1939年
科学的兴趣中心除了受科学的内在发展力量所决定外，还受社会力量的决定。因此为了更全面理解科学家们专注于某一研究领域而不是其他领域的原因，我们必须考察那些科学之外的影响因素。为了探索科学与社会之间的这种相互关联，我们将主要以17世纪的英格兰为例，说明军事需求促进科学的某一个分支发展的方式。 [99]
在17世纪时，英格兰的战争和革命频繁不断。此外，在这一时期，火器（步枪和大炮）首次超过佩剑而成为主要的武器，而剑和长矛作为武器几乎完全消失了（作为例外是1680年左右它们被用于活动刺刀）。最为突出的是重炮的使用，正因是在这一方面发生的重大变化提出了新的技术问题。自从14世纪早期以来，大炮或“纵火罐”已被用于战争，但是直到三个世纪之后，它们才在军事技术中发挥重要作用。
列奥纳多·达·芬奇是第一位把军事工艺与科学知识相结合的人，明显的例子就是他发明的多角城堡、气动大炮、后膛炮、来复枪和左轮手枪。其他科学家也都涉及过这些问题。尼科罗·塔尔泰格里亚在他的《新科学》（Nuova Scienza，1537）中，涉及了射击的理论与实践。格奥尔格·哈特曼发明了一种口径测量仪，为枪炮的生产提供了一种标准，并改进了射击的经验定律。伽利略在其《关于两种世界体系的对话》（Dialoghi）中提出，（忽略空气阻力时）弹道的轨迹是一条抛物线；而托里拆利本人研究了大量的弹道的轨迹、射程和火力范围问题。莱布尼茨的遗著表明，他大量涉及了诸如“军事医学”、“军事数学”和“军事力学”等军事方面的问题。他还制造过一种“新式气压枪”，奥托·冯·居里克和丹尼斯·帕潘也曾做过这类工作。艾萨克·牛顿在其《原理》（第2编，第1—4节）中，尝试计算了空气阻力对弹道轨迹的影响。约翰内斯·伯努利也曾研究过爆炸气体的膨胀问题，他指出了牛顿的错误，结果牛顿在其《原理》第二版中删去了这一错误（第2编，命题37）。欧拉又发展了抛物线最接近于弹道的实际轨迹的理论；莫佩尔蒂（Maupertuis）更仔细地研究了这一课题。
但是这一切只是表明，杰出的科学家有时直接地或许细心地关注到了军事技术问题。为了弄清楚这些实用需要对某些“纯”科学领域的研究的促进，有必要对另外一类例子做仔细的研究。
17世纪火炮的发展所提出的技术和科学问题就是这类例子。内弹道学是关于火药燃烧转化成气体的形式、温度和体积的研究，也是关于这些气体膨胀对枪炮、炮架和枪、炮弹所作功的研究。必须运用有关一定重量的火药所产生的气体赋予枪、炮弹速度的公式，以及对枪炮和炮架所产生的反作用的公式，来决定火药重量与枪、炮弹重量、炮膛长度、反冲速度等方面的正确关系。
不仅像盖·吕萨克、谢夫勒尔（Chevreul）、格雷姆（Graham）、皮奥伯特（Piobert）、卡瓦利（Cavalli）、梅耶夫斯基（Mayevski）、奥托、诺伊曼、诺贝尔和阿贝尔这些19世纪的科学家关注到了这类问题，而且在他们之前也有许多研究者关心过此类问题。内弹道学最为基本的一个重要问题是气体的压力与体积的关系。波义耳于1662年提出了任何气体的体积都与气压成反比变化，大约14年之后，马略特独立地证明了这一命题。显然，波义耳已认识到了他的发明与内弹道学之间的关系，因为他曾向皇家学会提议“应分析当火药燃烧时真正膨胀的是什么”。 [100] 列文虎克也对这同一个问题作了详细研究，尽管他居住在荷兰，但是通过他递交给皇家学会的375篇论文，可以认为他融入了“英国科学”的主流中，他是该学会的一名会员。他发表在《哲学学报》上的关于内弹道学的实验，引起了人们极大的兴趣，帕潘就曾在皇家学会成员面前重复过他的实验。
