西方科學：中世紀早期

大美科學

在羅馬帝國晚期，學術與哲學衰落之時，古典科學的精華版本被保留在少數關鍵的拉丁文文本中。5世紀，馬丁納斯·卡佩拉寫了一部名為《哲學與墨丘利神的婚姻》的寓言。書中婚禮上的幾個女儐相描述了她們代表的學科：幾何學、算術、地理學、天文學、音樂和邏輯學。隨后，馬可比烏斯所著另一部虛構著作《西庇阿之夢的解說》中包含了古典天文學的概要，按照亞里士多德和托勒密的理論敘述了天球層的結構和地球的地理情況。西塞羅是亞拉圖的《現象》一書的拉丁文譯者，這是一本講述古代星座的書。

類似這樣的書被年復一年地研究、傳授，直至進入中世紀。這些書保存了古典學術的概要。但是與同期伊斯蘭世界的情況一樣，歐洲的學者沒有在這些著作的基礎上更進一步，也沒有產生任何原創性的思想。400—1000年，前羅馬帝國轄地的社會混亂毀滅了科學與哲學的古典遺產，稱這一時期為“黑暗時代”也是恰如其分的。

在西歐，村鎮與城市的重要性大不如前了，學術的中心開始轉向基督教的修道院。人們將所有的精力和智慧都投入神學，自然哲學幾乎銷聲匿跡。

◎法蘭克王國卡洛林王朝時期（751—987年）的宇宙體系圖。地球位于行星和黃道十二宮的中心，但不同尋常的是，水星和金星被畫在太陽軌道的左側。這套體系曾被一些希臘學者提出過，很多年之后才在第谷的手中復活。

波伊提烏

羅馬時代末期最偉大的學者是波伊提烏，他致力于把柏拉圖和亞里士多德的主要著作翻譯為拉丁文。他曾為歐幾里得的數學著作寫過一份縮寫本。因為反叛東哥特王國國王狄奧多里克，他被捕入獄。在等待處決的日子里，他寫下了他最著名的作品《哲學的慰藉》。書中他斷言人類通過理性或取得的知識可以達到神明的高度，能夠掌握宇宙的規律。他相信，自然是由因果鏈條構成的，盡管這樣，普通人仍不能理解這一點。

我們還不能夠確認波伊提烏是否為基督徒，但是整個中世紀時期他都被尊為圣徒。在歐洲，他這本書的普及率很高。盡管此書內容不十分科學，但它對自然哲學的發展起到積極作用。

比德

在這漫長的幾個世紀里，具有科學思想者寥若晨星，英國修道士比德就是其中之一。他寫過關于時間度量的重要文章。在這一時期，沒有什么關于鐘表和歷法的書可供人們閱讀并能付諸天象檢驗。知道準確的時間對于規劃修道士的生活是異常重要的，特別是復活節日期的確定更要求準確地計時。這一問題的嚴重性已經到了可能使教會分裂的地步。

在關于時間的著作中，比德闡述了構建歷法的天文學基準。他是歷史上第一位建議用耶穌基督的誕辰作為紀年基點的人——這一想法很快就傳遍了基督教世界。

復活節的問題在于它與猶太逾越節相聯系。猶太教歷法是陰歷，以月亮的盈虧為準，這樣復活節就不能正好落在每個太陽年的同一天。比德給出了推算復活節日期的公式，即春分后第一個滿月后的日子為復活節。他解釋說這個日子以19年為周期循環。為了說明計算日期的方法，比德寫了一本關于基礎天文學的書。

可以說，在歐洲的黑暗時代，除了波伊提烏和比德關于時間的著作，科學或自然哲學并沒能被列入議程。

◎比德書中的星座圖。

查理曼大帝的統治

是什么改變了這種情勢？首要原因當是查理曼大帝，他統一了西歐幾乎所有的基督教轄地后，開始實行教育改革，在他的領地上把學校置于大教堂與修道院的屬下。這些學校教授拉丁文語法和神學，也教基本的數學知識。隨著時間的推移，其中一些學校發展為歐洲的中世紀大學。

這些學校鼓勵任教的學者進行前瞻性的研究，他們也尋找新的書籍和信息來源。歐里亞克的熱爾貝是這些學者中的一個典型人物。他后來成了教皇西爾維斯特二世。他在法國南部歐里亞克的一所修道院學校學習，在那里他聽說西班牙比利牛斯山脈的另一側有先進的數學教育。他是第一位到西班牙旅行并學習伊斯蘭科學的歐洲學者。當他回到位于蘭斯的學校后，開始以伊斯蘭科學的模式教授數學和天文學。

◎這張地圖顯示了1100 —1300年西歐建立的大學。

一種新的自然哲學

《舊約全書》是關于上帝創造性活動的最權威解釋，但是書中沒有提供任何知識框架。能用得上的向導只有希臘哲學家和他們的伊斯蘭追隨者。他們發明了確定的概念，如天球和四元素，這可以解釋宇宙萬物的結構和運行情況。因此，自12世紀以來，基督教徒開始建構一種新的自然哲學。這種帶有理性和科學思想的哲學可以使關于萬物起源的敘述變得更和諧。

