現代科學為什麼產生於歐洲？

*周峰*

Preamble:先前筆者有一個徵詢意見稿，目的是為了徵集大家對“現代科學為什麼沒有產生於中國”談自己的看法。那稿子在各地都有許多回應，對此本人先致謝忱。

如果要回答現代科學為什麼沒有產生在中國這個問題，我想有必要先看一看，現代科學為什麼產生於歐洲？

16世紀是西方基督教衰落和現代科學出現的時期。比較公認的代表人物和代表事件有copernicus(Nicolaus Copernicus(1473-1543)，我們常說的哥白尼，還有一位就是Besalius，可以稱為百瑟列。他們的天體理論(new cosmology)重視直接觀測，這種思維方法的重要意義在於它首次把實證論引入到人們思考方法之中，和一往宗教的那種形而上學的思考方法不同。在這個時期還有一個人物就是Giordano Bruno (布魯諾)，過去大家可能聽說布魯諾是為了捍衛科學理論而死於宗教裁判所，其實他的死根據某種說法是由於推行free imaginative speculation,可以叫做自由印象推論。布魯諾的死意味着在1600年前後，所謂的科學還是處於“異端邪說”的地步。

哥白尼和布魯諾等人的事跡在當時的世界裡是相對孤立的，因為它們只是出現在當時的歐洲，並沒有在東方等地出現。同時類似的事件在宗教歷史上並不是唯一的，因此它本身並不意味着人類正面對着什麼新的生存原則，但它確實表明宗教正在走向衰落。

這個時期的關鍵人物除了哥白尼和布魯諾之外，還有francis Bacon (1561-1626) 和Johannes Kepler(1571-1630), 這兩位先後提出了“實驗代替推理”和“觀察和數學模擬”等思考方法。當時宗教勢利確實對這些思想進行了抵抗，在這樣的一種情況下，曾經出現過既承認科學具有的理性基礎，同時又能證明自我和上帝同時存在的哲學家，如Rene Descartes(1596-1650),但這樣的思想只是曇花一現，沒有多長的生命力。

現在流行的一種說法是科學運動最早是由一小部份知識精英所發起，大約在現在的荷蘭和西歐的一些地區。在這個時期科學首先是靜悄悄地在教育界傳播，而這時的科學其實也只不過是一種比較新型的思考問題的方法而已，並沒有太多的科學知識同時存在。後來這種思考問題的方法逐漸在歐洲人那裡有了市場，並被應用於日常的生產和生活。

這種新的思考問題的方式對於現代自然科學的誕生是至關重要的。它甚至要比一次科學革命或者技術革命來得更重要。因為它從根本上改變了我們原先的形而上學和原先假設(presuppositions)的思考方式,排除了過去思考過程中的想象成份(Imaginative contents of our minds).

當時的心理學家william, James 發表了<<心理學原理>>，他在寫給他兄弟Hery James的信中訴及了他寫作時的情景“I have to forge every sentence in the teeth of irreducible and stubborn facts", 表明當時的研究已經十分重視“事實”這個基礎。

科學的萌芽時期

Isacce Newton(1642-17270)的經驗和推理的方法影響了一批哲學家。 Immanuel Kant(康德)指出牛頓定律可以被理性理解，因此科學的方法是可以用來解釋自然現像的。他保留了“二元論”(dualistic View of the Universe)的世界觀，認為人類可以生活在理性，自主和道德的世界裡，而自然體可以通過因果論來解釋，能夠自在於人類世界之外。

Auguste Comet(1798-1857)(康密)解釋了人類思想發展經歷的不同時期：mythical and religious (神秘和宗教)，到形而上學(metaphysics)，再到最後的階段系統地收集觀察到的事實。他認為自然科學正是應用的這樣的思考問題的方法。此君首次創立了社會學理論，並把自然科學的研究方法用於社會學研究。在過去的兩個世紀裡，西方人的這種思維模式對亞洲文明產生了深刻而持久的衝擊。東方的哲學家曾經在很長的時期里為生命是如何控制的而感到困惑不已，面對西方人的這種思考方法是既想照單全收又擔心影響了他們曾引以為榮的東方文明。

