谨以此书
献给
我近半个世纪的朋友和同事
亨利·格拉克
献给
我的良师益友
恩斯特·迈尔
献给
我从事科学革命研究的朋友和研究生
鲁伯特·霍尔和玛丽·霍尔
以及保罗·罗西
这部《科学中的革命》，对四个世纪以来的革命这一概念进行了历史探讨和分析研究。这么复杂的一个课题，由于所涉及的事件、人物以及思想等等如此之广，因而似乎需要从不同的角度进行大量的研究。首先要做的就是，分析一下从一种富有革命性的思想的萌动开始到相当多的科学家们接受并运用一门新科学为止这一过程中，科学革命发展的各个阶段。对于科学中的某一组特定的事件是否构成一场革命这类问题的判断，肯定是因人而异的。而我，则为是否发生了科学革命，提出了一组判断标准——一组以历史证据为依据的标准。我所说的那些阶段和标准（本书的第2章和第3章分别对它们进行了概述），构成了本书的分析框架。
本人运用这一框架，批判地考察了现代科学存在以来的四个世纪中所发生的一些重大的科学革命。导论部分所论述的是，这四个世纪各个时期的政治革命或社会革命，以及当时革命留给人们的普遍印象，因为我发现，在科学语境范围内，“革命”这个词的出现，总是既反映了一些有关政治革命和社会革命的流行理论，又反映了人们对实际当中业已发生的革命的某些认识。所以，我对这里所讨论的每一场科学革命的思考，都是以社会革命和政治革命作为背景知识的。
我们必须把历史上人们对革命的看法与历史学家对革命的看法区别开。前一部分所包含的是，人们在革命时期以及随之而来的各个时期中的观点，这一部分都是一些客观的历史事实和资料；而后一部分所包含的则是，人们目前的一些主观的看法。当然，对于本书所讨论的每一场革命，我也作过一番主观的、史学家式的评价。不过，我在每一个例子中也都强调了历史证据的重要性。几乎在每一个事例中，这两方面都是融合在一起的；那些通过了历史证据检验的革命，在今天的历史学家（和科学家们）的眼中，仍会被看成是革命。不过，通过历史证据与历史学家所作判断的比较，也揭示出了一些令人迷惑的异常现象。
尤其应当指出的是，对历史证据的研究表明，科学革命这一概念，像革命这一概念本身一样，并不是、也没有成为固定不变的东西。例如，本书所提供的文献资料就证明了：在科学进步是以渐进增长的方式为主还是一系列革命的结果这一问题上，科学家们和史学家们的观点是木断变化的。除了对科学革命总的看法方面有变动外，人们在判断某些特定的事件是否具有革命性这方面的观点，也是不断变化的。哥白尼革命就是一个很恰当的例子。那种认为随着1543年《天体运行论》的出版天文学出现了一场革命的看法，只不过是18世纪天文学家们幻想的产物而已；这种看法曾流行一时，以致于哥白尼革命一度成了科学革命的范式。然而，史学家们对历史证据的批判性考察证明，那根本不是什么哥白尼革命，它充其量可以被称之为是一场伽利略和开普勒革命。
时过境迁，甚至对于一些伟大的政治革命的意义及其重要性，人们的认识也会发生根本性的转变。在《人权论》（1791）中，托马斯·潘恩解释了美国独立战争和法国大革命怎样把一种新的革命性思考引入了政治科学之中。潘恩之所以闻名于世，主要是因为他在美国独立战争期间所写的那些小册子，他最著名的著作有：《常识》以及《危机》等等，他的《人权论》则是作为对埃德蒙伯克的《法国革命感想录》（1790）的答复而写的。从美国和法国的一些事件中，人们对于革命有了新的认识。潘恩对这种新的观点的解释就是一个典型的例子，它说明，政治概念的产生不仅与理论有关，而且与现实当中发生的事件有关：
以往号称的革命，只不过是更换几个人，或稍稍改变一下局部状况。这些革命的起落是理所当然的，其成败存亡对革命产生地以外的地区并不能发生什么影响。可是，由于美国和法国的革命，我们看到现在世界上事物的自然秩序焕然一新，一系列原则就像真理和人类的存在一样普遍，并将道德同政治上的完美以及国家的繁荣结合在一起。然而，到了1853年，亦即以上论述过了不足半个世纪，朱塞佩·马志尼就不再把法国大革命看作是进步的政治活动的楷模了。他写道（19O7,251）：“法国的进步是依赖其自身的力量把自己从18世纪和旧的革命中解放出来的。”他论证说，法国大革命“不应当被看作是一个行将实施的计划，而应当被看作是一个活动的总结：它不应当被看作是一个新时代的开端，而应当被看作是一个即将灭亡的时代必经的垂死阶段。”到了19世纪甚至到了对世纪，革命的目的就是去完成法国大革命未竟的事业，关于这一点，可以在马克思、恩格斯以及许许多多20世纪的革命理论家的著作中十分清楚地看到。
英国政治的历史给人们提供了两个明确的例子，它们说明，某些事件曾被当成是革命，而随着时间的推移，这种情况又被改变过来了。换句话说，科学中的革命并非总是一种表现为革命的不断变革。对于18世纪的历史学家和政治理论家来说，1688年的光荣革命－是政治革命的典范，然而到了今天，它似乎已经不那么具有革命性了。美国独立战争，亦即现在通常所谓的革命战争或独立战争，也是如此。与此相反的是，17世纪中叶的英国革命一般根本不被看作是一场革命，而且，这种状况一直延续了200年。不过，在19世纪和20世纪的一些评论家们看来，英国的这场革命不是一场像光荣革命那样的政治革命，而是一场夭折了的社会革命。从17世纪末以及18世纪有关革命的文献中，从法国大革命到马克思时代这半个世纪左右的文献中，从马克思时代到列宁时代的文献中，从1917年俄国革命以后的几十年中以及本世纪SO年代。60年代、70年代到80年代的有关文献中，人们也许可以看到，对于革命由什么构成这一问题的认识，也是因时代不同而相去甚远的。这些变化，在有关科学革命的讨论中也有所反映，这一点并不奇怪。
