第十章 牛顿革命
牛顿革命不同于我们业已考察过的那些(确实发生了或据说发生了的)科学革命和
数学革命,在其一生当中,牛顿一直被认为引起了一场革命。在其《自然哲学的数学原
理》中,牛顿导致了微积分革命和力学科学的革命,因此,他受到了与他同时代人的赞
赏。牛顿在历史上独领风骚,他是一位非凡的人物,因为他在诸多不同领域中做出了如
此之多十分重要的贡献如:纯数学和应用数学;光学、及光和颜色的理论;科学仪器的
设计;力学理论的整理和编纂以及这一学科基本概念的系统阐述;物理学的主要概念
(质量)的发明;新的科学方法论的系统的论述等等。他还对热、对化学和物质理论、
对炼丹术、年代学以及基督教《圣经》的解释和其他一些问题进行了研究。
牛顿的数学革命分为两个方面:微积分的发明(他与莱布尼兹共享此荣),以及数
学在物理学和天文学中的应用。正是这后一方面导致了(相对于其数学革命而言的)科
学中的牛顿革命。当然,在牛顿的前辈中,也曾有过一些伟大的人物探索过用数学原理
来陈述自然哲学,如西蒙·斯蒂文,伽利略,开普勒,沃利斯,胡克,惠更斯等。从这
个意义上讲,牛顿革命是(可以追溯到科学革命之初的储多学者所创造出的成果的顶峰,
而不是牛顿的某种全新的创造、把牛顿的《原理》与开普勒的《新天文学》、伽利略的
《两种新科学》、沃利斯的《力学》、胡克有关运动问题的论述、或惠更斯(有关摆钟
的论文里)关于匀加速运动的论述等作最简单的比较就可以看出,在深度、范围和技巧
几个等级方面,存在着某种不同。正是由于总体规模的猛增,牛顿的《原理》成了“物
理学革命”的“新纪元”[正如克雷洛(1714)所说的那样〕。
时常有人断言,牛顿把诸如开普勒、侧利略或明克等科学家们完全不同的思想或原
理汇集在一起,并对它们进行了综合。然而,很难说牛顿富有革命性的科学就是这些思
想的合成或组合,因为实际上,牛顿在其《原理》中把它们的荒谬不实之处披露了出来。
“真”科学不可能只是荒谬不实的思想或原理的产物。牛顿在《原理》中展示的此类错
误观点包括:
开普勒:三大行星定律对行星运动的“真实”描述;作用在那些天体上的太阳力随
着距离的增加而减弱,而且只是在接近黄道平面处发挥作用。太阳肯定是一个巨大的磁
铁;任一运动的物体由于其“固有的惰性”,一旦动力不再发挥作用,它就会停止运动。
笛卡尔:以太之海运载着行星在巨大的旋涡中到处运动;原子并不(也不可能)存
在,真空或虚空也是不存在的。
伽利略:落向地面的物体的加速度在整个过程中保持不变,即使离开地球落向月球
的物体亦是如此;月球对海洋的潮汐运动不可能有任何影响(或成为其原因)。
胡克:作用于一个(具有惯性运动分量的)物体上、遵循平方反比律的同心力,导
致了这样一种轨道运动,即其速度与其到力的中心的距离成反比:这一运动定律与开普
勒的面积定律是一致的。
我们还可以进一步看到,牛顿否定了“离心”力的存在,而这种离心力恰恰是惠更
斯运动物理学发展的基础。牛顿用“向心”力这个概念取代了它们,牛顿之所以选用这
个名称,是因为它与惠更斯的“vis centrifugs(离心力)”有些相似——尽管意义不
同且所指方向相反。
把牛顿的《哲学原理》(他常常用这个名称来指他的著作)与笛卡尔的《哲学原理》
加以比较和对照,就会看出牛顿革命的本质。具有批评眼光的读者会发现,笛卡尔《原
理》的一个异常之处就是,它避开数学,而热中于进行哲学、物理学(或自然哲学)的
哲学的研究。在这本书的四个部分中,只有两个部分专门讨论物理学和宇宙的涡旋体系
的发展。笛卡尔确实在这里提出了碰撞的数量规则,但我们已经知道,在每一个例子中
这些规则都是错的。笛卡尔把这些规则作为一个子集纳入了他的第三自然定律之中。不
过,当沃利斯在《皇家学会哲学学报》发表正确的规则时,它们有了一个更为严格也更
为准确的称谓:“运动定律”。牛顿在其《哲学原理》一开始,就提出了一组定义,随
后是一些“运动的公理或运动定律”,其中前两条与笛卡尔的自然定律的前两条大致相
当。牛顿似乎把笛卡尔的“regulae quaedam sive leges naturae ”(“数量规则或自
然法则”)转变成了他的“axiomata sive leges molus”(“运动公理或运动法则”)。
牛顿的运动三定律和他所归纳的理论力学的公理为:(1)惯性原理:任一物体都将继续
保持其静止或匀速直线运动的状态,除非有外力作用于其上;(2)力与其动力效应之间
的关系,即一次推动(或相继产生)的外力会使物体的动量沿外力作用的方向发生变化
(对相继产生的力而言,是指某一单位时间内的变化);(3)作用力和反作用力相等。
牛顿还把笛卡尔的标题“Principia Philosophiae 〔哲学原理)”改成了“Philo
soPhiae naturalis principia mathematica(自然哲学的数学原理)”,他因此夸耀说,
在使原理数学化的过程中,他创立了一门非同一般哲学的自然哲学。牛顿《原理》的数
学化特点不仅表现在对这些原理的阐述上,而且还表现在对命题的证明和应用上;它还
阐明了一种在自然哲学中使用数学的重要的新的时尚。
牛顿的《原理》在许多方面都堪称杰作。它包含了纯数学最初的一些成果(极限理
论和圆锥截面几何学),它发展了动力学的主要概念(质量、动量、力),它整理和编
纂了动力学的诸项原理(运动三定律),它还说明了开普勒行星运动的三大定律的动力
学意义及伽利略以下实验结论的动力学意义:重量不同的物体(在地球的同一位置)自
由下落时有着相同的加速度和相同的速度。它阐述了曲线运动定律、对摆的运动的分析
以及表面约束运动的本质,它还说明了怎样处理连续变化的力场中粒子的运动问题。牛
顿还指出了分析波的运动的方法,并探讨了物体在各种具有阻力的媒介中运动的方式。
书的最后一部分亦即第三篇,可谓是全书的顶峰,在这里,他揭示了受万有引力、以及
一种广义力的作用(其中一个特别的现象就是众所周知的地球的重量)制约的牛顿的宇
宙体系。牛顿在这部分讨论了行星及其卫星的轨道的长度,彗星的运动和运动轨道,以
及海洋中潮汐现象的产生等。
不妨考虑一下月球运动明显的不规则问题,《原理》对这个问题的探讨是该书的思
想具有新水平的一个实例。在过去的一千五百年间,天文学家们在处理月球运动问题时,
总是在构造几何图式,而不考虑原因。而现在,牛顿指出,摄动现象是“月行差”的主
要根源,而这种摄动则是太阳引力和地球引力对月球的作用的主要结果。随着1687年
《原理》的出版,人们就有可能从第一原理或第一原因开始,通过对结果的研究来处理
这一问题。正如《原理》第二版的评论者们注意到的那样,这是一种全新的处理这类问
题的方法。
也许,在所有这些成就中,最伟大的就是对潮汐的解释,即潮汐是太阳和月亮的引
力对海洋的吸引作用导致的。“海洋中的潮涨潮落”,牛顿断言(bk.3,prop.24),
“源于太阳和月亮的作用。”他分析了岁差和月球对地球假定的赤道鼓起区不平衡的吸
引作用,以此为基础,他预言,地球的形状呈扇圆形;从这里我们可以看出牛顿所取得
的成就的重要意义。
从《原理》所表现出的致力于惯性物理学的研究这一点,一些分析家们可能会看出
此书的伟大所在;对于牛顿来讲,惯性是质量的一种特性。牛顿是第一位明确区分质量
与重量的作者,而且他进一步认识到,物体的质量具有两种各自独立彼此不同的方面。
质量是物体阻止被加速或阻止使其运动状态或静止状态发生变化的一种量度;这就是它
的惯性。(牛顿有时使用“惯性力”或“vis inertiae”这样的术语—一这种类型的力
有别于那种“活动的’功或能产生加速作用的力。)不过,物体的质量同时也可以作为
对给定的引力场的一种反应的量度。那么,在物体对加速作用的(惯性的)阻力与其对
某一引力场的(引力的)反应之间为什么又会有着某种联系呢?这在经典物理学中是找
不到答案的。牛顿独具慧眼,他认识到,对这种关系的了解必须以实验为依据,所以,
他着手进行实验以证明惯性与重力之间的这种恒定的关系。然而,只有在爱因斯坦的相
对论中才能看到“惯性”质量与“引力”质量等价的逻辑必然性。爱因斯坦极为佩服牛
顿,因为牛顿对这个问题有了如此深刻的见识,而且认识到了,他解释这种等价关系的
理由只能以实验为依据。
牛顿《原理》中的数学的本质常常被人误解。如果只是泛泛地一页一项翻着,那就
会给人一种印象,即牛顿所使用的数学是几何学尤其是古希腊的几何学。其风格似乎是
欧几里德式或阿波罗尼奥斯式的。然而,更仔细地考虑一下就会发现,牛顿是在用微积
分阐述问题,他运用几何学方法根据不同的比率和比例来陈述各种关系,并且同时,把
“极限”看作是一种等于零的(或是初始的)基本量。因此,尽管牛顿没有详述他以后
系统地运用的微积分(或“流数”)的规则系统,但他的确大量地运用了极限方法,这
显然等价于使用了微积分,或者说,所使用的极限方法可以很容易地转换成牛顿算法或
莱布尼兹算法的符号体系。马奎斯·德·洛皮塔尔认识到了《原理》的这一方面,他注
