13—14世纪牛津大学科学研究的范式革新
何平 曾祥裕
摘 要 在希腊古典科学知识的影响下，牛津大学在13—14世纪形成了重视自然科学研究，并以经验论为特征的学术流派。首任校长罗伯特·格罗塞斯特创造性地发展了亚里斯多德的逻辑学、形而上学和物理学，鼓励以感觉经验为依据来探究自然现象本身的规律，形成了用科学试验来验证自然现象因果关系的思想;罗杰尔·培根等也强调依据观察数据，借助仪器进行实验和运用数学，提出“实验科学”的方法论，同时还进行了一系列的科学实验;邓斯·司各脱等学者对探究现象因果关系的逻辑方法进行了卓有成效的研讨;威廉·奥卡姆倡议在科学解释中避免使用多余的（神学和经院哲学）概念，而将演绎和推理建立在使用可被理性和常识认可的概念上。显然，欧洲科学研究的范式革新在17世纪科学革命以前就已逐步展开。
关键词? 科学史，范式转型，牛津大学
中图分类号? K13 文献标识码 A 文章编号 0457-6241（2020）20-0014-09
美国科学史家、科学哲学家托马斯·塞缪尔·库恩（Thomas Samuel Kuhn）在《科学革命的结构》中认为科学的发展表现为科学“范式”的不断变更，或者“范式”的革命。“范式”等同于研究传统，它是被一个科学团体所认可的、那个时代最成功的科学成就所树立的，例如亚里斯多德科学体系、牛顿经典物理学等。范式“提示出某些实际科学实践的公认范例”，“为特定的连贯的科学研究的传统提供模型”。①仔细研读库恩的那本名著，可以发现在库恩的眼中，“范式”至少包含3个方面的内容：（1）一套“形而上学”的假定，例如宇宙是由微粒组成的等;换句话说，范式包含一种看待物理现象的观念，特定科学社团往往从他们信奉的这些形而上学观念中找到解释现象的理论依据。②（2）科学研究的“方法论”，所使用的研究分析工具和仪器等。③（3）一套可资利用的“范畴”，即对具体物质及其形式的指称性概念，如原子、分子、推动力，以及解释“规则”等。④13—14世纪，牛津大学的科学研究范式在这3个方面都发生了引人注目的变革。
当时，以牛津大学首任校长罗伯特·格罗塞斯特（Robert Grosseteste，1168—1253）为首，包括后来的威廉·奥卡姆（William Occam，1280—1349）等牛津学者发展出了一套被称为“实验科学”（Experimental Science）的探究程序，具体方法是：“首先，分析和分类产生某一现象的必备条件;其次，建构解释理论;最后，通过试验或观察证实或摒除某一解释理论。在可能的情况下，理论解释使用数学语言，结论以几何学和算术形式推演而出。”⑤牛津学派这套科学研究程序显然同之前的中世纪神学观念笼罩下的“科学”探究方式不同，甚至和希腊的科学范式也有很大差异。他们用于科学解释的重要概念也“同现代科学观念基本相似”。⑥有学者评论说，牛津大学作为那一时期两到三个杰出的科学研究中心“发展出了我们今天认可的科学态度和方法”。⑦
在那两个世纪中，以牛津大学默顿学院⑧为中心，格罗塞斯特、罗吉尔·培根（Roger Bacon，1210—1292）、邓斯·司各脱（Duns Scotus，1265—1308）和奥卡姆等学者不仅清洗中世纪自然哲学语言，探讨获取确定（科学）知识的经验主义路线，把数学和实验视为科学探究的基础，而且在天文学、数学、物理学、光学、医疗技术、物体的运动和力学等领域进行了一系列的研究。格罗塞斯特和培根研究透镜、彩虹等光学现象;培根在法勒桥上观察天象，研究日历;威廉·墨利（William Murray）在1337—1344年间连续观察记录气象资料;瓦林福德的威廉（William of Wallingford）设计制造天文钟/浑天仪，展示太阳、月亮和星星的运动轨迹;托马斯·布雷德沃丁（Thomas Bradwardine）试图提出有关抛射体的推力、速度和阻力等精确数学关系的公式;默顿学院的学者还“提出了用平均速度来衡量匀加速运动的方法，后为伽利略所采纳”。①牛津的学者们大大地发展了亚里斯多德的科学观念，而且几乎全面地提出了近代科学方法论，他们的这些成就“对17世纪才得以完成的物理学革命是必不可少的”。②牛津大学何以能发展出科学研究的新范式，具体过程如何，其影响和意义何在，这就是本文所要探究的，这对我们进一步理解17世纪科学革命的缘起也有相当大的意义。
