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“科学革命”是一个典型的西方历史概念。一则，“科学革命”这个历史事件发生在西欧。二则，“科学革命”的概念由西方史学家创造与发展。法国科学史家亚历山大·柯瓦雷在20世纪30年代撰写和发表的论文《伽利略研究》中创造了它，后来英国历史学家赫伯特·巴特菲尔德在其著作《近代科学的起源，1300—1800》中把“科学革命”作为核心概念进行论述，从而使这一概念广为人知。
柯瓦雷被认为是研究16、17世纪天文学和物理学变革的专业科学史家，他“最初提出概念的时间范围很窄，定义也很明确……被认为发生于1600年之前和之后的几十年间，包括伽利略和笛卡儿……柯瓦雷进而拓宽了它的时间范围，使其科学革命概念最终涵盖了从哥白尼到牛顿的整个时期”。①在他之后，“科学革命”的时间跨度和学科研究范围被不同程度地拓展了。如巴特菲尔德的叙述时间是14—19世纪的500年，“巴特菲尔德……以纯正的迪昂方式声称，冲力理论及其广泛应用‘代表着科学革命的第一阶段’。接着，叙述集中于16、17世纪的天文学和力学成就，‘它在整个运动中占据着关键位置。’解剖学和生理学专设一章……化学是概述截止于1800年的原因之一”。②随着1962年美国科学史家托马斯·库恩《科学革命的结构》一书出版，“诸科学革命”的概念流行开来，“它代表一种关于科学发展进程的哲学观念……科学是跨越式发展的，而不是一点点增加。诸科学革命被认为是以某种频率发生甚至是规律性发生的”。③“科学革命”则成为“诸科学革命”的一个特定时期而存在，“‘科学革命’代表科学史上一个片段的历史观念，表示历史上有一个很难精确确定年代的时期（但几乎总是包括17世纪初的几十年）”。④
人教版八年级下册《历史与社会》（以下简称教材）借用了西方史学界“科学革命”的概念编写课文（叙述框架基本上借鉴了柯瓦雷的“科学革命”），以帮助学生了解17世纪发生在西欧的这个影响科学发展走向、推动近代科学诞生的大事。但如果仔细阅读西方科学革命的相关著作、对这一概念做深入考察的话，会发现教材及相应的教学参考书对这一概念的解读与西方史学界有很大不同。
（1）教材教参的科学革命观：科学反抗宗教而独立发展
从教材的编写看，科学与宗教之间的对立非常明显。“古希腊科学家托勒密提出了‘地心说’，认为地球静止不动，处在宇宙的中心，众星围绕地球做圆周运动。后来，宗教神学家采纳这一观点，并认为这是上帝的安排。‘地心说’成为统治西方1000多年的正统理论。”①哥白尼的“‘日心说’否定了教会的权威，改变了人们对自然、对自身的看法”。②从而开启了科学革命的序幕。或许是为了凸显这种对立，教材列举了宣扬宇宙无限论的布鲁诺遭受教会火刑和伽利略受宗教审判的事件，还配了插图。教学参考书则解读得更加明确，“哥白尼的‘日心说’理论与‘地心说’背道而驰，超出了当时大多数人的认识，也与宗教神学相抵触，一开始就遭到各方面的反对……伽利略……的发现消除了人们对哥白尼日心说的怀疑，动摇了基督教神学的宇宙论，为以后牛顿提出万有引力定律铺平了道路”。③因此，科学革命之后，“各种各样的神学偏见在科学面前烟消云散。科学受到推崇，科学知识得到普及”。④
由此推论，教材中科学革命的内涵可表述为：科学摆脱了宗教神学的束缚获得了独立发展。科学革命的革新性特征则是“重视发挥人的创造力、重视探索，重视实验科学”。⑤
（2）西方史学家的科学革命观：科学研究内部的跨越式发展
库恩在《科学革命的结构》一书中指出：“中世纪的物理学和宇宙论被认为完全基于亚里士多德的自然哲学，它与17世纪的新科学互不相融。事实上，亚里士多德的自然哲学被视为新科学诞生的主要障碍。只有推翻它，科学革命才可能取得成功。”⑥这也是大部分西方学者的观点。另一位美国历史学家戴维·林德伯格在论述“科学”的概念时说：“到目前为止，我一直用‘科学’一词来指我们历史研究的对象，然而现在应该引入替代性的术语‘自然哲学’……古代和中世纪学者在研究自然界时，如果关注的是物质性的因果关系而不是数学分析，就会使用‘自然哲学’这个术语。”⑦按此理解，亚里士多德的自然哲学属于“前科学”范畴，与“近代科學”相对应，但两者在研究方式上有区别。因此，科学革命的实质是科学研究内部发生的一次“断裂”，即科学研究实现了跨越式发展与革新。
关于科学革命的革新特征，虽然西方史学家观点并不一致，但主要趋向于以下几种。
自然的数学化。在亚里士多德的学科分类中，物理学与数学之间界限严格，两者不能逾越。亚里士多德主要采用“四因说”（即形式因、质料因、动力因与目的因）来构建解释自然现象的普适性框架，认为世界是和谐有序的，所有事物均朝着本性所决定的目标发展。早期科学史家柯瓦雷、爱德华·扬·伯特等都把“自然的数学化”作为科学研究方式转变的核心。即伽利略、开普勒、牛顿等科学家恢复了古希腊柏拉图及毕达哥拉斯主义的传统，把几何学（数学）应用于物理学研究，即科学研究从“质”转变为“量”的研究，使自然从一个“大约的”世界变成一个“精确的”世界。这是科学革命最初的、也是最核心的革新性特征解释。
机械论哲学。英国科学史家A. 鲁珀特·霍尔前期把用“物质和运动”这两个概念来处理自然现象的研究方法称为机械论，后期则把机械论等同于微粒自然观，即罗马诗人卢克莱修在其长篇哲理诗《物性论》中宣扬的伊壁鸠鲁的原子论，认为世界由无生命的、不可分割的原子所构成，它们在虚空中相互碰撞、随机运动。17世纪的科学家、哲学家们，如伽利略、笛卡尔、波义耳和牛顿等继承与发展了机械论哲学，用无机论取代了亚里士多德有机的宇宙论体系。 实验科学。在中世纪观察实验的基础上，英国思想家弗朗西斯·培根认为研究自然需要对自然进行拷问，提倡人为设计实验，即用发现型实验研究自然。尽管培根本人并不是一个真正的实践家，但还是有很多科学家进行了这样的实验研究。如17世纪医生哈维对狗进行解剖和观察，发现了心脏的功能及血液循环的规律，修正了罗马医生盖伦认为血液从肝脏和心脏流出没有回流的谬误。这种以发现为目的实验不同于亚里士多德的三段论证明，使人们更好地发现和掌握自然规律，并让自然为人类服务。虽然柯瓦雷等科学史家强调自然的数学化，但并不排斥实验，并认为实验是验证数学推论的重要工具。
中世纪思想家们的世界观与价值观如何？教参在介绍科学革命时有这样一段论述：“在自然科学发展的同时，诞生了几位卓越的科学思想家。如意大利唯物论和无神论者、 反对宗教蒙昧主义的伟大思想家布鲁诺……”①这是否符合历史事实？西方史学家又是如何认为的？
