[内容提要]十六七世纪欧洲的科学革命（天文学革命、力学革命、生命科学革命、化学革命）—西欧近代科学革命首先得益于近代科学研究活动的兴起及其社会制度化（探究自然的兴趣在民族精英中养成，专职科学家这种社会角色的出现，科学社会建制的初步形成）—西欧近代科学革命还得益于形成了若干文化价值取向（批判地审视古希腊科学成就，重视经验主义的科学探究过程，重视数学和定量研究方法的运用，关注对技术活动的渗透）
中世纪的宇宙观
如果说在16世纪之前，中国古代科学与西方科学各有千秋，不相上下，那么到16世纪之后的近代，西方科学则飞速地发展，大大地超过了我们中国。这是为什么呢？今天我们来谈谈这一论题。
到了近代，西方科学从自然哲学中分离出来，科学理论的发展取得了长足的进步。
但是，我在这里首先要强调的一点是，西方近代科学理论的发展并非易事。因为在古希腊与西方近代之间隔着一个漫长的中世纪，其间的主流文化是宗教。从公元5世纪以后，欧洲进入封建社会，一直延续到17世纪，其间长达一千多年，这段时期通常称为中世纪。
早在公元3世纪初，即在希腊人被罗马人征服之后，基督教在社会上日益占据统治地位，4世纪初，基督教被罗马帝国接受为官方宗教。进入中世纪，基督教在官方政治力量的帮助下，在西方各国得以迅速扩张，成为统治社会的文化力量。基督教与其他已经形成的宗教一样，从一开始起就必定要履行其理论功能和实践功能。它包含宇宙学和人类学两个方面，以回答关于世界的起源和人类社会的起源问题，并从中引伸出人的责任和义务。基督教共提出五大论题：一曰“上帝创世论”，它在自然界之外，首先预设了一个全智全能的上帝的存在，正是上帝创造了自然界的一切，包括人在内。二曰“人类中心论”，认为在上帝的特别关怀下，人成了地球的主人，而人所在的地球则是宇宙的中心。三曰“人的原罪说”，即上帝初创的第一对人是夏娃和亚当，由于夏娃在伊甸园里偷吃了智慧之果，她和亚当都犯了罪，从此原罪就沾染了全人类，人活在世上就是要行善赎罪，以便死后上天堂，免受地狱之灾。四曰“神恩说”，即堕落的人对自己无能为力，只有依靠神恩的赐予才能被拯救。
五曰“对不朽的信仰”，即人的灵魂不朽，人的灵魂不仅在人死亡之后从尘世到达彼岸世界，而且它最初就是从彼岸世界中来的。
由于基督教是官方宗教，它的存在和扩张是靠强大的社会政治力量来维持的，因此在中世纪的欧洲各国便不可避免地出现了用基督教来综合古希腊自然科学的文化现象。这种文化综合工作在奥古斯丁的著作中得到了最清晰的表述。公元4世纪的奥古斯丁处在两个时代的交替时期，一方面，他是古希腊哲学传统中的继承者，尤其新柏拉图主义体系在他的整个哲学中留有烙印；另一方面，他又是中世纪思想的先驱者，是中世纪哲学和基督教教义学的奠基人。他把柏拉图的理念变成了在造物之前永恒的思想即上帝的原型，并认为由于这种永恒思想的运动，就从虚无中产生了水、火、土、气、原子，以至地球和人。他论证了宗教神学的时空观，认为时间是与上帝创世的同时被创造出来的，上帝创造世界之前没有时间，没有空间；时间和空间都是有限的，而上帝却是永恒的并超越时空之外。至于人类，他认为，由于染上了原罪之后，人的理性的一切原初力量都被遮蔽了。而且理性如果只是诉诸于自身和自身的能力，就绝不可能找到回返之路。它不可能重建自身，不可能靠它自己的努力去恢复它原先的纯粹本质。如果这样一种改过自新是可能的话，那么就只能靠超自然力量的帮助，靠神恩赐予的力量。十二三世纪以后，经院哲学在欧洲逐渐繁荣起来，意大利的托马斯·阿奎那是经院哲学最有影响的代表人物。他研究并注释了亚里士多德的著作，把亚里士多德的自然科学理论用来作为表述神学自然观的根据；同时又把托勒密的天文学体系和天主教教义相结合，随心所欲地引证托勒密的话为神学服务。这种文化综合的结果，便形成了中世纪人们特有的自然观念，这种自然观念深深地打上了宗教神学的烙印。