国外对大学及其科研活动的研究很早就开始了。1895年，哈斯丁·拉斯达尔（Hastings Rashdall）就出版了《欧洲中世纪大学》，瓦尔特·吕埃格（Walter Ruegg）也出版了4卷本《欧洲大学史》，牛津大学更在1981年创刊了《大学史》（History of Universities）期刊。与本论文相关的著作可以提到皮埃尔·杜赫（Pierre Duch）的15卷本的《科学史》以及戈登·勒弗（Gordon Leff）的《13—14世纪的巴黎和牛津大学——体制和思想史》。③杜赫在他的著作中写道：“笛卡尔、伽利略和牛顿科学的许多基本原理可以在13和14世纪找到渊源……近代科学不是17世纪的特产，而是起源于中世纪思想家的哲学思辨。”④他特别探究了巴黎大学的贡献，认为伽利略、开普勒和牛顿的科学成就是在14世纪巴黎大学产生的那些宇宙论和物理学思想的继承和发展。⑤勒弗认为13—14世纪牛津大学出现了“科学革命”，它源于科学态度的形成，归纳和演绎方法的发展，数学思维，吸收亚里斯多德的物理学观念和方法论以及以新柏拉图主义方式改造亚里斯多德的自然哲学。⑥查尔斯·哈斯肯（Charles Hasken）和A. C. 克罗比（A. C. Crombie）等学者的论著探究了13—14世纪英国学者对逻辑学、光学、力学和数学的研究，⑦尤其是克罗比，他的《牛津大学对近代科学源起的贡献》以及《罗伯特·格罗塞斯特和实验科学的兴起》两本著作对牛津大学的贡獻作了开创性的探讨。以思想的宏大而著称的哲学家汉斯·格奥尔格·迦达默尔（Hans Georg Gadamer）从比较文化史的高度讨论了欧洲科学革命的认识论路线，认为近代科学观念和实践是在欧洲（英国）经验论哲学传统中萌生的。
国内学术界横跨欧洲教育史和科技史研究领域的成果不多，仅有少量专著和博士论文以及期刊文章。首先可以提到是徐兵的《欧洲中世纪大学的科学研究与科学教育》，此文评述亚里斯多德自然哲学在中世纪大学中的传播，以及牛津大学和巴黎大学中从事科学探究的学者概况。另有两篇博士论文：石广盛的《欧洲中世纪大学研究》和宋文红的《欧洲中世纪大学——历史描述与分析》，前文对中世纪大学出现的历史背景、学校的组织架构、教师和学生的教学和生活状况、大学对社会的影响等进行了讨论，但并未特别探讨中世纪大学中自然科学研究的发展;后文对欧洲中世纪大学的学习制度和教学方式等有较详细的述评。 近年来，在深化高等学校教育改革和推进科技创新成为热点问题的氛围下，《三联生活周刊》等一些国内期刊推出了几期介绍世界著名大学的专刊;一些出版社也发行了若干本介绍牛津大学、剑桥大学和巴黎高师等名校的书籍。但总的来说，这些研究并不深入，尤其缺乏对中世纪以来欧洲大学成功推动科学研究具体范例的深入分析。
一、格罗塞斯特和牛津学派的形成
13世纪，大学作为一专门发展学术的机构越来越成为知识探讨活动的中心，并对整个社会的学术探究发生巨大影响。自然哲学家的数量猛增，哲学也成为日益专业化的学科，越来越不同于神学。然而，牛津大学科学研究范式上的革新是以当时欧洲两大学术发展为依托的：第一，经院哲学争论中“唯名论”思想的逐渐胜出;第二，伴随亚里斯多德知识体系的传入而来的对古典科学和哲学知识的吸收和发展。
“唯名论”和“唯实论”争论的核心是物质世界的“客体”的性质以及人对“客体”的理性认知的关系问题，这实际上涉及澄清自然科学探究对象的问题。发源于神学探究的经院哲学思维烦琐、空洞，一般漠视对感觉世界的探索。11世纪晚期，出现对这种意识形态的反叛，引发了关于共相和存在本质的讨论，并演变为“唯名论”和“唯实论”的争论。“唯实论”的鼻祖是柏拉图（Plato）和圣奥古斯丁（Saint Augustins），他们认为形式或理念是终极真实的，研究物质世界是浪费光阴，时间应当用于探寻永恒的真理。“唯名论”的先驱是法国学者约翰尼斯·罗西里努斯（Johannes Roscellinus，1050—1120），他认为能被感知的世界万物，例如每一棵树，才是唯一真实的，不存在更高一级的“树性”;在具体事物不在场的时刻所谈论的“人们”“树木”等这些所谓的理念只是名称，它们是在感知许多个别事物后才形成的观念，并作为对这些事物的统称。例如人们先感知了具体的松树、榆树和橡树等的存在，然后对其概念化，才形成关于树的“观念”。“唯名论”对矫正神学思维，发展科学认识论有重要意义。
