慈溪市图书馆

一
  科学这个名词，可有多种的解释。那么近代科学这一名词，不得不加以切实的说明了。在一般人看来，以为这个名词必将包含什么马可尼（Marconi）、爱狄生（Edison），以及那些应用科学原理的机械技师。但作者于此虽无轻视应用科学的意思，而在这篇作历史考究的文章里，所注意之点，实不在发明者的工作，而是在用专心毅力以求明了自然界秘密的研究者的工作。这般近代科学家所引为兴趣的，是在求得金质构成的知识，而不在享有那金钱的使用；是在明白飞行的原则，而不在乎制造飞机；他们研究天体现象是为了解关于宇宙的真理，而不是为学习星算术；他们看了田野间的百合花，便要问他们为什么会生长的。
  我们要认清楚，这一类的人决不是游手好闲，专作梦想的人。他们并不是闲坐著而观看天象，妄想在自己心里发见出宇宙进化的大道理来。反之，他乃是一个非常注重实际的人，企图用很严密正确的方法以开放自然界封闭著的门户。他所行的步骤，最初是作精密的观察；搜集一切有关于所研究的那个题目的事实；第二步是用精密的实验以发见更多的事实。这样有了不少精确的知识以后，再试把各种事实结合起来，仿佛可以得到一种合理的解释。换句话，他就成立了一种学说。有了学说之后，他更进而加以测验。要是他的学说是真实的，他就可以说事实上应能发生如此这般的情形。于是他再作试验，以明他的预测是否正确。如果试验下来，不能证实他的预测，就是新发生的事实并不和他的学说一致，则结果不出两途：一是把这个学说修正，一是把这个学说完全取消。因为他的最后目的在求真理。故在真理未得以前，不管他自己对于所立学说认为怎样美好，怎样精确，只要有一件事实不能用这学说来解释，就有了充足的理由，可把它改变或废止，以便另定新学说。
  今试举一实例以明之。当十七世纪之末，关于光的性质有两种卓著的学说。照第一种的说法，以为有极小的点子从发光体中放射出来，这些点子叫做微子，用极快的速率，通过了真空以及一切透明的物体，射到我们的眼睛里，就引起了光的感觉。然照第二种的说法，则谓发光体中发生扰动，因此发生光波，向四方射出。这些光波通过了不能见而到处充实著的以太，碰到我们的眼睛上，就发生光的感觉。现在试用这两说来解释实在的现象。在事实上，我们已经晓得光是依直线进行的，光线也能照一定法则反射的，而且当从一种媒质通到别种媒质时会有折光。但对于这种和他种事实，无论哪一种学说都不能有完善的解释。那么究竟哪一种比较的近于真理呢？这个在没有得到别种实验的事实以前就不容判定，一直到了十九世纪之初，才有重大的证据来证实那主张光波的学说是真理。这件证据的发生约在一千八百年，有托马斯·杨（ThomasYoung）①用实验方法表示两光重叠可以发生黑暗。但这个事实，就非微子说（corpusculartheory）所能解释。故此说非加修改，即须推翻。后来再用直接的实验法，证明光在水中通过，要比在空气中通过慢得多。现在若依据微子说，要解释折光的现象，则必须先假定光在媒物（如水）中通过比在空气中通过要更快才可。但这事和实验所得的事实又正相反。于是微子说就受一种致命的打击。到二十世纪开始的时候，光波说就几乎受全世界的欢迎。不过这仍不免为一种假定的学说。在最近一二十年来，又有许多物理学上的新发见，在这些新发见中，即有数种是不能用现在的光波说去完满说明的。故结论尚未成就，真理的发见尚有待于继续的研究。
  总而言之，近代科学的产生，是由于对自然现象的惊奇和探究的精神。它的要旨可从实验一字见之。“实验和观察就是科学家对于无数疑问的答案。它的方法是兼用归纳与演绎，学说由归纳法造成，而用演绎法证实。至于科学家自己，必须永远保持虚心，至少也须做到象威尔斯（H.G.Wells）②所称誉的地步。威氏称科学家能够深湛地、广博地、勇敢地、忍耐地、透彻地、忠实地思想而工作，使他们的事业——仅仅除出少数几个艺术家以外——可以超乎任何别种人类活动以上而无可与之比拟者..”。
  科学的成为人类正当活动之一，已有了多久呢？近代科学究从何时产生的呢？这些问题正和别种讨论事物起源的问题一样，都是不容易解答的。惟由古代加尔底亚（Chaldea）人的文化看来，足证在史前（prehistoric）时代，人类已有许多关于自然界的知识。那时代的人对于真正的科学眼光，即使是最低限度的，究竟有没有呢？这原是难于说定的。但从纪元前第五、第六世纪希腊哲学家中，我们确能发见他们具有不少科学的见地，是和二十世纪的科学家相同的。譬如退利斯（Thales）说水为万有之根，亚诺芝曼尼（Anaximenes）说空气为万有之根，赫拉颉利图斯（Herakleitos）说火为万有之根，恩拍多克利（Empedocles）则说地、水、火、风为四大原素。象这一类的人，皆是求解释自然现象的。又如琉克帕斯（Leukippos）①、德颉利图（Democritus）②的主张原子为最后的实验体，竟比二十世纪物理学家所主张者为更甚，不过这些人所主张的自以关于物质的构造者为限。又在那时代也不是没有实验。据说恩拍多克利曾用滴漏证明空间是“空”的说法为谬误。当滴漏器里有空气时，水就不会流入。因此他说空气不是空无所有的空间。在恩拍多克利以前，更有毕达哥拉斯（Pythagoras）的，已能知道音程（musicalintervals）上的法则，而这种法则，若不靠某种程度的直接实验方法，是极难得到的。（按：毕氏曾用种种物件实行试验，固发见音之高低上下，与弦之长短成正比例——译者注。）