大家知道，但丁是生活在中世纪后期的艺术家，我们可以以他所持的自然观念为范例来说明这一点。关于宇宙的结构，但丁认为，它是一个十层的同心水晶天球体，它的中心是地球，在地球之外有十层天，其中每一层天都是一个环绕地球的透明的天球，一个环绕着一个。除了第九层天球外，每一层天球都携带着一个或多个天体在它的背面绕地球旋转。第一层天球距离地球最近，它携带的天体是月亮，第二层天球携带的是水星，以此类推依次携带的是金星、太阳、火星、木星、土星，第八层天球携带的是诸恒星， 第十层天球上没有携带任何行星或恒星，它实际上是最后一层天球，这里是上帝的住所，一片沉寂。
关于自然界的组成，但丁认为，地球上的万物是由四元素即土、水、火、气所组成，而这四种元素又按照它们各自的价值和高贵程度被分成等级。土是所有元素中最卑贱的材料，其次是水，再次是空气，最后是火，火是这一等级体系中的最高贵者。就四元素来说，土和水具有重量，它们有下落的趋向，它们只能静止地处于宇宙的中心。火和空气没有重量，但却具有相反的性质，它们以轻量即一种上升趋势来表征，不过大气则有点依附于地球，因为它充溢着劣等的宇宙杂质。所有这些元素在地球上并非全都秩序井然，而是相互混合的，并各自处于不适当的位置。这样，它们便不可能静止和安宁，从而造成了我们这个地球上许多不稳定、不确定、易突变、易分解和易衰退的现象。至于地球之外的天球及其所携带的天体如月亮、水星、太阳等，则是不易变化和衰退的，因为它们是由第五种元素以太组成的。以太是一种不朽的物质，这种物质服从于一套不同于我们地球上的物理定律的规律。对它来说，只有一种运动是可能的，这就是圆周运动。以太作圆周运动使自己保持在同一位置上，而这正是它感到惬意的位置。以太的这种性质，正是天球和被携带的诸天体作旋转运动的原因。在但丁看来，所有的天球都是由神或神灵推动的，而且这些神或神灵也有它们各自不同的、与物理世界中所存在的高贵程度相一致的等级。在这些等级中，最卑贱者乃是推动月亮的天使，因为月亮处于天的最低地位，它有着表明自身不完美的暗点，它是与奴性和贫穷相关联的。由于诸神运用天球进行操作，才使上帝最初创造的物质构成了宇宙世界，这也就是说，上帝通过诸神的中间作用创造了世界。在人与自然的关系问题上，但丁认为，人是由上帝创造的，上帝创造了人，也创造了人的不朽的灵魂。由于灵魂的作用，人便能够超脱环境的制约而发展。他还认为，自上帝创世之后，诸天球和天体对地球都有影响，它们靠射线传送着自己影响地球的力量。因此，作为地球上的人，也无一不受到星体的影响，如一个人的情操，就会受到天上星星的影响。
人们可以发现，但丁的宇宙观与古希腊亚里士多德和托勒密的宇宙观并不完全相同，这是中世纪神学整合古希腊宇宙观的结果。
这就是说，相对于古希腊时期，科学理论在中世纪是倒退了。西方近代科学家是面对这样一种令人啼笑皆非的文化遗产开始新的历程的。
是这样的。西方近代科学理论的发展，概括地说，主要表现为两个方面，一是天文学、物理学、化学、生物学等自然科学“学科”的逐步形成，人们已经不满足于像古希腊科学家那样笼统地研究自然，而是独立地并且分门别类地去研究自然；二是出现了科学理论的革命，从而纠正了古希腊和中世纪科学成果中的错误成分，使科学理论的逼真性得到大大提高。十六七世纪在欧洲发生了一场科学革命，这是科学史上为数不多的革命的第一例。它是对古希腊和中世纪科学的一场革命。它为而后的现代意义上的科学发展奠定了基础，成为科学史上的一座丰碑。这场革命在学科层面上是由天文学、化学、力学和生理学革命汇合而成的。在天文学方面，十六七世纪时期哥白尼提出“日心学说”，推翻了托勒密的“地心学说”，开普勒提出了“行星运动三定律”；18世纪，康德、拉普拉斯提出了太阳系起源的“星云学说”。在物理学方面，16世纪之后人们逐渐抛弃了亚里士多德的物理学，用伽利略和牛顿等人的经典物理学，来认识自然界中的物理现象。在化学方面，从17世纪到18世纪末，波义耳建立了科学的元素学说，拉瓦锡建立了氧化学说，至此彻底推翻了亚里士多德的“四元素说”。在生物学方面，自16世纪以来，维萨留斯为人体解剖学奠定了基础，哈维提出了“血液循环理论”推翻了盖仑的生理学，虎克和列文霍克发现了生物细胞，林耐建立了“生物分类学”，居维叶建立了“古生物学”，贝尔建立了“比较胚胎学”，等等。