意到(正如牛顿得意地提到的那样),这部书中的数学几乎全是微积分。对于任何一位
细心的读者来讲,在该书第一编第一节对极限理论的阐述中,在第二编第二节明确的流
数(牛顿用来表示微分的术语)理论中,这一点表现得更为明显。此外,《原理》之著
名还因为,它最早使用了一些其他的数学方法,例如,无穷级数的广泛应用。
牛顿的风格
在我看来,从我所谓的“牛顿的风格”中,可以发现牛顿科学革命的本质。从牛顿
在《原理》中对开普勒诸定律的讨论,就可以很容易地看到这一点。牛顿的讨论,始于
一种纯数学的结构或想象的系统——它并不只是一个简化了的自然事件,而是一种在实
在的世界中根本不存在的纯属虚构的系统。在这里,“实在的”这个词所指的,只是由
实验和观察揭示出来的外在世界。在这种系统中,单一的质点围绕着一个力心运动。牛
顿用数学方法指出(bk.1,prop.1),只要在这一结构或系统中能有一种来自沿轨道
运行的质点或粒子的力恒久地指向不动的力心,那么开普勒的面积定律(即他的第二定
律)就可成立。他接下来证明其逆命题,即如果面积定律成立,那么就会有一种向心力
或指向中心的力存在。因此,向心力的存在被证明,既是开普勒面积定律成立的必要条
件又是其充分条件。随后牛顿指出,如果运动轨道呈椭圆形,那么,向心力必然与距中
心的距离的平方成反比。最后他证明,如果在此种力的条件下存在着几个沿轨道运行的
质点,它们彼此没有相互作用——或者(结果相同)如果把任一给定质点的运动与其在
距中心的某一不同距离上的运动相比较——那么,开普勒第三定律或和谐定律就可成立。
顺便提一句,我们也许注意到,牛顿在这里首次指明了开普勒第三条定律中每一条的动
力学意义。牛顿的活动在很大程度上构成了纯数学的第一个阶段。
在第二个阶段,牛顿把他的精神构造物与实在的世界进行了比较。当然他立刻发现,
在实在的世界中(例如,在我们的太阳系中),沿轨道运行的物体,并不是围绕着“数
学的”力心运动,而是围绕着别的实在物体运动。月球围绕着地球运动而地球和其他行
星围绕着太阳运动。此外,为了使其精神构造物或想象系统能与实在的世界更为谐调一
致,牛顿改进了这一系统,使其质点数增加到两个。其中一个质点位于中心,并且吸引
着另一个在轨道上运动的质点,它不断地把后者从其所在的另一条直线惯性运动的轨道
上拉开。但是,按照任一作用都有一个大小相等方向相反的反作用这一原理(牛顿第三
运动定律),就会得出这样的推论:如果位于中心的物体吸引着沿轨道运行的物体,那
么,在轨道上运行的物体也必定吸引着位于中心的物体。这样,这种精神构造物扩展到
有两个相互作用的物体的系统了。牛顿继续指出,在这类条件下,情况不再是在轨道上
运行的物体沿着一个纯椭圆形的轨道围绕位于焦点的中心物体运动了。相反,他发现,
这二者都是沿椭圆形轨道围绕着它们共同的引力中心运动。
这种双物体系统构成了一个得到了改进的阶段,在此阶段,牛顿又一次用数学方法
阐述了他的(现已修正了的)精神构造物。他随后把这个改进了的系统与外在的世界进
行了比较,这就是改进了的第二阶段。当然,他发现,这个系统还是与我们周围的实在
世界不相符的。例如,在我们的太阳系中,围绕太阳运动的行星并非只有一个,而是有
好几个。这样,为了使他的精神构造物更进一步符合外在的世界系统,牛顿又继续开始
了另一个阶段的工作。他在系统中引入了不止一个而是两个或更多的质点,它们在围绕
中心质点的轨道上运行。这样,运用牛顿的第三定律,又一次得出以下推论:沿轨道运
行的每一个质点,既受到中心物体的吸引,也对它有着吸引作用。换句话说结论就是,
沿轨道运行的每一个质点,既是一个可被吸引的物体,也是一个具有吸引力的中心。在
这些沿轨道运行的物体中,任何一个物体都会对其他的每一个发生作用,同时也会受到
它们各自作用的影响。这个系统包含了这样一些物体:它们彼此以摄动的方式相互作用,
这些摄动导致了与开普勒定律的一种细微的偏离。于是,牛顿继续努力,以图在我们的
太阳系中找出与开普勒定律相差的数量测度。
在数学结构和对实在世界的比拟之间、以及第一阶段和第二阶段之间的这种对位式
的变换中,牛顿不仅从单一物体系统发展到了多物体系统,而且发展到了沿轨道运行且
带有卫星的多物体系统,例如,地球的卫星是月球,土星和木星也都有各自的卫星。到
此为止他一直讨论的都是质点,而不是有形的物体,因为他还没有开始考虑大小和形状,
不过最终,他把讨论的层次从质点转到了具有一定尺寸和外形的物理实体之上。
我所描述的过程,并非只是20世纪人们(对牛顿在《原理》中提出问题的方式)的
一种事后分析。它与有文献为证的牛顿思想的各个发展阶段是相符的。1684年秋,牛顿
写了一本小册子(《论运动》),在其中,他介绍了他研究开普勒定律以及有关这个问
题其他方面的一些成果。他在书中指出,向心力是面积定律成立的必要充分条件,椭圆
形轨道则暗示着,这种力与距离的平方成反比,这与他后来在《原理》中所作的阐述十
分相似。但是那时尚未认识到,他的证明仅仅适用于单一物体系统的精神构造物,所以
他骄傲地写道:“附注:因此,沿椭圆形轨道运行的诸行星都有一个位于太阳中心的焦
点,而且以以行星间太阳的距离为半径扫过的面积,是与时间成正比的,这完全像开普
勒假设的那样。”不久牛顿就认识到,实际上,行星不可能沿单纯的开普勒椭圆轨道运
动。他看出,他的结果只适用于人工构造的单一物体系统,在这个系统中,地球被简化
为一个质点,而太阳被简化成一个固定的力心。
1684年12月,牛顿完成了《论运动》的修订稿,在这里,他在一个相互作用的多物
体系统范围内,对行星的运动进行了描述。与以前的小册子不同,这一修订本得出了这
样的结论:“行星既非完全在椭圆形轨道中运动,也不会在同一轨道中出现两次。”这
一结论导致牛顿得出了以下结果:
ktkt像月球的运动一样,对于每个行星而言,它有多少种运动就有多少种轨道,每
一个轨道都取决于所有这些行星的合成运动,所有这些行星彼此之间的相互作用就更不
用说了……要考虑如此众多的运动的原因,并用(容许简便计算的)精确的定律来确定
这些运动,这,如果我没说错的话,已经超出了全人类知识界的能力范围。
牛顿已经觉察到行星彼此之间存在着引力作用。在上面这段引文中他已经用明确的
语言表达出了这种觉察:“eorum omnium actiones in se invicem”(所有这些行星彼
此之间的相互作用)。从这种彼此的重力吸引作用可以推知,在物理世界中,开普勒的
三个定律并不都是正确的,它们只是在某种数学的构造物中才是正确的,在这种构造物
中,对彼此的轨道不发生相互作用的质量,要么是一种数学的力心,要么就是一种固定
的具有引力的物体。牛顿对数学王国(在这里,开普勒定律均为正确的定律)与物理王
国(在这里,那些定律只是“假说”或近似值)所作的区分,是牛顿天体力学富有革命
性的一个特征。
在以前所写而后来又成了《原理》第三篇的一本小册子中,牛顿说明了:对第三运
动定律的思考怎样导致了关于太阳与每个行星之间、行星与其卫星之间、以及两个行星
彼此之间存在着一种相互作用的力的概念。同样的思考导致了一种富有革命性的新的思
想,即宇宙中的一些物体肯定都在“彼此吸引。”他自豪地陈述了这一结论,并作了解
释性说明,他指出,在地球上的任何一对物体中,引力的量是如此之小,以致于难以观
察到。“也许,”他写道,“只有在巨大的行星体上才能观察到这些力。”在所有行星
中,木星和土星的质量是最大的,所以,他对它们运动过程中轨道的摄动进行了探索。
在约翰·弗拉姆斯蒂德的帮助下,牛顿发现,当两个行星相距很近时,土星的轨道运动
的确会出现摄动。
《原理》的第三篇讨论了宇宙系统,不过,它比以前的那本小册子更富有数学色彩。
在这里,牛顿用了基本上相同的方式讨论了引力问题。首先,在所谓的月球试验中,他
把重力或地球引力扩大到月球,并且证明这种力的大小与距离的平方成反比。进而他认
为,这种地球引力与太阳对行星的作用力、与一个行星对其卫星的作用力是相同的。现
在,他把所有这些力统统称之为重力。借助第三运动定律,他把作用于行星之上的太阳
力的概念改造成了太阳与行星之间的相互作用力的概念。与此类似,他把行星作用于卫
星上的力的概念,改造成了行星与其卫星之间的相互作用力的概念。最后,这种改革导
致了这样一种观点,即所有物体都以引力的方式相互作用。
请不要把我对牛顿思想发展过程的分析,看作是想贬低他那种非凡的富有创造力的
天赋所起的作用;恰恰相反,我认为应当承认这种天赋。我的分析说明了牛顿对物理学
具有丰富创造力的思维方式,通过种种方式,他按照实验和批判性观察所揭示的情况用
数学对外在的世界进行了描述。由于他并不认为这种构造物就是对物理世界精确的表述,
所以,他可以无拘无束地去探讨数学引力的属性和作用,尽管他发现,“远距离发挥作
用的”控制力在真正的物理学王国中既是不相容的也是不允许的。随后,他把他的数学
