世界近代前期科技史-第4节
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也继续发展，在航海、医药等方面还取得了世界领先的成就。然而也应该承
认，当15世纪下半期以来近代科学技术在欧洲蓬勃兴起的时候，中国科学技
术相对来说进展缓慢，逐渐被西方赶上和超过。而且，中国科学依然偏重于
实用和经验，在基础理论的研究方面明显不足。造成这种情况的原因是多方
面的。
首先，在封建制度和自然经济的条件下，缺少发展科学技术的社会要求
和内在动力。近代科学是伴随着欧洲资本主义的成长而诞生的。在中国，虽
然明朝后期在某些手工业行业中已经出现资本主义的萌芽，但这种新的生产
关系十分脆弱和微小，它受到封建主义的严重染蚀，且仅存于东南地区的少
数城镇。统治阶级推行抑制工商的政策，不但阻碍了中国社会的进步，而且
也阻碍了与工商业有密切联系的科学技术的进步。
其次，中国的教育以儒学为基本内容，极少涉及科学技术知识。封建王
朝对于作为科技发展主要力量的知识分子实行严格的思想控制，同时实行科
举制度，以八股取士，引导知识分子走读书入仕之路，使之终身成为书蠹或
充当驯服的统治工具。在儒学教条的束缚下，知识分子难以在科技领域施展
才能。而一些杰出的科学家也正是在摆脱了科举制度的名缰利锁之后，方才
取得了显著成就。可惜这种淡泊功名的知识分子为数甚少，而近代科学的发
展却需要大量的专门人才。
再次，中国封建统治者尊经崇古、保守自满，这种意识也阻碍了对外国
科技成果的了解、学习和吸收。郑和曾七次远航，甚至到达东非海岸，但其
目的只是宣扬天威，显示国力。虽然远航本身是空前的壮举，但它与稍后葡
萄牙和西班牙的航海探险有重大区别。而且，自15世纪中叶始，就连这种对
外交往的形式也不可能了。1433年郑和第七次远航归来，意味着中国乃至世
界航海史上这一光辉篇章的结束，同时也标志着远方的海洋对中国来说已成
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为历史。明王朝开始采取一系列措施禁止远航，后来甚至禁止沿海航行。当
欧洲人正充满希望和激情地去发现未知世界的时候，中国却全面收缩，困守
大陆。当近代科学技术在欧洲兴起的时候，中国却对外部世界惊天动地的变
化茫然无知。
16世纪末以后，一些耶稣会传教士陆续来到中国。他们在传教的同时，
也介绍了一些西方天文学、地理学、数学、火器制造技术等方面的知识。少
数开明的中国上层知识分子逐渐接受和学习西学，并参与了西方科技书籍的
翻译介绍工作。虽然西方科技知识在中国的传播范围很是有限，但它也意味
着中国科学独特发展道路的终结。当然，西方传教士并非单向地把科技知识
带到中国，他们对中国文化的了解以及把中国典籍带回欧洲，对西方的社会
和科技发展也具有积极的影响。
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二、探索宇宙——天文学的革命
近代前期，科学的第一个伟大成就，便是由哥白尼提出“日心说”而开
始的天文学革命逐渐深入，人类在探索宇宙的过程中获得了重大的突破。
1。哥白尼以前的宇宙观
（1）古希腊的天文学
为了理解哥白尼的太阳中心学说的意义，还要从古希腊的天文学说起。
①天体系统的最初构建欧洲人关于地球位于宇宙中心的看法，是由来已
久的。古希腊天文学的奠基人、米利多学派的阿那克西曼德 （公元前610—
公元前546/545年）认为，地被太阳、月球等天体所包围，它没有任何支撑
地位于宇宙的中心，因为它没有理由朝任何方向运动，所以是静止不动的。
阿那克西曼德是最早阐述有关宇宙论或世界体系的思想的哲学家之一。作为
