经度问题和矿井排水问题方面的工作有一个主要的特点,就是十七世纪和十八世纪早期的那些业余科学家没有能给他们的建议找到一个成功的实际结论,造出航海计时器和蒸汽机的却是那些属于工匠传统的人。十七世纪的科学家有许多是学识渊博的人,对纯科学和实用科学同样感觉兴趣。在这两方面,他们也都有相当大的成就,在科学实用方面发展了温度计、气压计、望远镜、显微镜、抽气机、电机、摆钟之类的仪器。但是在蒸汽机和航海计时器两个重要问题上,在将近十七世纪末问题的解决已经在望的时候,他们却有点松劲了。胡克和惠更斯并没有把他们设计的带有平衡弹簧装置的计时器制造成实用的样式,而大气压引擎的发展则落到铁匠出身的纽可门身上。当时的科学家也意识到他们没有能实现自己早先提出的培根纲领。在十八世纪开头的一年,英国皇家学会的理事会灰溜溜地在学会记录上写道:“大人物们的令人沮丧的忽视,无知人们的激烈反对,和不讲情理人们的责难,很不幸地阻挠了他们进行一连串有益发明的长期打算。”
这种松劲情况并不限于实用科学方面。它也扩展到自然哲学本身。因为我们发现,十八世纪上半叶和它以前及以后的一个时期比较起来,在科学思想史上是一个毫无生气的时期。这种使人不安的情况在这个世纪的一开头就被人们看出来。在皇家学会公元1698年的《哲学会报》里,德国哲学家莱布尼茨和原来“哲学学院”当时唯一在世的成员约翰?沃利斯,讨论了他们称做“当前哲学界萎靡不振状态的原因”。他们注意到科学讨论的标准有显著下降,而且在他们看来,在那些比他们年轻的同时代人当中“很少孜孜不倦地进行自然观测”。
在十六和十七世纪商业发展和十八世纪的农业和工业革命之间的一个时期,科学活动好象松弛下来了。如我们在前面看到的,英国的商人和海外的贸易公司早期在提倡科学上做了不少事情,而工业革命对后期的科学也不无影响。这中间有一个重新适应和重新定向的时期,科学在这个时期大部分靠自己已经建立的传统维持着,很少有什么外力的推动。到了十八世纪,那些曾经靠地理大发现得到好处的投机事业全都不行了。英国发生了一连串的危机,最后导致了公元1720年震动一时的南海公司的倒闭。在法国,西印度群岛的约翰?罗公司差不多在同时垮台,而荷兰在稍早一点时期也出现了一连串类似的商业崩溃。农业和工业则表现为另一种而且比较稳定的企业形式,在英国约在十八世纪中期这些方面的活动反而加快了。那些大都信奉国教的乡绅地主采用了引起农业革命的谷物轮种制和改进的牲畜饲养法,而在城市里地位相当卑贱的人们,其中以不信国教者的势力最大,则发动了工业革命。在法国,人们对这些担风险的事业讨论得很多,但是做得很少,原因是法国政府在这些方面控制非常之严。这一来,这类的讨论就转过来成了对“旧王朝”的批评,从而为法国革命开辟了道路。
随着十八世纪下半叶的新运动发展,科学也复兴了,不过现在有了一些新的特征。最突出的特征之一是科学沿着民族倾向在科学方法论上的分裂。十七世纪多数的科学家都同样关心科学的实验、理论和实用方面。例如牛顿在光学上作过杰出的实验,发展了万有引力学说,并发明了一种反光望远镜和一具航海用的六分仪。但是在十八世纪,英国的科学家主要是些实验家,法国人则主要是理论家;而实用科学则从业余科学家的手里转到英国的仪器制造者和工程师的手里,法国也一样,不过程度上比英国差些。英国御用天文学家布德雷(Bradley,公元1692-1762)和马斯基林(Maskelyne,公元1732-1811)作了杰出的经验观测和发现,而法国科学家拉格朗日(Lagrange,公元1736-1813)和拉普拉斯(Laplace,公元1749-1827)则发展了力学和天文学理论。同样地,拉瓦锡(Lavoisier,公元1743-1794)利用英国科学家们,主要是约瑟夫?普利斯特列的实验上发现,提出了化学革命的理论。这种分裂,如我们前面已经看到的,甚至在哈里森和勒?鲁瓦在航海计时器的工作上也多少反映了出来。
