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西方科学精神的发展，既呈现科学精神的要素生成和结构形成的时代性，也呈现科学精神的要素扬弃和结构变革的历史性。它是一个辩证运动的文化历史过程。
在希腊古典时期，希腊人有着广泛的民族交往和特殊的自由民主氛围。正是在这种文化背景中，泛希腊地区发展出自然哲学-宇宙论、宇宙论-物理学、数理-几何证明、辩证法和修辞-逻辑等理性模式，最终诞生了集大成者亚里士多德的哲学和自然知识体系。继之而来的希腊化时期，由于广泛的实用工具发明和技术实践，既促进技术领域数学理性的成长，也促成自然研究向观察-实验视界的靠拢，从而产生了阿基米德这位理性精神与实验-实证精神相结合的古代科学精神典型。
在中世纪早期，西方基督教世界在自然智慧方面几近一贫如洗，只是在理性方面基督教神学部分地继承了古希腊的理性精神遗产。到中世纪中期，由于希腊遗产的大量传入和与之相伴而生的大学兴起，自然哲学成为建制化学科;希腊怀疑和批判精神的复兴，导致一些教士和大学学者将自然世界观与圣经世界观分离开来。在中世纪中晚期，由于技艺经验的累积、炼金术士实验实践的孕育和数学理性的复苏，实验精神终于缓慢生发出来，形单影只地出现罗吉尔·培根这位将数理理性与实验精神紧密结合的近代科学的中世纪先驱。中世纪清教主义的发展也塑造了学者淡泊功利、诉诸理性和学术自由的伦理精神。
文艺复兴时期是数学地位提升和实验活动兴起的重要时期。随着实用数学的复兴、艺术家-工程师的工程技术实践和自然魔法师的观察-实验技术实践，以及与之相伴而来的观察-实验工具的发明和使用，在智力领域形成注重实践和实验的实验主义倾向。一波又一波的地理大发现，不但促进传统博物学领域的蓬勃发展，也拓展了西方人的视界，使得他们征服自然的信心迅速膨胀起来。
近代科学的诞生首先是一场观念变革。哥白尼革命将人类放逐到宇宙的边缘。伽利略革命则彻底打破自然知识领域传统的自然哲学模式，创造并示范了新的科学实验传统、以追究事物之量的数学关系为目标的研究纲领，以及将实验与数学相结合的科学方法。随着弗兰西斯·培根式经验主义的兴起和笛卡尔式近代理性主义变革，近代科学方法论逐渐成型。在自然科学家和科学活动家的努力下，科学共同体不断发展壮大，从而引发近代科学革命，同时也将自然科学打造成现实的文化存在类型。这一文化类型向西方世界展示了知识追求的新范式——牛顿示范的数学理性主义与实验主义相融合的科学方法，展示了科学精神气质的新境界——近代科学家群体所践行的、包含制度化设计和伦理规范的理性主义与实证主义相结合的近代科学精神。
近代科学革命在很大程度上也是启蒙运动的诱因。在这场张扬理性主义的运动中，近代科学精神不断地得到锤炼、完善和强化。以百科全书派为突出代表，这场运动也传播、普及和弘扬了近代科学精神。新型学院、现代大学的兴起和传统大学的学科体系变革，根本上实现了自然科学在学科建制上的制度化，随之而来的是科学家的职业化，以及科学研究活动在自立、自主和自由等方面的加强和深化。从18世纪末开始，在实验手段发明和科学理论创新的交互作用下，西方科学的发展步伐呈现出明显的加快趋势，形成了相对完备的自然科学体系。新的科学理念、科学方法和科学制度，导致了化学和生物学领域的科学革命。伴随这一进程的是科学精神的不断进化和丰富。
随着近代物理学理论体系的扩展，经典力学范式的自然观、科学观和方法论事实上已经成为物理科学乃至整个自然科学发展的羁绊。在19和20世纪之交，以批判学派为代表的哲人科学家敏锐地看到科学新理论与旧体系之间不相容的本质，进行了全面而深刻的历史反思和哲学批判，引领了现代自然观、科学观、方法论乃至科学精神的新趋向。从批判学派到爱因斯坦，他们以哲学批判思维，以科学的人文主义和人文的科学主义新旨趣，以及人性新境界，展示了现代哲人科学家新形象;他们的哲学思想和科学实践，全面展现了现代科学精神“实在弱化，主体凸现;理性主导，经验趋淡;理论暂定，真理相对;科学价值，难以分开;科学自律，平权对外”的新气象。120世纪也是一个科学伦理问题异常凸显的世纪。科学如何自律，人们如何为科学辩护，已成为刻不容缓的现实难题。
