引言
　　1664年底，天空中出現(xiàn)了一顆明亮的彗星。西班牙人最先注意到了它，但接下來幾周，這顆彗星變得越來越大、越來越亮，全歐洲都把目光投向了這一天象奇觀。在意大利、法國(guó)、德國(guó)、英格蘭、荷蘭等地，甚至是歐洲在美洲和亞洲新近占領(lǐng)的殖民地和偏遠(yuǎn)地區(qū)，觀測(cè)者們都在追蹤和記錄這顆彗星的運(yùn)動(dòng)和變化。一些人做了認(rèn)真測(cè)量，爭(zhēng)論著彗星的大小和距離以及在天空中的軌道是直還是曲。一些人用肉眼觀察它，另一些人則用剛剛問世60年左右的望遠(yuǎn)鏡之類的儀器進(jìn)行觀測(cè)。一些人試圖預(yù)言它對(duì)地球、天氣、空氣質(zhì)量、人的健康、人類事務(wù)和國(guó)家命運(yùn)的影響。一些人視之為檢驗(yàn)新天文學(xué)思想的良機(jī)，另一些人則視之為神的預(yù)兆（不論好壞）。印刷的小冊(cè)子層出不窮，新的自然現(xiàn)象類期刊雜志刊登了論文和爭(zhēng)論，人們?cè)趯m廷和學(xué)院、咖啡館和小酒館討論它，相距遙遠(yuǎn)的觀察者頻繁通信，交換著豐富的思想和數(shù)據(jù)，編織出超越政治和信仰的交流網(wǎng)絡(luò)。全歐洲都在注視著這一自然奇觀，力圖理解它并從中受益。
　　1664至1665年的這顆彗星僅僅是一個(gè)例子，表明17世紀(jì)的歐洲人不僅交流密切，而且密切關(guān)注他們周圍的自然界并與之互動(dòng)。透過不斷改進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡，他們看到了廣袤的新世界—意想不到的木星衛(wèi)星、土星光環(huán)和無數(shù)新的恒星。透過同樣新近發(fā)明的顯微鏡，他們看到了蜜蜂螫針的精細(xì)結(jié)構(gòu)、放大到狗的尺寸的跳蚤，發(fā)現(xiàn)醋、血液、水和精液中居然還存在著一群從未想到的“微動(dòng)物”。利用解剖刀，他們揭示出植物、動(dòng)物和人的內(nèi)部運(yùn)作方式；借助火，他們把自然物分解成化學(xué)組分，將已知物質(zhì)結(jié)合成新物質(zhì)；依靠船舶，他們駛向新的陸地，帶回關(guān)于新的植物、動(dòng)物、礦物和民族的新奇樣本和報(bào)告。他們?cè)O(shè)計(jì)出新體系來解釋和組織世界，復(fù)興古代體系，就彼此的優(yōu)勢(shì)展開無休止的爭(zhēng)論。他們尋找隱藏在世界背后的原因、意義和寓意，追溯上帝的創(chuàng)造與維持之手的蹤跡，試圖借助新技術(shù)和隱秘的古代知識(shí)來控制、改進(jìn)和開發(fā)他們所遭遇的世界。
　　科學(xué)革命—大約從1500年到1700年—是科學(xué)史上討論最多的、最重要的時(shí)期。如果問10位科學(xué)史家科學(xué)革命的實(shí)質(zhì)、時(shí)間段和影響是什么，你可能會(huì)得到15種回答。一些人把科學(xué)革命看成與中世紀(jì)世界的截然斷裂，正是在科學(xué)革命時(shí)期，我們所有人（至少是歐洲人）變成了“現(xiàn)代的”。在這種觀點(diǎn)看來，16、17世紀(jì)的確是革命性的。另一些人則試圖把科學(xué)革命變成一個(gè)無效的事件，僅僅將其視為回顧歷史時(shí)所產(chǎn)生的一種幻覺。