一、非数学的科学潮流

回到开普勒和伽利略的时代，除了科学中严密的数学运动之外，还有一场非凡的形而上学革命，这场革命被他们的成就强有力地推动并引入正轨，它似乎暗示了还有另一个科学潜流，这个潜流虽然踌躇而缓慢地流动着，但在趣味和成效上仍然是科学的。它的方法完全是经验的和实验的，但不是数学的，它主要与另一个潮流相联系，该潮流试图给予科学一个正确的形而上学基础，这个基础则相当明确和肯定地诉诸“自然精神”——或者，用更流行的说法，“以太精神”——的概念。

威廉·吉尔伯特，这位科学磁学之父是这个非数学的科学潮流的杰出人物之一，其经典作品是 1600 年发表的《论天然磁石和磁体》。我们将不停下来研究他的著作的细节，但是他被磁现象引入的一个信念却具有一定的影响和重要性，此信念即地球根本上是一个巨大磁体。②吉尔伯特设想地球内部是由同质的磁性物质构成的；①由此便说明了地球的内聚力和绕它的两极的周日旋转，因为“一个浮于水中的球形天然磁石是绕其中心旋转的，因而在赤道面上便变得与地球一致。”①而且，由于地球表层几乎具有一种同质结构，所以它的几何中心也就是它的磁运动中心。②在英国，就地球的日转而论，吉尔伯特是哥白尼理论最早的拥护者之一；③他没有接受地球也绕太阳公转的极端见解，虽然他认为太阳是天体运动的第一推动者和促成者。进一步，“质量” 这个概念后来是在牛顿那儿才成熟地发展起来的，可是这个词的概念和使用最早应该归咎于吉尔伯特的磁学实验。依吉尔伯特之见，一个天然磁石的磁力的大小和范围是随着它的量或质量而变化的，④所谓质量，吉尔伯特指的是一块磁石的均匀纯性和它来自于一个特定的矿藏。正是在这个意义和这一点上，伽利略和开普勒从吉尔伯特那儿借来了质量概念。

像其他的近代科学之父一样，吉尔伯特并不简单地满足于指出和表述他的实验结果；他还要寻求对现象的根本说明。一块天然磁石怎么能够吸引在空间上与之分离的一块铁呢？他的回答本质上是在古代就很流行的，即对磁

② 玛士撒拉（Methuselah），圣经中活了 969 岁的世上最长寿者。由于创世纪第五章从亚当开始的所有人物，据传都活了数百年。因此学者们推测此因当时计算时间的方式与现在不同所致。——译注

① 这一段的剩余部分更深入地阐明了这一点。“因为除了时间有完全相似的部分这一事实之外，把它看作是具有一维（a single dimension）的一个数量，这是符合理性的；因为我们认为时间要么是由相继时刻的简单相加构成的，要么是由（这么说吧）一个单一时刻的连续之流构成的，因此我们习惯于只把长度赋予它；而且，除了用一段它所通过的线的长度来决定它的数量外，我们也不用别的方式来决定其数量。正如我这样说一样：把一条线看作是一个动点的轨迹，从这个点来看，它没有某种可分割性，但是从运动来看，它就具某种可分割性，那就是按照长度；所以把时间设想为一个连续流动的时刻的轨迹，从这个时刻来看，它没有某种可分割性，但是就它是一个连续之流而言，它是可分割的。正如一条线的数量只取决于长度—

—运动的结果——一样，时间是从一个单一的连续点、好像在长度上扩展开来的；它证明和决定了所通过的空间的长度。所以我们总是用直线来表示时间 ”

