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第五章　十八世紀

　　數學与天文學——化學——植物學、動物學与生理學——地理發現——從洛克到康德——決定論与唯物主義

　　數學与天文學

　　不幸牛頓与萊布尼茨各自發明微分學以后，符號既不相同，又在發明先后問題上發生爭執，因此事情就复雜化了。由于這些原因中的一個或兩個原因，英國數學家与大陸數學家就分道揚鑣了。前者用了牛頓的符號，但大半疏忽了他的新分析方法，而遵循牛頓常用以記載他的研究結果的几何學方法。因此，英國學派對于十八世紀前半期新微積分學的發展很少貢獻，但在大陸上，特別是在詹姆斯·別爾努利（James Bernouilli）的手里，微積分學卻得到發展。牛頓体系中的一個空白，后來由于在實驗中測定了地面重力和万有引力常數而填補起來；1775年左右；馬斯基林（Maskelyne）觀測了鉛垂線在山的兩面的偏离，1798年卡文迪什（Henry Caven－dish）用米歇爾（Michell）設計的精細扭擺，觀測了兩個重球之間的引力。1895年，波艾斯（Boys）又使用這個方法，求得兩個各為1克的質點，相距1厘米時，其互相吸引的力為6．6576×10[－8]達因，由此算出地球的密度是水的5．5270倍。
　　牛頓的工作成果由莫佩屠斯（Maupertuis）等人的著作介紹到法國去，更由達蘭貝爾（d’Alembert）、克勒洛（Clairault）与歐勒（Euler）加以發展。伏爾泰（Voltaire）于1726至1729年間僑居英國，他后來和夏特勒（Chatelet）夫人合作，發表了一本討論牛頓体系的通俗著作，鼓舞了有名的法國《百科全書》的許多作者。
　　這部內容參差不一的巨著的第一版在1751至1780年間，經過許多困准，以三十五巨冊刊布于世。狄德羅（Diderot）是總編輯，在頭几年達蘭貝爾擔任數學的編纂。這部書總結了當時的科學思想。它的總的精神以有神論為主，但帶有异端色彩，而且愈來愈傾向于攻擊政府和羅馬教會，最后乃至攻擊基督教本身。
　　在數學与其應用上，泰勒（Taylor，1715年）与馬克洛林（Mac－laurin，1698－1746年）證明怎樣展開某些級數，并應用到振蕩弦的理論和天文學上去。布萊德雷（Bradley）根据恒星光行差的觀測結果，求得光線傳播的速度（1729年；參看399頁）。歐勒（1707-1783年）創立了分析數學的新分支，修訂并改進了數學的許多分支，而且發表了几部關于光學和自然哲學的一般原理的著作。
　　拉格朗日（Joseph Louis Lagranze，1736-1813年）也許是十八世紀最大的數學家。他主要的興趣在純理論方面。他創立了變分學，并且把微分方程式問題系統化了。他的包羅万象的概括結論，常可應用到物理學問題上去。他自己出版了天文著作，提出了三体的相互吸引力的計算這一困難問題的處理方法。在他的巨著《分析力學》里，他通過虛速度和最小作用原理把全部力學建立在能量不滅的原理之上。
　　達·芬奇曾經利用虛速度（或虛工作）的原理推出杠杆的定律，史特芬給這一原理所下的定義是：“得于力者失于速”。莫佩屠斯把空間（或長度）和速度的乘積的總和叫做“作用”，并且為了形而上學的理由，假定在光的傳播這樣的過程中，必定有某种東西是個最小量。他指出事實竟与光循最小作用的路徑傳播的假定一致。拉格朗日把這個原理推廣到一切物体的運動上去，而把“作用”定義為運動量的空間積分，或動能的時間積分的兩倍。在哈密頓的方程式和普蘭克的量子理論中，我們將要再遇見這個作用量。
　　拉格朗日的微分方程式賦予這個學科以新的普遍性和完備性。這些方程式把力學的理論簡化成普遍的公式，解決每個問題的特殊方程式，都可從這些公式推導出來。
　　拉普拉斯（Pierre Simon de Laplace，1749-1827年）對于牛頓体系的貢獻比拉格朗日更多；他是一個諾曼底鄉下老的儿子，靠了他自己的能力和善于隨机應變的才能，后來竟成了王政复辟時代的侯爵。
　　拉普拉斯修改了拉格朗日的位函數的方法。改進了引力問題的處理。他在一個很重要的方面完成了牛頓的工作，因為他證明了行星的運動是穩定的，行星之間的相互影響和彗星等外來物体所造成的攝動，只是暫時的現象。這樣，他就證明牛頓擔心太陽系久而久之會由于自身的作用而陷于紊亂，是沒有根据的。
　　1796年，拉普拉斯發表了《宇宙体系論》，內容有天文學史，牛頓体系的一般敘述及星云假說；按照這個假說，太陽系是從一堆旋轉著的白熱气体演化而來的。1755年，康德已經提出這個看法。他比拉普拉斯更進一步，認為有從虛無中創造出來，星云從原始的混沌中成形。現代的研究說明星云假說對于太陽和行星的比較小的結构不很适合，但對于在旋渦星云的形成過程和銀河系發展的晚期階段中可以看到的較大的恒星集團，也許是适用的。
　　拉普拉斯的分析性的討論見于他的主要著作《天体力學》（1799－1805年）里。他用微分學詮釋了牛頓的《原理》的內容，并且補充了許多細節。
　　鮑爾敘述拉普拉斯把他的書呈獻于拿破侖的情形如下：
　　有人告訴拿破侖說，那本書沒有提到上帝的名子。拿破侖是喜歡拿話來難人的，他收到那本書時說：“拉普拉斯先生，有人告訴我，你寫了這部討論宇宙体系的大著作，但從不提到它的創造者”。拉普拉斯雖是最圓滑的政客，但在他的哲學的每一點上，卻有殉道者堅強不屈的气概，于是他挺直了身子，率直地答道；“我用不著那樣的假設”。拿破侖覺得那個回答很有趣，把這個回答告訴了拉格朗日。拉格朗日說道：“那是一個美妙的假設，它可以解釋很多東西”。