这种沿着民族倾向的分裂在培根和笛卡儿两个人的哲学里已经有所预示了。他们各自有所强调,培根强调科学方法的经验性质,笛卡儿则强调科学方法的演绎性质。英国科学家和法国科学家的研究工作有所不同,在十七世纪后期已经逐渐为人们觉察到了,不过当时还不怎样显著。奥尔登伯格在一次大陆旅行中,写信给波义耳指出,“法国博物学空谈多于实际或实验”。到了十八世纪,这种分裂也许可以说是反映了这个世纪两个民族所关心的国家大事各自不同;在英国是工业革命,在法国是许多事情导致了政治革命。英国科学家和工程师发展实验的和实用的科学,给予工业技术以一种直接的推动力。如我们在前面讲到过的,布莱克研究比热和潜热的实验,立刻被实际应用到瓦特发展的新蒸汽机上。在另一方面,法国除掉某些奢侈品生产,诸如用于织花布的手工提花织机外,在工业革命的技术配备方面,很少得出什么来。法国人只是一心一意从理论上批评当前教会和国家的学说,并传播“启蒙”哲学。这个运动的理论的倾向,或者毋宁说不实际的精神,也感染了法国科学,因为对教会和国家进行批判是以科学名义进行的;而启蒙哲学,无非是牛顿的思想体系及其扩展。
法国启蒙运动主要是从丰特列尔开始,他广泛宣传了笛卡儿的哲学;而这个运动又被伏尔泰(Voltaire,公元1694-1778)发展了,伏尔泰是把牛顿的思想体系介绍到法国来的。这个运动的最重要的成果是公元1751年到公元1777年间出版的法国《百科全书》,共二十二巨册。十八世纪中出现了许多百科全书,英国和法国的这类著作表现了这两个国家在兴趣上的分歧。英国的百科全书开头主要是技术性的,诸如哈里斯的《技术词典》(公元1704年)和钱巴斯的《工艺与科学词典》(公元1714年),但是后来范围就扩大些了,最后出版了《英国百科全书》,它的第一版是于公元1771年在爱丁堡发行的。另一方面,法国的那些百科全书开头主要是批判性和理论性的,象《历史与批判词典》,这是一个法国胡格诺教徒逃亡者皮埃尔?贝勒(Pierre Bayle)于公元1695年在荷兰阿姆斯特丹出版的。
十八世纪除掉法英两国在科学上表现的理论与实验的分歧外,科学活动的中心也有显著的转移,而且科学家的社会出身也起了变化。除掉耐普尔和格雷戈里叔侄来自苏格兰外,英国十七世纪的多数重要科学家都是来自塞文河到瓦西河这条线以南的地区。现在十八世纪的下半叶,苏格兰、工业的英格兰中部和北部,都有科学家出现了。过去的科学家大都和贸易公司或者地主阶级有关系,象罗伯特?波义耳就曾经担任过东印度公司的董事,或者象皇家学会的第一任会长布隆克尔勋爵,就是一个“暴发户”,由查理二世封为贵族的。现在科学家已经不再是这类人,而是象约瑟夫?普利斯特利和约翰?道尔顿(John Dalton,公元1766-1844)那样的纺织工人的儿子;或者象亨弗利?戴维(Humphry Davy,公元1778-1829)和迈克尔?法拉第(Michael Faraday,公元1791-1867)那样的艺徒。再者,这些新人里面有许多都是不信国教的,而不是英格兰教派的教徒。普利斯特列是一个一神派牧师,道尔顿是教友派,法拉第是山地门教派。还有,这些人主要感兴趣的是化学和电学,对成为十六、十七世纪的主要注意中心的天文学和力学,都关心得较少。
和英国一样,十八世纪的大陆上也出现了新的科学活动地区,不过大陆上科学家的社会出身却没有英国那样的显著变化。法国科学家主要仍旧来自和国家的官僚阶层有关系的家族。不过法国法院人士中在科学上不象过去那样出人头地,可能是因为这时候法院的重要性已经大大降落了。可是出身律师家庭或者受过法律教育的人,象丰特列尔和伏尔泰,在科学运动上仍旧占重要地位。瑞士在十八世纪成了一个重要的科学活动中心,可能是因为有那么多新教徒科学家都离开天主教国家逃亡到瑞士的缘故。象贝努利家族的那些数学家就是离开佛兰德而定居在巴塞尔的。法国的一些胡格诺教徒的人家,如特伦布莱、索修尔、堪多,则在日内瓦住下。瑞典由于拥有丰富的铁矿和广大的木材储备,在十八世纪成了一个重要的产铁中心,同时也出现了一些科学家。这些人也和英国的一样,出身都相当微贱,象林耐(Linnaeus,公元1707-1778)和伯齐力阿斯(Berzelius,公元1779-1848)都是牧师的儿子,而席勒(Scheele,公元1742-1786)则是一个药剂师。
