13—14世紀牛津大學科學研究的范式革新

何平 曾祥裕

摘 要 在希臘古典科學知識的影響下，牛津大學在13—14世紀形成了重視自然科學研究，并以經(jīng)驗論為特征的學術(shù)流派。首任校長羅伯特·格羅塞斯特創(chuàng)造性地發(fā)展了亞里斯多德的邏輯學、形而上學和物理學，鼓勵以感覺經(jīng)驗為依據(jù)來探究自然現(xiàn)象本身的規(guī)律，形成了用科學試驗來驗證自然現(xiàn)象因果關(guān)系的思想;羅杰爾·培根等也強調(diào)依據(jù)觀察數(shù)據(jù)，借助儀器進行實驗和運用數(shù)學，提出“實驗科學”的方法論，同時還進行了一系列的科學實驗;鄧斯·司各脫等學者對探究現(xiàn)象因果關(guān)系的邏輯方法進行了卓有成效的研討;威廉·奧卡姆倡議在科學解釋中避免使用多余的（神學和經(jīng)院哲學）概念，而將演繹和推理建立在使用可被理性和常識認可的概念上。顯然，歐洲科學研究的范式革新在17世紀科學革命以前就已逐步展開。

關(guān)鍵詞? 科學史，范式轉(zhuǎn)型，牛津大學

中圖分類號? K13 文獻標識碼 A 文章編號 0457-6241（2020）20-0014-09

美國科學史家、科學哲學家托馬斯·塞繆爾·庫恩（Thomas Samuel Kuhn）在《科學革命的結(jié)構(gòu)》中認為科學的發(fā)展表現(xiàn)為科學“范式”的不斷變更，或者“范式”的革命?！胺妒健钡韧谘芯總鹘y(tǒng)，它是被一個科學團體所認可的、那個時代最成功的科學成就所樹立的，例如亞里斯多德科學體系、牛頓經(jīng)典物理學等。范式“提示出某些實際科學實踐的公認范例”，“為特定的連貫的科學研究的傳統(tǒng)提供模型”。①仔細研讀庫恩的那本名著，可以發(fā)現(xiàn)在庫恩的眼中，“范式”至少包含3個方面的內(nèi)容：（1）一套“形而上學”的假定，例如宇宙是由微粒組成的等;換句話說，范式包含一種看待物理現(xiàn)象的觀念，特定科學社團往往從他們信奉的這些形而上學觀念中找到解釋現(xiàn)象的理論依據(jù)。②（2）科學研究的“方法論”，所使用的研究分析工具和儀器等。③（3）一套可資利用的“范疇”，即對具體物質(zhì)及其形式的指稱性概念，如原子、分子、推動力，以及解釋“規(guī)則”等。④13—14世紀，牛津大學的科學研究范式在這3個方面都發(fā)生了引人注目的變革。

當時，以牛津大學首任校長羅伯特·格羅塞斯特（Robert Grosseteste，1168—1253）為首，包括后來的威廉·奧卡姆（William Occam，1280—1349）等牛津?qū)W者發(fā)展出了一套被稱為“實驗科學”（Experimental Science）的探究程序，具體方法是：“首先，分析和分類產(chǎn)生某一現(xiàn)象的必備條件;其次，建構(gòu)解釋理論;最后，通過試驗或觀察證實或摒除某一解釋理論。在可能的情況下，理論解釋使用數(shù)學語言，結(jié)論以幾何學和算術(shù)形式推演而出?！雹菖＝?qū)W派這套科學研究程序顯然同之前的中世紀神學觀念籠罩下的“科學”探究方式不同，甚至和希臘的科學范式也有很大差異。他們用于科學解釋的重要概念也“同現(xiàn)代科學觀念基本相似”。⑥有學者評論說，牛津大學作為那一時期兩到三個杰出的科學研究中心“發(fā)展出了我們今天認可的科學態(tài)度和方法”。⑦

在那兩個世紀中，以牛津大學默頓學院⑧為中心，格羅塞斯特、羅吉爾·培根（Roger Bacon，1210—1292）、鄧斯·司各脫（Duns Scotus，1265—1308）和奧卡姆等學者不僅清洗中世紀自然哲學語言，探討獲取確定（科學）知識的經(jīng)驗主義路線，把數(shù)學和實驗視為科學探究的基礎(chǔ)，而且在天文學、數(shù)學、物理學、光學、醫(yī)療技術(shù)、物體的運動和力學等領(lǐng)域進行了一系列的研究。格羅塞斯特和培根研究透鏡、彩虹等光學現(xiàn)象;培根在法勒橋上觀察天象，研究日歷;威廉·墨利（William Murray）在1337—1344年間連續(xù)觀察記錄氣象資料;瓦林福德的威廉（William of Wallingford）設(shè)計制造天文鐘/渾天儀，展示太陽、月亮和星星的運動軌跡;托馬斯·布雷德沃?。═homas Bradwardine）試圖提出有關(guān)拋射體的推力、速度和阻力等精確數(shù)學關(guān)系的公式;默頓學院的學者還“提出了用平均速度來衡量勻加速運動的方法，后為伽利略所采納”。①牛津的學者們大大地發(fā)展了亞里斯多德的科學觀念，而且?guī)缀跞娴靥岢隽私茖W方法論，他們的這些成就“對17世紀才得以完成的物理學革命是必不可少的”。②牛津大學何以能發(fā)展出科學研究的新范式，具體過程如何，其影響和意義何在，這就是本文所要探究的，這對我們進一步理解17世紀科學革命的緣起也有相當大的意義。