　　拉普拉斯總結了當時有關概率論的研究成果，并且假定有一种只有在微小距离才能感覺到的吸引力，以解釋毛細現象。他還說明為什么按照牛頓的公式，用密度除彈性的平方根所得的、聲音在空气中的速度值太小。他發現這种不符的原因在于熱。因為音波一緊一松時，要發出与吸收熱，這樣就使空气的彈性增加，因而增加了聲音的速度。
　　此后引力天文學的工作，不外完成牛頓和拉普拉斯的工作。牛頓引力假說的正确性在1846年由于有人預測有一個未知行星存在而受到最后的考驗。這是把牛頓和拉普拉斯方法顛倒過來加以運用。天王星脫离自己軌道的攝動，無法用已知其他行星的作用，給予充分解釋，要說明這些不規律的攝動，便須假設有一個新行星存在。這個行星的必然的位置由劍橋的亞當斯（J．C．Adams）与法國的數學家列維烈（Leverrier）各不相謀地計算出來。柏林的天文學家加勒（Galle）依照列維烈所指的方位，用望遠鏡去尋找，果然發現一顆行星，而命名為海王星。
　　牛頓理論的精确性實在令人惊异。兩個世紀中一切可以想到的不符的情況都解決了，而且根据這個理論，好几代的天文學家都可以解釋和預測天文現象。就是現在，我們也須用盡一切實驗方法，才能發現牛頓的重力定律和現今天文知識有些微的不符。拉格朗日把《原理》譽為人類心靈的最高產物，而且說牛頓不但是歷史上最大的天才，也是最幸運的一位天才：“因為宇宙只有一個，而在世界歷史上也只有一個人能做它的定律的解釋者”。從現今我們所知道的自然界的极端复雜性來看，我們現在來評价牛頓時，就不會這樣說。但這很可以說明牛頓的工作在后來的一個世紀中對于最能領會它的一位科學家產生了多大的影響。

　　化學

　　十八世紀初，有許多心靈手巧的觀察者把實驗化學推向前進。荷柏格（W．Homberg）研究了鹼和酸在各种比例下的化合，因此為酸与鹼化合而成鹽的理論提供了有力的證据。這理論創始于西耳維斯，實在是現代人關于化學結构的許多觀念的起點，在科學史上是有重要地位的。
　　此后三十年中，以萊登的波爾哈夫（H·Boerhaave）和黑爾斯（S．Hales）的工作為最出色。波爾哈夫于1732年發表了“當時最完備、最光輝的化學論著”；黑爾斯研究了許多气体，如氫、碳的兩种氧化物，二氧化硫、沼气等。他認為這些气体都是因為有其他物体存在以不同方式發生改變或者說“受到薰染”的空气。
　　早期化學家的最大困難，是了解火焰和燃燒的現象。物体燃燒時，好家有某种東西逃走掉了。在長時期中大家認為這种東西是硫，普魯士王的御醫斯塔耳（G·E·Stahl，1660－1734年）把它叫做“燃素”，意即火的原素。他的學說是從柏克爾（Beecher）的見解發展而來的。在他死后，這個理論被人廣泛采納，在十八世紀末葉，一直支配著化學界的思想。雷（Rey）与波義耳都證明過金屬燃燒后固体物重量增加，所以“燃素”必須具有負重量，于是亞里斯多德關于一個物体本質上是輕的觀念又重新复活起來。當時化學家不顧物理學的成就，以這個假說去說明化學事實。由于這個假說和更老的學說的影響，雖然有個別研究結果可以据以得出比較現代的看法，但這些研究結果對于當時的化學家的思想卻沒有什么影響；這些事實還有待重新發現、重新解釋。
　　第三章內已經說過，在氧被發現以前一個世紀，已經有人證明空气中有一种活躍的成分，而且是呼吸与燃燒所不可缺少的。1678年，博爾奇（Borch）從硝石中制出氧气，1729年，黑爾斯用水上收集法又得到這种气体。1640年，范·赫耳蒙特取得了二氧化碳并命名為“西耳韋斯特（silvestre）气”；氫气的分离，甚至可追溯到帕腊塞耳蘇斯（Paracelsus）。他描寫過鐵屑在醋上的作用。不過這些觀察結果都被忘記了，它們的意義也被人忽略了；當時人們仍然認為空气是唯一的气体元素。
　　十八世紀化學工業開始推動這門學科。1755年，愛丁堡的布萊克（Joseph Black）發現一种新的有重量的气体，它与空气不同，是与鹼類結合在一起的。他把這气体叫做“固定下來的空气”。這就是現在我們叫做二氧化碳或碳酸的東西。1774年，舍勒（Scheele）發現了氯气。普利斯特勒（Joseph Priestley，1733-1804年）加熱于氧化汞，制出氧气，并且發現它有維持燃燒的獨特性能。他根据前人的研究成果（121頁），還證明氧是動物吁吸必需的气体。可是他認為這气体是去掉燃素的空气，竟不知道他的發現已經在化學史上揭開了新的一頁。1781年，卡文迪什（Henry Cavendish，1731－1810年）證明了水的复合性（發表于1784年），這樣就把水從元素之一的崇高寶座推下來。但是他描述組成水的气体時，仍沿用“燃素”与‘去掉燃素的空气”等名詞。1783年，瓦特（James Watt）發表了同樣的意見，因而引起評論者關于發現先后的爭論。
　　當時流行的見解認為水沸騰后成土。拉瓦錫（Antoine Lau-rent Lavoisier，1743-1794）指出，這种見解是錯誤的。他證明水沸后剩余的渣滓是容器（玻璃之類）的溶解物，水經過多次蒸餾后，是純洁而有不變的密度的。由于“共和國不需要學者”，拉瓦錫后來和許多包稅人一起走上斷頭台。