早先的一些科学中心,主要是伦敦和巴黎,在十八世纪仍旧很活跃,不过荷兰的科学则和它的繁荣一样变得停滞了。英国皇家学会失去了它在十七世纪时期的蓬勃朝气,但仍旧保有一些属于绅士业余传统的杰出科学家,如亨利?卡文迪许(Henry Cavendish,公元1731-1810)。总的说来,来自北部工业区的不信国教派的许多新型科学家都当选为学会会员。其实,当选为皇家学会会员的教友派人士的增长数,是不信国教派教徒中科学兴盛的一个很好的标志。十七世纪时,皇家学会只有四个教友派会员。在十八世纪有十四个,在十九世纪是三十六个。在十七世纪时,当选为学会会员的英国教友派和国教派人数差不多,在十八世纪教友派是国教派的四倍,在十九世纪是三十倍。这些出身于不信国教派家庭或者工匠家庭的新型科学家,开头觉得皇家学会的空气有点不愉快。有些人,象亨弗利?戴维,一方面使自己适应学会的传统,同时又设法把学会从一个伦敦俱乐部改变为促进英国科学的一个国家组织。另外一些人,象约瑟夫?普利斯特列,则撇开学会不管,在中部和北部另行成立自己的科学团体来满足他们本地区的需要。
那些拒绝服从公元1662年信仰划一法令的各个新教派别,曾经是早期清教徒运动的左翼,或者是从左翼发展起来的。那时候他们的非宗教活动主要属于政治性质,而且成员也是来自各方面,不过即使在当时,这些教派的组织成分已经倾向于比较寒微的阶层。在十七世纪后期和十八世纪初期,那些不信国教的教派,特别是教友派,在组织成分上更突出地显示了中下层阶级的特征,而且把它们的非宗教活动转到发展工艺方面来,在工业革命中起了主导作用,由于大学对他们不开门,不信国教者就成立了他们自己的教育机构,有些在十八世纪达到了大学的教学标准。许多国教派宁可进这些不信国教派的学院而不进大学,因为这些学院开设一些近代课程,特别是有许多科学课程。不信国教派的学院里的教师,有些成了杰出的科学家,如约瑟夫?普利斯特列就在瓦林顿学院教书,还有约翰?道尔顿,则是曼彻斯特的新学院的教师。
不信国教者在发展重工业如炼铁工业上特别出色。在十八世纪,教友派几乎把这门工业全部包了下来,因为国教派的炼铁业老板总欢喜购置田产,做拥有土地的乡绅,而把炼铁工业丢给教友派的人去办;教友派人士本来反对贵族世袭原则,所以并不想参加地主贵族的行列。教友派炼铁人家中比较重要的一个是煤溪谷的达比一家,他们发明用焦炭代替传统的木炭炼铁,因为木炭在当时已经缺乏而且价格昂贵。达比家还发展了用沙模铸铁的方法,而且从公元1724-1760年拥有铸造蒸汽机汽缸的专利权。其他不信国教的发明家中有长老会派的詹姆斯?瓦特,他的第一个合伙者罗巴克是个独立派;还有约翰?威尔金森(John Wilkinson),瓦特的蒸汽机能够在商业上有销路,靠的就是威尔金森发明的精密钻孔机。
工业地区的那些人,依靠不信国教者学院里受的科学教育和自己的工艺兴趣,建立了提倡本地区工艺和科学的学术组织。最早的一个是太阴学会,是马休?博尔顿于公元1766年左右在伯明翰成立的。它的成员包括有博尔顿和瓦特、化学家约瑟夫?普利斯特列、伊拉斯谟?达尔文(Erasmus Darwin,公元1731-1802)。伊拉斯谟?达尔文是医生、诗人兼博物学家,而且预见了他孙子查理?达尔文进化论的某些内容;詹姆斯?基尔(James Keir,公元1735-1814),布罗威治一家化学厂的老板;塞缪尔?高尔顿,一个铁器制造厂厂主,由于制造枪炮被教友会驱逐;约翰?巴斯克维尔(John Baskerville,公元1706-1775),曾经改进过印刷字体;威廉?默多克(William Murdoch,)公元1754-1839),是博尔顿-瓦特工厂的一个工程师,曾发明煤气照明和一种蒸汽机车;两个伯明翰的医生,威廉?威塞林(William Withering,公元1741-1799)和威廉?斯莫尔(William Small,公元1734-1775);还有两个文人,托马斯?戴伊(Thomas Day,公元1748-1789)和理查德?罗维耳?埃奇沃思(Richard Lovell Edgeworth,公元1744-1817)。太阴学会每月在一个会员家中聚会一次,时间都在月圆之夜,使会员回家路上方便,所以取名太阴学会。这个学会一直都很活跃,但是到了公元1791年伯明翰煽起了一次反对不信国教者和支持法国革命者的暴动,也包括学会的几个成员在内。普利斯特列的家被捣毁,他的科学仪器和藏书也全部毁掉了。这以后不久,普利斯特列就移居美国,还有些别的人也离开伯明翰,从此太阴学会也就宣告结束了。