“当时，无神论尚不是一个实际的概念。虽然它作为一种理论立场是存在的，但没有人或很少有人实际相信它。任何欧洲人，只要不是作为犹太人被关在一个特殊的地方，都会以基督教作为所有思想和行动的标准。”②“富蒂乌斯比笛卡儿更敏锐地看到，现在只需要一小步，就立即可以把与我们的身体松散模糊地关联在一起的思想着的东西从宇宙中剔除。无意中或者是疏于觉察，笛卡儿距离一种唯物论的世界图景已经不很遥远，在这一世界图景中，不朽的灵魂和拥有绝对权力的上帝再也没有了位置。笛卡儿不是斯宾诺莎，但富蒂乌斯看到，可以说斯宾诺莎若隐若现——到一定时候必定有人会从笛卡儿的学说中引出无神论推论，这些推论可能连作者本人都没有意识到。”③西方史学家的观点很明确：在基督教占统治地位的中世纪欧洲，尽管人们离“无神论”只有一步之遥，但却终究还没有达到这一步。主要活动于17世纪上半叶的机械论者“笛卡尔”尚不是“无神论者”，更何况是生活于16世纪末的布鲁诺。并且，英国历史学家耶茨1964年出版的《布鲁诺与赫尔墨斯主义传统》一书表明，布鲁诺是一位具有强烈魔法色彩的赫尔墨斯主义者，“耶茨引证了布鲁诺对哥白尼日心宇宙图的使用。在布鲁诺手中，这幅图变成了一种魔法的秘密文字，它不再是对数学论断的图示，而是象征符号或护身符”。④
因为这种差异的存在，笔者在广泛阅读相关书籍的基础上对科学革命进行了重新设计。
语境论是西方的史学理论，“怀特认为语境论即是主张将事件放在发生的语境中就可获得相应的解释，语境可以揭示事件在发生的根源、过程及与其他历史事件之间的特殊勾连”。⑤而西方的科学史研究具有浓厚的语境研究传统，“柯瓦雷是一个真正注重语境的科学史家”。⑥美国著名的伯纳德·科恩教授是位典型的语境主义科学编史家，他“在广义语境基础上实现了内史进路、外史进路和综合进路的统一分析……所谓内史主要指在理论语境中研究科学知识发展的历史，外史主要从社会、历史文化等语境中研究科学史”。①笔者比较认同这种研究方法，因此对“科学革命”的教学也需兼顾对它的内外语境的考察。
科学革命为什么没有发生在哲学之乡的古希腊、注重数学传统的伊斯兰世界以及科技成就斐然的古代中国？这与中世纪西欧特有的生活图景是分不开的，为此，笔者设计了以下情境帮助学生走进历史现场理解。
（1）情境1：
材料1：热尔贝是早期最著名的教区总教堂学校教师之一，他讲授七艺，强调学习初步的数学和天文学知识……12世纪末，出现了相当于今天“大学”的“联合体”（教师与学生的组织）。13世纪，古希腊哲学家亚里士多德的“自然哲学著作”（《物理学》《论灵魂》《论天》等）被引入“大学”，成为自然哲学研究的教科书，构成大学教育的核心。
——摘编自[美]爱德华·格兰特：
《近代科学在中世纪的基础》
材料2：托马斯·阿奎那于13世纪在亚里士多德和耶稣之间成功地锻造了一种联盟。在罗马天主教教义中，这甚至和弥撒的核心部分有非常紧密的联系：葡萄酒和饼实际变成了耶稣的血和肉。用“变体”这个不折不扣的亚里士多德概念来描述它并非毫无道理：虽然酒和饼的偶然性没有变化，但实体本身已经改变。在一神论宗教的历史上，如果没有能用理智理解的理由，就无法赢得大多数有教养人的支持。
——摘编自[荷]H. 弗洛里斯·科恩：
《世界的重新创造：近代科学是如何产生的》
在阅读材料1、2的基础上，笔者要求学生指出大学教授亚里士多德自然哲学的目的是什么。很显然，教会需要对神职人员进行教育，用亚里士多德的自然哲学理论捍卫基督教的教义，吸引更多的人信奉基督教。这样科学与宗教之间的关系就被学生关注到了。这一时期教会促进了科学的发展，科学维护了基督教会的统治。
材料3：哲学家们似乎论证了上帝不可能另外创造宇宙（亚里士多德已经证明多个宇宙是不可能的）;上帝不可能在没有一个基体的情况下创造一种偶然性（如没有红色的东西而创造出红）。所有这些命题都在1277年受到了谴责。巴黎主教艾蒂安·唐皮耶等人的立场是，决不能允许亚里士多德和哲学家们限制上帝的行动自由和能力，上帝可以做任何不包含逻辑矛盾的事情，包括创造出多个宇宙和无基体的性质。
——摘编自[美]戴维·林德伯格：
《西方科学的起源（第二版）》
材料4：上帝的绝对全能概念就成为一种便利的工具，由它可以引入一些微妙的假想问题，他们经常可以催生新的回答……许多人由此认识到，事物也许与亚里士多德哲学所设想的状况完全不同。 ——[美]爱德华·格兰特：
《近代科学在中世纪的基础》
笔者要求学生阅读材料3，思考督教会与亚里士多德的自然哲学之间的关系发生了什么变化，其实质是什么。学生发现基督教会与亚里士多德在“世界是否永恒”等问题上发生了冲突。实质是亚里士多德主义者的这些学说限制了上帝的全能和自由，影响了基督教的权威。通过阅读材料4，学生了解到基督教会对亚里士多德学说谴责所带来的积极影响，催生了人们对亚里士多德学说权威的怀疑，创设了有利于新科学产生的宗教环境。这样的教学设计有利于还原中世纪科学与宗教之间的复杂关系，让学生理解基督教与亚里士多德主义、基督教与新科学之间并不是纯然的联合或对抗关系，从而打破学生思维的单一性。
材料5：开普勒的确支持哥白尼主义，相信上帝是一位把精确的数学关系植入世界的神圣的几何学家，这一信念使他强调经验的准确性，天文学理论必须极其精确地描述天界。“看哪，自然的构造多么巧妙！这一切不可能出自偶然，必定有一个上帝为我们安排了所有这一切，我们是按照他自己地形象创造出来的”。17世纪出版了数十部包括这些内容的论著，其中许多都是从事新自然认识形式的人写的。
——摘编自[美]玛格丽特·J. 奥斯勒：
《重构世界：从中世纪到近代早期欧洲的
自然、上帝和人类认识》
材料6：“上帝是通过自然的运作来创造其他事物的，自然的运作是上帝运用的工具。”事实上，对物理世界的研究使我们理解了“上帝的力量、智慧和善”。寻求次级原因非但没有否认，反而确证了初级原因的存在和尊严。
——[美]戴维·林德伯格：
《西方科学的起源（第二版）》
中世纪从事新自然认识的人研究自然的目的是什么？在这个问题的思考中，学生开始意识到，中世纪从事新科学研究的人大部分都是基督教徒，他们对上帝的信仰并未减退，宗教信仰是他们从事新科学的重要动力之一。在中世纪从事新科学研究与信仰基督教并不矛盾，因为上帝创造世界是第一因的，即上帝创造世界时赋予了自然自行运行的规律，因此自然的运作是第二因的，从事新科学研究的人们研究自然规律恰恰是为了揭示上帝的伟大。由此，学生在基督教与科学复杂关系解读下，在感受科学家们“狂热”追求、揭示上帝赋予的自然之道过程中明白了宗教动因是科学革命得以发生的重要因素之一。
（2）情境2：
材料7：15、16世纪，西欧获得了亚里士多德和柏拉图的原始希腊文本，还获得了毕达哥拉斯学派、原子论、怀疑论、斯多亚派、新柏拉图主义等传统文本。同样，欧几里得、阿基米德、托勒密等希腊学者的纯数学和应用数学著作要么第一次为欧洲所知，要么第一次以未经曲解和篡改的方式现身于世。随着这场运动的发展，原先尝试恢复古代科学文本的努力不知不觉间变成了对文本原始内容较为独立的阐释。哥白尼对古代行星理论的“恢复”——无论是接受托勒密的遗产，还是从毕达哥拉斯主义微弱的日心传统中寻找支持，他的工作都清晰地反映了人文主义背景。
——摘编自[荷]H. 弗洛里斯·科恩：
