總體來看，從古至今，科學的各學科發展經歷了兩次大的飛躍：

第一次是在十六、十七世紀之間，以牛頓在1687年7月5日發表的不朽著作《自然哲學的數學原理》為標誌。在此之前，科學的發展主要依靠經驗總結和個人感悟，每位科學家都把自己的個人主觀思想融入其中，科學中感性成分更多一些，在充分展現哲學思辨的同時，也導致科學與神學的界限非常模糊。

牛頓最偉大的貢獻，就是用數學方法闡明瞭宇宙中最基本的法則——萬有引力定律和三大運動定律，把科學的根基牢牢地奠定在嚴謹的數學推導和公式歸納上，使得科學與神學界限分明。正如詩人亞歷山大？波普為牛頓寫的這段墓誌銘：

自然與自然的定律，

都隱藏在黑暗之中；

上帝說：“讓牛頓來吧！”

於是，一切變為光明。

以數學的進入和廣泛應用、定量的開展和觀察記錄的流行、實驗和假說的廣泛發展為標誌，科學領域的各學科迅速擺脫愚昧的迷霧，進入了理性的實驗分析階段。藉助這股東風，科學家們在學術研究領域內馳騁縱橫、開疆擴土，取得了一系列豐碩的成果。

到了十九世紀，物理、化學、天文、地理等各主要學科的研究方法和基礎理論已經告竣，初步實現了科學化。這時候，研究人員信心滿滿地展望未來：將來的工作，就是修修補補的零碎活兒啦！同時代的學生後輩，則如聽聞父親腓力二世在外攻城略地的亞歷山大，心裡充滿蛋疼般的憂鬱：既然前輩們已經快要征服了世界，那我將來還能做些什麼？

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