第三章 艺术与科学（2 / 2）

1549年前后，佛兰德斯画家汉斯·埃沃思（Hah）来到英国，带来了安特卫普风格主义传统，他的作品如《达克雷夫人肖像》（Portrait of Lady Dacre）和《玛丽一世》（1554）都过于强调服装，冲淡了人物特征。但他作为庆典装饰和假面舞会的画家，又是16世纪中叶英国绘画中的关键人物。安东尼·范·戴克爵士（Sir Anthony van Dyck）是另一位佛兰德斯画家，他对17世纪英国绘画的影响最深。1620年和1621年，他两次访英，并从1632年起成为宫廷画家，直至逝世。他给英国人带来了巴洛克风格，其完成的查理一世肖像画，表现得十分雍容华贵。英国画家威廉·多布森（William Dobson）虽受威尼斯画派的影响，但对人物性格的感受却是英国式的，英国巴洛克美术的代表作《第一代拜伦勋爵》（John Byron,1st Lord Byron）和《威尔士王子查理》（CharlesⅡwhen Prince of Wales），都出自多布森之手。

继范·戴克之后领导英国绘画潮流的是荷兰人彼得·莱利爵士（Sir Peter Lely）和德国人戈弗雷·克内勒爵士（Sir Godfrey Kneller）。莱利大约于1641年来伦敦，1660年成为国王首席画家，他的肖像画作品如同镜子，准确地反映查理二世的宫廷生活。他特别善于运用色彩，这一点可以从他装饰汉普顿宫的组画《温莎美女》（Windsor Beauties）中看到。克内勒的许多肖像画都是在助手的帮助下完成的，虽然给人以沉闷之感，但人物性格鲜明，如《马修·普里奥尔》（Matthew Prior），不仅构图新颖，人物也富有男子气。

16世纪下半叶，很多外国画家来到英国。法国的影响表现为大规模的宫廷装饰画，意大利画家安东尼奥·维里奥（Antonio Verrio）给英国室内装饰带来域外风情，其代表作是伯利庄园（Burghley House）的天顶装饰。1629年鲁本斯（Sir Peter Paul Rubens）作为外交使节访问英国，并在这里住了九个月。他的白厅宴会宫天顶画代表查理朝英国绘画的最高水平，对英国绘画产生了重要影响。这些组画既是鲁本斯中年时期的代表作品，也是巴洛克绘画的代表作品。整组作品呈现出鲁本斯的一贯风格，场面宏大、线条流畅，富有情节感与运动感；色彩艳丽饱满、对比强烈，充满肉感与力量；是那个时代激情恋情拥抱世俗生活理想的表达。鲁本斯是这样来形容英国的：“……这个国家的魅力，不单是外在文化的光辉……而且亦是这个宫廷中所能发现的杰出绘画、雕塑和古代铭刻的难以置信的数量。”

文艺复兴时期，现代科学开始起步，1543年发表的尼古拉斯·哥白尼（Nicos Copernicus）和安德烈亚斯·维萨留斯（Andreas Vesalius）的著作是其标志。现代科学思想是逐步形成的，在16世纪科学中，中世纪的成分还很多，比如古罗马医学家盖伦（Cudius Galenus of Pergamum）的四体液说在生理学和医学上居支配地位，亚里士多德的四元素说统治着物质世界，托勒密（Cudius Ptolemaeus）的天体圆周运动论主导着天文学。在物理学说中，运动分为两类，一类是外力引起的运动，一类是自然运动。科学革命继承了中世纪的知识，比如：物质变化的理论源于炼金术，运动的概念产生于分类，生理学与医学的发展在思维方式上与盖伦的没有太大区别，它们属于同一学科传统的内部变化。16世纪知识的来源不是观察和实验，而是古代经典著作，对古代作品的翻译、教学、评述与分析，占据着科学活动的核心。

但16世纪的技术，特别是航海技术的进展，为科学的发展创造了条件。罗盘、磁力现象、光学镜片、印刷术等方面的发现和发展，为科学知识的积累与传播提供了帮助，也为下一个世纪科学的发展提供了动力。16世纪前期，对自然现象的好奇心正在兴起，但中世纪的世界观没有发生变化，实验科学家们也不赞成波兰天文学家哥白尼的学说。直到1710年，科学只是数学、医学和巫术，数学用于理论天文学、航海学、制图学、力学、弹道学、城防、测量和占星术，医学包括植物学、解剖学、生理学、外科学、药物学和后来的化学。巫术则无处不在，它分为白巫、黑巫和自然法术，电、磁等实验科学是自然法术。著名数学家约翰·迪博士是伊丽莎白女王的御医，也是占星术士。牛顿带有神秘主义色彩，他关于第一推动力的假说和力学三大定律，在神学信仰方面与中世纪保持一致性。不过从1590年代起，以天文学和力学为标志的现代科学革命逐渐展开，并在1710年代汇合了成一股潮流。

