曲折的理性之路

介：黄翔(1967- )，北京人，复旦大学哲学学院教授，博士生导师，主要研究方向为科学哲学、科学史、知识论和认知科学，上海 200433

　　内容提要：吴以义先生的《从哥白尼到牛顿：日心学说的确立》一书是近年来国内最优秀的科学史研究成果之一。在介绍此书的优点之后，文章指出三个深刻地影响着日心说的确立却又未能被吴先生予以重视的背景因素：1)中世纪学者对亚里士多德自然哲学的开放态度为哥白尼革命提供了条件；2)中世纪末期数学家的社会地位微妙地影响着数学天文学模型的实在论说明；3)经验概念在日心说确立过程中以更复杂的方式进行新旧转变。

　　Wu Yiyi's From Copernicus to Newton:The Establishment of Heliocentrism,published by Shanghai Renmin Press(2013),is one of the best investigations of history of science in recent years in China.After considering the merits of the book,I point out that there are three contextual factors deserved more attention paid by the author,as they greatly affected the origins and the developments of heliocentrism:1)that the ecclesiastical scholars' open attitude toward the Aristotelian natural philosophy facilitated the Copernican Revolution; 2)that the social status of mathematicians in the late Middle Age affected their realistic interpretation of mathematical models; and 3)that during this period,the Aristotelian notion of experience had undergone a more complicated modification than what Wu describes.

　　关 键 词：科学革命/自然哲学/数学天文学/1277年大谴责/维滕堡/解释/the Scientific Revolution; natural philosophy; mathematical astronomy; the Condemnation of 1277; the Wittenberg Interpretation

　　标题注释：

　　国家社会科学基金(11BZX02)；国家社科重大项目(13&ZD068)。

　　吴以义：《从哥白尼到牛顿：日心学说的确立》，上海：上海人民出版社，2013年，ISBN：9787208116382。

　　1 科学史研究的楷模

　　从哥白尼(Nicolas Copernicus)到牛顿(Issac Newton)时代的天文学发展决定性地引导了近代科学的发展方向，其过程汇聚了各种社会、文化和认识论因素，最能展现近现代科学实践的一般性特征。它是科学史教科书与科普读物中绕不开的主题。同时，由于这段历史无论是技术细节还是理论发展中的方方面面都存在着诸多疑问，它一直是科学史专业研究中的热门课题。教科书与科普读物的优势是通俗易懂，却失之肤浅和简单化。而科学史学术研究常因其专业标准而无法照顾到普通读者的阅读习惯。雅俗共赏和深入浅出虽是科学史的理想目标，实际做起来却是谈何容易。吴以义先生的近作《从哥白尼到牛顿：日心学说的确立》可谓能达到此理想目标的极少数中文研究之一，其宗旨和方法均堪为国内科学史研究的楷模。

　　一方面，本书对当代西方研究成果予以条畅通达的综合性解说。另一方面，又能紧扣原始文献来分析科学家们论证的内在理路，最能探窥其中的委曲隐衷。与此同时，还不忘考察事件发生过程中的社会文化背景，巧妙地把科学理论的发展放置在科学家们在实践过程中所要面对的各种社会文化背景中。因而，从研究方法上来说，本书可谓内外兼修。而且，行文优雅老道，表述理论内容时清晰严谨，讲述科学家们的奇闻轶事和心理状态时则妙趣横生，使读者恍如阅读说部传奇。在内容上，全书总共7章。第1章讨论了哥白尼时代之前，影响天文学发展的4个重要因素：一是建立在直接经验上的亚里士多德(Aristotle)的自然观；二是在中世纪极为流行的把科学看成为宗教婢女的观点；三是天文学研究中的机械化处理方法对天体运动的模拟、以及这种模拟与数学模型之间的关系；四是以托勒密理论为例展示建构数学模型以预测天体运动的方法。这4个因素合起来，构成了哥白尼进行天文学工作的认识论、本体论、方法论以及文化宗教方面的背景。第2章讨论了哥白尼理论从《提要》到《运行论》的发展过程，以及之后在欧洲尤其在维滕堡的影响，展示了国外哥白尼研究的最新成果。第3章讨论第谷(Tycho Brahe)的天文学成就。第4章讨论开普勒(Johannes Kepler)。开普勒的著作一向以晦涩著称。本章以清晰的表述重构了《宇宙的秘密》和《新天文学》两书的论证结构，是目前国内对开普勒理论最成功的研究。本章与第2章堪称全书最精彩的两章。第5章讨论了伽利略(Galileo Galilei)对日心说的辩护。第6章展示了力学从笛卡尔(Rene Descartes)开始，经过巴斯卡(Blaise Pascal)、惠更斯(Christiaan Huygens)到胡克(Robert Hooke)的发展。第7章解释了牛顿如何用引力概念阐释日心说的运作机制。全书用40万字把这段极为复杂的历史脉络条理清晰地梳理出来，毫无科普读物的简单和肤浅，凸显了作者超强的深入浅出的功力。

　　当然，无论多么精细的历史研究，都不可能完全地把握历史的复杂性。所谓“细视大者不尽，大视细者不精”。科学史研究本来就是用有限的篇幅在精与尽的两难中平衡取舍。求“尽”以希展示事件发生的大趋势，求“精”以保证理解事件细节的可信度，这实在是难以两全的要求。本文想讨论吴先生书中所涉及又未被说透的三个问题。讨论过程难免有苛求精尽之嫌，所谓春秋责备贤者。这三个问题分别是：(1)中世纪基督教与亚里士多德的自然哲学的关系；(2)中世纪末期数学的社会地位与自然哲学的关系；(3)亚里士多德式的经验概念的转变。