从历史的角度对（无论是科学的还是政治的）“革命”这个词的起源及其相继而来的词义的讨论，看起来也许是抽象的、且毫无党派偏见的，然而，一个简单的例子就将表明，情况并非总是如此。在其《穆斯林的革命概念》（1972，37—38）这篇论文中，伯纳德·刘易斯讨论了古阿拉伯语中“众多表示造反或起义的词”的来源，其中也包括“thawra”这个词。他写道：“在古阿拉伯语中，th-w-r这个词根的意思是，站起来（例如一头骆驼那样），或者，受到鼓动或激励从而…奋起反抗。”随后，刘易斯解释说，这个词“常常被人们用于建立一个小的、独立的主权国家这类语境之中”，而且这个词的名词形式，“例如在……‘一直到这股兴奋的劲头消失了为止’这句短句中，首先意味着兴奋的状况”——刘易斯说，这是“一个非常恰当的介绍。”爱德华·塞德在回答刘易斯时（197，315）问道：“除非显然是为了让现代语名誉扫地，否则，为什么要给现代阿拉伯语的革命一词在词源上找一个表示骆驼站起来这种情景的词根呢？”塞德断言，“刘易斯的推论”，其目的显然是要“贬低当代对革命的评价，把革命贬低成只不过像骆驼自己从地上站起来那样，没有什么伟大（或美妙）可言。”如果我们想象一个相反的情况，即东方学者也许会由于西欧或美国的革命概念本身是从某个（如复归或潮涨潮落等贿关周而复始的观念中发展出来的，因而十分轻蔑地批评这个概念，那么，我们或许就能理解塞德的批评所具有的说服力了。实际上，按照塞德的理解，刘易斯的词源学观点带有他称之为“东方学”的思想风尚的色彩，这种思潮是“一种对东方进行控制、重组和行使霸权的西方时尚。”塞德认为，刘易斯对词源的讨论，反映了他的政治立场和社会立场，他的这种立场致使他把“thawra这个词与骆驼的站起，更普遍地，与兴奋”联系在一起，而不是与“为生活的理想而斗争”联系在一起。在载有刘易斯此文的那部书的编者前言中，情况显然也是如此。编者说，“在中东，为独立而进行的斗争和激进的活动，即comp d'etat，起义和造反”，与西方人所理解的革命一词并不相符（瓦里基沃第斯，1972，11）。编者提出的理由是，“西方人认为有权反抗腐败政权，而这种观念是与伊斯兰教的思想相抵触的。”
我最初开始写这本书，是为了对（16世纪和17世纪）科学的革命、对作为科学进步模式的科学革命这两个概念的起源和相继产生的用法加以探索。我发现，许多历史学家，甚至包括一些科学史家在内，都以为这两个概念是在我们这个时代产生的，那些使用这些概念的科学史家们搞错了年代，试图把过去的事件强行纳入20世纪的模式中。在研究中，我从过去四个世纪的每个世纪中都发掘出了讨论科学革命的例子，而且它们涉及的至少是19世纪初以前的科学革命，我在此时的惊讶读者或许不难想象。由于历史学家对这方面的资料并不完全了解，科学家、哲学家和社会学家亦是如此，所以，在本书中，按年代顺序对这些概念用法的记载占了很大的篇幅。
我在《思想史杂志》（1976，37：257－288）上发表的一篇文章中曾经介绍过我最初的一些发现，我原打算把这篇论文扩展成一部小型专著。不过，正如托马斯·曼（在为其约瑟夫丛书所写的序言中）以及其他许多学者所说的那样，“Fata sua habent libelli”（“书有书之命”）。堆积如山的证据资料，促使我完成了这部批当庞大的著作。即使如此，我的发现也并没有全部用上；我可以把这部书写得更长些，长到现在的三至四倍。仅有关第一次世界大战和俄国革命以来的革命问题，就足以成为一部专著的主题。不得已，我只举出了一些精心筛选过的实例，在我看来，它们有些是现行观点的典型，有些则具有特殊的意义。
本书是一项具有双重目的的庞大的研究计划的一部分。在一定程度上，我所关心的是探讨和阐明从事某一学科事业的人运用另一学科的观念（概念、方法、理论、工具等）进行工作的创造性过程。我在另一部著作《牛顿革命》（1980）中，曾对这种研究给予了高度重视。我在那部书中强调指出，“观念转变”的学说是革命过程的一个关键的组成部分。不过，在本书中，我对转变这个概念的使用作了限制，以避免使读者首先对有关科学革命的长篇分析和科学革命的编年史感到兴味索然。至于对科学革命中概念转变的进一步分析，我把它放在后面的研究中。我的研究的第二个目的，就是要解释并分析自然科学、精密科学与社会科学和行为科学之间的相互作用。本书把历史研究与分析研究融为一体。我的目的并不仅仅在于，用一些特殊的事例去鉴定和研究某一学科的一种观念被另一学科采用时所发生的那种一般的转变过程；除此之外，我还打算分析一下社会科学的“科学”基础，并且要考察社会科学界是怎样运用科学来证实科学发现在公共政策问题中的适用性的。尽管人们一般以为，思想的流通往往都是从自然科学和精密科学走向社会科学和行为科学，但是在许多很有意义的事例中，却也存在着方向相反的流通情况。这本论述革命的书之所以涉及这个论题，是因为“革命（revolution）”这个概念和名词源于科学（天文学和几何学）“，转而又进入了论述政治变化和社会变化的领域，从而经历了一场很有意义的初始变化。正如本书的文献资料所表明的那样，革命这个变化着的概念，反过来又从社会科学及有关政治理论和政治活动的各种文献中返回到对科学变化的讨论之中。正因为如此，本书要对一个有关这两个研究界之间关系的领域进行探讨。
本书通篇所论述的，就是政治革命（或社会革命）这一概念与科学革命这一概念之间的相互作用，当然我也充分地意识到，应该对这个课题进行更为全面的探讨。早在17世纪，甚至在现代的非循环意义的革命概念得到普及之前，许多作者就寻求用政治类比来解释科学的进展。当然也存在着相反的论题，即科学和科学革命有可能对政治革命产生影响，这个论题我曾提到过，但未加以探讨。众所周知，马克思、尤其是恩格斯，把他们的革命运动看作是“科学的”。“科学社会主义”、“科学共产主义”这些术语，经常在马克思主义的（特别是苏联的）文献中出现，不过，据我所知，对于“科学的”这个词的此种用法在多大程度上依赖于国内科学界通常理解的“科学”这一概念的用法，尚无严格的估价。
虽然科学革命概念的变化这一论题贯串本书始终，而且它也的确就是本书的主线，但许多读者还是会发现，那些各具特色的革命案例史是饶有趣味的。本书的大部分都是由这些案例史组成的，它们描述了一些标志着现代科学发展的伟大革命，其中的一些具体事例展示了我所发现的革命的几个不同阶段，它们还为一系列独特的事件是否就是革命提供了证据。此外，这些案例史还说明了，政治革命的想象和流行的革命理论曾经怎样制约了（并且还在制约着）人们对科学革命的认识。法国大革命前和大革命后世人对革命的看法，就是一个明显的例子。另一个例子是，那些确认并且记述过一场从板块构造和大陆漂移等新思想中产生的地球科学革命的科学家们，曾经受到库恩著作的影响。
