第五章近代科学兴起（上）

空明苑 2017-02-22

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本章第一、第二节具体分析近代科学各部门的萌芽和发展，并涉及文化背景的影响，第三节考察牛顿对近代科学革命的综合。

第一节“古典科学”的改造

T·库恩将历史上的科学分为两组，一组是在古代即获得相当发展，彼此关系密切的力学、数学和天文学，另一组是大致从文艺复兴后开始兴起的化学等学科。这种区分对于深入分析科学史，分析文化背景对科学发展的影响是有必要的。这里先分析力学和天文学的情况，数学在前面讨论数学方法时已有述及。

一、近代科学精神在天文学中的生长

在这一时期天文学的发展中矗立着几位巨人，他们是哥白尼、开普勒、伽利略以及布鲁诺和第谷。这些人物的前后相继，他们的成就，他们的思想线索，大致勾画出这一时期天文学的发展概况。

上一章讨论了哥白尼的贡献和局限。在哥白尼之后是布鲁诺。布鲁诺本人并不是天文学家，实际上应称之为自然哲学家。就近代科学精神而言，他并未比哥白尼前进一步。不过他具有更彻底的反宗教思想，渴望精神的解放。在布鲁诺看来，宇宙是无限的，太阳也并非是中心。他要冲破有限宇宙的锁链，飞向那无限的空间。他以诗的语言写道：“从此我展开充满信心的双翼飞向霄汉；不再怕那水晶或玻璃的屏障阻拦（亚里士多德认为恒星镶嵌在水晶的九重天）；我掠过青天一重重，翱翔于无限。我从我们这个星球飞往其他星球万千，穿过那永恒之域永往直前……”[1]布鲁诺的思想总的来说体现了一种泛神论的自然哲学，也没有证据表明他有观察依据。

如果说布鲁诺主要是一位思想家，那么同时代的第谷主要就是一位观测家。作为观测家，他注意到在提供的精度方面，哥白尼体系并不见得比托勒密体系优越。另一方面他也看到，“只需假设地球在运动，五个行星的运动便很容易加以解释。哥白尼把我们从过去数学家所陷入的矛盾中解放出来，而且他的理论更能满足天象”。他动摇于追求简单合理的理性和对传统的盲从之间，提出了一种地心说与日心说的折衷方案。第谷提供了大量的极为精确的观测数据，为开普勒的工作奠定了基础。他教导开普勒“一定要尊重观察事实”，自己也努力做到这一点。1577年，他观察到一个彗星的轨迹穿过旧的亚里士多德宇宙论的所谓晶莹的壳子。他写道：“我现在看得很清楚，坚硬的天层是没有的，而那些被作者们设计来装饰门面的天层只是在想象中存在。”[2]显然这完全不同于布鲁诺的想象，在一定程度上体现了近代科学精神。

第谷的贡献或许还在于他发现了开普勒。第谷为了从数学上构造他的折衷体系而找了精通数学的开普勒，而后者却利用第谷的资料提出了自己的体系，从而在天文学的发展中迈出了重要的一步。尤为重要的是，后期的开普勒更接近近代科学精神。实际上，开普勒也正是在克服了他自己早年的自然哲学思想后才获得突破的。在早年的工作中他受到新柏拉图主义和毕达哥拉斯主义的强烈影响，深信上帝是按照完善的数的原则创造世界的。对于日心说，他说，“我从灵魂的最深处证明它是真实的，我以难以相信的欢乐心情去欣赏它的美”[3]。而寻找这种美——数学的和谐，即是开普勒早年工作的动力与目标。他25岁那年（1596）出版了第一部著作，书名为《宇宙志》著作的先声。内容是：用五个合乎规则的几何学形体来说明下述宇宙志方面的秘密：诸天界的惊人比例关系，诸天界的数的原因，它们的大小、它们的周期性运动——普遍的和局部的运动[4]。他“不怕任何麻烦，不辞辛劳，日以继夜地进行计算”，终于凑出了五个行星轨道与五个正多面体的顺序，由此他感到“无法用语言来表达的极度喜悦”[5]。有趣的是，开普勒正是因这一著作引起第谷重视，后者认为开普勒是天才，欲请他去完成自己的体系。

