科學革命

科學革命（Scientific revolution），指近世歷史上，現代科學在歐洲萌芽的這段時期。在那段時期中，數學、物理學、天文學、生物學（包括人體解剖學）與化學等學科皆出現突破性的進步，這些知識改變了人類對於自然的眼界及心態。科學革命發源於歐洲發動十字軍東征與貿易，使得中東的古籍從阿拉伯被帶回來，文藝復興時代結尾之時，這個歷程一直持續到18世紀末，開始了科學進步的歷程。

科學革命的衝擊，造成啟蒙運動與工業革命的出現，影響了歐洲與人類的社會。科學革命的開始日期，史學家仍有爭議。但1543年尼古拉斯·哥白尼出版的《天體運行論》通常被認為是科學革命的起點。從1543年，一直到1632年伽利略出版《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》，這段時間，常被認為是科學革命的第一階段。在這個階段中，那時教會腐化正面臨人們的懷疑與變革，此風潮復興了古希臘與羅馬時期的舊有科學知識，被稱為是科學復興（Scientific Renaissance）。在伽利略之後，則是現代科學的興起，艾薩克·牛頓在1687年發表《自然哲學的數學原理》後，科學研究的證明方法被確定，通常被認為標誌著科學革命的完成。

## 概論

科學革命基於對中世紀古希臘研究的基礎之上，並以羅馬/拜占庭科學和中世紀伊斯蘭科學加以闡述和進一步發展。一些學者認為傳統基督教與科學的發展有一定程度上的聯繫。

將科學發展稱為革命，這類用語起源於18世紀。如亞歷克西斯·克勞德·克萊羅在1747年，稱艾薩克·牛頓的理論，造成了一個革命。這個形容詞也曾被使用於描敍安托萬-洛朗·德·拉瓦節命名氧氣的成就上。19世紀時，威廉·休厄爾首次提出，歐洲在15世紀及16世紀的變化，主要來自於科學本身（或是科學方法）的變革。在20世紀時，史學家亞歷山大·夸黑首次提出科學革命這個名詞，並建立了完整的論述。

儘管科學革命的具體時間仍有爭議，科學史的萌芽可能開始於14世紀，也有歷史學者認為化學和生物學的革命開始於18、19世紀。但公認的是，在16至17世紀之間，物理學、天文學、生物學、數學、醫學以及化學的思想都經歷了根本性的變化，由中世紀的觀點轉變為現代科學的基礎，不論是在各個獨立的學科內，更是在對整個宇宙的認知中。

## 根源

近代科學革命是西方文明特有的產物，這可能是因為只有在當時西方地理條件下有大量不同的思想接觸，科學家、哲學家、鉅商匠人三者才能實現統一的進步。在那時神學與煉金術等對知識體系還佔據主導地位，基督教意圖強烈的追求傳教活動帶來了文化交流，其後中東的羅馬古籍與歐洲教義記載不符，引發了劇烈的思考，改變西方文明對現實世界的態度，實現了思想和勞動的結合，實作精神奠定了科學的基礎，來自中國的紙與印刷術也推動了科學的發展。

科學革命發生在西方的原因包括：

- 文藝復興時期人文主義的學術成就使人民更加重視古希臘及古羅馬文明遺留下來的學術成果。
- 西歐寬鬆的社會氛圍使工匠和學者的聯繫加強。
- 地理大發現和海外地區的開闢使商業和工業對技術提出更高的需求，技術進步又促進了科學的發展，科學的發展同時亦促進了技術的進步。