　　2 亚氏自然哲学在中世纪后期的微妙地位

　　先看第一个问题。吴先生在第一章第一节介绍了亚里士多德的宇宙论及其基于常识之上的经验方法之后，又在接下来的第二节里介绍了亚氏宇宙论在中世纪基督教信仰下得以存在与发展的原因，即著名的科学是神学的婢女说。正是自然之书与上帝之书的相互支持的关系，使得有着异教来源的亚氏自然哲学在经过基督教化之后，在中世纪占领主导地位。而日后日心学说的成长历史也正是对这个自然哲学体系反叛的历史。我对此并无异议。我所想要提出的问题在于，第1章第一、二节的介绍有过于简单化之嫌。中世纪的基督教自然哲学家们的确尊崇亚氏的自然哲学，但这并不意味着他们完全接受亚氏的看法。由于亚氏的异教背景，质疑他的学说在中世纪后期极为正常。而这种质疑也为日心学说的提出和发展提供了条件。吴先生似乎只强调了尊崇的一面，而对质疑的一面估计不足。

　　随着12世纪阿拉伯和希腊文献被翻译为拉丁文，亚氏自然哲学在中世纪西欧的大学中获取了主导地位。但亚氏自然哲学中的一些思想与基督教教义存在着冲突。尽管许多神学家和艺学师们热烈地钻研并传播亚氏学术，一些保守的神学家开始担心亚氏思想中与基督教教义冲突的地方会引起不利的后果而丧失神学婢女的作用。吴先生举了12世纪后期法国西铎修道院的修士阿兰(Allain)以婢女说的态度推崇希腊文化中理性主义的例子[1]。然而，13世纪之后，在巴黎大学及其周围发生了一系列反对亚氏学术的事件。其中最著名的是“1277年大谴责”(the condemnation of 1277)[2，3]。

　　这个谴责质疑了亚氏自然哲学中的一些关键性概念。在亚氏看来，世界是永恒的，没有起点也没有终点，这与基督教中上帝创造世界的看法相冲突。①同时，亚氏的物理学和形而上学的一些原则在基督教看来则是对上帝的绝对全能的否定。比如，亚氏认为虚空是不可能的，因为在虚空中物体的下落速度是无穷大，这会造成该物体同时处于两个位置的逻辑矛盾。但在神学家们看来，万能的上帝完全可以创出有广延的虚空，物体在其中可以以一定速度运动。再比如，亚氏的宇宙论认为世界由月下界和月上界组成，月上界之外不存在任何其他东西，否则月上界之外就会存在虚空。而基督教神学家们则认为上帝只要愿意，就有能力在月下界和月上界之外创造出其他世界。另外，上帝同样有能力使得天体不作匀速圆周运动，而作直线运动。

　　谴责与质疑无疑会限制亚氏思想在中世纪的继承，因为在自然哲学原则与神学原则冲突的时候，它们会提示自然哲学家们需要使前者服从后者。然而，1277年的大谴责也并非只起到消极作用，它以一种颇为微妙的方式使得自然哲学家们对亚氏思想的继承与利用更为开放与自由。中世纪科学史家爱德华·格兰特(Edward Grant)指出中世纪自然哲学家们即使把亚氏当作的权威，也因为大谴责这类质疑的提醒，并不独断地把他当作不可怀疑的权威。对亚氏理论的偏离被认为是正常的。十六世纪开始的新宇宙论中的许多重要因素其实都缘始于这些偏离[3]。这些偏离鼓励人们对亚氏理论中不可能发生的情况以反事实的方式(counterfactual)进行想象和思辨。比如，如果恒星天之下的所有物体都被上帝摧毁，那么，月上界的空间是否会出现虚空?在虚空中一个物体是否能够作直线运动?如果上帝创造了其他世界，这些世界是连续存在的还是同时存在的?它们是如何分布在空间中的?它们是同中心的还偏心的?对想象的、无法直接观察到的情况所做出的思辨是一种思想实验(thought experiment)。依赖思想实验而不是直接观察进行研究，是中世纪后期自然哲学与亚氏自然哲学一个显著的不同点。对亚氏思想的偏离和使用思想实验所进行的思辨为16世纪、17世纪的科学革命提供了实质性的资源[2～6]。

　　我们不妨看个与本书相关的例子。哥白尼的日心说中一个重要的命题是地球绕轴做周日运动[1]。这个命题与亚氏的地球是静止的宇宙中心的看法相矛盾。格兰特指出，哥白尼在《天体运行论》中对该命题的辩护没有超出中世纪的自然哲学家布里丹(John Buridan)和奥雷姆(Nicole Oresme)对相对运动的思想实验所作的讨论[2，4，7]。格兰特让我们看到布里丹和奥雷姆等人对亚氏自然哲学的偏离造成了中世纪自然哲学家们对亚氏思想的开放态度，这是理解日心说建立过程中颇为关键的一点。但由于吴先生仅以婢女说来说明中世纪基督教与亚氏自然哲学的关系，不免忽略了这个关键点。我们来看三个例子。在这些例子中，吴先生如果看到这个关键点，就能对相关事件做出颇为不同的解释。