《科学革命的编史学研究》
设问：文艺复兴运动对科学革命的兴起有什么影响？
利用这段资料，笔者引导学生了解文艺复兴运动对科学革命的推动作用。即文艺复兴时期翻译古希腊文献的工作为科学革命提供了大量的古代科学研究著作，并引导学生特别关注数学著作和原子论著作，这些著作为科学研究提供了“新”养料。由此，笔者在帮助学生构建文艺复兴运动与科学革命的因果联系中，让他们深刻体会推动科学革命发生的又一重要力量——文化动因。
（3）情境3：
材料8：17世纪出现了一种新的意识形态，它将科学与科学以外的一些考虑联系起来。对于那些不一定了解科学是什么的人来说，科学的思维模式开始充当社会教育变革的理想。这些人帮助创立和激励了非正式团体，由此发展出了伦敦皇家学会和法国皇家学院。对他们来说重要的是，这种新科学——不像某种无所不包的哲学——能够充当一个中立的平台，不是用权威，而是用理论上中立的实验结果来解决纷争。
——摘编自[荷]H. 弗洛里斯·科恩：
《科学革命的编史学研究》
笔者呈现材料8，让学生了解由于17世纪西欧社会对科学的重视，出现了专门研究科学的团体，这些团体为科学家提供物质支持以及这些科学团体所倡导的自由的学术氛围等为科学革命的发生提供了沃土。这样学生能认识到推动科学革命发生的动因除宗教和文化外，还有科学社会团体的支持。
通过对科学革命发生动因的分析，引导学生提炼历史学习的方法：把历史事件和历史人物放入其特有的时空中进行考察，并注重纵向的延伸和空间的拓展。在时间的考察上既要把它放在历史事件发生的“当时”，也要把它放在相对较长的时段上考察其源流。在空间的考察上要注意构建同时期各事件、各主体之间的关系网络及相互作用，从多个维度综合考察、全面思考。
作为科学史的一部分，“科学革命”的学习必然要放入科学理论发展的内部来进行考察。基于这样的考虑，笔者作了如下设计。
（1）传统的亚里士多德的宇宙观（图1）①和物理学：中世纪西欧学术的权威
材料9：亚里士多德认为宇宙是一个大球，中心是静止的地球。月球所处的球壳将其分成上下两个区域。月亮以上是天界，以下是地界;地界由土、木、火、气四元素组成，因为水和土重，所以向宇宙中心下落是其本性;气和火轻，所以向外围上升是其本性。地界有生、死和各種短暂变化。天界完全被第五元素或以太所充满（没有虚空），且被分成若干同心球壳，携带行星做匀速圆周运动，是永恒不变的循环区域。
——摘编自[美]戴维·林德伯格：
《西方科学的起源（第二版）》 材料10：亚里士多德对知识的分类规定了学科的界限，这些界限后来支配着大多数论著、教科书和大学课程。亚里士多德基于题材把物理学与数学以及神学区分开来;由于每一个学科的题材和原理都不同，亚里士多德得出结论说，这些学科是迥然不同的、无关的。他认为把数学应用于物理学是非法的。
——摘编自[美]玛格丽特·J. 奥斯勒：
《重构世界：从中世纪到近代早期欧洲的
自然、上帝和人类认识》
设问：根据材料9、10，指出亚里士多德自然哲学的主张和研究方法是什么？
在材料的阅读中，学生大致了解了亚里士多德宇宙论体系和学科分类主张。在这里笔者特别要求学生关注亚里士多德强调的数学与物理学的不可逾越性以及对后期科学的规范和影响，体悟其理论在中世纪的权威性和主导地位。同时，引导学生联系自身生活常识分析“因为水和土重，所以向宇宙中心下落是其本性;气和火轻，所以向外围上升是其本性”这个观点，分析得出亚里士多德自然哲学的研究采用的是常识物理研究方法，也就是根据人们的直觉对事物进行因果解释的物理学。
既然亚里士多德是中世纪的学术权威，那么教材所称的被教会奉为正统的“托勒密的地心说”要如何解释？为了解决这个疑问，笔者又出示了以下材料。
材料11：亚里士多德的天球是与地球是同心的，但它无法解释观测到的行星距离变化。托勒密是技艺精湛的数学模型建立者，在《天文学大成》中，他用偏心圆和附加的本轮来解释这些变化。中世纪的自然哲学家根据托勒密的学说，用三天球折衷化解了这个难题，使亚里士多德宇宙论的基础得以保存。这种做法显然并未以地球为物理中心，然而它不会引起什么注意，因为中世纪的自然哲学家大都对技术性的天文学知之甚少。
——摘编自[美]爱德华·格兰特：
《近代科学在中世紀的基础》等
通过阅读材料11学生明白了，托勒密的天文学是为“拯救现象”而由神学家引入亚里士多德的宇宙论体系的，目的是为维护亚里士多德宇宙论体系的正统地位。虽然托勒密支持地心说，但在他的天文学体系中，宇宙的真正中心却不是地球。笔者还让学生比较了托勒密天文学与亚里士多德自然哲学研究方法的不同，即前者是数学天文学，后者是注重常识的因果解释的宇宙论。这些知识为学生理解科学革命的内涵做好了铺垫。
（2）革命的开端：哥白尼天文学对亚里士多德宇宙观的坚守与突破
材料12：哥白尼激烈反对托勒密所引入的偏心匀速点。他和古希腊天文学家都认为，行星必须做匀速圆周运动。因此，为使行星的绕日轨道所给出的结果能够与实际观测相一致，哥白尼最终引入了圆周运动的组合，这与托勒密的做法几乎相同。最主要的差别是，托勒密引入圆周运动组合主要是为了解释逆行。如果将代表托勒密体系与哥白尼体系的两幅图做一比较，那么我们很难说哪一幅更简单。
——摘编自[美]I. 伯纳德·科恩：
《新物理学的诞生》
材料13：反对地球运动的其他传统论证同样基于亚里士多德物理学。地球运动将会导致云和动物等未与地球相连的东西飞离地球表面;自由下落的物体，比如从塔上丢下的石头，将会落到西边，因为地球表面会在它们下方转动。哥白尼驳斥了这些反对意见，声称接近地球表面的物体参与了地球运动，因此无论地球是否运动，现象都将保持不变。哥白尼并没有解释这些物体是如何参与地球运动的，但亚里士多德物理学显然无法提供恰当的解释。
——摘自[美]玛格丽特·J. 奥斯勒：《重构世界：从中世纪到近代早期欧洲的自然、上帝和人类认识》
设问：结合以上两则材料，分析历史学家把哥白尼的日心说界定为“科学革命开端”的原因。
通过阅读学生发现，哥白尼的日心说既有革新性，又有局限性。哥白尼在批判托勒密学说的基础上，运用了与其相似的数学方法来重构天文学体系——地动日静说，推翻了亚里士多德的“地心说”，引发了后人对传统物理学的挑战和重构，因此是科学革命的开端。但由于哥白尼依然坚守亚里士多德的“天体做均速圆周运动”的学说原则，且他的学说并不比托勒密的天文学体系简洁，革新性有限，因此不是科学革命本身。这一环节的设计，旨在让学生领悟，任何新事物出现不是突然的，是逐渐脱胎于旧事物的。从而让学生学会用联系的眼光更加理性、客观地看待历史事物的发展变化，理解柯瓦雷所说的那种关于科学革命的“相对非连续性”意蕴。
（3）伽利略和牛顿：天文学与物理学的逐渐统一
