科學革命

  39. 觀察、實驗、計算

  插圖64：西蒙·德·帕斯，卷首插畫：弗朗西斯·培根，《偉大的復興》，1620年，倫敦，大英博物館

  1600年：火山之下

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  那不勒斯，新堡，1600年春。那不勒斯海邊城堡的囚犯是否已經聽說喬爾丹諾·布魯諾在附近羅馬的可怕結局？不久之前，多明我會修士托馬索·康帕內拉（Tommaso Campanella）被囚禁在此地。儘管原因不同，同樣的結局也威脅著他。他參加了反對西班牙統治的起義——不是出於冷靜的政治理性，而是因為他堅信劇變即將到來。他，托馬索，是上帝任命的先知。他的計劃比較偏激：他想建立一個共和國，傳授新的宗教；他認為自己就是真理的救世主，因為出生在卡拉布里亞大區的斯蒂洛，他計劃把斯蒂洛的山重新命名為「肥沃之山」。「自由，自由！」他在高山上不斷呼喊。1630年將會出現基督之敵。但是反抗很快就被鎮壓，天啟仍須等待。

  舊世界依然不變，而且不是一個好世界。在絞刑架下的審訊中，康帕內拉向劊子手咆哮，向上帝和聖母起誓，詛咒「神聖的魔鬼」，乞求上帝，懇請垂憐。審訊記錄中有幾處可以看到現代早期審訊的可怕現實：「叛徒、王八蛋和妓女的兒子……放我下來，你們想知道什麼我都會說……啊，好疼啊，渾蛋，啊，你們殺了我……我要撒尿，兄弟……我拉在褲子裡了，讓我拉屎……我受不了了……」他在審訊中結結巴巴語無倫次，開始唱歌，喃喃自語：「教皇一定要來，如果能治癒一切的教皇不來，就要壞事……」

  地牢中的囚禁歲月簡直是一部卡夫卡式的小說草稿。「我在黑暗的墳墓中為自己的痛苦哭泣，」康帕內拉在紙上塗鴉，「我的控訴只得到鐵鏈和石頭的迴響。」人們可以想像這幅畫面：外面是從波西利波到維蘇威的海灣，南方微熱的天空下是碧藍的大海、船的風帆、漁民的呼喚、棕櫚樹、大都市喧鬧多彩的生活；在一米厚的牆壁後面，囚犯則是另一番模樣，沉思折磨著他，讓他幾乎發瘋，或者他只是假裝發瘋以逃避絞刑架。

  實際上，康帕內拉活了下來。他可能在那不勒斯城堡中至少度過了四分之一個世紀，資助人向他提供筆墨和書籍。作為一個瘋子，或者至少打著瘋子的幌子，他在火山下得到了最大的內心自由。身體完全被困住，他卻臆想自己非常自由，他曾這樣說過。而且他筆耕不輟：思考神學、形上學、占星術和魔法，贊同西班牙普遍君主制——被監禁後立刻改變的政治觀點——反對無神論、亞里士多德和馬基雅維利。他也造出一個幻象般的烏托邦，即「太陽城」，以哥白尼體系為模型，建立了一個實行農業共產主義和計劃經濟的極權國家。

  康帕內拉是現代最偉大的地牢文學家之一。智慧的人必須拯救這個因為罪孽變得瘋狂的世界，他在一首詩中流露出這樣的意思，智慧的人像瘋子一樣說話、生活和行事，儘管他們私下裡有截然不同的想法。「自由且受限，有陪伴又孤單，/尖叫又安靜，我讓殘酷的眾人困惑，/下層世界凡人的眼睛是瘋狂的，/高高的天界中神聖的精神是智慧的……」他的結局好得令人出乎意料。1626年，康帕內拉的一些有影響力的崇拜者為他說情，使他被釋放出獄，並被安置在羅馬一處修道院受監護。後來他逃到法國，後續的政策變動沒有波及他，在那裡，偉大樞機主教黎塞留成為他的庇護者。1639年，他在巴黎一處修道院的監護下去世。