在后期的研究中，开普勒日益受到近代科学精神的影响。逐步摆脱先入之见的神秘主义观念，注意从观测数据出发，而不是先验地构造什么体系。他终于提出行星运动三大定律，其中最重要的或许是椭圆轨道概念。这首先是由于他不迷信圆形轨道这—先验的概念，他写道：“一经认识这是我们使用的假说上的错误，便应竭尽全力去发现天体运动的真正规律”。其次，他本人也不再提出先验的体系。用他自己的话来说，椭圆轨道之提出，是当火星这个战神没有成为先验的“图表之俘虏”，没有陷入一种几何学上的“圈套”时，对火星运行轨道进行多达70次计算并作出何种假设的结果[6]。行星运动三定律的提出为开普勒赢得了“天上的立法者”的美称，也为牛顿的综合作了必要的准备。尤其重要的是，这标志近代科学精神在天文学领域开始成为主导的思想。

虽然如此，由于处于过渡时期，开普勒在一定程度上也还受到旧观念的影响。在一般的科学史著作中，丹皮尔尤为强调这一点，认为第二定律描述在相等时间间隔内，行星与太阳连线所扫过的面积相等，这样就把旧体系中匀速圆周运动下行星在单位时间走过的路程相等改成面积相等，从而“挽救了这一原则”。丹皮尔认为在第二定律中，开普勒仍然强调行星的距离与那些正多面体的关系，而后者是行星距离之所以如此的真正原因。他的第三定律发表于1619年的《声学世界》中，旨在确定天文学、数学和音乐之间的密切联系，同时也是要完成他1596年的宿愿：建立天体间的秩序。“在他的著作中，一部分是科学意义上的天文学，一部分旨在由音程说明他所谓的时间和谐，第三部分则讨论行星对人的灵魂气息（aura）的影响。”[7]和当时许多科学家一样，开普勒也将宗教和他的体系联系在一起：整个宇宙就是三位一体的形象和模式，圣父是中心，圣子是围绕中心的星球，圣灵则是宇宙间的复杂关系。他自豪地希望，由于他的工作，“星星将为上帝增添荣耀”。此外，他的书用拉丁文写成，而不是用民族语言，这也显示某种保守崇古倾向。开普勒还提出太阳和行星间的“磁引力”使后者在轨道上运行，同期多数科学家认为过于玄妙。清除其神秘色彩后即为万有引力铺平道路[8]。

伽利略在天文学中首先使用望远镜，所得到的一系列发现大大丰富了天文学知识。人们由太阳的黑子和月亮凹凸不平的表面感到天体与地上万物并无质的区别（我们将看到这一点的重要性）。木星的卫星则为日心说提供了一个感性的证明。他的《对话》更大大加速了日心说的传播。另一方面，在伽利略的思想中同样也打上了时代的烙印。虽然他与开普勒有交往，却依然认为行星轨道是圆的。其他有关内容已在前面述及。

由哥白尼至开普勒再到伽利略，我们一方面看到近代科学精神如何萌芽，怎样在科学家中逐步深入人心，旧观念渐次消退；另一方面我们也看到明显的过渡特征，观念之转变绝非一蹴而就：即使是开普勒与伽利略这样的巨人，同样具有时代的局限。

在天文学转变的同时，人们还逐步抛弃了占星术。随着揭示了包括彗星在内的天体的运行规律，以及将地上发生的种种变化解释为机械力的因果链作用，占星术地位江河日下。伽利略对占星术是如此厌恶，以致他认为潮汐是由于月球的影响这一说法也属于占星术之列而拒不接受。

二、力学的重构

这一时期力学所经历的变化，可以大致认为是从目的论（或从事物的“本性”、“本质”出发）的解释到由因果关系（或以量）来解释，并逐步开始向规律型解释过渡。

经院哲学以事物所谓的“本性”或目的来说明它这所以这么运动。如火之向上，土之向下，是由于它们的本性使然，或它们的目的就是要回到它们应处的位置。相应地，同质的物体不论轻重，同时下降，而不同质的物体（如含土、气等元素比例不同）则不能同时下落。还有如自然的本性是厌恶真空，等等。这些解释实际上是以事物的性质来解释性质本身，并没有给人类知识增添任何新东西。文艺复兴时期力学的发展就是摆脱这一解释模式，发现物体运动的共同原因——力。例如托里拆利管中的水银不下落是由于空气的压力，而不在于“自然的本性是厌恶真空”。

