- 英國皇家學會:現代科學的起點
- (英)阿德里安·泰尼斯伍德
- 4442字
- 2023-02-13 19:11:26
引子
肉眼觀察
想象一個太陽繞著地球轉的宇宙。事實上你根本用不著想象,你要做的一切就是相信自己的眼見為實。是不是一望而知?每天早晨太陽都自東邊升起,在空中運行,之后從西邊落下。你能看到全過程。“日出”這個說法清楚地表明,正是太陽在動。
如果有個人對你說,其實是地球在宇宙空間中運行、地球也繞著自己的軸線自轉的話,你恐怕得反問他道理何在:我們為什么能直直地站起來?如果我們在太陽系里高速飛奔的話,為什么沒有永久性的劇烈風暴?我們為何沒被拋擲到宇宙空間中?
不過,太陽繞著地球轉這件事,并不是人人認同的常識。天主教和新教的神學家在這個問題上均有清楚的表態,而且罕見地協調一致。天主教會告訴我們:“太陽在宇宙中心靜止不動這個觀點愚蠢極了。它不僅在哲學上大錯特錯,而且也是徹頭徹尾的異端邪說。”此外值得一提的是,“日心說”也違逆了《圣經》:約書亞與亞摩利人作戰時,祈求上帝施以援手,“于是日頭停留,月亮止住,直等國民向敵人報仇”。馬丁·路德對那些認定地球繞著太陽轉,“而非天空、太陽和月亮繞著地球轉”的蠢人大加譏嘲,“這就好比有人坐在大馬車或是船上,卻認為自己是坐著休息不動,而大地和樹木在移動似的”。約翰·加爾文則認為,如果有人真的認為“太陽不動,地球旋轉移動”的話,那么這人就是精神錯亂、魔鬼上身。(1)
如果你轉而關注其他權威說法,也就是古人著作的話,你會得到相同的信息。亞里士多德和托勒密在這些事上終歸比我們懂得多一點,然而他們對宇宙的理解還是徹頭徹尾的“地心說”:地球是一個固定不動的球體,太陽、月球、行星和恒星都繞著它旋轉,分處一系列同一球心的各天球球面之上。如果你另作他想,豈不是顯得很愚蠢嗎?
這就是倫敦皇家學會誕生時的世界。如果那個世界的絕大多數人動念思考宇宙學的話,他們還是會認可亞里士多德和托勒密的宇宙圖景。誠然,有一些更先進的思想者意識到傳統觀點正在遭遇挑戰。他們知曉尼古拉·哥白尼這樣的理論家——這位波蘭天文學家的《天體運行論》(De revolutionibus orbium coelestium,1543)是最初建立日心說世界觀的著作之一(按照阿基米德的說法,準確來講,第一本日心說著作出自公元前3世紀古希臘天文學家、來自薩摩斯的阿利斯塔克之手,書中阿利斯塔克提出地球繞著太陽轉動的觀點。可惜此書已經散佚無存)。這批先進思想者還對德國天文學家約翰尼斯·開普勒素有所了解,他的學說認為,行星以橢圓形的軌道繞著太陽旋轉。不過他們也知道第谷·布拉赫,他試圖調和托勒密和哥白尼的宇宙論。布拉赫提出,五大行星——水星、金星、火星、木星和土星——確實繞著太陽旋轉,同時太陽本身也繞著地球轉。他們也對喬爾丹諾·布魯諾有所耳聞,這位意大利自然哲學家因為堅稱無限世界論和捍衛哥白尼學說,于1600年2月被綁在火刑柱上活活燒死。
時值1633年,絕大多數皇家學會的創始成員還只是孩童(有幾個甚至還沒出生)。伽利略·伽利雷在這一年被押到宗教裁判所受審,被迫放棄他的地球轉動學說,并在軟禁中度過了余生。
在醫學領域,古希臘醫生蓋倫和希波克拉底的體液病理學依舊時興于17世紀。醫務人員相信,身體的健康有賴于四種體液的某種平衡。據說這四種體液存于人體之內,并在靜脈中彼此混合:血液與肝臟相關;黏液與大腦和肺有關;黑膽汁(也稱憂郁汁)由脾臟秘密儲存;黃膽汁(也稱憤怒汁)則由膽囊保管。這套學說認為,體液的明顯失衡乃是絕大多數疾病的成因,甚至能決定人的性格。1674年風靡一時的醫學論文《病人的珍寶》(The Sick-man's Rare Jewel)寫道:“那些體內充斥黏液的人……才智淺陋,思維遲鈍,懶惰,精力不濟,他們會夢見雨水、降雪、洪水、游泳等。”