① 柯尔切斯特的威廉·吉尔伯特：《论天然磁石和磁体》，莫特雷翻译，纽约，1893 年，第 64 页以下。

② 吉尔伯特，第 64 页以下。

③ 吉尔伯特，第 313 页以下。

④ 吉尔伯特，第 150 页。

力作活力论的解释。磁力是某种“有生命”的东西，①它“模仿灵魂”，不仅如此，它还“超越了人的灵魂而与一个有机体相结合”，因为虽然有机体“使用理性，看见许多东西，分析更多的东西；但是不管它们装备得多好，它是从外在的感觉中获得光芒和知识的源泉，就像跨越一个障碍获得这些东西一样——因此就有许许多多的无知和愚昧迷惑了我们的判断和活动，这样就没有什么东西正确而及时地规范它们的行为。”②但是磁石“正确地⋯飞快地、确定地、不断地、有方向地、运动地、支配性地、和谐地”发出它的精力。③ 这样由于地球本身是一个巨大磁体，所以它便具有灵魂，那个灵魂不过就是它的磁力。“对我们来说，我们深信整个世界都是有生命的，一切行星、一切恒星以及这个辉煌的地球也是有生命的，我们认为从一开始它们就受它们自己那预定的灵魂的支配，而且从那些灵魂那儿得到了自我维持的冲力。也不乏有有机体活动所需要的器官，不管这些器官是被安植在均匀的自然中还是散布在均匀的身体中，尽管它们并不像动物器官那样是由内脏构成的，也不是由确定的成员组成的。”④吉尔伯特对这个磁性灵魂的超距作用能力特别感兴趣，他用磁石发射出来的磁素的概念来解释这种能力。他认为这种磁素就像一只钩紧的手臂那样向外延伸到被吸物体的周围，把它抓向自己；⑤然而它根本不是有形的东西；它“想必是灵巧的，有精神的，以便能进入铁之中”；它是在被吸体中唤起一种响应蒸汽的呼吸或蒸汽。因此很明显，虽然吉尔伯特把这种磁素称为无形的和精神的，但他并不是指它在笛卡尔的意义上是无广延的或绝对非物质的，而只是指像稀薄的空气一样格外稀薄。①由于它是可透入的、是一种活动的能力，在这个意义上它是一种不同的物质。地球和每一个其他天体都把这样的磁素发射到一定的空间界限，由此构成了周围的无形以太，它们分享那个天体的周日旋转。②在这个以太蒸汽之外有一个真空，在那里太阳和行星由于没有遇到阻力，因而靠它们自己的磁力运动。在他的遗作《人世新哲学》（De mundo postro sublunari philosophiaNova）中，吉尔伯特以磁力的术语讨论了地球和月球之间的关系，③地球由于有较大的质量，因而对二者都施加了较大的影响，但是他不能阐明阻止二者一起下落的原理。

威廉·哈维，这位血液循环的发现者尽管强烈地强调经验主义，但他允许用以太精神的概念来说明来自于太阳的热和营养怎么样传到生物的心脏和血液；④我们已经注意到笛卡尔——他的生理学便主要是受到哈维的影响——怎样鬼鬼祟祟地把在物体的重量和变化速度中表现出来的性质转移到以太上来，以便可以把物体看作是纯几何的。在这样做时，笛卡尔为一个以太媒介理论和对宇宙的数学-力学解释的进一步和谐发展提供了线索。事物的第二性

① 吉尔伯特，第 344 页。

② 吉尔伯特，第 152 页以下。

③ 吉尔伯特，第 308 页以下。

④ 吉尔伯特，第 311 页。

⑤ 吉尔伯特，第 349 页。

① 吉尔伯特，第 309 页。

② 吉尔伯特，第 106 页以下。

③ 吉尔伯特，第 121 页以下。

④ 吉尔伯特，第 326 页。

质已被流放到人的领域；现在，有一些性质则转而被认为是可以用以太媒介来说明的，这些性质超越了纯粹几何，但是它们在运动中的效应已被伽利略还原到数学公式，或被吉尔伯特和哈维用感觉实验来研究。大多数人都认为这种媒介弥散在整个空间。在这种媒介之中，而且是通过它那确定的力量，可见的和可触的物体运动着。莫尔曾一度抓住了固体和以太之间的这一区分。莫尔宣称，笛卡尔的简单碰撞运动对于说明物体实体中的每个事件完全是充分的学说是一个没有证据的假定。不管可以对有形的物体说些什么，以太媒介不是纯粹的机器。如果它是机器，那么按照第一运动定律，宇宙就会迅速瓦解。在它之中假设了非机械的性质和能力。因此它必定是精神的、无形的、是神的意志的积极执行者，在内聚力、磁力、重力的现象中来搭起世界的构架。同时，它的影响是有规律的、有序的，肯定可以还原到严格的科学定律。玻义耳分享了所有这些思想的结合，这个结合从莫尔和玻义耳那里传递给牛顿，并在牛顿的哲学中起着突出的作用。