现代科学中世纪科学首要关心的是自然事物的目的

现代科学

中世纪科学首要关心的是自然事物的目的，而新科学则注意过程、动力因或机制;它的方法也不是从第一原理出发的逻辑推理，而是对实验材料进行的数学分析。它的基础语言不是由言语所构成的三段论法，而是由数字所组成的运算。量的计算，就如速度、质量及时间这类概念，是在观察和实验的基础上进行的，并以概括的数学公式描述——这些程序已成为新科学的核心，它已不再受制于哲学和神学。

哥白尼所研究的天文数据，大部分与其他的天文学家相同，但他却有想象力和勇气，能够从一个新的角度来看太阳系。他对托勒密体系和均差表示不满，于是另行用数学方法计算出日心体系的模式。结果，该体系在数学上已大为简化，并且能够把各星体与太阳的距离和公转的次数，完美地联系起来。开普勒获得了比第谷更为精确的观察数据，便将自己在数学方面的才华，用于这“混乱的资料”，终于发现一个源自椭圆行星轨道又符合数据的理论。哥白尼与开普勒以数学论证为基础，用日心模型代替了地心体系，而毋需解释该模型对自然的计划和目的。

伽利略和牛顿进一步改良数学和实验的运作关系。如第四章所述，伽利略希望从物质世界的几何结构中去认识物质世界;而他更为自己的数学作分析，通过实验证明。他强调，这些艰苦的工作对于解开自然界的奥秘是必须的，他的取向是将假说、数学证明及实验结合起来。伽利略表示，开始的方法是先查看近因而非远因，再设立可验证的假说，然后形成具有预测能力的理论。

牛顿的科学方法，也是诚实地依据数学和观察。他虽是个超凡的数学家，但他对实验和观察的注重却毫不逊于他人。牛顿发明了微积分并加以应用，在力学、光学和化学方面，他都是个天才的实验家。他倾向把数学应用于经过实验和精确观察所展示的物质世界。在发现万有引力的研究中，他在数学构想和物理现实之间反复推论，在这中间把理论、观察和计算结合起来。

牛顿用他的单一引力定律，在描述天体和地球运动方面立了大功，但他却受到批评。欧洲的科学家如惠更斯和莱布尼茨起来攻击他，指出他未对引力的运作加以阐释。对这种批评，牛顿的回答是:

我们的目的仅在于从现象(数据)中，推究出此力(引力)的量和特性，并把我们就某些简单事例的发现归纳为原理，接着，我们以数学角度来评估其他较为复杂事例的效应……我们要用数学方法来避免涉及此力(引力)本质方面的各种问题。^[2]

牛顿强调数学一词，是为了说明他的学说在形成定律以描述自然机制的过程中，是处理量而非质的问题。对他来说，说明引力“确实存在，并可用来充分解释天体和潮汐现象”便已足够，其余部分因无法知道个中原因，而“不能杜撰假说”，即对引力的本质无处猜测。值得注意的是，以后的三百年间，仍没有人对引力作出令人满意的解释，虽然引力发生作用的情况，已被人描述和应用。