  康帕內拉的故事是一出關於妄想、現實和科學的戲劇，就像是一面反射鏡，展現了文藝復興晚期的趨勢。一切都在轉型，人們長期以來一直確信的事物被重新編排。到處瀰漫著不安。如果說康帕內拉的作品中的關鍵概念是「改變」（mutazione），在莎士比亞的戲劇中就是「易變」（mutability）。天文學在觀測數據和數學的發展中劇變，讓世界飄忽不定。地震、新星、血雨、蝗災和怪物的出生不是什麼好兆頭。在這種背景下，菲奧雷的約阿希姆的歷史神學重新進入人們的視野。在教皇身邊，土耳其人現在成為敵基督者的候選人，敵基督者將在末日前降臨。1598年，科英布拉的耶穌會修士甚至提出一種理論，解釋世界末日從「技術上」來說如何發生。上帝會命令天界的智慧停止推動天體。這樣，所有的運動都會結束，末日也將到來。儘管如此，康帕內拉還是寄希望於淨化和普遍改革，鑑於末日逼近，現在抱有這種希望的也不止他一人。事事懸而未決不僅僅因為信仰衝突造成的混亂。全球危機也出現：在基督教世界之外也出現了末日情緒，例如在南亞和西亞以及北非。

  科學的繁榮讓樂觀的心態出現，就連康帕內拉在昏暗地牢里設想的末日也有了一個充滿希望的註腳。康帕內拉是特勒肖——1593年他的書也被列入禁書目錄——的弟子，作為一個自然哲學家，他信奉經驗說，推崇哥白尼。在被監禁之前，他曾加入德拉·波爾塔的圈子。因為相信新時代即將來臨，所以新世界、新星、新系統、新國家的消息都讓他信心倍增。

  實驗科學，大規模研究

  自然科學的道路越來越像是哥倫布的遠征：現在思想也超越了所有的地平線。這段旅程並不是一帆風順。在布魯諾和女巫帶來巨大恐慌的時代，科學能做什麼的問題變得越來越嚴肅。1580年，讓·博丹出版了《巫師的惡魔》，這是該世紀最可怕的有關女巫的書籍之一。1588年，浮士德博士獲得新生。《浮士德博士的悲劇》由印刷廠主約翰·施皮茨（Johann Spies）出版，很快被翻譯成英語和其他語言。在這本書中，浮士德把靈魂賣給魔鬼，魔鬼供他驅使24年，並帶著他在天體間旅行。浮士德制定了最精確的日曆和預測，是大自然的主人，每天都和不同的女人縱情聲色。只有一條，結局很可怕。地獄之旅標誌著平步青雲的終結——這個德國的伊卡洛斯真的曾經平步青雲之間。

  浮士德的藝術形象已經成為現代性的代表人物。在克里斯多福·馬洛的筆下，這位學者為了毫無價值的魔法把戲犧牲了自己的靈魂，接下來的幾百年中，人們為了追求知識和自由越過邊界，想成為神，最後都不得不以慘敗收場。16世紀即將過去，對這一時期的作家來說，這個故事的寓意更為簡單。它說明，善良的基督徒必須防範魔法的邪惡力量。

  人們試圖學習理性，然後藉此來接近想像中的秘密，這種行為並非沒有風險。敢於冒險的其中一人是詹巴蒂斯塔·德拉·波爾塔[64]，他探索女巫藥膏的功效。他把蝙蝠血、嬰屍身上提煉的脂肪、芹菜、楊樹葉和龍葵、烏頭等致幻的植物混合起來，但他並不想把這個可怕的混合物用於魔法。他更想做的是，證明女巫所謂的夜間飛行完全是想像出來的，自然中的材料就能讓人產生幻覺。德拉·波爾塔的冒險行為讓人們開始質疑女巫學說的核心內容，差點讓他丟了腦袋。事實上，布拉班特醫生約翰·維耶爾（約1515—1588）在1563年出版的《論魔鬼的假象》一書中也支持德拉·波爾塔的觀點。維耶爾試圖證明，所謂的女巫實際上是一些憂鬱的女性，她們是精神病患，絕對不是火刑架的候選人。這樣，他的論據可能足以否認所有不潔之物的現實，並停息對撒旦的戰爭。虔誠的人們感到震驚：這樣的話，魔鬼的地獄大軍就可以肆意作惡，這對魔鬼來說是多麼大的勝利！博丹的《巫師的惡魔》與他唱反調，維耶爾的書上了禁書名單。世紀末，耶穌會修士馬丁·安東·德里奧（Martin Anton Delrio，1551—1608）在三卷本的著作中為魔鬼學說正名，所有「溫和派」和維耶爾這樣的懷疑派提出的疑惑和迷惘都被撥亂反正。他的著作在新教徒那裡也備受推崇，他批評將女巫斬首而不是燒死的決定，在他看來這太過溫和。德拉·波爾塔的魔法書後來再版時刪除了有關女巫藥膏的段落，他自己覺得這是非常理智的做法，但他仍然是宗教裁判所的重點關注對象。他寫的所有東西都要提交審查。