在大部分案例史中，我喜欢复述那些引起或参与革命的科学家们以及那些没有参加革命的旁观者们对革命的表述，但没有在每一个事件中明确地解释某个人心里所想的可能是什么。这里的问题有两个方面。首先，我们并不确切地知道某一特定的科学家心里所想的可能是什么；其次，（在本书的大量例子中）许多科学家对某一具体的科学革命或一般意义上的科学革命都有过非常明确的阐述，但却未必提出过一项有关革命乃至科学变革的大概模式的严密而完整的理论。这样一种作法，例如，把阿尔伯特·爱因斯坦1905年和1906年对科学领域中的革命的评论，与著名的1905年俄国未能成功的革命中的事件以及那些想彻底改革俄国社会的理想主义的希望联系起来，是很有吸引力的；同样具有吸引力的是，他否认相对论理论范围中的革命的那些论述，也可以用来说明其对1917年俄国革命时的暴力行为、对第二次世界大战后不久德国流产的革命、包括柏林街头的战斗等一系列暴力行为所持的反对态度。必须应予考虑的是，爱因斯坦反对报纸给他涂上过多的革命色彩；这种作法无疑促使他赞同这样一种观点，即他的工作是进化性的而不是革命性的。在评价爱因斯坦的科学革命观时，有一点要切记在心：爱因斯坦对革命和进化的全部论述，都是在一些孤零零的只言片语中出现的，而且，它们往往都是对别人论述所作的答复；我不知道他关于科学发展过程有过什么完整的论文、信件甚或十分成熟的详尽的短论，关于科学革命的论述就更不用说了。在过去三个世纪中表述过自己对具体的科学革命或一般意义上的科学革命的看法的其他科学家们，大概也是如此。所以，我在每个实例中为读者提供的，都是现今对革命的表述。不过，读者不难认识到，在涉及某一特定的科学理论时，硬要求某个人或某几个人对革命的每一陈述都与“革命”这个词的含意相一致是没有道理的。
最后要说的是，我常常以一种也许过于自信的方式谈到我的那些发现。我知道，在许多情况下，我都应在叙述中加上“就我所知”或“就目前我的研究所表明的”这类短语。是否还有比我所发现的更早的例子呢？我决不想妄称，我的研究是详尽无遗的，这种课题是不会有这样的结果的。但愿那些获得了进一步信息的读者们也能通知我，以便我在本书以后的版本中加以更正。
读者们会很自然地希望知道，这本书与T．S．库恩的《科学革命的结构》以及其他一些著作有着怎样的关系。许多读者都会意识到，在使科学家和科学史家的思维发生转变、使他们转而相信（或使他们重视）革命是科学变革中的一种规律这一观点方面，库恩的著作有着极为重要的影响。所以，在我这本科学革命的概念史中，库恩的著作可算是一项重要的历史事件。库恩分析中的一个主要论点就是，所有种类的科学变革，包括革命在内，并非像恩斯特·马赫以及其他一些人所设想的那样是观点竞争的结果，而是由接受或信仰这些观点的科学家们造成的。这个论题，是我根据对发展的四个阶段的分析提出的；我发现，这四个发展阶段是所有科学革命共有的性质。最后，我同意库恩这一总的看法，即革命就是一组科学信念的转换——用库恩原来的术语讲，就是“范式”的转换；库恩原是在此种语境中使用这个术语的，但我觉得不幸的是，他这个词用得很模糊，而且是在数种完全不同的意义上使用的，所以，他后来放弃了这个词。
不过，我在本书中并不打算讨论库恩归之于“科学革命的结构”的一些特定的性质。例如，我不打算探讨科学中的革命必然是由危机促成的这一命题，因为我发现，这个命题的例外太多以至难以成立。对于他别的体系的细节亦是如此。我也不打算探究库恩改变“范式”、“范例”、“专业基质”等词之间的差别这个问题。有据可查的实际情况是非常有趣的，虽然库恩的体系已经成了科学史家们讨论、批评或赞同的重要话题，但是科学史学家们（包括库恩本人在内），却不打算在其现行的著作中利用库恩的框架。因而，库恩对哲学家和科学社会学家（以及迥然不同的领域中的学者如政治理论家们）的影响，似乎比对科学家和当今的科学史家的影响更为强烈。不过必须指出，对于史学家来讲，近年来地球学中的革命却是个例外。［请参阅莱因戈尔德（1980）对库恩体系、对科学史家们所承认的历史的一流的分析性介绍，他的介绍虽有不敬之处，但并无恶意。］
库恩一而再、再而三地谈及小型的革命和大型的革命。所谓大型的革命是指那些一般在科学论文中被承认是革命的事件，例如，那些与哥白尼、牛顿、拉瓦锡、达尔文以及爱因斯坦等人联系在一起的事件。而库恩所谓小型的革命，可能也包括诸如二十几位科学家用一个新的范例取代一个已被接受的范例这类情况。在公开的讨论和公开发表的论著中，库恩强调了这些小型革命的普遍本质。不过在我的著作中，我愿把精力集中在那些规模较大或更为显著的革命上。我这样做的理由之一是，我所阐述的确定革命何时发生的客观方法，恰好适用于科学中那些与政治革命极为相似的革命。
读者也许会察觉到，我既非哲学家，也非科学社会学家。作为一个史学家，我的目的是进行一种批判性、分析性的历史研究，而不是去争论库恩体系或其他科学哲学家体系或科学社会学家体系的是非功过。简而言之，我的目的虽然与库恩的目的有所不同，但肯定会有交叉。本书决非是另一部讨论库恩之“结构”的著作；相反，本书是从一种新的、严格的史学观点来考察科学革命这一课题的尝试。
我在前面引用了托马斯·曼和其他人说过的一句拉丁文名言，以表明这一众所周知的现象：书有书之命，书籍的产生是由研究和写作内在的逻辑决定的。正值本书付梓之际，我意外地发现了对这种现象来说更为全面、更为确切的这样一句话，它出自特伦西努斯·莫鲁斯的《论贺拉斯作品多变的音节和格律》（第1286行）： Pro captu lectoris habent sua fata libelli．”它的意思是说，有谁能否认书的未来取决于读者对它们的承认呢？我希望，本书能使读者得到一定的满足，当然也欢迎大家的批评指正，以便促进进一步的研究和思考。如果这个富有魁力的有关革命的课题能够引起学者们的注意，那么本书潜在的目的也就完全达到了。
I．伯纳德·科恩
致谢
这些年来，本人受惠于许多同行、朋友和学生，如詹姆斯·阿德勒、彼得·巴克。洛兰.J.达斯顿、乔伊·哈维、迈克尔·海德尔伯格、约瑟夫·杜本、斯蒂尔曼·德雷克、亨利·格拉克、皮埃尔·雅各布、杰勒德侨兰德、罗伯特·普罗克特、巴巴拉·里夫斯、琼·理查兹、雪莉·罗以及弗兰克·萨罗韦，他们有的使我注意到了过去四个世纪中一些讨论科学革命的事例，有的为我解答了一些疑难问题，承蒙以上学者鼎力相助，特此深表谢意。本书曾经不少好友和学术界同行审阅斧正，其中有：杰德·Z．布赫瓦尔德、彼得·加里森、欧文·金格里奇、约翰·海尔布伦、杰拉尔德·霍尔顿、厄体技·马文、阿瑟·米勒以及诺埃尔·斯韦德罗，他们审阅的部分从一章到数章不等。此外，约瑟夫·杜本、理查德·克雷默和罗伊·波特这三位学者在本书最后定稿前通读了全文，他们的批评意见使我获益匪浅。
