艾萨克·牛顿爵士（Sir Isaac Newton，1642—1727）有句名言广为人知：“如果我看得更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。”多数人认为他的意思是说，他的科学成就是建立在先驱们的科学发现之上的。在同一封信中，他提到法国哲学家、数学家勒内·笛卡尔（René Descartes，1596—1650），所以很有可能笛卡尔正是他所说的巨人之一。不过，很少有人知道，牛顿的那句格言最初是由12世纪的神学家沙特尔的伯纳德（Bernard of Chartres，卒于1130年左右）所创。更少有人知道，牛顿时代的科学同样深深扎根于中世纪。本书正是要向读者证明，我们今天认为天经地义的科学技术，多大程度上是起源于中世纪的。
牛顿
中世纪科学的成就今人知之甚少，于是认为整个中世纪完全没有任何科学进步就似乎是自然的事了。人们对于这个历史时期的差评是由来已久。在作家们那里，“中世纪的” （medieval）这个形容词是“野蛮不化”的同义语。甚至历史学家也不见得好些，他们仍执迷于这种观念：自罗马陷落直至文艺复兴，全无要紧之事发生。1988年，丹尼尔·布尔斯廷在其科学史著作《发现者》（The Discoverers）中将中世纪称为人类进步的“大中断”。威廉·曼彻斯特在1993年的《黎明破晓的世界》（A World Lit Only by Fire）一书中将中世纪描绘为一个“大杂烩”，“持续战乱、腐败、纲纪废弛，充斥着迷信与牢不可破的愚昧”。查尔斯·弗里曼在2002年出版的《西方心灵的封闭》（The Closing of the Western Mind）一书中称此一时期为“理性的停滞”，而且“很难看出数学、科学及其相关学科在那时的氛围里能有什么进步的可能”。
中世纪没有值得一提的科学——这是一个神话，而与之如影随形的另一个观点是：教会的阻碍使得本就少得可怜的科学进步雪上加霜。信仰与理性之间的冲突无可避免——这种观念得势，离不开19世纪的英国人托马斯·赫胥黎和美国人约翰·威廉·德雷珀的大力鼓吹。赫胥黎讲过一句很著名的话：“过去的神学家躺在每门科学的摇篮旁，犹如赫拉克勒斯摇篮旁缠绕的毒蛇。”赫胥黎与牛津主教塞缪尔·威尔伯福斯（Samuel Wilberforce，1805—1873）关于进化的论战臭名昭著——那是1860年，威尔伯福斯问赫胥黎“与猴子发生关系的是你祖父那方还是祖母那方”时，德雷珀也在场。德雷珀的《宗教与科学的冲突史》（History of the Conflict between Religion and Science）一书影响甚广，该书将冲突论深深地刻在公众的脑海之中。
赫胥黎
离我们更近的是当下进化论与神创论的争执。保守的基督徒和穆斯林对达尔文主义展开了全面的攻击。的确，有些宗教学说确实会与科学理论发生冲突，但这不表示这种冲突是不能避免的。中世纪时期，天主教会积极支持了许多科学研究，但同时又规定哲学思辨不得妨害神学。讽刺的是，正因为坚持让哲学家关注自然而非形而上学，教会设定的限制从长远看可能反倒使科学受益。进一步讲，与公众的认知相反，教会从未支持过“地平说”，从未禁止人体解剖，从未禁止“零”的概念，更没有因为科学观点而将人烧死在火刑柱上。科学与宗教之间最著名的交锋莫过于1633年对伽利略（Galileo Galilei，1564—1642）的审判了。学院派历史学家现在相信，此事更多是与当时的政治和教皇本人的自尊心有关，而不是科学。本书末章对审判进行了全面解读，我们将看到，伽利略在多大程度上受惠于其中世纪的先驱。
对中世纪的诋毁早在16世纪就已开始。当时在精神活动方面，人文主义者开风气之先，首倡希腊罗马古典文学。他们摒弃了中世纪的学问，因为它不仅玄奥难懂，而且是用一种粗鄙的拉丁语写成。所以人们对其停止了阅读和研究。继之而起的是英国的作家，如弗朗西斯·培根（Francis Bacon，1561—1626）、托马斯·霍布斯（Thomas Hobbes，1588—1679）和约翰·洛克（John Locke，1632—1704）。而这些新教作家又不希望给天主教一丁点儿信任，这样就把水搅混了。他们坚持认为大学在宗教改革前没教什么有价值的东西。伽利略由于受到宗教裁判所的审判被视为荣誉新教徒，而他几乎是唯一一位在以英语写作的科学史中保有一席之地的天主教自然哲学家。
