近代科学的诞生和早期发展

第一节　近代科学的诞生和早期发展

人的天职在勇于探索真理。

——哥白尼（波兰）

15世纪下半叶，西欧封建社会内部逐渐形成和发展了资本主义的生产方式，开始了人类社会的一个新时代。近代科学技术即诞生于此时。它经历了400年的发展，19世纪末终结。

（一）近代科学诞生的社会条件

近代自然科学是真正现代意义上的科学，与古代和中世纪的科学分属两个完全不同的科学传统。但是近代科学是在古代科学的基础上产生，是从原来的自然哲学中脱胎而出而进入一个崭新的阶段的，恩格斯指出：“科学的产生和发展一开始就是由生产决定的。”“如果说，在中世纪的黑夜之后，科学以意想不到的力量一下子重新兴起，并且以神奇的速度发展起来，那么，我们要再次把这个奇迹归功于生产。”近代科学产生的社会背景主要有以下几个方面：

（1）资本主义生产方式的兴起是近代科学产生的根本动力

①手工工场的出现与技术的进步

在中世纪后期的欧洲，由于生产力的不断发展，导致了分工的进一步扩大，增加了商品的生产和流通，加速了欧洲小农经济的解体。大约14世纪，伴随着手工工场的出现，促进了生产技术的改进和工具机械的改革，使分工进一步扩大，为改进技术和使用创造了条件。

②远洋航海与地理大发现

15世纪的航海大发现，一方面开阔了人们的眼界，启迪了人们的思想，扩大了人们的活动范围和知识领域。另一方面，也推动了与之有关的天文学、气象学、地质学、航海学、数学和医学、生理学等自然科学的发展，为其提供了大量的、极其宝贵的经验事实材料。

（2）资产阶级反封建的革命斗争为近代自然科学的产生开辟了道路

①文艺复兴与思想解放

产生于14～16世纪的文艺复兴运动的中心思想是“人文主义”，即提倡人性，批判神性，提倡人权，反对神权，提倡个性自由，反对宗教禁锢。其实质就是资产阶级新文化运动。新兴的资产阶级发现在古代希腊罗马文化中，可以找到用来反对封建统治和封建文化的武器，这就是哲学和自然科学，以及以“人”为中心而不是以“神”为中心的文学艺术。他们宣称，这些优秀的古典文化长期以来被教会扼杀和歪曲了，现在他们要“复兴古典文化”，所以称为文艺复兴。其实，恢复古典文化只是一个旗号，复兴是为了新生，是为建立资本主义制度制造舆论、摇旗呐喊、鸣锣开道。

文艺复兴一方面促进了欧洲近代文学艺术的繁荣，另一方面也促进了科学的解放，宗教的精神独裁统治被打破，自由探讨学术的氛围高涨，“是人们的思想在古代的停泊处解开缆绳，在广阔的探索求知的海洋上起航前进”的出发点。

②宗教改革运动

16世纪欧洲发生的宗教改革运动首先开始于德国。这次运动的发起人马丁·路德（Martin　Luther，1483～1546年）所提出的宗教改革主张，揭露了教廷的腐朽和虚伪，反对教会和教士们的特权，反对繁缛的礼拜仪式，认为宗教信仰是个人的事情，教士不应监督和干预。继德国之后，瑞士、法国、英国等国家也先后进行了宗教改革，欧洲基督教中分裂出了不承认罗马教廷的最高权威的“新教”。

中世纪以来的欧洲，科学成了神学的附庸。宗教改革运动对科学从神学中解放出来有积极作用。新教鼓励人们研究和认识自然，认为上帝的智慧完全体现在他所创造的自然秩序中，鼓励人们运用科学技术为社会创造更多的物质财富，认为为社会创造财富是对上帝的爱戴。这些教义客观上有利于科学技术的发展，近代欧洲的著名科学家中新教徒占了很大的比例，就是一个很好的例证。当然，新教与自然科学的关系是很复杂的，尽管在某些方面它允许甚至鼓励科学技术活动，但当某个科学学说与宗教利益激烈抵触时，新教徒也照样会残酷迫害科学家。科学与神学的根本对立并未因新教的出现而消失。