  稍近到了耶教时期，我们就有更坚实的历史根据了。现在所存大哲学家亚里斯多德（Aristotle）所著的许多文章，就足为纪元前第四世纪时已有科学精神的明证。单从亚氏所作论文的许多名字上看，有关于物理学的，有关于动物的历史的，有关于声音的，有关于色彩的，有关于植物的，有关于机械的，还有其他种种，即此可以证明在他那时代的哲学家是怎样地关心到科学上的事件了。在亚氏的著作中，我们可以发见科学知识的宝藏，这种知识传到后来几百年间，曾有很大的效果影响于人智的发展。亚氏又不仅搜集知识而已，并且承认作精密的观察与适合事实的学说的重要。他曾经说过：“世间现象尚未经充分的考察。假使要考察时，必须重视观察而轻视臆度，即在臆度时，也不得超过与现象相符的范围。”这不能不说是健全的科学主张。惟亚氏自己所宣传的，并未能自己实践。在他的某书中，他说：“这样物体若比别的重些，则虽体积相等，而下坠时可以快些。”这就是说物体越重，下坠越快。但到现在，每个大学一年生皆知这是不确的，用极简单的试验就得证明他的错误。由此可见亚氏和他的门人并没有用过实验的方法。
  讲到阿基米得（Archimedes），我们简直可说他是一个近世的物理学家。他所发见的杠杆原理为大家所共知，因为他曾说：“设我在地球外得一适当之支点，直可以移动地球而无难色。”他的水静力学的研究也很出名，那一种原则，就是物体浸在水中所减去的重量，恰等于该物所排挤的水量，到现在这个原则还用著他的名字。
  阿基米得在数学上和工程学上皆有所成就，但此地不容详细说明。现在只用来布尼兹（Leibnitz）的一句话，就可以证明。他说：“无论何人如把阿基米得的著作研究彻底，就得减少他对于现代人的钦仰心了。”
  只要把希腊的科学史涉猎一过，我们知道还有两个人是不容忽略的，这两个人就是喜帕卡斯（Hipporchus）①与托勒密（Ptolemy）
  喜帕卡斯是一个天文学家，生在纪元前第二世纪，就他的见解与方法言，实在又是一位近代科学家。他对于先辈的事业和学说，都不敢认为真理，因此用更精确的新观察，否证了当时关于天体运行的理论。更有一点像近世科学家的，就是他创出了日月运行的新说，这学说令我们满意之处，在乎它的适合实际现象。此外他更发见岁差（即春秋分变迁）的天象，定下三角法的基础，故我们必须把他列入近世科学家的先驱者之列。
  在喜帕卡斯以后的二百五十年间，天文学上没有特别的进步可说。但到了西元第二世纪，我们就发见了另一位在科学史上负盛名的就是托勒密的成绩。他的功业极多，曾用实验的方法，研究光学上折光的现象，可称为天文学以外收集实验材料最丰富的一个先例了。但他的最重要的工作，毕竟还在天文学上。他所著的Syntaxis②（或名Almagest）一书，叙述天文现象，天文学说及他那时候的器械，非常详尽，可说古代科学书没有比这书更重要的了。至于这书对于中世纪与文艺复兴时期的重大影响，当于下文说明。
  故说希腊人筑成了近代科学的基础，实有许多证据可举。确然有许多人把哲学和科学混合不分，颇有重臆测而轻实验的倾向。但同样，我们也曾发见确有另一批人是具有科学态度，且能善用实验方法的。不过希腊的科学后来是衰微了，而且即仅就欧洲文明而言，也差不多完全被蒙蔽了至数百年之久。罗马人虽曾有过可惊异的成就，但他们在纯科学上是很少贡献的。他们的天才所活动的方面是另一种，却不是促进科学的发达的。我们虽是不能引用了罗马兵杀阿基米得一事，作为尚武民族对付纯粹科学的态度的例子，但从这一点上，至少可以暗示我们以希腊人与罗马人的差别。
  自从罗马定基督教为国教而后，一切情形就渐渐的变成不利于科学的发展。早期基督徒对于知识活动的人们，看他们在道德上既不一定是最好，而处事接物的态度又常和基督教义相反，于是就看不上他们，这也是事势所必然的。无论从何种例子来看，他们对于科学事业所表现的态度不出二种：第一种是轻蔑科学。他们觉得灵魂的救度才是急迫的事情，至若科学的研究乃是极不紧要的。圣·奥古斯丁说：“无论地球是宇宙的中心，或是悬在一边，与我都不相干。”罗马皇朝的大僧正说：“无论地是球形，是圆筒，是平圆面，或是中部凹形有如扇面，在我们看来都没有兴味的。”但说虽这样说，而人类的关心于我们四围的世界，实是一种天赋的本能，在这方面的例证，又可于早期宗教家对于科学另一种的态度见之。在基督教经典中，就可发见许多关于科学问题和疑难的解法。那么我们既有了上帝的预言和他的金科玉律，何必再去求教于异教的哲学家呢？《圣经》上怎样说呢？可看一看第六世纪加萨（Gaza）的普洛科匹阿（Procopicus）反对对跖人（autipodes）的存在的辩论。他说这是不成问题的，因为要是有对跖人的话，势必我们的上帝已经到了那边去，而且已经受到第二度的死了，圣·奥古斯丁也帮著他反驳，说这种人是不能存在的，因为“圣经上未曾说过亚当有这种子孙。”