构造物的推论与那些通过观察得到的有关外在世界的原理和定律如开普勒的面积定律和
椭圆轨道定律进行了比较。这种数学构造物哪里有不足,牛顿就对哪里加以改进。这种
思维方式,亦即我所说的牛顿风格,因其伟大著作的标题“自然哲学的数学原理”而引
起了人们的注意。
万有引力定律说明了行星的运动近似地遵循开普勒定律的原因,并说明了为什么它
们各自又以不同的方式与这些定律有偏离。正是万有引力定律证明了,为什么(在没有
摩擦力的情况下)所有物体在地球上的任一指定位置下落时的速度都相等,以及为什么
这一速度会随着高度和纬度而变化。万有引力定律还解释了月球的规则运动和不规则运
动,为理解和预测潮汐运动提供了物理学基础,它还说明了早就被观察到但没有得到解
释的地球的岁差率与月球对地球赤道鼓起区的吸引作用之间有着怎样的关系。由于数学
引力能够成功地解释和预见所观察到的宇宙现象,牛顿断言,肯定“真的存在着”这么
一种力,尽管那种被人们普遍承认而且他本人也信奉的哲学并不允许也不可能允许这种
力成为自然系统的一个组成部分。所以,他提倡要对万有引力怎样产生作用进行探讨。
虽然牛顿有时也认为,万有引力也许是由以太粒子流碰撞某一物体产生的脉冲引起
的,也许是由某种到处弥漫的以太的变化引起的,但这两种看法他在《原理》中均未提
及,这是因为,如他最终所指出的那样,他从“不会杜撰假说”来作为物理学的解释。
牛顿的风格导致了他的数学的万有引力概念,而且,这种风格致使他把自己的数学结论
用于物理世界,尽管这并非是他能够相信的那种力。
与牛顿同时代的一些人对远距离的引力观念极为困惑,以致于他们无法着手探讨其
性质,而且他们发现,很难接受牛顿物理学。牛顿说,他已经没有能力解释万有引力是
怎样发生作用的,但“这种引力确实存在而且足以解释天体现象和潮汐现象,这就够了。”
对此,与他同时代的某些人难以苟同。那些承认牛顿的风格使万有引力定律有一种真实
感的人,说明了该定律怎么能解释如此众多的现象,并且寻找一种解释来说明,这种力
是怎样超越遥远的距离在空虚的太空中延伸的。牛顿的风格使得牛顿可以从事万有引力
的研究而不会因时机不成熟受到约束(这种约束有可能会妨碍他的伟大发现)。18世纪
的生物学家G.L.L.德·布丰曾写道,一个人的风格与他本人是分不开的。就牛顿来讲,
他的伟大发现是不可能与其风格相脱离的。
牛顿革命的确认
有许多文献都可以证明科学中的牛顿革命。18世纪的科学史家让·西尔万·巴伊写
道,“牛顿推翻或改变了所有思想”:他的“哲学导致了一场革命。”巴伊并不仅仅满
足于去笼统地说明科学中的牛顿革命。他注意到,牛顿揭示天体奥秘的钥匙就是数学:
几何学。巴伊指出:“被假定为致使物体运动的东西,确实在使物体运动;对此,有充
分的证明。唯有牛顿的数学(几何学)推测到了自然的秘密。”
巴伊很有洞察力,他发现,“数学解释的优势在于,它们有着普遍性。”如果行星
按开普勒定律运动,那么,它们肯定是“由存在于太阳中的某种力推动的”,这一论点
仅仅取决于数学或几何学方面的原因和一般的运动原理。在牛顿的论证中,没有涉及太
阳的什么具体的物理属性,与此不同的是,开普勒在其论证中借助了一些具体的属性,
如太阳的磁作用力和太阳的磁极作用。此外,相同的数学论证表明,对也遵循同样的开
普勒定律的木星和土星而言,它们的卫星也必然同样是“由存在于这两个行星中的力推
动的。”换句话说,木星和土星与它们各自的卫星系统的关系,恰如太阳与其行星系统
的关系,唯一不同的地方在于所控制的范围和作用的大小。地球与我们的月球的关系也
同样是如此(巴伊1785,VOl.2,bk·12,see.9,pp.486f.)。
巴伊本人愿意承认万有引力的概念和原理,因为借助万有引力,如此众多的现象都
可以得到解释:许许多多的观察数据和经验规律都可以通过数学从万有引力的属性中推
导出来(sec.41,pp.555f.)。不过他发觉,开始,许多(法国著名的)科学家把牛
顿体系划分为数学哲学和纯自然哲学。因而对于P.L.M.德·莫佩尔蒂——(按照巴伊
的看法)他“似乎是……我们数学中首先使用引力原理的人,”巴伊[vol.3(“disc
ours premier”):7]不得个指出,“开始,他只是从其可计算结果方面来考虑引力原
理;他是从数学家的角度而不是从物理学家的角度承认万有引力的。”也就是说,莫佩
尔蒂同意牛顿的数学系统和构造物(我们的第一阶段和第二阶段),但并不承认牛顿在
其宇宙体系中(第三阶段)肯定是在讨论实在问题。
事实上,在题为《论引力定律》(173)的论文中,莫佩尔蒂在这一点上十分明确。
他写道:“我根本不考虑引力与正确的哲学是相符还是相悖。”相反,“在这里,我只
是从一个数学家[几何学家]的角度来讨论引力问题。”莫佩尔蒂只是把引力看成是
“一种量,因为它在物体的各个部分都是均匀分布的,且其作用是与质量成比例的,所
以,无论它可能是多少,根据它就可以预测许多现象了。”换句话说,莫佩尔蒂承认牛
顿的风格,并且愿意作为“几何学家’法探索万有引力定律的数学结果。既然结果与自
然界中所观察到的现象一致,那么,莫佩尔蒂从自然哲学家的角度问他自己,是否存在
着这么一种确系物理实在的力,或者,是否有什么别的理由可以说明,为什么物体仿佛
是在这么一种力的情况下活动?如果确实存在着这么一种力,它必然有其存在的原因;
我们也许可以注意到,他的思想是深深地嵌在机械论哲学之中的,以致于他把自己局限
在这种引力作用的两种质料因中:某种源于具有引力作用的物体的原因,或物体以外的
某种物质运动造成的原因。
在克雷洛的著作中也可以看到类似的对牛顿风格的确认。克雷洛解释说,“牛顿先
生……讲得很明确,即他使用引力这个词时,仅仅是在期待着其原因的发现;事实上,
根据有关自然哲学的数学原理的专题论文很容易得出这样的判断:它的唯一目的就是要
确立引力是一种事实”(克雷洛1749,330)。
到了18世纪末,万有引力概念渐渐地被人们普遍承认了。在其伟大著作《天体力学》
(1799-1825年出版)的前言中,拉普拉斯——这一学科中的第二个牛顿——一开始就
谈道(1829,p.xxiii):
接近17世纪末时,牛顿把他的万有引力的发现公布于众。从这时起,数学家们已经
成功地把所有已知的宇宙系统中的现象归之于这一伟大的自然定律,并且因此使有关天
体的理论和天文图表达到了意想不到的精确程度。我的目的是要从散见于大量著作中的
这些理论里提出一种连贯的思想。液体及固体的平衡和运动,组成了太阳系以及存在于
无限空间中的类似的系统,由此看来,引力所导致的所有结果,也就构成了天体力学的
研究对象,或者使力学原理应用到研究天体的运动和外形上了。从最一般的意义上看,
天文学是力学的一个重大问题,在这里,运动的元素是任意的常量。这种问题的解决,
同时取决于观察的精确程度和分析的完善程度。
尽管拉普拉斯的哲学见解有了转变,如他1814年出版的《概率哲学导论》中明显地
表现出的那样,但他并未感到有什么必要——在原理发表一个世纪以后——去讨论引力
穿越空间延伸其作用这一点是否是合理的。在《天体力学》的第二“卷”《论万有引力
定律和天体引力中心的运动》中,其首章即为《论从观察中演绎出的万有引力定律》。
他写道(1829,I:249),我们受到“诱惑”,“把太阳的中心看作是这样一种引力的
中心,这种引力可以在各个方向上无限地延伸,其大小按距离的平方反比率而变化。”
由于完全不会为使用牛顿的“引力”这个词感到难堪,而且在普遍地甚或超出牛顿的范
围之外进行思考时也不再会因这个词哲学上的暗示而感到反感,拉普拉斯简单明了地得
出结论说:“太阳以及有自己卫星的那些行星,都具有一种吸引作用,这种引力在无限
地延伸,力的大小与所延伸距离的平方成反比,所有物体在其活动范围内都是如此”
(P.255)。此外,“通过类比使我得出这样的推论,即在所有的行星和彗星中普遍地
存在着一种类似的力。”他十分明确地得出结论说,“人们所观察到的作用于地球上的
引力,是一条扩展到整个宇宙的普遍定律的一个特例”,这种“引力”并“不完全与总
的质量有关”,它对于“组成物的每一个粒子都是相同的”(p.258)。他欢呼说,牛
顿的“万有引力”是一条“伟大的自然原理”,“物质的所有粒子相互吸引,这种作用
与质量成正比,而与它们彼此的距离的平方成反比”(p.259)。
这一原理的成功和万有引力的应用,或者爱因斯坦以前的所谓“经典”力学(或牛
顿力学)的应用,使这一学科成了所有科学的典范或理想。例如,19世纪中叶和19世纪
末大部分关于达尔文革命的争论,都是以方法为中心,而且往往集中在达尔文是坚持还
是放弃了牛顿方法这一问题上。在诸如古生物学和生物化学等若干领域中的科学家们,
想象有一天他们各自的科学领域中也会有自己的牛顿,而且他们的科学也会达到牛顿的
《原理》那样完备的程度。乔治·居维叶在1812年问道,为什么“自然史界不会有朝一
日出现它自己的牛顿呢?”在1930年左右,奥托·瓦尔堡叹惜说,化学界中的牛顿(J.