材料14：继1609年伽利略用自制的望远镜观察月球后，他又发现了木星及其卫星。“木星宛如一个小型的哥白尼体系模型，四个小物体在其中绕着木星运动，就像行星围绕着太阳运动一样。如此便消解了反对哥白尼体系的一个主要理由……既然木星可以带着它四颗卫星在轨道上运行，为何地球就不能带着它那颗月亮运行呢？”他还在《关于两门新科学的谈话》中讲到“从运动的船桅顶端释放物体会落在甲板哪个位置”的实验，亚里士多德的代表辛普里丘认为物体会落后于桅杆的位置，而伽利略指出，无论船在运动还是静止，物体都将落在桅杆脚下。他在这本书中提出了一种自由落体的数学理论：与流行的看法相反，从高处（比如塔顶）下落的重物和轻物的速度并非与其重量成正比，而是几乎以相同速度下落……
——摘编自[美]I. 伯纳德·科恩：《新物理学的诞生》
材料15：伽利略承认《圣经》中的一些章节如果按字面解释似乎与哥白尼宇宙论相矛盾，最明显的段落可见于《约书亚书》：神命令太阳停下来以延长白天，从而使约书亚有足够的时间赢得一场战斗。伽利略认为《圣经》不可能说虚假的东西，但它常常使用比喻性的语言。伽利略援引神的道和神的作品这两本书的隐喻指出：“承认这一点，我认为在讨论物理问题时，我们不应从《圣经》经文的权威开始，而应从感觉经验和必要的证明开始。因为神圣的《圣经》和自然想象都是从神的道出发的，前者是圣灵的口授，后者则是神的命令的忠实执行者。”他宣称，理性与信仰并不矛盾，如果得到正确解释，反倒是相互支持的。 ——摘编自[美]玛格丽特·J. 奥斯勒：《重构世界：从中世纪到近代早期欧洲地自然、上帝和人类认识》
在这两段材料的阅读中，笔者引导学生理清了两个问题。其一，伽利略的研究支持哥白尼学说的内在逻辑：木星携带卫星运转证明地球携带月球运转是可能的，落体实验证明地球上的物体随地球运动，驳斥了人们对哥白尼日心说的怀疑。其二，是伽利略与教会冲突的实质问题：即遵循什么原则解释《圣经》以及谁是解释《圣经》的权威的争论。然后让学生感受伽利略的创新、不惧权威和坚持自然真理的精神，渗透历史的育人功能。
材料16：牛顿撰写的《自然哲学的数学原理》建立在力的概念的基础之上。他运用发明的流数法（微积分）导出了引起轨道运动的力，计算了开普勒第二定律所要求的面积。并考察了几种不同吸引力的数学特征，特别是关注那种与相互吸引的物体之间距离的平方成反比的力。他表明宇宙萬物之间有一种万有引力，因为这种万有引力可以解释其他理论无法解释的几种现象。
——摘编自[美]玛格丽特·J. 奥斯勒：《重构世界：从中世纪到近代早期欧洲的自然、上帝和人类认识》
设问：牛顿与伽利略的研究有什么联系？牛顿为什么被历史学家称为“科学革命的集大成者”？
这段材料把牛顿与伽利略的工作联系起来。学生通过阅读明白，牛顿利用、修正伽利略的力学概念，论证天体运行的规律，这打破了亚里士多德的天地二分的界限，最终完成了天文学和物理学的统一。而牛顿的成就是建立在伽利略和开普勒等人研究的基础上的，他的万有引力定律的提出击溃了亚里士多德的宇宙论和物理学，完成了科学革命，所以是“集大成者”。
最后，笔者让学生归纳牛顿和伽利略研究方法的特点，理解新科学注重观察和实验，善于运用数学原理来解决物理学和天文问题等特点，从而理解科学革命的革新性特征。
“语境论在这里一方面实践了以历史性的叙述结构组织和安排材料，运用‘现场’与‘线索’的勾连突出历史运动中的处于低谷或巅峰状态下事件的不同意义;另一方面，它也暗示出理解聚焦于同一时间框架内的某种共时性关系的可能，通常可以从时间脉络中截取历史过程中的某一片段，对其包含的诸多因素或情形进行结构性、关系性的表现。”①历史文本便是融合了历时性与共时性叙述结构的产物。因此，历史文本是历史语境的另一种表现形式。笔者认为历史文本既有历史著作、历史教材，也可包括教师用摘编的历史文字、图片等材料构建起来的整个课堂教学设计。学生是通过接触历史文本来了解历史的，所以带领学生了解中西方历史文本语境的差异，可以让他们更深刻地领悟历史学习的方法。为此，笔者作了如下设计。
材料17：文艺复兴发现了人性之美，宣扬尊重人的价值;科学革命显示了人的力量，证明人类能够发现和认识宇宙的规律;启蒙运动倡导人的解放，号召人们挣脱教会和封建专制制度的束缚，敢于运用自己的理性去判断和思考。
——人民教育出版社等：《历史与社会（八年级下册）教师教学用书》
设问：根据材料指出，编者认为文艺复兴、科学革命和启蒙运动之间有什么内在联系和共同特征？
通过阅读，学生发现三者的内在联系是：它们都是发现人的价值的活动，而且是一个在文化、自然和社会领域不断挖掘人性力量的递进活动。由于学生刚刚学过文艺复兴，知道其是在反对宗教神权的基础上提出来的，因此学生很快就领悟到，编者是把这三者放在反抗宗教神权的主线上来论述的，即科学革命是中世纪人们在自然界发起的反抗宗教神权的活动之一。
接着笔者让学生阅读教材，并列举教材用于构建这种观点的材料。通过这个环节让学生认识教科书文本的编写与编者理念之间的密切关联，进而让他们理解，文本的编写者往往会为了“追求完美的终极解释”而根据自己预设的目的选择材料来叙述历史。让初中学生初步领悟：历史的本质是一种历史解释。
接着笔者继续出示：
材料18：迪昂通过追溯数个世纪以来科学家工作中的不同表述来撰写历史，他已经感受到了“科学传统之链”的敏锐感觉的引导。但在康德、孔德和马赫关于近代早期科学产生的构想中，我们没有看到这种意识的痕迹。对于这些哲学家来说，17世纪只是标志着错误科学和正确科学之间的划分……在每一种情形中，过渡都显示为突然完成，没有任何准备或中间阶段。自从历史学在19世纪成熟之后，把历史时间理解为在相对连续性和相对非连续性之间取得恰当的平衡一直是历史学家的任务。
——摘编自[荷]H. 弗洛里斯·科恩：《科学革命编史学研究》
设问：西方的历史学家与哲学家们就“近代早期科学产生”这个问题争论的焦点是什么？这种争论表明科学革命的实质是什么？
在阅读中学生发现，西方历史学界就“近代早期科学产生”的争论焦点是：科学的发展在时间上是连续的还是断裂的，还是相对连续或是相对断裂的？持科学发展断裂或者相对断裂的历史学家认为科学中发生了革命，而这场革命的实质是正确科学取代传统的错误科学。
笔者追问学生，在中西方的“科学革命”观中老师是遵循哪一理念来上课的？学生马上意识到，课堂是基于西方史学界对科学革命的理解而组织的。接着笔者引导学生思考：教材与西方史学界对“科学革命”阐述有很大差异，我们应如何对待这种差异？学生经过讨论逐渐明白：首先对历史文本的阅读需深入考察历史编撰者的思想价值观及其编撰历史的主观目的;其次，对同一个历史事件需要进行多方阅读，比较不同历史学家对同一历史事件的不同解释，然后在不同的历史解释中选择自己认为比较合理的历史解释，或者融合几种不同解释中相对合理的观点而形成新的自己的历史解释。最后笔者引导学生讨论怎样的历史解释才是“合理”的？学生经过商量得出了以下结论：合理的历史解释是基于历史事实的，是在考查历史事件、历史人物所处的内外语境（历史事件本身及历史人物所处的外在社会环境）及追溯历史概念源流的基础上得出的。
【作者简介】朱悦，中学高级教师，浙江省海宁市鹃湖学校历史教师。
【责任编辑：王向阳】
柯瓦雷被认为是研究16、17世纪天文学和物理学变革的专业科学史家，他“最初提出概念的时间范围很窄，定义也很明确……被认为发生于1600年之前和之后的几十年间，包括伽利略和笛卡儿……柯瓦雷进而拓宽了它的时间范围，使其科学革命概念最终涵盖了从哥白尼到牛顿的整个时期”。①在他之后，“科学革命”的时间跨度和学科研究范围被不同程度地拓展了。如巴特菲尔德的叙述时间是14—19世纪的500年，“巴特菲尔德……以纯正的迪昂方式声称，冲力理论及其广泛应用‘代表着科学革命的第一阶段’。接着，叙述集中于16、17世纪的天文学和力学成就，‘它在整个运动中占据着关键位置。’解剖学和生理学专设一章……化学是概述截止于1800年的原因之一”。②随着1962年美国科学史家托马斯·库恩《科学革命的结构》一书出版，“诸科学革命”的概念流行开来，“它代表一种关于科学发展进程的哲学观念……科学是跨越式发展的，而不是一点点增加。诸科学革命被认为是以某种频率发生甚至是规律性发生的”。③“科学革命”则成为“诸科学革命”的一个特定时期而存在，“‘科学革命’代表科学史上一个片段的历史观念，表示历史上有一个很难精确确定年代的时期（但几乎总是包括17世纪初的几十年）”。④
人教版八年级下册《历史与社会》（以下简称教材）借用了西方史学界“科学革命”的概念编写课文（叙述框架基本上借鉴了柯瓦雷的“科学革命”），以帮助学生了解17世纪发生在西欧的这个影响科学发展走向、推动近代科学诞生的大事。但如果仔细阅读西方科学革命的相关著作、对这一概念做深入考察的话，会发现教材及相应的教学参考书对这一概念的解读与西方史学界有很大不同。
1.关于“科学革命”的内涵比较
（1）教材教参的科学革命观：科学反抗宗教而独立发展
从教材的编写看，科学与宗教之间的对立非常明显。“古希腊科学家托勒密提出了‘地心说’，认为地球静止不动，处在宇宙的中心，众星围绕地球做圆周运动。后来，宗教神学家采纳这一观点，并认为这是上帝的安排。‘地心说’成为统治西方1000多年的正统理论。”①哥白尼的“‘日心说’否定了教会的权威，改变了人们对自然、对自身的看法”。②从而开启了科学革命的序幕。或许是为了凸显这种对立，教材列举了宣扬宇宙无限论的布鲁诺遭受教会火刑和伽利略受宗教审判的事件，还配了插图。教学参考书则解读得更加明确，“哥白尼的‘日心说’理论与‘地心说’背道而驰，超出了当时大多数人的认识，也与宗教神学相抵触，一开始就遭到各方面的反对……伽利略……的发现消除了人们对哥白尼日心说的怀疑，动摇了基督教神学的宇宙论，为以后牛顿提出万有引力定律铺平了道路”。③因此，科学革命之后，“各种各样的神学偏见在科学面前烟消云散。科学受到推崇，科学知识得到普及”。④
由此推论，教材中科学革命的内涵可表述为：科学摆脱了宗教神学的束缚获得了独立发展。科学革命的革新性特征则是“重视发挥人的创造力、重视探索，重视实验科学”。⑤
（2）西方史学家的科学革命观：科学研究内部的跨越式发展
库恩在《科学革命的结构》一书中指出：“中世纪的物理学和宇宙论被认为完全基于亚里士多德的自然哲学，它与17世纪的新科学互不相融。事实上，亚里士多德的自然哲学被视为新科学诞生的主要障碍。只有推翻它，科学革命才可能取得成功。”⑥这也是大部分西方学者的观点。另一位美国历史学家戴维·林德伯格在论述“科学”的概念时说：“到目前为止，我一直用‘科学’一词来指我们历史研究的对象，然而现在应该引入替代性的术语‘自然哲学’……古代和中世纪学者在研究自然界时，如果关注的是物质性的因果关系而不是数学分析，就会使用‘自然哲学’这个术语。”⑦按此理解，亚里士多德的自然哲学属于“前科学”范畴，与“近代科學”相对应，但两者在研究方式上有区别。因此，科学革命的实质是科学研究内部发生的一次“断裂”，即科学研究实现了跨越式发展与革新。
关于科学革命的革新特征，虽然西方史学家观点并不一致，但主要趋向于以下几种。
自然的数学化。在亚里士多德的学科分类中，物理学与数学之间界限严格，两者不能逾越。亚里士多德主要采用“四因说”（即形式因、质料因、动力因与目的因）来构建解释自然现象的普适性框架，认为世界是和谐有序的，所有事物均朝着本性所决定的目标发展。早期科学史家柯瓦雷、爱德华·扬·伯特等都把“自然的数学化”作为科学研究方式转变的核心。即伽利略、开普勒、牛顿等科学家恢复了古希腊柏拉图及毕达哥拉斯主义的传统，把几何学（数学）应用于物理学研究，即科学研究从“质”转变为“量”的研究，使自然从一个“大约的”世界变成一个“精确的”世界。这是科学革命最初的、也是最核心的革新性特征解释。
机械论哲学。英国科学史家A. 鲁珀特·霍尔前期把用“物质和运动”这两个概念来处理自然现象的研究方法称为机械论，后期则把机械论等同于微粒自然观，即罗马诗人卢克莱修在其长篇哲理诗《物性论》中宣扬的伊壁鸠鲁的原子论，认为世界由无生命的、不可分割的原子所构成，它们在虚空中相互碰撞、随机运动。17世纪的科学家、哲学家们，如伽利略、笛卡尔、波义耳和牛顿等继承与发展了机械论哲学，用无机论取代了亚里士多德有机的宇宙论体系。 实验科学。在中世纪观察实验的基础上，英国思想家弗朗西斯·培根认为研究自然需要对自然进行拷问，提倡人为设计实验，即用发现型实验研究自然。尽管培根本人并不是一个真正的实践家，但还是有很多科学家进行了这样的实验研究。如17世纪医生哈维对狗进行解剖和观察，发现了心脏的功能及血液循环的规律，修正了罗马医生盖伦认为血液从肝脏和心脏流出没有回流的谬误。这种以发现为目的实验不同于亚里士多德的三段论证明，使人们更好地发现和掌握自然规律，并让自然为人类服务。虽然柯瓦雷等科学史家强调自然的数学化，但并不排斥实验，并认为实验是验证数学推论的重要工具。
2.关于中世纪思想家的價值观的不同观点
中世纪思想家们的世界观与价值观如何？教参在介绍科学革命时有这样一段论述：“在自然科学发展的同时，诞生了几位卓越的科学思想家。如意大利唯物论和无神论者、 反对宗教蒙昧主义的伟大思想家布鲁诺……”①这是否符合历史事实？西方史学家又是如何认为的？
“当时，无神论尚不是一个实际的概念。虽然它作为一种理论立场是存在的，但没有人或很少有人实际相信它。任何欧洲人，只要不是作为犹太人被关在一个特殊的地方，都会以基督教作为所有思想和行动的标准。”②“富蒂乌斯比笛卡儿更敏锐地看到，现在只需要一小步，就立即可以把与我们的身体松散模糊地关联在一起的思想着的东西从宇宙中剔除。无意中或者是疏于觉察，笛卡儿距离一种唯物论的世界图景已经不很遥远，在这一世界图景中，不朽的灵魂和拥有绝对权力的上帝再也没有了位置。笛卡儿不是斯宾诺莎，但富蒂乌斯看到，可以说斯宾诺莎若隐若现——到一定时候必定有人会从笛卡儿的学说中引出无神论推论，这些推论可能连作者本人都没有意识到。”③西方史学家的观点很明确：在基督教占统治地位的中世纪欧洲，尽管人们离“无神论”只有一步之遥，但却终究还没有达到这一步。主要活动于17世纪上半叶的机械论者“笛卡尔”尚不是“无神论者”，更何况是生活于16世纪末的布鲁诺。并且，英国历史学家耶茨1964年出版的《布鲁诺与赫尔墨斯主义传统》一书表明，布鲁诺是一位具有强烈魔法色彩的赫尔墨斯主义者，“耶茨引证了布鲁诺对哥白尼日心宇宙图的使用。在布鲁诺手中，这幅图变成了一种魔法的秘密文字，它不再是对数学论断的图示，而是象征符号或护身符”。④