朱莉娅.布登兹和安妮·米勒·惠特曼均为我多年的挚友。在撰写本书过程中，我不断得到朱莉惭布登兹的大力支持，她参与了我各个部分的研究工作，直至本书完稿。若无她的帮助，要完成这部综合性的长篇著作恐怕难以想象。而安妮·米勒·惠特曼则像以前一样，其才智和洞见再次使我大受神益。本书是在我失去了夫人弗兰西斯·戴维斯爱的支持和颇具创造性的评论后完成的第一部著作，在此情况下，她们二人的贡献就更显得有意义。在研究初期，克里斯蒂·I．麦克拉奇斯曾做过我的研究助手。我非常感谢黛安·Q．韦布、德博拉·库恩和克里斯丁·彼得森这三位学生，他们协助我核对了正文并配齐了参考文献。著作目录最后的收集整理和核对工作由伯莎·亚当森和D．L．巴坎完成。萨拉·特蕾西为本书编制了索引。
特别需要一提的是哈佛大学出版社的董事阿瑟·罗森塔尔，当我情绪低落需要重振精神之际，他向我伸出了援助之手，他的这份情谊令我永世难忘。苏珊华莱土是位具有难得的鉴赏力和洞察力的编辑，在本书写作的各个时期，华莱士的重要意见对完善本书起到了相当的作用。
最后，我衷心地感谢斯宾塞基金会在此项研究的初级阶段给予我的支持，本书的写作正是以此支持为基础的。在过去数年中，对我在科学中的革命这一课题的研究工作以及包括这一课题在内更大的项目的研究工作的主要支持，来自艾尔弗雷德·E．斯隆基金会；很难想象还会有哪个基金会能够比它更体谅自己所资助的人。
献给
我近半个世纪的朋友和同事
亨利·格拉克
献给
我的良师益友
恩斯特·迈尔
献给
我从事科学革命研究的朋友和研究生
鲁伯特·霍尔和玛丽·霍尔
以及保罗·罗西
这部《科学中的革命》，对四个世纪以来的革命这一概念进行了历史探讨和分析研究。这么复杂的一个课题，由于所涉及的事件、人物以及思想等等如此之广，因而似乎需要从不同的角度进行大量的研究。首先要做的就是，分析一下从一种富有革命性的思想的萌动开始到相当多的科学家们接受并运用一门新科学为止这一过程中，科学革命发展的各个阶段。对于科学中的某一组特定的事件是否构成一场革命这类问题的判断，肯定是因人而异的。而我，则为是否发生了科学革命，提出了一组判断标准——一组以历史证据为依据的标准。我所说的那些阶段和标准（本书的第2章和第3章分别对它们进行了概述），构成了本书的分析框架。
本人运用这一框架，批判地考察了现代科学存在以来的四个世纪中所发生的一些重大的科学革命。导论部分所论述的是，这四个世纪各个时期的政治革命或社会革命，以及当时革命留给人们的普遍印象，因为我发现，在科学语境范围内，“革命”这个词的出现，总是既反映了一些有关政治革命和社会革命的流行理论，又反映了人们对实际当中业已发生的革命的某些认识。所以，我对这里所讨论的每一场科学革命的思考，都是以社会革命和政治革命作为背景知识的。
我们必须把历史上人们对革命的看法与历史学家对革命的看法区别开。前一部分所包含的是，人们在革命时期以及随之而来的各个时期中的观点，这一部分都是一些客观的历史事实和资料；而后一部分所包含的则是，人们目前的一些主观的看法。当然，对于本书所讨论的每一场革命，我也作过一番主观的、史学家式的评价。不过，我在每一个例子中也都强调了历史证据的重要性。几乎在每一个事例中，这两方面都是融合在一起的；那些通过了历史证据检验的革命，在今天的历史学家（和科学家们）的眼中，仍会被看成是革命。不过，通过历史证据与历史学家所作判断的比较，也揭示出了一些令人迷惑的异常现象。
尤其应当指出的是，对历史证据的研究表明，科学革命这一概念，像革命这一概念本身一样，并不是、也没有成为固定不变的东西。例如，本书所提供的文献资料就证明了：在科学进步是以渐进增长的方式为主还是一系列革命的结果这一问题上，科学家们和史学家们的观点是木断变化的。除了对科学革命总的看法方面有变动外，人们在判断某些特定的事件是否具有革命性这方面的观点，也是不断变化的。哥白尼革命就是一个很恰当的例子。那种认为随着1543年《天体运行论》的出版天文学出现了一场革命的看法，只不过是18世纪天文学家们幻想的产物而已；这种看法曾流行一时，以致于哥白尼革命一度成了科学革命的范式。然而，史学家们对历史证据的批判性考察证明，那根本不是什么哥白尼革命，它充其量可以被称之为是一场伽利略和开普勒革命。
时过境迁，甚至对于一些伟大的政治革命的意义及其重要性，人们的认识也会发生根本性的转变。在《人权论》（1791）中，托马斯·潘恩解释了美国独立战争和法国大革命怎样把一种新的革命性思考引入了政治科学之中。潘恩之所以闻名于世，主要是因为他在美国独立战争期间所写的那些小册子，他最著名的著作有：《常识》以及《危机》等等，他的《人权论》则是作为对埃德蒙伯克的《法国革命感想录》（1790）的答复而写的。从美国和法国的一些事件中，人们对于革命有了新的认识。潘恩对这种新的观点的解释就是一个典型的例子，它说明，政治概念的产生不仅与理论有关，而且与现实当中发生的事件有关：
以往号称的革命，只不过是更换几个人，或稍稍改变一下局部状况。这些革命的起落是理所当然的，其成败存亡对革命产生地以外的地区并不能发生什么影响。可是，由于美国和法国的革命，我们看到现在世界上事物的自然秩序焕然一新，一系列原则就像真理和人类的存在一样普遍，并将道德同政治上的完美以及国家的繁荣结合在一起。然而，到了1853年，亦即以上论述过了不足半个世纪，朱塞佩·马志尼就不再把法国大革命看作是进步的政治活动的楷模了。他写道（19O7,251）：“法国的进步是依赖其自身的力量把自己从18世纪和旧的革命中解放出来的。”他论证说，法国大革命“不应当被看作是一个行将实施的计划，而应当被看作是一个活动的总结：它不应当被看作是一个新时代的开端，而应当被看作是一个即将灭亡的时代必经的垂死阶段。”到了19世纪甚至到了对世纪，革命的目的就是去完成法国大革命未竟的事业，关于这一点，可以在马克思、恩格斯以及许许多多20世纪的革命理论家的著作中十分清楚地看到。
英国政治的历史给人们提供了两个明确的例子，它们说明，某些事件曾被当成是革命，而随着时间的推移，这种情况又被改变过来了。换句话说，科学中的革命并非总是一种表现为革命的不断变革。对于18世纪的历史学家和政治理论家来说，1688年的光荣革命－是政治革命的典范，然而到了今天，它似乎已经不那么具有革命性了。美国独立战争，亦即现在通常所谓的革命战争或独立战争，也是如此。与此相反的是，17世纪中叶的英国革命一般根本不被看作是一场革命，而且，这种状况一直延续了200年。不过，在19世纪和20世纪的一些评论家们看来，英国的这场革命不是一场像光荣革命那样的政治革命，而是一场夭折了的社会革命。从17世纪末以及18世纪有关革命的文献中，从法国大革命到马克思时代这半个世纪左右的文献中，从马克思时代到列宁时代的文献中，从1917年俄国革命以后的几十年中以及本世纪SO年代。60年代、70年代到80年代的有关文献中，人们也许可以看到，对于革命由什么构成这一问题的认识，也是因时代不同而相去甚远的。这些变化，在有关科学革命的讨论中也有所反映，这一点并不奇怪。