不過，如今更多謹(jǐn)慎的學(xué)者認(rèn)識(shí)到，雖然中世紀(jì)與科學(xué)革命之間存在著許多重要的連續(xù)性，但這并不能否認(rèn)16、17世紀(jì)以令人震驚的重要方式利用和改造了中世紀(jì)的遺產(chǎn)。事實(shí)上，“科學(xué)革命”（現(xiàn)在更多被稱為“近代早期”）兼具連續(xù)與變化的特征。這一時(shí)期就自然界發(fā)問的人明顯增多，他們?cè)O(shè)計(jì)了新的途徑對(duì)這些問題給出了大量新的回答。本書描述了近代早期思想家對(duì)周圍世界的設(shè)想、研究、發(fā)現(xiàn)以及這一切對(duì)他們的意義，討論了他們?nèi)绾螢榻�代科學(xué)的知識(shí)和方法奠定了基礎(chǔ)，如何努力解決至今仍然困擾我們的問題，如何精心打造了充滿美和希望的豐富世界，這樣的世界我們常常忘記如何去觀察。
　　　
　　第一章 新世界和舊世界
　　航海大發(fā)現(xiàn)
　　一張圖片勝過千言萬語，事實(shí)證明，繪制插圖的能力特別重要，因?yàn)樾缕娴膱?bào)告和事物很快就會(huì)涌入歐洲。這些信息來自歐洲人直接接觸的新土地。第一個(gè)來源是亞洲和撒哈拉以南的非洲地區(qū)。由于葡萄牙人試圖開辟與印度的貿(mào)易航線，以便繞過控制了陸路和地中海航線的中間商（主要是威尼斯人和阿拉伯人），遂使歐洲人接觸到了這些地區(qū)。15世紀(jì)初，葡萄牙王子、航海家亨利（1394—1460 ）開始派遠(yuǎn)征隊(duì)沿西非海岸探險(xiǎn)，與撒哈拉以南非洲地區(qū)的商人建立了直接聯(lián)系。葡萄牙水手進(jìn)一步南下，最終于1488 年繞過好望角，其最高潮是達(dá)伽馬于1497 至1498 年成功遠(yuǎn)航至印度進(jìn)行貿(mào)易。葡萄牙人沿途建立了貿(mào)易前哨，其中許多地區(qū)直到20世紀(jì)中葉仍為葡萄牙所擁有，他們最終將其常規(guī)航線延伸到中國(guó)，將香料、寶石、黃金、瓷器等奢侈品運(yùn)回歐洲，還帶回了關(guān)于遙遠(yuǎn)國(guó)度、奇異生物和未知民族的報(bào)道。
　　歐洲視野的這種拓寬并非在文藝復(fù)興時(shí)期遽然開始。中世紀(jì)為文藝復(fù)興時(shí)代的航海奠定了基礎(chǔ)。事實(shí)上，向東的航行早在13世紀(jì)就已出現(xiàn)，卻因14世紀(jì)亞洲的政治動(dòng)蕩而被迫中斷，到了15世紀(jì)又被恢復(fù)。中世紀(jì)的旅行者往往是13世紀(jì)兩個(gè)新修會(huì)—多明我會(huì)和方濟(jì)各會(huì)—的成員，他們開始到遙遠(yuǎn)的地方傳教和從事外交活動(dòng)，這種使命我們直到現(xiàn)在才有所認(rèn)識(shí)。他們?cè)趤喼藿�立了宗教�?chǎng)所，從波斯和印度一路推進(jìn)到北京，并將相關(guān)信息傳回歐洲，從而激勵(lì)了后來的貿(mào)易航行。這些中世紀(jì)旅行使人們意識(shí)到歐洲之外還有一個(gè)更為廣袤的世界有待探索。