國外對大學及其科研活動的研究很早就開始了。1895年，哈斯丁·拉斯達爾（Hastings Rashdall）就出版了《歐洲中世紀大學》，瓦爾特·呂埃格（Walter Ruegg）也出版了4卷本《歐洲大學史》，牛津大學更在1981年創(chuàng)刊了《大學史》（History of Universities）期刊。與本論文相關(guān)的著作可以提到皮埃爾·杜赫（Pierre Duch）的15卷本的《科學史》以及戈登·勒弗（Gordon Leff）的《13—14世紀的巴黎和牛津大學——體制和思想史》。③杜赫在他的著作中寫道：“笛卡爾、伽利略和牛頓科學的許多基本原理可以在13和14世紀找到淵源……近代科學不是17世紀的特產(chǎn)，而是起源于中世紀思想家的哲學思辨?！雹芩貏e探究了巴黎大學的貢獻，認為伽利略、開普勒和牛頓的科學成就是在14世紀巴黎大學產(chǎn)生的那些宇宙論和物理學思想的繼承和發(fā)展。⑤勒弗認為13—14世紀牛津大學出現(xiàn)了“科學革命”，它源于科學態(tài)度的形成，歸納和演繹方法的發(fā)展，數(shù)學思維，吸收亞里斯多德的物理學觀念和方法論以及以新柏拉圖主義方式改造亞里斯多德的自然哲學。⑥查爾斯·哈斯肯（Charles Hasken）和A. C. 克羅比（A. C. Crombie）等學者的論著探究了13—14世紀英國學者對邏輯學、光學、力學和數(shù)學的研究，⑦尤其是克羅比，他的《牛津大學對近代科學源起的貢獻》以及《羅伯特·格羅塞斯特和實驗科學的興起》兩本著作對牛津大學的貢獻作了開創(chuàng)性的探討。以思想的宏大而著稱的哲學家漢斯·格奧爾格·迦達默爾（Hans Georg Gadamer）從比較文化史的高度討論了歐洲科學革命的認識論路線，認為近代科學觀念和實踐是在歐洲（英國）經(jīng)驗論哲學傳統(tǒng)中萌生的。

國內(nèi)學術(shù)界橫跨歐洲教育史和科技史研究領(lǐng)域的成果不多，僅有少量專著和博士論文以及期刊文章。首先可以提到是徐兵的《歐洲中世紀大學的科學研究與科學教育》，此文評述亞里斯多德自然哲學在中世紀大學中的傳播，以及牛津大學和巴黎大學中從事科學探究的學者概況。另有兩篇博士論文：石廣盛的《歐洲中世紀大學研究》和宋文紅的《歐洲中世紀大學——歷史描述與分析》，前文對中世紀大學出現(xiàn)的歷史背景、學校的組織架構(gòu)、教師和學生的教學和生活狀況、大學對社會的影響等進行了討論，但并未特別探討中世紀大學中自然科學研究的發(fā)展;后文對歐洲中世紀大學的學習制度和教學方式等有較詳細的述評。 近年來，在深化高等學校教育改革和推進科技創(chuàng)新成為熱點問題的氛圍下，《三聯(lián)生活周刊》等一些國內(nèi)期刊推出了幾期介紹世界著名大學的?？?一些出版社也發(fā)行了若干本介紹牛津大學、劍橋大學和巴黎高師等名校的書籍。但總的來說，這些研究并不深入，尤其缺乏對中世紀以來歐洲大學成功推動科學研究具體范例的深入分析。

一、格羅塞斯特和牛津?qū)W派的形成

13世紀，大學作為一專門發(fā)展學術(shù)的機構(gòu)越來越成為知識探討活動的中心，并對整個社會的學術(shù)探究發(fā)生巨大影響。自然哲學家的數(shù)量猛增，哲學也成為日益專業(yè)化的學科，越來越不同于神學。然而，牛津大學科學研究范式上的革新是以當時歐洲兩大學術(shù)發(fā)展為依托的：第一，經(jīng)院哲學爭論中“唯名論”思想的逐漸勝出;第二，伴隨亞里斯多德知識體系的傳入而來的對古典科學和哲學知識的吸收和發(fā)展。

“唯名論”和“唯實論”爭論的核心是物質(zhì)世界的“客體”的性質(zhì)以及人對“客體”的理性認知的關(guān)系問題，這實際上涉及澄清自然科學探究對象的問題。發(fā)源于神學探究的經(jīng)院哲學思維煩瑣、空洞，一般漠視對感覺世界的探索。11世紀晚期，出現(xiàn)對這種意識形態(tài)的反叛，引發(fā)了關(guān)于共相和存在本質(zhì)的討論，并演變?yōu)椤拔摗焙汀拔▽嵳摗钡臓幷?。“唯實論”的鼻祖是柏拉圖（Plato）和圣奧古斯?。⊿aint Augustins），他們認為形式或理念是終極真實的，研究物質(zhì)世界是浪費光陰，時間應(yīng)當用于探尋永恒的真理。“唯名論”的先驅(qū)是法國學者約翰尼斯·羅西里努斯（Johannes Roscellinus，1050—1120），他認為能被感知的世界萬物，例如每一棵樹，才是唯一真實的，不存在更高一級的“樹性”;在具體事物不在場的時刻所談?wù)摰摹叭藗儭薄皹淠尽钡冗@些所謂的理念只是名稱，它們是在感知許多個別事物后才形成的觀念，并作為對這些事物的統(tǒng)稱。例如人們先感知了具體的松樹、榆樹和橡樹等的存在，然后對其概念化，才形成關(guān)于樹的“觀念”?！拔摗睂ΤC正神學思維，發(fā)展科學認識論有重要意義。