弗朗西斯·培根
到了18世纪，像伏尔泰（Voltaire，1694—1778）之类的法国作家也加入了攻击中世纪的行列。他们嘲笑法国天主教会反动保守、同君主专制狼狈为奸，并与之争论不休。伏尔泰与其启蒙思想家同俦一道，称赞理性与科学的进步。他们需要一个故事，来证明人类在进步，而故事里的教会是坏人。“中世纪哲学——亚里士多德哲学的私生女，翻译拙劣，理解欠佳，”伏尔泰写道，“对于理性和良好教育犯下的错误比匈人与汪达尔人更甚。”与他同时代的让·勒朗·达朗贝尔参与编纂过卷帙浩繁的百科全书，那书后来成为启蒙思想家的成就之缩影。达朗贝尔在给这部巨著撰写的著名序言中，关于中世纪科学进步如何受到教会阻碍的说法已成老生常谈。他指责中世纪，称那时“几乎整个欧洲都陷入被奴役的境地，遭受由无知而产生的迷信与由迷信滋生的无知之祸害”。但是现在，达朗贝尔说，在他的时代，理性的人类终于能够摆脱宗教的枷锁。
在19世纪，约翰·威廉·德雷珀与托马斯·赫胥黎将冲突论介绍给了英语世界的读者。得力于康奈尔大学校长安德鲁·迪克森·怀特的支持，冲突论被知识界广泛接受。怀特的《科学与神学论战史》（A History of the Warfare of Science with Theology）一书中密密麻麻的脚注给人以学术严谨的错觉。但任何核对过参考文献的人都会觉得奇怪，如果那些文献他真的都读过，怎么还会坚持自己的观点？
对中世纪发动的攻击威力巨大，一直蔓延到20世纪。通俗历史学家将自己的工作奠定在之前流行的历史著作之上，延续了“中世纪是人类进步之中断”的神话。卡尔·萨根、詹姆斯·伯克和雅各布·布罗诺夫斯基的电视节目又将这个说法传递给了下一代人。即便有人发现了14、15世纪理性或进步的明证，也会被轻描淡写地贴上“早期文艺复兴”的标签，而“中世纪的”这一形容词的负面联想便保留下来。
反击之战肇始于一百年前法国物理学家、历史学家皮埃尔·迪昂的工作。当时他正研究不相干的事，无意间接触到了一大批没人读过的中世纪手稿。在这些尘封的大部头中的发现令他吃惊。他很快意识到，科学在中世纪已十分精奥，且受到高度重视，对后来的发展不可或缺。美国人林恩·桑代克和德国人安内利泽·迈尔则进一步完善和拓展了迪昂的工作。今天，研究中世纪科学的泰斗是爱德华·格兰特和大卫·林德伯格。虽然他们已经退休，但其弟子已遍布北美各高校，身居要职。随着越来越多的手稿被学者研究，中世纪自然哲学家的成就越来越耀眼。
抛开流行的观念、新闻记者的陈词滥调以及误入歧途的历史学家不谈，近来的研究已经表明，中世纪是一个在科学、技术和文化方面有着巨大进步的时期。指南针、造纸术、印刷术、马镫和火药全都在公元500年到公元1500年间出现于西欧。不错，这些发明起源于远东，但欧洲人却将它们发展到其他地方没有达到的更高水平。意大利医生、数学家、星象学家杰罗姆·卡丹（Jerome Cardan，1501—1576）论及指南针、印刷术和火炮，认为“整个古代世界没有能与之匹敌的发明”。有了指南针，克里斯托弗·哥伦布（Christopher Columbus，1451—1506）才能在望不见陆地的条件下航行，在1492年横渡大西洋，发现新大陆。印刷术和造纸术的发展导致书籍数量猛增，仅在1455年约翰·古腾堡印刷并出版《圣经》之后的头一个五十年，新增的书籍数量就达到了惊人的2000万本。这使得整个古希腊罗马时代的文献产量相形见绌。火药与此前发明的马镫变革了战争方式，为欧洲人主宰世界敞开了大门，而印刷术的影响力甚至可能比火药的影响力还大。
同时，中世纪的欧洲人还独立发明了眼镜、机械钟、风车和高炉。透镜与相机，还有几乎所有类型的机器以及工业革命本身，都可以追溯到中世纪被遗忘的发明家。我们只是不知道他们的名字罢了，但这并不表示我们应当否认他们的成就。
最重要的是，中世纪为西方文明最伟大的成就——现代科学——奠定了基础。所谓“文艺复兴以前无科学”是不实的说法。中世纪学者甫一接触古希腊经典时发展出的思想体系，足以使科学前进到古代世界望尘莫及的地步。最早一批学术自由、免受皇室干预的大学成立于12世纪，这些机构向来是科学研究的保护所。鼓励研究自然界这件事，即使是基督教神学也显得格外适合，因为自然被认为是神的创造。