牛津学派的学者从格罗塞斯特、罗杰尔·培根、斯各脱到奥卡姆都信奉唯名论，并在经院哲学内部兴起的这股关注感觉世界、强调感性认识重要性的思想运动中推波助澜。奥卡姆就公开宣称哲学研究应借助理性，支持唯名论关于个体是唯一的实在，以及普遍性概念不过是名称或心理概念的观点，认为唯实论从类到个别，从普遍导出个别，是在抽象观念中绕圈子，并使问题复杂化。这样一些思想帮助牛津的学者们转向对可直接感知对象的研究，并着手发展以归纳观察资料以及实验为基础的科学研究范式。
亚里斯多德哲学体系，包括他对物理现象的解释、对物体运动的分析及其逻辑方法论，是属于可以为与神学探究模式不同的新的科学范式树立标杆的成就，对这样一个新的科学范式的吸收和发展是牛津学派兴起的另一个重要背景。从12世纪下半叶起，“亚里斯多德的科学和方法论著作就给当时的学者展现了新的视野”。①在13—14世纪的几所最著名大学中，牛津大学作为科学方法论的研究中心著称，巴黎大学以神学和形而上学研究著称，博洛尼亚大学则以法学和医学研究为长。②当时，对亚里斯多德的哲学体系有三种态度：一种是排斥、禁止传播，一种是使之与基督教观念相调和，③还有一种是吸收并发展其学说。教会多持反对态度;大多数学者则试图将之与基督教观念调和;格罗塞斯特则不同，他很早就意识到亚里斯多德体系作为一个新的科学研究范式的巨大潜力，不遗余力推动翻译相关典籍，使牛津成为当时一个重要的翻译中心。④
1214年，格罗塞斯特成为牛津大学首任校长（Magister Scholarum or Chancellor of the University），在牛津大学建校伊始的头20至30年期间发挥了重要的学术引领作用。格罗塞斯特率先翻译了亚里斯多德的《辩谬篇》（Sophistic Elenchi）、《前分析篇》（The Prior）和《后分析篇》（The Posterior Analytics）等重要著作。牛津大学的其他学者，如阿宾顿的埃德蒙德（Edmond of Abington）和萨瑞耶尔的阿尔弗雷德（Alfred of Sariyer）也积极翻译亚里斯多德典籍，埃德蒙德于1202—1208年在牛津大学人文学院教授人文学科课程时，翻译了亚里斯多德的逻辑学著作并用作教材;阿尔弗雷德翻译的《自然哲学》（Libri Naturals），被巴黎大学用作人文学院的教材。13世纪中叶前，亚里斯多德—阿维森纳学说在牛津大学的影响就非常大了。①1270年以后，不仅在牛津，也在欧洲其他大学中，几代学者涉及的有关学科，皆以评论亚里斯多德相关研究的形式出现。②直到17世纪，探究科学方法论的学者还都围绕亚里斯多德关于科学探究的程序以及他所提出的种种问题展开讨论。
格罗塞斯特远见卓识，他很早就注意到由于吸收希腊-阿拉伯科学成就，欧洲学术业已达到复兴，并且进一步提出在继承这些科学思想时需要独立思考，并以对客观世界的观察为依据来发展它们。③格罗塞斯特先后写了很多文章讨论亚里斯多德的《物理学》（The Physics）及其他形而上学和科技问题。他特别关注科学认识论问题，④因为这涉及科学研究的方法论。在《论真理》（De veritate）、《论神学知识》（De scientia dei）、《论定理的真理性》（De veritate propositions）等论文中，他批评那种用“辩证思维”来讨论形而上学问题，并使亚里斯多德体系与神学观念相协调的做法，主张依据自己的经验和观察来辨析自然哲学问题。在牛津大学任职期间，他澄清了一系列對科学研究至关重要的认识论问题，帮助同时代的许多学者从中世纪经院哲学思维转向实证科学探究。正是在他的推动下，牛津的学术被引向了“新的具有实证倾向的科学探究”，⑤更多集中在“被改造的本体论上，并且借助与神圣理念无关的词语来构建实在”。⑥
