吴国盛 | 近代科学的起源 - 蒙城汇

在上次“什么是科学”的讲演中我提到，科学本质上是一种西方的文化现象，它特别地与西方人对于人性的认同有关系，那就是自由，没有自由的理念，就不可能出现科学的精神。科学的精神本质上就是自由的精神。科学并不是一种在所有的民族中都能见到的普遍的文化现象，并不是说你只要是个人，要吃、喝、穿、住就得搞科学。这完全是一种误解，保证人类的物质生活的东西那叫技术不叫科学。也就是说，你为了保证吃好穿好，过着或者过得去或者很富足的生活，用不着科学。在人类的历史上，大部分民族在大部分时期是没有科学的，有科学的民族，像希腊人，也不见得就物质生活很丰裕。我们今天到希腊去看不到什么技术上伟大的遗迹和工程，他们也没有留下什么惠及后人的重要的物质成果。希腊人给现代人类的贡献是精神上的、制度上的。请大家注意，有科学的希腊文明维持了也就是三、五百年，而没有科学的罗马文明维持了八、九百年，所以科学并不是人类生存的充分必要条件，但是它使得人类的生活发生质的飞跃，也就是说科学是有文化依赖的。

今天我们讲的是现代科学或近代科学的起源。上次我们讲到了，希腊科学本质上是一个非功利的科学，是没有什么实际用处的。希腊人认为越是没有用处的科学越是纯粹，越是真正的科学，越是自由的科学。因此有人问欧几里得，你这个东西有什么用啊？他勃然大怒，他说你是在侮辱我，我的学问是没有用的，你怎么能问我有什么用呢！这一点对于我们中国文化来讲都是难以理解的，因为我们中国文化是一个非常实用的文化，没有用我们就对它没有兴趣。但是科学之所以为科学，就是因为它是纯粹的。这说的是希腊人的理性科学。可是我们今天称为科学的东西却是很有用的。看看我手头的麦克风，周围的照相机、摄像机，电子设备，周边环境的构建，处处渗透着近代科学及其技术。近代科学确实是以它的有用性让今天的中国人着迷的。因此今天我们要解开一个很大的谜，那就是，希腊人那样一种没有用的科学，是怎么转化为现代那么有用的科学的？

现代西方的文明有两个基本的要素，今天我们经常说西方文明是“两希文明”，一个“希”是希腊，另外一个“希”是希伯来，指的是基督教文明。讲到这一点大家可能隐隐约约感到了，要解释近代的有用之学如何从古代的无用之学转化而来，就必定要引入基督教这个新的要素。说到基督教对于近代科学的意义，这里我们又要面对一个广泛的误解和教条，那就是认为科学和宗教是死敌。我们经常说教会迫害伽利略，教会把布鲁诺烧死，新教徒把塞尔维特绑在柱子上烤死，所以科学宗教是死敌。这其实是一个广泛的误解。为什么这么说呢？第一个，像布鲁诺被烧死，赛尔维特被烤死，究竟是因为科学的原因被烧死、烤死，还是因为宗教的原因被烧死烤死，这要搞清楚。当时所有的欧洲人都是教徒，都是信教的，你怎么可能设想在都是信教的人群中间出现科学与宗教的对立呢？第二个，迫害伽利略究竟是因为什么？这件事情并不简单。十六、十七世纪的科学和宗教之间，完全不是我们通常想象的那样的一种敌我关系，相反，我今天倒是要强调，基督教为近代科学的出现和兴起提供了强大的支持和背景。可以这么讲，没有基督教就没有现代科学。所以我们今天讲的第一个方面就是，基督教对于近代科学兴起的意义。第二个方面，我要讲一讲机械技术的兴起对于近代科学的意义。

基督教对于近代科学的意义可以归结为很多方面。第一个方面，基督教提供了一个普遍秩序的概念。中国文化也讲普遍秩序，但是我们的普遍秩序是大而化之的道，一到具体问题，我们就具体问题具体分析，不承认有万古不化的教条和规则，我们要因地制宜、见机行事、与时俱进，这是我们中华文明的智慧。我们从来不会拘泥于某一个教条，一切以时间、空间为转移，这是我们东方的智慧。但是基督教提供了一个很强大的、普遍秩序的概念。它认为世界上万事万物都是由上帝创造的，因此服从于同样一条定律，这件事情对近代科学是一个必要的前提。比如说，你凭什么相信地球上一个苹果的落地这件事情和月亮绕地球转这个事情，本质上是同样的事情？在你认为它是同一件事情之前，你必须已经假定确实有一个普遍的规律在地面上、在天空中同样地有效，这就是所谓普遍秩序的确立。

第二个方面，上帝作为创世者为机械自然观提供了前提。这点怎么讲呢？大家知道近代科学基本上是以机械自然观作为基础的，如果没有机械自然观就没有近代科学。机械自然观认为整个世界、整个宇宙是一部机器，这有什么稀奇呢？从今天的眼光看，这好像也没有什么不可以的嘛。事情并非如此！和机器相对应的东西是有机体、是生命。有机体有一个特点，它是自己长出来的。你在沙漠上走路，看见一棵小草，你会惊叹这个生命是如此的强劲，居然在如此恶劣的条件下能长出来。你当然相信，这个草是自己长出来的，没有什么人来帮它。你又走了几步路，看见沙漠上有一块手表，你绝对不会惊叹，沙漠真伟大，居然长出一块手表来。为什么呢？因为手表作为一个机械，它必定是它之外的他者制造的。也就是说，所有的机器都是被制造的，而有机体是自己长出来的。理论上讲，世界作为一个整体是没有它者的，所谓至大无外嘛，因此世界整体上怎么可能是个机械呢，这是个逻辑矛盾嘛。所以在人类漫长历史上，机械自然观始终没有出现，这是很容易理解的，因为一般的人都认为，世界是自己生长出来的，所有的创世神话都是这样，天公、地母相互交配产生世界上万事万物，都认为这个宇宙的创生过程，是一个生殖过程，是一个有机体的生产过程，它是自己创造自己的。但是这个世界作为一个机器，要求他者的创造。这个他者，只有基督教才能提供。他们认为，上帝是世界的创造者，但是上帝本身不是世界，上帝永远在世界之外。所以创世的概念为近代的机械自然观提供了至关重要的逻辑前提。