  此后宗教上渐渐地形成了对于地球及对人类在宇宙间位置的一种伪科学的学说。这种学说的构成完全不合于科学，全靠中世纪教会无上的权威来维持，而且（下文要讲到）更成为真科学进程上的一个大障碍。
  到罗马帝国快要灭亡，而未开化的蛮人尚未侵入以前，更是第二种有力的因素，造成了极不利于科学发展的局面。许多古代的学问都已失传，文明程度一落千寻，史家所称为黑暗时代的就是。在这全时期中，所有知识与学术皆操诸教士之手，政治生活又是一种战争与改造，而对于许多人民，正可引用亚当教授（Prof.G.B.Adams）所说：“失掉灵魂的世界的黑暗恐怖，残酷地但也明显地深印在他们的心坎里，有如可怕的肉体上的惨痛，他们感受著这种情况的真确迫切，正和他们所生活著的这个实在的世界一样。”在这一种环境中，近代科学的精神自然不能存在了。
  二
  关于真正的科学精神复兴这件事，可以简单地说说。当欧洲黑暗时代，在远东的印度人与回教徒中间，颇有致力于数学及天文学的研究的。虽然他们对于科学的贡献似乎无多，然希腊人的观念却被保住，希腊人的文献也被翻译过来。到第九及第十世纪，回回教伸入欧罗巴，摩尔人（Moorish）的文化就崛兴于西班牙。当时的声势非常显赫，而对于学术，尤其在科学方面的浓厚的兴味，更可惊异。试看休谟（Hume）的话：
  哥尔多华（Goldova）那时候成为科学研究的中心点。对于医学，尤其是外科术，皆能勤奋从事以至成功，家畜病治疗法更可说是已经结晶，而成为一种科学。植物学及制药术也各有著名的教授，天文学的研究与传授更为以前所不及。
  代数学及数学已能供实际的应用，航海用的罗盘也已发明，在艺术上及制造上也应用到科学，遂使回教国的西班牙有以下的出品——精制的皮革、兵器、织物及金属器皿——为全世界所贵重。
  在西班牙这样的辉煌时期终止以前，欧洲内部又发现一种新的发酵作用。这是因为十字军东征的结果，开始了与东方人的接触，发展了商业的范围，遂使许多人的眼界为之扩大，思想为之激起。新的冲动也被鼓激起来，思想更大为活跃。其时欧洲的局面已经安定，于是学者们能够向四方搜求科学名著，参访知识，英国人也有不少来至西班牙的学术中心地的。故当十二世纪时，有了这样学问的复兴的事实，若照著名历史家哈斯钦（C.HHaskins）的说法，我们真已从事于实在的文艺复兴了。当时这种.运动的趋势，大半是集中在把希腊人的文稿译成拉丁文，这与本篇的论旨是很有关系的。因为这时期的翻译工作所注重的，多在希腊人的科学及哲学方面的知识，而很少注意于他们的人生方面。因此用拉丁文所翻译的书，多是属于托勒密、欧几里得（Eu-clid）、格林（Galen）①、希波革拉第（Hippocrates）②及亚里斯多德这些人的著作。亚里斯多德的论理学原来早已著名，且为黑暗时期大有关系的书，但在十二世纪时，他的科学方面的著作业已渐渐出现了。托勒密的天文学巨著（Almagest）及其关于希腊天文学的纲要，都有译本，译本有二种：一约在一一七五年时，从阿拉伯方直译来的，一则更要早一点，是从希腊方面而由西西里（Sicily）海道转来的。故当十二及十三世纪的时候，一般学者已能任意购读许多希腊的科学著作了。但他们曾获得了什么效用呢？也有何种证据可以证明那已被中断的科学活动的潮流，得以一再流行于希腊的河道中呢？
  对于这个问题，我们可以答“是”，也可以答“不是”。说“是”的理由，是因当时确有真正的实验科学方法的存在；说“不是”的理由，是因当时在某几方面有碍于希腊人的精神复活的势力只有伸张而没有降低。这个我们只要看一看十三世纪的两大事件就可明白。当时在西西里的诺尔曼（Norman）王国里，有拉丁、希腊、阿拉伯人的各种势力，国王便是有名的腓特烈第二。他自任掌管学术之责，乃是个很有科学思想的人。我们从几件有关于他的故事里，很可证明他还是个实验的科学家。此地故举一例来说，他为要知道睡眠与运动，哪一种对于消化更有效果起见，就叫两个人都吃一顿饱饭。等食事已毕，命一个人出去打猎，另一个人回去睡觉。后来，把两个人都杀了，且做一种检验，看休息与运动究竟哪一种对于消化更有帮助。此外更有一个故事，却不大合于科学性质的，便是：他秘密地养大了几个孩子，不教他们说话，他的目的是在晓得：“他们还是说第一种语的希伯来语呢，还是说希腊语或拉丁语，或阿刺伯语，或他们父母所用的一种语；但是他得不到结果，因为这几个孩子都死了。”
