在世界歷史上，很少有比科學革命(the Scientific Revolution)更為重要的事件。15世紀中葉到18世紀末這一時期表明，歐洲對世界所有其他地區的文化與政治影響正在不斷增長。西歐新興的科學和技術是這種發展的決定性因素，這一事實已為當時大多數學者所認同。因此，弗蘭西斯·培根(Francis Bacon，1561—1626)在《新工具》(Novum Organum，1620)一書中寫道：
“我們充分看到了發明的威力、功效和後果。這種作用無論在什麼地方都不如在古人一無所知的三項發明中更加惹人注目……這三項發明就是：印刷術、火藥和指南針。它們改變了世界的整個面貌和事物的狀況，第一項是對於文獻、第二項是對於戰爭、第三項是對於航海。隨之而來的是數不清的變化，以至於到了這樣的程度，沒有哪一個帝國、哪一個教派、哪一個星體比這些機械的發明對人類事務更具有力量和影響。”
在培根看來，這些發明起源於西方並且離他所處的時代相對較近。他不是第一個也不是最後一個作出這種陳述的人。然而，在17世紀，幾乎沒有什麼人的著作比培根的著作更能得到那些希望建立一門新科學的人如饑似渴地閱讀。
然而，儘管科學革命的重要性輕而易舉地得到了所有人的承認，但是我們越是研究它的起源，對它的起因就越是不能確定。在本書中，我們主要關注1450年至1650年這兩個百年。其中前一個百年大致與古典科學和醫學作品中新的人文主義興趣初始階段相對應，後一個百年則正好與笛卡爾(Descartes，1596—1650)、伽利略(Galileo，1564—1642)、波雷裏(Borelli，1608—1678)、波義耳(Boyle，1627—1691)和牛頓(Newton，1642—1727)的機械論科學獲得普遍接受之前的一段時期相對應。
這兩個百年發生了一大堆令人感興趣的事物，多得幾乎令人眼花繚亂，而極少有人的科學方法論後來為現代科學家所完全接受。有一些學者，他們的工作對我們現在的科學時代作出了貢獻，但他們也發現，法術、煉金術和占星術與對數學抽象、觀察和實驗的新興趣一樣令人激動。今天，我們發現把“科學”從神秘的興趣中分離出來是很容易的——也是必要的，但在當時，許多人還不能做到這一點。我們不能把這種神秘世界觀的興趣置於除了文物收藏家之外已被今人遺忘的少數幾個小人物身上。艾薩克·牛頓和約翰內斯·開普勒(Johannes Kepler，1571—1630)的著作，同帕拉塞爾蘇斯(Paracelsus，1493—1541)、羅伯特·弗拉德(Robert Fludd，1574—1637)和約翰·狄(John Dee，1527—1608)的著作一樣，都表現出對嬗變(transmutation)的真正興趣和對宇宙和諧的探求。在極大程度上，科學史家的傳統做法是根據事後的認識來看待他們的課題，也就是忽視了早期自然哲學中那些在我們科學界已不再佔有一席之地的方面。然而，如果我們這麼做，那麼就不能指望對這一時期有任何聯繫歷史背景的理解。因此，我們的目的是要根據當時特有的情況而不是根據我們今天的情況來論述這一時期。隨著論述的深入，我們將發現，在當時，有關自然法術和大宇宙——小宇宙類比的真理的論戰，與那些更為人們熟知的、有關是否接受日心體系或血液迴圈學說的論戰同樣重要。
文藝復興時期的科學與教育
“文藝復興”與“人文主義”這兩個詞被賦予眾多的含義，以至於幾乎不能用一個簡單的定義來滿足任何兩位學者的需要。在此，我們沒有必要試圖去做這項工作。可以肯定的是，文藝復興確實包含了某種知識的“再生”——正如藝術和文學的再生一樣。並且，它確實是一種新科學得到發展的時期。但即使如此，我們還需要小心謹慎，以避免簡單化。彼特拉克(Petrach，卒於1374年)與14世紀的其他人文主義者所表達的對自然的全新熱愛具有多方面的影響。我們已經發現，在對自然現象作一種新的觀察研究的興起中，這種熱愛起到了推動作用。但我們還發現，彼特拉克與後來的人文主義者也深深地懷疑那種對哲學與各門科學之傳統的經院式重視。他們偏愛修辭學和歷史學，這就是他們對長期成為中世紀大學主幹課程的、比較專門的“亞裏士多德式”研究作出的一種有意識的回答。人文主義者尋求的是人類的道德改善，而不是尋求那些代表傳統意義之高深學問的邏輯性和經院式的論辯。