牛津?qū)W派的學者從格羅塞斯特、羅杰爾·培根、斯各脫到奧卡姆都信奉唯名論，并在經(jīng)院哲學內(nèi)部興起的這股關(guān)注感覺世界、強調(diào)感性認識重要性的思想運動中推波助瀾。奧卡姆就公開宣稱哲學研究應(yīng)借助理性，支持唯名論關(guān)于個體是唯一的實在，以及普遍性概念不過是名稱或心理概念的觀點，認為唯實論從類到個別，從普遍導出個別，是在抽象觀念中繞圈子，并使問題復雜化。這樣一些思想幫助牛津的學者們轉(zhuǎn)向?qū)芍苯痈兄獙ο蟮难芯?，并著手發(fā)展以歸納觀察資料以及實驗為基礎(chǔ)的科學研究范式。

亞里斯多德哲學體系，包括他對物理現(xiàn)象的解釋、對物體運動的分析及其邏輯方法論，是屬于可以為與神學探究模式不同的新的科學范式樹立標桿的成就，對這樣一個新的科學范式的吸收和發(fā)展是牛津?qū)W派興起的另一個重要背景。從12世紀下半葉起，“亞里斯多德的科學和方法論著作就給當時的學者展現(xiàn)了新的視野”。①在13—14世紀的幾所最著名大學中，牛津大學作為科學方法論的研究中心著稱，巴黎大學以神學和形而上學研究著稱，博洛尼亞大學則以法學和醫(yī)學研究為長。②當時，對亞里斯多德的哲學體系有三種態(tài)度：一種是排斥、禁止傳播，一種是使之與基督教觀念相調(diào)和，③還有一種是吸收并發(fā)展其學說。教會多持反對態(tài)度;大多數(shù)學者則試圖將之與基督教觀念調(diào)和;格羅塞斯特則不同，他很早就意識到亞里斯多德體系作為一個新的科學研究范式的巨大潛力，不遺余力推動翻譯相關(guān)典籍，使牛津成為當時一個重要的翻譯中心。④

1214年，格羅塞斯特成為牛津大學首任校長（Magister Scholarum or Chancellor of the University），在牛津大學建校伊始的頭20至30年期間發(fā)揮了重要的學術(shù)引領(lǐng)作用。格羅塞斯特率先翻譯了亞里斯多德的《辯謬篇》（Sophistic Elenchi）、《前分析篇》（The Prior）和《后分析篇》（The Posterior Analytics）等重要著作。牛津大學的其他學者，如阿賓頓的埃德蒙德（Edmond of Abington）和薩瑞耶爾的阿爾弗雷德（Alfred of Sariyer）也積極翻譯亞里斯多德典籍，埃德蒙德于1202—1208年在牛津大學人文學院教授人文學科課程時，翻譯了亞里斯多德的邏輯學著作并用作教材;阿爾弗雷德翻譯的《自然哲學》（Libri Naturals），被巴黎大學用作人文學院的教材。13世紀中葉前，亞里斯多德—阿維森納學說在牛津大學的影響就非常大了。①1270年以后，不僅在牛津，也在歐洲其他大學中，幾代學者涉及的有關(guān)學科，皆以評論亞里斯多德相關(guān)研究的形式出現(xiàn)。②直到17世紀，探究科學方法論的學者還都圍繞亞里斯多德關(guān)于科學探究的程序以及他所提出的種種問題展開討論。

格羅塞斯特遠見卓識，他很早就注意到由于吸收希臘-阿拉伯科學成就，歐洲學術(shù)業(yè)已達到復興，并且進一步提出在繼承這些科學思想時需要獨立思考，并以對客觀世界的觀察為依據(jù)來發(fā)展它們。③格羅塞斯特先后寫了很多文章討論亞里斯多德的《物理學》（The Physics）及其他形而上學和科技問題。他特別關(guān)注科學認識論問題，④因為這涉及科學研究的方法論。在《論真理》（De veritate）、《論神學知識》（De scientia dei）、《論定理的真理性》（De veritate propositions）等論文中，他批評那種用“辯證思維”來討論形而上學問題，并使亞里斯多德體系與神學觀念相協(xié)調(diào)的做法，主張依據(jù)自己的經(jīng)驗和觀察來辨析自然哲學問題。在牛津大學任職期間，他澄清了一系列對科學研究至關(guān)重要的認識論問題，幫助同時代的許多學者從中世紀經(jīng)院哲學思維轉(zhuǎn)向?qū)嵶C科學探究。正是在他的推動下，牛津的學術(shù)被引向了“新的具有實證傾向的科學探究”，⑤更多集中在“被改造的本體論上，并且借助與神圣理念無關(guān)的詞語來構(gòu)建實在”。⑥