  但他的真实的科学事业是在博物学一方面。他既爱好动物，又喜欢展览，因此就罗致了许多动物，如象、豹、虎、骆驼、狮子、枭、鹰等，组成了一个完备的动物园。但他的目的不仅为观览，他曾有关于鹰的记载，从直接观察所得的鸟类的习惯，作一种精确的科学研究，且能系统的考查别种鸟类的知识。而当他研究亚里斯多德论博物学的著作时，也竟加以批评，甚至责他未免“道听途说”。腓特烈对于科学研究的兴趣，又不仅限于自然科学，这事可举一例以明之。某次他有几个光学上的问题，特地遣人到埃及国王那里，请求回教徒的学者答复，问题是：（1）物体有一部分在水中时，何以弯曲？（2）南极老人星近地平线时，看来大一些，既是南方沙漠没有水气，怎么可以把水气来解释这个道理呢？（3）眼睛前有斑点的幻觉，是什么原因？
  历史上还有一个更重要的角色，就是罗哲尔·培根（RogerBacon）。他在十三世纪之初，生于英国，少时在牛津读书，后到巴黎，继续研究学业，练习当时的方言，得博士学位。后回牛津大学研究科学，圣方济宗的僧人疑他叛教，遂重复回至巴黎，被人监视。后数年受罗马教皇的命，从事著作，其功业遂得流传后世。后因文字间有揭破当时教堂及社会腐败之处，对于上级社会的人，攻击过甚，遂判受十五年的监禁，等释放时，已届老年，不复能写作了。
  现在要问，他究竟做了些什么，又何以成为科学史上重要的人物呢？且看他自己说的话：
  我自少年期起，即从事研究科学及语言，现在还谋继续研究，因此搜集了许多有用的东西。我在拉丁人中间，访求一切聪明的人做朋友，且教少年们学习语言、几何、数学、图表、器械以及许多应用的学问。我考察一切用得著的东西，我知道怎样进行，用何方法，有何困难。但我不能前进了，因为缺少了应用的钱。在这二十年中，我辛辛苦苦地研究真理，也不管人家的毁誉，竟已耗费了二千余镑的钱，供我购读研究科学的书籍，举行种种的实验，以及学习语言，置办器械，制作图书和别种事物之用。
  又说：真理的研究常可以充实生活，因为人类的发见是永不会完成的。前人辛苦经营的事功，我们后来者承受之，自应负改正前人缺点及力谋进步的责任。要是徒知安享现成而不思继续改进，乃是最不好的事情。..在生活、事业或学问的各方面，常有下列三种保守派的辩论，都可以得到相同的结论：这是我们祖先的旧法，这是惯例，这是大家的公意；所以必须保守。
  当然，我们要抱这种见解。我们应该学近代科学家，不愿意把前人的结论认作最后的真理，不承认仅属传说的议论；惟相信，用观察及实验可以获得新的知识。
  讲到培根的科学上的著作，我们知道，这些著作所涉的范围很广，可惜此地不能详细说明。但作者所特别注意的，不在培根实在的科学成绩，而在他的实验方法的注重。在他以为，测验一切知识的真实与否，全靠实验而定。他曾说：
  得到知识的方式有二，即推理和试验是。推理可以推出一种结论，使我们不得不承认它，但并不能使它确定或消除它的疑难，而使我们心安理得，除非我们从经验求得的真理，方才可以确定。
  又说：
  但在这些科学以外，尚有一种比一切方法更完美，能适用于一切事物，且能用特出的方法证实一切：这就叫做实验的科学，它用不著推理，因为推理无论如何有力，终不能确定，除非同时这个结论有经验来证实才行。实验的科学是用观察及试验以考核一切科学中高深的结论的。
  最后他说：
  亚里斯多德曾说推究本原的知识是比由经验所得的知识更为高尚。他说这句话是单指一种事实上阅历所得的知识而言。而我所说的乃是实验的知识。世间有许多大家公有的信仰，而没有经过实验的，其实完全是谬的，譬如说金刚石可用山羊的血破坏，一壶热水比一壶冷水结冰更速等皆是。
  现在仅举两个例子，似不能证实这件事实，但已够说明这个要点，就是在十三世纪时，确已有了科学复兴的征兆。在另一方面，反对这种自由的用实验法研究自然现象的精神的势力，却并不因有新知识而减少。即在罗哲尔·培根自己身上，我们也可以找出这种势力的例子。就上述各项看来，他虽是个科学家，然在另一点上，他也是当时的一个哲理的神学家。因为他和别人一样的承认神学为科学之母后，其他一切分科不过是她的侍婢。我们当须记得在中世纪的时候，大部分的学术操在神学家之手。虽然有许多神学家，尤其在这时代的后半期的，都是极有才能的人，其中很有几个喜欢研究自然现象的，但是他们一切研究的要旨，终不离乎神学的范围。而他们所最关心的，也是救度灵魂而非科学。所以当时学术研究的结果，往往为一种奇特的混合物。下面就是一个科学问题而用神学答复的例：“为什么黄昏边的太阳红得这样厉害呢？因为他下看地狱的缘故。”
  然在中古时代阻止科学精神发展的诸种势力中，最有力的乃是烦琐学派（Scholasticism），这学派的形成颇为奇特，可以说是当时学术输入欧洲的一个结果。那时有许多新材料，用恶劣的拉丁文翻译出来的，极引起一般人的注意，而这些人的心智已受过论理学及语言学的训练，他们的兴趣偏在神学一方面，他们的思想也已受到影响于当时欧洲的经济上与政治上的变动的刺激。所以这辈人得了新颖而不真确的材料以后，便用他们的神学掺合进去，这是不足惊异的事。他们固久已承认亚里斯多德是个神学家，当初对于这位自然哲学家的亚里斯多德，就存著一种戒心，在巴黎大学里，还对于他的著作有禁止阅读的。但是不久这种禁令取消了，十三世纪时更有些才能的人对于已经略加改窜的亚里斯多德的主张也接受了，且如亚丹（G.B.Adams）所说，他们还创造了：
