第一章 背景

但丁尊稱亞里士多德為“智者之王”。從阿奎那時代到伽利略時代，學者一直對亞里士多德敬仰有加。想要求知，就得仔細閱讀亞里士多德的著作，參照后人的注解以掌握難以理解的段落的含義，探究他的著作提出和討論的問題。早在13世紀，大學教育就以這些程序為模式。亞里士多德時代并沒有基督教，他在一小部分問題上的觀點不為當時的大眾所接受，神學家發現并糾正了這些錯誤。亞里士多德常被尊稱為大哲學家，正如神圣神學是信仰的根基，哲學是知識的源泉。

一般來說，自然科學，即自然知識，過去被視為自然哲學，在希臘語中是physis。亞里士多德對此有過深入論述，他的《物理學》《論天》《天象論》，以及有關萬物起源和消亡的著作都是佐證。而自然科學的基本原理是在亞里士多德寫完這些科學著作之后，才在《形而上學》中闡明的，因為科學不能自證自明、無中生有，而要基于對自然的仔細研究。

亞里士多德的物理學和宇宙學框架，或許眾所周知，但簡單概括并不能公正地說清楚。伽利略提出了一條新的探索自然之路，卻遭到了強烈反對。本章試圖簡述當時大學所教授的既有方法，讓人們清楚地了解反對者的立場和出發點。

亞里士多德的哲學追求，是要洞察事物的本來面目，揭示它們不可更改的必然性，以及它們保持現狀的深層原因。要達到這一目的，就必須深入探索事物的根源，把握自然界萬事萬物背后的終極意義。他在前人研究的基礎上，采用土、氣、水和火四“元素”及熱和冷、濕和干四種對立屬性來構建自然哲學體系。他認為各元素都有其固有的位置，一旦偏離，就會在重力和輕力的驅使下回到原位。他制定了邏輯法則，用理性而非感官來推斷我們在自然界中所觀察到的現象的原因，區分了質料因、形式因、動力因和目的因這四種不同類型的因果關系。他通過定義來界定事物的內在本質，并以此來區分它們在不同環境下所呈現的偶然屬性。自然哲學的任務，是在一個邏輯嚴謹、圖式清晰的框架內，探究自然界中所觀察到的現象的因果解釋。

亞里士多德物理學著眼于變化，他視變化為自然的根本特征，并認為不知變化者不知自然。亞里士多德用來形容變化的術語，在拉丁語中被譯為“運動”，此術語后來專指亞里士多德之“運動”（位置隨時間的變化）。他認為，運動在某種邏輯上先于其他變化，或牽涉或暗含其他變化。然而，他的物理學并非只討論運動，質變亦在其研究之列，如鐵受熱變紅，由紅轉橙，由橙轉黃，或萬物生長過程中的變化，皆激發了亞里士多德的興趣。

亞里士多德從物理學轉向宇宙學，將天體與以地球為中心的四元素世界分隔開來。在他看來，火元素處于最外層，月球的軌道則是元素間的分界線。四元素之外，一切都由第五種物質——以太組成。與四元素不同，以太在永恒不變中不斷重復著完美的圓周運動。亞里士多德的宇宙觀似乎源自柏拉圖的一個設想，歐多克索斯在數學上合理化了。因此，在這個問題上，并不存在兩派哲學的對立。亞里士多德的宇宙觀在托勒密天文學中得以保留，盡管其中的行星偏心軌道和本輪運動已經破壞了圍繞地球做勻速圓周運動這一最初的簡單觀念。然而，它在哥白尼天文學面前失去了立足之地，因為后者將地球本身置于運動之中，與亞里士多德自然哲學的基本原則背道而馳。人們必須選擇放棄或徹底改變亞里士多德自然哲學或者哥白尼的天文學理論。

1605年至1644年，英國、意大利和法國相繼涌現了一批著作，對亞里士多德自然哲學展開了無情的抨擊。這些著作的作者包括培根、伽利略和笛卡兒。他們雖觀點各異，但都認為亞里士多德自然哲學不是好科學。其實，此前，也有不少人對哲學家心生不滿，提出過改進科學的各種設想，尤其是在16世紀，而16世紀末此類呼聲越發高漲。在如此早期，我們就可以見到類似的著作。但我們需要將目光投向歐洲文化史上的一個重要時期：在亞里士多德的科學思想占據主導地位400年之后，在三個不同的國家，同一代人中出現了三位偉大的思想家，他們都有充分的理由來挑戰亞里士多德的權威，雖然各自的理由有很大不同。

由于本書只討論伽利略的貢獻，因此有必要強調他與培根和笛卡兒的貢獻的一個顯著區別。后兩者憑借他們的哲學思想而名垂青史，即培根主義和笛卡兒主義，后世的歐美哲學家或哲學史家絕不會忽視他們。與此相反，伽利略僅僅由于他在科學領域所做的杰出貢獻而被后人銘記，后世的哲學家或哲學史家很少關注他，只有少數科學家和幾乎所有的科學史家才真正了解他。