这个特征。因此，殖民地时期的美利坚人在这些基础科学领域里并不出色：
他们的理想和希望反使他们夸大其辞和思想混乱。他们有时对于基本性的东
西简直麻木不仁，并且无视应用科学的理论成就和它在边缘领域的具体进展
之间的区别。他们经常否认或掩饰自己的局限性，把殖民地时代一些充其量
不过有爱迪生或福特那样的应用天才的美利坚人，赞誉为像牛顿和爱因斯但
那样的科学巨匠。他们的局限性，再清楚不过地表现在他们所大肆吹嘘的一
些人及其成就上。
“美洲还没有产生过一位伟大的诗人，一位能干的数学家，或在任何一
门艺术或科学中可被称为天才的人物。”法国学者阿贝·雷诺尔在 1774 年
重申的这种通常指责，使殖民地的人们大为恼火。当杰斐逊在《弗吉尼亚札
记》中加以反驳时，他是说出了许多美利坚人的看法。虽然杰斐逊承认美洲
文学尚缺精品一只是一句带过，说美洲还没有时间来造就自己的荷马或莎士
比亚；但他自豪地提出乔治·华盛顿是一位伟大的政治和军事领袖。不过，
真正使他恼怒的还是人们对美洲科学的指责。意味深长的是，他不是用美洲
在博物学方面的成就来反驳（杰斐逊本人和其他许多人在这方面已经有了一
些名声），而是援引了两个自然科学的例子。其实，在自然科学方面，他只
是一名初学者，但他认为，这方面的例子最能打动欧洲人。杰斐逊提醒欧洲
的毁谤者们：“在物理学方面，我们有一个富兰克林。我们这个时代，还没
有人作出过他那样多的重要发现，还没有人象他那样丰富了哲学，或对自然
现象作出如此聪颖独到的解释。我们认为，里顿豪斯先生比起任何活着的天
文学家都毫不逊色，而就天赋来说，他是当之无愧地应居第一，因为他靠自
学成才。”
然而，考察一下这两位被奉为楷模的人物和几乎可与之匹敌的其他一些
人的成就，我们就能发现殖民地时期的美利坚文化的局限性，就会开始认识
到美利坚人为他们自己的民主思想方式所付出的代价。
在十八世纪的欧洲，天文学和物理学的“新科学”当然是指牛顿的学说。
伏尔泰在十八世纪二十年代访问英国时注意到，虽然很少有人读过牛顿的
书，但人人言必称牛顿，并把所有其他英雄们的成就一古脑儿归功于他，就
像离言中的海格立斯那样。大多数谈论牛顿的英国人，甚至包括知识阶级人
士，他们所了解的知识无非来自科普书籍或公开讲演。如本杰明·马丁所作
《牛顿哲学的通俗解释——供缺乏数学知识、但愿了解此门科学的先生和女
士们使用》（1751 年出版）。这种现象，在美利坚人之中尤为突出。牛顿
的《原理》于 1687 年在英国首次出版（虽然其中的一些规律在这以前很久
就已被他发现），但到达殖民地的第一本该书看来是詹姆斯·洛根迟至 1708
年得到的那一本。就是以后，牛顿的书也极其少见：那鲁学院是从牛顿爵士
本人那里得到该书的第二版（1713 年），约翰·温思罗普有一册该书的第
三版（1726 年）。大多数在天文学和物理学方面有点名望的美利坚人，包
括富兰克林和里顿豪斯，看来都是通过第二手资料才了解到牛顿的著述的。
也许，美洲殖民地对牛顿学说的最重要贡献，不是理论上的深邃洞察，
而是使用一台三英尺半的望远镜所进行的实际观察（这台望远镜是小约翰·温
思罗普于 1672 年赠予哈佛学院的）。通过这台望远镜，托马斯·布拉特尔
观察了 1680 年的大彗星①，牛顿本人在《原则》一书中引用了这一成果，
并致谢意。
从布拉特尔逝世到整个十八世纪上半叶，美洲最有建树的天文学家无疑