理性主义者，他把几何学和数学引入了天文学，从而为摆脱以前的带有神秘
色彩的宇宙观念开辟了道路。
对于数充满兴趣的毕达哥拉斯学派把他们的喜好用于解释宇宙，认为整
个宇宙就是数与和谐，一切天体的运动都服从于数学规律，数字之比存在于
从宇宙中心到各天体的距离；10是最完美的数字，因此天上的运动的发光体
也必然有10个。由于当时只能看到9个，他们就断定还有一个与地球相对的
对地星。毕达哥拉斯派认为，整个宇宙是一个球形，各球形的天体都作均匀
的圆周运动，因为球形和正圆形是最完美的几何体。他们认识到，假定地球
在运动，就可以解释天体的视运动。
大约在公元前5世纪中叶，毕达哥拉斯学派的哲学家菲洛劳斯（活动时
期约公元前5世纪中后期）构想了一个宇宙体系，在这个体系中，地被作为
一个球体同其他9个天体一起围绕着一个中心火旋转，这个中心火是宇宙的
祭坛，是人永远看不见的。
毕达哥拉斯学派的最后一位学者埃克番达斯发现，昼夜的长短是随纬度
而变化的。他由此而形成了一个新观点，即地球在空间的中央绕自己的轴旋
转。
毕达哥拉斯派的宇宙观念，对后世产生了深远影响。特别值得指出的是，
哥白尼和刻卜勒也十分重视数的问题，他们在提出和阐述太阳中心说时，都
强调了它在数学上的和谐和简单性，并认为这是证明太阳中心说是真理的最
好理由。
柏拉图 （约公元前428—前348/347年）对宇宙的看法，是先验地推导
出来的。他也认为球是最完美的形式，因此宇宙必然是球形的，天体则按圆
圈运行。把柏拉图的一些圆圈组合起来，能够得到太阳绕地球的视轨道。他
的天文学观点，后来由希帕克和托勒密作了进一步的发挥。但据说柏拉图在
晚年认识到，如果把地球假定为是运动的，就能够更好地说明天文现象。
柏拉图时代杰出的天文学家和数学家欧多克索斯（约公元前400—前350
年）为了解释所观测到的日、月和五颗行星的运动现象，建立了一个由 27
个透明的同心球体组成的模型，这些透明同心球体均以地球为中心，其中日、
月各3球，5颗行星各4球，恒星1球。恒星的球在最外层，向内依次为土
星、木星、火星、太阳、金星、水星和月亮的球。每层球的旋转轴指向、旋
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转方向和旋转速度都各不相同。欧多克索斯的这个系统，既保持了关于圆是
完美的几何图形的观念，又把关于匀速圆运动的叠加可以计算天体的不均匀
运动的观点引进了天文学。他的系统成为以后一些天文学家发挥地球中心说
的基础。
差不多与欧多克索斯同时的亚里士多德也明确提出了地球位于宇宙中心
的主张。他认为，地是一个球体，沉重的地球由于其特别的性质正好处于宇
宙的中心；地球之外的天体具有永恒的均匀的圆周运动，它们不是由地球上
的4种物质即土、水、空气和火所构成，而是由以太构成，其内部是不变的。
亚里士多德的著作涉及内容广泛，是古代学术的百科全书，因此，当中古后
期他的著作重新面世之后，他的观点——包括天文学观点——就成了权威。
不同的宇宙观在很长时间内都有所发展。
公元前4世纪，希腊的科学中心从雅典转移到亚历山大城——亚历山大
远征时在埃及尼罗河口建立的希腊化城市。
萨摩斯的阿利斯塔克（约公元前310—前230年）是亚历山大城的著名
天文学家，他的最大贡献是认为地球有自转和绕日公转这两种运动。这是有
史以来第一次有人提出这样的观点。为此，斯多噶派的一些哲学家宣称，阿
利斯塔克应该以“渎神”罪被指控。
据阿基米德介绍，阿利斯塔克提出了一个假设，即恒星和太阳是不动的，
地球沿着一个圆的周边绕太阳运动，太阳则在这个轨道的中心；地球每天绕
自己的轴旋转一圈，每年沿圆形轨道绕太阳旋转一周。为了解释恒星在地球