  一种伟大的有组织的知识体系，无论何种知识可占有一个地位，这种学说管辖了当时所有的智力活动，因为它是和那绝对正确的神学说有密切关系的，而这种神学说又是为当时慑于神威之下的学者所不敢不遵守的。
  这种知识系统的精神一方面受牢不可破的神学的管辖，他方面又受曲解的亚里斯多德学说的支配，故显然有大不利于科学的进步。我们固知在先前的学者中，也有几个为世界闻名，智慧卓绝的人，然而他们这种烦琐派的哲学却是发展而成为最无用的空论。譬如我们看到了下面几个问题：“上帝能不能造成两座山，而中间没有谷的？”“上帝能不能造一根一码长的杖，可是此杖没有两端的？”“要是老鼠吃了供神用的圣饼，会发生什么事呢？”如果后来的烦琐学者仅能“织一张学问的繁重的网，所用的没有多量的资料而徒然扰乱智慧”——引用法兰西斯·培根（FrancisBacon）的话——那么我们很可一笑置之罢了。顾实际情形却并不如此。譬如三段论法固然应用在哲学问题上，但同样也应用在科学问题上。试举一例以明之。十五世纪时有一个西班牙的神学家对于对跖人的争论，曾经这样说过：“使徒们奉命到全世界各地，向每个人宣传福音；可是他们并没有到过所谓对跖人的世界，没有在那里传教；所以对跖人是没有的。”
  当十三世纪时，虽然已有一点曙色，但灿烂的光辉直待许多风景过后才出现。在培根被诬禁锢时，便是风暴中的先驱者，后来到十六世纪又有伽利略（Galileo）来身受这个风暴了。
  三
  到十四世纪的后半期，正是历史上所谓文艺复兴时代的初年。当时有名佩脱拉克（Petrarca）①的，其人虽不是个科学家（我们无须在此加以讨论），然而他所参加的运动，实与科学的发展大有关系。他因为要恢复古代学术的精神，应用近代科学方法于历史事实，不承认亚里斯多德的学说为最后的真理，并且嘲笑为烦琐学派根据地的各大学，他对于科学很有功劳。但自十四世纪十五世纪以至十六世纪，都未见有近代科学的大发展。进步虽不是没有，但是其进步非常迟缓，这里就值得我们来考究一下。为什么在这个时期内，人们的思想已有指向，而近代科学的复兴这样的迟缓呢？
  进步迟缓的原因，有几个已经说过，尚有几个可以简单说：第一是当学术复兴的时期，学者所从事的仅在恢复古代的典籍；故他们以搜罗为乐事，以光大过去文明为幸事。而他们的翻译，更有许多缺点；即佩脱拉克也不是个希腊学者，直至他死后，才有更精确的希腊文原本来替代拉丁的译本。那时有一种趋势，即把直接诉诸自然界的工作易为单从事于科学书的评注。纵令有许多学者，热诚于科学的研究，但仍需要把希腊的著作恢复过来而加以体会。故有些人以为当时的学者虽不懂希腊语，也自能阅读古籍。就事实上举例，知识界中渐多非神学派的人；亚里斯多德的学说在怀疑派看来，也如烦琐学派一样，同祝为伟大的专家。亚里斯多德在当时，真有如十七世纪的哈维（Harvey）①所说，“常令我感受到深重的影响，所以我决不容轻易对他发生异议。
  第二个原因，是由于用实验的和观察的方法所能获得的进步是必然的要迟慢。即在现在二十世纪，虽则研究的方便已有许多。然要把积聚的事实综合为某种原理，也常须数年的时间。那么在当日尚没有望远镜，没有显微镜，没有寒暑表，没有抽气筒，没有摆钟时针，没有印刷机的时候，自然更当迟慢得多了。无论何种科学上的进步，必须有许多预备工作为之前提。不先有透光镜的研究，就不能发明望远镜；没有改良的数学方法，就不能解决天文学上的问题，即在同一问题如关于天体运行的定律，在没有伽利略及他同时代的学者确定机械科学的基础以前，也不能了解。
  最后一个原因，是由于当时有许多思潮，都是反对纯粹科学的发达的。没有几个人能完全超脱传习已久的种种成见，在文艺复兴的全时代，大家对于许多事情，在现在用科学的眼光看来被认为不足道的，皆深信不疑。泰罗（Taylor）②所著的《十六世纪的思想与表现》一书里，曾有一节讲到当时情形，特录如下以作例示：
  佐治阿基柯拉（GeorgeAgricola）于一五五六年发表他的DeoreMctallica，这是一篇很完备的讲当日德国开矿同冶金方面各项情形的论文。文中叙述矿脉及矿物的由来，且不信任寻矿的神杖（按：这是古人伪称可用以觅得地内矿者，译者注）能发见矿脉。但文中承认有恶魔，以为和凶邪的气及有毒的蚁在一起，以致矿中发生瘟疫。