亞里士多德“第一推動力”的概念——一種可以轉化為宇宙機制的力量很容易就被賦予上帝，盡管亞里士多德生活在耶穌基督誕生前許多年。所以，人類是有可能僅憑理智獨立發現關于上帝和宇宙的基本真理的。這種想法在基督徒身上扮演了重要角色，他們把科學與神學相結合，力圖展示人類有能力發現自己所在的宇宙是一個理性的、有秩序的造物。而上帝、造物主，實際上就是希臘人猜測一定存在的“超凡的智慧”。這樣，人類除了信仰，還應該能夠領悟上帝和上帝創造的宇宙。

◎西庇阿之夢——死者的靈魂升入群星中。

西方科學：12世紀的復興

12世紀，西方以伊斯蘭學術作為中介，重新發現了古典科學。基督教思想家開始建構一套理性且能與宗教教義相調和的自然哲學。在中世紀，所有的學術討論都是以書本為中心，并且是具有神學性質的。源于書面的想法遠比實驗更令當時的人信服。一些權威被尊為真理的來源，是永遠正確的人。

在邏輯學、物理學和宇宙論方面，亞里士多德是最大的權威；天文學即由托勒密創造的體系；醫學被蓋侖的思想統治著；自然史幾乎都源自普林尼的著作。在學術辯論中，人們會用一本書去權衡另一本。只有兩種知識來源得到承認——啟示和理智：啟示意味著《舊約全書》上說的全是真理；理智表示遵從古典作者的教誨。實驗和用經驗檢測理論的思想還遠沒有出現。

基督教自然哲學家的統治思想是上帝創造的世界具有自我延續的機制。大自然被設計成按照理性的物理法則運作。

◎希爾德加德所繪關于宇宙與人類關系的插圖，取自《拉丁圣書》。

將科學與神學結合

12—13世紀，一些主流的思想家想用某種方式把科學和神學結合到一起。其中就包括英格蘭的羅伯特·格羅斯泰特和羅杰·培根、德國的大阿爾伯圖斯和法國的圣·托馬斯·阿奎那。格羅斯泰特是林肯區的主教，牛津大學的校長，研究過柏拉圖、亞里士多德和伊斯蘭科學家的著作。他認為數學是分析物理世界的根本，宣稱“一些自然現象的原因都可以歸結為用直線、角度和數字表示”。格羅斯泰特有一些關于光的非常特立獨行的想法。他認為光是自然界的基本力之一，陽光能把一種元素轉化為另一種元素，而月光可以引發潮汐。他暗示占星術背后的力量在于不同天體的光以復雜的幾何模式射在地球上，對人的心理和身體造成了復雜的物理影響。

◎羅杰·培根，英國哲學家和科學家，繪于18世紀。

圣·托馬斯·阿奎那

大阿爾伯圖斯最著名的學生就是圣·托馬斯·阿奎那。阿奎那撰寫的中世紀神學概要——《神學大全》成了天主教會最權威的官方文獻。在這部著作中，他以探討知識問題的姿態討論了諸如世界的創造、天空的結構、靈魂的不朽等問題。他宣稱理性就像神圣的光一樣被植入人的頭腦中，這不會與信仰揭示的真理相沖突，因為兩者都是上帝的賜予。他指出，有兩本神圣之“書”可以把我們的思想引領至上帝面前：《舊約全書》，是啟示之書；自然，是理性之“書”。人類從對自然的研究中能夠發現上帝，因為宇宙中到處可見奇妙的設計，而這一切定有一個設計者在支配著。

阿奎那使用亞里士多德關于本原和形式的概念來解釋造物的多樣性、所有實物都是由相似的本原構成的，但是它們的內在特性、它們的形式，是由上帝賦予的。所以靈魂是使人類異于其他生物的形式。靈魂是不滅的，只有死亡時才與肉體分離。

阿奎那講出了自然界的第一因和第二因。上帝是所有事物的第一因，但是他規定自然界的運行必須遵循其自身的第二因。阿奎那用這樣的語言試圖把科學與神學糅合在一起。事實上，他把神學看成一種科學，因為他相信神學可以用理性來證明。

◎圣·托馬斯·阿奎那，《神學大全》的作者。

對理性主義思想的反抗

就像在伊斯蘭世界一樣，歐洲也存在對異教徒的舶來品（譯注：指希臘學術）和理性主義哲學進入基督教哲學的反抗。1277年，巴黎大學的神學院聲討理性主義者和亞里士多德學派的觀點，也譴責了許多出自阿奎那的思想。尤其是自然界不依靠上帝的指引就能持續運行的思想被認為是危險的錯誤。因為這暗示了宇宙以一種可以被預知而且不需要上帝的方式運行著。但是，這些譴責幾乎沒有任何效果，因為阿奎那于1323年被封為圣徒；1567年，他被冠以教會圣師頭銜。

盡管經院哲學幾乎只解決理論思想而不是用于真實世界，而且在實用科學上幾乎沒有貢獻，然而12世紀的這次復興已經為自然哲學回歸知識分子生活的中心做好了準備。

◎這幅畫作將上帝比作宇宙的設計師。這幅驚人的圖畫包含著中世紀的信念——數學法則和比例協調被建構在宇宙中。

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