為了幫助大家理解上述的描述，我們用現代化學的發展來進行分析。

在康密所說的神秘和宗教主導人類思想的時期，世界上的文明大約有sumerian(索馬)，巴比倫(babylonian), 埃及(Egyptian)和希臘(Greek)等等。這些文明體系的人們絕大多數相信自然過程和自然現象是由神靈(sprites)主導和操控着。通常利用魔術(magic)來教導人們神是如何在起作用的。在這個時期已經發現了鐵，銅和金。在這個時期的希臘哲學家Thales 和Aristotle(亞里士多德)曾經定義物質的組成是由“土(earth)”,"氣（air)"，“火（fair)", "水（water)"和第五種元素"quintessence". 這類似於中國古代文化里的“五行”（金，木，水，火，土)。在這個時期人們了解了“鐵”產生於一種棕黃色鏽土等即所謂的“alchemy"時期。這樣的情況維繫了相當長的時期，從基督教紀元開始到十七世紀這段時間裡，絕大多數alchemists相信金子是藉助一種“智慧石”（Philosophers stone)由其它東西生成的。在中國也有一種“點石成金”的說法，可見這個時期東西方在認識世界的水平上是大致相當的。現在我們可以理解那種所謂的“智慧石”是永遠也不會在自然界中找到的，儘管這種情況在科學發展的今天似乎是可能的。但有幸的是，正是這種尋找“智慧石”的實踐幫助人們認識了更多的元素和化合物。到了十三世紀，Roger Bacon, Albertus Magnus 和Raymond Lully 等人提出尋找所謂的“智慧石”是徒勞的。這些人轉而建議其他的同行去發現和尋找那些能夠給人們日常生活帶來益處的東西和方法。於此之後瑞士人Theophrastus Bombastues等就開始了尋找那些可以治療人類疾病的東西。這一點和中國的發展脈絡也是一致的。他們發現了鹽，硫磺和水銀的醫療作用（最有可能是這些東西對微生物疾病的治療作用)，這也和中國醫學的情況一致。這些事件標緻着alchemy象iatrochemistry的轉型。這一時期最著名的化學家應該是Robert Boyle(波義爾〕，他是“The Sceptical Chymist)的作者。他同時還制定了元素表，並提出了有名的boyle定律（關於氣體的體積和氣壓之間的關係〕。在1661年他創建了英格蘭皇家學會的最初組織。

在十七世紀和十九世紀中葉，科學的新思想和新方法開始出現（見有關部分〕，實驗驗證理論的方法逐漸被人們所接受。這一段時期的較為代表性的事例就是關於“燃素”的爭論。Johann Joachim Becher和Georg Ernst Stahl 等人曾經提出燃燒的“phlogiston" 的理論。這個理論認為在燃燒過程中，一種”essence" 會從物質之中逃逸出去，當然沒有人能夠證明這樣的基本物質的存在性。 Joseph Priestly 證明氧為燃燒所必須。就這樣就發現了氧和氫。在這個基礎上法國化學家antoine laurent Lavoisier（拉瓦錫〕提出了“燃燒理論”。這標緻着化學從iatrochemistry到原子化學的轉型）Atomic Chemistry. 這是現代化學的開始，和現代科學的開始是吻合的。

在十九世紀中葉之後，人們受到了拉瓦錫理論的啟發懂得了一些化學反應的本質。英國人John Dalton創立了原子論(atomic theory), 意大利化學家Amedeo Avogadro(阿佛加特羅〔創立了Avogadro's Law(阿佛加特羅定律〕探討了分子的溫度和壓力之間的關係。到了十九世紀，大約已經知道了60 種元素了，因此John A,.R. Newlands, Stanislao Cannizzaro和A.E.B.de Chancourtois發現所有的這些元素結構都具有大致相似的結構。在這些人的基礎上，俄國化學家Dmitri Mendeleev(門捷列夫〕發表了第一個元素周期表。這是理論化學的開端。到了1896 年，Henri Becquerel 和居里夫婦發現了放射性物質，出現了原子核化學， 之後的1919年Ernest Rutherford 發現了元素的衰變現象，創立了原子理論，而Niels Bohr(玻爾〕則完善了原子理論，隨後就出現了生物化學，原子化學，化學工程，有機化學，物理化學等眾多分支了。