近世歐洲史 · 第三十章 自然科學之進步及其影響
第一節
地球甚古說之發見
科學研究之重要 近世史中較政治上變遷尤要之一方面，厥惟近世科學之興起。十八世紀時代科學之進步前已略述之。近世因有精密之觀察與實驗及科學儀器——如顯微鏡及望遠鏡——之發明再加以精細之深思與計算科學家如牛頓、林尼阿（Linnæus）、蒲豐（Buffon）、拉瓦節（Lavoisier）等遂建近世科學——天文、植物學、動物學、化學、物理——之基礎。自有科學研究以來吾人對於人類、動物、植物、礦物、氣體、地球及宇宙之知識無不大增。科學上之發見不但足以滿足吾人之高尚好奇心，而且大有影響於不諳科學者之生活。至今幾乎所有人類之興味皆不能避免科學之直接影響。蓋自然科學之為物不但產出一種改革之精神，而且供給改良人類狀況之方法也。
十九世紀之科學進步之一例 十八世紀之科學成功固然甚大；十九世紀之科學進步尤為驚人。吾人慾瞭然於此種進步之宏大，只須知當維也納會議開會各國代表不但不知有所謂電報、電話、電燈、電車；即輪船、鐵道、攝影術、麻醉藥、防腐藥等亦並未有所聞。即如火柴、煤油、煤氣及橡皮製造品等在當時亦復一無所有。至於縫紉機、打字機、削草機等均未發明。其他如原子、細胞、內力、進化、病菌諸學說，在今日則為學生者類皆熟聞而習知之，而在當日則皆茫然一無所曉。
科學進步之無窮 二十世紀以來研究方法益形精密，解決多種科學上之奧妙，人類之能力因之益復增加。然即在今日，科學上發明一次，每生出一種出於意外之新問題。宇宙內容益形複雜，故科學研究幾無止境之可言。吾人研究近世歐洲史，應瞭然於科學之如何發達及吾人對於人類習慣及見解，原始及將來之如何變遷。下文所述者僅百年來歐洲美洲各國科學研究之大端而已。
舊日之創造觀念及地球之年齡 茲先就地球而論，五十年前歐洲人莫不以為地球之生存至今不過五六千年，而且上帝於一周之內造成地球上之生物，並於空中造日月以照耀地球。自地質學家動物學家古生物學家人類學家物理學家及天文學家加以研究之後方知現在萬物均經過幾千萬或幾萬萬年之演化，舊日上帝創造萬物之觀念至是打破。
地球上生物之生存甚古 現在科學家均信地球最初實為一圓形之氣體，球面漸冷凝結為固體而成吾人所居之地殼。地質學家對於地球之年齡若干初無一致之主張，而且恐永無解決此種問題之希望。然據若輩之推測則地球上之水成岩其造成之時期約需一百兆年至一千兆年之久。岩石中頗有各種化石之存在，可知地球上之有動植物為時甚久。故地球之有水與陸離今似至少已有一百兆年。
吾人即將此期減短一半，地球上之有植物及下等動物為期之久亦正不易領會。吾人假定藏有過去五十兆年之紀載，假使每頁中所載者為五千年中之大事，則此書將有十卷之巨，每卷計有一千頁；而吾人之所謂歐洲史，自古代東方諸國以至今茲，將不過占此書之第十卷中最後之一頁。
至於吾人所見之天體，太陽與其行星不過占宇宙之一極小部分，在吾人見之抑若永遠存在而且其大無限。然自有分光器及隕石研究以來則知天體之化學分子與吾人所知者無異，——即水素、酸素、窒素、炭、鈉、鐵等是也。
來伊爾之地質學原理 當一七九五年時蘇格蘭之地質學者胡同（James Hutton）曾著書斷定地球之成為現在之形狀，其天然進程極為遲緩；此說一出，抗議者紛起，以為彼不能發見「起源之痕跡與終止之先見」。至一八三〇年英國人來伊爾（Charles Lyell）著名滿世界之《地質學原理》（ Principles of Geology ）一書公之於世。書中詳言地球之如何漸形縮小，如何經過長期之雨霜作用成為高山與大川，而積成石灰石黏石及沙石。總之，彼斷言地面之形勢實為吾人嘗見作用之結果，其進行至今尚可見也。現代地質學家之研究頗足以證實來伊爾見解之無誤雲。
第二節
演化原理