## 現代科學方法論的思想歷史

從17世紀開始，在以培根為代表的思想家們所倡導的科學方法論觀念影響下，基於系統化實驗方法論與實踐哲學的研究傳統逐漸被科學界接受。培根提倡的是一種使用歸納方法獲取知識的哲學——即，相對而言，不是像亞里斯多德那樣強調主觀認知的宇宙世界觀體系，並試圖擺脫亞里斯多德經典邏輯三段論為中心的古典方法論的束縛，而是嘗試以開放的心態觀察現實世界。——與早期的亞里斯多德演繹方法形成對比，通過這種方法對已知事實的分析，產生了對於現實自然世界更為深刻真實的認知。在此基礎之上，在現代科學方法論的沿革歷史中，許多科學家和哲學家認為需要將歸納法哲學與演繹法哲學兩者健康地結合起來——既願意質疑既有成見與自然哲學觀念體系（即，從現實世界客觀現象進行歸納研究），同時也願意從抽象哲學出發對於現象進行理論性推演（即，從概念出發而進行演繹法哲學的研究）。

到科學革命結束時，在主流自然哲學家的世界觀體系中，自然世界已經變成了一個機械的（即認為自然世界有著精確的數理邏輯規律）、數學的世界，可以通過實驗研究來了解。雖然牛頓科學並非在所有方面都與現代科學一模一樣，但它在許多方面在概念上與我們今天的科學相似。現代科學的許多特徵，尤其是在制度化和專業化方面，到19世紀中葉成為標準。

英國經驗主義一詞開始用於描述其創始人弗蘭西斯·培根（被描述為經驗主義者）和勒內·笛卡爾（被描述為理性主義者）之間的哲學差異。

### 培根的貢獻

弗蘭西斯·培根是建立科學調查方法的關鍵人物。科學革命的哲學基礎由被稱為現代科學方法論之父的弗朗西斯·培根提出。他的著作建立並推廣了科學探究的歸納方法，通常稱為培根方法，或直接稱為科學方法。他對研究所有自然事物的計劃程序的要求，標誌著科學修辭和理論框架的新轉變，其中許多內容仍符合如今正確方法論的概念。

培根提出了對所有知識過程的重大改革，以促進神學和人學的進步，他稱之為《The Great Instauration》（即《大變革與大復興》，其中包含了變革與復興兩層涵義）。培根認為，這種改革將導致科學的巨大進步和後世的技術新發明，從而減輕人類的苦難，並滿足人類饑渴與物質需求。他的《新方法論》（Novum Organum）於1620年出版。他認為人是「自然世界的管家和解釋者」，「知識和力量是同義詞」，「效果是通過方法和工作產生的」，以及「人的作為只能是控制自己的身體與行動；而自然世界則內在地完成其餘部分的工作」；人「只有服從自然才能指揮自然」。總之，這是培根的哲學摘要，即通過對自然的了解和正確方法的使用，人類可以支配自然世界的自然工作以產生確定的結果。因此，人通過尋求對自然的認識，可以達到對自然的控制——從而重新建立因墮落而失去的「人之國度」與人的原始純潔。他相信，通過這種方式，人類將擺脫無助、貧困和苦難的境地，同時進入和平、繁榮和安全的境地。

為了獲得關於自然的知識和控制自然的能力，培根在《新方法論》（作為《大變革與大復興》書集中影響最深遠的一部書）這部作品中概述了一種新的邏輯系統，他認為它優於舊的亞里斯多德經典邏輯三段論方法。對培根來說，哲學家應該通過歸納推理的方法，從事實到規律，再到物理定律；然而，在開始這種歸納之前，研究者必須將他或她的思想從某些歪曲事實的錯誤觀念或傾向中解放出來。特別是，他發現從前的哲學過於專注於文字，尤其是話語和辯論，而不是實際觀察物質世界：「從而使哲學和科學變得狡猾和不活躍。」

培根認為科學最重要的是不要繼續進行空泛的智力討論或僅僅以默想為目標，而應該通過提出新的發明來改善人類的生活；為此，他探索了技術發明的深遠意義和改變世界的特徵，例如印刷機、火藥和指南針。