第三个方面，自然被去神化。我们知道在远古人类看来，自然界本身就有神圣性，原始神话里的自然界里面，一棵树有可能是神灵，牛可能是神，印度就认为牛是神，有些地方认为蛇是神，有的地方认为青蛙是神，有的认为公鸡是神，总而言之，动物、植物、山川、河流都可能成为神。可是大家要知道，自然的神性化跟我们近代科学的思想完全是悖离的。各种各样的神有各种各样的脾气，有些神可能很宽容大度，有些神心眼比较小，有的神喜欢嫉妒，因此如果自然充满了神灵，那么这个世界就没法给出一个统一的、客观的解释。但是基督教这种一神教提供了一个将自然去神化的条件，它告诉我们自然是上帝的创造物，本身不是神，如果说自然中有神性的话，也只是折射了上帝本身的智慧。所以自然的去神化就消除了各种各样的万物有灵论，消除了各种各样的物活论，从此以后你就不再相信我们身边东西里面都有神。我们中国人很容易理解这种自然的神，比如土地有土地神，山有山神，树有树神，水里面还有仙啊灵的，好多神、灵、精、仙、妖、魔、鬼、怪，到处充满了神，所以我们没法给出一个统一的定律来支配它，每一种神、灵、精、仙、妖、魔、鬼、怪都有自己的脾气，因此没法把它统一起来。但是基督教开始横扫一切妖魔鬼怪神灵精仙，只有上帝一个神支配着所有的东西。这一点非常重要，由于自然本身去神了，所以自然本身不再是主动的，而是被动的，作为被创造物，它始终是被动的。我们今天学过科学的就知道，按照牛顿力学的看法，自然界是惰性的，你不推它，它就绝不会改变它的运动或静止状况，惯性定律就是惰性定律了。这个定律不是凭空出来的，近代科学之所以最终能够把自然界看作一堆惰性的物质，它有一个重要的前提就是，自然已经被去神化了。为什么这种科学的精神和思想，在许多民族文化那里难以得到推行，也就是这个原因。

第四点就是改变了人的形象。基督教对于人的地位的改变意义是非常深刻的。希腊人并不认为人是最高的东西，尽管希腊人也有些思想家提出人是万物的尺度，是存在者存在的尺度，是不存在者不存在的尺度，也就是说人是万物的中心这么个思想，但是这个思想很快被抛弃了。整个希腊主流思想都是认为，人并不是最高的，神才是最高的。诸神的世界决定了这个世界的意义，人只有通过了解一点神灵世界的意义来获取自己生命的意义。对于我们中国人讲也一样的，我们中国人也认为头顶三尺有神灵，到处都是神，所以人要恰当地生活，不要过分，你过分就冒犯了神，而且人和其他生灵之间也没有绝然的界限，所以我们讲天人合一，其实都是说人不能过分。但是基督教提供了一种崭新的思想，它认为人就是最厉害的，所有世界上的物都是被创造的，但是人是一种特殊的被创造物，它特殊在几个方面，第一个，他是最后被创造出来的，上帝吹了一口灵气，尽管人是由泥巴捏出来的，但是捏完之后又吹了一口气进去，所以按照西方的思想，在存在者的链条之中，人是最高的，人之上就是上帝了。第二个，像《圣经》的‘创世记’里，赋予人很高的地位。人可以管理一切，天上的鸟，水中的鱼，地面上的走兽，都是归人来负责管理，人某种意义上就成了上帝在世间的一个管理者、一个执行者，用现在的话说就是一个CEO了。而且人的面孔是按照上帝的面孔来创造的，所以他的面容是神圣的。这样的一个关于人的创造的思想，使得近代哲学和科学能够加以借助，从而开发出一个人的主体性时代。今天我们讲以人为本，实际上都与主体性思想有关，就是认为，人是这个世界的价值原点，是价值尺度，是我们世界的核心。因此，人类中心主义的大规模地传播是从近代开始的，它与基督教有直接的关联。

