其是在“惯性定理”的发现中,伽利略创造性地发展了前人关于抛射体的飞行轨迹理论,从而表明了数学证明在科学上的价值。通过发明各种各样的创造性的实验以及通过数学的方式,伽利略为运动学的研究开辟出了新的疆土。伽利略是当时思想家中明确宣称自然规律是数学性的,在《试金者》中,他写道:“哲学写在这本伟大的著作中,这宇宙中……它是用数学作为语言写成的,它的特性是三角、圆和其他几何形状……”[44]

因此,哥白尼革命早期,发生更多的是基于数学方法尤其是几何方法的“思想实验”和亚里士多德学派的实验方法之间的争论,本质上这是一种“新方法论”和“旧方法论”的争论,即“新方法论”要求把可观察、测量的已知的科学问题转化为一个数学(几何)问题,新的方法论致力于沟通“客观世界”与“数学世界”[45],而“旧方法论”则是基于亚里士多德体系下的实验方法,重视感官经验和实际实验。从根源上来说,同最初的亚里士多德没有更多重视毕达哥拉斯学派的思想一样,“古代数学”在文艺复兴时期才逐渐被恢复并取得重大的新的突破,因此,重视“实验”的亚里士多德学派也同样忽视了数学方法的重要性。

“旧方法论”忽视了数学方法,因此一千多年以来,类似空气阻力这样的东西在亚里士多德体系下一直都是被看作“暴君”很难进行讨论,并在物理学中被“扔掉”。但在“新方法论”里,它们因可以经过处理而合理地在几何化的世界中讨论又被“捡”了回来。“这样发展起来的这个新方法必将使自然科学从那个不仅使亚里士多德派而且使原动力理论家们伤透了脑筋的,且充满常识现象和普通形象的世界中脱离出来,即便对实验来说也会如此。尤其是,从此以后,它必将不断地把心智引导到那些遵从测量和计算的事物上——或者说,使心智致力于那些遵从测量和计算的问题上……那些在开始时可能不易接受这种数学处理的其他对象随着时间的流逝还可以被转换成或改变为其他某类问题。这样,在论证的较后阶段,这些问题就可能依次成为可测量和可衡量的了。”[46]

于是,到了哥白尼革命的牛顿时期,基于当时数学的鼎盛发展(笛卡尔的解析几何、牛顿和莱布尼茨的微积分)以及牛顿本人在数学方面的造诣,对前人成果的集大成并将其完善使得“牛顿力学体系”得以诞生这一历史事件就几乎成为必然——虽然牛顿终其一生在神学和炼金术上花费了更多的时间,然而他真正最宝贵的遗产却是在数学和物理学上。而这“必然”的巅峰便是牛顿那本集大成且影响后世深远的著作《自然哲学的数学原理》。当然从今天的角度来看,此时牛顿笔下的“自然哲学”已与其在“雅典”时期的含义并无多少相同之处了。

自此我们可以知道,虽从古希腊自然哲学尤其是亚里士多德的“实体”概念的提出和他的自然哲学思想体系的建立来计算,“实验”的出场到文艺复兴为止已经有着千余年的历史,然而处于这个时期的“实验”,其目的却是散乱的、没有明显相关性的,一直到文艺复兴之后,尤其是哥白尼革命之后,“实验”才逐渐摆脱了世界观的束缚,并终于被“数学”组织了起来。

(四)总结和评价

通过上面的讨论我们可以知道,亚里士多德在理解和解释运动的时候,更多地体现在时间上而不是空间上,即他主要在“潜能”与“现实”的概念下去理解运动,这从他的著作中可以清晰地了解到。但在这样的理论下,如果设定的“现实”或“最终目的”出了问题,比如“地心说”理论中一些“现实”和“最高目的”的设置。当越来越多的证据开始与这一“现实”或“最高目的”相违背时,那么基于此的整个解释就会出现巨大的危机,而这不仅是亚里士多德体系的危机,也是所有“目的论”的危机。

“目的论”自其诞生以来,在哲学和神学方面就具有极强的解释力,甚至是到了现在,它在这两个领域也依旧保持着它绝对的解释地位。然而自文艺复兴之后,“实验”不再受世界观的束缚而获得了长足的进步,各种“实验”成果的累积以及哥白尼革命掀起的将数学应用于整理这些“实验”数据的成功和新的方法论的诞生,最终不仅催生出了“新物理学”也催生出了足以和“哲学”“神学”并肩的“科学”[47]

而基于这种“实验—数学”方法论建立起来的“科学”其本身更多地倾向于“机械论”的解释,它并不会在一开始给自己设定任何“结果”,一切都是根据观察所得的结果和数学分析而展开的。于是在“科学”这个领域里,“目的论”变得不再那么强势甚至逐渐销声匿迹,“真理”不再是一个朝着发展、前进的目的或是方向,而是成了方法论、途径,即“方法论”在“科学”里才是其目前为止发现的“真理”。而这种“方法论”的思想源泉就来自柏拉图和毕达哥拉斯学派的思想体系。正如本书在评述亚里士多德思想时指出那样,他对柏拉图和毕达哥拉斯学派思想的轻视,在文艺复兴后期,由哥白尼掀起的近代天文学革命在思想上更多地受柏拉图和毕达哥拉斯思想的影响而非亚里士多德,这一点在开普勒和伽利略的思想里有着集中且明显的体现。

“开普勒认可菲利普·梅兰希通(或译作墨兰顿)的论断,即数学和几何的真理乃是自然之光的余烬”[48](the remnants在宗教概念中常被指作可以拯救未来的后代,在数学概念里为余数)。因此,在开普勒那里,几何是与上帝一样永存的。他认为,上帝用几何来装饰这个世界,几何是世界上最好最美的事物,也是最接近上帝的事物。

伽利略则说:“宇宙这本大书是用数学语言写成的,它的字母是由三角形、圆和各种几何图形组成的。毫无疑问,在开普勒和伽利略那里可以看到,柏拉图和毕达哥拉斯的影响在这一段历史中起了重要的作用。”[49]

从上面的讨论我们可以发现,由哥白尼发起而由第谷、开普勒、伽利略和牛顿一起参与并完成的近代天文学革命不仅在宇宙观上开辟了新的天地,其开启的新的方法论更是在“科学”的领域里终结了亚里士多德左右摇摆的“二元论”,使得科学从此彻底走上了以“实验—数学”为方法论基础的“唯物辩证法”的道路。

即新的“方法论”不仅催生出了近代的“科学大爆炸”时代,近代天文学革命和科学革命也都借此得以发展和完成。那么本书主题近代医学革命又是如何呢?是一并借着这股“东风”发生、发展、完成了呢,还是有着其自身独特的“历程”?

想要清楚地回答这一问题,就需要回到这“一切”的“源头”,也就是“文艺复兴”时期。本书认为,没有对文艺复兴深刻的理解和认识,就无法理解在这之后的一切事件和有关“变革”。故在进入近代医学革命的讨论之前,还需要对“文艺复兴”进行一番梳理和阐释,只有这样,才能真正顺理成章地理解和讨论在这之后的一系列重大事件,也才能对这段历史获得一个更加“唯物史观”的理解。