　　拉瓦錫重做了普利斯特列和卡文迪什的實驗，精确地秤量了他的試劑和產物。例如在一個實驗中，他讓4英兩的汞与50立方英寸的空气相接触，熱到快要達到沸點的溫度。紅色汞灰出現并繼續增加，一直到第十二天。汞灰的重量為45格今（grain英原），剩余空气的体積為42至43立方英寸即原來体積的5／6。這剩余的空气不能再維持燃燒，小動物在里面几分鐘就死去。
　　再將這45英厘的紅色汞灰放在小曲頸甑加以強熱。41[1/2]英厘的金屬汞和一种气体出現。把气体由水面收集起來，加以量度，体積為7到8立方英寸，重為3[1/2]到4英厘。但411/2＋31/2＝45英厘，全部原物質都有下落——總質量是不變的。這气体維持火焰与生命比普通空气更有力量。拉瓦錫說：
　　從這個實驗的各种情況看來，汞在鍛燒的時候，吸收了空气中适于養生和呼吸的成分，余下來的部分是有毒的，不能維持燃燒和呼吸。可見空气是由性質不同的、甚至可以說是性質相反的兩种富于彈性的流体組成的。
　　拉瓦錫抓住了一個极端重要的事實：要解釋這個和其他許多類似的實驗以及普利斯特列和卡文迪什的實驗，并不需要燃素說，臆造一种与其他物質在性質上根本不同的物体，是不必要的。牛頓的力學建立在質量不變的假設上，這假設由于他的成功而證明不誤。他還證明質量和重量雖然是兩個不同的概念，但在實驗中加以比較時，它們是精确地成比例的。拉瓦錫用經過稱量的不可反駁的證据，證明物質雖然在一系列化學反應中改變狀態，物質的量在每一反應之終与每一反應之始卻是相同的，這個可以從重量上尋找出來。水的組成成分已經證明是兩种气体，它們具有物質通常的性質：質量和重量；拉瓦錫把它們叫做氫（成水的元素）和氧（成酸的元素）。燃燒与呼吸終于被證明為同類的作用，兩者同是氧化，區別只在急速与緩慢，結果都增加重量，這個重量等于化合的氧气的重量。具負重量的燃素的概念從此就從科學中消逝了。伽利略和牛頓在力學里所建立的原則，便轉移到比學中來了。

　　植物學、動物學与生理學

　　我們在前章談到約翰·雷的工作，現在我們需要從那里再來敘述生物學的歷史。約翰·雷似乎是從榮格（Jung）的研究成果中得到他所用的一部分術語的，這些術語又由他傳給林耐（Carl vonLinne，1707-1778年）。這位瑞典的牧師的儿子，根据植物的生殖器官創立了他的馳名的分類体系。這個分類法保持多年，直到后來才被現代分類法所代替。現代分類法按照進化論重新回到約翰·雷的見解那里，并且考慮到器官的一切特點，力求把植物分別歸入可以表現植物的自然關系的門類中去。
　　植物的有系統的雙名命名制是博欣（Bauhin）与土爾恩福爾（Tournefort）首先創立的更為林耐加以發展。林耐為了采集北极植物，在拉普蘭人中間游歷的時候，看到人种顯著的差別，大為惊异，于是注意到人的种的差別。在他的《自然系統》中，他把人与猿猴、狐猴、蝙蝠同放在“靈長目”中，又按照皮膚的顏色与其他特點，把人分為四類。
　　旅行家所得的資料以及皇家動物園所收羅的珍禽奇獸，推動了動物知識的相應發展。布丰（Buffon，1707-1788年）的百科全書式的巨著《動物自然史》的出版，標志著現代動物科學第一階段的結束。在這里，又是顯微鏡的應用使人們第一次窺見了生物器官的細微結构和功能，證明有無數微生物存在，有些是動物，有些是植物，都是以前所意想不到的。布丰雖然認為林耐的分類法是“屈辱人類的真理”，但他對于說明動物之間的關系的證据不能熟視無睹。他大膽地說過：“如果至經沒有明白宣示的話，我們可能要去為馬与驢、人与猿找尋一個共同的祖宗”，但是他后來又取消了這句話。
　　在古代和中世紀，人們相信生物是可以從死物質中自發地產生出來的。例如蛙也許是在日光照射下從泥土中產生出來的，新大陸發見之后，因為難以把美洲土人的起源追溯到亞當，也有人說他們和蛙有一樣的起源。第一個對于自然發生說表示怀疑的人似乎是雷迪（F．Redi，1626－1679年）。他證明如果不讓死動物的肉与虫類接触，就不會有蛆虫產生。雷迪的實驗，被認為和圣經的教導抵触，因而受到抨擊；這件事和十九世紀施旺（Schwann）与巴斯德（Pasteur）的研究成果所引起的一場爭論合并來看，是非常有趣的。在那場爭論中，兩邊的領唱人對調了地位。福格特（Vogt）、海克爾（Haeckel）与其他唯物主義者維護自然發生說，認為這是對生命來源的最自然的解釋，而正統神學家則歡迎相反的結論，認為這种結論證明生命只有經過神力才能出現。就是在目前，還有人非難企圖證明自然發生說的學說，說這种學說建立在生命可以不經直接創造而發生的假定上。看來要某些人接受事實而又不聯想到他們認為這些事實具有的意義，是很困難的。現在我們再回頭來談十八世紀的情況。斯帕郎扎尼（Abbe Spallanzani，1729－1799年）長老把雷迪的實驗重做了一遍，證實了這些實驗，并且證明煎液經大火煎熬之后不和空气接触，任何微小的生命也不會出現。這可以說是巴斯德和現代微生物學的先驅。
　　我們在第三章中講動物生理學時談到西耳維斯拋棄了范·赫耳蒙特的唯靈論觀念，即認為人体內有一种有感覺的靈魂，它通過“生基”支配一些發酵物。西耳維斯還企圖用一种“沸騰現象”來說明消化、呼吸和人体的其他功能。這种“沸騰現象”同把硫酸傾注于鐵屑，或把灰渣長久暴露于空气中時所發生的情況相似。
　　現在鐘擺又擺回來了。斯塔耳把他研究化學時所采用的心理觀點帶到生理學中來了。他認為生物体中的一切變化，雖然表面上与普通的化學變化相似，根本上卻不一樣，因為生物体中的變化直接為彌漫于体內的一個“有感覺的靈魂”所支配。