  下面更可举一医学方面的例子。“在佛罗棱萨（Florence），即文艺复兴的发源地，当一四九四年，罗棱索得美地奇（Lorenzode'Medici）①易箦时，最后给他的一剂药乃是研末的珠宝。”还有一个例子，出在著名外科医生帕累安布洛兹（AmbroiseParé）②的身上；他虽被视为近代外科医的鼻祖，但仍信巫术可为创伤的原因。此外可举的例尚甚多。要，皆足以表示在这时期内所称为最进步的科学家，而能抛弃神奇不可思议的信仰的，实在很少。但这是不足奇的，即在近代，我们知道仍有未能完全脱离这种态度的人。譬如有些人不敢在梯下行走，又有些人看见食盐泼翻，以为不祥，立即随取数物，掷过他的左肩，以作解除的，又有些人要带些马栗子，以为可以治风湿症，而到了一九二五年的报纸上，我尚见有满幅载着算命术的。
  但信仰魔术、符咒及神力，不当与中世纪后期及文艺复兴期所盛行的炼金术及星占术混为一谈。在这两种半科学的事业中，我们可以立刻发见对于纯粹科学的一种助力与一种妨碍。虽然这些炼金术士是守秘密的，用荒谬的表号的，有时甚至会诈欺作奸的，但在他们中间的确有不少人是值得称为近代化学的创造者的。而且炼金术还包含了许多化学的方法。
  星占术之于天文学，也犹炼金术之于化学。他们要算定各星宿及于人的运命的影响，一定先已明白了天体的位置和运行的法则。故星占术实有促进天文学观察的功用，而当初科学事业之偏重在这方面，也许为此。反之，算命术的成立，却不与现代科学的目的与方法相符合，竟可以说是毫无用处。唯文艺复兴期内科学的进步虽是迟慢，但颇有几个特出的先驱者，特在下节略为叙述。
  四
  其中第一个，是利奥那度·达·芬奇（LeonardodaVinci），他是画家、植物学家、生物学家、生理学家、天文学家，也是物理学家和工程家。唯本篇将就他对于自然界的态度，多加注意，而不欲详讲他的事业。他是反对从虚假的前提中推出科学原理的人。他所用以了解自然现象的唯一方法，是兼用观察、试验及考究的三法，叫做espcrienza。他说：“那些不根据这种方法所得的科学都是空的，都是错误的。..”又说：“我在这行之先，必先作实验，因为我的目的，第一步是把事实实行，第二步是推解为什么实验是这样的理由，这样便是研究自然现象的人所必趋的正轨。”他不仅宣传及实践这种方法而已，同时还注意于物质考察的数量方面。所以他说：“不能应用数理的，就不会真确。”看他的关心于飞行机及鸟的飞行，就是一个例子。他以为单靠观察，不足以发见飞行的定律。因为他说：“鸟是一种应用数学公例的机器。”
  因此这位科学化的异人，凡遇见什么事情，都要用实验法加以考察。他为求解剖学的知识，就要解剖人体以作直接的研究，而解剖人体还是违反教会法规的。他从月亮中看出一件可供考究的物体，在他的笔记中就有一种提议，说是“造成镜子以观察放大的月亮”——这还远在发明望远镜一百多年以前。故从烦琐理学家到利奥那度，真有如从气闷不通的暖室走到清新的空气里一样的感觉。
  由利奥那度说到哥白尼（Copernicus），他是实现近代物质科学的光明世界的五人中之一人。他原籍波兰，但因研究医学、天文学、数学及神学，先后到过克拉科（Cracow）、维也纳（Vien-na）、波罗格那（Bologna）、帕雕亚（Padua）、非拉腊（Ferrara）及罗马诸地，最后在夫牢恩堡（Frawenberg）做牧师至三十年之久。那里他不但传教，也还做医生及天文学者。他虽不是一个大试验家，也不是一个大学问家，但在科学发展史上不能不占一个开创者的地位。大家都知道从他起，才承认太阳系的中心是日而不是地球，我们应主张太阳中心说而不主张地球中心说。虽然这个意见并不由他创始——他说：“我在哲学家的书籍中一直搜求，直至我发见了他们中有几个人认识地是动的——但这个意见确乎是革命的意见。”请大家想一想。烦琐学者及以后所有神学家都已确定天动说是一种不错的真理了。神学与科学一致联合起来，造成一种满足灵魂的学说，要是怀疑不信，就要被目为邪说。地球居宇宙的中心，环绕在四周的有九个回转的轨道，其中七个是属于月球、水星、金星、日、火星、木星、土星的，第八是属于固定的星，第九是结晶的球体——最远的行星。再过去是第十天，是不动的天，即为万能之神的住所。而且这种说法，曾经托勒密的苦心创作，颇能用以说明行星的移动，预知日蚀及月蚀，并供给教会日历的资料。但是一位潜心研究的牧师，竟敢反对这种有权威的学说，而主张地是动的。这非革命而何？他的理由都有透澈的科学方法做根据。在他所著的《天体运行之道路》（DeRerolutionibusOrbiumCelestium)的序言中，他曾说，因不满意于天体运用上相因习的数学原则，遂使他接受一种在儿百年以前所提出的理想，且要“试看若用地动的学说，是否能找出比前次更满意的解释，去说明天体的运行”。他把这个学说实验的结果，以为：“假使别个行星的运转，是以地球在轨道上的行动为标准，而且按照各个星的旋绕，记录下来，那么不特他们所观察到的现象，可加以合理的解释，而且星的次序、星体的大小、星的轨道以及天体本身，也能表现一种谐和的秩序，要是有一部分变了，必将引起他部及整个宇宙的紊乱。”这样，仿佛喜帕卡斯的事业，卸在哥白尼的肩上了。总之，他应用了近代科学的方法，使他构成了一种新的革命学说，更能解释事实的真相。而且更希奇的，自他创出这个学说以后，并没有剧烈的直接的反对。虽然在路得（Luther）①的注解上看得出反对的论调，如说：“推翻整个宇宙的系统的是愚人。但如《圣经》所宣言，约书亚（Joshua）是命令太阳站住，并不叫地球站住。”但终没有直接的冲突。所以不生冲突的理由是很易见的。因为他不喜与人争辩，自己的学说不肯轻易宣扬，只在暗中传授给关心的人，等到书甫著成，人已逝世。而在他的序言中，又被路得的友人加上一段虚伪的话，说这种学说只是一个臆说，决不足称为实在的真理。因了这样伪造的序文，再加以教会一个大僧正的友谊，故世人多淡漠视之，不加批驳。要使哥白尼的学说确定不变，是非有更精密的观察与关于动体力学的知识不可。