从历史的角度对（无论是科学的还是政治的）“革命”这个词的起源及其相继而来的词义的讨论，看起来也许是抽象的、且毫无党派偏见的，然而，一个简单的例子就将表明，情况并非总是如此。在其《穆斯林的革命概念》（1972，37—38）这篇论文中，伯纳德·刘易斯讨论了古阿拉伯语中“众多表示造反或起义的词”的来源，其中也包括“thawra”这个词。他写道：“在古阿拉伯语中，th-w-r这个词根的意思是，站起来（例如一头骆驼那样），或者，受到鼓动或激励从而…奋起反抗。”随后，刘易斯解释说，这个词“常常被人们用于建立一个小的、独立的主权国家这类语境之中”，而且这个词的名词形式，“例如在……‘一直到这股兴奋的劲头消失了为止’这句短句中，首先意味着兴奋的状况”——刘易斯说，这是“一个非常恰当的介绍。”爱德华·塞德在回答刘易斯时（197，315）问道：“除非显然是为了让现代语名誉扫地，否则，为什么要给现代阿拉伯语的革命一词在词源上找一个表示骆驼站起来这种情景的词根呢？”塞德断言，“刘易斯的推论”，其目的显然是要“贬低当代对革命的评价，把革命贬低成只不过像骆驼自己从地上站起来那样，没有什么伟大（或美妙）可言。”如果我们想象一个相反的情况，即东方学者也许会由于西欧或美国的革命概念本身是从某个（如复归或潮涨潮落等贿关周而复始的观念中发展出来的，因而十分轻蔑地批评这个概念，那么，我们或许就能理解塞德的批评所具有的说服力了。实际上，按照塞德的理解，刘易斯的词源学观点带有他称之为“东方学”的思想风尚的色彩，这种思潮是“一种对东方进行控制、重组和行使霸权的西方时尚。”塞德认为，刘易斯对词源的讨论，反映了他的政治立场和社会立场，他的这种立场致使他把“thawra这个词与骆驼的站起，更普遍地，与兴奋”联系在一起，而不是与“为生活的理想而斗争”联系在一起。在载有刘易斯此文的那部书的编者前言中，情况显然也是如此。编者说，“在中东，为独立而进行的斗争和激进的活动，即comp d'etat，起义和造反”，与西方人所理解的革命一词并不相符（瓦里基沃第斯，1972，11）。编者提出的理由是，“西方人认为有权反抗腐败政权，而这种观念是与伊斯兰教的思想相抵触的。”
我最初开始写这本书，是为了对（16世纪和17世纪）科学的革命、对作为科学进步模式的科学革命这两个概念的起源和相继产生的用法加以探索。我发现，许多历史学家，甚至包括一些科学史家在内，都以为这两个概念是在我们这个时代产生的，那些使用这些概念的科学史家们搞错了年代，试图把过去的事件强行纳入20世纪的模式中。在研究中，我从过去四个世纪的每个世纪中都发掘出了讨论科学革命的例子，而且它们涉及的至少是19世纪初以前的科学革命，我在此时的惊讶读者或许不难想象。由于历史学家对这方面的资料并不完全了解，科学家、哲学家和社会学家亦是如此，所以，在本书中，按年代顺序对这些概念用法的记载占了很大的篇幅。
我在《思想史杂志》（1976，37：257－288）上发表的一篇文章中曾经介绍过我最初的一些发现，我原打算把这篇论文扩展成一部小型专著。不过，正如托马斯·曼（在为其约瑟夫丛书所写的序言中）以及其他许多学者所说的那样，“Fata sua habent libelli”（“书有书之命”）。堆积如山的证据资料，促使我完成了这部批当庞大的著作。即使如此，我的发现也并没有全部用上；我可以把这部书写得更长些，长到现在的三至四倍。仅有关第一次世界大战和俄国革命以来的革命问题，就足以成为一部专著的主题。不得已，我只举出了一些精心筛选过的实例，在我看来，它们有些是现行观点的典型，有些则具有特殊的意义。
本书是一项具有双重目的的庞大的研究计划的一部分。在一定程度上，我所关心的是探讨和阐明从事某一学科事业的人运用另一学科的观念（概念、方法、理论、工具等）进行工作的创造性过程。我在另一部著作《牛顿革命》（1980）中，曾对这种研究给予了高度重视。我在那部书中强调指出，“观念转变”的学说是革命过程的一个关键的组成部分。不过，在本书中，我对转变这个概念的使用作了限制，以避免使读者首先对有关科学革命的长篇分析和科学革命的编年史感到兴味索然。至于对科学革命中概念转变的进一步分析，我把它放在后面的研究中。我的研究的第二个目的，就是要解释并分析自然科学、精密科学与社会科学和行为科学之间的相互作用。本书把历史研究与分析研究融为一体。我的目的并不仅仅在于，用一些特殊的事例去鉴定和研究某一学科的一种观念被另一学科采用时所发生的那种一般的转变过程；除此之外，我还打算分析一下社会科学的“科学”基础，并且要考察社会科学界是怎样运用科学来证实科学发现在公共政策问题中的适用性的。尽管人们一般以为，思想的流通往往都是从自然科学和精密科学走向社会科学和行为科学，但是在许多很有意义的事例中，却也存在着方向相反的流通情况。这本论述革命的书之所以涉及这个论题，是因为“革命（revolution）”这个概念和名词源于科学（天文学和几何学）“，转而又进入了论述政治变化和社会变化的领域，从而经历了一场很有意义的初始变化。正如本书的文献资料所表明的那样，革命这个变化着的概念，反过来又从社会科学及有关政治理论和政治活动的各种文献中返回到对科学变化的讨论之中。正因为如此，本书要对一个有关这两个研究界之间关系的领域进行探讨。
本书通篇所论述的，就是政治革命（或社会革命）这一概念与科学革命这一概念之间的相互作用，当然我也充分地意识到，应该对这个课题进行更为全面的探讨。早在17世纪，甚至在现代的非循环意义的革命概念得到普及之前，许多作者就寻求用政治类比来解释科学的进展。当然也存在着相反的论题，即科学和科学革命有可能对政治革命产生影响，这个论题我曾提到过，但未加以探讨。众所周知，马克思、尤其是恩格斯，把他们的革命运动看作是“科学的”。“科学社会主义”、“科学共产主义”这些术语，经常在马克思主义的（特别是苏联的）文献中出现，不过，据我所知，对于“科学的”这个词的此种用法在多大程度上依赖于国内科学界通常理解的“科学”这一概念的用法，尚无严格的估价。