在皇家学会早期的一次会议上，波义耳和对弹道学特别感兴趣的布龙克尔勋爵二人就提议做大气压力和气体膨胀的实验。其中提议做的实验之一是关于火药的点燃与燃烧——这是几个世纪之后诺贝尔和阿贝尔的关于内弹道学的著名研究报告中的一个基本问题，他们的报告分别于1874和1879年在皇家学会上宣读。
在皇家学会更早的一次会议上“布龙克尔子爵被要求报告有关枪的后坐力实验，并希望在下次会上演示”。 [101] 皇家学会的其他成员也以极大的兴趣重复过这些实验。
外弹道学讨论的是枪、炮弹离开枪炮后的运动：它探讨运动轨迹以及枪、炮弹速度与空气阻力之间的关系。18和19世纪在外弹道学方面最著名的实验，是罗宾斯（Robins）、赫顿（Hutton）、迪迪翁（Didion）、泊松、赫利（Helie）、巴什福斯（Bashforth）、梅耶夫斯基和西阿奇（Siacci）做的一些实验，但这些实验又主要是基于前一时期的科学工作。
众所周知，伽利略在他的《关于两种新科学的对话》（Dicsorsi）一书中讨论到了弹道的轨迹问题，他还提到了他得到了佛罗伦萨兵工厂的支持。此外，如休厄尔所指出的，弹道学在实际的军事方面的应用无疑有助于确立伽利略观点的正确性。
对外弹道学的早期探索而言，自由落体的研究是必不可少的，胡克在他的“钢”子弹的下落实验中继续了这一研究。他通过一些实验试图确定空气对抛射体的阻力。他认为，这种阻力可以“从大树的顶上水平地射击”来测定。胡克还制造了一种器械，可以“根据重量来测定火药的力量”，此实验引起了人们广泛的兴趣，因而在皇家学会后来的两次会议上又重复了这一实验。
克里斯托弗·雷恩曾关注“进攻与防御工具”的发明，他以及沃利斯和惠更斯首次正确地描述了物体的直接碰撞运动规律。这一规律与第一、二运动定律一起，共同构成了近似说明弹道轨迹的基础。 [102] 牛顿的弟子罗杰·科茨编辑了《原理》的第二版，他在其《和谐的测量》（Harmonia Mensuarum）同样研究了抛射体的运动。
运动轨迹问题也吸引着哈雷，他证明了牛顿在《原理》中的分析适用于对弹道轨迹的研究。哈雷甚至指出他关于枪、炮弹的近似轨道的数学与力学公式体系具有经济以及技术效益，他说他的“法则可能对所有炮手和枪手都很有用处，他们不仅可以用最小量的炸药把他们的炮弹投到预定目标，而且他们也可以更有把握地射击”。 [103]
罗伯特·莫里爵士曾向皇家学会介绍“鲁珀特亲王的火药”，说“其威力远远超过英国最好的火药”，他也介绍了由此亲王所发明的新枪。莫里还提议进行了一系列枪械实验，其结果都刊登在了《哲学学报》上。这些实验旨在确定火药重量、枪的口径与射击距离之间的关系。沙维里的（Savilian）天文学教授约翰·格里夫斯（John Greaves）也曾做过类似的实验。
显然，当代的科学家对与军事直接相关的问题和研究有兴趣，但是，或许不够突出，而更重要的是，许多致力于“纯科学”的研究者也关注此类问题。例如自由落体研究，自从伽利略在物理学的研究中确立了其突出地位以来，要确定枪、炮弹的轨迹和速度，此项研究是必不可少的。“为了用测量落体时间的仪器去测量子弹的速度” [104] ，皇家学会进行了一个实验，在此之后，这些问题之间的关系逐渐明晰了。
为了断定军事技术把科学家的注意力吸引到某些问题的大致程度，我计算了由皇家学会所做的研究及实验的数量，这些研究和实验都直接和间接地与军事需要有关。把在17世纪后期四年的时间里皇家学会所记录的实验列成表，并按它们相关的领域加以分类，就可以做出大致的比较。学会所记录的每一项实验或研究（见于伯奇的《伦敦皇家学会史》）可记作一个“单位”，按它们最接近的领域来划分。于是军事技术领域的划分有如下形式：