蒲豐發明動植物之演化 地球因天然勢力之作用而逐漸變化，動植物之成為現形亦似經過逐漸之變遷。法國博物學家蒲豐（一七〇七年至一七八八年）當狄德羅編訂《百科全書》之時曾著《博物學》（ Natural History ）一書，謂所有哺乳動物驟視之雖似互異，而細察其身體之構造則頗為相同。彼謂假使以馬與人相較，「其足以激起吾人之驚異者不在其相異而在其相同」。彼曾細察各類生物之同點，乃斷定假使有充分之時間則造物似可將所有有機體皆由同一原形演化也。
十九世紀初年之演化觀念 蒲豐著作之中並道及演化之學說。迨十九世紀初年法國人拉馬克（Lamarck）著書行世，竟謂世界上之動物均由逐漸發達而來。彼所主張之發達理由在今日動物學家眼中觀之雖不充分，然在當日彼之主張實較時人之見解過早五十年。唯其他科學家頗受同一之印象。一八五二年英國人斯賓塞（Herbert Spencer）臚陳理由多種以證明宇宙間之萬物——地球、植物、動物、人類及其觀念與制度——均經一種自然程序而漸漸發達。
達爾文之天擇原理 七年之後（一八五九年）英國人達爾文（Charles Darwin）所著之《物種原始》（ The Origin of Species by Means of Natural Selection ）出世，演化之原理乃激起世界之注意。達爾文主張各種動植物並非各種不同動植物之苗裔，今日之動植物乃數百或數千萬年來屢經變化之結果。
「生存競爭」 達爾文以為無論何種動植物任其生殖則不久即將布滿世界。例如一對知更鳥或麻雀若不加限制任其繁殖，則十年之間必可增至二千萬翼以上。故現在世界上動植物之不增加，必因魚鳥之卵，植物之種子及哺乳動物之幼獸於發達之前即被破壞之故。熱，冷，雨，旱實負其大部分之責任。然生物間亦有無數互殺之方法，有時僅互相排擠而耗盡所有之食物已足。故生物之間無論其為同種或異種有一種永久之「生存競爭」（the struggle for existence），而存者每居少數，——五之一，或十之一，或千之一，有時或百萬之一。
「適者生存」 「然試問生物中何以有存者有不存者？假使各種中之生物絕然相同，則吾人只得謂此乃偶然之事。然生物並不相同，有較強者，有行動較速者，有身體之構造較堅者，有較狡者。色彩較晦者易藏；目光較銳者易於獲食而逐敵。至於植物稍有不同，則其有用與否遂為之大異。其萌芽較早而較強者可免蛞蝓之害；其力較強者可以在秋初開花而結實；樹木之有芒刺者可免動物之吞食；花之最觸目者則先受昆蟲之注意。故吾人可以斷言凡生物之具有優良特點者則其忍苦之能力較大，而其生命亦必較長。偶然之事雖不能盡免，然就全體而論則適者必生存也（the survival of the fittest）。」
總之，達爾文之學說以為一切生物斷無不變之理；唯因生物變化之故在生存競爭之中其最適者可免消滅而生存，而傳其優良特點於其苗裔。此種生物「發達」之觀念及人類亦屬於動物之觀念激起世人之驚異，而科學家神學家及一般學者遂漸有激烈之討論。
科學家大都承認演化之說 贊成達爾文學說之最熱心者當推斯賓塞、窩雷斯（Alfred Wallace）、赫胥黎（Huxley）及美國植物學家亞撒格雷（Asa Gray）等，若輩均能盡其力以辯護及解釋演化之學說。演化原理之足以破壞舊觀念雖較哥白尼（Copernicus）之「太陽系學說」尤為有力，然其受科學家——動物學家、植物學家、地質學家、生物學家等——之承認極其迅速。至今演化原理之確定幾與相對論及物理相同。
演化之說實足以增高人類之地位 反對演化原理者其人數之減少甚慢。最初無論新教或舊教之教士莫不痛罵達爾文，以為彼之學說與上帝之言相反，而且使人類之地位為之降落。然日久之後宗教中人漸與演化新說調和。蓋再加思索之後即知演化之說實足表明上帝用意及方法之佳妙，而且人類雖同屬於動物界，而人類仍不失為自古以來所有造物工作之最後目的也。