格羅塞斯特這一派學者不僅繼承亞里斯多德的科學方法論的精髓，使之新柏拉圖主義化，而且是以那個時代的神學家不具有的數(shù)學家的眼光和創(chuàng)新精神來完成這項工作的，因此，牛津?qū)W術(shù)新思潮也以把數(shù)學與新柏拉圖主義相結(jié)合為特征。⑦亞里斯多德知識體系包含了“科學”探究的方法論和一系列被演繹證明的物理學范疇和概念，新柏拉圖主義則偏愛數(shù)學，格羅塞斯特融合了這兩種傾向。同時代的其他學者接受亞里斯多德的邏輯學，但忽視其形而上學;格羅塞斯特則賦予邏輯學以更大意義，而且著手創(chuàng)建新的形而上學體系，開始奠定以經(jīng)驗論和邏輯推理的嚴密性為特征的牛津?qū)W派學術(shù)新規(guī)范。

當時，兩類知識——神學知識和亞里斯多德—阿拉伯學術(shù)所包含的自然知識——的性質(zhì)引起很大爭論。格羅塞斯特提出新的觀點，聲稱形而上學宗教思辨所獲得的知識是不確實的，“人類智力可以抽象（概括）出所有個體中包含的普遍法則，而獲得某種程度的真理”。⑧這種觀點在當時極為卓越，影響了一批學者。例如坊廷斯的高弗雷（Godfrey of Fontaines）就聲稱神學源自信仰所擁有的原則，而自然知識是建立在“證據(jù)基礎(chǔ)上”。⑨

格羅塞斯特又進一步澄清自然知識探究的模式，他認為有三種：第一是研究物質(zhì)（體）的自然哲學;第二是探究物質(zhì)及運動的數(shù)學;第三是形而上學研究。三種知識中，形而上學探究僅依靠純粹自然手段，不能獲得有關(guān)永恒的和精神上存在的對象的知識;物理學是不確定的，因為它研究流變的物體;數(shù)學知識是確定的，也是實證知識（Demonstrative Knowledge，前一詞與后來所使用的實證的（Positive）類似，當時的語境下還未能使用該詞）的基礎(chǔ)，它的前提——公式和法則——是不言自明的，或可以被論證，例如關(guān)于三角形是由三條邊構(gòu)成的定義;格羅塞斯特也從“存在”“動因”之類的抽象范疇出發(fā)來研究物質(zhì)和運動，在評論《后分析篇》（Posterior Analytics）等論文中，他從新柏拉圖主義的立場出發(fā)，倡導從考察物理世界入手，再據(jù)此討論特殊問題。在這里，他實際勾勒了一條包含理論抽象和數(shù)學分析的探究自然規(guī)律的途徑。不僅如此，他還在寫下的一系列關(guān)于光學、天文學以及其他如研究彩虹等自然現(xiàn)象的科學論文中示范這種探究路徑。

二、提出新的以經(jīng)驗論為特征的

科學方法論

在格羅塞斯特的影響下，牛津大學形成了一種不僅重視自然知識探究，而且具經(jīng)驗論特征的方法論。那時，大多數(shù)學者主要借鑒亞里斯多德的邏輯方法，并以此來論證基督教神學命題的真理性，他們“將教義問題按照邏輯系統(tǒng)化”，幫助神學披上“演繹科學”的外衣，使之越來越成為一種邏輯學的構(gòu)建或科學的訓練。①格羅塞斯特為首的牛津?qū)W派則不同，他們繼承了亞里斯多德的邏輯思維方法，又開辟了一條對自然科學探究有重要意義的認識路線。亞里斯多德曾區(qū)分“事實”知識（Quia）和有關(guān)原因（Propter Quia）的知識，格羅塞斯特接受了這個觀念，并聲稱所有的現(xiàn)象（事實）都是原因的結(jié)果，因此可以通過尋找原因來說明。他想建立一個更加科學的方法論，以使研究者從對自然現(xiàn)象的經(jīng)驗主義的調(diào)查研究中，歸納演繹出事實（現(xiàn)象）的原因（因果關(guān)系）。

在“分析亞里斯多德關(guān)于真知識的觀點時，一種極為不同的看法逐漸在他心里形成”。②由是格羅塞斯特提出真理就是世界中的單純事物，顯然在這里力圖分離自然科學研究的對象，使事物（自然現(xiàn)象）成為獨立的研究對象，即物自體。在中世紀意識形態(tài)中，真理被認為與上帝的啟示有關(guān)。格羅塞斯特發(fā)展了圣奧古斯丁對真理的一個頗有意思的定義，即真理是“事物之所是”的觀念，提出真理“與事物的存在（Its being， esse）是等同的”，③一個事物的真理只是在其外部實在中實體性的顯現(xiàn)，或者事物在物質(zhì)環(huán)境下所有偶性中呈現(xiàn)出來的形式內(nèi)核，即本質(zhì)。這種觀點為拋開與物質(zhì)無關(guān)的神學概念，而通過研究物質(zhì)本身、揭示其形式和變化規(guī)律打開了大門。

格羅塞斯特的理論呼應(yīng)了當時已經(jīng)開始的研究趨勢：從唯實論向唯名論，或者說從“唯心論”向“唯物論”，即從借助神學觀念來推導知識，到從研究事物本身來獲取知識的轉(zhuǎn)移。那個時代，許多學者一方面承認感觀知識的意義，另一方面又要維持基督教神學觀念的權(quán)威性。格羅塞斯特以新的方式解決了這種兩難困境：通過把經(jīng)驗和觀察，而不是思辨作為獲得具有確定性的知識的基礎(chǔ)，并借助數(shù)學來確立理性知識對于感官知識的優(yōu)越性。他又提出人類獲取知識的認識論路線是把作為整體的事物分為部分，加以研究，然后再獲得整體的知識的說法，這類似后來笛卡爾提出的分析的方法。

