对亚里士多德的挑战，对科学方法的最早表述
现在使用的逻辑……弊大于利。
——弗朗西斯·培根（Francis Bacon），
《新工具》（Novum organum，1620年）
哥白尼的构想已存在一个世纪之久，却仍旧没有带来什么变化。他的理论始终被排挤在主流思想之外。从亚里士多德物理学的角度来看，他的理论是不合理的；如果地球围绕太阳转，为什么生活在地球表面的人感受不到地球穿过空气而运动呢？对此，哥白尼没能成功地给出解释。
《天体运行论》出版30年后，丹麦天文学家第谷·布拉赫（Tycho Brahe）提出了一种可能的解决方法。第谷·布拉赫是哥白尼体系的支持者。（“这一创新理论巧妙而完全地规避了托勒密天体系统的赘余与不协调。”他写道。）日心说体系声称，地球“庞大懒惰的身体实在不适合运动”，但快速移动起来“就像那些缥缈的（星星）”。那要是地球与太阳、月亮一起保持静止，恒星围绕着地球旋转——而其他五颗行星在围绕太阳旋转会怎么样呢？1
第谷作为一颗新恒星的第一发现人而闻名，他给它命名为“新星”（nova stella）——这一术语在现代人仍旧沿用，即“超新星”（supernova）。他精巧的组合体系既解决了物理问题，又解释了天体的运动。但是跟哥白尼一样，第谷提供不出任何证据。没有证据，第谷和哥白尼的体系都无法比托勒密的解释更令人信服。
于是乎，至此仍然没有理由去重新思考托勒密理论，也没有理由去挑战亚里士多德的权威。
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1603年，出生于伦敦的弗朗西斯·培根已经43岁了。他是一位训练有素的律师兼业余哲学家，婚姻幸福，拥有政治抱负，但一直债务缠身。
他曾在王室任职，忠诚地为英格兰女王伊丽莎白一世（Elizabeth I）效力，但没有得到足够的认可。伊丽莎白一世69岁时去世，将王位传给了她的表侄孙——苏格兰国王詹姆士六世（James VI），他同时也是英国国王詹姆士一世（James I）。
弗朗西斯·培根希望新任国王能使他的境遇有所改善，但当时，他对英国皇室根本就没有什么特别作用。他不得不耐心等待，其间他着手进行已在心中酝酿多年的哲学研究——对人类知识的研究，他称其为《论学术的进展》（Of the Proficience and Advancement of Learning）、《神与人》（Divine and Human）。
如他对待大多数工作一样，培根对这一研究也怀有不可思议的野心。他决心将所有知识进行恰当归类，并找到一切可能对理解造成的阻碍。第一部分批判了他所谓的学习的三种“不良情绪”，其中包括“徒劳的想象”，比如对占星术和炼金术这种根本没有现实基础的事物的追求；第二部分把所有知识分为三个分支，并建议自然哲学应该占据首要位置。科学，即理解宇宙的工程，是人类可以进行的最重大的事业。对历史（“所有发生过的事情”）和诗（富于想象力的写作）的研究必然应该排在第二和第三位。2
但培根当时并没有对这些观点充分展开阐述。《论学术的进展》开篇就是对詹姆士一世的溢美之词。（“我已被震撼——是的，并被折服——使我极度惊叹的是您的美德和天赋……您出众的能力、超强的记忆力、快速的理解力、犀利的判断力，以及您演讲的水平和缜密的逻辑……自基督诞生以来，还从没有哪位国王或现世君主能如此博学，能对一切文学和学问都掌握得炉火纯青，不管是神还是人都没能做到。”）这一番奉承不久就有了回报。1607年，培根被任命为首席检察官，他已渴望这一职位多年，随后10年左右，他把精力投入到了自己的政治职责中去。
1618年他又晋升为英格兰的大陆官，那时他才重新开始自己的自然哲学研究。既然他已爬到了政治土丘的顶峰，他宣称意欲撰写一部视野更广的作品——一个全新的、完整的哲学体系，该体系会塑造人类的思想，引领他们走向全新的真理。他给这部巨著命名为“伟大的复兴”（Great Instauration）：伟大的成就，一种全新的思考方式，这本书一共包括六部分。
第一部分概述了现存的“古代知识”，重申了《论学术的进展》的观点。第二部分于1620年出版，这是相对独立的一部分，提出了标新立异的观点。该部分对亚里士多德的方法提出全面挑战，是一个全新的“更好地利用了理性的学说”3 。
亚里士多德思想极大地依赖于演绎推理——对古代逻辑学家和哲学家而言，演绎推理是通向真理的最高尚、最好的道路。演绎推理就是从一般性的陈述（前提）出发，得出具体结论的过程。
大前提：一切重物质都向宇宙中心坠落
小前提：地球就是由重物质组成的
小前提：地球并没有坠落
结论：地球一定已经处于宇宙的中心了
但是培根认为演绎推理是一条死路，它歪曲了证据。“人们一开始就根据自己的意愿决定了问题，”他反对道，“然后依靠经验，迫使她遵从他的赞成（表达同意），就这样左右她，使她就好像游街的囚犯一样。”他辩驳道，认真的思考者一定要遵从另一种推理的思路，即从具体的证据出发获得一般性结论；从个别的证据出发，通过归纳，获得一个更普遍的论断。4
这种新的思考方式——归纳推理——包含三个步骤。培根解释道：
真正的方法是，首先点燃蜡烛，借烛光看清道路；在对经验进行组织和吸收之后开始，经验仍混乱或不稳定时绝不开始，从中推导出公理，然后依据已确认的公理开始新的实验。