格罗塞斯特这一派学者不仅继承亚里斯多德的科学方法论的精髓，使之新柏拉图主义化，而且是以那个时代的神学家不具有的数学家的眼光和创新精神来完成这项工作的，因此，牛津学术新思潮也以把数学与新柏拉图主义相结合为特征。⑦亚里斯多德知识体系包含了“科学”探究的方法论和一系列被演绎证明的物理学范畴和概念，新柏拉图主义则偏爱数学，格罗塞斯特融合了这两种倾向。同时代的其他学者接受亚里斯多德的逻辑学，但忽视其形而上学;格罗塞斯特则赋予逻辑学以更大意义，而且着手创建新的形而上学体系，开始奠定以经验论和逻辑推理的严密性为特征的牛津学派学术新规范。
当时，两类知识——神学知识和亚里斯多德—阿拉伯学术所包含的自然知识——的性质引起很大争论。格罗塞斯特提出新的观点，声称形而上学宗教思辨所获得的知识是不确实的，“人类智力可以抽象（概括）出所有个体中包含的普遍法则，而获得某种程度的真理”。⑧这种观点在当时极为卓越，影响了一批学者。例如坊廷斯的高弗雷（Godfrey of Fontaines）就声称神学源自信仰所拥有的原则，而自然知识是建立在“证据基础上”。⑨
格罗塞斯特又进一步澄清自然知识探究的模式，他认为有三种：第一是研究物质（体）的自然哲学;第二是探究物质及运动的数学;第三是形而上学研究。三种知识中，形而上学探究仅依靠纯粹自然手段，不能获得有关永恒的和精神上存在的对象的知识;物理学是不确定的，因为它研究流变的物体;数学知识是确定的，也是实证知识（Demonstrative Knowledge，前一词与后来所使用的实证的（Positive）类似，当时的语境下还未能使用该词）的基础，它的前提——公式和法则——是不言自明的，或可以被论证，例如关于三角形是由三条边构成的定义;格罗塞斯特也从“存在”“动因”之类的抽象范畴出发来研究物质和运动，在评论《后分析篇》（Posterior Analytics）等论文中，他从新柏拉图主义的立场出发，倡导从考察物理世界入手，再据此讨论特殊问题。在这里，他实际勾勒了一条包含理论抽象和数学分析的探究自然规律的途径。不仅如此，他还在写下的一系列关于光学、天文学以及其他如研究彩虹等自然现象的科学论文中示范这种探究路径。
二、提出新的以经验论为特征的
科学方法论
在格罗塞斯特的影响下，牛津大学形成了一种不仅重视自然知识探究，而且具经验论特征的方法论。那时，大多数学者主要借鉴亚里斯多德的逻辑方法，并以此来论证基督教神学命题的真理性，他们“将教义问题按照逻辑系统化”，帮助神学披上“演绎科学”的外衣，使之越来越成为一种逻辑学的构建或科学的训练。①格罗塞斯特为首的牛津学派则不同，他们继承了亚里斯多德的逻辑思维方法，又开辟了一条对自然科学探究有重要意义的认识路线。亚里斯多德曾区分“事实”知识（Quia）和有关原因（Propter Quia）的知识，格罗塞斯特接受了这个观念，并声称所有的现象（事实）都是原因的结果，因此可以通过寻找原因来说明。他想建立一个更加科学的方法论，以使研究者从对自然现象的经验主义的调查研究中，归纳演绎出事实（现象）的原因（因果关系）。
在“分析亚里斯多德关于真知识的观点时，一种极为不同的看法逐渐在他心里形成”。②由是格罗塞斯特提出真理就是世界中的单纯事物，显然在这里力图分离自然科学研究的对象，使事物（自然现象）成为独立的研究对象，即物自体。在中世纪意识形态中，真理被认为与上帝的启示有关。格罗塞斯特发展了圣奥古斯丁对真理的一个颇有意思的定义，即真理是“事物之所是”的觀念，提出真理“与事物的存在（Its being， esse）是等同的”，③一个事物的真理只是在其外部实在中实体性的显现，或者事物在物质环境下所有偶性中呈现出来的形式内核，即本质。这种观点为抛开与物质无关的神学概念，而通过研究物质本身、揭示其形式和变化规律打开了大门。
格罗塞斯特的理论呼应了当时已经开始的研究趋势：从唯实论向唯名论，或者说从“唯心论”向“唯物论”，即从借助神学观念来推导知识，到从研究事物本身来获取知识的转移。那个时代，许多学者一方面承认感观知识的意义，另一方面又要维持基督教神学观念的权威性。格罗塞斯特以新的方式解决了这种两难困境：通过把经验和观察，而不是思辨作为获得具有确定性的知识的基础，并借助数学来确立理性知识对于感官知识的优越性。他又提出人类获取知识的认识论路线是把作为整体的事物分为部分，加以研究，然后再获得整体的知识的说法，这类似后来笛卡尔提出的分析的方法。