十六七世纪欧洲的科学革命
您是否可以给我们概略地介绍一下这场科学理论革命？
在欧洲文艺复兴运动的影响下，十六七世纪在天文学界率先发生了一场理论革命，它推翻了在此之前统治人类思想长达一千八百多年的柏拉图、托勒密的“地心说”，代之以哥白尼、开普勒的“日心地动说”，从根本上改变了人们对宇宙结构的看法。
哥白尼（1473～1543），近代科学革命的旗手，波兰天文学家。他从1515年开始，历经整整18年的磨难才写完《天体运行论》最后一卷，接着又利用晚年的余暇反复修改了手稿，于1543年出版《天体运行论》，创立了科学的日心地动说，以取代当时成为基督教义支柱的柏拉图—托勒密的地球中心说。
荫《天体运行论》将亚里士多德和托勒密的宇宙结构图景完全颠倒过来，这确实是一场天文学理论的革命。我们知道在中世纪自然科学是受到神学的禁锢的，哥白尼的革命在自然科学和宗教神学的斗争中产生了深远的影响，从此科学开始从中世纪神学中解放出来。
虽然哥白尼学说相对古希腊和中世纪天文学来说具有革命性，但他也有自己的局限性，即认为行星绕太阳作匀速圆周运动。进一步克服哥白尼学说这种局限性的是德国天文学家开普勒，1600年他到布拉格任第谷的助手。翌年第谷去世，他继承第谷的未竟事业。在整理第谷长达30年的观测资料时，开普勒发现了行星运动的三大定律， 第一定律揭示行星绕太阳转的轨道，近似地是一个椭圆，而太阳居于其一个焦点上。
近代力学革命又如何呢？
从公元前300年到欧洲文艺复兴运动之前，西方人基本上是用亚里士多德的理论来认识自然界的物理现象的。到近代，第一个向亚里士多德物理学发起有效冲击的是伽利略的运动理论。他首先对亚里士多德的“体积相等的两个物体，较重的下落较快”从理论上进行置疑：
如果亚里士多德的观念是对的，即重物比轻物下落得快，那么把重物和轻物拴在一起下落，将是什么结果呢？照亚里士多德的说法，重物下落得快，轻物下落得慢；由于两物拴在一起，它们的重量是两物重量之和，所以它们的下落速度应是两物下落速度之和，即两物拴在一起应比重物下落得更快。然而两物拴在一起，又毕竟不是同一物，重物下落快，但被轻物拖了后腿，所以速度减慢，而轻物下落的速度则有所增加，很快两物均以相同速度下落，这个速度应比重物下落速度慢。于是便构成一个“悖论”。
他认为，只有假定重力加速度与物体重量无关，才能消除这个矛盾。他的这种想法与16世纪末人们在比萨斜塔上做的实验是一致的。当时有人使约4援5千克重和约0援45千克重的两个球从比萨斜塔上同时下落，围观的人们都看到重物从塔上落下时，比轻物稍微先着地。
伽利略认为这种微小的差别是由于空气阻力以及重物体和轻物体克服阻力的能力造成的。他推论，在理想的情况如真空中，它们将同时落地。
与此同时，伽利略通过“斜面实验”发现物体作匀加速度运动的定律，即“物体所通过的各空间距离，与通过这个距离所需的时间的平方成正比例”。1609年，伽利略把上述结果外推到当斜面的倾斜角为90毅时，则物体作自由落体运动，由此获得了自由落体定律。就这样，伽利略彻底否定了轻重物体下落不同时落地的观念。他清醒地意识到，自由落体是弄清自然界所能观察到的各种运动的关键。他这样评价道：“这是第一次为新的方法打开了大门，这种将带来大量奇妙成果的新方法，将会博得许多人的重视。”伽利略正是以自由落体运动为突破口，从根本上动摇了亚里士多德的运动学。