是约翰，温思罗普第四（1714—1779 年）——马萨诸塞海湾第一任总督和
新英格兰几代学术领袖的后裔。温思罗普从来没有成为公众心目中的英雄，
所以杰斐逊并没有提到他。但是他学识渊博、精力过人，在牛顿理论体系的
研究方面，是人所公认的美洲所曾有过的最好学者。他 1759 年所作关于替
星和 1769 年所作关于金星凌日的两次学术讲演，显示了他阐明复杂和疑难
问题的非凡才能。他关于太阳黑子的笔记（1739 年）提出黑于和北极光有
联系，这一观点至少一世纪后才有其他天文学家予以发挥。他对地震原因所
作的合乎情理的论述，又表明他是一个细心和敏锐的观察者。但总的说来，
温思罗普的工作并没有明显的独创性。他堪称一位杰出的教师，但很少有自
己的独特见解。当他在 1738 年被任命为哈佛的数学和自然哲学霍利斯讲座
教授时，他已经把自己在博物学方面的观察成果连同植物、动物和矿物的标
本给了伦敦皇家学会的会员们。只是在获得哈佛的荣称后，他才集中精力于
数学和天文学。然百，他的研究仍然显露出侧重于博物学的特点。他的科学
著述仍然是描绘性的、片断的和地方性的。几乎毫无例外，它们都来自特殊
的、戏剧性的自然现象或灾难，如划破长空的闪电、大地的强烈震颤，彗星
和月食的出现一一这些都可在美洲大地观察到。
温思罗普没有写过划时代的论著，但他确实组织过一次划时代的考察。
金星凌比在他一生中两度出现，而在此之前的一百二十五年内没有出现过，
① 即哈雷彗星。——译者
在他之后的一百多年中也不会再现。牛顿体系只是相对地描述了行星间的距
离与行星和太阳间的距离，也就是说，它们是通过与地球和太阳间的假设距
离相比较而得出的。但是，从相距遥远的不同地点对金星凌日进行观察，将
能首次以英里为单位计算出地球与太阳之间的实际距离，从而也就能推算出
各行星与太阳之间的实际距离。这些结果不仅对天文学有用，对舰海、勘测
和绘制地因也有用处。温思罗普为此组织了一个哈佛考察队，开赴纽芬兰。
这是美洲第一支天文考察队和第一支由美洲一所学院主持的科学考察队。弗
兰西斯·伯纳德总督向马萨诸塞议会解释说：“这个现象（自从上帝创世以
来，人们只见过一次），将极有可能解决天文学中那些最终将对航海至关重
要的根本问题。为此目的，那些与航海利害攸关的国家都认为有必要派遣数
学家到世界各个部分进行观察。”他说服了马萨诸塞议会用它的小型护卫舰
将温思罗普和他的两名助手送往圣约翰，他们在那里的观察活动受到全世界
科学家们的密切关注。
虽然温思罗普是一个更为博学的天文学家，但殖民地时期的美洲天文学
备受赞扬的代表却是戴维·里顿豪斯（1732—1796 年）。许多美利坚人与
杰斐逊有同样的看法：里顿豪斯“比起任何活着的天文学家都毫不逊色”，
而在天赋方面举世无双，因为他靠自学成才。里顿豪斯几乎没有受过任何正
规教育。早先，他是个制作钟和其他仪器的工匠，而且一生的大半时间都靠
制钟为生。像富兰克林一样（他的同时代人也常将他和富兰克林相提并论），
里顿豪斯看来体现了美利坚人心目中的理想人物——多才多艺，无所不能。
作为美国革命时期处理棘手问题的能手，他是宾夕法尼亚安全委员会的工程
师，帮助建造了特拉华的海防工事，还设计了制造火炮和弹药的方法。他是
起草宾夕法尼亚第一部宪法的会议成员之一，又是这个州的第一任司库和联
