由于認(rèn)識的局限和觀測手段的落后，在相當(dāng)長的一個時期里，人們對于天體不甚了解，甚至還心懷恐懼，總以為天上的星辰是一些具有無上威力的神靈，可以賜?；?qū)⒌溣谌?。英文中?ldquo;lunatic”（瘋的、精神錯亂的，狂人、癲狂者）一詞，其本意就是“被月亮打擊的人”，源于拉丁文“luna”，意指月亮女神。而癡呆的人或者傻瓜、笨蛋之類的，則稱作“mooncalf”（字面意思是月亮上的牛犢），因?yàn)樵铝烈才c癡想或出神、發(fā)呆有關(guān)。

所以，甚至在距今不到兩千年以前，人們都認(rèn)為月球上是有人的。1835年的《紐約太陽報(bào)》甚至還曾編造假新聞，說科學(xué)家觀測到月球上有會飛的人。1835年距今不到200年。

對于各種各樣的自然現(xiàn)象，也有各種各樣的解說。根據(jù)我們對于古代科技史的了解，人類較早就有了一些關(guān)于天文的簡單計(jì)算，讓我們對時間輪回、對循環(huán)等天象有了思考。這也成為時間測量和歷法建立最早的一些基礎(chǔ)。天文學(xué)與跟現(xiàn)實(shí)生活非常接近，人們從這些自然的變化當(dāng)中，逐漸摸索出了一些歷法。

大家看到上面這幅畫可能會覺得很可笑，這個人的后面是剛剛落成的巴黎天文臺。這就是兩三百年以前天文學(xué)家的形象，他有一點(diǎn)怪異，有一點(diǎn)科學(xué)的成分，也有一點(diǎn)像占星者。很多天文學(xué)家的第二職業(yè)是占星者。到了16世紀(jì)哥白尼的時代，哥白尼很認(rèn)真地研究了天體，推出了《天體運(yùn)行論》。慢慢地，我們知道了一些天體現(xiàn)象。

另外，當(dāng)時西方還有一個領(lǐng)域——煉金術(shù)，就是把一些普通金屬轉(zhuǎn)換成金子。直到18世紀(jì)末，拉瓦錫開始撰寫《化學(xué)基礎(chǔ)論》。今天所謂的“化學(xué)方程式”等規(guī)范術(shù)語都是由拉瓦錫建立起來的。他還參與了對空氣的研究，對確定氧氣等成分也作出了重要貢獻(xiàn)。

當(dāng)時的世界是一個物理的世界、化學(xué)的世界，大家認(rèn)識到，自然可能存在某種規(guī)律，但是認(rèn)識得還很不充分。到了19世紀(jì)中期，只有達(dá)爾文等少數(shù)智者從一些自然現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)了某種共性的東西，比如鳥類、脊椎動物，然后慢慢得出了物種起源的理論。

達(dá)爾文作為一個科學(xué)家，最重要的是其觀察能力。他曾說自己能成為一個科學(xué)家，最主要的原因是：對于科學(xué)的愛好，思索問題的無限耐心，在觀察和搜集事實(shí)上的勤勉，一種創(chuàng)造力和豐富的常識。達(dá)爾文的觀點(diǎn)在不到兩百年前，還受到了社會的嘲笑，比如當(dāng)時主流社會的一些媒體刊登了很多漫畫，以嘲笑他的進(jìn)化論。所以達(dá)爾文推遲了發(fā)表其關(guān)于進(jìn)化論和自然選擇的理論，除了小心求證、嚴(yán)謹(jǐn)立論的原因外，還有宗教和家庭方面的顧慮。由于天性溫和、羞怯，達(dá)爾文不想成為公眾議論的焦點(diǎn)，也不想因此給他深愛的人們，特別是夫人，帶來痛苦。