第三節
物質之新觀念
原子說 當動物學家植物學家及地質學家發揮演化學說之日，正化學家物理學家及天文學家研究物與力問題——熱也，光也，電也，太陽及恆星之歷史也，——之時。當十九世紀初年英國人道爾頓（Dalton）曾謂所有物質似皆由各質之「原子」（atom）化合而成為「分子」。例如一原子之炭素與二原子之酸素合而成氣，謂之炭酸。而且炭素與酸素之化合重量每系十二與三十二之比例，故吾人可以推定每一原子之炭素其重量為十二單位，而二原子之酸素其重量各為十六單位。此即原子說之根據，屢經研究家之發揮遂成今日化學之基礎。
現代化學家之重要 今日化學家能解剖最複雜之物質，而發見動植物體中之成分為何。甚至能將原子化合而成人造之動植物原質。酒精、靛青、茜草及香料等皆其著例。化學家能造靛青及有用之藥物；並改良而且增進鋼鐵之出產。自有柏塞麥方法以來世界之財富每年增加銀幣四千兆元之巨。化學家既知植物成分之需要，故能解剖土壤供給必要之化學藥品以培養植物。同時水之純潔與否亦能辨別明白。至今製造家礦業主人農業家莫不依賴化學家矣。
光之性質 當十九世紀時熱與光之性質方完全解釋明白。光與熱系由能媒中之極細波動而外傳。所謂能媒者必到處存在。蓋無此種中介則太陽與恆星之光線斷無達到吾人之理也。
電力之重要 電之為物在十八世紀時知者極少，至今竟占物質上最重要之地位。電似系一種原子間之愛力，足以聯合分子中之原子。所謂光似不過一種遊行於能媒中之電波動。將來所謂物質者或竟僅系電力亦未可知。三十年來電力之應用極廣，為科學上成功之最著者。
鐳之發見 當十七世紀時代化學家斷定彼煉丹者欲變更金屬之性質實不可能，因物之原質各有特性，如不與他質混合則永遠不變。二十年來化學上忽有能發速度極高之光體之發見，就中尤以鐳素為最著。物質不變之原理為之大受影響。此種元素為巴黎居禮（Curie）教授夫妻二人所發見，由瀝青鈾礦中提取之，唯極為困難。雖以瀝青鈾礦一噸僅可得不純粹之鐳一厘之七分五。而全世界之鐳現已共有一百厘之多。然因其性質之特異，足以證明原子竟能變性而成為不同之質。故所有物質或皆與生物同均逐漸演化而成者也。
原子中之巨力 鐳素之熱力於一小時中能將同等重之水，自冰點以達於沸點；然鐳素本身之消耗極微而且極慢。故據吾人之計算，則鐳素之失其半重幾需一千五百年之久。此種力之發表必不原於分子之破裂，而原於原子中之一種作用。世之樂觀者以為將來吾人必有利用原子之力以代今日化學作用之一日。唯至今化學家對於促進，阻止或駕馭鐳素一類原子中作用之方法尚未有所發見也。
第四節
生物學及醫學之進步
細胞之原理 近年來關於動植物上之發見其奇異不亞於物與電。約一八三八年德國之博物學家二人士來登（Schleiden）與司旺（Schwann）互較其觀察所得者，乃斷定所有生物皆由微體組織而成，此種微體謂之細胞。細胞為一種膠質之物。一八四六年植物學家摩爾（Mohl）稱之「原生質」（protoplasm）。所有生物皆原始於原生質，昔日簡單之有機體可由死物自然發生之說至是遂破。德國之名生理學家微耳周（Virchow）曾言曰：只有一細胞能產出一他細胞（Omnis cellula a cel lula）。故生物界之細胞頗似非生物界之分子。
近世生物學之重要 細胞原理為生物學研究之根據，極足以使吾人明了原卵發生及所有組織與機關發生之方法。細胞原理亦足以說明多種疾病及醫治之方法。奧士勒（Osler）曾謂知識樹上之葉竟能醫治國民之疾病，對於吾人之快樂及功能實最重要。人類身體及其組織之細密構造——無論有病與否——如各種機關之作用及其關係，消化同化循環及分泌之作用，血球之非常活動，神經腦筋——凡此種種無不經多人之研究。十九世紀以來實驗室與醫院之建設者日興月盛。故以吾人今日之知識觀之，則十八與十九兩世紀時醫生之端賴藥物治病者實較不醫尤惡也。
種痘 一七九六年英國人勤納（Edward Jenner）有試行種痘之舉，當日可怖之危病遂得一防止之方法。此種發明如能處處實行，則世界之上將不至再有天花之蹤跡。然世人之疏忽者及反對者至今尚不乏人，故天花一症至今未能掃除使盡。
麻醉藥之發明 勤納發明種痘方法之後五十年美國人窩棱（Warren）於一八四六年至一八四七年間在波士頓醫院中始用麻醉藥使病人失去知覺以便割治，所用之藥曰以脫（ether）。次年蘇格蘭愛丁堡（Edinburgh）地方始用悶藥水（chloroform）。當麻醉藥未發見以前病人之不懼刀割者為數極少，即為醫生者鑒於病人之痛苦，亦每無充足之時間及機會以便從容施其手術。至於今日則割治之時間可以延長至一小時以上，而病人之痛楚則並不因之增加。
防腐藥 自麻醉藥發明以後病人之痛楚雖除，醫生之施術雖易，然病人之因割治而死者仍復不一其人，蓋割治之後每有血毒丹毒或死肉諸症隨之也。凡割頭或胸或腹者其結果每有性命之憂。最後英國人力斯忒（Joseph Lister）發明救濟之方法。彼將所有施手術用之器械拂拭極潔，並用防腐藥，病人之因割治而死者數遂大減。唯當一八六〇年間彼之發明成功雖巨，然當時無人知其成功之理由。其時方有微菌學之發生，此種科學不但可以表明傷口傳染之原因，而且可以說明人類所受之惡病。假使無微菌學之發生，則治病與防病之方法必不完備，而所謂醫學亦將謬誤不全矣。
微菌之名 當一六七五年時曾有人用顯微鏡察出腐蝕牛乳獸肉及乾酪之微生物。百年之後維也納之普雷內士（Pleinez）乃宣言彼信凡疾病與動物質之腐爛均原於此種微生物。然再過百年至一八六三年法國人巴士特（Pasteur）方謂吾人之毒瘡曰癰者實原於棒形之微體，名之曰微菌（bacteria），微菌之名實始於此。
巴士特之研究 法國化學名家巴士特以發明醫治恐水病之方法著名，然彼之發見亦正不一而足。彼證明空氣中之微菌極其普通，並謂昔人之誤以為自然發生者實原於微菌。法國政府遣彼赴法國南部研究蠶之疾病，蓋其時蠶疫極盛，人民損失甚大也。彼乃於蠶身及蠶子上發見微菌，並提出救治之方法。彼對於發酵作用亦頗加研究，酒家之損失因之大減。
病之芽胞原理 柏林之科和（Koch）始發見產生肺病之結核菌，其他學者亦先後發見肺炎、白喉、顎鎖、 核炎等病之芽胞。
驅除微菌之運動 微菌既如此之微，如此之多，欲免除之似不可能；然就經驗上所得者觀之，則當醫生施割治之手術時，將一切器具加以消毒，即可防止微菌之侵入。腸熱症之原於不潔之水與牛乳，肺癆病之傳自患病者之乾燥涎唾，黃瘧與瘧疾之芽胞之傳自蚊蟲，——凡此種種發見均足以示吾人以預防之方法而減少疾病之流傳。而且除預防方法以外，救治方法亦復常有發明。巴士特發明凡動物曾受恐水病毒水之注射者即可免恐水病之發生。至今白喉及顎鎖二種惡病均有毒苗（antitoxin）之發見，唯肺癆及肺炎諸症則至今尚未有醫治之方法也。
白血球 俄羅斯人麥奇尼可夫（Metchnikoff）曾在巴黎研究科學發明白血球有戰殺微菌之功。今日科學家頗多專心研究增加白血球以防禦微菌之方法。故至今人類之敵皆一一發見而撲殺之，而防禦或衛生之方法亦時時有所發明焉。
注意自然科學之必要 吾人如欲驅除人類之疾病免除人類之苦痛有二必要之前提。第一，國家與富人急宜慷慨捐資以維持無數科學家之研究。第二，凡各級學校均宜多加注意於自然科學及其應用。英國名科學家某曾主張不但吾人應多設研究自然科學之機關，而且應組織政黨以科學上之訓練為選舉上之先決問題焉。