這些變化著的價值觀引起了人們對教育問題的新興趣。14世紀與15世紀的改革計畫對準的是基礎教育而非大學教育。人文主義教育家維多裏諾·達·費爾特雷(Vittorino da Feltre，1378—1446)興辦了一所新型學校，他極力主張該校學生要擅長運動並學習軍事技術。在學校裏，學生們學習修辭、音樂、地理和歷史——並且，他們被教導要以古人為榜樣，要把道德原則和政治活動置於三大學科(語法、修辭和邏輯)基本原理與傳統的哲學和科學課程的學習之上。
許多聲名卓著的人文主義學者都受到了這種教育改革運動的影響。我們在伊拉斯謨斯(Erasmus，1466—1536)的著作中可以清楚地看到這種結果。他認為，對於學生來說，通過閱讀古代作家的作品來學習普通課程就足以瞭解自然。對受過教育的人來說，數學並不是很重要。而讓·路易·維微斯(Juall Luis Vives，1492—1540)這位在文藝復興時期的所有教育家中當仁不讓的最著名人物，在反對數學學習的論戰中完全同意這種觀點：數學往往“把思想從對生活的實際關心中抽離出來”，並且“幾乎不適用於具體現實與世俗現實的融合”。
但是，我們是否仍然可以認為大學是科學訓練的中心呢？在極大程度上的確如此，但是越來越多的醫學和各門科學的學者都反對許多——也許是大多數——高等學校中佔有壓倒優勢的保守主義。彼得·拉謨斯(Peter Ramus，1515—1572)回想起自己的學術訓練時深感絕望：
“在根據我們大學的規定花了三年零六個月時間學習經院哲學之後，在閱讀、討論和思索過《工具論》(Organon)裏的各篇論文(在亞裏士多德的著作中，尤其是那些討論論辯術的著作，在三年的過程中是要一讀再讀的)之後，呵，甚至在付出那麼多時間，那麼多時間都用來學習那些經院學科之後，我想弄明白，我能夠把歷盡千辛萬苦學得的知識用於何種目的呢？我很快發覺，所有這些論辯術既沒有在歷史和古代知識方面為我提供更多的學問，沒有使我的口才更好，不能使我成為一名更好的詩人，也沒有使我在任何事情上更有智慧一些。呵，這是多麼令人驚愕、多麼令人悲傷啊!在歷盡了這麼多的千辛萬苦之後，我卻採集不到、哪怕是看一看那些據說在亞裏士多德的論辯術裏可以找到的非常豐富的智慧之果。我該怎樣地哀歎自己命運的不幸、思想的貧乏啊!”
並非拉謨斯獨自一人灰心喪氣——而且他的抱怨也並非沒有根據。比如，在16世紀和17世紀，巴黎作為蓋侖醫學的大本營而著稱於世。在英國，劍橋的《伊莉莎白章程》(the Elizabethan,statutes，1570)以及牛津的《勞狄安法典》(Laudian code，1636)維護了古人的官方權威，而一些早期的專業團體也未必更好。倫敦內科醫師學會(the London College of Physicians)以一種不信任的目光看待這場革新。因此，在1559年，當約翰·吉內斯(John Geynes)醫生竟敢提出蓋侖很可能並非一貫正確時，引起了迅速而激烈的反應。這位善良的醫生被迫在一篇公開悔過書上簽了名後，才得以再次被他的同事們接納。
始於14世紀牛津和巴黎的對古代科學作品的批評傳統，也許能與16世紀和17世紀許多主要大學裏的保守主義作些許抗衡。這種與經院主義有關的批評傳統被證明特別有益於運動物理學的研究。在16世紀的帕多瓦大學(Padua)和義大利北部其他一些大學裏，這種好學的傳統仍然顯而易見。然而，對於許多人來說，科學批評是一種奇特的人文主義遊戲，在這則遊戲中，學者們因為剔除了中世紀古典原著(它們把古代原著弄得一團糟)中那些庸俗注解和校勘而受到稱讚。他們的目標是追求原著的純潔而非科學真理。
簡言之，文藝復興時代早期的教育風氣對於科學發展來說其意義是令人懷疑的。這一時期的大學訓練在極大程度上具有保守的特徵。至於完成於14世紀和15世紀的基礎教育改革，則是公開反科學的。人文主義與古典文獻尊奉古人是文藝復興時期人文主義的一種特徵。在15世紀，形成了一股搜尋新的古典原著的熱潮，每一項新發現都被作為一項重大成就而受到歡呼。沒有哪一篇報導比有關雅各布·安吉洛(Jacopo Anselo，1406年前後)的報導更為著名。在他前往君士坦丁堡搜尋手稿後的返航途中，他的船沉沒了，但他卻設法挽救了他最偉大的發現——一部當時尚不為西方人所知的托勒密(Ptolemy)的《地理學》(Geography)。此後不久，在1417年，波吉奧·布拉喬利尼(poggio Bracciolini，1380—1459)發現了後來被認為是古代留存下來的唯一一部盧克萊修(Lucretius，西元前99-西元前55)的《物性論》(De rerum natura)。這對兩個世紀以後原子論興趣的復興起到了一種重要的促進作用。就在重獲盧克萊修的《物性論》9年之後，蓋利諾·達·維羅納(Guarino da Verona，1370—1460)發現了一部西元2世紀的一位作者塞爾蘇斯(Celsus)百科全書式的醫學論稿。這部名為《醫學論》(De medicina)的著作產生了巨大影響，這種影響也許更多的是由於其語言和風格，而不是其醫學內容。這是拉丁語散文全盛時代唯一倖存下來的重要醫學著作。那些追求優美的拉丁語術語和措辭的醫學人文主義者採掘了書中的寶藏。