## 進程

### 16-17世紀

近代科學最主要的進步發生在天文學領域，哥白尼接受了一些古代哲學家的觀點，認為太陽而非地球是宇宙中心。伽利略使用當時新發明的望遠鏡，以經驗支持哥白尼。科學早期階段最傑出的人物是牛頓，他在光學、流體力學、數學方面的工作都具有開創性，除此之外，他還在《自然哲學的數學原理》提出了萬有引力定律。人們開始把牛頓的物理學分析法應用於整個人類社會。

宇宙中物質的每個粒子都對其他每個粒子有引力；引力與兩個粒子之間距離的平方成反比，與它們的質量成正比。

### 18-19世紀

後期開始的工業革命與科學革命之間相互影響，1769年，瓦特改良的蒸汽機為工業革命提供了相對無限的動力。如果沒有科學革命，工業革命完全有可能在紡織品生產加速後逐漸消失，就如同中國歷史上所發生的那樣。19世紀前期化學受紡織業迅速發展的影響成為當時進步最大的一門科學。安東尼·拉瓦節提出物質守恆定律：在一系列化學反應中，儘管物質的形態可能發生變化，但它的數量不會變。

達爾文在19世紀發現人類本身的進化規律，其學說雖然在後來研究的基礎上得到了詳細的修改，但其要點實際上已為當時所有科學家所接受。但是在某些領域，特別是在教士中間，存在著激烈的反對意見。達爾文主義廢黜了人類在地球歷史上的中心地位。後來，達爾文的學說被應用到社會舞台上，被稱作社會達爾文主義。

## 意義

- 科學革命使科學成為西方社會日益重要的一部分，它創造了全新的工業、影響了人們的生活及思維方式。
- 科學革命從技術上讓歐洲建立世界霸權成為可能，並在很大程度上決定了霸權的性質和作用。在藝術、宗教或哲學方面東西方民族做出了相似的貢獻，但是在科學和技術方面，只有西方掌握了自然界的種種規則，並利用其促進人類物質世界的進步。

## 科學的發展

十六至十九世紀時的科學思想和科學家包括：

- 尼古拉斯·哥白尼，1543年出版了《天體運行論》，提出了日心說理論，質疑天主教的「地球中心說」，史稱「哥白尼革命」。
- 安德烈·維賽留斯，1543年出版了《人體構造》，解釋了血液在人體內循環的過程，還從解剖屍體組裝了第一副人類骨架。
- 威廉·吉爾伯特，1600年出版了《論磁石》是物理學史上第一部系統闡述磁學的科學專著。
- 第谷·布拉赫，對16世紀末期所認知的星體進行了詳細並且準確的觀測，為克卜勒的研究提供了基本數據。
- 弗蘭西斯·培根，企圖通過分析和確定科學的一般方法和表明其應用方式，給予新科學運動以發展的動力和方向。發明「歸納法」，出版《新工具》一書
- 伽利略·伽利萊，改進了望遠鏡，並對金星和木星的衛星進行了準確的觀測，於1610年發表觀測結果。通過理論分析與實驗推翻了被奉為圭臬的亞里斯多德的力學體系並建立了近代力學。
- 約翰內斯·克卜勒，1609年發表了關於行星運動的兩條定律，1618年發現了第三條定律，就是後來被稱為「克卜勒定律」的行星三大定律，說明了行星圍繞太陽旋轉的理論。
- 威廉·哈維，通過解剖等手段展示了血液的循環。
- 勒奈·笛卡爾，是演繹推理的先驅，1637年出版了《方法論》。
- 安東·范·列文霍克，建造了高畫質晰度的單顯微鏡，研究了毛細管循環和肌肉纖維。他觀察了血球、精子與細菌，並繪出了它們的形象。於1683年發現了細菌。
- 艾薩克·牛頓，1687年7月5日發表的《自然哲學的數學原理》裡提出的萬有引力定律以及他的牛頓運動定律是經典力學的基石。牛頓還和萊布尼茨各自獨立地發明了微積分。