接下来一点，是一种崭新的自由观念的提出。我们讲过，自由是科学的精髓，但是自由究竟是什么意思呢？希腊人的自由讲的是对道理的认识，对理的认识，对理性的、逻辑的、规律的认识，简单说来，就是对必然性的认识。你认识到了你就自由了，你没认识到你就不自由。希腊人的自由是对一种内在道理的知识，你有知识就自由了，你没有知识就不自由，无知本身就是一种道德缺陷，这是希腊人的想法，无知近于无耻，没有任何人故意犯错误，犯错误都是无知造成的，因为无知本身就是罪恶。但是基督教发现这个不够，它认为真正的自由比这个还要多，多到什么地步呢，它认为自由说的是一种选择的可能性，这种选择的可能性比有知无知还要多，人类甚至可以选择自己的无知状态。并不是说你懂的多你就是自由的，你懂的再多，你如果没有选择的意向和能力你依然不自由，所以基督教揭示了人性中一个更深的方面，就是我可以不照规律行事。大家知道，一个烈士显示出他道德高尚的理想的时候，他往往并不是顺乎某种规律去做，而是逆着规律做，他明知道跳下水去要死，他也要下去救人，他明知道这个事情不行，他也要去这么做，知其不可为而为之，本身就有道德上的光彩。在这个情况下，在一个逆着自然规律去实现某种更高的理想的情况，是什么东西令人心动呢？是自由。你必须这么做，但是我可以不这么做，我选择说“不”，这就是我的自由。有了这个自由，才会有更高的道德的要求。所以基督教提出一个意志自由的概念，这个自由意志，我要按照我自己的意思去做事情，英文讲free will。基督教为什么这么讲呢？这与基督教里面一个预设有关。经常有人追问基督徒说，你说上帝那么好，全知、全能、全善，那他怎么不把我们这个世界造得好一点呢，让大家都过上好日子，无忧无虑得了吧，那为什么搞成现在这个样，世界上充满了罪恶、苦难、痛苦、不幸。基督教说，这个世界的苦难、不幸、痛苦都是和人类的自由意志有关系的，是你自己选择的结果，是因为很多人不信上帝，选择走上邪恶的道路造成的。这种自由，最早的行使是在人类始祖亚当和夏娃时期就开始了，他们当时是生活在无忧无虑之中呢，可是他偏偏选择了一个上帝不让他做的事情，这就是自由意志。所以他就解释了这个世界为什么是这个样子，一切的善呀恶呀，一切的光荣和耻辱、罪恶和德行，都是和人类自由意志有关系的。人类始终处在一个选择之中，你可以选择上天堂，也可以选择下地狱，都由你自己选择，没有任何人可以替代你来做这个事情。这样一个意志自由改变了整个对人性的规定。我们上次讲过，希腊人讲自由的时候是要不断地去追那个理，把理搞清楚了，人就完善了，就像我们中国人讲的那个，朝闻道夕死可矣，但是呢基督教说不，人之所以为人正是因为你不断地选择，这才是最基本的、更深刻的人性。这样一个意志自由的出现，它就为近代提供了一个崭新的可能性，那就是人类要按照自己的意志做事情，就是“我要”做什么成为近代的一个基本的生活主题。在过去的年代里，从来没有人敢说我要，只是说我服从，我服从道理，我服从上帝的旨意，我服从传统，但是从近代开始就不再只是服从，这种主体意志概念的确立，为近代科学奠定了一个崭新的概念框架。

第六个方面，基督教提供了一个崭新的时间观。几乎所有的古老文明都认为时间是循环的，咱们中国人也或多或少认为时间是循环的，什么五百年王者兴，三十年河东四十年河西，风水轮流转。我们的纪年体系也是六十年一个循环，总的来讲我们中国人认为时间大体还是循环的。印度人更强强烈地主张时间是循环的，认为前世今生，转世轮回非常严格，一个人甚至可以完全记得起前世的事情。希腊人也经常认为时间是循环的，苏格拉底被判处死刑之后，他的学生帮他买通了旁边的人让他逃跑，苏格拉底说不要跑了，既然判处死刑就死了算了吧，肉体并不重要。他的意思是说，时间是循环的，过了多少年以后咱们还是在一起嘛，我还是你们的老师，你们还是我的学生，我们一起接着来，所以死亡这个事情无所谓的。印度人、希腊人包括我们中国人，基本上都有一个循环的观念，因此过去的历史写起来的话，古代和今天之间，就不一定说古代是落后的，现代是先进的，也可能相反，因为从循环的角度看，我们的未来也就是我们的过去。你走一圈的话，你所去的地方就是你过去曾经在的地方，因此很难说是往上走还是往下走，往前走还是往后走。但是，只有一个民族有非常强的线性时间观，这就是犹太民族。大家知道犹太族是一个有时间没有空间的民族，他们居无定所，到处漂泊，几千年来被人赶来赶去，但是这个民族依然是如此的强大，依然是如此地有活力，靠的就是他们对时间性的坚决的捍卫。他们的时间观是什么？就是认为时间一去不复回，历史绝对不可能重复，绝对不可能回头，因此每一件事情都有其独特地位。这种线性时间观在基督教里讲得很清楚，创世是永远不可能重复的，只有一次，而且所有的人都朝着末日审判奔去，末日审判是什么时候？不知道，但是总有一个末日审判，审判完了就完了。在创世和末日审判之间，这是一个单向的、线性的历史。这样一个单向线性的时间观，今天我们实际上都已经接受了，我们甚至认为理所当然是这样，这就是认为，人类社会由低级到高级、由原始到现代、由落后到先进、由粗糙到精致线性发展。其实这个思想是属于基督教的，属于犹太人的，别的民族没有这样的思想，而这个思想对于近代科学来说又是一个基本的前提，现代科学推崇的就是线性时间观。传统的循环时间观是不支持现代科学的。线性时间观提供了一种历史模式，即渐进向上的发展，我们总是懂得越来越多，生活越来越好，文明越来越进步、越来越高级，可是大家要知道这个思想并不是从来就有的。我们中国人从来也没有这样的思想，我们从来也不会认为清朝就比宋朝好。事实上，许多文明倒是有今不如昔，一代不如一代的思想。