  泰苛布刺（TychoBrahe）①曾作过精密的观察。他是丹麦人，也是历史上最有名的天文学家之一。他不相信哥白尼的学说，承认木星与土星的交会，要引起大灾难，并且终身从事于星占术及炼金术。像这样一个人似乎不值得与哥白尼并称了。但他在实验上所作精密的工作，实在远胜前代任何一个学者，所以他能称为第一个皇家的天文学者。他除私有的财产以外，又受丹麦王腓特烈第二的资助，竟造了一座壮丽宏伟的乌累尼堡（Uranibourg）文台，藏置许多很工致的仪器。他在那里观察天象至二十年之久，把相传的天文学识改正了，也推广了，做到为前代所未曾梦想的地步。他的名声和他的天文台既然如此卓著故当他与丹麦的安内（Anne）结婚时，由远道前往参观者非常之，多，英国去的詹姆士第一（JamesⅠ）也费了八天的工夫，去参观乌累尼堡的天文台。
  腓特烈第二死后，泰苛就遇到厄运，我们再也不能知道他的贡献。唯在一五九九年，他竟被波希米亚（Bohemia）皇帝邀至布拉格（Prague），即在那里过他的最后两年的生活。在这短时期内，为了一件重大的事情，才值得我们再来说几句话。就是有一个德国青年名叫刻卜勒（Kepler）②的，来到他那里请益。这青年虽不是个大实验家，却喜欢寻求真理。他常疑问：各行星离日的远近有什么定律没有呢？为什么行星只有六个呢？行星绕日的周期，是怎样关系于他们各自的距离呢？当他未求教于泰苛以前，他已怀着这些问题；而且对于有几个问题，他已有尝试的答复，在一五九七年用一本书发表出来。既到了泰苛门下，他就秉了研求真理的热诚，和所有锐敏的科学的想像，及数学的天才，竭力从事实验。经过了几年的辛苦，尝试了又丢弃了许多不合事实的臆说，终于找出真正的定律来。这个定律是最简单的——行星以太阳为中心，依椭圆形而运转。对于未曾学过物理学的人，或难明白理会这个最合于泰苛所研究精确的事实的纲要。但有一个要点是容易懂得的，就是以椭圆代替圆形。自亚里斯多德以来几百年间，大家都认行星的运转是圆形的。但现在一个简单的圆形的运转实不能以解释行星的转移，而在托勒密及哥白尼的学说中，就用所谓内摆线来解说，即圆形在另一圆形内所作成的曲线。哥白尼更把摆线的数目由七十九减至三十四，在别方面也改成简单的法则。但刻卜勒发明了简单的椭圆的定律，就打消了摆线的学说，更破坏了亚里斯多德的权威。他既有这些发见，所以难怪他要喜悦异常。当他解决了一个亚力山大里亚的天文学家所不能解的问题以后，他说：“没有东西可以限制我，我将仍然热中于研究；我将向人类宣告胜利，老实承认我已偷得埃及人的金瓶来造一个供我们上帝用的神龛，远在埃及的境界以外。”
  正在刻卜勒专精研究的当儿，意大利方面也有一个科学家，这就是伽利略，是个比萨（Pisa）人，他最初用望远镜观测天体，所得结果，使全世界为之震惊。他曾受极优美的文艺教育，包含古典及数学，他的家庭环境很好，能自由发问，不受传统学说的束缚。在少年时，为谋生故，由他的父亲送往大学中学医。但他具有考察自然现象的天性，故不久就在物质科学上自行表见其才能。他所研究的结果，竟是异常丰富。当他十八岁的时候，在比萨礼拜堂内见灯往来摇动，就已激动他有实验的天才，随后发见摆钟的等时摆动性，即为制造一切摆钟时计所根据的定律。（按：氏见灯索之短者，其摇摆比长者为速甚感兴趣。返家后遂实行试验，取无数长短不齐之绳，悬天花板上，下端各系一重物，使之摇摆，仿佛教堂中之灯索。他算得每分钟摇摆之速度，绳长英寸者六十次，长英寸者百二十次，长英寸者百八十次，有一定之比例。因利用此理，发明一量脉息之钟摆。——译者注）不但如此，这种行为更足以证明，使用近代观察与实验的科学方法以及用演绎与实证辅佐归纳法的开端。一切物体的下坠，是否如亚里斯多德所讲，越重越快呢？伽利略说，容实验来决定罢，因此他跑到有名的比萨歪塔的顶上去，同时把一百磅重的和一磅重的两个铁球掷下来，可是结果两者同时到地，于是在几分钟之后，在比萨大学内的一辈有学问的教授们都证实了相传已及二千年的亚里斯多德的格言的虚伪。过后他更继续考查活动物体的公律，这些公律在今日研究力学的都是熟知的。这种稳固的方法还应用在物理学的别方面；如在热学，在水静力学，在声学以及其他部分，皆用同样方法去研究。近代物理学家读了伽利略的著作，便觉得古今人所抱目的与所用方法都是一致的。
