尋找自然界的「操作手冊」

《機械宇宙：艾薩克·牛頓、英國皇家學會與現代世界的誕生》 [美]愛德華·多尼克著 黃珮玲譯 社會科學文獻出版社

國家天文台副研究員鄭永春

《機械宇宙：艾薩克·牛頓、英國皇家學會與現代世界的誕生》是一本記錄科學萌芽歷史的難得佳作，由曾任《波士頓環球報》科學專欄作家的愛德華·多尼克（EdwardDolnick）撰寫。

17世紀是歐洲從黑暗的中世紀向現代文明社會轉換的關鍵時代。這是一個天才輩出的時代，伽利略、哈雷、開普勒、牛頓、萊布尼茨、笛卡爾……這些奠定現代科學基礎的巨匠們的先後出現，使得長期被壓抑的科學種子迅速萌芽，直接促成了現代文明社會的誕生。

這是一個「天才的時代」，同時也是一個動蕩的年代。宗教與科學仍然密不可分，那時甚至還沒有科學家（scientist）這個名詞，而把以科學研究為職業的群體稱為自然哲學家，是一群探索自然奧秘的人。

在中世紀，整個歐洲籠罩在世界末日即將來臨的恐懼中。那時的醫生認為，水會打開皮膚上的毛細孔，招來感染與瘟疫，所以，整個歐洲社會甚至「一千年沒人洗澡」（歷史學家儒勒·米什萊語）。那時也沒有公共廁所，人們在街上隨地大小便，以至於法國國王路易十四要求每周清掃一次凡爾賽宮走廊上的糞便。不注重個人衛生的結果是瘟疫的大規模傳播，而如幽靈一般、不知起因的瘟疫，又進一步加深了人們的恐懼。

在這一片驚慌失措中，有些人卻看到了自然界運行著的完美秩序。這些受好奇心驅使的早期科學家，在冥思苦想和細緻觀察後發現，自然界是按照精確的數學規律運行的，雖然表面上看起來混亂無序，實際是一個類似鐘錶般結構複雜但精準運行的機械裝置。1686年，伯納德·豐特奈爾提出：「宇宙不過就像一隻大鐘表。」

人們逐漸相信，上帝不僅創造了世界，設計了萬物的功能，他還時刻監督著自然界的運行。宇宙中的各個環節都是上帝精心安排的結果。也就是說，上帝給了人類一個自然界「操作手冊」，而科學家們的責任就是找出這本「手冊」。

火為何燃燒？山脈是如何形成的？重物為何落地？這些原本司空見慣的自然現象，都成了那時的人們熱烈討論的話題。英國皇家學會隨之誕生，從統治者到平民，誰都可以參與皇家學會的討論，公開、平等的學術討論之風就是在那個時代建立起來的。

人們開始透過望遠鏡探索宇宙，使用顯微鏡觀察微觀世界；在古希臘亞里士多德、阿基米德等人眼裡靜止的世界，到了伽利略、牛頓這些科學家眼裡，就變成了運動的。他們研究變化中的數學，發現運動定律，還探索無限的概念，通過研究無限大和無限小而發明了微積分。

那個時代不像現在專業門類分得這麼細，很多科學家都是雜家。比如被稱為「奇蹟青年」的雷恩，既製造瞭望遠鏡，也製造了顯微鏡，還會造潛艇，同時還是聖保羅大教堂的建築設計師。這點也提醒現在的科研工作者：雖然在某一階段，我們需要專註於有限的目標，但我們的整個人生依然可以嘗試不同的職業體驗，追求人生無限的精彩。

科學的萌芽，思想的解放，與普通人最休戚相關的是帶來了醫學上的進步。中世紀前後疾病的盛行，引起了一部分科學家的關注和興趣，他們進行各種各樣的醫學嘗試，當然也包括很多匪夷所思、甚至恐怖的醫療手段，諸如放血、烙鐵炙烤等。有時候，他們對病人的折磨甚至超過了對疾病的治療。但總的來說，不斷地嘗試與進步，還是大大改善了人類的生存條件，延長了人的壽命，也提高了人類對抗自然災難時的信心。

同時代的中國，正處於明末清初，戰亂頻仍，但同樣取得了輝煌的科學成果：明代醫學家和藥學家李時珍於1578年完成52卷的《本草綱目》，共收錄歷代本草藥物1892種；明末著名科學家徐光啟率先把歐洲先進的科學知識，特別是天文學知識介紹到中國；1637年，3卷18篇的《天工開物》初刊，這是世界上第一部關於農業和手工業生產的綜合性科學技術著作，全書收錄了農業、手工業，諸如機械、磚瓦、陶瓷、硫磺、燭、紙、兵器、火藥、紡織、染色、製鹽、採煤、榨油等各項生產技術。

由此可見，在明代，我們的科技不曾落後、甚至一度領先於歐洲，但後來何以慢慢落後了？是閉關鎖國的國家政策所致，還是文化上的保守封存了我們探索未知世界的好奇心？其中的原因值得我們深思。

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