科學(xué)與哥倫布航海（下）

嚴(yán)小平

熟練的船長(zhǎng)在他們的航位推算上可能非常精確，這就是為什么對(duì)這樣的船長(zhǎng)的需求量總是很大的原因。然而，即使最好的船長(zhǎng)，也難以保證他的船不遭到風(fēng)暴的襲擊而在不知方向不知速度的情況下行駛。等到風(fēng)平浪靜的時(shí)候，那艘船可能已經(jīng)在海上完全迷航了。直到17世紀(jì)中葉，人們才造出精確的時(shí)鐘在船上使用，有了時(shí)鐘，船只才不再迷航。

探險(xiǎn)時(shí)代進(jìn)行的遠(yuǎn)航所涉及的另一個(gè)問(wèn)題是醫(yī)藥。船只不得不為水手?jǐn)y帶食物，但在冰箱出現(xiàn)以前的年代，只有某些類(lèi)型的食物可以存放很長(zhǎng)一段時(shí)間不腐爛。已經(jīng)風(fēng)干鹽漬的硬干面包和肉是主要食物。每次船員們不得不一連幾個(gè)星期吃這些東西，非常令人厭煩。但人們認(rèn)為，食物就是食物，而對(duì)食物中必備的維生素、礦物質(zhì)，或其他主要的、豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，根本就毫無(wú)所知。所以，探險(xiǎn)時(shí)代人們普遍所患的一種營(yíng)養(yǎng)失調(diào)的疾病就是“壞血病”。

壞血病的首例報(bào)告來(lái)自葡萄牙航海家伽馬(Vasco da Gama)，他于1497年完成到印度的第一次海上航行。在那次漫長(zhǎng)的旅途中，他的許多水手因牙出血、貧血癥、關(guān)節(jié)疼痛和傷口不愈合而病倒。最后，他的170名水手有100名死于壞血病?，F(xiàn)在我們知道，壞血病是因?yàn)槿狈S生素C引起的，維生素C可以在新鮮水果和蔬菜中而不是在干面包和干肉中能找到。

壞血病成了海上遠(yuǎn)航的災(zāi)難，在17世紀(jì)中葉以前，還沒(méi)有人懂得怎樣防止或治療這種疾病。直到1753年，人們才認(rèn)識(shí)到日常食物對(duì)于防止壞血病的重要性。當(dāng)時(shí)蘇格蘭醫(yī)生詹姆斯·林德發(fā)現(xiàn)，柑橘等水果可以治療壞血病。英國(guó)水手那時(shí)以酸橙作為食物(盡管誰(shuí)也不知道酸橙為什么有好處)，結(jié)果，他們現(xiàn)在仍被叫做Limeys(即英國(guó)水兵，英語(yǔ)中酸橙一詞是Lime)。

探險(xiǎn)時(shí)代世界各個(gè)地區(qū)也相互開(kāi)放。歐洲人從這塊新大陸獲得新的食物種類(lèi)，如像土豆、蕃薯和玉米，他們偶然間也學(xué)會(huì)煙葉療法。當(dāng)然，疾病也被來(lái)回傳播。一種有爭(zhēng)議的主張認(rèn)為，印第安人可能把梅毒傳給了歐洲人，而歐洲人則把天花、風(fēng)疹、瘟疫、流行性腮腺炎和許多其他傳染性疾病帶給了這塊新大陸。

然而，哥倫布航海對(duì)以后其他人的航海的最重要的影響是，它使得15世紀(jì)的科學(xué)革命成為可能，這是多么需要加以解決的事啊!

哥倫布時(shí)代的歐洲學(xué)者幾乎完全依靠古代希臘人的教學(xué)和寫(xiě)作。希臘人不僅使文學(xué)、藝術(shù)和政治發(fā)展到一個(gè)高峰，而且他們還成為古代世界偉大的科學(xué)家或哲學(xué)家。

最重要的希臘哲學(xué)科學(xué)家是亞里士多德，他在公元前300年，在物理學(xué)和生物學(xué)已知的各個(gè)方面都有著述。以后不久，歐幾里得總結(jié)了所有的希臘數(shù)學(xué)而聞名于他那個(gè)時(shí)代。希臘天文學(xué)家假設(shè)太陽(yáng)和已知行星繞地球運(yùn)行，并且還極具體地計(jì)算它們的運(yùn)動(dòng)。公元前100年，希臘天文學(xué)家克羅迪亞斯·托勒玫總結(jié)了希臘人已經(jīng)學(xué)會(huì)的所有天文學(xué)知識(shí)。在接下來(lái)的一個(gè)世紀(jì)，偉大的醫(yī)生蓋倫總結(jié)了他那個(gè)時(shí)代的所有希臘醫(yī)藥知識(shí)。