　　斯塔耳的“有感覺的靈魂”与范·赫耳蒙特所說的不同，它不需要什么中間媒介，如“生基”或發酵物之類。它直接控制著身体內的化學過程与其他過程。它和笛卡爾哲學的“理性靈魂”完全不同。根据笛卡爾的嚴格二元論，人体离開了靈魂，就是一付机器，為一般机械定律所支配。在斯塔耳看來，人体不是為一般物理和化學定律所支配的；當它活著時，它在一切細節上都在一個遠遠超過物理學和化學的水平上為一個有感覺的靈魂所管理。活著的身体适合于特殊的用途，即作為靈魂的真正的和連續的靈魂使肉体強固起來，并把它用于生存的目的。照斯塔耳的意見，靈魂与身体之間的橋梁在于運動；身体各种結构、感覺及其伴隨物的保存和修复，都是有感覺的靈魂所指導的運動方式。所以，斯塔耳可以說是現代活力論的創始人，雖然他的“有感覺的靈魂”，后來變為意義更模糊的“活力質”。
　　与此同時，那些不跟著斯塔耳走的人，則分為机械學派与偏重化學發酵的學派。波爾哈夫在其《醫學組織》（1708）一書里，把這兩個學派的觀點合而為一，雖然他主張消化的性質是近于溶解而不近于發酵。辛格（Singer）博士說，就他的能力的廣大范圍來看，波爾哈夫實在是近代最大的醫學家。
　　在這個世紀后半期，人們，特別是德·列奧彌爾（de Reaumur）与斯帕郎扎尼用鳶、狗和其他動物進行實驗，對消化有了新的認識。血壓最初是黑爾斯在馬身上量得的。他還測量過樹液的壓力。
　　福斯特（Michael Foster）爵士以為1757年是“現代生理學和過去的分界線”，因為在那年，哈勒（Albrecht von Haller，1708-1777年）的《生理學綱要》第一卷出版了。這部書的最后一冊即第八卷，到1765年才出版。哈勒在這部書里對于當時關于身体各部分的生理知識，作了系統而坦率的敘述。他自己對于研究呼吸的机制，胚胎的發育以及肌肉的易受刺激性，都有重要貢獻。
　　他認識到肌肉固有一种力量，在身体死后還能活很短的時間。但在通常情況下，肌肉是在由大腦通過神經傳到肌肉的另一种力量的召喚下發生作用的。他說實驗證明只有神經才有感覺；所以它們是唯一的感覺工具，正象靠了它們對肌肉的作用，它們又是唯一的運動工具一樣。一切神經都聚集到大腦中部的腦髓，由此我們可以推想“大腦中部是有感覺的，而未稍的神經傳到大腦的印像，也在大腦中部呈現于心靈”。這可從病理現象和動物實驗得到證實。他在進而“揣測”的時候表示，神經液是“一种獨特的原素”，神經是容納這种原素的空管，而且因為感覺与運動都發源于腦髓，腦髓即是靈魂的住處。

　　地理發現

　　當天文學正在揭示天体的運動，生理學正在摸索人体机构的秘密的時候，地理上的發現也增長了人們關于地球表面的知識。航海的技術大大進步了。十六世紀，史特芬發明了十進法的算術，1614年，耐普爾（Napier）創立了對數的計算方法，1622年，烏特雷德（Oughtred）制出了計算尺。當月球在恒星間的位置可以用牛頓的月离理論加以預測的時候，經度的量度就成為可能了，因而在兩個地方看見同一天文現象的地方時間也可以求得了。不過，直到1762－1763年，哈里遜（John Harrison）利用兩种金屬的不同膨脹率，補償了溫度的變化所造成的影響，從而改進了航海時計的時候，經度測量才變得容易而且精确。這個工作完成以后，每只船上都可以有格林威治時間，拿它來和天文現象比較，便可得到經度。
　　十七、十八世紀中，人們開始對地球進行有系統的探索。這一時期的探險家的航行下象十五、十六世紀的拓荒者，即首先揭示了我們現在知道的地球面貌的拓荒者的探險那樣具有充分的浪漫色彩，但這些后期的航海者的工作也有其值得注意的特點，那就是科學研究精神的增長，這對于學術觀點的全面變化有很大貢獻。法國百科全書就表現出了這种學術觀點的全面變化。
　　在這些探險家中，我因為私人的關系，不能不提到一個人。他就是威廉·丹皮爾（Willam Danpier，1651－1715年）。他是那些最早表現出新的精神狀態的人士之一。他的銳敏的觀察力注意到每一种新樹木或植物，他的輕巧的文字又能正确地描繪它們的形狀与顏色。他的《風論》成了气象學的經典著作。他對水文學与地磁學也有相當貢獻。
　　丹皮爾是以海盜身分開始自己的冒險事業的，在他的著作使他成名以前，他在社會上不能不自己走自己的道路。七十年后，科學界對探險的興趣增加了，探險家的地位也隨之而增高。發表過日食論文的庫克（James Cook，1728－1779年）船長，被皇家學會派遣到南太平洋塔希提島去觀測金星凌日現象。他怀著尋找南极洲的希望多次出航探險。他雖然沒有達到他的目的，但得到不少有科學价值的知識，例如環血病的起因与治療方法，澳洲、新西蘭与太平洋的地理等。
　　在英國，丹皮爾關于《航行》的書籍，引出了不少文學的作品，如笛福（Defoe）的《魯濱遜飄流記》，斯威夫特（Swift）的《格列佛游記》之類。丹皮爾、卡伯特（Cabot）、博迪埃（Bandier）、夏爾丹（Char－din）、伯尼埃（Bernier）等人的航行，對于大革命以前法國一般的學術發展有很大貢獻。有些對法國王朝統治下的社會感到不滿，而想加以批評的人，寫了不少書籍，來歌誦遠方荒島上的烏托邦。從探險家的實際觀察与錯誤結論以及小說家的想象中產生了對于“遠洋共和國”，“好的野蠻人”与“中國圣人”的崇拜。自然神論者及反基督教的人們對佛教、孔教、或其他异教加以贊美，并且利用它們來攻擊羅馬教會。
