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图2素描：伽利略测量从比萨斜塔落下物体的速度的 神奇实验。 科学革命在艾萨克牛顿(1643一1727)的 研究工作的推动下达到了顶峰，他的贡献在科学 史上无人可出其右。牛顿最杰出的著作是《自然 哲学的数学原理》一书，出版于1687年。牛顿虽 然赞同机械论哲学家们关于宇宙完全是由运动粒 子构成的观点，但他却试图改进笛卡尔运动定律 和碰撞规则。其结果是，在牛顿的三大运动定律 和他著名的万有引力原理的基础之上，强大的动 力学和机械论理论诞生了。按照该定律，宇宙中 的每一个物体都对所有其他物体产生引力：两物 体间引力的大小取决于它们质量的乘积和它们之 间距离的平方。运动定律阐明了引力是如何影响 物体运动的。牛顿发明了今天被我们称为“微积 分”的数学技巧，对理论的表述具有很高的数学 上的精确性和严格性。令人惊奇的是，牛顿能够 表明开普勒的行星运动定律和伽利略的自由落体 定律（经过微小的修正）都是他的运动定律和万 有引力原理的逻辑结果。换言之，无论是天上的
图2素描：伽利略测量从比萨斜塔落下物体的速度的 神奇实验。 科学革命在艾萨克·牛顿（1643——1727）的 研究工作的推动下达到了顶峰，他的贡献在科学 史上无人可出其右。牛顿最杰出的著作是《自然 哲学的数学原理》一书，出版于1687年。牛顿虽 然赞同机械论哲学家们关于宇宙完全是由运动粒 子构成的观点，但他却试图改进笛卡尔运动定律 和碰撞规则。其结果是，在牛顿的三大运动定律 和他著名的万有引力原理的基础之上，强大的动 力学和机械论理论诞生了。按照该定律，宇宙中 的每一个物体都对所有其他物体产生引力；两物 体间引力的大小取决于它们质量的乘积和它们之 间距离的平方。运动定律阐明了引力是如何影响 物体运动的。牛顿发明了今天被我们称为“微积 分”的数学技巧，对理论的表述具有很高的数学 上的精确性和严格性。令人惊奇的是，牛顿能够 表明开普勒的行星运动定律和伽利略的自由落体 定律（经过微小的修正）都是他的运动定律和万 有引力原理的逻辑结果。换言之，无论是天上的
还是地上的物体运动，可以用同样的定律来解 释。牛顿给出了这些定律精确的定量形式。 牛顿物理学为此后200年左右的科学提供了 框架，很快就取代了笛卡尔物理学。主要由于牛 顿理论的成功，科学的信心在此期间迅速增强。 人们普遍认为牛顿的理论揭示了自然界真正的运 行方式，并能够解释一切，至少在原则上是可以 的。人们作了更为细化的尝试，以便把牛顿力学 的解释模式拓展到越来越多的自然现象上。18和 19两个世纪见证了巨大的科学进步，尤其是在化 学、光学、能源、热力学以及电磁学研究领域。 但是大多数情况下，这些新发展都被看做是在一 个宽泛的牛顿宇宙观范围之内作出的。科学家们 把牛顿的观念作为最根本的正确观念来接受：剩 下的工作就是在细节上对其加以填充而已。 牛顿式的理论图景在20世纪上半叶被动摇 了，这要归功于物理学上两项革命性的新发展： 相对论和量子力学。爱因斯坦发现的相对论表 明，在运用于特别巨大的物体或者运动速度极快
还是地上的物体运动，都可以用同样的定律来解 释。牛顿给出了这些定律精确的定量形式。 牛顿物理学为此后200年左右的科学提供了 框架，很快就取代了笛卡尔物理学。主要由于牛 顿理论的成功，科学的信心在此期间迅速增强。 人们普遍认为牛顿的理论揭示了自然界真正的运 行方式，并能够解释一切，至少在原则上是可以 的。人们作了更为细化的尝试，以便把牛顿力学 的解释模式拓展到越来越多的自然现象上。18和 19两个世纪见证了巨大的科学进步，尤其是在化 学、光学、能源、热力学以及电磁学研究领域。 但是大多数情况下，这些新发展都被看做是在一 个宽泛的牛顿宇宙观范围之内作出的。科学家们 把牛顿的观念作为最根本的正确观念来接受；剩 下的工作就是在细节上对其加以填充而已。 牛顿式的理论图景在20世纪上半叶被动摇 了，这要归功于物理学上两项革命性的新发展： 相对论和量子力学。爱因斯坦发现的相对论表 明，在运用于特别巨大的物体或者运动速度极快
的物体时，牛顿力学无法给出正确的解答。相反 的是，量子力学则指出在运用于微观领域的亚原 子微粒时，牛顿力学无法给出正确解答。相对论 和量子力学两者，特别是后者，是非常奇特和激 进的理论，它们关于实在本性的论断使很多人难 以接受甚至难以理解。它们的出现导致了物理学 上重大的观念变革，这些变革一直延续至今。 到现在为止，我们对于科学历史的简要回顾 主要集中在物理学领域。这绝非偶然，物理学不 仅在历史上非常重要，在某种意义上也是所有科 学学科当中最基础的学科。这是因为，其他科学 的研究对象本身都是由物理实体构成的。以植物 学为例。植物学家研究植物，植物最终是由分子 和原子构成的，这些分子和原子都是物理学微 粒。因此，植物学显然不如物理学更基础一尽 管这并不是说它更不重要。我们将在第三章回到 这一点进行讨论。但是，如果完全忽略非物理科 学，对现代科学起源的一个即使是简要的阐述也 将是不完整的
的物体时，牛顿力学无法给出正确的解答。相反 的是，量子力学则指出在运用于微观领域的亚原 子微粒时，牛顿力学无法给出正确解答。相对论 和量子力学两者，特别是后者，是非常奇特和激 进的理论，它们关于实在本性的论断使很多人难 以接受甚至难以理解。它们的出现导致了物理学 上重大的观念变革，这些变革一直延续至今。 到现在为止，我们对于科学历史的简要回顾 主要集中在物理学领域。这绝非偶然，物理学不 仅在历史上非常重要，在某种意义上也是所有科 学学科当中最基础的学科。这是因为，其他科学 的研究对象本身都是由物理实体构成的。以植物 学为例。植物学家研究植物，植物最终是由分子 和原子构成的，这些分子和原子都是物理学微 粒。因此，植物学显然不如物理学更基础——尽 管这并不是说它更不重要。我们将在第三章回到 这一点进行讨论。但是，如果完全忽略非物理科 学，对现代科学起源的一个即使是简要的阐述也 将是不完整的
SOC IE TY FOR THE coTlpRn 新 NR BERO里ToT田R卫oCVm. Te DurEatnen GouLLA."Thnt Men wints to claim my Pedigre.He says he is one d my Decendant” 3.Bgnen.4Xow,Me.DAnWES,awmd国hLme护 图3达尔文关于人类和大猩猩是从相同祖先演化而来 的观点震惊了维多利亚时代的英格兰。（图中文字 为：伯格先生来解围。受骗的猩猩：那个人想挤进 我们的家谱。他说他是我的后代。伯格先生：哎 呀，达尔文先生，你怎么可以那样侮辱他。)
图3达尔文关于人类和大猩猩是从相同祖先演化而来 的观点震惊了维多利亚时代的英格兰。（图中文字 为：伯格先生来解围。受骗的猩猩：那个人想挤进 我们的家谱。他说他是我的后代。伯格先生：哎 呀，达尔文先生，你怎么可以那样侮辱他。）