这一时期力学的发展还显示一种新的迹象，那就是探讨物体怎样运动，而不问其为什么运动。丹皮尔评论道，这是科学方法上的一个大转变[9]。例如，伽利略的研究旨在揭示诸现象间的数学关系，而不管“自然的理由是人类所能了解或不能了解的”。于是在对自然现象的解释中，就由“运动是为了要达到什么？”到“由于什么而运动？”再到“以什么方式运动？”后者就是一种规律型的解释，当时在力学中已初步达到这一点。在19世纪的物理学中核心是微分方程，由此不可能得到时间上先于结果的动因。

与天文学中的情况一样，这一时期的力学中也有过渡特征。开普勒信奉亚里士多德的观念，认为只有在持续推动下才会一直运动。为此他设想由太阳黄道发出作用于行星的力场，因为太阳是旋转的，所以力场也旋转，于是行星便绕日运行。前面提及，伽利略因坚信圆形轨道是无须解释的“天然运动”而不能得出惯性概念。此外，亚里士多德的原性说的影响一直延续数百年，这在后面还要述及。

三、古典科学的改造

以上概要分析了天文学与力学在这一时期的转变，上一章已提及数学的变化。考察古典学科在这一时期的变革，索柯罗夫认为总的说来是由“质的物理学”到“量的物理学”。我们已经看到，数学不再探求世界的本质，而是专门研究数与形及其关系。天文学由设想地球、月亮、太阳还有恒星的不同质，以此来说明它们各自的位置和运动，到不考虑它们的质或认为它们同质。联系到伽利略的天文观察，笛卡尔明确指出：“……天和地是由同一物质组成的，而且纵然有无数世界，它们也都是由这种物质构成的”。新的天文学只研究天体的相对位置与运动。我们刚才已提及力学的有关变化。

库恩认为，该时期古典科学的这一变化，主要是以新的眼光、新的精神看待已有的现象。天文学与力学固然也积累了新的资料，但所处理的对象大致还是以往的那些，从当时的测量精度来说，天文学所面对的仍是千年前的天体系统，力学要研究的也还是简单的机械运动如落体等。然而在文艺复兴后期的天文学家开普勒、物理学家伽利略那儿，旧的事实被纳入新的理论框架，有了新的秩序、规律和清晰的概念。

库恩认为，新精神就是赫米斯主义和微粒论[10]。所谓赫米斯主义大致是一种神秘主义，相信数的神秘以及通过魔术去利用和控制自然。赫米斯主义强调量、比例、和谐、形状，它们决定物体的运动，而不是以太、土质等。因而库恩认为，赫米斯主义“有时提高了数学的地位，鼓励人们寻找大自然的数学规律性”[11]。我们已在前面看到微粒论在近代科学的萌芽阶段的重要作用。

索柯罗夫认为古典科学的改造即是由质的物理学到量的物理学，而库恩则可以说试图给出这一转变的原因。实际上，改造只是前述更广泛的革命的一部分，在这一革命中，从具有人情味的丰富多彩的活生生的自然，转变成死寂的同质或无质的自然，没有质的变化，只有量的不同。库恩所给出的原因也只是远为深刻的整个社会从经济基础到意识形态的变革的一部分。

由知识和获得知识的路径来看，在天文学去除天体的神圣与神秘，与地上事物并无二致，着眼于揭示其间的位置关系；在力学去除嵌入于特定事物的“质”，揭示共同的原因——力。于是，知识在与主体无关之后，进一步“脱域”，与特定对象无关。放弃对原因的追究，意味着“翅膀栓上了秤砣”，超越之路变得谦逊、可行。

伽利略认为，“目前还不到恰当的时候去研究物体在自然运动中产生原子的原因。关于这个问题，哲学家提出各种不同的意见，有些人解释为由于地心的吸引，另一些人则认为是由于物体各部分相互排斥的结果，还有一些人归因于四周介质的某种应力，认为紧靠在物体后面的应力驱使它从一个位置移到另一个位置。所有这些及其他的一些奇妙的幻想都应一一检验。但是实际上并不值得这样做”，而是应该“考查和论证原子运动的某些性质，而不管产生这种原子的原因是什么”[12]。牛顿对假说的态度进一步说明了这一点。然而，沿这条道路走到极端便会放弃“飞翔”，这是古典科学改造的弊病之一。