在希腊古典时期，希腊人有着广泛的民族交往和特殊的自由民主氛围。正是在这种文化背景中，泛希腊地区发展出自然哲学-宇宙论、宇宙论-物理学、数理-几何证明、辩证法和修辞-逻辑等理性模式，最终诞生了集大成者亚里士多德的哲学和自然知识体系。继之而来的希腊化时期，由于广泛的实用工具发明和技术实践，既促进技术领域数学理性的成长，也促成自然研究向观察-实验视界的靠拢，从而产生了阿基米德这位理性精神与实验-实证精神相结合的古代科学精神典型。
在中世纪早期，西方基督教世界在自然智慧方面几近一贫如洗，只是在理性方面基督教神学部分地继承了古希腊的理性精神遗产。到中世纪中期，由于希腊遗产的大量传入和与之相伴而生的大学兴起，自然哲学成为建制化学科;希腊怀疑和批判精神的复兴，导致一些教士和大学学者将自然世界观与圣经世界观分离开来。在中世纪中晚期，由于技艺经验的累积、炼金术士实验实践的孕育和数学理性的复苏，实验精神终于缓慢生发出来，形单影只地出现罗吉尔·培根这位将数理理性与实验精神紧密结合的近代科学的中世纪先驱。中世纪清教主义的发展也塑造了学者淡泊功利、诉诸理性和学术自由的伦理精神。
文艺复兴时期是数学地位提升和实验活动兴起的重要时期。随着实用数学的复兴、艺术家-工程师的工程技术实践和自然魔法师的观察-实验技术实践，以及与之相伴而来的观察-实验工具的发明和使用，在智力领域形成注重实践和实验的实验主义倾向。一波又一波的地理大发现，不但促进传统博物学领域的蓬勃发展，也拓展了西方人的视界，使得他们征服自然的信心迅速膨胀起来。
近代科学的诞生首先是一场观念变革。哥白尼革命将人类放逐到宇宙的边缘。伽利略革命则彻底打破自然知识领域传统的自然哲学模式，创造并示范了新的科学实验传统、以追究事物之量的数学关系为目标的研究纲领，以及将实验与数学相结合的科学方法。随着弗兰西斯·培根式经验主义的兴起和笛卡尔式近代理性主义变革，近代科学方法论逐渐成型。在自然科学家和科学活动家的努力下，科学共同体不断发展壮大，从而引发近代科学革命，同时也将自然科学打造成现实的文化存在类型。这一文化类型向西方世界展示了知识追求的新范式——牛顿示范的数学理性主义与实验主义相融合的科学方法，展示了科学精神气质的新境界——近代科学家群体所践行的、包含制度化设计和伦理规范的理性主义与实证主义相结合的近代科学精神。
近代科学革命在很大程度上也是启蒙运动的诱因。在这场张扬理性主义的运动中，近代科学精神不断地得到锤炼、完善和强化。以百科全书派为突出代表，这场运动也传播、普及和弘扬了近代科学精神。新型学院、现代大学的兴起和传统大学的学科体系变革，根本上实现了自然科学在学科建制上的制度化，随之而来的是科学家的职业化，以及科学研究活动在自立、自主和自由等方面的加强和深化。从18世纪末开始，在实验手段发明和科学理论创新的交互作用下，西方科学的发展步伐呈现出明显的加快趋势，形成了相对完备的自然科学体系。新的科学理念、科学方法和科学制度，导致了化学和生物学领域的科学革命。伴随这一进程的是科学精神的不断进化和丰富。
随着近代物理学理论体系的扩展，经典力学范式的自然观、科学观和方法论事实上已经成为物理科学乃至整个自然科学发展的羁绊。在19和20世纪之交，以批判学派为代表的哲人科学家敏锐地看到科学新理论与旧体系之间不相容的本质，进行了全面而深刻的历史反思和哲学批判，引领了现代自然观、科学观、方法论乃至科学精神的新趋向。从批判学派到爱因斯坦，他们以哲学批判思维，以科学的人文主义和人文的科学主义新旨趣，以及人性新境界，展示了现代哲人科学家新形象;他们的哲学思想和科学实践，全面展现了现代科学精神“实在弱化，主体凸现;理性主导，经验趋淡;理论暂定，真理相对;科学价值，难以分开;科学自律，平权对外”的新气象。120世纪也是一个科学伦理问题异常凸显的世纪。科学如何自律，人们如何为科学辩护，已成为刻不容缓的现实难题。