当然，我们还需要讲一大堆事情来解释为什么会出现近代科学。刚才我们讲了基督教的出现，实际上，近代科学有两大基因，希腊科学理性与基督教的宗教信仰，缺一不可，但是它们之间要求一个整合，而这个整合是中世纪后期的经院哲学家完成的。不要小看这些经院哲学家的工作，若不是他们，欧洲就会依旧在基督教的圈子里打转转，就不可能有什么希腊文化的复兴，从而不可能有近代科学的出现。公元6世纪之后，希腊文明被中断、被遗忘，不再当然的成为欧洲的遗产。它首先被阿拉伯人发现，但阿拉伯人最终并没有把这份伟大的遗产与伊斯兰教结合起来。我们要注意到，希腊文化与包括基督教和伊斯兰教在内的一神教之间实际上是有矛盾的。希腊人喜欢打破沙锅闻（问）到底，只讲道理，“吾爱吾师，吾尤爱真理”，老问老问，没完没了。信教的人都知道，很多事情不能没完没了的追问，你问撒旦怎么来的，魔鬼怎么来的，上帝创造的么，如果是上帝创造的话，上帝没事创造一个魔鬼干什么，如果不是上帝创造的，它自个出来就更麻烦了，也就是还有个东西不是出自上帝的，所以这个问题不能够再问了，这是很麻烦的问题。你若是问一些信教的人，他就会说这个问题不能问了，宗教有很多东西不能问，因为最后是个信仰问题，是一个宗教感情问题。就像我上次也讲过，我们中国人很多问题到了也不能再问了，或者说不能够靠追问来把问题解决。有些东西就这么定了，父母死后为什么要守孝三年，为什么不是两年半，为什么不是三年零一个月，不是靠道理能讲出来的。所以基督教和希腊文化之间也需要整合，经院哲学家花了几百年终于整合成了，其实这一点对我们今天很有启发意义。今天的中国人接受西方文化也需要一个整合过程，整合之前我们要搞清楚，西方人的理念跟我们的理念有哪些差别，这个差别之间有没有沟通的可能性，通过什么方式能进行沟通，通过什么方式能够融合，这都是需要慢慢思考的。但是我们中国近代一百多年老有急事，一会儿是外敌入侵，一会儿是内战，总而言之，忙得不亦乐乎，没有时间慢慢地来思考文化之间的一些细微的差别和整合的可能性，因此，我们中华文明的伟大复兴可能还有待时日，也许还需要一百年。这一百年大家不要乱，不要打仗也不要内乱，也许能慢慢地整合。

光是希腊文明与基督教文明的整合还不足以构成现代科学，那么第二个维度就是，机械技术的风行，机器的大量使用。我们知道，希腊人并不喜欢用机器，他喜欢动脑筋，君子动脑不动手，动手能力不太行。罗马人呢，喜欢动点手但是又不爱动脑子。许多动手的技术实际上来自，来自我们中国，也就是说，中华文明对西方科学的诞生是有贡献的，这个贡献不是直接的而是间接的，其中重要的一点就是提供了不少技术发明。今天我们经常说的四大发明，对近代西方的影响是很大的，印刷术、造纸、火药、指南针都是从中国传到西方的。大家知道我们唐代的时候跟阿拉伯人打过一次仗，我们打败了，结果被抓了很多俘虏，俘虏里面就有造纸的工匠，就把这个造纸术传过去了。成吉思汗的子孙们横扫欧亚大陆，也把我们东方的很多技术带过去了，特别是把火炮技术也带过去了。这些技术的西传本身造就了欧洲近代的种种可能性。马克思讲过，火药炸毁了骑士阶层，炸毁了封建城堡，使得欧洲小国林立的状况得到改变。所谓封建就指的是，一小块一小块的诸侯自立，有了这个火药之后，小国家不可能单独存在了，所以欧洲现在这个样子是经过了一场火药的洗礼的结果。大家还知道指南针打开了西方航路。印刷术帮助所有的人民，能够及时地读到很多文献，特别是成了新教改革的工具。那个时候基督教本身在经历一场改革，德国的马丁路德造反说，罗马教会太腐败了，我们要创立一个新的教派，这个教派用不着你来告诉我什么是上帝的声音，我自己亲自听。怎么听呢？我每个人拿本圣经自己读就行了。过去呢只有神父有《圣经》，广大信徒手上没有，神父告诉他《圣经》是怎么讲的。新教认为要回到《圣经》书本本身，可是这个的前提是，你必须每个人能拿到一本《圣经》，因此印刷术在这里起到了很重要的作用，有了印刷术，就有可能为新教改革创造条件。

