第一章 背景

但丁尊称亚里士多德为“智者之王”。从阿奎那时代到伽利略时代，学者一直对亚里士多德敬仰有加。想要求知，就得仔细阅读亚里士多德的著作，参照后人的注解以掌握难以理解的段落的含义，探究他的著作提出和讨论的问题。早在13世纪，大学教育就以这些程序为模式。亚里士多德时代并没有基督教，他在一小部分问题上的观点不为当时的大众所接受，神学家发现并纠正了这些错误。亚里士多德常被尊称为大哲学家，正如神圣神学是信仰的根基，哲学是知识的源泉。

一般来说，自然科学，即自然知识，过去被视为自然哲学，在希腊语中是physis。亚里士多德对此有过深入论述，他的《物理学》《论天》《天象论》，以及有关万物起源和消亡的著作都是佐证。而自然科学的基本原理是在亚里士多德写完这些科学著作之后，才在《形而上学》中阐明的，因为科学不能自证自明、无中生有，而要基于对自然的仔细研究。

亚里士多德的物理学和宇宙学框架，或许众所周知，但简单概括并不能公正地说清楚。伽利略提出了一条新的探索自然之路，却遭到了强烈反对。本章试图简述当时大学所教授的既有方法，让人们清楚地了解反对者的立场和出发点。

亚里士多德的哲学追求，是要洞察事物的本来面目，揭示它们不可更改的必然性，以及它们保持现状的深层原因。要达到这一目的，就必须深入探索事物的根源，把握自然界万事万物背后的终极意义。他在前人研究的基础上，采用土、气、水和火四“元素”及热和冷、湿和干四种对立属性来构建自然哲学体系。他认为各元素都有其固有的位置，一旦偏离，就会在重力和轻力的驱使下回到原位。他制定了逻辑法则，用理性而非感官来推断我们在自然界中所观察到的现象的原因，区分了质料因、形式因、动力因和目的因这四种不同类型的因果关系。他通过定义来界定事物的内在本质，并以此来区分它们在不同环境下所呈现的偶然属性。自然哲学的任务，是在一个逻辑严谨、图式清晰的框架内，探究自然界中所观察到的现象的因果解释。

亚里士多德物理学着眼于变化，他视变化为自然的根本特征，并认为不知变化者不知自然。亚里士多德用来形容变化的术语，在拉丁语中被译为“运动”，此术语后来专指亚里士多德之“运动”（位置随时间的变化）。他认为，运动在某种逻辑上先于其他变化，或牵涉或暗含其他变化。然而，他的物理学并非只讨论运动，质变亦在其研究之列，如铁受热变红，由红转橙，由橙转黄，或万物生长过程中的变化，皆激发了亚里士多德的兴趣。

亚里士多德从物理学转向宇宙学，将天体与以地球为中心的四元素世界分隔开来。在他看来，火元素处于最外层，月球的轨道则是元素间的分界线。四元素之外，一切都由第五种物质——以太组成。与四元素不同，以太在永恒不变中不断重复着完美的圆周运动。亚里士多德的宇宙观似乎源自柏拉图的一个设想，欧多克索斯在数学上合理化了。因此，在这个问题上，并不存在两派哲学的对立。亚里士多德的宇宙观在托勒密天文学中得以保留，尽管其中的行星偏心轨道和本轮运动已经破坏了围绕地球做匀速圆周运动这一最初的简单观念。然而，它在哥白尼天文学面前失去了立足之地，因为后者将地球本身置于运动之中，与亚里士多德自然哲学的基本原则背道而驰。人们必须选择放弃或彻底改变亚里士多德自然哲学或者哥白尼的天文学理论。

1605年至1644年，英国、意大利和法国相继涌现了一批著作，对亚里士多德自然哲学展开了无情的抨击。这些著作的作者包括培根、伽利略和笛卡儿。他们虽观点各异，但都认为亚里士多德自然哲学不是好科学。其实，此前，也有不少人对哲学家心生不满，提出过改进科学的各种设想，尤其是在16世纪，而16世纪末此类呼声越发高涨。在如此早期，我们就可以见到类似的著作。但我们需要将目光投向欧洲文化史上的一个重要时期：在亚里士多德的科学思想占据主导地位400年之后，在三个不同的国家，同一代人中出现了三位伟大的思想家，他们都有充分的理由来挑战亚里士多德的权威，虽然各自的理由有很大不同。

由于本书只讨论伽利略的贡献，因此有必要强调他与培根和笛卡儿的贡献的一个显著区别。后两者凭借他们的哲学思想而名垂青史，即培根主义和笛卡儿主义，后世的欧美哲学家或哲学史家绝不会忽视他们。与此相反，伽利略仅仅由于他在科学领域所做的杰出贡献而被后人铭记，后世的哲学家或哲学史家很少关注他，只有少数科学家和几乎所有的科学史家才真正了解他。