古典科学的改造所带来的第二个弊病是，由于从一个物质（substance）的世界转变到物体（matter）的世界，这就抹煞了对象间质的不同以及质变，抹煞了人与物的区别，剩下的只是机械，只是量的差别，这是日后还原论之肇端。然而反过来说，必须驱逐“诗情画意”，去除“含义”，简言之，“祛魅”，才可以量化。最后，在规律型的解释中，自然失去了时间维。“t”取正或负于结果无影响。于是，自然在失去内在运动变化的动力之后，实际上已经不再运动，没有变化。

另一方面，我们已经看到，古典科学的改造并非一蹴而就，正如文艺复兴运动的根须扎在中世纪的深处，自然哲学、宗教、神秘主义等等的影响也延伸至近代的初期，直至中后期。

由上述古典科学的发展可见改造之复杂与艰巨。抛弃旧体系与思想，新体系与新精神才能蓬勃发展，然而在被批判者中又有合理的因素，新精神若再向前一步则成为谬误。同时，旧体系及其思想却也顽固地存在着，影响人们的思想。“知识的风暴”随处可见。

第二节“培根科学”的萌芽

库恩列出的另一组彼此相关的科学群在当时还只是萌芽，在尔后的年代里才逐步成熟。它们是化学、磁学、电学与热学，还可包括解剖学。它们基本上都是在文艺复兴之后兴起，都在不同程度上受到培根哲学的影响，故库恩称之为“培根科学”；又因为这些学科一般都强调由观察与实验来积累资料，也可称之为实验科学。解剖学虽然在古代就已获得发展，然而它的对象、方法等与力学等学科有较大不同，而与这组科学却有相似之处，故也置于此。本节限于化学与解剖学，其他内容将在后面章节提及。

一、从三要素到元素

这一时期化学逐步从杂草丛生的泥淖中萌芽。从内容来看，是从炼金术经医疗化学到近代化学。思想脉络大致可以认为是从旧的四元素或三要素到接受微粒论，并进而提出科学的元素概念。其主要人物是帕拉塞尔苏斯（1493～1541年）、范海尔蒙（1577？～1644年？）和波义耳。帕拉塞尔苏斯的工作是要将炼金术用于医学，从而开创了医疗化学。大致可以从三方面来分析他的思想：他认为人体是一化学系统，生命也就是某些化学物质通过由神灵激活的自然的进化衍变为另一些化学物质的过程。神灵受天体影响，例如火星既与铁的战神也与血的战神有关，因而可用铁治疗贫血。其次，他提出汞、硫、盐三要素来代替四元素。三要素分别代表流动性、可燃性与沉淀性；这显然仍属于亚里士多德的解释体系。但在亚里士多德的“四性”中有更多的主观因素，而帕拉塞尔苏斯的可燃性等则更接近于伽利略区分的“第一性”。沉淀性等则是经炼金术士千百年的实践后抽象得出的概念，具有较多的科学性，可燃性与流动性概念一直沿用至今。第三，帕拉塞尔苏斯之所以提出三要素还与他主张三位一体的宗教思想有关。他写道：“这三要素是基本的物质，并且只有一个名称：第一的物质就是上帝，而正像神是三位一体的”，因而世界的基本物质也一定具有一种三重复杂性[13]。他的思想基本上是属于旧的传统——神秘主义，自然哲学以性质解释性质，以及宗教观念，另一方面又有某些新的因素。他的医疗化学为药剂师们提供一种理论，他们据此进行医疗和化学研究。这既推动了化学的发展，也提高了他们的社会地位。他为了医疗使用了一系列无机物，作了许多化学操作，这也丰富了人们的化学知识。

范海尔蒙与帕拉塞尔苏斯相同，也是神秘主义者，也同样信奉宗教。因为圣经上说水是万物创造之前就存在的原始混沌，因而他认为本原是水，并以实验（即柳树实验）来证明这一点，这表明他重视由实践得来的知识以及实践的验证作用。他认为在大学的化学教学中，“不是光靠讲课，而是要用火的操作证明……用蒸馏、湿润、干燥、烧成石灰、溶解，一如自然那样地进行”[14]。此外，他认为气体并非只是空气，而是因来源而异，并在实践中分离了几种气体。“帕拉塞尔苏斯及其在16、17世纪追随者们的化学”被称为由“冶金技艺、民间医学、炼金术、神秘宗教，以及社会改革的要素”三类“最奇特的混杂物”，“虽然如此，他们仍不失为化学家”[15]。