虽然科学革命概念的变化这一论题贯串本书始终，而且它也的确就是本书的主线，但许多读者还是会发现，那些各具特色的革命案例史是饶有趣味的。本书的大部分都是由这些案例史组成的，它们描述了一些标志着现代科学发展的伟大革命，其中的一些具体事例展示了我所发现的革命的几个不同阶段，它们还为一系列独特的事件是否就是革命提供了证据。此外，这些案例史还说明了，政治革命的想象和流行的革命理论曾经怎样制约了（并且还在制约着）人们对科学革命的认识。法国大革命前和大革命后世人对革命的看法，就是一个明显的例子。另一个例子是，那些确认并且记述过一场从板块构造和大陆漂移等新思想中产生的地球科学革命的科学家们，曾经受到库恩著作的影响。
在大部分案例史中，我喜欢复述那些引起或参与革命的科学家们以及那些没有参加革命的旁观者们对革命的表述，但没有在每一个事件中明确地解释某个人心里所想的可能是什么。这里的问题有两个方面。首先，我们并不确切地知道某一特定的科学家心里所想的可能是什么；其次，（在本书的大量例子中）许多科学家对某一具体的科学革命或一般意义上的科学革命都有过非常明确的阐述，但却未必提出过一项有关革命乃至科学变革的大概模式的严密而完整的理论。这样一种作法，例如，把阿尔伯特·爱因斯坦1905年和1906年对科学领域中的革命的评论，与著名的1905年俄国未能成功的革命中的事件以及那些想彻底改革俄国社会的理想主义的希望联系起来，是很有吸引力的；同样具有吸引力的是，他否认相对论理论范围中的革命的那些论述，也可以用来说明其对1917年俄国革命时的暴力行为、对第二次世界大战后不久德国流产的革命、包括柏林街头的战斗等一系列暴力行为所持的反对态度。必须应予考虑的是，爱因斯坦反对报纸给他涂上过多的革命色彩；这种作法无疑促使他赞同这样一种观点，即他的工作是进化性的而不是革命性的。在评价爱因斯坦的科学革命观时，有一点要切记在心：爱因斯坦对革命和进化的全部论述，都是在一些孤零零的只言片语中出现的，而且，它们往往都是对别人论述所作的答复；我不知道他关于科学发展过程有过什么完整的论文、信件甚或十分成熟的详尽的短论，关于科学革命的论述就更不用说了。在过去三个世纪中表述过自己对具体的科学革命或一般意义上的科学革命的看法的其他科学家们，大概也是如此。所以，我在每个实例中为读者提供的，都是现今对革命的表述。不过，读者不难认识到，在涉及某一特定的科学理论时，硬要求某个人或某几个人对革命的每一陈述都与“革命”这个词的含意相一致是没有道理的。
最后要说的是，我常常以一种也许过于自信的方式谈到我的那些发现。我知道，在许多情况下，我都应在叙述中加上“就我所知”或“就目前我的研究所表明的”这类短语。是否还有比我所发现的更早的例子呢？我决不想妄称，我的研究是详尽无遗的，这种课题是不会有这样的结果的。但愿那些获得了进一步信息的读者们也能通知我，以便我在本书以后的版本中加以更正。
读者们会很自然地希望知道，这本书与T．S．库恩的《科学革命的结构》以及其他一些著作有着怎样的关系。许多读者都会意识到，在使科学家和科学史家的思维发生转变、使他们转而相信（或使他们重视）革命是科学变革中的一种规律这一观点方面，库恩的著作有着极为重要的影响。所以，在我这本科学革命的概念史中，库恩的著作可算是一项重要的历史事件。库恩分析中的一个主要论点就是，所有种类的科学变革，包括革命在内，并非像恩斯特·马赫以及其他一些人所设想的那样是观点竞争的结果，而是由接受或信仰这些观点的科学家们造成的。这个论题，是我根据对发展的四个阶段的分析提出的；我发现，这四个发展阶段是所有科学革命共有的性质。最后，我同意库恩这一总的看法，即革命就是一组科学信念的转换——用库恩原来的术语讲，就是“范式”的转换；库恩原是在此种语境中使用这个术语的，但我觉得不幸的是，他这个词用得很模糊，而且是在数种完全不同的意义上使用的，所以，他后来放弃了这个词。
不过，我在本书中并不打算讨论库恩归之于“科学革命的结构”的一些特定的性质。例如，我不打算探讨科学中的革命必然是由危机促成的这一命题，因为我发现，这个命题的例外太多以至难以成立。对于他别的体系的细节亦是如此。我也不打算探究库恩改变“范式”、“范例”、“专业基质”等词之间的差别这个问题。有据可查的实际情况是非常有趣的，虽然库恩的体系已经成了科学史家们讨论、批评或赞同的重要话题，但是科学史学家们（包括库恩本人在内），却不打算在其现行的著作中利用库恩的框架。因而，库恩对哲学家和科学社会学家（以及迥然不同的领域中的学者如政治理论家们）的影响，似乎比对科学家和当今的科学史家的影响更为强烈。不过必须指出，对于史学家来讲，近年来地球学中的革命却是个例外。［请参阅莱因戈尔德（1980）对库恩体系、对科学史家们所承认的历史的一流的分析性介绍，他的介绍虽有不敬之处，但并无恶意。］
库恩一而再、再而三地谈及小型的革命和大型的革命。所谓大型的革命是指那些一般在科学论文中被承认是革命的事件，例如，那些与哥白尼、牛顿、拉瓦锡、达尔文以及爱因斯坦等人联系在一起的事件。而库恩所谓小型的革命，可能也包括诸如二十几位科学家用一个新的范例取代一个已被接受的范例这类情况。在公开的讨论和公开发表的论著中，库恩强调了这些小型革命的普遍本质。不过在我的著作中，我愿把精力集中在那些规模较大或更为显著的革命上。我这样做的理由之一是，我所阐述的确定革命何时发生的客观方法，恰好适用于科学中那些与政治革命极为相似的革命。
读者也许会察觉到，我既非哲学家，也非科学社会学家。作为一个史学家，我的目的是进行一种批判性、分析性的历史研究，而不是去争论库恩体系或其他科学哲学家体系或科学社会学家体系的是非功过。简而言之，我的目的虽然与库恩的目的有所不同，但肯定会有交叉。本书决非是另一部讨论库恩之“结构”的著作；相反，本书是从一种新的、严格的史学观点来考察科学革命这一课题的尝试。
我在前面引用了托马斯·曼和其他人说过的一句拉丁文名言，以表明这一众所周知的现象：书有书之命，书籍的产生是由研究和写作内在的逻辑决定的。正值本书付梓之际，我意外地发现了对这种现象来说更为全面、更为确切的这样一句话，它出自特伦西努斯·莫鲁斯的《论贺拉斯作品多变的音节和格律》（第1286行）： Pro captu lectoris habent sua fata libelli．”它的意思是说，有谁能否认书的未来取决于读者对它们的承认呢？我希望，本书能使读者得到一定的满足，当然也欢迎大家的批评指正，以便促进进一步的研究和思考。如果这个富有魁力的有关革命的课题能够引起学者们的注意，那么本书潜在的目的也就完全达到了。
I．伯纳德·科恩
致谢