　　這些文學作品對于一般人的影響，大概比哲學家和科學家的著作還大，這也許可以說明為什么十八世紀那樣容易接受盧梭（Rousseau）与伏爾泰的觀點——一些与一百年前帕斯卡爾和博絮埃（Bossuet）的觀點大不相同的觀點。有關原始生活的美麗描寫，助長了許多謬誤的理論，如社會契約論，進步的必然性，人類臻于完善的可能性等等，也助長了許多愚蠢行為，如理性的革命統治等等。歷史和人類學對這樣的錯誤作了最好的糾正。据我們看，人類的進步不是根据貌似公正的前提靠先驗的推理實現的，而是在充滿嘗試和錯誤的崎嶇顛躓的過程中取得的。
　　在浪漫派文學中，“高尚的野蠻人”的觀念和古人的“黃金時代”成為同義語，塔西陀就用它來描寫日耳曼人。在現代，哥侖布把這個觀念复活過來，蒙台涅（Montaigne）又把它加以充分發展。在英語中，首先使用“高尚的野蠻人”一語的大約是德賴登（Dry－den），但在英國的浪漫主義時期中（起于1730年，到1790年達到最高峰），這個觀念相當流行。毫無疑問，圣經上的伊甸園對于形成文明生活比原始生活更加腐敗的看法也有很大影響。

　　從洛克到康德

　　要總結十八世紀的科學思想，我們不但需要考慮大物理學家、大化學家和大生物學家的工作，而且需要考慮某些主要是哲學家的著作家的工作。
　　哲學家約翰·洛克（John Locke，1632－1704年），雖然一生大半時間都在十七世紀渡過，但在精神上卻屬于后一時期。他做過醫生。1669年他對經院派在醫學上的主張進行過反駁，主張訴諸經驗，并舉出他的朋友西德納姆（Sydenham）所用的方法作為例證。西德納姆曾經科學地觀察過疾病并研究過傳染病。洛克本人為一位舍夫茨別利（Shaftesbury）勳爵做過手術，并為另一位舍夫茨別利接過生。但他的主要貢獻應當說是他的哲學著作《人類理解論》（1690）。
　　在政治和哲學思想上，与霍布斯的哲學极端主義及政治上的專制主義相比，洛克代表著一种和緩的、理性的自由主義。洛克對于事實，抱著英國人的健全的敬重態度，而對于先驗的抽象推理，則表示憎惡。他研究了人類可能的知識的限度，反對認為有任何知識可以脫离理性批判的看法。雖然有些知識在受過教育的理性看來是自明的，但觀念卻不是天賦的。還有一些知識必須依靠理性的證明才能得利。人類的一切思想都由經驗而來，有的是對外界事物的經驗（感覺），有的是對心靈活動的知覺經驗（反省）。
　　根据對于儿童和愚人心理的研究，洛克推論說感官先向我們提示了一些原始觀念，如象廣延、運動、聲音、顏色等。接著而來的是對它們之間的相同點的聯想，這种聯想就引出抽象的觀念。我們對物体所知的只不過是它們的屬性，而且我們所以能知道它們的屬性也完全是靠了触覺、視覺、听覺等感官印象。只有從這些時常表現出具有不變的關系的屬性中，我們才能對變化不定的現象下面存在的一种物質形成复雜的觀念。就是情感与情緒，也是從感覺的結合与重复中產生出來的。
　　當我們開始用詞把這樣形成的抽象觀念固定下來的時候，我們就有發生錯誤的危險。詞不應看做是事物的准确圖畫；它們不過是某些觀念的任意規定的符號而已，不過是憑借歷史偶然性選擇的符號而已，隨時都有改變的可能。在這里，洛克由悟性批判進入語言的批判，這是一個极有价值的新觀念。
　　洛克首創現代的內省心理學。別的哲學家也向內看，但他們都是在匆促地內省一下以后，就去發揮他們的武斷見解了。洛克卻安靜地、不斷地注視著他自己心靈的活動，正如注視他的病人的征候一樣。他得到的結論是：知識也就是覺察到我們的思想彼此之間或我們的思想与外界現象之間符合還是不符合。人都曉得他自己是存在的，既然他有了一個開端，要解釋這個開端，就必須有一個第一因，這就是最高理智的神。但只有根据具体事例進行歸納，才能确定我們的思想与外界事物的關系。所以對于自然界的認識只是一個或然的事情，很容易因為發現新事實而被推翻。
　　阿奎那過去根据中世紀的神學与亞里斯多德的哲學進行了一次知識的綜合。洛克以英國人特有的實用感，加上在歷史關鍵時期形成的看待生活与思想的廣闊眼界，論述了《基督教的合理性》，企圖在可靠的經驗基礎上，建立一种合理的宗教与一种合理的科學。兩人都試著進行了綜合。但阿奎那的体系的各組成成分都具有刻极性和絕對的性質；洛克的体系則包含有不斷适應學術發展的各种需要的可能性，并且主張容忍各种宗教意見。這一主張在每一派別都認為自己是絕對真理的唯一代表的時代里，大可證明洛克的創見。
　　在某种程度上，他的哲學補充了牛頓的科學，這兩者合起來對愛爾蘭克羅因（Cloyne）地區主教貝克萊（George Berkeley，1684－1753年）的思想產生了顯著的影響。
　　貝克萊認識到机械的和唯物主義的哲學對一門研究運動中的物質的科學的危險性（這是連牛頓自己也沒有認識到的），因此，他選擇了一條勇敢的道路。他承認新的知識和新的知識所描繪的世界情景是真實的，但是他實際上又提出這樣的問題：“這种真實的知識所說的世界究竟是什么呢？”他指出唯一可能的答案是，這就是感官向我們揭示的世界，而且也只有我們的感官才能使這個世界成為實在的。因此所謂第一性的質，如廣延性、形狀与運動等，不過是存于心中的觀念，它們同第二性的質一樣，不可能存在在沒有知覺的物質中。弗雷塞（Campbell Fraser）在1901年出版的《貝克萊全集》序文中這樣說：