因为这种差异的存在，笔者在广泛阅读相关书籍的基础上对科学革命进行了重新设计。
语境论是西方的史学理论，“怀特认为语境论即是主张将事件放在发生的语境中就可获得相应的解释，语境可以揭示事件在发生的根源、过程及与其他历史事件之间的特殊勾连”。⑤而西方的科学史研究具有浓厚的语境研究传统，“柯瓦雷是一个真正注重语境的科学史家”。⑥美国著名的伯纳德·科恩教授是位典型的语境主义科学编史家，他“在广义语境基础上实现了内史进路、外史进路和综合进路的统一分析……所谓内史主要指在理论语境中研究科学知识发展的历史，外史主要从社会、历史文化等语境中研究科学史”。①笔者比较认同这种研究方法，因此对“科学革命”的教学也需兼顾对它的内外语境的考察。
1.考察西欧的社会语境，寻找科学革命生成的动因
科学革命为什么没有发生在哲学之乡的古希腊、注重数学传统的伊斯兰世界以及科技成就斐然的古代中国？这与中世纪西欧特有的生活图景是分不开的，为此，笔者设计了以下情境帮助学生走进历史现场理解。
（1）情境1：
材料1：热尔贝是早期最著名的教区总教堂学校教师之一，他讲授七艺，强调学习初步的数学和天文学知识……12世纪末，出现了相当于今天“大学”的“联合体”（教师与学生的组织）。13世纪，古希腊哲学家亚里士多德的“自然哲学著作”（《物理学》《论灵魂》《论天》等）被引入“大学”，成为自然哲学研究的教科书，构成大学教育的核心。
——摘编自[美]爱德华·格兰特：
《近代科学在中世纪的基础》
材料2：托马斯·阿奎那于13世纪在亚里士多德和耶稣之间成功地锻造了一种联盟。在罗马天主教教义中，这甚至和弥撒的核心部分有非常紧密的联系：葡萄酒和饼实际变成了耶稣的血和肉。用“变体”这个不折不扣的亚里士多德概念来描述它并非毫无道理：虽然酒和饼的偶然性没有变化，但实体本身已经改变。在一神论宗教的历史上，如果没有能用理智理解的理由，就无法赢得大多数有教养人的支持。
——摘编自[荷]H. 弗洛里斯·科恩：
《世界的重新创造：近代科学是如何产生的》
在阅读材料1、2的基础上，笔者要求学生指出大学教授亚里士多德自然哲学的目的是什么。很显然，教会需要对神职人员进行教育，用亚里士多德的自然哲学理论捍卫基督教的教义，吸引更多的人信奉基督教。这样科学与宗教之间的关系就被学生关注到了。这一时期教会促进了科学的发展，科学维护了基督教会的统治。
材料3：哲学家们似乎论证了上帝不可能另外创造宇宙（亚里士多德已经证明多个宇宙是不可能的）;上帝不可能在没有一个基体的情况下创造一种偶然性（如没有红色的东西而创造出红）。所有这些命题都在1277年受到了谴责。巴黎主教艾蒂安·唐皮耶等人的立场是，决不能允许亚里士多德和哲学家们限制上帝的行动自由和能力，上帝可以做任何不包含逻辑矛盾的事情，包括创造出多个宇宙和无基体的性质。
——摘编自[美]戴维·林德伯格：
《西方科学的起源（第二版）》
材料4：上帝的绝对全能概念就成为一种便利的工具，由它可以引入一些微妙的假想问题，他们经常可以催生新的回答……许多人由此认识到，事物也许与亚里士多德哲学所设想的状况完全不同。 ——[美]爱德华·格兰特：
《近代科学在中世纪的基础》
笔者要求学生阅读材料3，思考督教会与亚里士多德的自然哲学之间的关系发生了什么变化，其实质是什么。学生发现基督教会与亚里士多德在“世界是否永恒”等问题上发生了冲突。实质是亚里士多德主义者的这些学说限制了上帝的全能和自由，影响了基督教的权威。通过阅读材料4，学生了解到基督教会对亚里士多德学说谴责所带来的积极影响，催生了人们对亚里士多德学说权威的怀疑，创设了有利于新科学产生的宗教环境。这样的教学设计有利于还原中世纪科学与宗教之间的复杂关系，让学生理解基督教与亚里士多德主义、基督教与新科学之间并不是纯然的联合或对抗关系，从而打破学生思维的单一性。
材料5：开普勒的确支持哥白尼主义，相信上帝是一位把精确的数学关系植入世界的神圣的几何学家，这一信念使他强调经验的准确性，天文学理论必须极其精确地描述天界。“看哪，自然的构造多么巧妙！这一切不可能出自偶然，必定有一个上帝为我们安排了所有这一切，我们是按照他自己地形象创造出来的”。17世纪出版了数十部包括这些内容的论著，其中许多都是从事新自然认识形式的人写的。
——摘编自[美]玛格丽特·J. 奥斯勒：
《重构世界：从中世纪到近代早期欧洲的
自然、上帝和人类认识》
材料6：“上帝是通过自然的运作来创造其他事物的，自然的运作是上帝运用的工具。”事实上，对物理世界的研究使我们理解了“上帝的力量、智慧和善”。寻求次级原因非但没有否认，反而确证了初级原因的存在和尊严。
——[美]戴维·林德伯格：
《西方科学的起源（第二版）》
中世纪从事新自然认识的人研究自然的目的是什么？在这个问题的思考中，学生开始意识到，中世纪从事新科学研究的人大部分都是基督教徒，他们对上帝的信仰并未减退，宗教信仰是他们从事新科学的重要动力之一。在中世纪从事新科学研究与信仰基督教并不矛盾，因为上帝创造世界是第一因的，即上帝创造世界时赋予了自然自行运行的规律，因此自然的运作是第二因的，从事新科学研究的人们研究自然规律恰恰是为了揭示上帝的伟大。由此，学生在基督教与科学复杂关系解读下，在感受科学家们“狂热”追求、揭示上帝赋予的自然之道过程中明白了宗教动因是科学革命得以发生的重要因素之一。
（2）情境2：
材料7：15、16世纪，西欧获得了亚里士多德和柏拉图的原始希腊文本，还获得了毕达哥拉斯学派、原子论、怀疑论、斯多亚派、新柏拉图主义等传统文本。同样，欧几里得、阿基米德、托勒密等希腊学者的纯数学和应用数学著作要么第一次为欧洲所知，要么第一次以未经曲解和篡改的方式现身于世。随着这场运动的发展，原先尝试恢复古代科学文本的努力不知不觉间变成了对文本原始内容较为独立的阐释。哥白尼对古代行星理论的“恢复”——无论是接受托勒密的遗产，还是从毕达哥拉斯主义微弱的日心传统中寻找支持，他的工作都清晰地反映了人文主义背景。
——摘编自[荷]H. 弗洛里斯·科恩：
《科学革命的编史学研究》
设问：文艺复兴运动对科学革命的兴起有什么影响？