这些年来，本人受惠于许多同行、朋友和学生，如詹姆斯·阿德勒、彼得·巴克。洛兰.J.达斯顿、乔伊·哈维、迈克尔·海德尔伯格、约瑟夫·杜本、斯蒂尔曼·德雷克、亨利·格拉克、皮埃尔·雅各布、杰勒德侨兰德、罗伯特·普罗克特、巴巴拉·里夫斯、琼·理查兹、雪莉·罗以及弗兰克·萨罗韦，他们有的使我注意到了过去四个世纪中一些讨论科学革命的事例，有的为我解答了一些疑难问题，承蒙以上学者鼎力相助，特此深表谢意。本书曾经不少好友和学术界同行审阅斧正，其中有：杰德·Z．布赫瓦尔德、彼得·加里森、欧文·金格里奇、约翰·海尔布伦、杰拉尔德·霍尔顿、厄体技·马文、阿瑟·米勒以及诺埃尔·斯韦德罗，他们审阅的部分从一章到数章不等。此外，约瑟夫·杜本、理查德·克雷默和罗伊·波特这三位学者在本书最后定稿前通读了全文，他们的批评意见使我获益匪浅。
朱莉娅.布登兹和安妮·米勒·惠特曼均为我多年的挚友。在撰写本书过程中，我不断得到朱莉惭布登兹的大力支持，她参与了我各个部分的研究工作，直至本书完稿。若无她的帮助，要完成这部综合性的长篇著作恐怕难以想象。而安妮·米勒·惠特曼则像以前一样，其才智和洞见再次使我大受神益。本书是在我失去了夫人弗兰西斯·戴维斯爱的支持和颇具创造性的评论后完成的第一部著作，在此情况下，她们二人的贡献就更显得有意义。在研究初期，克里斯蒂·I．麦克拉奇斯曾做过我的研究助手。我非常感谢黛安·Q．韦布、德博拉·库恩和克里斯丁·彼得森这三位学生，他们协助我核对了正文并配齐了参考文献。著作目录最后的收集整理和核对工作由伯莎·亚当森和D．L．巴坎完成。萨拉·特蕾西为本书编制了索引。
特别需要一提的是哈佛大学出版社的董事阿瑟·罗森塔尔，当我情绪低落需要重振精神之际，他向我伸出了援助之手，他的这份情谊令我永世难忘。苏珊华莱土是位具有难得的鉴赏力和洞察力的编辑，在本书写作的各个时期，华莱士的重要意见对完善本书起到了相当的作用。
最后，我衷心地感谢斯宾塞基金会在此项研究的初级阶段给予我的支持，本书的写作正是以此支持为基础的。在过去数年中，对我在科学中的革命这一课题的研究工作以及包括这一课题在内更大的项目的研究工作的主要支持，来自艾尔弗雷德·E．斯隆基金会；很难想象还会有哪个基金会能够比它更体谅自己所资助的人。
今天，我们往往会理所当然地认为，科学及其与之相随的技术，是通过一系列的革命性飞跃而进步的，这些飞跃亦即巨大的跃进，使得我们对自然界的看法焕然一新了。那么，就对科学进展的描述而言，革命是否已经成为一种总能够盛行不衰、并且总能够令人满意的描述方式了呢？那些富有创新精神的科学思想家们，例如开普勒、伽利略、哈维等人，是否确信他们本人的工作（从我们今天使用革命这个词的意义上讲）是革命的呢？与达尔文、弗洛伊德、爱因斯坦同时代的人是否认为这些科学家的理论都引起一场革命了呢？也许，他们不喜欢把科学进步看作是那么富有戏剧性的？社会的和政治的变革，例如法国大革命和马克思主义的兴起等，对于科学家、哲学家以及历史学家们对科学革命的思考会产生什么样的影响呢？由于这些人的着眼点全都放在了过去那些伟大的科学革命上，因而令人惊讶的是，几乎没有什么学者谈到过这类问题——而这些问题，作为科学变革的一个特征，是与革命这一观念的历史演变密切相关的。我对这些问题充满了好奇之心，正是这种好奇心促使我撰写了本书。
本书的主要内容，就是论述17－20世纪科学革命这一概念的编年史和这一概念前后相继的变化情况；我从这四个时期的每一个当中挑选出了一些主要的革命事例进行说明。我之所以选择这些革命的事例，或者是因为它们本身固有的历史重要性（例如哥白尼革命、牛顿革命、达尔文革命以及爱因斯坦革命等事例那样），或者是因为，它们与阐明或例证我所说的所有科学革命的主要特点有关联。
我并非只是以我自己的个人评价，甚至也不仅仅是凭借与合格的历史学家保持一致，去断定哪些历史时期构成了科学上的革命时期；我是以历史证据作为依据的，我既要依靠历史事件的参与者和同时代的目睹者们的判断，也要对延续下来的传统加以考虑。例如，以下这些均为历史事实：在18世纪初，丰特奈尔明确地指出，微积分的发明是数学中的一场革命；1773年拉瓦锡宣布，他的研究纲领将导致一场革命；1859年，查理·达尔文为赖尔的地质学革命而欢呼，并且预言，如果人们接受他本人的思想，那将引起一场“相当可观的自然史革命。”同时代的文献表明，拉瓦锡和达尔文的彻底改革以及相对论和量子论，很快就被公认为是场革命。此外，今天几乎所有的科学家和科学史家们对过去都有这样一种一致的看法，即所谓革命就是对科学思想进行一些重大的重新组合。当然，这种意见的一致并未使这些事件成为革命；我们将在第3章看到，那些追加的检验可用来帮助我们确定，什么可以看作是革命，什么则不行；我们还可以（在第2章中）看到，革命思想发展过程中那些截然不同的阶段，就是科学革命是否确实发生了的象征。除了这些问题之外，人们对于全面的历史记录不可能存在什么争论：它表明，在现代科学开始进入成年时起至今的大约300年间，科学发展中的那些重大事件在思想上和实践中都被看作是革命。本书的主要任务，就是对那些事件、对把它们视为革命的那些说明加以描述和分析。
科学革命的定义问题
给“革命”下定义这个问题，困扰着几乎每一个有关政治革命和社会革命的讨论，在有关科学革命的文献中也渗透着这个问题。我并不想在本书中展示一种严格的“革命”定义或“科学革命”定义，尽管我讨论了所有科学革命都具有的一些特征，例如，它们发展所经历的几个阶段、可作为证据来验证它们是否发生过的检验标准以及革命性变革产生时思想观念的转变等。虽然，对于我在本书中视作革命并加以论述的例子，人们也许不会有什么不同的意见，至少在所有相信确实存在着科学革命的那些学者们当中是如此，但是，对于如何精确定义所有这些革命共有的特点，大概就没有一致的看法了。有关革命由什么构成以及革命如何定义的讨论尽管与历史有关，但它毕竟是哲学问题。我知道我自己不是一个哲学家，而作为一位史学家我总是小心谨慎控制住自己，不去喋喋不休地妄加评论。在彼得·布赖恩·梅达沃和琼·梅达沃所著的《亚里土多德到动物园：哲学家的生物学词典》中，有一段关于定义的讨论（198，66）很有启发性：
在那些规范的语境中，定义是无比重要的，例如在数理逻辑中，定义就是用一种符号代替另外一种或另外几种符号的规则，但在日常生活中，在诸如生物学这样的科学中，强调定义的重要性就是言过其实了。事实决非是：如果全部专门术语未曾作过精确的定义，那就谈不上进行论述了；真若如此，也就不会有生物学了。精密科学如数学、理论力学、理论物理学以及天文学和部分化学领域，都有着源远流长的传统，而定义在传统中已经变得至关重要了。在这一点上，生命科学与它们不同。不过，倘若并非所有的科学都需要精确的定义，那么无疑也就没有理由去坚持，科学史必须像是科学的一个组成部分而不是别的。