除了四大发明之外，这里我要特别提到机械技术。当时的欧洲人对机器、对工具有大规模的使用。在欧洲人诸多的机械使用之中，有一样机械要特别提到，那就是钟表。钟表的出现具有极其重要的意义。曾经有人说，整个工业化时代的关键机器就是钟表，而不是蒸汽机。钟表为什么是第一机器呢？第一，它揭示了时间无处不在，揭示了时间是可以量化的，所有的关于效率的概念必须奠定在钟表之上，没有钟表你没法计时，没法计时你就谈不上效率，因为效率的意思就是，单位时间内做的功，你如果光有做工的数量，没有时间的数量的话，那就无效率可言。现代是一个效率的社会，效率社会里面钟表自然就是第一机械。第二，钟表还提供了一个所谓的客观的宇宙秩序。过去的时间都是和每人的日常生活有关系的，你有什么样的日常生活，你就有什么样的时间，农民种田的，他的时间是根据庄稼成熟的节奏来制订的，一年两熟、三熟或者一熟，来决定自己的生活节奏，什么春耕、夏种、秋收、冬藏，这种四季的节律是和庄稼生长的节奏有关系的。但是自从有了钟表，时间独立出来，成为一个普遍的尺度，变成了时间决定生活。我们经常说，现在我们要吃饭了，并不是因为我们饿了，是因为时间到了；现在要睡觉了，也不是因为我们困了，是因为时间到了；今天我们要上课了，也不是我们现在学习热情高涨突然想学习了，是因为时间到了。所以时间成了一个单独的尺度。这个尺度哪来的？来自钟表，正是钟表提供了一个客观的宇宙秩序，提供了一个外在于我们生活的独立的时间秩序。第三，钟表还是把宇宙秩序还原到一个机器上的重要的装置。我们知道，过去的人类看时间基本上靠星空和天空，白天看太阳、晚上看星星。但是现在我们不用看天了，不用看天当然有个原因是因为看不见了，因为空气污染看不见了，但是主要原因还是因为不用看了，它被挪到我们手上来了，就是钟表。这种时钟、分钟和秒钟的转动，其实就是过去太阳在天上转动的一个缩影，所以钟表这个机械特别有象征意义。今天我们的流水线生产，我们的交通运输体系，我们的作息制度都是来自于钟表。我们说一个人守时的程度决定了他的现代文明的程度，也是因为这个造成的。守时在现代成为一个伦理概念，说你老是不守时就是在骂你，说你这个人道德上有亏。

但是钟表的核心技术来自我们中国。宋代的苏颂的水运仪象台，实际上就是当时最先进的一种机械钟表，它不是水钟，而是机械钟。水在那里仅仅是作为动力出现的，擒纵机构、齿轮传动，基本的装置我们都已经有了，但是钟表在中国没有最后做出来，中国的钟表始终是作为皇家的礼器放在皇宫里面，用来算命，用来测一测天时。所以我说呢，我们中国发达的手工技术，并不能自然地转化为一种普遍社会化的技术装备，原因就是我们没有相应的文化背景。我们有很高的技术，但是这个技术我们主要是用来占星的，用来服务于伦理和礼仪的要求，所以我上一次也讲到，中国文化是一种礼仪文化，中国的天文学在古代是一门伦理学问。今天我们把文、理分得那么清楚，其实古代不是这样的。钟表技术传到西方之后，在中世纪开始，修道院里出现钟表这个创造，大概在十四世纪就出现了。这种钟表由于完全符合基督教那一整套世界观和宗教仪式的要求，所以很快就发展起来了。最早的钟表就挂在教堂的顶部。大家知道欧洲的教堂，是一个村子、镇子或者城市里面最高的建筑，教堂那个尖顶象征着基督教世界的空间划分的方式，它认为一切归一，指向天空，这种空间风格造就了一种普遍的秩序。与之类似，最早的钟表是悬挂在教堂顶部，让所有的人民都能随时随地知道统一的时间秩序，这种统一的时间秩序的出现，实际上对于近代的科学世界观是具有根本意义的。大家耳熟能详的牛顿绝对时空观，就是来自于基督教世界这个观念和现实的背景的。

最后我们还要讲讲玻璃制造技术对近代科学的决定性意义。大家知道玻璃在中国没有怎么发展起来，因此也有人说，没有玻璃是导致中国没有出现科学的重要原因。为什么玻璃那么重要呢？我们举几个例子就可以知道。近代西方科学出现的时候有几项重要的实验仪器，第一个就是望远镜，可以说没有望远镜就没有现代的天文学，也没有现代的物理学。伽利略用他的望远镜发现了一系列的证据来支持哥白尼理论，哥白尼理论的胜利，为牛顿力学的建立铺平了道路，所以望远镜非常重要。当然望远镜没有玻璃是不行的，没有玻璃就没有望远镜。显微镜对于生命科学是根本的，没有显微镜，微生物世界我们肯定不知道，人体里面的细微的结构我们不知道，我们没有细胞的概念，没有细胞的理论，因而没有统一的生命科学，所以显微镜对于近代生物学的意义是不言而喻的。当时还有一个重要的器械，就是空气泵，用来造真空环境。真空是近代物理学的一个基本概念，当时有一批物理学家在研究真空问题，研究得最好的就是波义耳和胡克。胡克帮着波义耳造了很多抽气机，抽气机出来之后，可以在里面做实验。但是如果没有玻璃，就不知道里面的实验进行得怎么样。在里面演示羽毛和重物同时下落必须让人看见，没有玻璃看不见。要演示在真空缺氧的情况下老鼠会死掉，没有玻璃也看不见。没有玻璃试管、烧杯，现代的化学实验都谈不上，所以玻璃对近代科学是非常重要的。玻璃业在文艺复兴时期，在意大利一带十分地流行，中国没有玻璃是非常遗憾的。我们中国为什么没有玻璃呢？是因为我们陶器太发达了，我们引以自豪的陶器技术和艺术，影响了玻璃业的发展。造玻璃并不是很困难的事情，但是因为我们有了陶器这样一种更高级的容器，我们就用不着玻璃这种低级的东西了。玻璃作为装饰品，不如宝石、不如玉，另外中国人的审美观被玉和陶器所熏陶，喜欢朦胧的那样一种美，玻璃太直白了、太透明了，所以中国缺乏玻璃。