H.范托夫和威廉F.奥斯特瓦尔德在1887年都曾谈到过化学界需要这样的人物)“还没
有出现”(参见科恩1980,294)。[奇+书+网]
牛顿革命也成了意识形态的一个重大的组成部分,唯一可与之相提并论的则是另一
届科学革命,即达尔文革命。艾塞亚.伯林(1980,144)对牛顿的影响作了总结:
牛顿总想的冲击是巨大的;无论对它们的理解正确与否,启蒙运动的整个纲领,尤
其是在法国,是有意识地以牛顿的原理和方法为基础的,同时,它从他那惊人的成果中
获得了信心并由此产生了深远的影响。而这,在一定时期中,使现代西方文化的一些中
心概念和发展方向发生了确实是极富创造性的转变,道德的。政治的、技术的、历史的、
社会的等等思想领域和生活领域,没有哪个能避免这场文化变革的影响。
牛顿及其同时代的约翰·洛克,是伟大的新思想的代表人物,这些新思想构成了那
些“著名的信念和思想习惯中的革命”(兰德尔1940,253),它标志着,随着启蒙运动
的发展,现代社会正在出现。今天,在思考这一长达三个世纪之久的影响时,我们也许
会发现,很难理解:牛顿实际成就是在创建自然之数学理论方面,但他的成果竟然产生
了如此空前的影响。哈雷曾作出过一个牛顿式的预言——1758年(哈雷和牛顿去世以后
很久)将会有一颗彗星出现,当这一预言被证实时,恐怕唯有“不同寻常的”、“非凡
的”、“令人惊异的”这类形容词才能表达科学家和非科学工作者们内心之中的敬畏之
情。无论在哪里,无论是男人还是妇女都发现了这样一种指望,即在所有人类知识和所
有人类事物的管理中都会产生出一种类似的合理的演绎和数学推理系统,一种与实验和
批判性观察联系在一起的系统。18世纪“显著地”成了一个“信仰科学的时代”(兰德
尔1940,276);牛顿是成功科学的象征,是哲学、心理学、政治学以及社会科学等等所
有思想的典范。
18世纪的重农主义者们充分地表述厂对以普遍规律为依据的牛顿式“自然法则”的
信仰。按照重农主义者的观点,“根据不可改变的、不可避免的和必然发生的观律,并
且以永恒的必然的联系方式”,所有“社会中的事实都连在了一起”(安德烈·纪德和
夏尔·里斯特1947,2)“一旦他们认识到了这些规律”,无论是个人还是管理机构就会
遵守这些规律。重农主义者不仅相信,人类社会是“受自然规律制约的,”而且还认为,
存在着一些“控制着物理世界、动物社会、甚车每一种有机体内部生活的同样的规律”
(p.8)。启蒙运动时男人和妇女们抛弃了传统的人类关系和人类社会秩序的概念,他
们希望有自己的牛顿,他——他们肯定地说——“即将出现。”这种“社会科学界的牛
顿,”按照克兰·布林顿(C.布林顿1950,382)的观点,人概会创造出一种新的“社
会科学系统,人们只有遵循〔它们]才能确保有——不是已成为过去的而是即将在未来
出现的——真正的黄金时代,真正的伊甸园。1748年孟德斯鸠出版了《论法的精神》,
在这部书中,他把一个运转良好的君主政体与“宇宙系统”作了比较,在宇宙系统中存
在着“一种吸引力”,它能够“吸引”所有物体趋向“中心”,孟德斯鸠以《原理》为
榜样,“确立了……第一原理”,并且发现广这些原理中自然而然地产生的一些特例。
在可以应用理性原则的思想和活动的几乎每一个可能的层次上,都留下了牛顿革命
的重大影响。即使到了今天,在牛顿的时间、空间和质量概念甚至牛顿的引力原理已被
爱因斯坦的体系取代了的情况下,牛顿科学仍然在许许多多科学的和日常经验的领域中
占据着至高无上的地位。这些领域包括日常生活经验的领域和我们常用的机械(“原子
能”装置除外)的领域。本世纪最为壮观的活动——对空间的探索——并不是爱因斯坦
相对论的一个例证,它只是经典的引力物理学的直接应用的一个实例。经典的引力物理
学是由牛顿在其《原理》中完成的,经过两个多世纪牛顿信徒们的努力,它发展成了理
论力学这样一门科学,而且成了大体力学的核心。牛顿革命不仅仅是这场科学革命的顶
峰,而且一直是人类思想史中具有最深远意义的革命之一。
第十一章 维萨里、帕拉切尔苏斯和哈维:生命科学中的一场革命?
对科学革命的探讨有这样一种倾向,即注重物理学和精密科学,而不注重生物学或
生命科学;注重与哥白尼、牛顿、伽利略和开普勒等人密切相关的革命,而不注重维萨
里或哈维开始进行一场革命的可能性。史学家和科学家们持有同样的观点,他们都认为,
20世纪前所发生的那些重大的科学革命——除了一次之外——都出现在物理学领域。达
尔文对生物学中那场孤单单的革命的发生起了很大的作用。本章所要考察的是,可能业
已导致了16世纪和17世纪的一场生物学或生命科学革命的三位革命的发动者们所从事的
科学事业。
安德烈·维萨里:造反还是革命?
安德烈·维萨里(1514-1564),现代解剖学的奠基者,1543年,他的伟大著作[
《论人体的结构(或构造)》]出版了,这与哥白尼的《天体运行论》的问世是在同一
年。在其著作出版时,维萨里正值青春年华,他朝气蓬勃,风华正茂;而此时的哥白尼
却是垂暮之年,事实上,他已经不久于人世了。维萨里的才能,从其事业一开始就被人
们认识到了;他于1537年12月5日以优异的成绩获得了帕多瓦大学的医学博士学位,并且
在第二天被指定担任外科学的教师,开始为医学系的学生讲授外科学和解剖学,当时他
年仅23岁。他一开始就表现出了他那种很有主见的性格,在其仍带有“盖伦思想色彩”
的“动物解剖学的授课和演示”之中,他冲破了传统,并且“打破惯例…自己亲自动手
进行解剖,而不是把这项工作交给一位外科医生去做”(奥马利1976,4)。一年以后,
即1538年,维萨里出版了两部著作。一部是解剖图集,书名为:《解剖六图》。另一部
是以前教师们所用的“与盖伦学说相适应的”解剖手册的“增订本”,这本书因维萨里
本人的“独到的解剖学见解”(例如“心脏的收缩是与动脉的跳动同步进行这一显然与
盖伦相反的意见”)而著称于世。据官方记载,1539年,这位杰出的解剖学专家和讲师
“已经令所有的学生都钦佩不已了。”
在这同一年,帕多瓦刑事法庭的法官把已被处死的罪犯的尸体移交给维萨里,以供
解剖学研究之用。有了充足的可供解剖之用的尸体的来源,维萨里在人体解剖学领域取
得了重大进展,并且“开始逐渐认识到,盖伦对人体解剖的描述,基本上不过是一种对
一般动物解剖学的说明,而且对人体来讲,这种说明常常出现一些错误”(同上,p.5)。
时至1539年年底,他已经可以在帕多瓦而且也可以在博洛尼亚(他被这里的医学专业的
学生邀请去做解剖示范)公开宣布,学习人体解剖的唯一道路不是死读书本,而是直接
从事解剖和观察。他把有关节连接的人类的骨骼与类人猿或猴子的骨骼加以对照和比较,
以此证明,毋庸置疑,盖伦对骨骼的说明大部分是以类人猿而不是以人为基础的。此外,
正如维萨里在《构造》(奥马利泽,1964,321)的前言中指出的那样,“许多不正确的
见解……出现在盖伦的理论之中,有一些甚至出现在他关于猴子的论述中。”由于那时
的盖伦在医学理论和实践的每一个方面都是一位受人尊敬、无可争议的权威,维萨里的
大胆挑战必然无疑会被看作是一种造反行为。那么,这是否是革命的第一步呢?