格羅塞斯特認為數(shù)學是建構(gòu)新的形而上學的工具，因此他又是“科學趨向數(shù)學這個現(xiàn)代取向的肇始者”。④格羅塞斯特從亞里斯多德那里吸收了關(guān)于一些學科從屬于其他學科的觀念，認為研究事實，或物質(zhì)現(xiàn)象的科學從屬于能夠提供證明（程序）的學科，尤其是數(shù)學的各個分支學科。例如光學從屬于幾何學。在他看來，數(shù)學和幾何學為研究光現(xiàn)象和從光的角度解釋自然界提供了工具。這種思路為把自然科學探究數(shù)學化和幾何化打下了基礎(chǔ)。格羅塞斯特以身作則借助數(shù)學探究物理學和光學問題，并力圖進一步抽象出現(xiàn)象背后的形而上學（理論）。他強調(diào)使用歸納得出的概念，并據(jù)此演繹出具有確定性的命題。在《后分析篇注釋》中，格羅塞斯特解釋說“科學知識即被證明的知識”。⑤

眾所周知，科學的核心是理論，即涵蓋所有個別特殊現(xiàn)象的普遍法則。格羅塞斯特在解釋光學的重要性時提出了一些頗有意義的觀點。在他看來，自然之光如精神之光，是人借以獲得不變法則知識的源泉。不變法則貫通所有創(chuàng)造物，而且獨立于個體。不變法則，他又稱之為“神圣理念”（Devine

Ideas），是特殊個體賴以構(gòu)成的基礎(chǔ)。格羅塞斯特這里顯然認為不僅應(yīng)當通過觀察（自然之光使觀察成為可能），而且可以據(jù)此得出普遍法則。他談到“從經(jīng)驗數(shù)據(jù)到普遍原則（Universalia Composita）的歸納”，⑥并且認為真理應(yīng)表現(xiàn)出足夠的規(guī)律性，是對同一現(xiàn)象或多次反復發(fā)生的過程的解釋。

格羅塞斯特也強調(diào)近代科學探究的一個基本手段，即實驗。亞里斯多德在《形而上學》的開篇曾提到經(jīng)驗與記憶是科學知識的來源。格羅塞斯特接受并發(fā)展了這一思想?！敖?jīng)驗”一詞在13世紀，包含經(jīng)驗的（Experiential）和實驗的（Experimentum）兩種含義。在《后分析篇注釋》中，格羅塞斯特提出要建立基于“經(jīng)驗的普遍原則”（Principia Universalia Experimentalia）。⑦他注意到在演繹推理中，有些前提或結(jié)論的確定性不是在邏輯學或數(shù)學上自明的，這些命題的真理性或因果關(guān)系是由多次觀察到重復的現(xiàn)象而認知的，因此，為了進一步確認因果關(guān)系，必須轉(zhuǎn)向?qū)嶒灒–onvertere [se] ad experientium）。他以腹瀉為例講解說：在驗證關(guān)于服下瀉藥導致紅色的汁液排出（腹瀉）這個現(xiàn)象的因果聯(lián)系時，必須排除所有可能導致紅色汁液排出的其他情況，然后多次重復服下瀉藥，如果同樣地排出紅色汁液，就可以認定其因果性。格羅塞斯特把這個過程稱之為對假說的“受控的驗證”。①

13世紀只有少數(shù)杰出學者把實驗看作是發(fā)現(xiàn)科學原理的基本方法。當時大多數(shù)學者更多把經(jīng)驗或者實驗視為觀察，感覺體驗以及在此基礎(chǔ)上的歸納抽象。格羅塞斯特等對實驗意義的領(lǐng)悟，一定程度上受到當時流行的魔術(shù)和巫術(shù)觀念的影響。魔術(shù)師和巫師制造幻覺或奇異的景象，以此顯示“神秘的力量”。在格羅塞斯特眼中，發(fā)現(xiàn)自然的魔力是科學探究的合法部分，用透視鏡做實驗，使遠處看上去更近一些，以及研究星相學或占星術(shù)都是如此。當時不止格羅塞斯特，奧維涅的威廉等學者也“把亞里斯多德主義、新柏拉圖主義、阿拉伯和猶太的數(shù)學及法術(shù)編織在一起……13世紀的許多科學和哲學上的成就都可以追溯到他們那富有成果的開端”。②

三、培根：呼吁從事

以實驗為基礎(chǔ)的科學研究

受到格羅塞斯特影響最大，而且進一步發(fā)展了他的實驗哲學的是培根，③培根甚至被認為是第一個實驗科學家。在他看來，可以從觀察和經(jīng)驗歸納抽象出解釋原則，但還必須將解釋訴諸經(jīng)驗的進一步檢驗，即實驗。培根稱這為實驗科學的“第一特性”（First Prerogative）。④培根的重要著作包括《大著作》（Opus Majus）以及《小著作》（Opus Minor），后書概述了那時的科學知識狀況。他另外還寫了一本名為《神學概要》的小冊子，攻擊經(jīng)院哲學，啟迪理性主義精神。培根相信四方面的原因阻礙人們做出正確判斷：對權(quán)威的過度崇拜、習慣、偏見和自負。幾個世紀以后，弗蘭西斯·培根（Francis Bacon）也列舉了四個此類原因。