  受到真正危險威脅的是「啟蒙者」德拉·波爾塔，而不是浮士德式的研究者。他們可以毫不引人注意地繼續從事研究，而他們探索的區域通常更加廣泛，遠遠超出德拉·波爾塔觸及的那片極具威脅性的暮色原野。其中一位研究者是帕多瓦的雅各布·扎巴雷拉（Jacopo Zabarella，1533—1589），他是另一個偉大的知識「排序人」。他的方法論基於亞里士多德，為當時越來越現代化的自然科學設立了邏輯預設。扎巴雷拉想知道，人們如何能更確切地了解新事物。他青睞分析和綜合方法的結合，即「regressus」：觀察現象，分析原因，最後解釋效果，三者相互作用。伽利略熟知這種工作方法。物理學的發展是否需要扎巴雷拉的準備工作，仍須商榷。數學對於伽利略而言具有決定意義，但沒有引起扎巴雷拉的興趣。

  扎巴雷拉的建議是收集和觀察，自然學者長期以來一直這樣踐行。系統性的實驗意味著科學向現代化邁出又一步。在中世紀的記載中實驗幾乎蹤跡全無，但16世紀下半葉有越來越多的證據表明，實驗成為一種方法。例如，佛蘭德斯的數學家西蒙·斯蒂文（Simon Stevin，1548—1620）通過系列實驗發現，液體底部的壓力與容器的形狀無關，僅與容器中水的高度相關，他因此創立了流體靜力學。

  伊莉莎白一世的私人醫生威廉·吉爾伯特（William Gilbert，1544—1603）是第一個有據可查的進行過系列實驗的學者。1600年，他在《論磁》中闡述了自己的研究，遠遠超越了曾經由皮埃·德馬立克奠定的基礎。《論磁》是實驗科學史上的一個里程碑。吉爾伯特指出羅盤針偏離地理北極——在中世紀這被歸因於亞洲和美洲之間存在的神秘磁山——並觀察到磁鐵的力量如何在「力圈」中減退。這樣，吉爾伯特已經預知了人們所謂的「物理場」。然而，他仍然認為地球有靈魂，並認為在「磁場強度」中存在一個有生命的東西。他最重要的發現是認識到磁力和電力是不同的力量，後者可以通過摩擦琥珀產生。他還發明了一種裝置用來測量這種效果：「靜電驗電器」，即驗電器的前身。吉爾伯特由此開創了一個全新的研究領域。

  這種科學風格不再從一般理論中得出結論，而是通過觀察個別案例並進行實驗來證明猜想，越來越多的支持者湧現。這種風格因為最重要的一位倡導者而被稱為「培根式」風格。這個人就是博學多識的律師、伯利勳爵的侄子、議會議員弗朗西斯·培根（1561—1626），他職業生涯的巔峰是擔任詹姆斯一世的大法官。他是實驗派自然科學的先驅，拒絕以「年紀」、「權威」或「普遍認可的觀點」作為衡量標準，而是認為證明某一事物的唯一方法就是展示它是如何被發現的。他對同時代大學的行事方式不甚認可，對古代學者也沒有多少敬意。古人對過去的了解建立在純粹的寓言之上，他們對地理的了解少得可憐，對印刷、火藥和指南針一無所知。但總的來說，培根沒有譴責亞里士多德和柏拉圖。哥白尼的世界觀在他看來非常「荒誕」；他的宇宙觀仍然是托勒密式的，也認為精神氣息讓宇宙生機勃勃，這一觀點倒是來自柏拉圖。

  他在1620年的《新工具》一書中強調，自然本身就以其最真實的形式向人們提供知識，呼籲人們確信這些知識。他想按照自然的特性理解自然：「只有服從自然，才能戰勝自然。」人類精神通過夢想和幻象帶來很多欺騙，這些都要被排除在外，同樣要剔除的還有因為模糊的語言和錯誤的思想導致的錯覺。培根把古老的書籍和教條比作崇拜偶像，智慧殿堂中的那些「偶像」會混淆人類的思想。他將自然視為客觀事物，是可以通過人類理智被認知、被解釋的。他試圖通過條理清晰的一系列實驗尋找巧合的根源，在他看來巧合是中世紀所有偉大發明之父。「實驗」迫使自然繳械投降，但在逐條逐項的觀察中不一定會顯現出來。