  但他的惊人的发见，还在天文学方面。他知道荷兰有放大远处物体的器械，因此制成一种望远镜。结果就发现一个新世界。他说：“许多贵族及元老，虽然都已年老，但用了我的镜，登上最多的一个塔顶，就能在船只驶入港口的两小时以前看得见，因为这种镜能使远在五十英里以外的东西，仿佛同近在五英里的看得一样清楚。”后来用望远镜观测天象，就使人类获得许多新的知识。这些新的知识是：月的上面有山有谷；太阳上面不仅有黑点，而且这些黑点还会行动；土星周围有二卫星；木星周围有四卫星；金星面的盈虚正和月球一样。哥白尼的预言由此证实，而他的太阳系的学说也就被一般人所承认。但同时仍有许多有目而不能观察的人，和对于确定的事实还是深闭固拒的人。在抱残守缺者流，终以为他的发见是不可信的。因此有些人不敢看他的望远镜以资实验；有些人便说对于尘世上的事物虽然可信为不错，但对于天上的事物是不可靠的。有的还要用极蠢的辩论来主张这些事情。因此哥白尼学说的真实性愈加显著的时候，而守旧派的反对也愈烈。哥白尼所著的书虽未被直接列入禁书之中，但刻卜勒所作解释他的学说的一书却立被禁止，而伽利略更受到特殊的迫害，被法庭判为幽禁。到了七十岁衰弱之年，方被释放。他曾经说过：“我弃绝、咒诅而且痛恨这所说的邪说和谬见。要知使事物变成为真或假或其他，只有他们自己的本性与实情才能决定，并不属于任何人的权力。”
  但除伽利略以外，没有人更比他知道真理是不能被遏制的。反动派表面上的胜利，只能暂时迟延科学的前进，却不能永远阻止科学的前进。到底，那种传说和权威的力量是要被弃置的。在解剖学上，维萨留斯（Vesalius）①已有超过格林（Galen）与希波革拉第（Hippocrates）的成绩；在动物学及植物学上，格斯讷（Gesner）已成为近代科学家的先锋；在一六〇〇年，吉尔柏特（Gilbert）②发表他在电学及磁学方面研究的成绩；在一六二八年，哈维（Harvey）又公布他在血液循环上的发见。故反动的影响虽在继续不息，但终不能毁灭在当世表现的新的精神。伽利略死的一年，爱撒克·牛顿（IsaacNewton）①即出世。我们有了这样一个伟大的天才，就已远离文艺复兴的时期，而置身于光明灿烂的近代科学的世界中了。

①本文原作者是加拿大皇后大学约翰·罗伯特松。本篇署名：应康。本文分两次在《学生杂志》连载。 ②马可尼（GuglielmoMarconi，1874—1937）意大利工程师。专门从事于无线电设备的研制和改进。 ③爱狄生 通译爱迪生（ThomasAlvaEdison，1847—1951），美国发明家、企业家。 ①托马斯·杨（1773—1829）英国医师和物理学家，光的波动说的奠基人。 ②威尔斯（HerbertGeorgeWells，1866—1946）英国作家。著有《世界史纲》、《隐形人》等。 ①琉克帕斯 通译留基伯（约前500—约前440），古希腊哲学家，原子论的创始人之一。 ②德谟颉利图 通译德谟克里特。 ①喜帕卡斯 通译喜帕恰斯（约前190～前125）。古希腊天文学家和地理学家。 ②Syntaxis 汉译书名：《大综合论》。 ①格林通译盖仑（ClaudiusGalen，公元129—200）。古罗马医师，自然科学家和哲学家。 ②希波革拉第通译希波克拉底（约前460—前377）。古希腊医师，西方医学奠基人。 ①佩脱拉克 通译彼特拉克（FrancescoPetrarca，1304～1374）。意大利诗人，欧洲文艺复兴时期人文主义先驱之一。 ①哈维（WilliamHarvey，1578—1657）英国医师，实验生理学的创始人之一。 ②泰罗 通译泰勒（EdwardBurnettTylor，1832—1917）。英国人类学家。著有《原始文化》、《人类学》等。 ①罗棱索得美地奇 通译罗梭佐·美第奇（Lorenzode'Medici，1449—1492），佛罗伦萨共和国僭主。 ②帕累安布洛兹 通译巴雷（AmbroiseParé，1510—1590）。法国外科学家，近代外科学的主要奠基人之一。 ①路得 通译路德；即马丁·路德（MartinLuther，1483—1546）。基督教新教路德宗的创始人。 ①泰荷布刺 通译第谷·布拉赫（TychoBrahe，1546—1601）。丹麦天文学家。发表有《新星》论文。 ②刻卜勒 通译开普勒（JohannesKepler，1571—1630）。德国天文学家。著有《宇宙的神秘》、《光学》、《哥白尼天文学概要》等。 ①维萨留斯 通译维萨里（AndreasVesalius，1514—1564）。比利时医生和解剖学家，近代解剖学的奠基人。著有《人体的构造》等。 ②吉尔柏特 通译吉伯（WilliamGilbert，1544—1603）。英国物理学家。 ①爱撒克·牛顿 通译艾萨克·牛顿（IsaacNewton，1642—1727）。英国物理学家、数学家与天文学家。著有《自然哲学的数学原理》、《光学》等。