在科学革命中，威廉·吉尔伯特（William Gilbert）的《磁学》（Magism,1600）是英国人做出的第一个贡献。吉尔伯特把自然法术与实验结合起来，按《新编剑桥世界近代史》的说法，他“对于地球磁灵所做的近乎抒情的描述，以及他对于磁力是一种赋予生命的并且无处不在的力量深信不疑，都使他的潜在的哲学思想与自然法术非常接近。同时这篇论文又是自13世纪以来第一篇开创性的磁学论文，第一次对电进行了细致的研究，使吉尔伯特成为第一位明确区分电与磁的学者。他论证了地球的磁性，证明了罗盘指示的是地极而不是天极。他宣称天然磁石不可能引起永恒运动。他还论证了如何制造人造磁铁（锤打一根沿南北方向放置的铁条），他认为天然磁石与被地球磁力磁化的铁矿石同属一类东西而且还讨论了磁学在航海和天文学方面的用途。”后世学者发现《磁学》是一篇科学杰作，但时人只视其为自然法术的佳作。他仅仅满足于描述现象，指出种种现象之间的关联，这与16世纪科学的整体状况相符。当时，科学是描述性的，而不是分析性的，“他们尚未能找到一种方式来帮助人们以理性的和简单的术语来理解自然界的作用，也未能勾勒出一个世界性的体系。”

威廉·哈维（William Harvey）是科学革命中第二位英国人，1628年他发现了血液循环规律，奠定了现代生理学的基础。哈维15岁进剑桥大学，学了一些与医学有关的知识。1602年他在意大利帕多瓦大学（Uy of Padova）从事静脉血管解剖和“静脉瓣”研究，奠定了他后来的心血管运动理论基础。在哈维时代，盖伦理论仍占统治地位，盖伦认为：人体中有两种不同的血液，静脉血从右心室倒流到静脉，动脉血从动脉回到左心室。16世纪的安德烈亚斯·维萨留斯和迈克尔·塞尔维特（Michael Servetus）都发现了盖伦的错误。意大利解剖学家希罗尼穆斯·法布里克斯（Hieronymus Fabricius）是哈维的老师，他发现静脉血管中有瓣膜，但他不理解瓣膜的真正意义，仍然认为血液离开心脏后可在静脉中往返流动。上述这些发现都给哈维很大的启发，比如：假设静脉血与动脉血是同一的，无疑就为发现血液循环铺平了道路。哈维通过一个简单的数学计算，形成了血液循环概念：他估计心脏每次跳动的排血量大约是两盎司，由于心脏每分钟跳动72次，所以用简单的乘法运算就得出结论，每小时大约有540磅血液从心脏排入主动脉。而这个重量远远超过五个人的正常体重，哈维于是认识到血液往复不停地通过心脏。这一假说提出后，他花了九年时间进行实验，“达到这个重要的观念，不是靠思辨，也不是靠先验的推理，而是靠一系列步骤，每一步骤又都是根据利用解剖方法对于心脏所进行的观察，或者如他自己所说，根据‘反复的活体解剖’。”哈维不再依赖一些中世纪概念，像天然元气、生命元气、血气等，而是通过生理机制来解释心脏运动。

弗朗西斯·培根是科学革命中第三位英国人，并且是第一位科学革命的理论奠基者。他和托马斯·霍布斯一道，被看作是17世纪英国经验论的代表人物，并与欧洲大陆的笛卡尔（René Descartes）、莱布尼茨（Gottfreid Wilhelm Leibnitz）的唯理论相对立，形成了现代哲学的两大传统。40岁以后的培根，一直是詹姆士一世时期的重要政治人物，他的《随笔》讨论政治和人生的方方面面，是17世纪英国文学的重要作品。他在《新大西岛》（ntis,1627）中描写了一个虚构的岛国“本色列”，令人想起了托马斯·莫尔的《乌托邦》。但培根的理想王国很特别，科学主宰着在那里的一切，充分体现了他的科学思想。培根最重要的作品《伟大的复兴》（Great Instauration）是一部未完成的巨著，论述的对象是知识。按计划，这部书应分为五部分，第一、二部分勾画当时的知识现状，描述新的科学调查方法；余下的部分汇集实验数据，解释科学程序，重新划分知识领域。这项宏伟的计划只完成了第一部分《学术的进展》和第二部分《新工具》，而在《新工具》中，培根批评了亚里士多德的演绎逻辑，发展出一种新的逻辑方法——归纳法。作者认为，要认识世界必须先观察世界，要先收集事实，然后用归纳方法从事实中得出结论。