邦造币局的首任局长。他通晓金属和数学方面的知识，帮助杰斐逊简化了这
个新建国家粗糙而复杂的货币制度。杰斐逊对他的科学才能给予极高的评价
——“里顿豪斯世界上只有一个”，以致对他从事政治活动不无遗憾，生怕
这位才华横溢的天文学家“因忙于国事管理而丢弃了牛顿式的伟业”。当时
的美洲殖民地的人们将里顿豪斯高高捧起，作为可与欧洲的科学泰斗们一争
高低的英雄之一，就像他们对富兰克林那样。富兰克林去世时，里顿豪斯接
任美国哲学学会主席；富兰克林还理所当然地将自己的望远镜遗赠给他。不
过几年，里顿豪斯去世，人们将他当作民族英雄来悼念。美国人没有意识到，
他们把里顿豪斯当作美国最伟大的天文学家来颂扬，实际上恰恰是突出了殖
民地科学的狭隘和贫乏。
里顿豪斯被称作美国最伟大的天文学家，自有其特殊的理由，那就是他
是当时最主要的勘测家。在早已开发的欧洲，勘测小村镇或农庄的边界，只
需有算术知识再加一星半点的几何知识就能应付裕如，但美洲所提供的却是
一整块需要从头测定的大陆。茫茫荒野中一片片广阔无垠的土地，单靠一块
巨石或一个熟悉的树桩是难以划定地界的，因此必须运用天文学上的经度和
纬度来丈量。里顿豪斯最为不朽的成就，就在于具有美洲特色的这一方面的
工作。对他说来，天文学是勘测者手中的工具。从 1764 年接受六英镑的报
酬协助梅森和狄克逊绘制宾夕法尼亚、马里兰和特拉华的边界开始，到 V87
年参与标定争议已久的纽约和马萨诸塞的界线为止，里顿豪斯绘制了最早的
十三个殖民地中半数以上的边界。
然而，即使是如此大规模的勘测工作也全然比不上牛顿数学想象力的驰
骋。里顿豪斯确实也作过一些小规模的、即使并不非常成功的研究太阳系空
间的努力，1769 年的金星凌日，给了他一个在欧洲人心目中树立美洲科学
发展形象的大好时机。这是一个比温思罗普组织纽芬兰考察队观察 1761 年
金星凌日更为诱人的机会。1761 年，最有价值的观察，不能 在有人定居的
区域内进行，百 1769 年的金星凌日，只要天气许可，在美洲各殖民地均可
望看到。安排观察点，提供观察器具，协调观察结果，这些正是美洲科学家
们看来能应付的挑战。
整个殖民地上下，人们对此表现出广泛的兴趣，即便有时对情况并不十
分了解。温思罗普亲自为此写了条理清晰、明白易懂的小册子，向公众解释
观察的重要意义、如何制作观看需用的烟熏玻璃片，以及怎样记录金星凌日
的关键时刻和持续的时间。在马萨诸塞，温思罗普将坐镇坎布里奇天文台进
行主要的观察。在费城，由费城学院的威廉·史密斯牧师为首组织观察活动，
而戴维·里顿豪斯则执掌着科学舞台的中心。宾夕法尼亚立法机构专门拨款
一百英镑购置一台望远镜，另外用一百英镑在议会广场建筑晾望台，周围地
区也设立了几个观察点。在整个东海岸，各城市都作了观察准备，业余天文
爱好者们则在各自偏远的农场准备了自制的观察仪器。“科学”计测范围如
此之广，而依靠的设备则如此简陋，恐怕是空前绝后的。
当人们盼望已久的时刻一 1769 年 6 月 3 日到来时，中部各殖民地的天
空平静清澈，然而热烈和紧张的气氛本身却造成了意外的困难。为了通过新
设置的诺里顿瞭望台上的望远镜观察金星凌日最高潮的瞬间，里顿豪斯仰面
朝天，由助手们托着头部。但是，劳累超过了他的承受限度：当金星在零点
触及太阳时——这是几个月精心计划所针对的目标，是里顿豪斯不断调整他