格罗塞斯特认为数学是建构新的形而上学的工具，因此他又是“科学趋向数学这个现代取向的肇始者”。④格罗塞斯特从亚里斯多德那里吸收了关于一些学科从属于其他学科的观念，认为研究事实，或物质现象的科学从属于能够提供证明（程序）的学科，尤其是数学的各个分支学科。例如光学从属于几何学。在他看来，数学和几何学为研究光现象和从光的角度解释自然界提供了工具。这种思路为把自然科学探究数学化和几何化打下了基础。格罗塞斯特以身作则借助数学探究物理学和光学问题，并力图进一步抽象出现象背后的形而上学（理论）。他强调使用归纳得出的概念，并据此演绎出具有确定性的命题。在《后分析篇注释》中，格罗塞斯特解释说“科学知识即被证明的知识”。⑤
众所周知，科学的核心是理论，即涵盖所有个别特殊现象的普遍法则。格罗塞斯特在解释光学的重要性时提出了一些颇有意义的观点。在他看来，自然之光如精神之光，是人借以获得不变法则知识的源泉。不变法则贯通所有创造物，而且独立于个体。不变法则，他又称之为“神圣理念”（Devine
Ideas），是特殊个体赖以构成的基础。格罗塞斯特这里显然认为不仅应当通过观察（自然之光使观察成为可能），而且可以据此得出普遍法则。他谈到“从经验数据到普遍原则（Universalia Composita）的归纳”，⑥并且认为真理应表现出足够的规律性，是对同一现象或多次反复发生的过程的解释。
格罗塞斯特也强调近代科学探究的一个基本手段，即实验。亚里斯多德在《形而上学》的开篇曾提到经验与记忆是科学知识的来源。格罗塞斯特接受并发展了这一思想。“经验”一词在13世纪，包含经验的（Experiential）和实验的（Experimentum）两种含义。在《后分析篇注释》中，格罗塞斯特提出要建立基于“经验的普遍原则”（Principia Universalia Experimentalia）。⑦他注意到在演绎推理中，有些前提或结论的确定性不是在逻辑学或数学上自明的，这些命题的真理性或因果关系是由多次观察到重复的现象而认知的，因此，为了进一步确认因果关系，必须转向实验（Convertere [se] ad experientium）。他以腹泻为例讲解说：在验证关于服下泻药导致红色的汁液排出（腹泻）这个现象的因果联系时，必须排除所有可能导致红色汁液排出的其他情况，然后多次重复服下泻药，如果同样地排出红色汁液，就可以认定其因果性。格罗塞斯特把这个过程称之为对假说的“受控的验证”。①
13世纪只有少数杰出学者把实验看作是发现科学原理的基本方法。当时大多数学者更多把经验或者实验视为观察，感觉体验以及在此基础上的归纳抽象。格罗塞斯特等对实验意义的领悟，一定程度上受到当时流行的魔术和巫术观念的影响。魔术师和巫师制造幻觉或奇异的景象，以此显示“神秘的力量”。在格罗塞斯特眼中，发现自然的魔力是科学探究的合法部分，用透视镜做实验，使远处看上去更近一些，以及研究星相学或占星术都是如此。当时不止格罗塞斯特，奥维涅的威廉等学者也“把亚里斯多德主义、新柏拉图主义、阿拉伯和犹太的数学及法术编织在一起……13世纪的许多科学和哲学上的成就都可以追溯到他们那富有成果的开端”。②
三、培根：呼吁从事
以实验为基础的科学研究
受到格罗塞斯特影响最大，而且进一步发展了他的实验哲学的是培根，③培根甚至被认为是第一个实验科学家。在他看来，可以从观察和经验归纳抽象出解释原则，但还必须将解释诉诸经验的进一步检验，即实验。培根称这为实验科学的“第一特性”（First Prerogative）。④培根的重要著作包括《大著作》（Opus Majus）以及《小著作》（Opus Minor），后书概述了那时的科学知识状况。他另外还写了一本名为《神学概要》的小册子，攻击经院哲学，启迪理性主义精神。培根相信四方面的原因阻碍人们做出正确判断：对权威的过度崇拜、习惯、偏见和自负。几个世纪以后，弗兰西斯·培根（Francis Bacon）也列举了四个此类原因。