在培根看來，“經(jīng)驗”有兩種：“通過內(nèi)心獲得的神秘體驗和通過外因獲得的、依靠儀器輔助和應(yīng)用數(shù)學來保證精確性的知識。”⑤他肯定觀察得來的證據(jù)對認識的重要性。16世紀以后，這個觀念被認為對科學認識論具有頭等重要意義。培根認為歸納法的成功依賴于對現(xiàn)象的觀察的知識的準確性，使用主動（或受控）實驗是增進知識的重要方法。他相信科學的客觀性或事實依據(jù)可以借助實驗得到強化。⑥實驗科學（Scientia Experimentalis）⑦可以驗證科學探究中提出的假設(shè)或推論。他認為亞里斯多德的邏輯學幫助人認識真理，經(jīng)驗則可以除去對真理的所有懷疑。在格羅塞斯特眼中，自然科學通過實驗或經(jīng)驗來建立原理，然后遵循亞里斯多德的邏輯方法從原理推演出結(jié)論;培根則認為實驗不應(yīng)當只是去論證推演，而應(yīng)當是“對已證明之結(jié)論的經(jīng)驗驗證”。⑧這種觀點與近代科學認識論相吻合。⑨培根清楚地認識到實驗?zāi)芙o科學以確定性。他反復宣傳：驗證前人說法的唯一方法是觀察和實驗，證明一種科學理論必須要借助實驗?！皩嶒灴茖W勝過各種依靠論證的科學，因為無論推理如何有力……都不可能提供確定性，除非有實驗證明它們的結(jié)論”。⑩培根對實驗科學的意義的認知影響了后來的學者，14世紀初，弗萊堡的塞多瑞克（Theodoric of Freiberg）就用實驗方法檢驗彩虹是由于雨滴對太陽光的折射和反射造成的假設(shè)，伽利略在他的著作中也多次提到培根。

培根“把數(shù)學看作是自然科學，或全部科學的基礎(chǔ)”。①在《自然科學的特性》論文中，他批評亞里斯多德和大阿爾伯特忽視數(shù)學，認為只有借助數(shù)學這個通向完整知識的大門和鑰匙，其他的學科才具有確定性。數(shù)學為解釋（物理）事實或現(xiàn)象提供了推理語言，不運用數(shù)學，自然現(xiàn)象就不能真正地被認識。數(shù)學因此是通識教育的基礎(chǔ)。在培根和牛津?qū)W派其他學者的影響下，運用數(shù)學或以數(shù)學的思維方式去探究物理現(xiàn)象逐漸被接受。到了14世紀，學術(shù)注意力越來越轉(zhuǎn)向數(shù)學和科學問題，并推崇把演繹和實驗作為解決困惑的手段。

培根在科學探究中重視科學實驗，尤其是光學實驗。他的著作談到光的反射定律、折射現(xiàn)象、反射鏡、透鏡和望遠鏡的原理，并構(gòu)想了許多機械發(fā)明，如機械推進的車船、飛行的機器、魔術(shù)鏡、取火鏡、火藥和磁石等?！八樟藲W幾里得（Euclid）、托勒密（Ptolemy）和阿爾·海賽姆（Al Hesham）的成果”，②探究透鏡矯正視力，放大圖像的作用，相信可以用透鏡彎曲光路，“讓太陽、月亮和行星呈現(xiàn)于近前”。③在技術(shù)想象和發(fā)明上，200年以后的達·芬奇很像他，但培根的科學實踐更具學術(shù)性。在培根這里，近代實驗科學的方法論已十分明晰，如今在牛津大學培根故居附近墻上嵌有一銅牌，銘文為“杰出的博士聞名遐邇，以實驗方法極大地拓展了科學的空間”。④

四、對科學邏輯學的發(fā)展

牛津?qū)W派在科學研究的邏輯方法論上也卓有建樹。亞里斯多德相信從對現(xiàn)象的觀察中可以歸納出解釋現(xiàn)象的原則，牛津?qū)W派則提出了更多依據(jù)觀察資料歸納解釋原則的邏輯方法。格羅塞斯特首先領(lǐng)悟到亞里斯多德的歸納法和演繹法在科學探究中的意義，并對其稱之為“解析和歸納總結(jié)方法”（Method of Resolution and Composition）加以闡發(fā)。他認為研究者在第一階段，即歸納階段，可以通過觀察，歸納出現(xiàn)象形成的要素（條件）;在演繹階段，則進一步把這些抽象出的要素構(gòu)建成對現(xiàn)象的說明（理論）。格羅塞斯特以光譜為例說明上述探究程序。彩虹、水輪和船槳激起的水霧上以及穿過裝滿水的玻璃杯的陽光呈現(xiàn)七彩光譜，通過仔細觀察和抽象，可以發(fā)現(xiàn)其形成的一般條件如下：（1）光譜與透明的球體有關(guān);（2）光譜中的不同顏色源于陽光被從不同角度折射;（3）顏色的不同與穿過球體的弧度有關(guān)。然后，研究者就可以據(jù)此構(gòu)筑有關(guān)此類現(xiàn)象特征及形成的一般條件的理論。⑤格羅塞斯特這里表現(xiàn)出了一個科學家的素養(yǎng)及所具有的觀察和抽象能力，其方法論與中世紀盛行的通過思辨或思想試驗，或訴諸上帝來解釋現(xiàn)象的方法迥然不同，而更符合現(xiàn)代科學范式。

