科学的属望

万有引力融会贯通开普勒和伽利略的研究成果，牛顿取得了登峰造极的成就，他证明：开普勒的行星运动定律和伽利略的地球上物体运动定律，是相同定律的两个方面。伽利略的发现认为，运动物体总是沿一直线运动，除非有力加于其上迫使它发生偏斜。既然如此，那么行星为什么不是沿着直线飞出去，而是趋向太阳，结果形成椭圆轨道，以及月亮为什么趋向地球，对这些问题都得作出解释。牛顿似乎早就猜想过：答案将与伽利略落体定律有关——那就是说，引力，即地球对地球上物体的拉力，可能是万有引力或类似拉力的一种形式，显示出太阳系中一切天体的特性。在前进路上，牛顿遇到许多非同寻常的技术难题。但是，他在发明微积分后，以及又采用一个法国人⑩测量地球大小所得的一个新数值与利用荷兰人惠更斯有关摆钟圆周运动的实验成果之后，终于能如愿以偿，完成他的计算，于 1687 年出版了他的著作《自然哲学的数学原理》。

这部巨著表明，一切当时能够计时与测定的运动，无论是在地球上的或是在太阳系内的，都可用相同的数学公式来加以阐述。一切物质都在运动，任何两个质点之间似乎都存在着一种相互吸引的力，其大小和它们的质量的乘积成正比，和它们之间的距离的平方成反比。这种“力”，就是万有引力。万有到何等程度，牛顿没有自命不凡硬作解释。二百年来，此定律一直是不可动摇的，总为每次新的有关发现所证实。只是在近一个世纪内，才发现它有局限性。在亚原子结构的无限小的微观世界里，或在整个物质宇宙的宏观世界中，据现在人们的设想，这个定律并不适用。

正是在牛顿时代，追求自然知识成了人们的风俗习惯。一个个组织起来的团体，有设备，有基金，都在致力于科学研究事业。其中最负盛名的，是建立于 1662 年的伦敦皇家学会和建立于 1666 年的法国皇家科学院。这两个机构都发端于早期的非正式的学术团体，团体最初成员通常是出生于地主阶级的绅士，他们从各自的政府取得特许状，从事科学爱好活动。科学期刊开始出版发行。科学协会为思想的及时交流提供了媒介，这对科学知识的发展是必不可少的。他们举行会议、提议研究项目和出版论文，不仅涉及各种自然科学和数学，而且还涉及古文书学、钱币学、年代学、法学史以及自然法。博学之士的研究工作尚未专门化。

太阳系绕着太阳运转的哥白尼学说，长期以来仅为一个小圈子里的行家知晓，在这圈子外就不为人所知；只有寥寥几个人理解这学说赖以构建的数学知识。但是，哥白尼理论的含意后来以逼真直观的形象四外传播。这些形象，描述了有关太阳、地球和其他行星的崭新的天文学观点。（ © Trustees of the British Museum）

科学的进步有了这一切的活动，科学的期望似乎实现了。正如培根派学者所预见的那样，甚至在十分实际的事务中，也因而获得许多方便。这时，由于知道地球、月球和太阳之间的相互引力，便能了解和预测潮汐。有关天体的精确数学知识，加上发明了报时更为准确的钟表，对航海事业和制图学帮助甚大。古代希腊人已知道测量纬度，即地球上南北两极距离的量度。但是经度，即东西距离的量度，到 18 世纪才测定出来，因为从这时起，使用天文钟，在已知的时间观察天体，就可以确定经度。因此，在海上驾驶商船和指挥海军舰队，都更有把握了。18 世纪的欧洲人，是最早对各大洲与各大洋的形状和大小具有相当准确看法的人。要绘制较好的欧洲各地的当地地图和区域地图也可以办到了。

有了数学的发展，包括微积分的发展，就可准确论述曲线和弹道，再加上制造各种金属技术的发现，便使得火炮的使用日益广泛。1750 年的军队平均每个战士使用的大炮数比 1650 年的翻了一番。海军军械也有所改进。这些项目成了维持军队格外昂贵的项目，使之花费更大，需要政府增加税收，从而产生立宪危机。有了改良火器，也使军队在镇压暴动者和擅自寻衅闹事的团体时更占上风，因而强化了国家的统治权。它们也使欧洲人拥有军事优势，凌驾于美洲、印度或各地的民族之上。欧洲人 18 世纪在这些地方建立起欧洲称雄世界的地位。

还可举出蒸汽机为例。蒸汽动力到后来简直推动了世界。1700 年，它只不过处于最初级的阶段，然而已露出地平线上，令人瞩目。有个法国人丹尼斯·巴宾在 1681 年发明用蒸汽推动单一活塞的装置，但这种装置产生的动力很少，只配作烧煮用途。这引起英国科学家的关注。罗伯特·波义耳，气体压力波义耳定律的发现人，对此问题作过研究。科学家，机械工人和仪器制造者携手合作。1702 年，托马斯·纽科门，一个虽然缺少科学训练，然而与科学家关系密切的人，制成蒸汽机，后人称为纽科门蒸汽机。正如我们大家知道的，詹姆斯·瓦特就是在此基础上发展了蒸汽机的，这将在下面作出阐述。按照后来的观点来衡量，纽科门蒸汽机还是个原始装置。它消耗燃料太多，只能在煤矿使用。然而，毕竟派上用场了。1700 年以后不久，它广泛使用于矿井排水。它节省劳力，降低生产费用，打开向来不便利用的矿床，供人开采。应用蒸汽为经济目的服务，这是破天荒的第一次。

纯科学与应用科学之间，人们还没有感到有泾渭分明之别，这词的现代含意几乎还不存在；我们现在所称的“科学”，人们那时习惯叫自然哲学或“有用的知识”。巡回的公共教授解释力学定律和运动定理时，展现的应用装置不过是滑轮、尺、杠杆、齿轮、水轮和抽水机而已。出席这样讲座的观众，杂七杂八，汇聚一堂，尤其在英国，有哲学家、实验员、发明家、手艺人，有想发展自己庄园的地主乡绅和想扩大自己经营市场的小企业主。因此，科学运动在英国和在新知识中已注入种种经济活动的其他地方，为农业的改进和工业的改进开辟了通道。