搜求新的原著——和新的譯本——導致人們重新認識到古希臘語的重要性。誠然，羅吉爾·培根(Roger Bacon，1214—1294)在13世紀就已經強調了這種需要，但這一狀況在一個世紀以後並未得到實質上的改善。那時，彼特拉克為自己古希臘語知識的欠缺而感到悲傷。實際上，感到悲傷的並非只有他一人。在1396年古希臘語教師曼紐爾·克裏梭羅拉斯(Manuel Chrysolorus，卒於1415年)隨同拜占庭皇帝曼紐爾·帕列洛古斯(Manuel Paleologus)抵達義大利之前，幾乎沒有幾個歐洲學者能使用古希臘語。然而，儘管克裏梭羅拉斯有所幫助，但另一位拜占庭人齊米斯塔斯·普裏松(Gemistos Plethon)於1439年抵達佛羅倫斯議會(Council of Florence)後，激起了更大的熱情。古希臘語的復興影響了整個15世紀的所有學術領域。在醫學領域，人文主義者托馬斯·利納克雷(Thomas Linacre，1460—1524) 準備把普羅克魯斯(Proclus，410—485)以及蓋侖的各篇著作翻譯成拉了語。儘管這很有意義，但他的計畫——只完成了一部分——實際上過於宏大。他計畫把蓋侖的全部著作翻譯成拉丁語，而且，還要與一群學者一起翻譯亞裏士多德(Aristotle)的全部著作。幾乎沒有比安德納希的約翰內斯·金特(Johannes GuinterofAn&mach，1505—1574)更加勤奮的人了，他由於翻譯了蓋侖著作而躋身於醫學人文主義者前列。作為巴黎的醫學教授，金特成為年輕的安德烈斯·維薩留斯(Andreas Vesdius，1514—1564)最重要的老師之一。
在搜尋確切手稿的過程中探求真理，並不僅僅局限於向古代醫生學習。喬治·馮·波伊巴赫(Georg von Peuerbach，1423—1461)在編寫教科書《新行星論》(Theoricae novae Planetarum)時，認為需要托勒密《至大論》(Almagest)的確切手稿。但是就在波伊巴赫計畫前往義大利完成這一目標的過程中，他不幸去世了。波伊巴赫的學生約翰內斯·繆勒(Johalmes Muller，又名雷紀奧蒙坦，Regiomontanus，1436—1476)完成了老師的旅程，並出版了《至大論》的《概要》(Epitome)。
但是，我們不能把文藝復興時期的人文主義簡單地歸納為還亞裏士多德、托勒密或者蓋侖以本來面貌。古代後期新柏拉圖主義(nco—Platonic)、猶太教神秘哲學(cabalishc)以及赫爾墨斯原著的復興，對近代科學的發展——它當然是這種人文主義運動的一部分——產生了同樣重要的影響。這些復興的確非常重要，以至於柯西莫·德·美第奇(Cosimo de’Medici)堅持認為，馬爾西利奧·費奇諾(Marsilio Ficino，1433—1499)在轉向柏拉圖(Plato)或柏羅丁(Plotinus，204？一270？)之前，就已經翻譯了新近發現的《赫爾墨斯全集》(Corpus hermeticum，1460)。這些神秘的宗教著作——我們將在後面進行更加詳細的討論——似乎證明了在16世紀和17世紀的學者中，對自然法術(natural magic)這一主題的追求具有極大的普遍性。提倡通過新的觀察證據對自然進行一項全新的調查研究，就包含在這種傳統之中。
非常巧合的是，這種對古代純潔原著的搜尋，正好發生在有了傳播這種知識的一種新手段——印刷機——出現的時候。有趣的是，西歐最早的印刷書籍出現於1447年，這正好是我們所討論時期的初始階段。印刷機的出現使得為學者們生產標準的價格適中的原著首次成為可能。在科學與醫學領域，這些古版書絕大部分是那些遭到人文主義者藐視的、陳舊的中世紀經院原著的印刷品。因此，托勒密《至大論》的第一個印刷譯本是陳舊的中世紀譯本(1515年)。新的拉丁語譯本此後才出現(1528年)——最後出版的是希臘語原著(1538年)，這正好比哥白尼(Copenicus)《天體運行論》(Derevolutionibus orbium)早了5年。蓋侖與亞裏士多德也經歷了同樣的階段。