在培根看来，“经验”有两种：“通过内心获得的神秘体验和通过外因获得的、依靠仪器辅助和应用数学来保证精确性的知识。”⑤他肯定观察得来的证据对认识的重要性。16世纪以后，这个观念被认为对科学认识论具有头等重要意义。培根认为归纳法的成功依赖于对现象的观察的知识的准确性，使用主动（或受控）实验是增进知识的重要方法。他相信科学的客观性或事实依据可以借助实验得到强化。⑥实验科学（Scientia Experimentalis）⑦可以验证科学探究中提出的假设或推论。他认为亚里斯多德的逻辑学帮助人认识真理，经验则可以除去对真理的所有怀疑。在格罗塞斯特眼中，自然科学通过实验或经验来建立原理，然后遵循亚里斯多德的逻辑方法从原理推演出结论;培根则认为实验不应当只是去论证推演，而应当是“对已证明之结论的经验验证”。⑧这种观点与近代科学认识论相吻合。⑨培根清楚地认识到实验能给科学以确定性。他反复宣传：验证前人说法的唯一方法是观察和实验，证明一种科学理论必须要借助实验。“实验科学胜过各种依靠论证的科学，因为无论推理如何有力……都不可能提供确定性，除非有实验证明它们的结论”。⑩培根对实验科学的意义的认知影响了后来的学者，14世纪初，弗莱堡的塞多瑞克（Theodoric of Freiberg）就用实验方法检验彩虹是由于雨滴對太阳光的折射和反射造成的假设，伽利略在他的著作中也多次提到培根。
培根“把数学看作是自然科学，或全部科学的基础”。①在《自然科学的特性》论文中，他批评亚里斯多德和大阿尔伯特忽视数学，认为只有借助数学这个通向完整知识的大门和钥匙，其他的学科才具有确定性。数学为解释（物理）事实或现象提供了推理语言，不运用数学，自然现象就不能真正地被认识。数学因此是通识教育的基础。在培根和牛津学派其他学者的影响下，运用数学或以数学的思维方式去探究物理现象逐渐被接受。到了14世纪，学术注意力越来越转向数学和科学问题，并推崇把演绎和实验作为解决困惑的手段。
培根在科学探究中重视科学实验，尤其是光学实验。他的著作谈到光的反射定律、折射现象、反射镜、透镜和望远镜的原理，并构想了许多机械发明，如机械推进的车船、飞行的机器、魔术镜、取火镜、火药和磁石等。“他吸收了欧几里得（Euclid）、托勒密（Ptolemy）和阿尔·海赛姆（Al Hesham）的成果”，②探究透镜矫正视力，放大图像的作用，相信可以用透镜弯曲光路，“让太阳、月亮和行星呈现于近前”。③在技术想象和发明上，200年以后的达·芬奇很像他，但培根的科学实践更具学术性。在培根这里，近代实验科学的方法论已十分明晰，如今在牛津大学培根故居附近墙上嵌有一铜牌，铭文为“杰出的博士闻名遐迩，以实验方法极大地拓展了科学的空间”。④
四、对科学逻辑学的发展
牛津学派在科学研究的逻辑方法论上也卓有建树。亚里斯多德相信从对现象的观察中可以归纳出解释现象的原则，牛津学派则提出了更多依据观察资料归纳解释原则的逻辑方法。格罗塞斯特首先领悟到亚里斯多德的归纳法和演绎法在科学探究中的意义，并对其称之为“解析和归纳总结方法”（Method of Resolution and Composition）加以阐发。他认为研究者在第一阶段，即归纳阶段，可以通过观察，归纳出现象形成的要素（条件）;在演绎阶段，则进一步把这些抽象出的要素构建成对现象的说明（理论）。格罗塞斯特以光谱为例说明上述探究程序。彩虹、水轮和船桨激起的水雾上以及穿过装满水的玻璃杯的阳光呈现七彩光谱，通过仔细观察和抽象，可以发现其形成的一般条件如下：（1）光谱与透明的球体有关;（2）光谱中的不同颜色源于阳光被从不同角度折射;（3）颜色的不同与穿过球体的弧度有关。然后，研究者就可以据此构筑有关此类现象特征及形成的一般条件的理论。⑤格罗塞斯特这里表现出了一个科学家的素养及所具有的观察和抽象能力，其方法论与中世纪盛行的通过思辨或思想试验，或诉诸上帝来解释现象的方法迥然不同，而更符合现代科学范式。
格罗塞斯特又提出了一种逻辑证伪法（Modus-