　　當(dāng)葡萄牙人正在向東開辟朝向亞洲的海上航線時(shí)，哥倫布卻把目光投向了相反方向。他確信，地球周長(zhǎng)大約要比在歐洲廣為人知的相當(dāng)準(zhǔn)確的古代估計(jì)值短三分之一，因此認(rèn)為自己向西航行能夠到達(dá)東亞。這種錯(cuò)誤的印象部分是由于公元2世紀(jì)的地理學(xué)家和天文學(xué)家托勒密。人文主義者們剛剛重新找出了他的《地理學(xué)》，其中把地球的尺寸說得異常之小，大大高估了亞洲向東的范圍。哥倫布的資助者持懷疑態(tài)度，他們認(rèn)識(shí)到西行路線要更長(zhǎng)，如果沒有中間的地方提供新的補(bǔ)給，船員就會(huì)餓死。（沒有人認(rèn)為哥倫布會(huì)“航行到地球邊緣掉下去”，因?yàn)樵缭诟鐐惒贾��?500 多年，地球的球形觀念已在歐洲牢固確立。說哥倫布之前的人都認(rèn)為地球是平的，這是19世紀(jì)的發(fā)明。中世紀(jì)的人會(huì)對(duì)這種想法捧腹大笑�。┮虼�，當(dāng)1492 年哥倫布的船只突然發(fā)現(xiàn)加勒比地區(qū)的陸地時(shí)，他自認(rèn)為到了亞洲，而不是發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新大陸。
　　無論哥倫布后來是否承認(rèn)了自己的錯(cuò)誤，其他人反正很快認(rèn)識(shí)到了，于是急忙趕往這個(gè)新世界。在新發(fā)明的印刷機(jī)的幫助下，新世界的消息迅速傳開。1507 年，一位德國(guó)制圖師根據(jù)意大利探險(xiǎn)家亞美利哥韋斯普奇的名字給這塊新大陸命名為亞美利加。由于這些地圖以及韋斯普奇隨之發(fā)表的關(guān)于南美的描述，這個(gè)名字流傳開來。1508 年，西班牙國(guó)王費(fèi)迪南多二世為韋斯普奇設(shè)立了新世界首席航海家一職。這一新職位所屬的商局（Casa de Contratación ）成立于1503 年，不僅是為了給帶回西班牙的貨物征稅，而且也是為了對(duì)返回的旅行者所帶來的各種信息加以收集和分類，訓(xùn)練領(lǐng)航員和航海家，以及用從每一位返回的船長(zhǎng)那里新收集到的信息不斷更新原版地圖。各種知識(shí)和技術(shù)訣竅匯集到塞維利亞，幫助西班牙建立了歷史上第一個(gè)“日不落”帝國(guó)。
　　面對(duì)西班牙和葡萄牙正在積累的領(lǐng)地和財(cái)富，其他國(guó)家也不甘心袖手旁觀，遂紛紛加入競(jìng)爭(zhēng)行列，盡管他們落后于古伊比利亞人一個(gè)世紀(jì)或更長(zhǎng)時(shí)間。因此在一百年的時(shí)間里，幾乎所有關(guān)于新世界的報(bào)道和樣本都是經(jīng)由西班牙和葡萄牙來到歐洲的，它們改變了歐洲人的動(dòng)植物知識(shí)和地理學(xué)知識(shí)。很難想象從新世界大量涌入歐洲的材料有多少。新的植物、動(dòng)物、礦物、藥品以及關(guān)于新的民族、語言、思想、觀察和現(xiàn)象的報(bào)道使舊世界目不暇接，難以消化。這是真正的“信息過�！�，它要求改變關(guān)于自然界的想法，用新方法對(duì)知識(shí)加以組織。由于發(fā)現(xiàn)了新的奇異生物，傳統(tǒng)的動(dòng)植物分類系統(tǒng)不再適用。由于發(fā)現(xiàn)人類的居住地幾乎無處不在，那種古代觀念遭到了駁斥，即世界被分為五個(gè)氣候區(qū)，包括兩個(gè)溫帶和三個(gè)因?yàn)檫^熱或過冷而不適宜居住的區(qū)域。開發(fā)美洲和亞洲巨大的經(jīng)濟(jì)潛力需要新的科學(xué)技術(shù)。地理數(shù)據(jù)和航線記錄催生了新的繪圖技術(shù)，而在歐洲與新國(guó)度之間安全可靠地通航則需要改進(jìn)導(dǎo)航、造船和軍備。
　　第三章 月下世界
