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外科的诞生：从文艺复兴到移植手术革命 第四章科学的崛起
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让我们期盼……一系列发明竞相涌现，如春风雨露降临人间，可以在某种程度上征服并战胜人类的需要和苦痛。
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——弗朗西斯·培根《伟大的复兴》，1620年
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他们的首要目的仅仅是一种满足感——呼吸更自由的空气，彼此安静地交谈，不沉迷于那个悲凉时代的激情与疯狂。[1]
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——托马斯·斯普拉特《皇家学会史》，1667年
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1715年，在伦敦某个春光明媚的清晨，一群年轻的科学家，为了满足人们永无止境的好奇心，聚集在世界上最伟大的俱乐部。几周前，天文学家埃德蒙·哈雷大胆地宣称：他仔细研究了星图，计算了太阳和月亮的运动轨迹，并鼓起勇气预言，4月22日早上会有一次日全食吞没整个伦敦市。他向天文学爱好者发出邀请，到鹤苑（Crane Court）的皇家学会来一起见证奇观。
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我们听过很多古代占星师预测食相的传闻故事。这些预言通常会预测数月甚至数年之内的食相。但食相并不十分罕见，所以这样的预言也不算十分大胆。然而，哈雷（他是皇家学会成员，能够与恃才放旷的艾萨克·牛顿交往）选择了另外一种方式，他邀请天文学的天才们聚集到这座古老的城市，给出了具体的日期时刻，甚至具体到分钟。自1104年以来，伦敦还没有发生过日全食 ，而600多年来几乎没有发生任何技术进步。大多数的英国人仍然相信女巫、狼人、独角兽和魔法，尽管日心说和新的数学为有识之士所接受，但这对普通老百姓并没有实际用处。
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日全食是圣经中记载的事件。对于那些在万里无云的日子里目睹过一次日全食 的幸运儿来说，那几分钟的暗无天日非常梦幻，也确实像魔法一般。我们曾经像凝望天空的玛雅人一样，忠诚地与自己的同胞们并肩，一瞬间就被淹没在行星、恒星和卫星的旋涡之中。
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哈雷计算了日全食的轨迹，并发布了他的预测图。他希望通过公布这一事件的来临，可以尽量减少恐惧，同时借助不列颠群岛以及整个欧洲大陆的有识之士，得出更多的计算结果。
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哈雷拿着羽毛笔，花了数周时间回顾了过去几十年中由“自然哲学家”记录下来的数据表。在1662年之前，学者之间的科学信息是不会共享的，但是《皇家学会哲学汇刊》（PhilosophicalTransactions of the Royal Society ）改变了这一切。哈雷能够从多年的天文记录中收集数据，经过反复测定，他确信一场日食即将发生。邀请发出得非常及时，殷实的知识界人士们身穿马甲，头戴假发，在破晓时分到达鹤苑。
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鹤苑是伦敦市中心舰队街旁边的一条狭窄小巷，当时的伦敦市区位于现代大伦敦地区的中心地带，被城墙包围。1666年伦敦大火差点烧毁了伦敦的整个核心地带，而鹤苑就处于受灾区域的最外围。坐落于鹤苑尽头的建筑便是皇家学会的会议厅，正是在这里，科学史在阴晴更迭中铸成（见彩插4.1）。
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发生日食之前的几个小时里，你是看不到月亮正在接近太阳的，因为它被恒星的亮度盖过，所以肉眼根本看不见它。但可以明显感觉到辐射热的减少，尤其是晴天的时候，会感到一种无风无云的奇特凉意萦绕于身。
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天亮后不久，日食就在伦敦发生了，那时刚过早上8点；一个小时后，日全食于9点9分出现。在接下来的三分钟里，黑暗主宰着伦敦，哈雷的预言实现了，而且与他预测的时间分毫不差。因为大量的天文学家和科学家都准备好了器材和记录仪，他们对月亮表面以及日全食的确切持续时间进行了重要的观测。
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对于那天在鹤苑的幸运观测者来说，他们的内心一定充满了乐观情绪吧？他们无疑会对哈雷心存感激，并且还有一丝敬畏。人类竟然具有这种预测能力，这也一定让他们欣喜若狂。但他们心中更重要的想法一定是，这世间还有什么是我们无法预测、体验并征服的？