运动时看起来不动的问题，阿利斯塔克正确地指出，这是由于恒星的距离同
地球轨道直径比较起来极其巨大的缘故。一千多年之后，哥白尼在创立新的
宇宙体学时，也曾受惠于阿利斯塔克的思想。
有关地球位于宇宙中心的思想也在发展。约公元前130年，天文学家希
帕克（？—公元前127年之后）在欧多克索斯学说的基础上形成了一个新体
系。希帕克首先假定，地球是中心，然后让日、月、行星等天体都在自己的
圆轨道即本轮上匀速运行，而本轮又在一个大的圆轨道即均轮上围绕地球运
行。他的体系对地球中心说的维持起了很大作用，且对托勒密体系的形成产
生了直接影响。
在希帕克之前，当时就享有“大几何学家”盛名的阿波罗尼奥斯（约前
262—前190年）为解释行星运动而引进了偏心圆运动和本轮运动的概念，这
在后来也成为托勒密构筑宇宙体系的材料之一。
②托勒密的宇宙体系希腊著名天文学家、地理学家和数学家托勒密 （活
动时期为公元2世纪）在天文学方面的研究成果，主要体现在他的《天文学
大成》这部巨著中。这部共有13卷的著作，是对希腊天文学的总结。在前人
提出的有关偏心圆、本轮、均轮的观点基础上，尤其是在希帕克体系的基础
上，托勒密论证了地球位于宇宙中心静止不动的理论，构筑了一个描述太阳、
月球和行星的位置以及视运动的体系，以一些被称为本轮和均轮的假想圆周
和匀速的圆周运动来解释观测到的天体运动。托勒密认为，天是球形的，并
且在不停地运动，恒星也都固定于其上。地也是球形的，但却静止不动，位
于天的中心。太阳和行星都围绕地球旋转；太阳沿着一个本轮的圆周运动，
而本轮的中心又沿着一个均轮的圆周运行，周期为一年；太阳均轮的中心与
地心重合，而月球和行星的均轮中心则不在地心。
值得注意的是，尽管托勒密论证了地心说，但他在 《天文学大成》的导
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言中也承认，从数学角度来看，可以把星空的周日运动看作是地球绕自己的
轴作周日运动的反映，但他不愿为了适应观测到的现象而把地球看作是运动
的星体，因为他认为这从物理学上来说是荒谬的：根据当时对惯性的认识，
如果地球在旋转的话，地球表面的东西也将急速移动而不是与地球紧紧附
合。
由于托勒密的体系符合《圣经》的说法，它得到了教会的支持而成为正
统学说，并在大约1400年的时间里支配着天文学。
（2）中世纪欧洲人的认识
直到中世纪晚期甚至近代初期，人们对宇宙的认识在总体上仍受到托勒
密学说的影响。例如，在但丁（1265—1321年）的描述中，宇宙是由一系列
天体组成的系统，这些天体一个处于另一个之内，在整个系统的中心则是不
动的地球。但丁认为，总共有10层天存在，每层天都是一个以地球为中心的
透明天球，月亮、太阳、行星等天体分别附于天球的背面，整个系统每 24
小时绕不动的地球转一周。
在1539年安特卫普出版的阿皮安 （1495—1552年）的《宇宙志》中，
有一幅以地球为中心的有限宇宙图。图的中心是包括水、空气和火圈的地球，
它是不动的，并由分属月亮、水星、金星、太阳、火星、木星和土星的天球
层层包围，在这7个“行星”天球之外是苍天即恒星系、第9个透明天球，
第10个原动体。在这以外便是茫茫宇宙太空、上帝和神的住所。
但托勒密的体系也遇到了问题。由于行星实际上是沿着椭圆形轨道绕日
公转，而到15世纪时人们对行星运动轨迹的测量也日渐精确，托勒密的体系
必须变得更加复杂才能说明新观察到的现象。于是，托勒密的正确性受到了
怀疑。
15世纪，在哥白尼之前，已有一些学者明确地提出了同托勒密学说不同
的理论。库萨的尼古拉斯（1401—1464年�
