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我曾测量天空的高度，而今丈量大地的影深。精神归于天国，身影没于尘土。
——开普勒
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16世纪是世界历史的伟大转折期。人文主义、文艺复兴和宗教改革的三大潮流汇流在一起，取代了当时统治欧洲的中世纪思想，使上帝、世界和人的关系在这一时期发生了全面的变化，并进而奠定了近代科学的基础。这个时期虽然是一个伟大发明、发现和新科学概念兴起的世纪，但同时也是魔法师、炼金术师和占星术师的时代，这些人对当时世界政治的影响远远超过任何一个科学家。此外，尽管宗教、科学和政治有着紧密的联系，但这些领域的发展非但不是并行不悖的，而且常常互相冲突。结果，宗教改革引起了政治上的天翻地覆，而与此同时，新旧两个基督教派之间的冲突也给整个欧洲投下了浓重的阴影。
就是在这样的历史背景下，人类艰难地摆脱了中世纪的愚昧，逐渐睁开了双目，迎来了第一次科学革命——天文学革命。16世纪末到17世纪初，在天文学和物理学领域发生了激烈的论战，一种新兴的天文学体系在争吵中被建立。从科学哲学的角度，这一天文学体系代表了一种新的科学范式，那就是观测自然——得到数据——数据分析——得到信息——形成知识。在此后400多年的历程里，出现了许多杰出才俊，他们利用这一科学范式取得了许多辉煌的成就，为人类的逐步现代化奠定了基调。在这段时期，数据分析发挥了巨大的作用，可以说，历史上天文学和后来科学的发展总是与数据分析纠缠在一起的。
图 1-1 开普勒
今天当我们谈论到促使人类分析数据和追求科学的动机时，最好的例子莫过于开普勒了。开普勒的独特之处在于，他是一个过渡人物，处在一个科学发生巨大变化的时代，这时科学正在摆脱束缚着它的教条，从神学和哲学式研究转变为对客观世界的理性分析，认为客观世界是超越人类意识的永恒宇宙（当然今天的科学认识是人类意识与永恒宇宙有着千丝万缕的联系），为日后牛顿乃至爱因斯坦的发现铺平了道路。这一时期的科学带有浓重的神学色彩，充满了巧合神谕和异想天开，而开普勒正是这个时期的杰出人物典范。开普勒的灵感来源于对宇宙的神秘的信仰，尽管这种神秘主义与数学的混合距近代科学的思维方式甚远，但它却是近代科学包括数据科学诞生必不可少的因素。