最重要的标志就是机械自然观的出现。什么是机械自然观？机械自然观就是把自然整体上看成一个机器。在机械自然观里包含着好几种今天我们认为是理所当然的东西，第一个，我们认为自然物和人工物的界限是可以打破的，自然物和人工物之间没有绝然的界限。我们要知道，在古代文化中，自然物是高于人工物的，人工被认为是不可能造出自然物的。希腊人的思想是这样，自然物高于人工物。中国思想也是这样，我们讲巧夺天工，这实际上是说人工是低于天工的。这是古代的思想，但在人们心目中很有影响。今天我们也知道，人造的海蜇皮不如天然的海蜇皮好，天然散养的鸡就比西装鸡要好吃，所谓绿色食品也就是天然生长的食品。人工物与自然物的区别在古代是更加严格的，比如，人造的宝石就不是宝石，人造的金刚石就不是金刚石，人工尿素不是尿素。但是近代科学做了一个全新的理解，认为它们根本上是一样的，只要它们的微观分析表明，它们的物理成分是一样的。所以机械自然观里包含的第一个前提是，自然物和人工物界限消失了。这件事情是如何发生的呢？这就要提到一个重要的线索，就是西方的炼金术传统。埃及一直有个炼金术传统，咱们中国叫炼丹术，中国炼丹是要造长生不老药，西方人炼金是西方人爱财，想把贱金属变成贵重金属，想把铁、铜变成金子。问题是你这么炼来炼去，炼出来的究竟是不是金子呢？今天我们认为炼金术的目标是不可能达到的，因此炼金术士本质上是骗子，炼金术本质上是伪科学。可是这个东西持续了几千年，不可能完全是自欺欺人的，他们有一套哲学，这个哲学认为，世界上的事物是可以相互转化的，这种相互转换的事物在自然状态下转得比较慢，比如金子也是转化而来的，是在地球体内自己慢慢孕育生长出来的，当然需要很长时间，几十万年、几百万年。炼金家就认为可以通过人为的手段加快这个速度，让它变快一点，通过各种各样的神秘法术、神秘的配方、神秘的技巧。这样一来，炼金术就从实践上打破了人工与自然之间本来不可越过的鸿沟。正是在这个意义上，炼金术是科学的先驱，它以它悠久的历史和丰富的传统，告诉我们自然物和人工物之间是可以过渡相通的，人工可以加快自然的节奏。

第二个预设，是机械自然观包含着人类征服自然的概念。刚才我讲了基督教带来了一个主体的时代、意志的时代，其关键在于人与自然之间形成了一种新的关系，就是自然界要为我所用。这个思想最早弗朗西斯·培根就讲了，知识就是力量，通过认知转化为力量。我知道自然的运行规律，我发现了自然的奥秘之后，自然就可以为我所用了。过去自然不能够按照人类的意志来用，是我们不知道自然的规律，所以培根说，欲征服自然必先顺从自然，要顺从自然就要了解自然。怎么了解？培根说，对它进行干预。这种干预的结果是什么呢？就是慢慢发现了一套确定的规律，就是你给它一个刺激，它必定会有确定的反应。拿一个石头，一松手它必定往下落，如果你知道了多长时间掉到地上，砸下来之后力量有多猛，你就可以用这个规律进一步地来制造你的东西，比如造炮弹。所以在培根看来，认识自然的目的是为了改造自然，这是为近代科学定下的一个基本的目标。希腊人认识自然并不是为了改造自然，他认识本身就是目的，他认为我获得了认识就获得了自由。但是今天不一样，今天你光认识了不够，你必须同时还能够改造它，改造是目的、认识是手段，这是近代科学为什么本身很难做到纯粹的一个原因。近代科学一开始就包含着运用的可能性，一个东西没有被运用，只是它现在还没有被运用，你不知道什么时候会运用，但它内在的包含着被运用的可能性。当年的非欧几何有什么用啊？好像没什么用，可是过了不到半个世纪，爱因斯坦的广义相对论就用了，那么相对论有什么用啊？过不了多久，关于质能转换的原理，微观领域、宏观领域全都用上了，所以近代科学本质上是一个有用之学，原因就是它奠定在人类和自然的基本关系的改变之上，这个关系由过去的认知关系变成了一种操作关系。为什么人要操作自然呢？原因是近代的人性发生了改变，近代的人性是有自由意志的，这个意志自由要求去做主动抉择，所以征服和统治自然的概念构成了现代科学的基本前提。