利用这段资料，笔者引导学生了解文艺复兴运动对科学革命的推动作用。即文艺复兴时期翻译古希腊文献的工作为科学革命提供了大量的古代科学研究著作，并引导学生特别关注数学著作和原子论著作，这些著作为科学研究提供了“新”养料。由此，笔者在帮助学生构建文艺复兴运动与科学革命的因果联系中，让他们深刻体会推动科学革命发生的又一重要力量——文化动因。
（3）情境3：
材料8：17世纪出现了一种新的意识形态，它将科学与科学以外的一些考虑联系起来。对于那些不一定了解科学是什么的人来说，科学的思维模式开始充当社会教育变革的理想。这些人帮助创立和激励了非正式团体，由此发展出了伦敦皇家学会和法国皇家学院。对他们来说重要的是，这种新科学——不像某种无所不包的哲学——能够充当一个中立的平台，不是用权威，而是用理论上中立的实验结果来解决纷争。
——摘编自[荷]H. 弗洛里斯·科恩：
《科学革命的编史学研究》
笔者呈现材料8，让学生了解由于17世纪西欧社会对科学的重视，出现了专门研究科学的团体，这些团体为科学家提供物质支持以及这些科学团体所倡导的自由的学术氛围等为科学革命的发生提供了沃土。这样学生能认识到推动科学革命发生的动因除宗教和文化外，还有科学社会团体的支持。
通过对科学革命发生动因的分析，引导学生提炼历史学习的方法：把历史事件和历史人物放入其特有的时空中进行考察，并注重纵向的延伸和空间的拓展。在时间的考察上既要把它放在历史事件发生的“当时”，也要把它放在相对较长的时段上考察其源流。在空间的考察上要注意构建同时期各事件、各主体之间的关系网络及相互作用，从多个维度综合考察、全面思考。
2.立足科学理论语境，理清事件过程感受革新精神
作为科学史的一部分，“科学革命”的学习必然要放入科学理论发展的内部来进行考察。基于这样的考虑，笔者作了如下设计。
（1）传统的亚里士多德的宇宙观（图1）①和物理学：中世纪西欧学术的权威
材料9：亚里士多德认为宇宙是一个大球，中心是静止的地球。月球所处的球壳将其分成上下两个区域。月亮以上是天界，以下是地界;地界由土、木、火、气四元素组成，因为水和土重，所以向宇宙中心下落是其本性;气和火轻，所以向外围上升是其本性。地界有生、死和各種短暂变化。天界完全被第五元素或以太所充满（没有虚空），且被分成若干同心球壳，携带行星做匀速圆周运动，是永恒不变的循环区域。
——摘编自[美]戴维·林德伯格：
《西方科学的起源（第二版）》 材料10：亚里士多德对知识的分类规定了学科的界限，这些界限后来支配着大多数论著、教科书和大学课程。亚里士多德基于题材把物理学与数学以及神学区分开来;由于每一个学科的题材和原理都不同，亚里士多德得出结论说，这些学科是迥然不同的、无关的。他认为把数学应用于物理学是非法的。
——摘编自[美]玛格丽特·J. 奥斯勒：
《重构世界：从中世纪到近代早期欧洲的
自然、上帝和人类认识》
设问：根据材料9、10，指出亚里士多德自然哲学的主张和研究方法是什么？
在材料的阅读中，学生大致了解了亚里士多德宇宙论体系和学科分类主张。在这里笔者特别要求学生关注亚里士多德强调的数学与物理学的不可逾越性以及对后期科学的规范和影响，体悟其理论在中世纪的权威性和主导地位。同时，引导学生联系自身生活常识分析“因为水和土重，所以向宇宙中心下落是其本性;气和火轻，所以向外围上升是其本性”这个观点，分析得出亚里士多德自然哲学的研究采用的是常识物理研究方法，也就是根据人们的直觉对事物进行因果解释的物理学。
既然亚里士多德是中世纪的学术权威，那么教材所称的被教会奉为正统的“托勒密的地心说”要如何解释？为了解决这个疑问，笔者又出示了以下材料。
材料11：亚里士多德的天球是与地球是同心的，但它无法解释观测到的行星距离变化。托勒密是技艺精湛的数学模型建立者，在《天文学大成》中，他用偏心圆和附加的本轮来解释这些变化。中世纪的自然哲学家根据托勒密的学说，用三天球折衷化解了这个难题，使亚里士多德宇宙论的基础得以保存。这种做法显然并未以地球为物理中心，然而它不会引起什么注意，因为中世纪的自然哲学家大都对技术性的天文学知之甚少。
——摘编自[美]爱德华·格兰特：
《近代科学在中世紀的基础》等
通过阅读材料11学生明白了，托勒密的天文学是为“拯救现象”而由神学家引入亚里士多德的宇宙论体系的，目的是为维护亚里士多德宇宙论体系的正统地位。虽然托勒密支持地心说，但在他的天文学体系中，宇宙的真正中心却不是地球。笔者还让学生比较了托勒密天文学与亚里士多德自然哲学研究方法的不同，即前者是数学天文学，后者是注重常识的因果解释的宇宙论。这些知识为学生理解科学革命的内涵做好了铺垫。
（2）革命的开端：哥白尼天文学对亚里士多德宇宙观的坚守与突破
材料12：哥白尼激烈反对托勒密所引入的偏心匀速点。他和古希腊天文学家都认为，行星必须做匀速圆周运动。因此，为使行星的绕日轨道所给出的结果能够与实际观测相一致，哥白尼最终引入了圆周运动的组合，这与托勒密的做法几乎相同。最主要的差别是，托勒密引入圆周运动组合主要是为了解释逆行。如果将代表托勒密体系与哥白尼体系的两幅图做一比较，那么我们很难说哪一幅更简单。
——摘编自[美]I. 伯纳德·科恩：
《新物理学的诞生》
材料13：反对地球运动的其他传统论证同样基于亚里士多德物理学。地球运动将会导致云和动物等未与地球相连的东西飞离地球表面;自由下落的物体，比如从塔上丢下的石头，将会落到西边，因为地球表面会在它们下方转动。哥白尼驳斥了这些反对意见，声称接近地球表面的物体参与了地球运动，因此无论地球是否运动，现象都将保持不变。哥白尼并没有解释这些物体是如何参与地球运动的，但亚里士多德物理学显然无法提供恰当的解释。
——摘自[美]玛格丽特·J. 奥斯勒：《重构世界：从中世纪到近代早期欧洲的自然、上帝和人类认识》
设问：结合以上两则材料，分析历史学家把哥白尼的日心说界定为“科学革命开端”的原因。
通过阅读学生发现，哥白尼的日心说既有革新性，又有局限性。哥白尼在批判托勒密学说的基础上，运用了与其相似的数学方法来重构天文学体系——地动日静说，推翻了亚里士多德的“地心说”，引发了后人对传统物理学的挑战和重构，因此是科学革命的开端。但由于哥白尼依然坚守亚里士多德的“天体做均速圆周运动”的学说原则，且他的学说并不比托勒密的天文学体系简洁，革新性有限，因此不是科学革命本身。这一环节的设计，旨在让学生领悟，任何新事物出现不是突然的，是逐渐脱胎于旧事物的。从而让学生学会用联系的眼光更加理性、客观地看待历史事物的发展变化，理解柯瓦雷所说的那种关于科学革命的“相对非连续性”意蕴。
（3）伽利略和牛顿：天文学与物理学的逐渐统一
材料14：继1609年伽利略用自制的望远镜观察月球后，他又发现了木星及其卫星。“木星宛如一个小型的哥白尼体系模型，四个小物体在其中绕着木星运动，就像行星围绕着太阳运动一样。如此便消解了反对哥白尼体系的一个主要理由……既然木星可以带着它四颗卫星在轨道上运行，为何地球就不能带着它那颗月亮运行呢？”他还在《关于两门新科学的谈话》中讲到“从运动的船桅顶端释放物体会落在甲板哪个位置”的实验，亚里士多德的代表辛普里丘认为物体会落后于桅杆的位置，而伽利略指出，无论船在运动还是静止，物体都将落在桅杆脚下。他在这本书中提出了一种自由落体的数学理论：与流行的看法相反，从高处（比如塔顶）下落的重物和轻物的速度并非与其重量成正比，而是几乎以相同速度下落……