另一个在同一时期建立的重要地方性科学团体,是曼彻斯特文学与哲学学会。在这以前,科学家和工业家常在瓦林登的不信国教者学院集合,这样就成立了曼彻斯特学会。学会的会议从公元1781年起每次都有记录,会议上宣读的或者送交学会的论文,从公元1785年起都印发出来。它是一个比太阴学会较大的组织,约有四十名左右的基本会员,而且比较稳定,一直到今天会务还很发达。曼彻斯特学会的主要创办人和第一任会长是托马斯?珀西瓦尔(Thomas Percival,公元1740-1804),曾从约瑟夫?普利斯特列在瓦林顿学院受业,并在曼彻斯做开业医师。学会的另一个创办人兼学会第一任秘书是一个曼彻斯特的药剂师托马斯?亨利(Thomas Henry,公元1734-1816),他的儿子威廉?亨利(William Henry,公元1774-1836)在公元1803年发明了以他取名的气体定律。
早期的曼彻斯特学会非常关心化学,这门学科对当地的纺织品的漂白和染色的关系具有相当大的重要性。和学会关系最早的一个杰出科学家约翰?道尔顿就是一个化学家,他从公元1817年到公元1884年都任学会会长。连学会的会章里也强调化学的重要性,把它列为可以和一般自然哲学区分开的单独讨论的项目。会章每八条写道:“讨论的题材包括有自然哲学、理论和实验化学、文学、民法、一般政治、商业和各种工艺。”会章还表明学会并不反对讨论法律、政治和商业,而这些项目是皇家学会宣称不要乱碰的路。和太阴学会一样,曼彻斯特学会 也有几个支持法国革命的会员,实际上有两个会员,托马斯?库珀和小詹姆斯?瓦特,他还当选为法国制宪会议的代表。其结果是曼彻斯特学会在公元1791年的“国王与上帝”暴动中也碰到一些困难,但和太阴学会不一样,顶住了那次风暴。在十九世纪中叶,曼彻斯特学会成了英国的一个重要科学组织,并成为其他地方性文学和哲学学会的典范。类似的学会在维多利亚时期以每十年一个、五个、甚至十个的比率纷纷成立起来。
在苏格兰,爱丁堡哲学会于公元1732年成立,从公元1783年左右获得执照后就变得重要起来。学会的会员有哲学家大卫?休谟(David Hume,公元1711-1776),经济学家亚当?斯密(Adam Smith,公元1723-1790),格拉斯哥大学的医学教授,又继任爱丁堡大学医学教授约瑟夫?布莱克,公元1785年在学会宣读了一篇关于地质演化理论论文的詹姆斯?赫顿(James Hutton,公元1726-1797),还有爱丁堡大学的自然哲学教授约翰?普莱费尔(John Playfair,公元1748-1819),他和一个业余科学家詹姆斯?霍尔爵士(James Hall,公元1762-1831)一同扩充并阐述了赫顿的学说。
苏格兰的长老会派大学,就象英格兰的不信国教者的学院一样,在十八世纪都以科学教学闻名。事实上,爱丁堡大学从那时起就以医科出名。苏格兰的科学家,和英格兰的不信国教的科学家一样,也与他们当时的工业发展保持接触。赫顿后来开了一个化学厂,而布莱克则曾帮助瓦特在发明蒸汽机上提过意见,并介绍他认识工业家罗巴克。可是十八世纪后期的苏格兰科学家有一个方面和他们的英格兰同行不同;他们比较重视理论科学。赫顿地质发展理论的研究工作显然就是如此,而普莱费尔则批评英国科学家对德国在力学和天文学方面的理论工作缺乏反应。但是在十八世纪快终了时,英国的科学总的来说又变得比较重视理论起来。从公元1801年起,托马斯?杨(Thomas Young,公元1773-1829)重新提出光的波动说,而约翰?道尔顿则于公元1803年把原子论引进化学里来,这两个人都出身于教友派家庭。法国科学家约在同一时候则相对地变得比较着重经验,并且他们被拿破仑军队的需要推到实验科学和应用科学方面来了。
[英]梅森