总之，文艺复兴和宗教改革运动为自然科学最后从神学中解放出来创造了必要的社会条件，开辟了通往胜利和成功的道路。

（二）近代科学早期发展

近代科学革命是以哥白尼创立“日心说”为开端，宣告了神学宇宙观的破产，比利时解剖学家维萨留斯（A.Vesalius，1514～1564年）的《人体结构》，揭开了医学领域里的革命序幕，哈维（W.Harvey，1578～1657年）发现血液循环是这场革命的一个重要标志。

图2-1　哥白尼

（1）哥白尼的天体运行论

波兰天文学家哥白尼（N.Copernicus，1473～1543年）曾在文艺复兴运动的中心意大利留学，受到人文主义思想的熏陶和希腊古典著作的启发。他在1543年临终前发表的不朽著作《天体运行论》中阐述了他的日心说，其要点是：①地球并非静止不动的天体，也不在宇宙的中心，它是一颗普通的行星，既有自转，又围绕太阳旋转；②月亮绕地球旋转，并且和地球一起绕太阳旋转；③太阳处于宇宙的中心，行星在各自的圆形轨道上围绕太阳旋转，它们的轨道大致处在同一平面上，它们公转方向也是一致的。

日心说的发表是近代科学革命的首要标志，它推翻了1000多年来占统治地位的、在中世纪被基督教神学教条化了的托勒密地心说宇宙观，描绘了一幅关于太阳系的科学图景，为近代天文学奠定了基础。尤其重要的是，这一学说宣告了神学宇宙观的破产，开始了自然科学从神学中解放出来的运动。

日心说提出后的几十年里，经过意大利学者布鲁诺（G.Bruno，1548～1600年）和伽利略等人的传播，在知识界和群众中产生了巨大影响，因而引起了教会的严重不安，他们利用宗教法规迫害新学说的传播者。布鲁诺惨遭火刑，伽利略也被终身监禁。德国天文学家开普勒（J.Kepler，1571～1630年）经过多年潜心研究，于1609年和1619年先后提出了行星运动的三条定律：①轨道定律：行星运动的轨道是椭圆的，太阳在椭圆的一个焦点上；②面积定律：单位时间内行星中心同太阳中心的连线（向径）扫过的面积相等；③周期定律：行星在轨道上运行一周的时间的平方和它至太阳的平均距离的立方成正比（T²＝KR³）。开普勒的发现使哥白尼日心说更趋完善，他突破了圆形轨道的传统观念，使行星运动的不均匀性等现象得到了自然而合理的解释。

（2）哈维血液循环理论

近代科学革命的另一重要标志是英国生理学家哈维在1616年公布的血液循环理论。

图2-3　哈维

图2-2　维萨留斯

近代科学革命时期，对人体血液运动的研究始终是医学、生理学领域中引人注意的问题。古罗马盖仑的“三灵气说”和托勒密地心说一样，也是在中世纪被教会教条化了的学说，至此时已受到越来越多的怀疑和挑战。比利时的维萨留斯于1543年出版《人体的构造》一书，以解剖为根据，纠正了盖仑关于左右心室相通的说法，并否定了上帝用男人肋骨创造出女人的宗教教义。维萨留斯因此获罪。西班牙医生塞尔维特（M.Serveto，1511～1553年）发现了静脉血变为动脉血过程的血液心肺循环（又叫小循环），他批判盖仑的“三灵气说”，主张人体中只有一种来自空气的灵气（即后来发现的氧气）。塞尔维特把盖仑所说的两个相独立的动脉系统和静脉系统统一起来，为发现全身的血液循环铺平了道路。

在前人研究的基础上，哈维进一步通过科学实验和理论研究，提出了血液循环理论，其要点是：①血液循环的原动力是心脏的收缩和舒张，而非任何灵气；②血液在全身沿着一闭合路线作循环运动，路线是从右心房进入左心室；从左心室搏出的动脉血沿动脉到达全身，然后再沿静脉回到心脏；③哈维预言，在动脉和静脉的末端必定存在一种微小通道将二者联结起来。几十年后人们发现了毛细血管，证实了哈维的预言。

如哥白尼日心说彻底否定了天文学中的传统观念一样，哈维的血液循环理论给了生理学中的传统观念——盖仑的三灵气说以致命的打击。从此，生理学发展成为科学。哈维因为这一成就而被誉为“生理学之父”。

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【思考题】

1.近代科学诞生的社会条件是什么？

2.近代科学的早期成果主要有哪些？