(2)而那些黃膽汁氣質的人,“則擁有靈敏聰睿的頭腦,生性勇猛,強壯機警,有仇必報,花錢大手大腳,對榮耀也有些渴望。他們的睡眠很淺,很快就能驚坐而起。他們的睡夢熾烈、灼熱、迅疾,滿是狂暴”。(3)絕大多數世人直至17世紀末都信持這一套體液病理學,篤信幾大體液理論,相信血液的流注都來自肝臟。公元2世紀時,在羅馬生活、工作的希臘人、來自帕加馬的蓋倫宣稱,這就是人體工作的原理——雖然就我們目前所知,蓋倫從未解剖過成年人。
在大學里,經典權威仍是學問的基石。牛津大學文學院的本科生在四年學習期間,必須“學習人文知識,依照學校守則的嚴苛要求,勤勉出席大學的公開講座”。(4)課程內容是語法、修辭、邏輯、道德哲學、幾何和古希臘語,其重中之重則是亞里士多德的著作,以及對亞氏著作的評注。某學生在申請學位時陳述,他的資質將“足以獲得就亞氏的每一本邏輯著作發表講演的資格”。講演要用優雅的拉丁語,時間為45分鐘,不出席的學生將被處以罰金。就連正餐與晚餐上的交談也要用拉丁語。導師指導學生學習,與學生一起晨讀,指引他們閱讀正確的文本:巴托羅馬烏斯·凱克曼和羅伯特·桑德松兩位神學家的邏輯學;西塞羅、普林尼、愷撒和李維的修辭學和史學;希臘語原典的《新約圣經》;弗蘭西斯科斯·帕沃尼烏斯論道德哲學的《倫理學大全》(Summa Ethicae)。在課程中,只有一些注解課本的作者不是那些已經死了幾百年的人,但他們注解的對象當然還是那些已經死了幾百年的人。
而在大學之外(或許也在它們的院墻之內),人們依舊普遍相信半人馬怪、獨角獸和巨人存在;評論家可以一本正經地贊同“蛇生成于死者的大腦”“變色龍生活在空中”“鴕鳥吃鐵”“永葆青春的靈丹妙藥真實存在”“蛇怪從公雞下的蛋里孵出來”這樣的見解。絕大多數皇家學會的創始成員出生在詹姆斯一世統治時代(1603—1625),這名國王堅信魔法和巫術。那是一個黑暗、困惑的世界,任何離經叛道、有悖信仰與教規的言行都是艱險至極的旅程。
不過,正統觀念也開始遭到諸多挑戰。1609年5月,當時還是帕多瓦大學數學教授的伽利略正在威尼斯逗留。他從傳言中得知,荷蘭人發明了一個新玩意兒。“借助這個玩意兒,就算觀察者的肉眼距離可見物體遙遠之極,他還是可以看得清清楚楚,仿若近在眼前。”(5)回到帕多瓦以后,伽利略就著手制作自己的望遠鏡(到1610年他已經做出了4個,最后一個功能最強,放大率達到了驚人的30倍)。當伽利略把望遠鏡對準天空,映入眼簾的一切讓他大吃一驚:月球表面并不像希臘人說的那么平坦,而是布滿了山丘和谷地;木星是個圓形的盤子,本身擁有4顆衛星。最令人震驚的是,空中有著數量龐大的星星,這些肉眼不可見的星星之前從來無人見過。“無論你將望遠鏡指向(銀河系)何方,”伽利略寫道,“立即就有一大團星星涌入視線,其中許多顆還頗為巨大,極其明亮。不過,小一點的星星還是無法測定。”(6)
對于伽利略的發現,人們最初的反應頗為復雜。傳統的亞里士多德派學者直截了當地拒絕相信天空還存在任何亞里士多德未曾提及的事物的可能;政府則決定先把星星的事情擱到一邊,轉而注重望遠鏡的軍事潛能。然而,正如英國駐威尼斯使節亨利·沃頓爵士迅速認識到的那樣,觀測此前不可觀測之物的能力也為人們打開了新的世界——此話尤為貼切。望遠鏡改變了天文學,為研究和獵奇帶來了無與倫比的機會。1610年3月,沃頓爵士向國內寄回了一本伽利略基于自己望遠鏡的早期觀測結果而撰寫的小冊子——《星際信使》(Sidereus Nuncius or Starry Messenger)。沃頓還為這本小冊子寫了一封附信:
我隨信附上了一條最驚奇的新聞獻給國王陛下(我這么說也是恰如其分)。這條新聞之前在世界任何地方都可以說是聞所未聞,這就是附上的那本帕多瓦數學教授寫的書(當天寄出)。這位教授借助一種光學儀器(既放大也接近了物體)……已經發現了繞著木星旋轉的四顆新行星(木星衛星),此外還有許許多多不知名的恒星;同樣地,還有探尋已久的銀河系真正成因;最后,月亮并非球體,而是密布諸多突起。最為奇怪的是,月球靠著從地球反射而來的太陽光而得以明亮……至此,就一門完整學科而言,他第一個將之前的天文學全盤顛覆。(7)
18年后,做過詹姆斯一世和查理一世醫生的威廉·哈維出版了《心血運動論》(De motu cordis)。本書是他10年研究的結晶,闡述了心臟的本質,并提出了血液在全身循環,而不是從肝臟流注的理論。批評者們援引蓋倫反駁哈維,他們認為如果血液循環說成立的話,整個體液病理學就將陷入疑問,因為這樣一來體液就會彼此混合,人們也沒法各自單獨矯正這些體液。還有批評者只是輕描淡寫地對哈維說,蓋倫已經給了他們一個靠得住的假說,這就已經夠用了,多謝。
哈維本人,一個在諸多層面上是傳統的亞里士多德派的人,也沒法解釋血液為什么循環。但哈維確信血液是循環的,這一點堪稱關鍵所在。哈維并不接受經典權威正確無誤,而他一定是像前人一樣搞錯了的說法。他推崇“肉眼觀察”(ocular inspection):不能憑著表面印象就信以為真,而要自己去觀察。
他并不孤單。17世紀伊始,廷臣哲學家圣阿爾本子爵弗朗西斯·培根就曾呼吁,大眾應該與傳統的亞氏學問說再見。培根認為,與其用那些未經證明的假說來檢驗經驗觀測的正確性,不如親自進行觀測:
探求和發現真理,有且只能有兩條道路。一條道路是從感覺和特殊的東西飛躍到最普遍的公理,從這些原理及其不可動搖的真理出發,去判斷并發現終極的真理。這是現在通用的道路。另一條道路則是從感覺和特殊的東西經由持續且逐步的上升,最終達到最普遍的真理。這是真正的但迄今還未有人踏足的道路。(8)
培根倡議說,學問唯有經由實驗方得增益,而非解讀增補前賢往哲就能長進。事實證明,他的倡議極大地影響了初創期的皇家學會。學會的創始成員都是培根科學方法的追隨者、實驗知識的擁躉。與威廉·哈維一樣,他們都強調了“肉眼觀察”的必要。
培根死于1626年。傳統的說法是他因對做實驗過于投入而死。托馬斯·霍布斯告訴約翰·奧布雷,培根坐著他的四輪馬車跑到戶外時,心血來潮要驗證自己的一個想法:白雪能否像食鹽一樣用來保存鮮肉?于是他停下馬車,走進海格特地區一名窮困婦女的家門,從她那里買了一只母雞。培根請這位女子切除母雞的內臟,用雪填充其體腔,一步步教她做。“雪讓培根凍得渾身顫抖,很快就病勢沉重,再也沒法返回他的住宿地。”(9)兩三天后,培根便撒手人寰。
但即便是不在人世,培根也對皇家學會的誕生有所貢獻。在他身后出版的、未完成的奇幻著作《新亞特蘭蒂斯》(New Atlantis,1627)中,一隊走失的旅行者無意間在南太平洋找到了一座烏托邦之島。島上有一個由聰明睿哲之士組成的“所羅門宮”(Solomon's House),他們在這個機構籌劃自己的新型實驗,并搜尋那些在書中描述的或是外國進行的實驗。所羅門宮擁有大量化學實驗室、天文臺、制藥和醫療設施,一個“展出包括幾何和天文學在內的各種儀器”的數學館,許多花園,還有一座藏有“各式各樣更珍奇卓越的發明的樣品和模型”的倉庫。所羅門宮的研究領域范圍甚廣,有光學、顯微學、磁力學,甚至還有基因工程;會員合作共事,探尋“萬事萬物的成因和運行之秘,將人類帝國的邊界盡量擴展到萬事萬物皆在掌握之境”。這便是科學研究機構這一概念的早期構想:一群志趣相投的成員組成一個學會,大家齊聚一堂,致力于促進實驗哲學。33年之后,這個構想終于在格雷沙姆學院的一個房間開花結果,皇家學會便在那里誕生。