维萨里的杰作《论人体的构造》是一部厚厚的对开本著作,其中有大量非同凡响的
整页的插图,这种情况表明,艺术的运用到达了表现科学知识的高度。今天仔细想想,
也会令人激动不已,因为它们是大约四个半世纪以前就取得的成果。维萨里后来在推动
解剖学本身的发展方面的作用也许减小了,因为事实上,差不多他的书一出版,他就结
束了他的学术生涯,放弃了他的解剖学研究。带着“年轻人的冲动”(奥马利1976,5),
他辞去了教学工作,开业行医,当上了查理五世皇帝的“皇室”医生。
1555年查理五世退位后,维萨里继续留在西班牙,并且当上了查理的儿子菲利普二
世的御医。1564年他离开西班牙去巴勒斯坦朝圣,而——显然是——在回家途中,在希
腊的扎金索斯岛去世了。
维萨里的目的,就是要让医生和解剖学家认识到当时的盖伦解剖学中的一些不恰当
的甚至是谬误的东西,从而着手对这一学科进行改革,那时的这一学科——用他的话讲
——处于这样一种状况,能够教给学生的知识非常少,而且比一个屠夫在其店铺里告诉
人们的知识高明不了多少。在维萨里看来,真正的解剖学,亦即基于解剖的解剖学,是
整个医学唯一坚实可靠的基础。C.D.奥马利——20世纪杰出的维萨里生平和事业的研
究者——认为,甚至“[维萨里著作标题中的]‘构造’这个词都可以作这样的解释,即
它不仅是指人体的构造,而且也是指医术的基本结构或基础。”维萨里不仅试图用图文
并茂的方式纠正盖伦的错误,而且还主张,每一位医学专业的学生和每一位医生本人都
应把自己有关人体的知识建立在进行解剖的基础之上。奥马利把维萨里的辩解概括为:
“除了以前已经做过实地解剖的外科医生外,教授或教师也都必须走下自己的讲台,自
己动手进行解剖”(同上,7)。维萨里著作中给人印象最深之一的部分是,他解释了医
生们自己做解剖时的失败怎样和为什么导致了医学的退步。
在古代的或古典的拉丁文中,与我们今天用革命这个词所表达的意思最相近的是
“novae res”(从字面上看,意为“新事物”)。毫无疑问,维萨里的《构造》中有大
量的新事物,其中许多是与盖伦的论述或已被公认的观点相矛盾的。建立以直接的人体
解剖经验为基础的解剖学知识,并且为了比较,建立以动物解剖为基础的解剖学知识,
以及提倡医学专业的学生们、解剖学家和医生们自己动手完成解剖工作,这些也都是崭
新的、闻所未闻的事情。维萨里不仅用实例说明,这种实地解剖已经产生了新的知识;
而且他还为读者提供了明确的指导,告诉他们应当怎样看手进行解剖,以便证明维萨里
本人的描述,或“得出某种独立的结论。”维萨里著作的革命方面的价值,因其精美而
详尽且艺术性很强的解剖学图解有了相当幅度的提高。正是为了强调“自己动手”这一
革命性建议,维萨里甚至还在书中用了一整页的插图,以展示完成他建议读者去做的解
剖所必备的工具。
毫无疑问,维萨里成功地在解剖学这一学科中、在解剖学的教学方法方面开始了一
场改革。据奥马利称:“到了17世纪初,除了少数几个保守的中心如巴黎和帝国的某些
地方外,维萨里的解剖学既赢得了学术界的支持,也赢得了公众的支持”(1976,12)。
然而奥马利并没有说,维萨里使解剖学这一学科革命化了,也没有说维萨里开始了一场
革命,甚至在其很有权威性的传记的开头这样讲:“现在,大部分学者并不认为安德烈
·维萨里是现代解剖学的奠基者”(1964)。我也没有发现,科学史家们——或者,就
此而论,生物学史专家、医学史专家以及解剖学史专家们——曾普遍地提到过一场“维
萨里革命”,尽管与通常使用的“哥白尼革命”这一表述中所表示的所谓天文学改革相
比,维萨里在改造他的科学中的实实在在的成就和直接的影响似乎更值得使用“维萨里
革命”这一称谓。
对维萨里的评价之所以未把他看作是一位革命者,一个可能的理由恐怕就是,他秉
性谦虚,这一点从他对盖伦的实际评论中可以略见一斑:他曾把盖伦尊称为“医生王子”。
在他出版的著作中,他既没有对盖伦或盖伦学说采取正面攻击的方式,也没有对盖伦进
行批评或纠正,除非有这样的特殊情况,即“他觉得有充足的理由采取这样的行动”
(奥马利1964,149)。他“从来没有违反过他的这一行为准则”,他也从来没有嘲笑过
盖伦或“公开以盖伦为戒”。(另请参见本书第5章的补充材料5.2中有关维萨里的人道
主义的论述。)
维萨里并未采取一种反对盖伦的革命态度。他在公开表述任何与盖伦的教导不同的
观点前,都要犹豫很长一段时间,而且,当他最终这样做时,他只是批评盖伦关于解剖
学的著作,而不是“从总体上批判盖伦的医学体系”(沃尔特·佩奇尔和P.拉坦希196
4,318)。尽管维萨里大胆地批评了盖伦的那些从未“与他有过丝毫偏离”的追随者
(维萨里1543,pref·4;法林顿译,1932,1362),但维萨里马上又补充说,他本人并
不希望让人觉得似乎“对这位作者有价值的东西背叛无遗,或者对其权威有任何不敬之
举。”这样,在用对事实的描述性陈述否定了盖伦的“腔静脉发端于肝脏这一说法”后,
在指出盖伦“没有注意到已观察到的腔静脉口的大小是主动脉口的三倍”之后,维萨里
总结说,“然而,我并不觉得更详细地去研究这些问题以及其他许多问题有什么乐趣可
言”(奥马利泽,1964,177)。这种态度也许与(后面所讨论的)具有反叛精神的帕拉
切尔苏斯的态度形成了对比,后者公开把阿维森纳的医学著作付之一炬,借以宣布,所
有这些著作毫无价值。
据说,左心室和右心室中间隔着的那层隔膜(壁)上存在着微孔,在对此微孔的讨
论中,也许能最清楚地反映出维萨里的这种不革命的态度。这些微孔或通道是盖伦生理
学的一个基本的组成部分,它们提供了一条必由之路,使得血液可以一次一滴地从所谓
“动静脉”(对我们来讲,是指肺动脉)渗入“静动脉”(或肺静脉)。盖伦在授课时
说(而且盖伦主义者也相信),空气就是通过“静动脉”从肺部输送到心脏,它在“静
动脉”处与从隔膜上的微孔中渗过来的一滴一滴的血结合在一起,从而产生出了动脉血。
我们现在知道,尽管在隔开左右心室的隔膜上有一些微小的凹斑,但并不存在这里所谓
的从左心室通向右心室的微孔(反之亦然)。这些凹斑是难以识别的;“甚至连一根细
细的毛发也无法穿其而过,从心室的这一边进入到另一边”(查尔斯·辛格1956,14)。
然而查尔斯·辛格注意到,“有些人对理性的证明视若无睹,他们仍然继续相信确实存
在着这样的思路。”为什么?“伟大的盖伦相信它们存在,这就足矣!”
通过对人的心脏的实地解剖,维萨里马上就明白了,并不存在此类从心脏的一边通
向另一边的通道。我认为,一个真正的革命者完全可以得出结论说,整个盖伦的生理学、
甚至以此为基础的盖伦医学肯定错了,而且应当立刻予以抛弃,因为它们事实上是没有
任何根据的。但维萨里并没有这样做!相反,他在其书的第二版中(巴塞尔,1555)表
现出“缺少自信”,这可能只会使他对盖伦有关心脏和血液的学说进行改革(M.6,Ch
.15)。我们得知,他有意识地“使他的教科书在很大程度上‘迎合’盖伦的学说(do
gmata)。”维萨里之所以恪守盖伦的生理学学说不敢越雷池一步,并非是因为他真诚地
相信它们是正确的,而是“因为他觉得他无力完成改革工作”(佩奇尔和拉坦希,1964,
318)。
维萨里在《构造》中指出,心脏隔膜是“由心脏中极为致密的物质构成的,”因此
——尽管隔膜“两边凹斑密布”——“就我们所能感知的情况来看,没有哪个凹斑的构
造是从右心室通向左心室的。”有鉴于此,他只能得出这样的结论:“因而我们不得不
为造物主使血液从右心室穿过肉眼看不见的微孔进入左心室的技术[industria]所叹服”
(辛格泽,1956,27)。在《构造》的第二版中,这段话略有修改(同上):
尽管这些凹斑有时候十分明显,但就可感知的情况来看,没有哪个是从右心室通向
左心室的…我还没有发现最隐蔽的穿过心室隔膜的通道。然而,那些断言血液是从右心
室输送到左心室的解剖学教师还在描述这类通道。无论如何,我对心脏这方面的功能是
十分怀疑的。
在他对这一问题的另一处讨论中,表现出了他在逐渐独立于盖伦的迹象(辛格泽,
1956,28):
在涉及到心脏的结构及其各部分的作用时,我使自己的论述大体上与盖伦的学说相
符:这并非是因为,我认为这些学说无一不与真理协调一致,而是因为,有时在提到这
些部分的新的用途和功效时,我自己依然信心不足。不久以前,我还不敢与盖伦这位医
生王子有丝毫偏离……然而,心脏隔膜与其他部分一样厚实致密。因此,我无法想象……
哪怕是最小的微粒怎么能从右心室通过隔膜材料到达左心室。
我们似乎可以同意查尔斯·辛格就维萨里对心脏的态度所作的解释(1956,25):
“在他那个时代,整个生理学都是以盖伦的观点为基础的,盖伦的观点要求人们相信,
存在着穿过隔膜微孔的通道,使得血液可以从右心室进入左心室,这种观点还要求人们
相信,空气是通过静动脉(即我们所说的肺静脉进入心脏的。”“不对心脏的活动作出
解释”,维萨里就难以“对此提出怀疑,”而他要这样做就要因此“推翻有关人体的著
作中的所有流行的见解,使一切都发生变化”;而这却是维萨里“不愿意做的。”因此,