格羅塞斯特又提出了一種邏輯證偽法（Modus-

tollens）。他闡述說：根據(jù)經(jīng)驗，一個結(jié)果可能會由多種假設(shè)的原因引起。研究者可以通過證偽，如某個假設(shè)的原因沒有導致伴隨現(xiàn)象的出現(xiàn)，這個原因就可以排除，然后，依次逐步找到真正的原因。他以探究太陽如何帶來熱量為例。格羅塞斯特認為有3種使一個物體升溫的途徑：來自一個熱物體的熱傳導;物體自身運動;光線的照射。他的證偽過程如下：假設(shè)太陽帶來熱量是因為熱傳導，那么鄰近的天體會被加熱和變質(zhì)（形），但鄰近的天體并沒有變形和變質(zhì)，因此太陽并不是通過接觸傳導熱量。通過這種邏輯證偽法，格羅塞斯特最后認定太陽傳遞熱是通過光線照射，換句話說，是熱輻射。限于當時的科學水平，格羅塞斯特所說的相關(guān)細節(jié)并不全對，但他所闡述的一系列形式邏輯方法卻影響很大。⑥

司各脫⑦提出了另一個邏輯方法——“找同法”（Method of Agreement）。他的《牛津著作集》匯集了他在牛津大學的講稿，其中對亞里斯多德思想的評析影響深遠。有人評論說，笛卡爾為現(xiàn)代哲學奠定的框架，實際上是1300年前后司各脫等學者在牛津大學建立的理論結(jié)構(gòu)。按照司各脫的“找同法”，研究者需要列出一個結(jié)果出現(xiàn)的各種背景（條件），然后找出在每一個案例都有的背景因素，例如在結(jié)果“e”出現(xiàn)的四個案例中，盡管存在“b，c，f”等各種不同的因素，但假如都有“a”因素在其中，觀察者就可以說“a”是結(jié)果“e”的原因。①

奧卡姆提出了“差異法”（Method of Difference）。奧卡姆的“差異法”要求研究者比較有某種效果和沒有某種效果的案例，分析伴隨結(jié)果出現(xiàn)的條件和因素。如果“c”因素在其中，效果“e”就出現(xiàn);反之，“c”因素不在其中，效果“e”就不出現(xiàn)，研究者就可以判斷“c”為“e”的原因。威廉·奧卡姆②又解釋說：依據(jù)少量（一個）案例判定因果聯(lián)系，還必須斷定其他可能的原因不在場，因此最好是觀察非常多的案例，以排除會有“c”以外的原因。③

奧卡姆在科學解釋上提出了新規(guī)則，影響深遠。他號召避免使用多余的“實體”——這里指神學和經(jīng)院哲學概念或范疇，而將解釋限制在依據(jù)感覺經(jīng)驗或?qū)嶒灁?shù)據(jù)基礎(chǔ)上的歸納或推論范圍內(nèi)。中世紀的許多學者相信自然界總是選擇最簡單的路線;奧卡姆不以為然，他認為上帝也許是以最復雜的方式締造了自然現(xiàn)象。但奧卡姆把簡潔性原則轉(zhuǎn)用于概念和理論建構(gòu)上，堅稱應(yīng)當把多余的概念剔除，在現(xiàn)象的解釋上選擇簡單一些的理論，這就是后來所謂的“奧卡姆剃刀”原則，④它為摒除以神學概念來解釋自然現(xiàn)象的做法提供了支持。

奧卡姆以有關(guān)運動中的拋射體的性質(zhì)的辯論為例，闡述他的“推理精簡原則”。當時的觀點認為拋射體運動是因為獲得了一個原動力的結(jié)果。奧卡姆認為“原動力”概念是一個多余的概念，因為說物體由于獲得原動力而運動和說一個物體運動幾乎一樣，沒有表達更多的意思。物體（包括拋射體）的運動可以用一個物體在不同的時間處于不同的位置的陳述來表達。⑤奧卡姆的這些觀念鼓勵后來的學者不用“物體的本性”和自然的位置之類的概念來解釋運動等物理現(xiàn)象，而去探究物體在不同的時間點和空間位置變動的模式。后來的伽利略和牛頓遵循的正是這些物理學觀念。⑥

五、牛津大學新的科學思想的影響

牛津大學的新科學思維和研究方法在14世紀三四十年代逐漸傳播開來，并首先影響了巴黎大學，在那里同注重演繹推理的、理性主義的形而上學傳統(tǒng)相結(jié)合，產(chǎn)生了一些極為卓越和超前的科學理論或假說。奧卡姆的《邏輯大全》在14世紀30年代傳入巴黎大學，受到廣泛關(guān)注。教皇約翰二十二世不得不在1326年發(fā)動一場反奧卡姆的運動，但它并未能阻止奧卡姆思想的傳播。此后，不止奧卡姆，牛津大學的其他數(shù)學家和邏輯學家的著作“在14世紀40年代及以后巴黎大學的學者關(guān)于自然哲學的著作中（都）占有重要地位”。⑦歐洲大陸的學者們，“不斷使用牛津的幾何學、數(shù)學以及邏輯學的‘標準語言，來討論哲學和神學中諸如無限之類的話題”。⑧