接著，公元100年～公元200年，希臘文化走向衰落，而希臘科學(xué)也同樣走向了衰落。沒(méi)有別的人把它繼續(xù)下去，這時(shí)古代羅馬人已經(jīng)建立起一個(gè)強(qiáng)大的帝國(guó)，但他們的主要興趣是法律、政治、建筑和戰(zhàn)爭(zhēng)。他們對(duì)科學(xué)沒(méi)有興趣。到公元400年，羅馬帝國(guó)崩潰時(shí)為止，歐洲的科學(xué)實(shí)際上是毫無(wú)生氣的。

從那以后，中世紀(jì)早期，即通常所謂的黑暗時(shí)代籠罩著歐洲。但是，在中東，穆斯林重新發(fā)現(xiàn)了古希臘科學(xué)方面的教科書(shū)，并把它們翻譯成阿拉伯語(yǔ)，并且在某種程度上比那時(shí)的歐洲人在科學(xué)上要進(jìn)步得多。

1096年初，歐洲基督徒開(kāi)始了十字軍東征(八次主要十字軍東征的首次)，從穆斯林手里重新奪回了基督教圣地。由于這幾次十字軍東侵，西歐的人民與穆斯林發(fā)生了聯(lián)系，并發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)在的阿拉伯語(yǔ)的古希臘教科書(shū)。在穆斯林的幫助下，歐洲人開(kāi)始把它們翻譯成拉丁文以便西方學(xué)者能夠閱讀。

結(jié)果，11世紀(jì)～15世紀(jì)之間，歐洲人就沉浸在這些教科書(shū)里，他們感到古希臘人在科學(xué)上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在他們的前面。歐洲人相信，一切科學(xué)問(wèn)題都可以通過(guò)學(xué)習(xí)亞里士多德的物理學(xué)、托勒密的天文學(xué)、歐幾里得的數(shù)學(xué)和蓋倫的醫(yī)學(xué)得到解答。

對(duì)許多歐洲學(xué)者來(lái)說(shuō)，似乎沒(méi)有什么東西可以是對(duì)的，除非亞里士多德和其他希臘人說(shuō)它是對(duì)的。但是，只要?dú)W洲人用這種方式崇拜過(guò)去，就決不可能有任何進(jìn)步。但怎樣才可能打破這種崇拜?如果強(qiáng)調(diào)這樣的事實(shí)：希臘人并非了解一切，歐洲人能夠靠自己的力量穩(wěn)步前進(jìn)——那一定是非常激動(dòng)人心的。

哥倫布航海所做的正是打破這種崇拜。如果他確實(shí)到達(dá)了亞洲，也就沒(méi)有這么重要了。在理論上，甚至亞里士多德也會(huì)同意，從歐洲向西航行到亞洲是可能的，但哥倫布發(fā)現(xiàn)了亞里士多德從未提及的全新的大陸。新大陸的探險(xiǎn)家們很快就為每一個(gè)歐洲人所知曉，在這片土地上，歐洲人的成就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了希臘人。他們?cè)僖矝](méi)有必要崇拜古人。

人們第一次有可能懷疑，希臘科學(xué)是不完全的，或古希臘人實(shí)際上可能是錯(cuò)誤的。在哥倫布首次航海時(shí)，未來(lái)的偉大天文學(xué)家尼古勞斯·哥白尼正在波蘭研究數(shù)學(xué)。僅僅過(guò)了15年，1507年他就發(fā)現(xiàn)，托勒密關(guān)于地球是太陽(yáng)系中心的假設(shè)是錯(cuò)誤的。哥白尼發(fā)現(xiàn)，如果他假設(shè)地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)而不是反過(guò)來(lái)，就會(huì)很容易計(jì)算行星變化的位置。

哥白尼花了數(shù)年時(shí)間創(chuàng)造出這個(gè)新的太陽(yáng)中心理論，但從不敢發(fā)表。因?yàn)樗?，那些不愿放棄希臘人的人們會(huì)找他的麻煩，尤其是教會(huì)的當(dāng)權(quán)者們。事實(shí)上，直到1543年，他去世那年，他才終于發(fā)表了這個(gè)理論，據(jù)說(shuō)當(dāng)他臨死的時(shí)候才得到他的書(shū)的第一個(gè)副本。這本書(shū)標(biāo)志著現(xiàn)代天文學(xué)的開(kāi)始。

然而，這不是一個(gè)順利的開(kāi)始。哥白尼的主張的確給其他采納它們的人帶來(lái)了麻煩。過(guò)了100多年，傳統(tǒng)社會(huì)的學(xué)者才完全接受它們。

同時(shí)，一位名叫安德烈亞·維薩里的弗蘭芒生物學(xué)家，正在成為一名蓋侖專(zhuān)家。像他那時(shí)的其他人一樣，維薩里通過(guò)閱讀1300年前蓋侖不得不說(shuō)的話(huà)來(lái)研究解剖學(xué)，盡管蓋侖從未允許通過(guò)解剖來(lái)研究人體。但是，隨著時(shí)間的推移，歐洲學(xué)者們?cè)絹?lái)越無(wú)所畏懼。維薩里開(kāi)始解剖人的尸體并開(kāi)始研究他真正看見(jiàn)的和蓋侖沒(méi)有說(shuō)他會(huì)看見(jiàn)的東西。1543年，他發(fā)表了這門(mén)學(xué)科的一部巨著，標(biāo)志著現(xiàn)代解剖學(xué)的開(kāi)始。

