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成为物理学上首次的大综合。前几章所叙述的改变给欧洲带来的科学与哲学
的状况，可以大概描述如下。
经院哲学的无所不包的知识大厦，虽然在唯理论的训练方面仍然有用，
但早已不够用了。由于邓斯·司各脱与奥卡姆把唯名论复活过来，由于新柏
位图运动兴起，构成哥白尼和刻卜勒的工作的哲学基础，最后由于伽利略、
吉尔伯特与其门徒用数学方法及实验方法取得很多成果，这座大厦已经动摇
了。吉尔伯特与哈维表明怎样用经验的方法来进行实验，伽利略证明哥白尼
与刻卜勒认为在天体现象中有根本意义的数学简单性也可以在地面上的运动
中发现。经院哲学用“本质”、“原因”来不精确地描述运动，以说明物体
为什么运动，现在这些已经为时间、空间、物质及力等概念所代替。这些概
念第一次有了明晰的定义，而且人们还利用这些概念、运用数学的方法，发
现了物体怎样运动，并测定了运动物体的实际速度与加速度。
伽利略更用实验证明要使物体继续运动，并不需要继续施力。一经开动
之后，物体靠了与重量有关的某种内在性质会继续前进。在这里，伽利略已
经接触到质量和惯性的概念了；虽然他还没有明白地给这个概念下一个定
义，他对落体的观察，如果了解得正确的话，已经足以表明这个概念与重量
的确切关系。经院哲学家赋予亚里斯多德的本质与性质的无上地位，肯定地
让给物质与运动了。147 哥白尼与刻卜勒赋予数学和谐的神秘意义，正在转
变成另一种观念：在一个变化可以以数学公式用物质和运动来表达的时候，
这个变化也就可以从机械上来解释，要么用伽利略的力来解释，要么用笛卡
尔所想象的旋涡那样的接触来解释。在1661 年，波义耳仍然可以反驳经院哲
学的观念在化学中的重要性；在物理学中，它们已经死了，但还没有埋葬，
从牛顿与其同代人的著作中，还可以听到旧日争论的回声。新的数学方法在
动力学中的威力，到1673 年惠更斯（Huygens）发表了他对重力、摆、离心
力和振动中心的研究结果时，就更加明显了。
原子说的一股观念被伽利略采纳了。而伊壁鸠鲁的旧说则由伽桑狄更充
分地加以修正与发挥。人们最初是从动力学和天文学的大规模现象中形成这
样的概念的：自然界从根本上来说是由运动中的物质组成的。现在，这种概
念也参加到人们对于物体内部结构的看法中来。原子论并不是伽利略的动力
学所必需的，但和根据伽利略的研究成果形成的一般科学观点却也能融合无
间。
行星间的以太观念是在十七世纪的思想中开始起作用的另外一个希腊观
念。刻卜勒用这个观念来说明太阳怎样使行星运行不息；笛卡尔给它披上了
不可捉摸的流质或本原物质的伪装形成他的天体机器的旋涡，并且提供了从
纯粹广延性中推导不出来的重量与其他性质；吉尔伯特用它去解释磁力的吸
引，而哈维则认为以太是把太阳热力传给生物的心脏与血液的媒介。
以太观念那时还和神秘学派用来解释存在的本性的盖伦的灵气或灵性混
淆不分①。我们要记住现代人对物质与情神所作的区别那时还不明确。“灵
魂”、“动物元气”一类观念，在当时仍然看做是“发射气”、“蒸发气”，
可是在我们看来，“发射气”和“蒸发气”却是物质的。物质与精神的一致，
就这样维持着。只有笛卡尔是例外。他首先明白地看出在空间中延展的物质
和思想着的心灵有根本差别。在当时大部分人看来，这个分界线似乎存在于
一边是固体与液体，另一边是气、火、以太与精神之间。所以用“以太”来
解释现148 象，就是为直接的神灵干预留下余地。
吉尔伯特对当时流行的观念表达得很清楚。他以为磁力是把物体吸引到
磁石这边来的所谓“磁素”造成的。重力与磁力有同样的性质，每个物体都
有一个“灵魂”，它能放射到空间中去并吸引一切物体。
最后我们不要忘记，十七世纪中叶所有的合格的科学家与差不多所有的
哲学家，都从基督教的观点去观察世界。宗教与科学互相敌对的观念是后来
才有的。伽桑狄在重新提出原子论的时候，小心避免同古人给与原子论的无
神论沾了边。虽然笛卡尔的反对者指摘他设计了一个十分有效的宇宙机器，
没有给上帝的控制留下余地，可是笛卡尔仍然认为自然界的数学定律是上帝
所建立的，通过思想世界也可以接近上帝。霍布斯的确把哲学局限于自然科
学所取得的实证知识，对神学加以抨击，并且把宗教叫做公认的迷信。可是
他却同意国家应该建立和实行以圣经为根据的宗教。不过，他的态度是一个
例外。一般说来，一切学者都接受了有神论的根本假定，这并不是为了护教
的缘故，而是由于他们认为这个假定是普遍接受的资料，任何宇宙学说都必
须同它相符合。
中世纪的许多思想方法当时还残存着；波义耳需要反驳经院哲学家的化
学观念，不亚于需要反驳炼全家的化学观念。哥白尼的理论虽为数学家和天
文学家所承认，但是一般教科书所讲授的仍然是托勒密的体系。占星术仍为