正如庫恩在評述其他科學范式時所說的那樣，牛津大學“空前的科學成就吸引了一批堅定的擁護者，使他們脫離科學活動的其他競爭模式。同時，這些成就又足以無限制地為重新組成的一批實踐者留下有待解決的種種問題”。⑨14世紀歐洲最具創(chuàng)新思維的學者之一，尼古拉·奧里斯梅（Nicole Oresme，1320—1382）⑩在運用奧卡姆科學解釋規(guī)則時成就十分突出。奧里斯梅（Ouisme）翻譯了很多亞里斯多德著作，在經(jīng)濟學、數(shù)學、物理學、天文學、哲學和神學等領(lǐng)域撰寫了一系列極有影響的論著。在1356年發(fā)表的一篇文章中，奧里斯梅支持地球自轉(zhuǎn)的觀點。他解釋說地球自轉(zhuǎn)時，并不是如其他學者所說會引起從東向西的大風，因為地球上的水和空氣也獲得同樣的運動狀態(tài)。他借用奧卡姆的“推理精簡論”論證說，地球繞軸自轉(zhuǎn)比巨大的天體運轉(zhuǎn)更為經(jīng)濟，并用幾何圖表顯示其規(guī)律。奧里斯梅也很早就研究了勻加速運動。①

格羅塞斯特的“證偽法影響極其廣泛”。②兩度擔任巴黎大學校長的著名學者讓·布里丹（Jean Buridan，1295—1358）運用格羅塞斯特的證偽法去辨析亞里斯多德關(guān)于拋射體運動的理論。亞里斯多德曾提出，拋射體運動是因為前面的空氣被擠壓到拋射體后面來填補不如此就會出現(xiàn)的真空，這樣就推動了拋射體前行。布里丹論證說，這個假設(shè)若成立，那么后端更寬大的拋射體就會比兩頭尖的拋射體運動更快，但結(jié)果卻并非如此，布里丹因此宣布亞里斯多德的說法不正確，③并提出了類似“慣性”的“推動力”的概念。④

牛津大學新的科學觀念也傳播到意大利。1328年，奧卡姆曾在意大利短暫停留。1342年，意大利學者里米尼的格里高里（Gregory of Rimini）在博羅尼亞大學、帕多瓦大學和佩魯賈大學講學，介紹牛津大學和其他英國學者的成就，1343—1344年他又把牛津大學的新思想帶入巴黎，使巴黎大學的創(chuàng)新精神重新覺醒。1482年，奧里斯梅的《天體通論》（Foundamental De Latitudinibus Formarum）在帕多瓦出版，奧卡姆的科學理念及奧里斯梅等人對牛津科學范式的運用在帕多瓦大學受到廣泛關(guān)注。牛津?qū)W派提倡以實驗為基礎(chǔ)，借助數(shù)學闡述科學發(fā)現(xiàn)的理念對伽利略有重要影響，伽利略在闡述科學方法論的著作中也多次提到培根。⑤

牛津?qū)W派所提出的新的科學探究范式在一定程度上是對希臘科學傳統(tǒng)的繼承和發(fā)展，在某些重要的方面，它超出了以亞里斯多德——阿基米德為代表的古希臘科學范式，例如對實驗和數(shù)學的重要意義，以及對從觀察和實驗到理論抽象這條科研路徑的清晰認知等等，它所清洗并發(fā)展出的重要的科學范疇和概念也更具現(xiàn)代性。牛津?qū)W派科學觀念和方法論同之前的中世紀流行的科學探究范式有著毋庸置疑的本質(zhì)差異，在一定程度上是可以將之稱其為“范式革新”或“范式革命”的。⑥在這種新的科學范式中，奧卡姆以及牛津大學的其他學者，如托馬斯·布雷德沃?。═homas Bradwardine）、頓布勒騰的約翰（John of Dumbleton）、威廉·赫特斯伯利（William Heytesbury）、理查德·斯韋恩赫德（Richard Swineshead）等“已經(jīng)在著手建構(gòu)慣性、自由落體和拋物體運動的現(xiàn)代力學概念的早期形式，并且在物理學上初步嘗試用代數(shù)和圖表來表示（物理現(xiàn)象之間）的功能關(guān)系”。⑦

不幸的是，由于某些原因，在15世紀，歐洲的科學復興運動放緩了，這影響了牛津大學具有革新意義的科學方法論的傳播?！犊茖W革命的結(jié)構(gòu)》的作者庫恩認為科學的發(fā)展體現(xiàn)為“范式”的轉(zhuǎn)移，當舊的范式解決問題的能力逐漸被削弱，新的范式——理論和方法逐漸獲得成功和共識，革命就發(fā)生了。牛津?qū)W派幾乎完整地提出了近代科學的研究范式（方法論），然而，正如庫恩所總結(jié)的那樣，“通向一種堅實的研究共識（Research Consensus）的路程是極其艱難的”，⑧牛津大學新的科學研究范式獲得共識的時間一直延后到17世紀，一個重要原因是當時牛津?qū)W派未能在社會廣泛關(guān)注的重大科學問題上獲得突破性成就。200多年后，繼承牛津?qū)W派科學傳統(tǒng)的伽利略在傳播這個范式上獲得巨大成功，部分就是他在受到廣泛關(guān)注的“日心說”上提供了有力的觀察證據(jù)，⑨從而以其成就展示了這個研究范式的優(yōu)越性。一般認為，近代科學革命始于哥白尼，而牛頓是集大成者;而本文的研究表明，在科學范式（觀念和方法）上可以把近代科學革命溯源到13—14世紀。

【作者簡介】何平，四川大學南亞研究所教授，主要從事世界史和史學理論研究。

曾祥裕，四川大學南亞研究所副教授，主要從事南亞研究。

【責任編輯：豆艷榮】