——摘编自[美]I. 伯纳德·科恩：《新物理学的诞生》
材料15：伽利略承认《圣经》中的一些章节如果按字面解释似乎与哥白尼宇宙论相矛盾，最明显的段落可见于《约书亚书》：神命令太阳停下来以延长白天，从而使约书亚有足够的时间赢得一场战斗。伽利略认为《圣经》不可能说虚假的东西，但它常常使用比喻性的语言。伽利略援引神的道和神的作品这两本书的隐喻指出：“承认这一点，我认为在讨论物理问题时，我们不应从《圣经》经文的权威开始，而应从感觉经验和必要的证明开始。因为神圣的《圣经》和自然想象都是从神的道出发的，前者是圣灵的口授，后者则是神的命令的忠实执行者。”他宣称，理性与信仰并不矛盾，如果得到正确解释，反倒是相互支持的。 ——摘编自[美]玛格丽特·J. 奥斯勒：《重构世界：从中世纪到近代早期欧洲地自然、上帝和人类认识》
在这两段材料的阅读中，笔者引导学生理清了两个问题。其一，伽利略的研究支持哥白尼学说的内在逻辑：木星携带卫星运转证明地球携带月球运转是可能的，落体实验证明地球上的物体随地球运动，驳斥了人们对哥白尼日心说的怀疑。其二，是伽利略与教会冲突的实质问题：即遵循什么原则解释《圣经》以及谁是解释《圣经》的权威的争论。然后让学生感受伽利略的创新、不惧权威和坚持自然真理的精神，渗透历史的育人功能。
材料16：牛顿撰写的《自然哲学的数学原理》建立在力的概念的基础之上。他运用发明的流数法（微积分）导出了引起轨道运动的力，计算了开普勒第二定律所要求的面积。并考察了几种不同吸引力的数学特征，特别是关注那种与相互吸引的物体之间距离的平方成反比的力。他表明宇宙萬物之间有一种万有引力，因为这种万有引力可以解释其他理论无法解释的几种现象。
——摘编自[美]玛格丽特·J. 奥斯勒：《重构世界：从中世纪到近代早期欧洲的自然、上帝和人类认识》
设问：牛顿与伽利略的研究有什么联系？牛顿为什么被历史学家称为“科学革命的集大成者”？
这段材料把牛顿与伽利略的工作联系起来。学生通过阅读明白，牛顿利用、修正伽利略的力学概念，论证天体运行的规律，这打破了亚里士多德的天地二分的界限，最终完成了天文学和物理学的统一。而牛顿的成就是建立在伽利略和开普勒等人研究的基础上的，他的万有引力定律的提出击溃了亚里士多德的宇宙论和物理学，完成了科学革命，所以是“集大成者”。
最后，笔者让学生归纳牛顿和伽利略研究方法的特点，理解新科学注重观察和实验，善于运用数学原理来解决物理学和天文问题等特点，从而理解科学革命的革新性特征。
3.比较中西文本语境差异，学会辨析多元历史解释
“语境论在这里一方面实践了以历史性的叙述结构组织和安排材料，运用‘现场’与‘线索’的勾连突出历史运动中的处于低谷或巅峰状态下事件的不同意义;另一方面，它也暗示出理解聚焦于同一时间框架内的某种共时性关系的可能，通常可以从时间脉络中截取历史过程中的某一片段，对其包含的诸多因素或情形进行结构性、关系性的表现。”①历史文本便是融合了历时性与共时性叙述结构的产物。因此，历史文本是历史语境的另一种表现形式。笔者认为历史文本既有历史著作、历史教材，也可包括教师用摘编的历史文字、图片等材料构建起来的整个课堂教学设计。学生是通过接触历史文本来了解历史的，所以带领学生了解中西方历史文本语境的差异，可以让他们更深刻地领悟历史学习的方法。为此，笔者作了如下设计。
材料17：文艺复兴发现了人性之美，宣扬尊重人的价值;科学革命显示了人的力量，证明人类能够发现和认识宇宙的规律;启蒙运动倡导人的解放，号召人们挣脱教会和封建专制制度的束缚，敢于运用自己的理性去判断和思考。
——人民教育出版社等：《历史与社会（八年级下册）教师教学用书》
设问：根据材料指出，编者认为文艺复兴、科学革命和启蒙运动之间有什么内在联系和共同特征？
通过阅读，学生发现三者的内在联系是：它们都是发现人的价值的活动，而且是一个在文化、自然和社会领域不断挖掘人性力量的递进活动。由于学生刚刚学过文艺复兴，知道其是在反对宗教神权的基础上提出来的，因此学生很快就领悟到，编者是把这三者放在反抗宗教神权的主线上来论述的，即科学革命是中世纪人们在自然界发起的反抗宗教神权的活动之一。
接着笔者让学生阅读教材，并列举教材用于构建这种观点的材料。通过这个环节让学生认识教科书文本的编写与编者理念之间的密切关联，进而让他们理解，文本的编写者往往会为了“追求完美的终极解释”而根据自己预设的目的选择材料来叙述历史。让初中学生初步领悟：历史的本质是一种历史解释。
接着笔者继续出示：
材料18：迪昂通过追溯数个世纪以来科学家工作中的不同表述来撰写历史，他已经感受到了“科学传统之链”的敏锐感觉的引导。但在康德、孔德和马赫关于近代早期科学产生的构想中，我们没有看到这种意识的痕迹。对于这些哲学家来说，17世纪只是标志着错误科学和正确科学之间的划分……在每一种情形中，过渡都显示为突然完成，没有任何准备或中间阶段。自从历史学在19世纪成熟之后，把历史时间理解为在相对连续性和相对非连续性之间取得恰当的平衡一直是历史学家的任务。
——摘编自[荷]H. 弗洛里斯·科恩：《科学革命编史学研究》
设问：西方的历史学家与哲学家们就“近代早期科学产生”这个问题争论的焦点是什么？这种争论表明科学革命的实质是什么？
在阅读中学生发现，西方历史学界就“近代早期科学产生”的争论焦点是：科学的发展在时间上是连续的还是断裂的，还是相对连续或是相对断裂的？持科学发展断裂或者相对断裂的历史学家认为科学中发生了革命，而这场革命的实质是正确科学取代传统的错误科学。
笔者追问学生，在中西方的“科学革命”观中老师是遵循哪一理念来上课的？学生马上意识到，课堂是基于西方史学界对科学革命的理解而组织的。接着笔者引导学生思考：教材与西方史学界对“科学革命”阐述有很大差异，我们应如何对待这种差异？学生经过讨论逐渐明白：首先对历史文本的阅读需深入考察历史编撰者的思想价值观及其编撰历史的主观目的;其次，对同一个历史事件需要进行多方阅读，比较不同历史学家对同一历史事件的不同解释，然后在不同的历史解释中选择自己认为比较合理的历史解释，或者融合几种不同解释中相对合理的观点而形成新的自己的历史解释。最后笔者引导学生讨论怎样的历史解释才是“合理”的？学生经过商量得出了以下结论：合理的历史解释是基于历史事实的，是在考查历史事件、历史人物所处的内外语境（历史事件本身及历史人物所处的外在社会环境）及追溯历史概念源流的基础上得出的。
【作者简介】朱悦，中学高级教师，浙江省海宁市鹃湖学校历史教师。
【责任编辑：王向阳】