　　觀測(cè)背景
　　希臘人開創(chuàng)了一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)的事業(yè)：從物理和數(shù)學(xué)兩方面解釋天界的運(yùn)動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)要比今天大多數(shù)人所認(rèn)為的更加復(fù)雜和有秩序。每個(gè)人都熟知天體的每日升落。天界的一切星體—太陽(yáng)、月球、行星、恒星—每天升落一次，自東向西穿越天穹。天界的其他運(yùn)動(dòng)則要求更加耐心的觀測(cè)。恒星之所以被稱為“恒星”，是因?yàn)樗鼈儾⒉幌鄬?duì)于彼此運(yùn)動(dòng)，而且每隔不到24 小時(shí)就會(huì)回到天空中的同一位置。這就意味著，每顆恒星每晚都比前一晚早升起來一段時(shí)間（約四分鐘）；因此，你如果在每晚的同一時(shí)間觀察天空，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，諸星座每晚都會(huì)沿著巨大的圓弧緩慢運(yùn)轉(zhuǎn)；假如你在北半球，這些圓弧的圓心就是那顆永不移動(dòng)的星—北極星，它位于小熊座的尾端。要想在夜晚的同一時(shí)刻看到恒星又回到原先的位置，就得等上一年。由此給人留下的印象是，恒星鑲嵌在一個(gè)巨大的球殼上，該球殼每隔23小時(shí)56分鐘繞地球旋轉(zhuǎn)一周。
　　太陽(yáng)運(yùn)行得更慢一些，繞行一周需要整整24小時(shí)，這意味著它每天都要改變與恒星的相對(duì)位置，相對(duì)于恒星背景自西向東緩慢運(yùn)行，需要一年時(shí)間才能回到同一顆星的附近。月球的運(yùn)動(dòng)與此類似，但要明顯得多。它每晚比前一晚遲升起50分鐘，因此你如果接連幾晚在同一時(shí)間尋找它，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它每晚都向東走了一段距離（不妨試試�。�。29 天后，月球又回到了初始位置。行星的運(yùn)行也大同小異，但路徑更為曲折怪異，這強(qiáng)烈吸引著人們?nèi)�尋求解釋。在大多�?shù)時(shí)間里，行星就像太陽(yáng)和月球一樣，相對(duì)于恒星背景自西向東緩慢移動(dòng)。但每隔一段時(shí)間，行星就會(huì)慢下來，停住不動(dòng)，轉(zhuǎn)而朝相反方向自東向西運(yùn)行。這種現(xiàn)象被稱為逆行。再過一段時(shí)間，行星再度停下來，掉轉(zhuǎn)方向繼續(xù)常規(guī)的運(yùn)動(dòng)。
　　古希臘人把太陽(yáng)、月球、水星、金星、火星、木星和土星這七個(gè)看起來相對(duì)于固定的恒星背景移動(dòng)的天體稱為“行星”（意思是“漫游者”）。但行星不會(huì)漫游得太遠(yuǎn)，它們的運(yùn)動(dòng)局限在天上狹窄的黃道帶中。黃道被分為等長(zhǎng)的十二段，每一段都包含一個(gè)星座或“宮”，比如白羊座、金牛座、雙子座等等。于是，隨著諸行星相對(duì)于恒星背景作各自的運(yùn)動(dòng)，它們就好像沿著黃道帶從一個(gè)宮運(yùn)行到下一個(gè)宮。一個(gè)人所屬的“宮”就是他出生那天太陽(yáng)“所在”的黃道宮。我們很快會(huì)討論更多有關(guān)占星學(xué)的內(nèi)容。