　　整個物質世界，在它可以同人們的認識和行為發生任何實際關系的范圍內，只有當它在某种活的心靈的知覺經驗中只同樣方式得到實現的時候，才是實在的。……只要你上想象一下一個永遠沒有上帝和一切有限的精靈的、永恒死寂的世界，你就會覺得這是無法想象的。……這并不是否認每天呈現在我們感官面前的世界，……我們所經驗的唯一物質世界是由現象組成的。這些現象在一串可以解釋的符號依次出現的被動過程中，作為實在的對象而不斷地產生。每一個有限的人就通過這些符號，實現自己的個人人格；實現其他有限的人的存在，并實現在自然科學中多多少少得到解釋的感官符號象征作用，這一切都意味著神的存在。……神是必然存在的，因為物質世界要成為一個實在世界，就需要由一位活著的上帝來不斷地加以實現和節制。
　　這些話在平常的人看來，好象是否認物質的存在。從自以為踢下一塊石頭就把貝克萊駁倒了的約翰遜（Samuel Johnson）的時代起，直到近來的一位創作五行打油詩（Limericks）的作家的時代為止，這种見解引起了無窮無盡的批評，有的是博學多才人士的批評，也有的是不學無術的人的批評。但一件事似乎是真實的：我們所知的世界，只是靠了感官才變成是實在的；我們無法知道（雖然我們可以推測）一個也許存在，也許不存在在我們所知的世界之內的假想的實在世界。不過這也許并不是貝克萊對自己的哲學的解釋。
　　貝克萊并不象人們有時所說的那樣，否認感官的證据。相反地，他把自己局限于感官的證据。浴克以為相信現象后面存在著一個實在的物質世界，是根据我們對物質性質的知識得出的合理的推論，雖然我們不能知道它的最后性質。貝克萊否認那個未知世界的實在性。他認為實在只存在于思想世界里。
　　休謨（David Hume，1711-1776年）對于認識的可能性采取了更加怀疑的態度。他利用貝克萊的論据，對心和物的實在性一并加以否認。貝克萊擯斥了科學家為了解釋物質現象而想出來的神秘基礎；休謨把哲學家為了解釋心靈現象而發明出來的神秘基礎也一掃而空。只有一連串“印象与觀念”才是實在的。
　　休謨重新掀起了關于因果性的無止無休的爭論。在他看來，我們所以認為一件事是另一件事的原因，是由于兩件事的觀念的聯想關系所致，這种聯想是由一件事在另一件事之前的一長串事件喚起的。這只不過是經驗問題而已；在自然界里，事件是連接著的，但我們不能推斷它們有因果的關系。休謨向那些公然宣布要用歸納方法從經驗事實中證明普遍原則的經驗派指出，他們由于只訴諸感官經驗，也就不可能越過習慣所養成的預期，而用歸納方法推出普遍性的定律來。這樣休謨就斷定因果性原則只是本能的信念：“自然規定我們去判斷，正如規定我們呼吸与感覺一樣。”
　　休謨認為，因果律既非自明之理，也不能用邏輯證明。康德（Immanuel Kant，1724－1804年）完全接受這個論點。他還認識到作為科學和哲學基礎的一切其他原則都是這樣的。只有先接受一些獨立地得到證明的理性原則，才有可能憑借經驗資料用歸納方法證明普遍原則，所以我們不能希望用經驗去證明普遍原則。我們要么得接受休謨的怀疑論的結論，要么就得去尋找唯理論和經驗論證明方法的缺點的某种衡量標准。“怎樣才可能有綜合性的先驗的判斷呢？”
　　萊布尼茨同休謨一樣，否認用經驗方法證明普遍原則的可能性，但他承認普遍原則的存在，得出一個相反的結論；純粹理性高于感官知覺，事實上，它是外界不變真理的揭示者，不但是物質世界的實際的与實在的結构的揭示者，而且是一切可能的實体的更廣大領域的揭示者。實在只是真理世界中的許多可能性之一。
　　在休謨看來，“思想不過是方便地解釋人類經驗的一個實用的工具而已；它沒有任何客觀上的或形而上學上的确實性。”在萊布尼茨看來“思想普遍地制定立法；它揭示出永久可能的事物的更廣大的宇宙；它可以在一切經驗之先決定那個經驗必須符合的根本條件。……沒有一個問題，無論是科學的問題也好、道德的問題也好或宗教的問題也好，可以不在實質上受到我們的決擇的影響：我們究竟要采取這兩种觀點中的哪一种，或者說，我們希望對兩种觀點的互相沖突的要求作怎樣的調和。現代人對生物進化的信念贊成第一种看法：思想也許只是為了自我保存，靠了自然選擇產生出來的一种工具而已。但近來的數學則贊成第二种看法：思想已經超越了歐几里得空間，規定出任何經驗都揭示不出來的新的空間。
　　康德的任務是討論這兩种相反的見解，在可能范圍內把沒有被林謨破坏掉的萊布尼茨的純粹理性搶救出來。他從兩家共同之點出發：普遍性与必然性不是用任何經驗方法所能達到的。他從萊布尼茨那里接受了關于先驗思想的确實性的見解，但他也從休謨那里接受了另一個信念：其中的理性成分是屬于綜合性的。因此，作為認識的基礎的种种原則，既沒有內在的必然性，也沒有絕對的權威。它們被歸之于人類的理性，可以用事實驗證；它們是感官經驗的條件、是我們對于外觀的認識的條件；但不适用于發現終极的實在；它們在經驗的范圍內是有效的，但在构造一种關于事物本身的形而上學理論時，是無用的。康德的唯理論接受先驗性，但他只能證明這种先驗性不過是与人類的經驗相對而言。
　　在康德看來，科學探討的范圍，已經由牛頓的數學的物理學方法規定下來；只有那樣才能得到科學的知識。他更指出這种知識是關于外觀的知識而不是關于實在的知識。康德把科學知識局限于用數學物理學方法所得到的知識，未免過于狹隘，這樣一來，許多現代生物學就被擯斥于科學之外了。但他把外觀与實在分開，仍然有哲學上的价值。科學世界是感官揭示出來的世界，是現象的世界、外觀的世界；不一定是終极實在的世界。