“他在著作中暗示,穿过心脏隔膜的通道并不真的存在,但他并非一开始就这么毫无保
留地说了出来”(同上)。维萨里并不是一位成熟的革命者。他并没有完全彻底、直截
了当地否认人体可能是像盖伦曾经讲授过的并且与维萨里同时代的人依旧相信的那样活
动的。
当然,个别矛盾的事实的确不像T.H.赫胥黎(1894)所说的“一个美丽的假说被
一个丑陋的事实扼杀了”那样,能够把理论推翻。许多科学史家和科学哲学家都指出过,
一些理论尽管与个别的实验事实或观测事实相矛盾,但在有更好的可以取而代之的理论
出现之前,它们仍然继续存在。或者,像麦克斯·普朗克(以及约瑟夫·洛夫林约SO年
以前所说的)那样,旧的理论在所有相信它们的人死光之前绝不会消失(1949;参见本
书边码第467页)。不过,这种矛盾事实的积累,最终将会敲响某一理论或某一科学体系
的丧钟,并导致T.S.库恩所说的一个范式取代另一个范式。实际情况是,在《构造》
(以及后来的《概论》)中,维萨里并没有采取他在帕多瓦和博洛尼亚采取过的那种大
胆的反叛态度,那时潍萨里公开用有关节连接的人类的骨骼和类人猿的骨骼来说明,盖
伦的骨骼解剖学适用于他解剖过的动物,而不适用于人类。
维萨里采取了不革命的态度,即使在论证盖伦的某些错误时也是如此;这种态度无
疑与他的个性有关。不过我们也必须记住,要在科学领域中充分表现出一种革命的态度,
恰如我们所看到的伽利略、笛卡尔、哈维以及后来的问世纪的科学家们在其著作中表现
的那样,这对于1543年那个时代而言毕竟还是早了一些。此外,维萨里深受人文主义传
统的影响,这种传统基于对古典哲学、文学。艺术和科学之伟大的仰慕,并且寻求恢复
古希腊文化的社会准则(参见本书边码第485页,第5章的补充材料5.2)。维萨里大概
认识到了,他的任务就是做一名希腊解剖学的改革者和希腊解剖学传统的恢复者,而不
是去充当对有关盖伦科学的流行看法展开攻击的发起人。我们将会看到,维萨里不是革
命者,而威廉·哈维却是位革命者,他显然愿意抛弃盖伦生理学的基础,并愿意接受因
此而可能对医学实践产生的任何影响。
具有反叛精神的帕拉切尔苏斯
许多史学家在提到与维萨里同时代但比他年纪稍长的帕拉切尔苏斯时,都说他的思
想富有革命性。的确如此,帕拉切尔苏斯(1493-1541)的生活和事业中有着一种反抗和
反叛的痕迹,或许还有革命的痕迹。甚至他使用帕拉切尔苏斯这个名字(他36岁左右时
起的一个别名),也许就是在指他已经出版了“推翻传统的”反论式著作(佩奇尔1974,
304)。“反论”这个词源于希腊语中的“超出…之外”和“看法”,合起来意为“与……
看法相矛盾”,亦即“与已被承认的看法相矛盾”。1527年,帕拉切尔苏斯在巴塞尔被
任命为市立医院的医生和教授时,他拒绝进行例行的宣誓;相反,他却发起了一次猛烈
的攻击,声称他不同意盖伦原则,并且宣布了一种新的医学体系。仅仅过了几个月之后
(1527年6月24日)他当众焚烧了一本当时标准的教科书:阿维森纳的《医典》。
与学院的规则和传统截然相反,帕拉切尔苏斯讲课时不使用拉丁文,而使用日耳曼
方言,他甚至允许理发师兼外科医师进入他的讲习班。他对“有组织的宗教活动和古典
的学问”同样予以拒绝。人们描述他说,与他“对传统科学和医学的大规模谴责相类似
的情况,在他那粗鲁的行为和勉强对传统习惯和权威所作的让步中也可以看到”(佩奇
尔1974,306)。非正统的行为举止和进行论战,是他晚年生活的特征,他的生活犹如钟
摆动荡不定,一会儿从事有精良设备的上等职业,一会儿又成了“漫游四方‘一身乞丐
打扮的’世俗的鼓动者。”他于1541年在萨尔茨堡去世,“在他死后很长一段时间内”,
他的墓地成了“患者们朝拜的一块圣地”(p,305)。帕拉切尔苏斯教名中的Bombastu
s,长期以来被认为是“bombast(大话)”这词的来源。
作为一个科学革命者,帕拉切尔苏斯在两个重要的领域很有影响,这两个领域是:
医学和化学。在他的那个时代以及后来的大约两个世纪的时间内,几乎所有的医学理论
和医学实践都受这样一种古老的学说支配,即疾病是因四种体液(包括血液、粘液、胆
汁或黄胆汁、以及抑郁液或黑胆汁)不平衡造成的。据信,这种不平衡所导致的疾病,
是关系着每个人身体的特定“构成”的这些体液中的某一种或某几种体液过量或不足的
直接结果。大体上讲,这种学说暗示着,有多少人就有多少种不同的疾病,而且,这些
疾病不是由某种特殊作用物引起的,它们不会有什么特别的组织上的影响或伤害。作为
一个真正的革命者,帕拉切尔苏斯采取了一种大相径庭的立场,他认为,疾病是身体外
部的原因造成的,每一种疾病都有一种“特殊的”发生部位。他确信,疾病的原因都可
以在矿物界和空气中找到,并且认为疾病“是由体外的某种特殊作用物决定的,这种作
用物占据了身体的一部分,对身体的结构和功能施加控制,从而对生命构成威胁”——
这就是“由寄生虫引起疾病的疾病观或本体论的疾病观,它从本质上讲也就是现代的疾
病观”(佩奇尔1974,307)。传统医学的治疗方法无外乎使病人发汗、腹泻、或给人放
血、让人呕吐,而帕拉切尔苏斯医学的目的,是要为治疗每一种疾病找出特别的物质。
正因为这样,寻找医疗用化学药剂的工作与帕拉切尔苏斯的化学观点密切地联系在
了一起。他认为存在着三种“要素”即:盐,它关系着(或负责)任何物质的固态情况;
硫,它关系着易燃物的情况或脂肪过多的情况;汞,它关系着烟雾(蒸气)状情况或液
态的情况。尽管这些都是化学要素,但它们都被暗示着是有灵魂的,这与帕拉切尔苏斯
身上特有的炼金术的烙印是分木开的。帕拉切尔苏斯制造出了许多新的化合物(主要是
在其寻求药剂的活动中完成的),他显然还发明了通过除去水份生产浓缩酒精的方法,
美国北方的农民就是借用这种方法,不用蒸馏器便可把发过酵的苹果汁制成苹果白兰地。
在1618年版和以后几版的《伦敦药典》列出的帕拉切尔苏斯制造的化学药品中(其中包
括甘汞),也许可以看出他对化学发展的影响。但他的名望因其“对传统采取了毫不妥
协的否定态度’而受到损害(佩奇尔1974,3if),而且,他有意识地复兴甚至发展了那
些纯朴的没有受过教育的人(或异教徒)所保留下来的民间医学,这使得许多有可能成
为他的信徒的人感到不快。也许,他对科学最伟大的贡献是,使炼金术从传统的寻求把
贱金属炼制成金或银的这一目的,转变为设法把生命无限期地延长,并且为炼金术制定
了一个新的目标:去发现能有效地治疗疾病的物质。
前面的说明就是要明确这一点:我们今天感觉到的帕拉切尔苏斯的教学和实践中最
优秀最有意义的东西究竟是什么。不过,正如沃尔特·佩奇尔(1958,344)提醒我们的
那样,帕拉切尔苏斯的化学有一部分属于“神秘的’域“符号的”宇宙学和哲学,这些
东西“无疑是非科学的”,尽管他在化学实验室中的工作是合乎逻辑的,他有了新的配
制矿物化合物的方法并从事重金属方面的工作。在医学方面,虽然他的新的疾病理论和
与之相随的医疗原则都很重要,但他反对‘哪种传统的把理论医学建立在解剖学和生理
学上的作法——他对这两个领域知之甚少而且也无多大兴趣。”他的医学体系虽然含有
“现代病理学中的生殖细胞”概念,但它“总的看来,并非是科学的”,因为它是“以
他的小宇宙理论为基础的类推和比喻”的集合体,在这一体系中,“观察和原始科学的
部分里”也许渗入了过多的“会使我们感到奇怪的推测的大杂烩”(同上,345)。
在医学和化学领域中,曾有过一场风靡欧洲的帕拉切尔苏斯运动,这一运动是在帕
拉切尔苏斯去世大约30年后开始的(艾伦·德布斯1965,33一37;1977)。注意一下来
自反面的反应,我们便可以了解这一运动是多么声势浩大。例如,1569年,巴伐利亚公
爵下令他的领地内的所有寺院“坚持讲授希波克拉底和盖伦的医学,而不许讲授新医学。”
帕拉切尔苏斯的医学是“一场革命运动”,这场在16-17世纪享有盛名的运动,也使得
其发动者名声大振,而且突出了他“单枪匹马”发起了这一运动的特点(佩奇尔1958,
349)。然而后来,这场运动又使其发动者的名声一落千丈,并且——因为J.B.范·海
尔蒙特和其他一些人按照一种更严格的科学方式推进了这一运动——产生出了“医疗化
学”而没有产生出帕拉切尔苏斯化学。
在蒙田写于16世纪70年代到80年代的《随笔集》中,“革命”这个术语似乎还没有
用来指激进的“革命性”变化。有关此类变化的概念,以一种引人注目的形式(尽管没
有实际使用“革命”这一术语)出现在这些随笔中最著名的《为雷蒙德·塞朋德辩护》
中,此文大约成文于1576年。在谈到医学时,蒙田(1958,429)提到了“一个陌生的人,
他们称他为帕拉切尔苏斯,”他——他们说——“正在改变和推翻古代的教条体系,”
而且他坚持认为,到现在为止,医学“除了能致人于死地之外别无它用。”蒙田发现,
这一判断与事实相符,但他很精明地断定说:“要用我的生命去接受他的新经验的检验,
我认为这并非是很明智的。”
在另一篇题为《论父子相似》的随笔中,他谈到了经过压缩的古代医学史(同上,
586),他把这部分历史称之为“那些古代医学中的质变,”质变这个字眼与今天讨论科