医疗化学家们的观念在本质上仍然属于旧的体系，这就决定了他们不可能继续前进。近代化学的萌芽必须与炼金术以及医疗化学的思想体系划清界限。

这一时期流行的微粒论对于清除近代化学的幼芽所沾染的污泥浊水起到极大的作用。微粒说旨在以微粒的形状、大小、运动和相互关系来说明由它们组成的物质的性质，这就与亚里士多德的目的论，以及由四元素、三要素等以性质解释性质大相径庭（这是与古典科学的改造相一致的），从而为正确的研究途径作了铺垫。波义耳自称为机械论哲学家，他表示，“迄今，化学家和机械论哲学家互不了解”，他的工作“就是要使双方更好地理解”[16]。在这里，机械论哲学家指的就是微粒论者。他断言，他不指望“看到任何一种比微粒说所提出的更为全面并易于理解的原理了”。不仅如此，他还敏锐地注意到，“我建议的关于特性本原的微粒论，其重大的困难就在于自然物体中实际见到这样种类繁多的特性会起源于这样少的两种因素，而且简单到只是物质和位移运动，这是不能令人置信的”。由此他提出一种他称之为“物体中的变异原理”的重要思想，认为粒子如同字母一样可以不同方式结合，其中每一种组合就代表该物质所具有的一套可能的特性[17]。这就杜绝了任何神秘的质，而且还预示了结构概念。然而波义耳本人未能真正做到这一点，他的“火微粒”概念显然带有旧观念的烙印，在某种意义上是燃素说的渊源之一。

微粒说为机械自然观的确立，为近代科学，尤其是化学的萌芽起到了不可或缺的作用。然而在当时的条件下，由于缺乏必要的观察证据，由于难以解释众多的化学反应，更主要地由于当时的科学思想潮流是要摆脱自然哲学的影响，而微粒说仍属自然哲学体系，带有相当的思辨性，所以既然科学家不再对本原感兴趣，也就很少求助于微粒论。这样，微粒论在思想上起到扫除障碍的作用后，被暂时搁置于一旁。勒梅列（1645～1715年）认为，用粒子说来解释化学反应，这样的事情应“留给更悠闲的人去做”，也就是留给自然哲学家去做，化学家应该从事观察[18]。化学进一步朝着实证科学的方向发展。

波义耳从实证科学的角度，从经验出发给元素下了一个定义：“……元素应当是某些不由任何其他物质所构成的原始的和简单的物质或完全纯净的物质”，“是具有一定确定的、实在的、可觉察到的实物，它们是应该用一般化学方法不能再分解为更简单的某些实物”[19]。从此，元素不再是思辨体系的出发点，而是化学分析的最终结果。元素也不再是某种可疑的性质，而是“确定的、实在的、可觉察的实物”。波义耳并未规定他的元素具有任何性质，而是在研究中去发现它们具有什么性质，这就抛弃了由性质解释性质的解释模式。波义耳的元素概念与近代科学精神相一致，标志近代化学的诞生。

二、解剖学：血液循环理论

这一时期在解剖学和生理学方面的重大成就主要是建立血液循环理论，这不仅需要观察上的证据，而且要在思想上扫除障碍。正如托勒密的地心说被宗教所利用，盖仑认为血液产生于肝，消失于全身，即作有起点与终点的往复运动，宗教神学即以此论证圆周运动只是在天上世界才有的完善运动。盖仑主张有三种灵气，宗教则用以论证“一分为三”，如人分为僧侣、贵族、平民，自然界分为动物、植物、矿物，上帝则是圣父、圣子、圣灵三位一体。要建立血液循环理论就必须在上述两个方面做出努力，同时，这两个方面又是相关的。

A·维萨里（Vesalius），（1514～1564年）于1543年，即哥白尼的名著《天体运行论》出版的同一年发表了《人体的构造》一书。梅森写道：“天文学家哥白尼用一种旧时学者的传统方法即逻辑的论证，得出和古代科学家不同的见解。但是，属于具有较为实际传统的医务行业的维萨里，却用一种实验的探讨方法得出和旧传统相反的结果。”[20]对于盖仑所推断的心脏中膈的小孔，维萨里在1531年写道：“那是视觉感觉不到的隐秘的道路，可见神仙是怎样下功夫的哟!”[21]后来他认识到，盖伦的错误只能根据直接观察来纠正[22]。在1553年在第二版的《人体构造》中，他又写道：“中膈……同心脏的其他部分一样的厚密而结实，因此我看不出即使最小的颗粒怎样能通过右心室传送到左心室去。”[23]不过，维萨里并未提出血液究竟是如何流动的。