　　照牛頓的意見，空間与時間，是靠了上帝的意志，在它們自身之內獨立存在著的，与領會它們的心靈無關，也和充斥其間的物体無關。另一方面，萊布尼茨以為空間与時間是從我們對實在物体的關系的混亂感官知覺中抽象出來的經驗性的概念。康德指出，雖然我們不能肯定時間（或空間）是否具有形而上學上的實在性，但在我們領悟變化時，對時間的意識的确是實在的；同樣的區別，在廣延或空間上好象也同樣有效。這樣，康德動搖于牛頓与萊布尼茨之間。他既沒有不可改變地把空間与時間同肉体感官材料歸入一類中，也沒有把它們和悟性的概念歸入一類中。它們把兩個表面上互相矛盾的賓詞連結起來，從芝諾的時代以來，就引導我們走到一直沒有解決的“理性的二律背反”那里去。物理學的世界是事件的簇合；心靈把它們分布在空間与時間之內，但這樣便造成各种現象之間的關系，而這些現象最后證明是自相矛盾的。事件的机械性的畫面，在細節上自然是真實的，但我們不能肯定它是否具有終极的目的論的解釋与意義——是否參与努力達到一個目的。我們能提出這樣深奧的問題，但不能解決它。目前有人說，在古來一切哲學中，康德的形而上學最能代表近年來物理科學与生物科學所指明的境界。這些人說，相對論与量子論，生物物理學与生物化學，以及有目的的适應說，這些最新的科學發展都把科學的哲學帶回到康德那里去。為公平起見，我們應該將羅素（E．Russell）的相反的意見也提一下，他說：“哲學世界被康德淹沒在混亂与神秘之中，現在才開始脫身出來。康德有現代最偉大的哲學家之名，在我看來，現代哲學之有康德，實在是現代哲學之不幸而已。”這又是在形而上學問題上至今仍然沒有一致意見的一個例證。
　　有些人認為康德哲學与現代科學提供的征候是相合的。也許這种相合至少部分是由于康德本人是一位合格的物理學家。他在拉普拉斯之先創立了星云假說來說明太陽系的起源。他最先指出潮汐的摩擦有促使地球的旋轉漸漸遲緩的作用，而且這种摩擦又靠了它的反作用，迫使月球以同一面對著地球。他指出地球自轉時地面各帶線速度的差异，可以解釋“貿易風”及空气的其他類似的不斷流動現象。他如地震的原因，人种的差异，月球中的火山，以及自然地理學，他都有著作論述。由此可見康德對于當時科學有淵博的知識。他在兩個可能（或不可能）的情形不能憑邏輯加以判斷時，抱保留的態度，也有科學家存疑的精神。他在處理關于實在的問題時也表現了這种態度。
　　洛克与体謨認為形而上學的實在不是人類理性所能探討的。休謨尤其認為，終极的問題不是他心目中的求知的唯一方法所能解決的。他以為用邏輯的論据來為基督教辯護是危險的，他說（也許帶一點嘲諷）：“我們的神圣宗教是建立在信念的基礎上的，而不是建立在理智的基礎上的。”在這里我們可以看見中世紀后期對經院哲學以理性綜合的反抗在現代的重演。思辨哲學還在不斷地兜圈子，而科學已穩步前進了。
　　笛卡爾和他的承繼人，在他們的二元論中，假定意識是終极的，不能分析的。康德卻要進一步，將意識分析為若干因素。意識包含自動的判斷。這是對意義的認識；它不揭示自身，而只揭示它的對象。在我們了解到我們的心理狀態時，我們是把這种狀態作為對象而了解的，正如我們了解外面的物体時一樣。所以我們的主現狀態，感覺、感情、愿望等是客觀的，即是說這些都是意識的對象；它們是我們意識所揭示的自然秩序的一部分。因此，道德觀念和繁星的天空一樣實在，甚至更加實在，因為只有假定它是一個實在的，而不只是表面可見的“存在物”的自主活動的一部分，它才能得到解釋。道德律是實在向人類心靈揭示自身的一個形式。理性規定，符合道德价值的幸福，才是我們的行動的目的，才是“最高的善”。在我們的有局限性的頭腦看來，這好象只有在來世、只有在一位全能的神的統治下，才有可能，但康德卻認為，我們決不能因為這個必然性在我們看來是唯一可能的解釋，就斷定它代表實際的事實。

　　決定論与唯物主義

　　牛頓和他親近的門徒用新的動力科學來證明一位全能的造物主的智慧与善良。在洛克的哲學中，這种傾向已經沒有那樣強了，休謨把理性与信仰分開，更是把這种傾向排除無余了。
　　十八世紀后半期，這种觀點的改變變得更加普遍了。社會上各界最有能力的人，對于宗教多抱怀疑態度，至少在法國是這樣的。伏爾泰對于教士与他們的教義的抨擊，不過是普遍的思想傾向的一些最机智的例子。洛克和英國自然神論者在大陸上也有他們的同志，即伏爾泰等人（他們把正統派加以摧毀），正如英國的輝格党君主政体的存在往往使其他國家的正統主義的權威大大減弱一樣。
　　對于這個普遍的异端思想潮流，机械哲學或許作出了最重要的貢獻。牛頓的理論在解釋天体机制方面惊人成功，因此，人們就把這种机械概念對整個宇宙給予最后解釋的能力估計得過高。馬赫說：“十八世紀法國百科全書派以為他們离用物理的和机械的原理去給世界以最后解釋的日子已經不遠了。拉普拉斯甚至以為心靈可以預測自然界的世世代代的進展，只要有了質量和它們的速度就行了。”目前已經沒有人敢說這樣沒有邊際的大話了，近來且有确定的跡象，說明那樣的決定論是不可能的。但是這种話在最初講出來的時候，卻是對新知識的力量的十分自然的夸大。當時新知識的适用范圍在人們頭腦中留下深刻印象，人們是在后來才認識到了它的必然的限度的。事實上，這是希腊原子論者的故事在不同環境下的重演；這些希腊的原子論者們把他們對于物理學的成功思辨性的看法推廣到生命与思想世界，卻不了解中間有一條邏輯的鴻溝，這鴻溝經過兩千年的工作，還沒有能溝通起來，僅不過是揭示出來和部分地加以探測而已。