  與德拉·波爾塔一樣，培根把魔法看作實用的自然科學。他對魔法最主要的反對意見在於其倫理性質：如果信賴精神的效用和想像的力量，那麼工作和努力都變成多餘的東西。類比模型和帕拉塞爾蘇斯式的「夢」不在他的研究範圍內。古代自然哲學追尋的最終目標是認識到「最終原因」，他稱之為「不能生育的處女」。與博丹等人試圖解釋已知現象不同，培根深入未知領域，想取得新發現。他認為，所有自然科學的開端都是理性、最準確的觀察和有規律的比較。唯一的例外，一個「負面的權威」，就足以讓他反駁規則，這意味著徹底反對奇蹟信仰。培根的出版商，同時也是他的第一個傳記作家威廉·羅利（William Rawley）特別強調了這一態度：「培根所信奉的原則是，讓人們理解奇蹟，而不是把可以理解的東西變為奇蹟。」

  羅利編輯出版了培根未完成的烏托邦小說《新亞特蘭蒂斯》（The New Atlantis）[65]，其中由政府主導的大型研究機構既令人印象深刻又讓人心懷恐懼。康帕內拉先於培根就在《太陽城》中想像出這樣的技術奇蹟，例如以風為動力的速度飛快的車子和飛行器。培根提到人工合成的新金屬和物種、人類研發出的植物變異和技術引發的氣候變化。他在虛構的亞特蘭蒂斯王國中建造了一個「所羅門之家」，有不少於18個團隊持續工作，他們的實驗室在地下洞穴、數英里高的塔樓、花園和房屋裡：實驗、蒸餾、修補。

  培根本人雖然提出了精妙的實驗建議，但他只完成了一個，而且這個實驗其實最好沒做過。他想知道，一隻埋在雪裡的雞是否比沒有冷卻的家禽分解得更慢。這次行動讓這個好奇的人患上肺炎。培根因此而死——這樣，實驗研究的第一位理論家也成為第一個受害者。1621年，他在政治陰謀中被趕下了掌璽大臣的寶座，但頭銜和財產都可以保留。隨之而來的空閒時間使他得以創作科學著作，包括《偉大的復興》。這本書也提供了很多新自然科學的體系和方法論。他只完成了《新工具》的那一部分。他下筆如有神，為拋開理論單純收集觀測數據而辯護，為系統實驗搖旗吶喊，產生了極大影響。《新亞特蘭蒂斯》中想像的場景仿佛是一張設計草案，1662年，英國皇家學會[66]正式成立，這個學會的唯一任務就是進行自然科學研究。1666年，巴黎也設立對應的機構，它們都促進了自然研究的推廣，科研成為專業學者開展的自主活動。研究人員因而能夠或多或少地擺脫意識形態的枷鎖，獨立進行實驗和發表研究結果。在倫敦，人們看到它對國家和社會的有益作用，在巴黎更是如此。

  「知識就是力量」的觀點可以追溯到培根。他寫道，隱藏某些東西是上帝的榮耀，國王的榮耀就是發現它們。所有研究的最終目的都是改善人的生活。科學為人們提供了機會，使其擺脫罪惡的後果，並為人類準備了一個美麗的新世界，打造了一個真正的天堂，它在世界末日之前就將確立。培根的方法論革命是無與倫比的，可謂亘古未有。培根讓古老的理論遭受很大衝擊。從實踐的角度來看，天文學、物理學和醫學方面都取得了令人印象深刻的進展。

  反對蓋倫

  培根時代典型的醫療實踐就如同一位「淑女」——格蕾絲·米爾德邁（Grace Mildmay，約1552—1620）夫人——在圖書館和藥店中保留下來的東西。這些收藏在彼得伯勒附近的鄉間別墅愛普索宮，除了宗教文獻和阿維森納、詹巴蒂斯塔·達·蒙特及帕拉塞爾蘇斯等人的著作外，還有分類甚廣的藥物：24種根莖和68種藥材、花卉、瀉藥、最烈的酒和醋、杏仁和紫羅蘭糖漿、治療梅毒的汞和治療臆想的鴉片。還有一個從未被埋葬的人類頭骨，也有助於治療。然而最重要的是祈禱，因為格蕾絲夫人認為罪是疾病的根本原因。

  專業醫生仍然根據蓋倫的體液病理學治療病人。但一種前衛的思想已經蓄勢待發，它延續了維薩里的解剖學，喚起對蓋倫體系的更多質疑。解剖刀剖出了一個接一個的分歧。一個特別明顯的區別是人們對於心臟的仔細觀察。蓋倫教導說，血液在肝臟中產生，然後通過心臟和肺部流入大腦。與此同時，它應該用生命力——「氣息」——來滋養身體並最終耗盡。根據這個模型，肝臟永不停息地補充供給。但維薩里就已經注意到，與蓋倫學說相違背的是，在心臟的兩個腔室之間沒有開口，血液又怎麼從一個流到另一個？此時，維薩里和他的繼任者處理這一問題的方式顯露出了醫學領域新舊自然科學之間的細微界限。起初，這個佛蘭德斯人試圖找到一種符合舊學說的解釋，能夠為這個不存在的開口自圓其說。為了解釋這一現象，他的論點是，人類感官尚不能感知到這樣的孔隙。然而，1555年他的著作再版時，維薩里已經開始嚴肅地質疑這種解釋的正確性。雷爾多·科倫坡是維薩里的學生，後來反目成仇，最終又承襲維薩里，他提出的猜想算是走上正路——與300多年前伊本·納菲斯的觀點不謀而合，但他對其並無了解——他認為血液繞過肺部，但是問題目前仍未得到解決。實驗也在其他醫學領域帶來新見解。

  科倫坡是活體解剖的倡導者。他建議用狗作為實驗動物，而不要用豬，「因為豬的尖叫令人心神不寧」。為了驗證亞里士多德的觀點，證明聲音事實上來源於心臟，他把一條狗的心臟活生生割下。即便如此，這只可憐的動物在死前還喊叫了幾秒鐘。在這一點上，亞里士多德被狗趕下了神壇。

  揚·巴普蒂斯塔·范·海爾蒙特（Jan Baptist van Helmont，1580—1644）的書交織了沉著理性與異想天開。這個佛蘭德斯人是蓋倫的反對者，也是一個緊張兮兮的信徒，他相信自己受到幻象的啟示。為了得到幻象，他可能給自己服用過致幻的烏頭。宗教裁判所將他視為異教徒，並把他囚禁在其家鄉布魯塞爾的監獄裡，他由此數年不見天日。海爾蒙特研究的另一個新穎之處在於，他雖然把帕拉塞爾蘇斯當成啟明星，但他敢於通過實驗檢驗帕拉塞爾蘇斯的藥方。他認識到特殊比重原理，是第一個研究酸鹼之間關係的人，並在雞身上測試了酯的麻醉作用。他認為有「野靈」存在，比如從燒焦的煤炭中散發的精細物質，他稱為「氣體」的東西——這個術語可以追溯到他——就是一種「野靈」。儘管有神秘主義的影子，但海爾蒙特的方法中蘊含著理性的潛能，對後來的一位開路先鋒產生了深遠影響，即愛爾蘭人羅伯特·玻意耳（Robert Boyle，1627—1691）。

  威廉·哈維（William Harvey，1578—1657）帶來了最終的突破並創立了新生理學，他在英國國王詹姆斯一世和查理一世的宮廷如魚得水。通過測量和稱重，哈維發現心臟的主要工作是收縮而不是擴張，而且半小時內通過血管輸送出去的血液比整個人體內的血液都多。如果這個量沒有消除——顯然沒有發生——它必須以某種方式在體內移動。因此，哈維意識到從人出生到死亡，血液都在人體內持續循環。他相信自己找到了一個普遍原則：就像行星通過運行維繫世界，血液循環運動維繫生命並因此造就個體。心臟是人類「微觀宇宙中的太陽」，哈維並沒有把心臟單純看成一個泵。它更像是古代有靈魂的宇宙的一部分，在這裡所有的自然都被普遍的生命力滲透。哈維的老師是靜脈瓣的發現者、胚胎學的創始人吉羅拉莫·法布里修（Girolamo Fabrizio），與法布里修一樣，哈維也堅定地支持亞里士多德的自然哲學。儘管如此，他的藥學仍然代表著世俗化的推進。像培根的自然科學一樣，哈維的解剖學沒有形上學的目的。他不在人體內尋找偉大造物主上帝的蹤跡，相反，他只是想知道心臟是如何工作的。

  血液循環發現的歷史為醫學範式即將發生的變化提供了更多的契機：時代和話語。後者在學院和大學中上演。在1628年出版主要著作《論心臟和血液的運動》之前，哈維把20年間的系列實驗都搬進了講座，供聽眾討論——就像哥白尼在他的扛鼎之作前先出版《短論》。人們嘲諷哈維，叫他「循環者」，他的論點引發爭論，讓各種論據越發尖銳。血液循環的想法最終被接受不是因為它是「真」的，而是因為它被接受了，所以它應該被當成真的。在羅馬工作的解剖學家阿爾坎傑洛·皮科洛米尼（Arcangelo Piccolomini，1525—1586）是一個重要的權威人士，他也強調爭辯是科學進步的先決條件。儘管哈維在他的研究領域非常領先，但他和培根一樣，對哥白尼的天體革命持懷疑態度，他認為血液循環與亞里士多德的猜想一致，亞氏的天文學觀點中天體循環圍繞地球進行。與此同時，決定性的證據已經出現，表明那個波蘭人確實無可指摘。