与维萨里同时代的塞尔维特（Servetus，1511～1553年）提出血液小循环理论，他在思想与实践这两个方面超过了维萨里。塞尔维特反对三位一体的神学教义，同时也反对人体中有三种不同等级灵气的说法，认为只有一种灵气，因而在人体中也只有一种血液，这为血液循环理论铺平了道路。从科学的角度来看，塞尔维特的思想不见得高明。这是又一个由宗教观念变化导致科学认识变化的事例。另一方面，塞尔维特在观察上也掌握了较多的证据。他注意到肺动脉较粗，认为这决不是为了肺的营养，而是为了“使暗红色的静脉血在肺内转化为鲜红的动脉血”。“神圣的气息是在空气里面”“上帝用空气使血液变成红色”。他还进一步指出，在不呼吸空气的胚胎里，血液的小循环就不发生作用。

类似地，哈维（1578～1657年）大致也是通过思想与实践两条途径提出血液的大循环理论。他反对宗教关于天上万物皆高贵，而地上者卑贱的教义。哈维由大小宇宙相对应的观念出发，“开始设想到究竟会不会有一个循环运动，如同亚里士多德所说的空气和雨模仿着天体的循环运动一样……因此，通过血液的运动，循环运动也在体内进行着，这是完全可能的”[24]。“后来我发现实际情况就是这样；最后我看到了……”[25]从这些话语可以清楚地看到哈维血液循环理论的一个重要思想来源。为了证实上述设想，哈维计算了在一小时内血液流过心脏的量，有力地驳斥了盖仑的旧观念。在上述意义下，血液循环“与其说是纯粹的机械系统，倒不如说是在小宇宙中体现了大宇宙的循环”[26]。实际上，他甚至以为麦哲伦的环球航行也体现了这种循环。

尽管如此，并不能因而以为哈维的血液循环理论纯粹是出于神秘主义观念。哈维的理论有丰富的观察依据，他的老师法布里克斯在1603年发现静脉中的瓣膜，哈维充分认识到这种瓣膜使血液只能从静脉流入心脏，而心脏中的瓣膜又使血液只能从心脏流向动脉，既然如此，就必然有从动脉流向静脉的一环，从而构成循环。他还注意到心脏左右心室同时收缩，不存在使血液通过中膈的压力。

最后还应注意到，哈维的思想中也同样体现了新的精神。在塞尔维特认为只有一种灵气，一种血液之时，已经抹去了所谓三种灵气或两种血液之间任何质的差别，而在哈维的计算中，根本不考虑血液的质的问题，纯粹从它的流量来阐明问题。这与前述古典科学的有关改造相一致，或者说，研究从以某种“质”来说明问题，到排除各种质的差别，再到完全以量来解释，这一变化在各门学科中具有普遍的意义。

哈维的另一项贡献是将机械论引入生理学。他在1616年的讲演中说，心脏“像一个水泵啪啪两下使水提上来一样输运血液”[27]，如同“机器的一部分，其中虽然运动由一个轮子传到另一个轮子，然而所有的轮子看来是同时运动的”[28]。这里他所指的即是心脏左右心室的同时跳动。由于这些思想，以及由于刚才提到的由质到量的转变，生理学即被纳入刚萌芽的机械论哲学体系。

三、两组科学比较

在作了上述分析之后，可以对文艺复兴时期古典科学与“培根科学”的某些特点及其与社会的联系作一简要对比。古典科学的主要特点是数学化。从事这一类学科的人员多是数学家，或是数学家出身，或是有良好的数学素养，他们更多地侧重数学方法。他们大多是以新的观点——数与量——来看待、重组已知的现象，实验——其中不少是思维实验——主要是用于验证他们的推理。例如在伽利略的著作中，差不多总能找到“如果你这样做，那么将会……”这一类的叙述和推理。此处还有必要指出，对古典科学来说，思维实验同样有助于科学家根据研究需要去除一些因素，以揭示其余因素之间的关系。如伽利略对惯性的研究和发现落体定律都由思维实验排除摩擦和空气阻力的影响，而这一点在真实的实验是不可能的。