　　牛頓以為他的天球的音樂唱的是一位全知、全能的上帝的故事。他謙遜地把自己比成一個在他所不知道的真理大海的岸邊，拾著几個好玩的貝殼的小孩子。可是別人卻沒有他那樣謹慎。在英國，十七世紀中葉，宗教上的分歧意見是尖銳的，但到了十八世紀，教會是容忍的，而且大半是寬大為怀的；每個人可以自由地創立一個新教來适合自己，并且有許多人利用這個自由了。所以机械的觀念，從來沒有象在比較講邏輯的法國那樣流行。在法國專制主義的羅馬教是唯一有效的宗教，牛頓的同國人不但保留了他的科學，而且還保留了他的哲學和他們自己的宗教信仰。英國人這种可以同時保有在當時看來互不相容的几种信仰的傾向，不斷地使大陸上的人感到惊异。這也許由于英國人是具有政治頭腦的人民，
　　他們本能地理解到，問題的兩個方面通常都各有理由，到了知識增進以后貌似不相容的或許竟可以調和。在比較有才能的人身上，這种傾向說明他們具有真正的科學力量，能遵循著兩條有用的思想路線前進，在沒有證据可資檢驗以前，對于它們的比較深邃的含義与關系暫時不下判斷。
　　另一方面，牛頓的法國門徒，卻認為牛頓的体系說明實在是一付大机器，它的所有的基本要素都已經了解，所以人身体与靈魂就由于不可戰胜的和机械的必然性而成為這個机器的一部分。例如伏爾泰在他的《愚昧的哲學家》書中就說：“如果全部自然界，一切行星，都要服從永恒的定律，而有一個小動物，五尺來高，卻可以不把這些定律放在眼中，完全任性地為所欲為，那就太奇怪了。”伏爾泰忽現了自然定律的意義，人生的意義，人的心靈的本性和自由意志的本質等問題。但他生動地表達了法國當時對于牛頓宇宙論的哲學和宗教含義的流行看法。
　　在哲學家認為牛頓的動力學体系僅僅提供了關于外觀的知識，沒有提供關于終极實在的知識，而自然神論者又利用這個体系來攻擊羅馬正統教義的時候，有一股更流行的思潮也在有力地涌向唯物主義。唯物主義一詞是十八世紀時開始使用的。不管堅不可破的原子，起初是不是由上帝創造出來（如牛頓所主張的那樣），它們一到了大陸上的牛頓學說的某些解釋者的腦中，便与上帝沒有多少關系，而被用來复活古代原子論者的哲學了。
　　唯物主義一詞，按照不嚴謹的用法，常被了解為無神論的同義詞，或者用以表達任何与流行的正統教義不相容的哲學。但在我們看來，它有比較嚴格的意義；這是一种信仰，它相信，堅硬不破的死的物質，或牛頓的堅實不可穿透的質點，或現代物理學中的复雜的基本質點，乃是宇宙的唯一的終极實在；思想与意識不過是物質的副產品；在物質底下或以外，更沒有什么實在。
　　古代原子論者把感覺歸因于原子的布置与運動，而不歸因于原子的本質。這個觀點，在唯物主義复活時，為德·拉·美特利（de la Mettrie，1748年）与莫佩屠斯（Maupertuis 1751年）所接受，但羅比耐（Robinet，1761年）則把感覺歸因于物質本身。
　　机械決定論的有關觀念，也為法國唯物主義派所注重，特別是在德·拉·美特利的《人是机器》一書中。由于攻擊基督教及一切有神論，他到處受人非難，他的名字長期被人當作說明异端信仰的惡果的例子。另外一本名著《自然体系》，大部分出自霍爾巴赫（Holbach）的手筆；与笛卡爾的二元論相反，他論證說：既然作為物質存在的人在思想，所以物質也是能思想的。這是萊布尼茨學說的反題。萊布尼茨在其單子論中，把物質精神化，而不是把靈魂物質化。
　　唯物主義天真地、武斷地認定現象世界是實在的。它嘗試說明意識的努力，如其他哲學的努力一樣，是一個明顯的失敗。因為無知覺的質點的運動怎樣能產生意識呢？換句話說，所謂賦予物質本身以感覺只不過是把有待說明的東西假定下來，即把當前的問題重述一番而已。唯物主義甚至不能駁倒另一极端的思想，即貝克萊的唯心主義。它經不起任何批判哲學的摧毀性的分析。可是，由于它容易“為人了解”，而不象批判哲學不易懂，于是它就暫時成為除正統教義以外無知無識的人所可以信仰的最好的哲學了。而且，要构造科學的進步所必需的——至少在十八、十九世紀——可理解的世界畫面，唯物主義是最簡單的、也是最不令人感到心理疲倦的方法。在粗疏的日常應用上，它有它的优點，事實上，它在科學的每一細節上是必需的，但經常有這樣一個危險：把它當成整個必需的科學的哲學，而且讓它作為一种哲學把科學各部門的成功所必然帶來的威信据為己有。這种情形在十九世期的一個短時期里就發生過。
　　但是如果我們稍加深思，就可以看見物質与其他科學概念一樣，只有經過它對感官產生的影響，才能為我們知道——我們又回到認識的問題上來了。科學世界是外觀世界，它為我們的感官和心靈所揭示与限制，不一定是實在的世界。在后面一章中我們將看見盧克萊修和牛頓的堅硬、有質量的終极質點，怎樣分解為非物質的、也許只能用波動方程式來表達的質子、電子和其他粒子所組成的复雜体系。從相對論的觀點我們也可以看到物質怎樣不复是在時間中存在、在空間中運動的東西，而變成只不過是相互關聯的事件所构成的体系。十八世紀時這些可能性是隱藏在未來里面；但洛克、貝克萊与休謨已經表明，通過感官所了解的自然，不一定能揭示實在。即令就當時已有的知識而言，最后分析起來，唯物主義本來已經不能使人滿意了。

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