学中发生革命时的习惯用法极为相似。蒙田谈到了“一直到我们这个时代的不计其数的
其他的情况〔亦即质变]”;他说,这些情况“绝大部分”是“不折不扣的。普遍的质
变,就像帕拉切尔苏斯、列奥纳多·费欧拉文蒂和阿根塔留斯等人在我们这个时代导致
的质变一样。”接着,蒙田表明了他对帕拉切尔苏斯医学本质的充分理解,他注意到,
帕拉切尔苏斯“改变的不仅仅是一种惯例,据我所知,他所改变的是整个医学的主体和
秩序。”正像蒙田如此准确地看到的那样,帕拉切尔苏斯及其追随者们已经为医学的理
论和实践提出了一个革命纲领。
显而易见,蒙田提到的帕拉切尔苏斯的质变,具备了成为革命所需要的素质,那么,
是否真的有过一场帕拉切尔苏斯革命呢?按照我在本书采用的分类系统来看,帕拉切尔
苏斯显然是一位革命者。毫无疑问,帕拉切尔苏斯的医学是一场思想中的革命,即一场
“自身中的革命”。在新近的一篇文章中,艾伦·德布斯(1976,307)极力证明曾发生
过一场帕拉切尔苏斯学说复兴后的“药学革命”——而且他认定,它发端于“帕拉切尔
苏斯用化学改造医学的幻想。”既然帕拉切尔苏斯以出版的形式公布了他的见解,且这
些见解被他的追随者们采纳并用来作为他们的指南,我认为,应当公正地说,论著中的
帕拉切尔苏斯革命也曾有过。不过,对于帕拉切尔苏斯是否导致了一场科学革命这一问
题,许多17世纪的作者的回答是否定的。而且,今天我们最敏锐的史学家们也赞同这一
看法。因而,沃尔特·佩奇尔,当代帕拉切尔苏斯学者中的老前辈,提醒我们注意,在
帕拉切尔苏斯那里,占首要地位的是,“研究和探测大自然以说明他的宇宙论哲学和宗
教哲学的正确性的那种愿望,此种愿望成了促进其研究的推动力量”(1958,350)。佩
奇尔总结了他毕生对帕拉切尔苏斯的研究后得出这样的看法:“在一系列研究大自然的
学者中(现代科学的诞生应归功于这些人),”帕拉切尔苏斯并不十分出色,他甚至算
不上是一位出色的“具有现代思想和革命思想的”医生(同上人约翰·马克森·斯蒂尔
曼(1920,173)在总给其对帕拉切尔苏斯的研究时得出的评价是,“他的方法并非是现
代科学的方法。”斯蒂尔曼概述了他本人十分赞同的马克斯·纽伯格的这一颇有学术水
平的观点(同上,129):
纽伯格正确地评价了帕拉切尔苏斯成就的价值,但依然怀疑,他是否能像维萨里和
昂布鲁瓦兹·帕雷一样,可以被看作是一位医学的改革者,确切地讲,他并没有奠定什
么重要的基础,对他大部分思想的真正价值的解释,有待于以后的现代科学思想的发展。
他的目的是把医学建立在生理学和生物学的基础上,但他所选择的方法并不是正确的方
法,而且,他的类比推理和异想天开的大宇宙哲学和小宇宙哲学,既不能令人信服也是
行不通的。纽伯格认为,他的游说活动所表现出的对医学K况的不满和愤愤不平,很难说
就是一场革命。这场革命是后来通过运用更为科学的方法所进行的富有建设性的工作才
导以出现的。
两个世纪前,沃尔特·查尔顿就曾说:“那位异想天开的酒鬼帕拉切尔苏斯的敬慕
者们是群笨蛋”(1654,3),这大体上反映出了查尔顿对帕拉切尔苏斯及其著作相当不
满。
威廉·哈维与生命 威廉·哈维既不同于帕拉切尔苏斯也不同于维萨里,他在论述盖伦时总是毕恭毕敬
的,而且,在不得不纠正盖伦的错误时,他似乎显得很痛苦。不过,他在关于血液循环
的著作中既大胆又旗帜鲜明地表明,要为人类生理学和动物生理学奠定一个新的基础,
它将完全取代统治科学观念和医学观念长达约15个世纪之久的盖伦学说。哈维充分意识
到了他的纲领所具有的革命本质,他的赞美者和诋毁者们也都意识到了这一点。他提出
了一个封闭式的机械论系统,在此系统中,心脏使血液注入动脉和静脉;不仅如此,他
还阐述了单循环系统的观点。血液的单循环系统事实上是由哈维首创的。他的工作标志
着从想象中的通路到可以证明的循环、以及从不可证明的盖伦的猜想到以经验事实为依
据的定量的生物学的彻底的转变。威廉·哈维的贡献,使得生命科学以成熟的科学革命
的参与者的身份步入了现代领域。
威廉·哈维出生于1578年,即维萨里的《构造》发表35年以后。以1593年到1599年
他是剑桥大学冈维尔与凯厄斯学院的学生,随后,他去帕多瓦接受进一步的教育,1602
年,他获得了医学博士学位。哈维的老师中包括伟大的解剖学家和胚胎学家吉罗拉莫·
法布里齐(或法布里齐乌斯),静脉瓣膜的发现者。哈维在帕多瓦时,这所大学是促进
科学发展而且思想活跃的一个中心;当时,年轻的伽利略也是该大学的一个教授,他不
久发现了月球上的山峰、金星的位相、木星的卫星以及其他许多新的天体现象。返回英
格兰后,哈维开业行医,并且成了皇家内科医师学会的会员(从1615年到1656年他曾任
拉姆利的外科学讲师)。他被任命为詹姆斯一世的御医,并且在查理一世时期担任了类
似的职务。他同情保皇党人,而且确实在内战中仍然担任查理一世的护理工作。由于查
理一世对哈维的工作很感兴趣,哈维获准用王室养的一些鹿来进行生育方面的研究。16
57年哈维去世,享年79岁。
与维萨里不同,哈维制定了一个被说成是“庞大的研究纲领”的计划,它有可能导
致一系列以他“心脏运动、呼吸、脑功能和脾功能、动物的运动和生殖、以及比较解剖
学和病理解剖学等方面的独创性研究”为基础的种种学科的著作的问世,和有关诸如动
物的生殖与动物胚胎学这类课题的著作的出版(拜勒比尔1972,151)。然而他只完成和
出版了两部专著,一部是有关血液循环的著作,题为《论心脏的运动》(1628),该书
还有一个补充部分《论血液循环》(1649);另一部是部头大得多的《论动物的生殖》
(1651),它记录了当时和更早些时候有关卵生动物和胎生动物的生殖以及胚胎学思想
的重大发展。这后一部著作采纳了渐成说的观点,它是以揭示全部可见的发育阶段的详
尽分析为依据的。尽管哈维成功地阐述了“自古以来第一个全新的生殖理论,”但他的
思想(虽然是“超过他的那些前辈的一项重大进步”)却在很大程度上逐渐被“后来的
研究”“破坏了”(拜勒比尔1972,159),而他的《论动物的生殖》相对于他的那部伟
大著作《论心脏的运动》而言,显得不那么重要了。
哈维的那部论血液循环的著作的全名是:《动物心血运动的解剖研究》。这本书在
美因河畔的法兰克福出版,书印得很糟,全书只有72页(加2页),并附有两幅插图。哈
维发现血液循环一事是问世纪重大的科学事件之一。有人说,《论心脏的运动》“以简
洁的形式包容了比已经出版的任何医学著作都丰富的重要内容”(道尔顿1884,163)。
与他同时代的人充分意识到了,他对人类生理学和动物生理学所作的系统的阐述有着头
等重要的意义。史学家和科学家们一致认为,他使生物学思想和医学思想发生了革命。
总之,哈维的工作通过了鉴别科学革命的所有检验。此外,虽然哈维的著作写得很早,
因而没有使用“革命”这个词,但他在说心脏的运动冲的确十分明确地表明,他已经有
了很大的创新,即“我有关心脏运动和功能的新概念和血液在身体中循环运动的新概念”
(1963,pref.5)。他写道,尽管许多“杰出和博学之士”已经阐明了这一学科的某些
方面,“但我这部书是唯一的与传统相对立的著作,而且是唯一的断定血液是沿着它特
有的、以前尚不为人所知的循环路线流动的著作”(p.6)。在第八章中(p.57),他
简单明了地表明,他的思想“如此新颖,而且迄今为止尚未有人谈到过,以至于讲到它
们时,我不仅担心会受到少数存心不良的人的困扰,而且害怕所有的人都会反对我。”
哈维记述说,他领悟到血液循环的真谛,便开始在“私下向朋友们”、“在公开场合,
在学院找开的解剖学课中”阐述其“有关这一问题”的观点。他的一些同事“要求对这
一新生事物有更充分的解释,他们认定,这一问题值得研究,而且它将被证明具有极为
重要的实践意义。”(与哈维的名字联系在一起的革命在前面的第5章中讨论过了。)
哈维对生物学和医学的生理学基础的根本性改革包括三个重要方面。其中意义最大
的恐怕就是,坚定地把实验和细致的直接观察确定为发展生物学和确立医学知识的方法。
对亚里土多德,哈维予以称赞,因为他注重实验;对盖伦,哈维则予以抨击,因为(哈
维认为)他的学说实际上不是以实验甚至也不是以直接的观察为依据的。哈维使“新一
代解剖学家”受到了鼓舞,“他们都试图仿效他在动物功能的研究中所使用的方法”
(拜勒比尔1972,151)。哈维改革生物学的第二个重要方面是,引入了定量推理,并把
它作为有关生命过程问题的结论的基础。当然,还有血液循环的发现,它完全“使生理
学思想革命化了”(同上)。
我已经说过了,哈维著作中非常新颖的部分之一,就是论证了心脏、动脉和静脉构
成了一个循环“系统”。在史学家对这个问题几乎所有的讨论中,哈维系统总是被用来
与盖伦“系统”相比较。但事实上并不存在什么盖伦“系统”。盖伦连一部完整的介绍
其生理学思想的著作都没有写过:史学家们所介绍的那个系统[正如特姆金(1973)提
醒我们注意的那样〕,是用从他的不同著作中抽出来的只言片语拼凑而成的。而且,这
些只言片语产生的不只是一个盖伦系统,而是好几个盖伦系统。例如,盖伦把肝脏和静