军事技术
A. 直接相关的研究：
1. 枪、炮弹的轨迹和速度研究。(www.xing528.com)
2. 投射过程与武器的改进。
3. 枪管长度与子弹尺寸之间的关系研究。
4. 枪炮的后坐力研究。
5. 火药试验。
B. 间接相关的研究：
1. 气体的压缩与膨胀：枪炮中气体体积与压力的关系。
2. 金属的强度、耐久性和弹性：枪炮的弹性强度。
3. 自由落体以及其加速运动与自由下落运动的关系：确定弹道的轨迹。
4. 物体通过有阻力的介质的运动：当受空气阻力影响时弹道的近似轨迹。
1661年，皇家学会开展了191项不同的科学研究。其中，有18项（15项直接相关，3项间接相关）或9.4%的研究是与军事技术有关。1662年，在203个研究项目中，与军事技术有关的有23个（4个直接相关，19个间接相关），占11.3%；1686年，在241个项目中，与军事技术有关的有32个（22个直接相关，10个间接相关），占13.3%；1687年，在171个项目中，与军事技术有关的有14个（8个直接相关，6个间接相关），占8.2%。因此，在17世纪的英格兰这一最著名的研究团体所进行的研究中，平均大约有10%的项目涉及军事技术方面。故可以设想，这种科学之外的关注使科学研究的焦点集中到了一组特定的科学问题。
当时的军事需要与科学发展之间的关系主要有两类。第一类是当代的科学家有意识地、专门从事这方面的研究，以直接解决军事技术问题。这就是所谓直接的关系。第二类关系不甚明确，因为它所关注的科学问题，尽管既是军事需求所应用到的，也是所重视的，但对科学家来说似乎是纯科学问题。这就是所谓间接的或派生的关系。对气体的膨胀、火药的燃烧以及燃烧物所产生的压力、物质的耐久性和阻力等问题的关注，在个别的例子中可能并没有意识到与军事技术的直接关联，纵然这类研究的最初动因可能是来自军事的需要。这些派生出的问题可作为纯科学上的问题而纳入科学研究之中。这就是说，最初的问题一旦明确之后，科学研究常常极大地独立于社会力量而自主发展，这样，多数研究可能只是以极小的程度与军事或经济发展相关联。所以科学形成了一种自主的研究体系，它关注于严格的科学问题，而不是功利性问题。正是由于这些发展（它们可能构成了科学的主体部分）产生于相对自主的科学研究，才使得它们看起来与社会力量只有很少的关联，甚至毫无关联。
[1] 本章原以《科学与军事技术》（“Science and Military Technique”）为题，发表在《科学月刊》第41卷第6期（1935年12月），第542—545页。
[2] 请比较一下B. 黑森的《处在十字路口的科学》，第151—212页。
[3] 参见托马斯·伯奇4卷本的《伦敦皇家学会史》（The History of the Royal Society of London，1756）第1卷，第455页。
[4] 参见托马斯·伯奇4卷本的《伦敦皇家学会史》（The History of the Royal Society of London，1756）第1卷，第8页。
[5] 参见《原理》，“运动定律例证”。
[6] 《哲学学报》16（1686年），第3—20页。
[7] 托马斯·伯奇：《伦敦皇家学会史》，第1卷第461、474页随处可见。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