然而，這部書(shū)的發(fā)表，卻結(jié)束了維薩里的事業(yè)。教會(huì)以異端邪說(shuō)和其他罪狀起訴他，并強(qiáng)迫他到基督圣地做朝圣之旅，以懺悔自己的罪過(guò)。他這樣做了，但卻死在回家的路上。

哥白尼天文學(xué)著作和維薩里解剖學(xué)著作的發(fā)表都在1543年，那一年被看做科學(xué)革命的開(kāi)端。但即使托勒密被哥白尼所動(dòng)搖和蓋侖被維薩里所動(dòng)搖以后，仍留下了亞里士多德，他的物理學(xué)定律的描述似乎牢固得令人驚嘆。亞里士多德極為具體地探究了運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)是什么樣子。他推論，每一種物體在宇宙中都有它的自然位置，如果移位，它就會(huì)設(shè)法使自己恢復(fù)到原有的自然位置。所以，如果把巖石拋入半空中，它就會(huì)落到地上。“而且，”亞里士多德說(shuō)，“它越重，落得越快?！彼治稣f(shuō)，我們畢竟都可以看見(jiàn)，一塊鵝卵石比一片羽毛落得快。

1589年，一位名叫伽利略的25歲意大利天文學(xué)家、物理學(xué)家開(kāi)始研究物體下落的方式。這差不多是哥倫布航海以后一個(gè)世紀(jì)，科學(xué)革命開(kāi)始以后半個(gè)世紀(jì)。伽利略在他的實(shí)驗(yàn)中使用大小不同的球。但伽里略不是直接讓球落下，而是讓它們滾下一個(gè)斜面。這樣使它們慢下來(lái)，使他有機(jī)會(huì)測(cè)量不同質(zhì)量的球滾過(guò)所給一段距離所花的時(shí)間。他的測(cè)量表明，不同的球以相同的速度加速而與它們的質(zhì)量無(wú)關(guān)。我們現(xiàn)在知道，正是空氣的阻力阻止了輕的物體下落得像較重的物體一樣快。在真空中，一片羽毛會(huì)與一塊鵝卵石以相同的速度下落。

伽里略被認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)科學(xué)的創(chuàng)始人。他的實(shí)驗(yàn)很容易由任何想做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的人重復(fù)，所以，他的結(jié)論被看做是正確的而被接受下來(lái)。然而，重要的不是伽利略的正確，而是亞里士多德的錯(cuò)誤。歐洲人終于能夠從希臘人的知識(shí)奴役下解放出來(lái)。

當(dāng)然，伽利略由于他的新奇的主張和對(duì)哥白尼思想的容納而遇到麻煩。1633年，宗教法庭強(qiáng)迫伽利略否定地球繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)。但是，宗教法庭對(duì)他的處理是那些一切迷信希臘的人的最后勝利。以后，科學(xué)進(jìn)步了，雖然總是有那么一些反對(duì)新觀點(diǎn)的人，他們卻無(wú)法阻止這種進(jìn)步。

如果任何事物都需要表明新科學(xué)的力量的話(huà)，這個(gè)力量由于英國(guó)數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家牛頓而出現(xiàn)于16世紀(jì)下半葉。他發(fā)明了微積分和反射望遠(yuǎn)鏡，并說(shuō)明太陽(yáng)光是由光譜組成的，或者，虹是由不同顏色組成的。但是，他最大的功績(jī)還是創(chuàng)立萬(wàn)有引力理論和決定地上和空間物體運(yùn)動(dòng)的定律。他把這些都寫(xiě)進(jìn)了1687年發(fā)表的一本叫做《數(shù)學(xué)原理》的書(shū)中。它詳盡地闡述了物理學(xué)和天文學(xué)的完整概念，被認(rèn)為是所寫(xiě)過(guò)的最偉大的科學(xué)著作之一。當(dāng)然，自從他發(fā)表那本書(shū)以來(lái)，牛頓的著作一直在被修訂，但其基本價(jià)值還是被保留下來(lái)。

所以，我們可以追溯現(xiàn)代西方科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程，從牛頓回到伽利略，再回到哥白尼和維薩里，再?gòu)乃麄兓氐礁鐐惒?。如果不是由?4世紀(jì)的偉大的航海家們，尤其是克里斯托弗·哥倫布和他的驚人發(fā)現(xiàn)，歐洲的思想家們會(huì)有勇氣去建立自己的科學(xué)嗎?我們確實(shí)不能說(shuō)，因?yàn)槲覀儾荒艿够厝?，讓歷史走另一條道路。然而，我們不能不想到，要是沒(méi)有哥倫布，現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展會(huì)延遲很長(zhǎng)時(shí)間。