脉看作是与心脏和动脉系统完全不同的系统。而哈维在这部分的革命则是单一系统概念。
要想了解哈维革命怎样完全改变了知识框架,有必要简略地考察一下当时所流行的
一些思想观点。盖伦认为,已被消化的食物会以“乳糜”的形式被输送到肝脏,在这里
它又转变成血液,随后血液又从这里流出,通过静脉把营养送到身体的各个器官和各个
组成部分。血液被假定在肝脏中注满了“天然元气”,据信,这种天然元气是完成生命
活动不可或缺的东西。肝脏血虽然也有涨有落(不过不是循环),但大部分都从肝脏中
流了出去。按照盖伦系统的观点,有一部分肝脏血通过“动静脉”(即自哈维以来人们
所说的肺动脉)流入肺中,在这里,它会把聚积起来的杂质和废物排入周围的空气中。
据认为,另一部分肝脏血则流入了心脏的右心室;盖伦假定,这部分血将通过把左心室
与右心室分隔开的心脏隔膜或肌肉壁上的狭小通道,流到心脏的左部。据认为,一旦这
部分血液流入了左。动室,便会通过“静动脉”(即我们所说的肺静脉)与进入肺部的
空气混合在~起,并被注满了“动物元气”——其颜色从深紫色变为鲜红色。这部分
‘衡鲜血液’将通过动脉进人身体的各个部分。第三个“系统”出现在脑部,它是“动
物元气”的来源,通过空心的神经,“动物元气”从脑中输送出去。
在哈维时代,有些科学家已经意识到,血液通过肺动脉到达肺部,又从肺静脉返回。
接替维萨里任帕多瓦大学解剖学教授的吕亚尔都斯·哥伦布就已经认识到了这种有时被
称作小循环(或更恰当地说肺部过渡)的现象。哈维本人在帕多瓦的老师阿夸彭登特·
阿布·法布里齐乌斯已经发现,在静脉中存在着一些瓣膜,尽管他没有把握住瓣膜对于
血液循环的全部意义,但这项发现还是很重要的。哈维充分认识到了法布里齐乌斯发现
中的暗示:在静脉中运动着的血液只会流向心脏;哈维进行了一系列不同的实验和检验,
以证明在静脉中只有单向的流动。瓣膜会使人联想到泵的活动,正如哈维告诉我们的那
样,当他考虑。已胜及其瓣膜系统的结构时,他想到了泵(参见查尔斯·韦伯斯特1965;
佩奇尔1976,212-213)。
在被称作收缩和舒张的活动中,心脏挛缩、扩张。当心脏的一个心房挛缩时,其中
的血液就会被排出来;当它扩张时,它就会吸入新的血液,这些血液在下次挛缩时又会
被排出。由于心脏有瓣膜,所以血液的流动是单向的。正如哈维指出的那样,血液被排
出左心室推入主动脉,亦即大动脉,随后又被排出(在每次相继而来的排出后)进入动
脉系统。血液通过静脉回到心脏进入右心室。挛缩和扩张推动血液从右心室进人右心耳,
然后从右心耳流出,通过肺动脉进入肺脏。血液通过肺静脉流回心脏,进入左心耳。血
液从这里被送入左心室,然后又一次流出,进入主动脉和动脉系统。这样就完成了心脏、
动脉和静脉——单循环系统的所有部分的一次连续的循环。
从活体解剖、肉眼观察和实验中积累的大量证据,使哈维的新概念得到了证实。他
可以自豪地宣布,他已经纠正了“一个持继了两千多年的错误。”他的发现不是以教条
为依据,而是以对80多种不同种类的动物所进行的经验研究为基础的,这些动物包括,
不同的哺乳动物、蛇、鱼、龙虾船炼、蜥蜴、蛞蝓和昆虫等(肯尼思·基尔1965,130)。
他的各种实验和观察资料是无可争辩的。他在其著作的第五章中指出,盖伦说血液可以
穿过心脏隔膜上的微孔,然而他错了。这种微孔并不存在;因此,“必须准备和开通一
条新的通道。”
哈维充分意识到,他的定量研究(正如他所说的那样)是件“新生的”事物,他担
心,他会受到所有读者的攻击(ch.8)。今天看来,转而进行量化的论证似乎是很平常
很自然的事。但在哈维那个时代情况决非如此,尽管定量的测量已经进入了药房医学领
域。切莫忘记,对当时来讲,用数量的方式表示身体温度和对血压进行定量的测量,为
时尚早。纵然事实上哈维并没有发明生物学的定量方法,但他的确使用了量化的推理并
取得了显著的效果。奥塞·特姆金(1961)曾经指出,盖伦运用了类似的定量论证,以
便证明尿并不完全是“肾中营养物的残余成份”(佩奇尔1967,78)。范·海尔蒙特大
约与哈维同时,也在进行定量的生物学实验,尽管这些材料是在很久以后发表的(佩奇
尔1967,78),圣托里奥在他自己身上进行了一系列实验,在实验中,他记录下了他对
自己的固态食物和液态摄取量、以及液态和固体的排泄物所做的定量的测量,并且确定
了排汗量;他的著作《医学统计》描述了他的方法并提供了一些数据资料,该书出版于
1614年,即哈维的《论心脏的运动》出版前14年。不过,那时定量方法的使用并未普及,
哈维也充分意识到,他的量化推理,无论从方法还是从结果来看,都是很激进的。哈维
不仅把量化方法用于生命科学的经验调查研究之中,而且还用于“已经为生物学和医学
开辟了一个新时代、并一直使这些学科保持着牢固基础的发现”之上(佩奇尔1967,80)。
哈维所要做的就是,根据实际的测量来确定人的心脏及狗和鱼的心脏的容量。然后,他
把这一数值与脉搏跳动的次数相乘,计算出从心脏输送到动脉的血的总量———平均每
个人每半小时大约为83磅。哈维说,通过这些定量的测量表明,“心脏的跳动不断地把
血液从心脏中排出,而排出量大于摄取的食物所能提供的量或所有静脉血管在任一时刻
所包容的全部血液。”他随后指出:“倘若,即使通过心脏和肺部的血流量最小时,通
过动脉和整个身体的血流量也会比食物的吸收所能提供的血液量多得多——那么,这只
有通过循环才能实现”(ch.9佩奇尔泽)。简而言之,哈维觉得他能够“计算出血的总
量,并能证明血液的循环运动”(ch.12)。他总结说(Ch.14):
鉴于计算和视觉证明已经确证了我的所有假说,即血液通过心室的搏动流过肺部和
心脏,并被有力地推进身体的各个部分,从那里静静地进入静脉和肌肤的多孔结构,流
回各处,通过这些静脉血管从周围流向中心,从小静脉血管进入大静脉血管,最后,进
入腔静脉到达心耳;所有这一切,如此大的血流量和如此大规模的潮涨潮落——从心脏
流出到达神经末梢区域,再从神经末消区域回到心脏——也是被摄取的营养物无法提供
的,而且,其数量也大大超过了满足身体营养所需的量。
所以我只能得出这样的结论,即动物的血液处于周而复始环流不息的运动之中,这
是心脏的一种活动或功能,它是借助心脏的搏动来实现的,一言以蔽之,它是心脏搏动
的唯一原因。佩奇尔(1967,76ff.)发现,“哈维的直接批评者如约翰·里奥兰和支
持者如安德烈亚·阿戈里、琼·马泰特以及约翰·米克雷里都强调定量论证,从而证实
了“哈维的计算确实具有重大的历史意义”。拥护者们支持新理论的理由只有一个:
“有定量的论证”(同上)。
毫无疑问,哈维的发现“使生理学思想革命化了”(拜勒比尔1972,151)。在考虑
这一革命时我们务必小心谨慎,切不可以它没有牛顿的世界体系那样的宇宙论意义为理
由,或以它没有像哈维去世30年以后出版的牛顿的《原理》那样几乎使整个科学都发生
了变化为理由而极度地轻视它。它的确是一场生物学革命。虽然并非每个人都承认这一
新的发现,但许许多多的科学家和医生们却都承认它。毕竟,哈维的论证是令人信服的。
定量的论证再加上寻找中隔微孔的失败,是对盖伦生理学的致命一击。瓣膜则证明了血
液的单向流动。证据中唯一缺少的,是可以证明连接最小的动脉与最小的静脉的毛细血
管存在的证据,这些毛细血管最终被M.马尔皮基发现了。
在评价哈维时,我们还必须注意区分生物学思想和方法中的革命与医学的科学基础
(即生物学)中的革命和医学实践中的革命之间的区别。按照18世纪的医生和医学史家
约翰·弗赖恩德(1750,237)的观点,哈维曾打算写一部有关他的发现在医学中的实际
应用的著作,但他一直没有动笔。(参见本章的补充材料11.l有关哈维的发现缺少直接
的实践成果的论述。)从17世纪中不难找到证据来证明,哈维已经为科学做出了一项伟
大的发现,血液循环的发现是一项伟大的思想成果,但它对于医学实践而言并不具有
(或尚未具有)同等的重要意义。有鉴于此,我认为,我们有理由得出这样的结论:在
生物学(或生理学中)有过一场哈维革命,尽管在医学实践中不曾有过类似的哈维革命。
最后,把哈维的工作与伽利略的工作加以对照和比较,也许能给人以启示。哈维创
造了一个有唯一中心(心脏)的单循环系统,从而取代了盖伦的复合系统。这是一项类
似于哥白尼、尤其是开普勒创造的单一的宇宙系统的成就,哥白尼和开普勒创造的系统
取代了托勒密的《天文学大成》中由几个独立的系统组合而成的系统。类似的情况还有,
哈维证明了盖伦学说的谬误,从而使该学说受到了毁灭性的打击,而伽利略则证明,托
勒密的金星体系与实际情况不符,这二位的证明也许可以说是异曲同工的。不过,这里
有一个根本性的区别。尽管伽利略指明,金星肯定是在围绕太阳的轨道上运动,而不是
在一个其中心围绕地球运动的本轮上运行,但他的结论是模糊的。新的资料不仅适用于
哥白尼体系,而且适用于第谷体系甚至还适用于后来的里乔利所发明的宇宙系统。而哈
维的论证以及他所做的实验、观察和定量推理,不仅证明了盖伦学说的谬误,而且同时
无可争议地证明了一种新的科学——血液循环。这就是为什么我们可以毫不含糊地说在
科学中曾有过一场哈维革命的理由。