第三个预设是自然的数学化。自然是一个数学体系，为什么？上帝是一个数学家，上帝在创造这个世界的时候是用数学的方法创造的。有一幅著名的油画上画着，上帝拿个圆规转一圈，就造出一个球来，这当然是一个形象化的表示，是说这个世界是按照数学的规律在运转的。按照数学的规律运转意味着什么？意味着它理论上对我们是透明的，世界上没有奥秘可言，因为数学是可以推理的，数学的推理具有保真功能，只要前提是对的，推下去，推一万步后绝对你还是对的。给出一套数学体系，就意味着给出一套透明的世界图像，意味着你掌握一套数学体系之后，就把世界的过去、未来全搞清楚了。因此我们过去说牛顿是牛人，他太伟大了，他那个定律出来之后，整个世界就原则上掌握在我们手里了。牛顿三定律加上万有引力定律，就能够构造宇宙体系了，这就是数学的力量。这种数学化有希腊人的背景，希腊人本就喜欢数学，世界的数学化在希腊人柏拉图、毕达哥拉斯那里都有准备。毕达哥拉斯说，世界本质上就是一个数学结构。但是这一点在希腊时期并没有达成共识，另外一派人，像亚里士多德就不同意。亚里士多德说，数学当然重要，但是它不是最重要的，因为它只处理事物量的方面，而事物质的方面更最重要。甜的还是苦的，幸福和痛苦，爱和恨这些更重要的东西却不能数学化。近代以来，科学接过了柏拉图主义的大旗，认为世界本质上是个数学体系，完全可以被数学化，所以我们看到近代的实验都是定量实验，定量实验的结果要得出定量规律，定量规律最终要提升为方程。什么是方程？方程的意思就是说你揭示了世界上不变的东西。别看大千世界稀奇古怪、无奇不有、光怪陆离，其实本质上很简单，始终就一个东西。什么东西？按照近代物理学的讲法，就是一堆原子按照牛顿定律在运行，就这么简单。所以方程其实就是一个等式，这个等式揭示了世界本质上是简单的，本质上是不变的，本质上是可以被数学进行处理的。这就是我们今天讲科学的人，为什么动不动讲定义，动不动讲元素，动不动讲元素的关系，不变的关系，这都是来自希腊的精神，就是说要揭示这个变化的表面后面不变化的东西。这是西方的精神，它要求以不变应万变，是现代科学的一个基本的方案，这个不变性首先是数学的不变性。你看见颜色那么多不要紧，其实所有的颜色都是某种光波，它们之所以成为那种颜色，并不是因为红色代表爱，黑色代表恨，红和黑之间没有根本的区别，只不过光波的波长有数量上的区别而已。于是，世界图像能够被机械化，恰恰就表现在，它能够把质的东西还原为量的东西，把量的东西总结为一个不变的关系式，最后的最高的形态就是，产生了一个所谓的决定论的自然体系。这个体系到18世纪，法国人拉普拉斯给了一个标准的说法。拉普拉斯说，牛顿不是最伟大的人，他是唯一伟大的人，宇宙规律只有一个，结果被他发现了。我们这些人只能做一点点补充，把他的体系编制得完善一点。拉普拉斯说，如果有一个万能的计算器，就是所谓数学超人，他借助于一个完善的牛顿体系，以及宇宙的初始条件，那么他就能够告诉你世界上过去、现在、未来的所有东西。这是所谓的拉普拉斯决定论，这个“数学超人”也被称为“拉普拉斯妖”。这种决定论是近代科学的极端形态，到达了这一步就被认为是真正达到了科学的最高形态。因此我们经常说某个对象、某个领域能不能达到一种完全科学的认识，就取决于能不能搞出一套方程来。这样一个机械的世界观对近代有非常深远的影响。

我们最后讲一点，就是机械论世界观对于近代的思想、近代的社会、近代的伦理、近代的宗教、近代的民主政治都有非常深刻的影响。刚才我们说到，宗教在近代早期实际上对科学是起着一种客观上的促进作用，但它没有想到科学一旦做大之后，就会客观上排斥宗教。为什么要排斥宗教呢？因为科学做大之后，就要对世界本质上是什么这件事情发表自己的意见。发布世界的本质这个任务本来是由宗教垄断的，现在科学说我也有资格，或者说，只有我才有资格说世界本质上是什么，这时候他们就开始出现冲突了。在早期是没有冲突的。早期的科学家都自觉地认为自己是在供奉上帝，发现自然规律也是在颂扬上帝，因为自然都是上帝的作品，我来研究上帝的作品，发现里面的美与和谐，那也是颂扬上帝。但是等到18世纪，人们发现科学可以独立地说话的时候，宗教与科学的关系就开始破裂了。还是拉普拉斯，他写了一本书，叫《天体力学》，他用牛顿定律把太阳系各行星的运行细节搞清楚了，他把这个书送给拿破仑，拿破仑一翻，这里面怎么没有上帝啊，因为传统上关于宇宙体系最后都要讲上帝的，他说怎么没有啊，拉普拉斯说了一句非常富有象征意义的话，他说，陛下，我不需要这个东西了。这句话有两个含义，第一个含义是说，在我这个科学体系里面上帝是不必要的，我自己可以说明自己，我能够把整个的宇宙体系搞清楚。在牛顿时代还做不到这一点，牛顿本人一再说，这个事我还搞不大清楚，上帝还要来参与宇宙体系的构建，不断地参与：太阳系会不会垮掉，光凭万有引力定律会不会吸到一起去，转来转去会不会转没了，牛顿说我还不能够完全说明，我的力学定律还不足以把整个宇宙的和谐秩序都讲述出来，上帝的不时干预是绝对必要的。到了18世纪，一百年之后拉普拉斯就可以理直气壮地说，我不需要这个玩意儿，从他开始就宣告了科学的独立，科学和宗教之间就开始出问题了。所以，科学与宗教的矛盾实际上不是在近代科学的早期，而是18世纪以后，19世纪。大家知道基督教也是与时俱进的，它要面对自然科学凶猛的发展，从而不断调整自己。举一个例子，基督教再也不对物理科学的具体成就说三道四了，伽利略也被平反了，尽管推迟了三百年。教会甚至很重视现在的新科学，特别是大爆炸宇宙学，梵蒂冈很支持。梵蒂冈科学院经常出钱支持天体物理研究，所以宗教由过去的高高在上，变成和科学的平起平坐，到现在它甚至要求助于科学来论证自己，这个变化是惊人的。目前教会和科学之间唯一解不开的结就是进化论。19世纪达尔文进化论的出现，直接挑战教会的上帝造人理论，这个问题还没有解开。