换句话说，自然哲学家必须对与世界如何运作有个想法：“点燃蜡烛。”然后，他要以物质现实以及“有组织的经验”来检验这一想法——既要对周遭的世界进行观察，又要精心设计实验。只有这样，才能达到最后一步，就是“推导出公理”，得到一个可称为真理的理论。5
假说、实验、结论：培根描绘出了科学方法的轮廓。
当然，它还没有发展成熟。但是培根《伟大的复兴》第二部分明显是对亚里士多德学派文献中的演绎思想的一个挑战。培根甚至为它命名为Novum organum （《新工具》），这是根据亚里士多德的逻辑学文献《工具论》（Organon）而命名的。在《新工具》的封面上，培根放了一艘船——他全新的归纳法——凯旋，途经“赫拉克勒斯之柱”（the Pillars of Hercules，亦译赫勒斯滂海峡），这个神话中的石柱代表了大力神赫拉克勒斯去往“极西”时所到达的最远的地方。古代大多数作者都认为该石柱位于直布罗陀海峡（Strait of Gibraltar）的岬角，该石柱就代表了古代世界的最外缘，也就是古代知识的极限。6
《新工具》出版仅一年后，弗朗西斯·培根就被政敌控告受贿。尽管他抗议说他拥有“干净的双手和内心”，他还是无法推翻指控。他因此被免职，并处罚款，被暂时监禁在伦敦塔内；尽管詹姆士一世最终豁免了他的罚金并赦免了他，这一丑闻迅速地传播开来。五年后他死于肺炎，留下了未竟的《伟大的复兴》。7
但是，《新工具》一书继续影响着17世纪的科学研究。1662年，国王查尔斯二世（Charles II）将皇家特许证授予伦敦皇家学会（Royal Society of London），因其发展了自然知识，该学会聚集了一批自然哲学家，他们推崇科学的实验方法；他们都是《新工具》的门徒，都信奉培根的方法。诗人亚伯拉罕·考利（Abraham Cowley）是一位狂热的业余科学家，他为皇家学会题献书信；信中满是对弗朗西斯·培根的赞扬，培根用“真正的理性”推翻了古代权威：
权威，一个体系如此自吹，
尽管它不过是厚重的气，偷偷接近，
就像古代巨人的更巨大的鬼魂，
来恐吓那些博学的人。
博学的人拥有真理之光的魔法，
他可将（鬼魂）驱逐出我们的视线，
受罪的活人不会被（鬼魂的阴影）领入歧途，
鬼魂的阴影只是徒劳无功。
图8.1 培根的《新工具》封面
实验方法最终使得人们可以直接观察自然，而不是与逻辑较劲：
从言语，这思想的图景，
尽管我们的思想来自言语并执拗地
影响事物，内心的客观，它带给人的……
生命的那一部分，
一定不能是抄袭了他人的……
不，他眼前一定要有的
自然的活生生的面庞；
真正的客观必定要指挥
他眼睛中的每个判断，他双手的每个行为。8
这几行诗有意模仿了卢克莱修对伊壁鸠鲁的赞赏。正如伊壁鸠鲁用他的原子论打破了迷信的束缚，培根用他的实验方法打破了亚里士多德的束缚。
“培根的杰出，”麦克维伊·内皮尔（Macvey Napier）在1818年的经典演讲中说，“在于他第一个清晰充分地指出，在具体问题中，正确论证所需要（遵循的）规则和保证。”最终，（我们得到了）一种方法，这一方法使得自然哲学家可以“用两眼来看”（正如哥白尼所要求的那样），并且在观察的基础上得出结论。9
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弗朗西斯·培根
《新工具》
（1620年）
第一卷以希波克拉底《格言集》开始，用简短的陈述说明了培根对当时自然科学所使用的方法的反对；第二卷则阐述了他的另一种想法。
19世纪的译本出自詹姆斯·斯佩丁（James Spedding）和罗伯特·埃利斯（Robert Ellis）之手，至今仍是被重印最多的版本。该译本有许多版本的免费电子书，比如：
The Philosophical Works of Francis Bacon, trans.and ed.James Spedding and Robert Ellis, vol.4, Longman (e-book, 1861, no ISBN).
《弗朗西斯·培根的哲学著作》，翻译、主编詹姆斯·斯佩丁和罗伯特·埃利斯，第四卷，朗文出版公司（电子书，1861年，无ISBN）。
较新的译本还包含了导言、大纲和注解，即：
Francis Bacon, The New Organon, ed.Lisa Jardine and Michael Silverthorn, Cambridge University Press (paperback and e-book, 2000, ISBN 978- 0521564830).
弗朗西斯·培根，《新工具论》，主编丽萨·雅迪娜和迈克尔·西尔弗索恩，剑桥大学出版社（平装，电子书，2000年，ISBN 978- 0521564830）。
注释非常有用，但是这一译本虽然出自现代人之手，表述却并不总是更为清晰。例如，书的第一卷中，斯佩丁和埃利斯对希波克拉底《格言集》第十二卷的翻译是：
现在使用的逻辑与其说是在帮助我们追求真理，还不如说是在巩固错误，那些源于人们的常识的错误。所以，它弊大于利。
比较一下雅迪娜和西尔弗索恩的翻译：
当前的逻辑法有利于建立和巩固错误（那些错误以常识为基础），而不利于追求真理；所以它根本就没用，并且是绝对有害的。