這是我前兩年看到的一張圖片，當(dāng)時我非常震撼。2009年，在達(dá)爾文200周年誕辰的時候，一位教士在倫敦的威斯敏斯特教堂向達(dá)爾文的墓地獻(xiàn)花。從當(dāng)年的宗教極力反對達(dá)爾文理論，到今天的這個典型例子，我們也看到，現(xiàn)代科學(xué)或者人類對于認(rèn)識世界、認(rèn)識自身取得了飛躍的進(jìn)步。

下面我們回顧一下現(xiàn)代科學(xué)的起源。1609年，當(dāng)伽利略用望遠(yuǎn)鏡望向深空的時候，他發(fā)現(xiàn)月球表面不像我們想的那么光滑。

上圖中，下面這張是美國探測器在四十年前拍攝的，上面的是伽利略畫的。通過進(jìn)一步觀察思考，伽利略發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星，月球本身不發(fā)光，而是由它所接受的陽光照亮的。借助于望遠(yuǎn)鏡，伽利略又發(fā)現(xiàn)更廣闊的世界，包括土星光環(huán)、太陽黑子、太陽的自轉(zhuǎn)、金星和水星的盈虧現(xiàn)象、月球的周日和周月天平運(yùn)動，以及銀河是由無數(shù)恒星組成等。這些發(fā)現(xiàn)開辟了天文學(xué)的新時代。人們爭相傳誦“哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙”。

與此同時，一個更微觀的世界也由列文虎克發(fā)現(xiàn)了。正如伽利略在17世紀(jì)的早期用望遠(yuǎn)鏡擴(kuò)大了人類對天空和宇宙世界的認(rèn)識那樣，列文虎克用他的顯微鏡對準(zhǔn)日常物質(zhì)，展示了另一個人們想不到的維度，從而開辟了一個全新的研究領(lǐng)域，極大地改變了人類對自然的認(rèn)識?？墒蔷驮诹形幕⒖擞盟娘@微鏡對準(zhǔn)日常物質(zhì)的同時，發(fā)生了一件事情：在瑞典，有一位詩人好心地邀請一名牧師去觀察放大鏡下的跳蚤，結(jié)果這個牧師看到放大鏡下的跳蚤的非自然形態(tài)時，驚恐萬分，認(rèn)為這個器械就是一種巫術(shù)并且告發(fā)了那位詩人。這在當(dāng)時是殺身之禍，但是當(dāng)時的瑞典女王還是把這位詩人給釋放了。所以，我們回過頭來看，發(fā)生了伽利略、哥白尼的科學(xué)革命以后，人們都已經(jīng)意識到：僅通過一些日常積累的經(jīng)驗(yàn)和知識來認(rèn)識世界是不夠的，我們還需要借助一些理性的、科學(xué)的工具。

伽利略在他科學(xué)研究生涯的巔峰時期，致力于設(shè)計(jì)各種實(shí)驗(yàn)來尋找物體運(yùn)動的規(guī)律，并且堅(jiān)信這個世界是用數(shù)學(xué)語言來描述的。實(shí)驗(yàn)觀察與數(shù)學(xué)思維從此十分緊密地結(jié)合在一起，成為真正的科學(xué)的方法。按照科學(xué)史家的分析，伽利略實(shí)際上已經(jīng)做了很多思想實(shí)驗(yàn)，即假想在某種理想情況下，物質(zhì)、物體的運(yùn)動會發(fā)生什么樣的關(guān)系。但是他仍然不敢把自己的科學(xué)論著觀點(diǎn)明確表達(dá)出來。所以他假托他人的名義，出版了一本書名為《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》的書。

伽利略自1616年起便因宣揚(yáng)哥白尼的“日心說”，違背圣經(jīng)教義，而受到羅馬宗教裁判所長達(dá)20多年的殘酷迫害，晚年雙目失明。300多年后，1979年羅馬教廷專門為伽利略平反，承認(rèn)教廷當(dāng)年對伽利略的迫害是錯誤的。