科学革命中第四位英国人是罗伯特·波义耳（Robert Boyle），他于1627年出生于爱尔兰，当时培根刚刚去世。波义耳早年游历意大利，过伽利略的名著《关于两大世界体系的对话》（Dialogue ing the Two Chief World Systems）。英国革命爆发时，其父亲兄弟相继加入王党一派，而波义耳的兴趣在科学实验，他于1646年参加了由教授、医生和神学家组成的“无形学院”（Invisible College），也就是皇家学会的前身。1650年代他迁居牛津，在那里建立了自己的实验室。1660-1666这六年间，他撰写了10本书，并在《皇家学会学报》（Proceedings of the Royal Society）上发表20篇论文，成为当时科学界公认的领袖。在物理学方面，他通过实验认识到，真空所产生的吸力乃是空气的压力，借助于一系列实验来考察空气的压力和体积的关系，并推导出空气压力和它所占体积之间的数学公式，这便是波义耳定律。在化学领域，他的《怀疑派化学家》（The Sceptical Chymist,1661）综合了那个时代的化学成就，并指出化学研究的目的是通过实验方法认识物体本性，“元素”这个概念则是波义耳对化学的贡献。按波义耳的说法，元素是那些不能用化学方法再分解的简单物质，他推测元素应该有很多种。

科学革命的第五位英国人是罗伯特·胡克（Robert Hooke），他是那个时代最重要的实验科学家。胡克家境贫穷，但他从小在机械制造和绘画方面表现出天赋。1655年波义耳在牛津建立实验室，胡克成了他的助手，而波义耳定律实际上就是由胡克和波义耳共同发现的。1662年，胡克任皇家学会的实验主管，负责维护仪器，验证和演示实验，因此在那个时代，几乎所有重要的发现都有胡克的份，特别有他的实验支持。1665年，他根据资料设计了复合显微镜，观察到植物细胞，并以cellua命名；同年发表《显微术》（Micrographia）一书，展示了一些他用显微镜或望远镜进行的重要观察结果。这些工作后来被安东尼·范·列文虎克（Antonie van Leeuwenhoek）加以改进，促进了微生物观察学的发展。1673年，胡克制造出反射望远镜，并首次观测到火星的旋转和木星的大红斑，以及月球环形山和双星系统。此外，人们经常把锚型擒纵机、摆轮游丝、万向接头、风向仪、水平仪等装置的发明权也归之于他。1676年，他对弹簧的弹性进行研究，提出应力与伸长量成正比，此为胡克定律。他还是光的波动说的重要支持者。胡克和那个时代最知名的三位科学家关系密切，他们是罗伯特·波义耳、艾萨克·牛顿和克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）。波义耳对胡克有知遇之恩，后两位却与他有科学发现优先权之争：他和牛顿的争执是谁发现了万有引力定律，他和惠更斯争执的则是摆轮游丝，这些争执早已成为科学史公案。

牛顿是科学革命中第六位英国人，当然也是最重要的英国人。1661年牛顿进入剑桥大学三一学院，1667年当选为该学院研究员，1669年任剑桥大学卢卡斯数学教授，直到两年以后，1701年他出任英国皇家学会主席。牛顿的求学时代，古典研究和经院哲学仍然是剑桥大学的核心课程，但亨利·卢卡斯（Henry Lucas）、艾萨克·巴罗（Isaac Barrow）在物理、天文和数学方面都非常有名。牛顿受数学家巴罗的影响，研究开普勒（John Kepler）、笛卡尔和伽利略的著作，17世纪60年代进入黄金创新期：1665年发现二项式定理和正流数法（微分），1666年发现光谱分析、反流数法（积分）和万有引力定律。在力学领域，物体运动学的三个定律都是以牛顿命名的，第一运动定律（惯性定律）指：如果物体静止或作恒速直线运动，那么只要没有外力的作用，它就将保持静止状态或持续作匀速直线运动。第二运动定律（力的瞬时作用定律）指出力能使物体的运动产生变化，证明速度的时间变化率与力成正比、与物体的质量成反比，也就是说：力越大，加速度也越大；质量越大，加速度就越小。第三运动定律（作用与反作用定律）指出：当两个物体相互作用时，总是大小相等而方向相反。1687年，牛顿出版《自然哲学的数学原理》（Philosophi? Naturalis Principia Mathematica）这本最重要的著作，奠定了经典力学即牛顿物理学的基础。他从力学的基本概念（质量、动量、惯性、力）和基本定律（运动三定律）出发，以微积分为数学工具，论证了万有引力定律，统一了天体力学和运动力学，将其发展成完整而严密的科学体系，完成了现代物理学史上第一次大综合。它标志着16-17世纪科学革命的顶点，也是人类文明进步的一个划时代的标志。