人所重视。由于内战的缘故，世事变化不定，机遇无常，因此占星家的每一
个预言差不多都肯定有机会应验①。就是牛顿，在少年时代也觉得占星术是值
得研究的。1660 年，他初入剑桥大学，在别人问他要学什么的时候，据说他
回答道：“数学，因为我打算去检验人事占星术”②。这个事例，说明牛顿一
生中心理观点的转变，这转变主要是由他自己的工作造成149 的。占星术的
著作，特别是历书之类，虽在牛顿之后很长时期里仍继续出版，但到十七世
纪末年，就只有无知识的人才对它们感兴趣了。
科学院
① A。J。Snow； Natter and Gravity in Newton's Physical Philosoplhy； Oxford； 1926， p．
①
Dict。Nat。Biography；〃William Lilly〃；〃Hlenry Colley〃；〃John Case〃。
②
Reverend H。T。Inman； Sir Isaac Newton and one of his Prisms；Ox…ford （privately printed）。 1927。
③ T。Sprat； Bishop of Rochester； Hirtory of the Royal Society；1667；Re… cord of the Royal
Society；London；1912… ；Martha Ornstein；Scientific Soci…eties in the Seventeenth Century； Chicago and
Cambridge；1928；R。W。T。Gunther；Early science in Oxford；1921 Et seq。；H。Brown； Scientific Organisation in
France；Baltimore；1934。
帮助造成牛顿的学术环境的还有一些别的因素。多年来受到亚里斯多德
派的阻挠的新学术，这时已经渗透进有些大学。热心自然哲学的人数迅速地
增加，增加的一个表现，便是学会或学院的纷纷成立。会员常常聚会，以讨
论新问题并推进新学术。这类学会中的最早一个，在1560 年出现在那不勒
斯，名叫“自然秘奥学院”。1603 至1630 年，伽利略所属的第一个“林
学院”成立于罗马，1651 年，梅迪奇（Medici）贵族们在佛罗伦萨创立了“西
芒托学院”。在英国，学者们从1645 年起，以哲学院或“无形学院”的名义，
在格雷汉大学或伦敦其他地方集会。1648 年，大部分会员因内战迁到牛津，
但1660 年，伦敦的集会又恢复举行。1662 年，在国王查理第二的特许下，
这个学会正式定名为“皇家学会”。在法国，同类的科学院于1666 年由路易
十四创立，类似的组织不久也出现于其他国家，这些学会进行了充分的讨论，
集中了科学界的意见，公布了会员们的研究成果，因而这些组织成立后，科
学的发展愈加迅速，特别是大半的学会不久都开始发行定期刊物。独立的科
学杂志最老的一个似乎是《学人杂志》，1665 年在巴黎首次发行。三个月后，
又有《皇家学会哲学杂志》问世，这最初是皇家学会秘书私人的事业。别的
科学杂志不久也相继出现，不过，直到十七世纪末叶或更后，数学家们还主
要是靠私人通信来宣布他们的研究成果。这是一个效率低微的办法，有些发
明先后的争执即由此而起，如牛顿和莱布尼茨之间的争执。
刻卜勒的研究成果提供了太阳系的模型，但是，这个模型的大小——太
阳系的实际大小——在用天文单位测定一个距离以前，是无法确定的。
在1672—1673 年，路易十四的大臣科尔伯（Colbert）派遣里希150 尔
（Jean Richer）到法属圭亚那的卡宴（Cayenne）去进行航海上有用的天文
学观测。他就测量过行星火星的视差。他的研究成果的最显著的结果，就是
认识到太阳和较大行星的巨大体积，以及太阳系的惊人的规模。地球和地球
上的人相形之下，就显得很小了。
牛顿与引力
我们已经简要地叙述过牛顿开始工作时科学知识和哲学见解的概况。爱
萨克·牛顿（IsaacNew…ton，1642—1727 年）是一个有120 英亩土地的小地
主所有者的遗腹独生子。牛顿出生于林肯郡伍耳索普
（WoolsthorpeinLincolnshire），自幼身体纤弱，在格兰瑟姆文法学校
（Grantham Grammar School）受过教育。1661 年，他进了剑桥大学的三
一学院，在那里他听过巴罗的数学讲演。1664 年，他被选为三一学院的研究
生（Scholar），次年被选为校委（Fel… low）。1665 至1666 年，剑桥瘟疫
流行，他返回伍耳索普，开始考虑行星的问题。伽利略的研究表明，要使行
星和卫星在轨道上运行，而不循直线向空间飞去，必定有一个原因。伽刊略
把这原因看做是力，但这个力是否