tollens）。他阐述说：根据经验，一个结果可能会由多种假设的原因引起。研究者可以通过证伪，如某个假设的原因没有导致伴随现象的出现，这个原因就可以排除，然后，依次逐步找到真正的原因。他以探究太阳如何带来热量为例。格罗塞斯特认为有3种使一个物体升温的途径：来自一个热物体的热传导;物体自身运动;光线的照射。他的证伪过程如下：假设太阳带来热量是因为热传导，那么邻近的天体会被加热和变质（形），但邻近的天体并没有变形和变质，因此太阳并不是通过接触传导热量。通过这种逻辑证伪法，格罗塞斯特最后认定太阳传递热是通过光线照射，换句话说，是热辐射。限于当时的科学水平，格罗塞斯特所说的相关细节并不全对，但他所阐述的一系列形式逻辑方法却影响很大。⑥
司各脱⑦提出了另一个逻辑方法——“找同法”（Method of Agreement）。他的《牛津著作集》汇集了他在牛津大学的讲稿，其中对亚里斯多德思想的评析影响深远。有人评论说，笛卡尔为现代哲学奠定的框架，实际上是1300年前后司各脱等学者在牛津大学建立的理论结构。按照司各脱的“找同法”，研究者需要列出一个结果出现的各种背景（条件），然后找出在每一个案例都有的背景因素，例如在结果“e”出现的四个案例中，尽管存在“b，c，f”等各种不同的因素，但假如都有“a”因素在其中，观察者就可以说“a”是结果“e”的原因。①
奥卡姆提出了“差异法”（Method of Difference）。奥卡姆的“差异法”要求研究者比较有某种效果和没有某种效果的案例，分析伴随结果出现的条件和因素。如果“c”因素在其中，效果“e”就出现;反之，“c”因素不在其中，效果“e”就不出现，研究者就可以判断“c”为“e”的原因。威廉·奥卡姆②又解释说：依据少量（一个）案例判定因果联系，还必须断定其他可能的原因不在场，因此最好是观察非常多的案例，以排除会有“c”以外的原因。③
奥卡姆在科学解释上提出了新规则，影响深远。他号召避免使用多余的“实体”——这里指神学和经院哲学概念或范畴，而将解释限制在依据感觉经验或实验数据基础上的归纳或推论范围内。中世纪的许多学者相信自然界总是选择最简单的路线;奥卡姆不以为然，他认为上帝也许是以最复杂的方式缔造了自然现象。但奥卡姆把简洁性原则转用于概念和理论建构上，坚称应当把多余的概念剔除，在现象的解释上选择简单一些的理论，这就是后来所谓的“奥卡姆剃刀”原则，④它为摒除以神学概念来解释自然现象的做法提供了支持。
奥卡姆以有关运动中的抛射体的性质的辩论为例，阐述他的“推理精简原则”。当时的观点认为抛射体运动是因为获得了一个原动力的结果。奥卡姆认为“原动力”概念是一个多余的概念，因为说物体由于获得原动力而运动和说一个物体运动几乎一样，没有表达更多的意思。物体（包括抛射体）的运动可以用一个物体在不同的时间处于不同的位置的陈述来表达。⑤奥卡姆的这些观念鼓励后来的学者不用“物体的本性”和自然的位置之类的概念来解释运动等物理现象，而去探究物体在不同的时间点和空间位置变动的模式。后来的伽利略和牛顿遵循的正是这些物理学观念。⑥
五、牛津大学新的科学思想的影响
牛津大学的新科学思维和研究方法在14世纪三四十年代逐渐传播开来，并首先影响了巴黎大学，在那里同注重演绎推理的、理性主义的形而上学传统相结合，产生了一些极为卓越和超前的科学理论或假说。奥卡姆的《逻辑大全》在14世纪30年代传入巴黎大学，受到广泛关注。教皇约翰二十二世不得不在1326年发动一场反奥卡姆的运动，但它并未能阻止奥卡姆思想的传播。此后，不止奥卡姆，牛津大学的其他数学家和逻辑学家的著作“在14世纪40年代及以后巴黎大学的学者关于自然哲学的著作中（都）占有重要地位”。⑦欧洲大陆的学者们，“不断使用牛津的几何学、数学以及逻辑学的‘标准语言，来讨论哲学和神学中诸如无限之类的话题”。⑧