今天，当谈及“科学”这个词时，我们头脑中有清晰明确的含义。我们会想象一座实验室，研究人员在里面进行着各种实验。但是“科学”一词的含义曾经宽泛得多。这个词来源于拉丁语Scientia，意为“知识”。科学涵盖了一切知识分支，包括政治学、神学和哲学。众所周知，神学是所有知识的女王。对自然的研究作为一门单独的学科则被称为“自然哲学”，本书自始至终将要使用的正是这个术语。我们如果用自己的范畴来描述历史，就会严重误判，这是历史给我们的一大教训。所以，重要的是知道中世纪的人从何而来，并且用他们自己的术语去理解他们。这就要求我们去考察那些今天看来算不上科学的学科。对中世纪的人来说，魔法、占星术、炼金术都是“科学”。更惊人的是，这些神秘学科由于提供了理解和控制自然界的其他途径而直接催生了现代科学。
目前，中世纪自然哲学与现代科学的差异在学者间还有些争议。但有一点是明确的：现代科学是自然主义的，没有给超自然事物留下余地。从19世纪初开始，科学就已将上帝排除在实验室之外；而对于中世纪的自然哲学家，上帝却从来都是研究自然时的核心课题。
现代科学是一种将经验性实验与理性分析相融合的十分特殊的知识类型。今天我们认为这种融合是天经地义的，也确信用这种方法能获取自然领域的精确知识。难以相信，这种科学思维方式几个世纪前几乎还不存在。现代科学的大厦能够建立之前，需要中世纪为之奠定坚实的基础，这块基石就是——理性作为探索世界真相的有效工具被广泛接受。显然，没有教会的认可，这是不可能发生的，因为彼时教会是一切智识活动的监护人。所以，理性的发展及其与信仰的关系都是我们故事的重头戏。中世纪时，理性辩论在哲学家之间是如此盛行，那个时期堪称“理性时代”之滥觞。
一些科学史家乐于称赞的人物，要么是映射了我们自己的偏见，要么就是显得比其同时代人更“摩登”。一听说过去的某个人预知了我们的想法，我们就给这人贴上“超越其时代” 的标签。事实上，没有人能超越他的时代。隔近了看，我们总是发现，人都是牢牢地扎根于自身的社会文化环境。最好的例子可能是列奥纳多·达芬奇（Leonardo da Vinci，1452—1519）。一位近期的传记作家迈克尔·怀特竟然将达芬奇称作“第一位科学家”。奇怪的是，达芬奇尽管享有天才之誉，却根本没有对西方科学的发展产生影响，他的影响完全局限于艺术领域。缺乏关注焦点和持续实验使他在科学领域未能取得应有的成功。无人追随达芬奇的科学思想，因为他不曾对任何人说起。今天，达芬奇在科学上的名声来自他著名的笔记，但这些笔记都是直到他死后几个世纪才为人所知。他的秘密与害怕受控获罪无关，也不是顾虑教会删减其著作。不愿与人分享自己的真知灼见，仅仅只是因为性格缺陷罢了。他甚至用镜像书写法（mirror writing）来掩饰这些笔记，使其只能在镜像中被识读。所以，虽然达芬奇名声巨大，但对于他本人，我们却无法通过笔记了解更多。
另一个常见的错误是将历史划分成一些不连续的时段，并加上带有清晰价值判断的名称。这极易误导人。比如，我们大家都会学到，有一个时期叫“文艺复兴”，而且是一个“好的” 时期；黑暗时代是“坏”的，启蒙运动“确是极好的”。如果启蒙和蒙昧二选一，一个人怎能不赞成启蒙呢？“复兴”（Renaissance）意为“重生”（rebirth），意思很明白——在此之前，文明一度荡然无存。“黑暗时代”这个术语是14世纪意大利作家弗兰切斯科·彼特拉克（Francisco Petrarch，1304—1374）发明的，他的意思是在古罗马时代和他的时代之间，没多少事情发生，人类停滞不前整整一千年。我们将看到，科学的发展历程为说明这些历史标签的不公提供了一个绝佳例证。“中世纪”这个术语的贬损意味弱一些，它首次出现于15世纪，当时被许多意大利人文主义者使用。
有人可能认为，其他历史时期的名称也可以回溯好多个世纪，但实际上它们都起源于19世纪的法国。法国历史学家有个很明确的观念，即过往的历史是人类朝着这些历史学家自己所处的文明不断进步的故事——而他们的文明是人类进步的顶点。英国人同样糟糕。维多利亚时代的人发明的故事是，文明通过基督新教、自由市场和仁慈的不列颠帝国取得巨大成就；他们甚至认为这种成就之所以可能，是因为不断战胜法国人。如果我们真要理解历史，就必须远离那些带有偏见的标签——如“黑暗时代”“启蒙”，或至少试着用极其怀疑的态度对待它们。