史學之將來 一九〇六年法國某報紙曾徵求近代法國名人表，其名字以功績大小為先後。其結果則巴士特居第一得數百萬票，而拿破崙反居第四。將來所謂英雄者或將為科學家而非君主與武士或政客。或者當二十世紀時方承認十八十九二世紀史中科學進步及其應用之重要。故吾人之歷史將來恐非重編不可。狄德羅之《百科全書》在歷史上之地位將在腓特烈大王戰爭之上，而來伊爾、達爾文、力斯忒、科和與居禮等之名將與梅特涅、喀富爾與俾斯麥並傳。
蓋文明之進步有賴於科學家及發見家者為多，而有賴於政治家者為少；蓋政治家所能管理者國家之命運而已，而科學家及發見家則予吾人以天然及生命之監督權也。近世國家之富強多來自科學家之實驗室。故將來之政治家不能不注意此種科學家之新供獻，正如昔日之政治家不能不注意新航路之發見及實業之革命也。
第五節
新史學
史材之應用 十九世紀以來各種學問之曾經變化者歷史一科即居其一。第一，史材之搜集遠較昔日為有條理。所謂史材即吾人對於過去所得之真確消息。如石刻、信札、法律、命令、公文書、重要人物之札記、日記、編年史、傳記、國會中之辯論、各種議決案等皆是。凡此種種皆系歷史之原料。吾人於利用此種材料以前，必先搜集而說明之方可。今日歐洲各國均有整理就緒之史材，異常豐富，極便研究。
歷史範圍之擴充 當十九世紀以前所謂歷史僅研究人類史之一小部分，約共二千五百年之過去而已。五十年來吾人方知紀元前古代東方諸國及埃及之人類及其事業。至今吾人方知紀元前四千年埃及人已有文字。故歷史之範圍因之較昔倍增。
未有紀載以前之人類 而且五十年來吾人對於未有紀載以前之人類頗有發見。吾人可根據古人所用之石器，再根據其圖畫，再根據其在瑞士湖濱之居室，以追溯人類之發明及其進步。
世界上何時始有人類，人類何時始有語言與發明，吾人已無法可以斷定。或有以為歐洲之有人類已達五十萬年。唯人類之脫離遊牧時代而從事於建築居室、紡織、陶業、耕種及豢養家畜等事，離今似不過一萬或一萬二千年而已。凡此種種均發見於人類能用金屬以前。故此期曰「新石器時代」。
現代史之重要 吾人對於古代史既大有擴充；同時吾人對於現代史之重要亦大有覺悟。蓋唯有現代史能使吾人判斷今日之問題也。二十年前之編輯歷史課本者每詳於上古而略於近世。今則不然。歐洲大戰發生以來吾人方知欲明了戰爭及其結果及現代人類諸問題，非先明了歐洲之狀況不可。故吾人居今日而編輯歷史課本，則上古史與中古史應僅占全書之半，而上古史應僅占上半卷之小半。近世史應占全書之半，而五十年來之歷史應占後半卷之半。
唯有歷史能使吾人明了現在之世界 吾人慾明白現在，必先明白過去。故研究歷史應特重近世。就個人而論，吾人之能明了吾人現在之生活者蓋皆自明了吾人一己之過去記憶經驗及所歷之境遇始。人類全體亦然。吾人慾明了現代人類之習慣及希望，不能不先明了人類之由來，人類之制度及人類之知智與欲望為何。所謂近世歐洲史無異二百年來之歐洲改革史。說明歐洲人如何固守中古之遺制及舊日之觀念以迄於十八世紀。此種遺制及觀念之如何廢止及變更以成現代之歐洲。即就現代而論，亦復來日方長，需要改革之處不一而足。蓋吾人之知識常有增加。知識增加，則吾人之狀況不能不隨與俱變。變更過去人類之生活者知識與發明也。變更將來人類之生活者亦知識與發明也。故改革家之事業日新月異，希望正復無窮。
舊史之缺點 舊日之歷史著作中每包有多數與現代生活無關之事實，故讀者之興味索然。吾人編輯課本篇幅有限，其不能遍述一切者勢也。著者之目的應僅述其最重要者，以明示人類之如何進步以迄於今。切不可因為過去有此一件事實，吾人遂不得不有此一段文字。
關於各時代及各偉人之紀載本甚豐富。吾人編輯課本時斷不能包羅萬有者也。故抉擇史材一事極為重要。所謂歷史實僅一種人類過去事實及狀況之記憶，為吾人明了現代問題所必需之常識而已。未讀歷史之人每多膚淺謬誤之見；曾讀歷史之人則每能根據過去之知識評判現代之問題而無誤。