正如库恩在评述其他科学范式时所说的那样，牛津大学“空前的科学成就吸引了一批坚定的拥护者，使他们脱离科学活动的其他竞争模式。同时，这些成就又足以无限制地为重新组成的一批实践者留下有待解决的种种问题”。⑨14世纪欧洲最具创新思维的学者之一，尼古拉·奥里斯梅（Nicole Oresme，1320—1382）⑩在运用奥卡姆科学解释规则时成就十分突出。奥里斯梅（Ouisme）翻译了很多亚里斯多德著作，在经济学、数学、物理学、天文学、哲学和神学等领域撰写了一系列极有影响的论著。在1356年发表的一篇文章中，奥里斯梅支持地球自转的观点。他解释说地球自转时，并不是如其他学者所说会引起从东向西的大风，因为地球上的水和空气也获得同样的运动状态。他借用奥卡姆的“推理精简论”论证说，地球绕轴自转比巨大的天体运转更为经济，并用几何图表显示其规律。奥里斯梅也很早就研究了匀加速运动。①
格罗塞斯特的“证伪法影响极其广泛”。②两度担任巴黎大学校长的著名学者让·布里丹（Jean Buridan，1295—1358）运用格罗塞斯特的证伪法去辨析亚里斯多德关于抛射体运动的理论。亚里斯多德曾提出，抛射体运动是因为前面的空气被挤压到抛射体后面来填补不如此就会出现的真空，这样就推动了抛射体前行。布里丹论证说，这个假设若成立，那么后端更宽大的抛射体就会比两头尖的抛射体运动更快，但结果却并非如此，布里丹因此宣布亚里斯多德的说法不正确，③并提出了类似“惯性”的“推动力”的概念。④
牛津大学新的科学观念也传播到意大利。1328年，奥卡姆曾在意大利短暂停留。1342年，意大利学者里米尼的格里高里（Gregory of Rimini）在博罗尼亚大学、帕多瓦大学和佩鲁贾大学讲学，介绍牛津大学和其他英国学者的成就，1343—1344年他又把牛津大学的新思想带入巴黎，使巴黎大学的创新精神重新觉醒。1482年，奥里斯梅的《天体通论》（Foundamental De Latitudinibus Formarum）在帕多瓦出版，奥卡姆的科学理念及奥里斯梅等人对牛津科学范式的运用在帕多瓦大学受到广泛关注。牛津学派提倡以实验为基础，借助数学阐述科学发现的理念对伽利略有重要影响，伽利略在阐述科学方法论的著作中也多次提到培根。⑤
牛津学派所提出的新的科学探究范式在一定程度上是对希腊科学传统的继承和发展，在某些重要的方面，它超出了以亚里斯多德——阿基米德为代表的古希腊科学范式，例如对实验和数学的重要意义，以及对从观察和实验到理论抽象这条科研路徑的清晰认知等等，它所清洗并发展出的重要的科学范畴和概念也更具现代性。牛津学派科学观念和方法论同之前的中世纪流行的科学探究范式有着毋庸置疑的本质差异，在一定程度上是可以将之称其为“范式革新”或“范式革命”的。⑥在这种新的科学范式中，奥卡姆以及牛津大学的其他学者，如托马斯·布雷德沃丁（Thomas Bradwardine）、顿布勒腾的约翰（John of Dumbleton）、威廉·赫特斯伯利（William Heytesbury）、理查德·斯韦恩赫德（Richard Swineshead）等“已经在着手建构惯性、自由落体和抛物体运动的现代力学概念的早期形式，并且在物理学上初步尝试用代数和图表来表示（物理现象之间）的功能关系”。⑦
不幸的是，由于某些原因，在15世纪，欧洲的科学复兴运动放缓了，这影响了牛津大学具有革新意义的科学方法论的传播。《科学革命的结构》的作者库恩认为科学的发展体现为“范式”的转移，当旧的范式解决问题的能力逐渐被削弱，新的范式——理论和方法逐渐获得成功和共识，革命就发生了。牛津学派几乎完整地提出了近代科学的研究范式（方法论），然而，正如库恩所总结的那样，“通向一种坚实的研究共识（Research Consensus）的路程是极其艰难的”，⑧牛津大学新的科学研究范式获得共识的时间一直延后到17世纪，一个重要原因是当时牛津学派未能在社会广泛关注的重大科学问题上获得突破性成就。200多年后，继承牛津学派科学传统的伽利略在传播这个范式上获得巨大成功，部分就是他在受到广泛关注的“日心说”上提供了有力的观察证据，⑨从而以其成就展示了这个研究范式的优越性。一般认为，近代科学革命始于哥白尼，而牛顿是集大成者;而本文的研究表明，在科学范式（观念和方法）上可以把近代科学革命溯源到13—14世纪。
【作者简介】何平，四川大学南亚研究所教授，主要从事世界史和史学理论研究。
曾祥裕，四川大学南亚研究所副教授，主要从事南亚研究。
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