那专门设计的时钟来严阵以待的时刻——里顿豪斯竟昏厥过去。等他醒来
时，良机已失，他所能做的只是粗略估计一下消逝的时间而已。
收集和整理来自各观察点的资料的主要责任落在里顿豪斯肩上。他和威
廉·史密斯牧师合作，作出了美洲方面利用观察结果计算太阳视差的主要努
力。这是一项极其重要的工作，因为凌日的具体时刻使欧洲大部分地区都无
法看到这个现象。众多的观察者们送来的数据五花八门，粗糙的程度甚至使
任何平均值都毫无科学价值。尽管如此，史密斯和里顿豪斯算出的最后数据，
后来证明竟然与目前人所公认的地球和太阳之间的距离相去不远。这一数据
的正确性与其说是来自先进的科学，不如说是由于运气好，但美洲和里顿豪
斯的名声仍为此而大振。史密斯声称，美洲的这次观察“为我们乡邦增光，
本来，有人愿出二十倍的观察费用就会轻易将这千荣誉买去的！”
不管将里顿豪斯列入世界伟大的天文学家的行列有多么夸大，杰斐逊的
下述论断却是中肯的：“作为一位艺术家，他所显示的机械方面的天才是世
界上最杰出的。他当然没有造出一个世界，但通过模仿，他比从创世到目前
为止的任何人都更接近造物主。”在殖民地的人民中，使里顿豪斯名声大噪
的主要东西，是他那帮助公众了解天文知识的巧夺天工的新奇装置，一个当
时叫“太阳系仪”的太阳系活动模型。这台装置并不是同类装置的发端，甚
至在美洲也算不上是第一台，但它大概是到那时为止所制作的最为巧妙和精
确的天文模型。由于里顿豪斯没有受过正规教育，又远离欧洲的学术中心，
他的成就就更显得难能可贵。虽然里顿豪斯明显地给人以“谦谦君子”的印
象，他却敢于（用他自己的话说）“冒昧地声明，他没有仿照任何现有的太
阳系仪或相似仪器的整体结构，甚至连任何关键部件的配置也绝未照搬。他
没有参照书本中的任何数据，哪怕是设计一个齿轮，而是苦心孤诣，独自运
算：事实上，他从未遇见过任何能为他所用的足够精确的数字”。如果说，
美利坚人没有能够丰富太阳系运动理论的话，他们至少有能力造出就当时而
言的最佳的太阳系活动模型。
“我将使我的太阳系仪真正有用，”里顿豪斯在 1767 年 1 月 28 日、即
他刚开始酝酿这一计划时写道，“让它能确切地告诉我们任何特定时刻的天
文现象；我认为现有的太阳系仪都无法做到这一点。”不出几个月，他就向
费城的美洲哲学学会通报了一些详情细节，它们和最后制成的太阳系仪居然
相差无几。一个精美的立橱构成了框架，中央是一块大平板，两侧各有一块
较小的平板。中央平板装在四英尺见方的垂直黄铜薄板上，它的中心是一个
镀金铜球，代表太阳，周围环绕着其他黄铜或象牙小球，分别代表行星。它
们在椭圆的轨道上转动，“运动时快时慢，尽可能依照各区域均衡活动情况
的真实规律。”两块长四英尺、宽二英尺的小面板中，有一块显示了“木星
及其卫星的各种景象——食、凌日、轨道交角，还有土星的各种景象，包括
它的光环和卫星”。另一小块板显示“月球的各种现象，尤其是月食发生的
精确时间、遮蔽程度和延续时间，还有由月球介于地球和太阳之间而引起的
日食的各种情况，其设计之精巧竟能显示日食会发生在地球的哪一个特定区
域。”
当人们转动手柄使仪器运行时，行星便徐徐转动前进。三个圆盘精确地
指明何时、何日、何年行星会出现在这些位置——可显示未来或过去五千年
的情况。壮观的天象，如金星凌日和日月之食都可以未卜先知。
更令人叹