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戴维·伍顿对此总结道：“对科学革命的一种基本描述是，它代表了数学家对哲学家权威的成功反抗，而二者又共同反对了神学家的权威。”[2]
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亚里士多德哲学的一项基本原理是（天体）不变，[3] 然而最后一批用“肉眼”观测的天文学家如哥白尼、第谷·布拉赫和约翰内斯·开普勒，已经能够观察到恒星的爆发并预测行星的运动。戴维·伍顿认为，第谷发现新星（距离地球8 000光年，在热核反应中融合在一起的两颗恒星）是科学革命开始的切实标志。它不是革命的起因，却吹响了揭竿而起的号角，是反叛开始的标示牌。亚里士多德沉迷以“质”（qualities）来解释世界，提出土、空气、火和水的四大元素说，而第谷辛勤地收集数据和观测天象。科学革命领袖以测量仪器、数字、数据表和计算方法代替了诡辩的对话传统与学术智者的伎俩。简而言之，他们将大自然乃至世界数学化 了。[4]
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1610年4月，伽利略·伽利雷的《星际信使》（Sidereus Nuncius ）一书在出版几周后来到了布拉格，开普勒迫不及待地想要了解伽利略看到了什么。该书的扉页上称伽利略是一位“佛罗伦萨的绅士”、一位“帕多瓦的数学教授”。扉页中间，单独一行写着“PERSPICILLI”一词，伽利略用这个词来称呼望远镜（见彩插4.2）。
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在这本书的开头，46岁的伽利略描述了他的望远镜是如何诞生的。10个月前，即1609年5月，伽利略收到一个消息称，一名荷兰人借助透镜和一根管子组装了一个望远镜。经过一番思考，伽利略“最终决定自己潜心钻研望远镜，先探究其原理，明白原理之后，再深入研究折射理论，思考如何找到发明类似器材的方向。我先准备了一根铅管，在管子的两端分别装上了两块玻璃镜片，它们们一侧是平的，而另一侧分别是凸的和凹的”。[5]
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在本书中，我们将一次又一次地看到，某个科学领域的突破来自精工巧匠的坚持不懈，他们专注于眼前的问题，并亲自参与工具、器械和测量仪器的制造。望远镜这一创新的出现，首先要依靠透明玻璃工艺在穆拉诺的发展，随后荷兰人和德国人对曲面玻璃的制造进行了完善。伽利略亲自准备镜头，打磨每一块玻璃片的尺寸和形状，想要将一台3倍小型望远镜变成适合天文观测的放大工具。他改进后的望远镜，放大倍数至少为8倍。[6]
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伽利略意识到这一观察器材在军事领域大有用途，便前往威尼斯的元老院，那里是最高行政官所在地。在威尼斯圣马可大教堂的钟楼上，他展示了望远镜相对于肉眼的优越性。1609年8月21日，围观的人们本来看不到远方的船只，但是伽利略用他的8倍望远镜，向元老院展示了对威尼斯潟湖地带构成潜在威胁的战舰。望远镜可以及早发现敌军战舰，对于海军来说是极大的优势，元老院对此前景感到非常满意，伽利略获得了双倍的薪资和帕多瓦大学终身教授的职位。后来他又发明出放大20倍的望远镜，用于天文观察。
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伽利略在帕多瓦度过了18年（1592—1610年），1599—1602年他与英国人威廉·哈维在这所大学中产生了交集。在刚刚迈入17世纪的意大利大学城里，人类社会的两位科学巨匠共居一方天地：伽利略是世界上第一位物理学家、观测天文学家和实验科学家；哈维是世界上第一位生理学家，解释了血液如何通过我们的血管在体内循环。伽利略和哈维代表着那个时代天壤之别的两种境遇，伽利略是被宗教裁判所审判的最后一批科学家之一，他因为信奉日心说，人生的最后十年都在软禁中度过，而哈维作为詹姆士一世的御医和牛津的“医学博士”（Doctor of Physic）声名鹊起。
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“托马斯·霍布斯在1665年写道，他认为在哥白尼之前没有天文学，在伽利略之前没有物理学，在威廉·哈维之前没有生理学。”[7] 哈维和伽利略都以机械运动的眼光来看待世界，觉察到事物按轨道运动或循环。他们洞悉卫星的移动或血液的流动，以及运动物体的轨迹和速度，这些确实非同凡响，但受限于简单的欧几里得几何学。
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科学革命已经发起，然而人类社会迫切需要一种惊世骇俗的洞察力，以数学方式来描述和预测世界。在伽利略去世的同一年，在伦敦以北的偏远村庄里，艾萨克·牛顿出生，这位早产的遗腹子也许是人类历史上最伟大的天才，他将以物理学定律和微积分学来丈量我们的世界。
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