另一方面，有些表示历史时期的惯用名词和形容词，出于方便起见，我们不得不采用。各个时期的断分具体用哪一年，难免会比较主观。我们的分法是这样：中世纪早期（曾被称作黑暗时代）是从公元476年西罗马帝国陷落一直到1066年，狭义的中世纪从1066年开始到1500年结束，人类随后进入现代早期。所有年代未加说明都指公元后（会引起混淆之处我会标注“AD”或“BC”）。当代历史学家流行用“CE”（Common Era，通用纪元，即公元）和“BCE”（Before Common Era，通用纪元前，即公元前）代替具有基督教色彩的“AD” （Anno Domini，意为“主的生年”）和“BC”（Before Christ，意为“基督以前”），这样对于中国和中美洲的历史显得比较妥切。不过对于欧洲中世纪来说，“耶元”（AD 和BC）仍然是完全恰当的称法。
本书的安排简单来说是这样：故事的内容是中世纪的自然哲学如何促生现代科学的成就。首先我们将回顾中世纪早期从开始一直到1000年这段时期，其间，西欧从罗马帝国的崩溃中恢复过来，开始借助一些新的发明重建自身。我们将看到农业如何改进，以及当时一个受过良好教育的人对自然哲学能了解多少。
在第三、四两章，我们将会了解西方是如何恢复古希腊知识遗产的。欧洲在罗马帝国崩溃之后，曾一度失去了这份遗产，而通过阿拉伯和拜占庭的文献资料又失而复得。这一波新知识的浪潮不可避免地引起了当权者的注意。第五章讲述了12世纪时基督教会如何变得越来越关注异端问题，不过教会最终还是与希腊哲学达成了妥协。而在第六章中我们将会看到，大量的争论都被巨擘圣托马斯·阿奎那（Saint Thomas Aquinas，1225—1274）解决，他是中世纪最伟大的学者。
在中世纪，假如你生病了，最好的办法是去圣地祈祷而不是看医生，第七章会告诉你原因。第八章考察炼金术和占星术，尽管教会对此存疑，这两个学科却仍盛极一时。第九章我们将认识罗吉尔·培根（Roger Bacon）——一位专注的炼金术士，倾注一生的精力研究自然，因为他觉得这将会成为世界末日临近之前把穆斯林转化为基督徒的有力工具。第十章我们会认识另一位牛津学者——沃灵福德的理查德（Richard of Wallingford，1292—1336），他的名气要小一些，但魅力却不差分毫；他除了在天文学上的成就以外，还建造过钟，那是中世纪最精密、最复杂的钟之一，尽管他本人一直饱受麻风病的折磨。
一旦托马斯·阿奎那将希腊哲学基督教化，中世纪学者就能在此基础上大展宏图了。第十一、十二章展示了14世纪牛津大学和巴黎大学在科学思想上取得的进步，有两个领域的进步尤为显著——地球自转理论和加速物体的运动。
在第十三章我们将看到，中世纪晚期对欧洲社会产生了巨大影响，而由于哥伦布等人的航行，这种影响又波及欧洲以外的世界。而证实“大地是不是平的”在哥伦布的脑海中是排在最末的事情。
第十四章考察了人文主义和宗教改革对科学技术的影响。人文主义者重获了重要的古希腊数学文本，但否认中世纪在哲学上的进步。宗教改革打破了天主教会对科学的辖制，但同时也降低了天主教会对新思想的容忍度。
“文艺复兴”虽然常常与现代性的发端联系在一起，却同时又是一个魔法信仰高涨的时期，这尤其影响了那些处在科学最前沿的人——第十五章考察了上述联系。在第十六章我们将看到，人体解剖在欧洲是如何兴起，又是如何帮助我们认识自己的身体构造的。
第十七章叙述了尼古拉·哥白尼（Nicolaus Copernicus，1473—1543）如何断定地球绕太阳旋转，而不是人们认为的相反。但哥白尼并不是孤独的天才，因为他大大地受惠于中世纪（欧洲）和伊斯兰的先驱。第十八章则讲述了哥白尼的激进思想是如何被约翰尼斯·开普勒（Johannes Kepler，1571—1630）接受并证明的。
最后的三章考察了伽利略及其同时代人。伽利略同样继承了前辈思想家的思想，将其用于构建自己的物质理论和运动理论。伽利略汇集了中世纪思想的许多条线索，从而形成了现代科学的基础，我们的故事就以他结束。
（本文选摘自《科学的起源：中世纪如何奠基现代科学》，[英]詹姆斯·汉南著，刘崇岭译，上海教育出版社2022年12月出版。）