一方面，从事“培根科学”的人员大多是工匠技师出身，没有受过多少教育。这类科学与工匠、航海人员、药剂师、炼金术士等人的活动有直接的联系。在方法上，他们强调眼睛所见到的感性经验，通过培根所倡导的归纳方法来概括现象。如果说古典科学主要由数学方法获得非嵌入编码知识，那么培根科学主要由归纳使知识脱域。培根科学者重视实验，希望看到在新情况下大自然如何行事。实验是为了发现，而不是为了证明。在这一类科学的实验中使用各种各样的仪器设备，而不是思维实验。波义耳曾指责帕斯卡尔关于流体力学的思维实验，认为实际上不可能制成所用的设备，也无法进行有关的实验。相反波义耳则详细描述他所进行的实验，写明见证人，甚至还记下其贵族特权以期增强说服力。此外相对而言，从事这类科学的人员带有较多的功利主义色彩。

当然，上述区分也不是绝对的。一方面，从事古典科学的人员也注意从观察（如天文）、实践（如建筑）中汲取资料，许多工作也是出于社会的需要（如炮弹的射程）；另一方面，从事培根科学者也具有他们的理论出发点，例如微粒论，当时进行的光、电、磁等研究也不见得是因为有利可图。特别是我们已经看到，研究的重点由质到量的转变更是两组科学的共同特点。解剖学的情况可认为介乎双方之间，一方面它具有古典科学的传统，哈维试图从某种观念出发，再通过实际上不可能进行的在数量上的计算来证实他的设想；另一方面在研究中又揉进了大量新的观察材料，显示出“培根科学”的精神。

两组科学的另一个相同之点是国际交流与合作。在天文学，波兰人哥白尼提出假设，丹麦人第谷给出新的极其精确的数据，德国人开普勒据此以其第一和第二定律修改了哥白尼圆形轨道和匀速运动的观点，最后意大利人伽利略发现了有说服力的证据。在培根科学，有解剖学的事例。维萨里是一位“世界公民”。他生于布鲁塞尔，就读于巴黎，移居意大利，在帕多瓦大学教授解剖学和外科学。为给出更细致的图解，他与师从文艺复兴大师提香的比利时画家考尔卡合作，最终完成《人体结构》[29]。17世纪，曾是笛卡尔同窗的梅森神父充当了欧洲科学家们的邮政局。1645年后，通信联系的科学家们感到当面讨论会更加有效，每周在伦敦聚会，并在波义耳的倡导下形成他所称的“无形学院”。无形很快就变为有形。1660年查理二世批准设立皇家学会，在“专业化”方面迈出第一步。法国、西班牙、美国等纷纷仿效。第一本医学期刊于1670年面世，然后银行家、地产商以及蛋糕点缀师都有了自己的年会，至少出版业务通信[30]。交流既使知识得以积累和传播，也可纠正谬误，分专业的交流则有利于研究的深入。在政教、民族国家、各种教义之间争斗不休之际，科学的交流与合作为何得以顺利进行，相关人员的流动也较少障碍。这与科学作为非嵌入编码知识有关，也关系到各国的有关制度。

[1]索科洛夫．文艺复兴时期哲学概论．北京：北京大学出版社，1983．99

[2]梅森．科学史．上海：上海人民出版社，1977．178

[3]丹皮尔．科学史．北京：商务印书馆，1989．193

[4]索科洛夫．文艺复兴运动时期哲学概论．北京：北京大学出版社，1983．132

[5]关士续．科学技术史简编．哈尔滨：黑龙江科技出版社，1984．143

[6]索科洛夫．文艺复兴时期哲学概论．北京：北京大学出版社，1983．134

[7]埃利克森．西方世界的文明与社会．伊利诺斯大学．1978．339，337

[8]罗伯特·E·勒纳、斯坦迪什·米查姆、爱德华·麦克纳尔·伯恩斯．西方文明史，第1卷．北京：中国青年出版社，2003．440

[9]丹皮尔．科学史．北京：商务印书馆，1989．197

[10]库恩．必要的张力．纪树立等译．福州：福建人民出版社，1981．54

[11]同上

[12]林德宏．科学思想史．南京：江苏科技出版社，1985．126