还有一个，就是现代的民主政治实际上受科学的影响很大。现代科学对于世界的基本构造的解释很简单，有两点。第一个叫原子主义，世界上的东西别看那么多，其实都很简单，都是由肉眼看不见的原子构成的，世界是一盘沙子（原子）构成的。第二点，世界按照一个统一的物理定律来运行，因而不是一盘散沙。在现代科学的眼中，世界就是原子加规律。这种世界构造实际上也就是现代人关于现代人和现代社会的一个基本看法。现代社会的理想状态就是由独立的个人加上法律。每个人都是一个独立的个体，所以我们可以称之为个人主义或个体主义，在西方社会非常流行。个体必须独立，有自由意志，但是整个社会是通过法律来维持的。定律是Law，法律的英文单词也是Law，是同一个词儿，这并不偶然。美国是非常典型的一个用科学的世界观来构造社会的典范。美国是一个人为制造的国家，是一帮知识分子带着一个崇高的理念来构建的国家。比如重要的开国领袖之一本杰明·富兰克林，也是一个重要的科学家，他是电学的主要的创始人之一。通过富兰克林这样一些开国领袖，美国把现代科学的世界观，运用到现代政治制度的构建之中。就是由独立的个人加上通过社会契约产生的法律，所以宪法在美国具有神圣不可侵犯的地位，其标志之一就是它自从制定出来之后几乎不怎么变动，几百年不动，只修正过几次。不像我们的宪法经常改，一个东西老改，它的神圣性就不够。人家建国几百年宪法一直没动，说明一开始就弄得很好，头开得好。法律至上的思想来自于规律至上，自然界是按照定律控制的。

现代科学的原子有三要素，时间、空间、质量，你给定一个东西的时间、空间和质量，这个东西就给出来了，在牛顿力学体系里就可以加入运算了。时间和空间为什么那么重要呢？时间和空间构成了现代人认定一个东西是不是一个东西的基本标准。如果不在空间时间之中的话，那么它就不是一个东西，它就不能够成为一个严肃对待的东西。比如我们今天谈论飞碟，它是个东西，而鬼就不是个东西，其实飞碟和鬼没有本质的区别。有人说我看见飞碟了，和以前的人说，我看见鬼了性质是一样的。在民间经常传说鬼的故事，泥巴无端地跳起来，一片树叶突然掉下来，一滴水突然冒出来，这是鬼啊，这都是神迹，古代见鬼就是这么见的。现代人见飞碟也是一样的，现代人不大容易见到鬼了，因为在城市里没有鬼，城市里只有飞碟和外星人，因为现代科学提供了一整套的关于什么东西是物的基本的规定，你必须能够在时间和空间之中划定这个物，它在什么地方，在什么时间，我们才能说这个东西是个东西，如果你不能标定这些就不行。鬼的一个基本特点是，不知道在什么地方出现，而外星人也好，宇宙飞船也好，飞碟也好，都能够在某一个指定的地点、指定的时间出现。我们今天能够谈论超验事物的唯一方式就是谈论外星人，而谈论鬼是不合法的，你讲鬼那是迷信，讲外星人那是科学，这是现代人造就的一种新的规定。因此有人说，外星人不过是现代人对超验世界的一种替代而已，因为人总是要谈论超验世界，因为人的特点就是，我们总是要知道超越于我们个体和群体经验之外更多的东西，问题是那个超验的东西怎么谈。

总结一下。今天我们讲了近代科学的兴起，但我们既没有谈论哥白尼、伽利略、开普勒、牛顿，也没有谈论波义耳、塞尔维特、赫尔蒙特、哈维。我们今天只谈论了一个思想的线索，我们谈论近代科学在一个什么样的文化背景之下才有可能出现。我们特别讲了两个背景，第一个就是基督教的背景，这一点对中国人是很陌生的，我们只知道科学和宗教是死敌，科学是在与宗教的斗争之中成长起来的，但这是错误的看法。正确的说法是，近代科学是在基督教的滋养下成长起来的，因此今天我第一个讲的是，基督教作为现代西方文明的两大支柱之一，它哺育了近代科学的诞生。第二点我谈的是来自东方的技术成就帮助促成了近代科学的诞生，近代科学不光只有思想背景上的因素，它还有大量的技术实践作为背景。正是因为当时的欧洲人对技术很熟悉，对机器不陌生，才能够设想把世界整个看成一个机器。如果像我们中国那样，整个的士大夫阶层高谈阔论礼义廉耻，根本就对机器不熟悉，你怎么可能让我们中国的精英阶层认识到世界是个机器呢。当然我们也不要忘记，近代科学的兴起有它希腊的来源，这一点我们今天讲得不多，因为我们上次已经讲过了。近代西方的科学直接继承了希腊科学的理想和希腊科学的基本方案。最后我们讲了讲，作为近代科学诞生的一个基本的标志，就是机械自然观的出现，而机械自然观里面包含了很多因素。它包含了自然物与人工物之区别的消除；它包含了人与自然之间一种新的关系的确立，那就是人类征服自然改造自然；它还包含了关于世界图景的基本预设：它是数学化的，它是原子化的，它是由普遍的规律来控制的。最后我还讲了这样一个新的科学的世界观对近代的宗教，近代的民主政治，近代的社会所发生的影响。