董光璧，中国科学院自然科学史研究所退休研究员，专于世界物理学史和中国科学技术史，旁及科学哲学和科学文化。
科学诞生在16世纪和17世纪的欧洲，其标志是伽利略发展研究自然的新方式。所谓的“古代科学”之说，意在追溯其历史渊源。科学的诞生和发展有其内在的根据，也是社会环境下文化选择的产物。肇始于意大利的文艺复兴为科学诞生创造了自由思想的氛围。科学作为自然哲学的新形式，产生于理论传统与工匠传统的融合，是机械论、有机论和神秘主义三种自然观相互作用的结果。科学的诞生也是摆脱宗教神学、经院哲学束缚建立科学共同体的过程，那不勒斯的探索自然奥秘协会（1560—1578）、罗马的猞猁学社（1603—1630）、佛罗伦萨的西芒托学院（1657—1667）留下了意大利先驱走向科学的脚印。
科学是从古代自然哲学中分化出来的一种知识体系，即数学化、实验化、理论化的实证的知识体系。这样的知识体系，在古代的主要文明中已有不同程度的萌芽，唯独希腊文明中的萌芽得以在欧洲发展成为科学。它是毕达哥斯（前573—前497）和柏拉图（前427—前347）的数学主义传统、亚里士多德（前384—前322）的逻辑主义传统和源于东方炼金术的罗杰·培根（1214—1294）的实验主义传统融合发展的结果。在这一文化史上的重要事件中，伽利略（1564—1642）和猞猁学社功不可没。
伽利略出生在意大利比萨的一个没落贵族家庭，比萨大学医学系和哲学系肄业，曾执教于比萨大学（1589—1691）和帕多瓦大学（1592—1610），最后受聘为佛罗伦萨托斯卡纳宫廷首席哲学家和数学家（1610—1642），并于1611年成为猞猁学社成员。他的科学贡献众多。在科学仪器方面，他发明了浮力天平（1586年）和空气温度计（1593年），制造了望远镜（1609年）和显微镜（1624年）；在观察实验方面，他进行了落体实验（1589年）和光速测量（1607年），他用望远镜发现了木星的四颗卫星、太阳表面的黑子和太阳的自转、银河由众多恒星组成以及月球表面的凹凸不平、金星的盈亏周相和土星光环；在科学理论方面，他发现了单摆周期（1583年）和摆线（1690年），提出了惯性原理和相对性原理（1632年），发表了落体运动和抛体运动的理论（1638年）。出版的主要著作有《星界信使》（1610年）、《关于太阳黑子的书信》（1613年）、《试金者》（1623年）、《关于托勒密和哥白尼两大世界体系对话》（1632年）和《关于两门新科学的谈话与数学证明对话集》（1638年）。
伽利略不仅有上述众多具体的科学贡献，他的研究方式更具历史意义，以致当代英国物理学家霍金把科学的诞生归功于他。伽利略的研究方式可以概括为“假说演绎法”，即通过关键性的观察和实验去了解广泛、深刻、简单而又清晰不变的数学原理，然后借助数学演绎从这些基本原理中导出新的自然定律。他的这种研究方式最典型地体现在他对自由落体运动的研究中。一个静止的物体自由落下，其下落距离s与下落时间t的平方成正比例。这一关于物体自由下落加速现象的陈述，即自由落体定律，现代教科书中用数学公式表示为：S=gt²/2，g是比例常数，它是重力加速度。这个定律的发现，竟经历了从亚里士多德到伽利略两千多年的历史。伽利略关于自由落体研究的最早记录出现于他的一本小册子《论运动》（1591年）。其中多次提到物体从塔上落下的实验，并对重物同时落地给出了自己的解释。在这个问题上伽利略的贡献在于，他凭借数学推理，将落体实验转换成斜面实验，从而有可能精确地测量路程和时间的关系。在《关于两门新科学的谈话与数学证明对话集》中，伽利略以定义的形式提出落体的下落速度正比于下落时间，并把它作为公理前提，把平均速度的命题作为定理一，把下落距离正比于下落时间的平方的命题作为定理二，把相继的相等时间里通过的距离为从1开始的奇数序列作为一个推论。伽利略从前提（定义）出发利用几何方法证明了定理一，然后再借助定理一继续证明定理二并推导出它的推论，从而得到下落距离同下落时间关系的落体定律。
猞猁学社（1603—1630，意大利文Accademia dei Lincei，英文Lincean Academy，也译作山猫学会、灵采学院、林琴学院）由菲德里克·切西（Federico Angelo Cesi，1585—1630）于1603年在意大利罗马创建。“猞猁”寓意以猞猁般的敏锐眼光洞察自然界的奥秘。切西出生在教皇国的一个贵族家庭，自幼对科学有兴趣，尤其喜爱博物学，专注于蜜蜂和植物的研究，有一个标本室和一座植物园。他认为研究自然的任务艰巨而复杂，需要有共同目标的集体努力。年仅18岁的切西与稍长于他的三个朋友一起创立了猞猁学社。学社的目的是通过观察、实验和归纳的方法进行科学研究；教授自然科学课程，出版科学书籍，传播科学知识。他把猞猁学社视作一个密友联盟，学社为其成员提供的研究条件包括实验室、科学仪器、图书资料和印刷设备以及研究经费的募集。
猞猁学会的成员一度发展到32名之多，其中最著名的有意大利博学家波尔塔（1538—1635）、意大利物理学家伽利略、意大利数学家瓦勒里奥（1553—1618）。他们相继于1610年、1611年和1612年加入学社，波尔塔的自然魔法思想影响了学社前期的研究，而后期的研究模式则是由伽利略的研究方式主导的。
猞猁学社中的另三个成员，邓玉函（1576—1630）、汤若望（1592—1666）和罗雅谷（1593—1639）因其为科学传入中国做出早期的贡献而著名。他们作为耶稣会传教士，名义上受葡萄牙政府派遣，于1618年从里斯本启程来华，1619年到达澳门，1623年进北京。他们带来许多科学仪器和科学书籍，其中包括哥白尼的《天体运行论》，在传教的同时传播科学知识。他们都参与了《崇祯历书》的编撰并编译科学书籍，邓玉函与王徵合作出版了《远西奇器图说录最》（1627年），汤若望在李祖白的协助下出版了包括介绍了伽利略望远镜的《远镜说》（1626年），罗雅谷出版了《测量全义》10卷等。
学社的研究内容涉及自然哲学的各个分支，成绩卓著于天文学和博物学领域。在天文学方面出版了伽利略的两本著名论战著作《关于太阳黑子的书信》（1612年）和《试金者》（1623年），其中《试金者》的主题思想可以看作是科学诞生的宣言：这部有关大自然之伟大著作是用数学符号写成的，这些符号与哲学的字母以及圣经的字母相辅相成。在博物学方面最重要的出版物是合作完成的《墨西哥药典》（1651年）。
猞猁学社有组织的研究活动只有23年，有影响的科学贡献主要在天文学和博物学领域，但其组织模式和研究方式却为后继者效仿。伽利略的学生在佛罗伦萨建立了“西芒托学院”（1657年），在意大利之后是英国的“增进自然知识伦敦皇家学会”（1662年）和法国的“皇家科学院”（1666年）。在意大利多次重建猞猁学社的努力，也表现了其影响力的经久不衰。梵蒂冈宗座科学院（1847年）和意大利国家科学院（1870年）都追认其为自己的前身。
来源：科学家公众号
选稿：宫奥博，齐泰宇