有据可查的资料表明，“revolution”这个词最初是作为一个精密科学的专门术语流行于世的，长期以来，它在这个领域中曾经有过（而且现在仍然有着）一种与“突然的戏剧性变化”截然不同的含义。Revolution这个词的意思是重复（如一年四季那样的循环运动），或者涨落（例如潮汐的运动）。因而在科学中，revolution意指所有永恒的变化，无休无止的重复，以及可作为完全重新开始的起点的终点。这就是我们会想到的“行星在它们的轨道上运转”这类短语的含义。无论如何，“科学的革命”或“科学中的革命”这类措词，却不具有这种连续性或持久性的含义；相反，它所指的是，连续性的打破，已经可以承前启后的新秩序的确立，旧的、为人熟知的事物与新的不同寻常的事物之间的分水岭等。历史学家的任务就是查明一个含义为持续性和重复发生的纯科学术语，在何时和怎样转变成了一个表示政治和社会经济事物中的剧烈变化的词语，进而去发现，这个异化了的概念以何种方式反过来又被用于科学自身。这组转变决非只是一种术语用法上的变更。它表明，在我们对人和社会活动的分析中，在我们心目中的科学家和科学活动的形象之中，已经发生了一种深刻的变化。
从18世纪到我们这个时代，许多科学家都在其著述中把他们自己的创造看作是革命，但是哥白尼和牛顿却没有这样做。牛顿及其前辈们之所以没有承认自己的事业是革命性的，其部分原因在于，他们的工作是在“革命”这个词普遍应用于科学领域之前完成的。不过，还有更深一层的理由；在现代科学最初100年左右的时间里，许多伟大的富有创造性的科学家们，更愿意把他们自己看作是古代知识的复兴者或重新发现者（与他们同时代的人甚至也这样看），他们甚至认为自己是改善和扩展知识的革新者，但不认为他们自己是我们今天通常所说的那种革命者。
18世纪初，在丰特奈尔认识到数学中已经发生了一场革命后不久，牛顿的《原理》就被看作是构成了物理学中的一场革命，又过了没多久，罗伯特·西默宣布，他已经发动了一场电学革命。这些事件发生时，政治意义上的革命还有着一种温和宽厚的内涵。以后，法国大革命走向了极端，进入了恐怖时代，以至于“革命”变成了一个与其说是表述飞速发展的词，莫如说是一个令人毛骨悚然的词。曾因参与法国大革命而受到政治迫害并于1794年移居美国的约瑟夫·普里斯特利，为我们说明了18世纪末人们对革命的态度是怎样发生变化的。在给与罗伯特·富尔顿共同研制汽船的政治家、发明家R.利文斯顿的一封信中，普里斯特利对他的这件收信人“在纸的制造方面最有价值的发现“表示祝贺（斯科菲尔德1966，300）。“如果您能成功地把纸漂白，”普里斯特利写道，“您将在整个造纸业中引起一场革命。”此信写于1799年，普里斯特利没有忘记当时人们对革命的普遍反感，所以他马上加了一个注释表示歉意，他说，利文斯顿的创新决不能“在此时此刻被称之为革命。虽然它很值得称赞，但这样说只能使它名誉扫地。但是不管怎样，这种说法对我来讲还不是不可接受的。”
19世纪《共产党宣言》的发表，1848年的革命，以及第一国际的成立及其世界革命的计划等，使得那种认为急剧的变革是与暴力活动联系在一起的思想又死灰复燃了。由于革命的负作用在生活于19世纪50年代的大部人的心中造成了不良影响，因而，英国和爱尔兰的科学家如达尔文和汉密尔顿等把他们各自对科学的重视称之为旧的温和意义上的革命（仿佛新的政治上的迫切要求对科学变化的形象没有什么影响似的），也就不足为怪了。在欧洲大陆，科学家的反应却截然不同。
在20世纪，俄国革命这一充满了戏剧性的事件，以及可能即将来临的世界共产主义的幽灵，使有些人，其中有些是科学家，有些不是科学家，被例如爱因斯坦的相对论这样的所谓激进物理学的“布尔什维主义”惊呆了。毛泽东的学说和中国革命以及后来出现的“文化大革命”与我们这个时代相隔不久。他们又使革命活动的概念和形象发生了变化。
政治革命与科学革命的比较
自问世纪以来，政治理论和伴随有急剧的社会结构变革的政治事件，对科学革命的概念有着深刻的影响。因此，了解以下问题也许是不无益处的：哪些政治革命（和有关的理论顺特有的性质，在今天我们大部分人公认的科学革命概念中得到了体现？哪些被证明是不适用的呢？对这两种类型的革命的比较将会表明，这二者比我们最初所想象的更为相近。（后面的补充材料1．1为读者提供了一些资料，它们说明，在历史上人们是怎样看待政治革命与科学革命的比较的。）
所有政治革命共同具有这样一个特点，即含有“新”的因素，正如汉纳·阿伦特（1965）坚持认为的那样。“现代的革命概念，”她写道，与“历史过程会突然再现这一看法有着密不可分的联系。”因此，革命意味着“一种全新的局面、一种鲜为人知或闻所未闻的情况即将呈现出来。”然而我们将看到，在科学革命中，新与旧之间的转变存在着某些中间环节。在政治革命中也存在着这种联系，尽管这种联系也许不那么密切。不过，看来与常识相矛盾的是，这种特点并不会使科学革命或政治革命的作用的强弱和影响的大小受到损害。
很明显，在确定某一系列的事件是否“真的”构成了一场革命时，必须对新事物的深度和广度作出判断。也许，正如佩蒂（1938，ii）所指出的那样，从法国大革命和俄国革命这样的“伟大革命”到“麦克佩斯谋杀邓肯一世这样的宫廷政变”，都有着一个连续的阶段。然而在其他人眼中，coups d'etat或宫廷政变也许会被看作是“反叛行为”，它们不包括任何根本性的政治的（即政治制度的）或社会的变化。因此，从某种程度上讲，指明某一特定的事件为革命，不仅依赖于判断变化种类（是否有政治制度的变化）的客观标准，而且还依赖于个人对变化程度的判断。这后一个因素有碍于任何对革命作出普遍适用的定义的尝试。
凡是研究科学革命的人很快都会发现，这些事件也像社会革命、政治革命以及经济革命一样，有着不同等级，按其重要性可以分为重大的革命和小型的革命。有些大规模的变动，使得某一门学说全都受到影响，不仅如此，有的影响甚至波及到其他学科的解释模式和思维模式，例如像达尔文革命或相对论和量子力学革命所表现出来的那样。另外还有一些较小的革命，它们也许只对某一门学科的一部分有着非常深刻的影响，但并不影响这一门学科的整体思想或其他学科的思想；主要由威廉·冯特促成的新实验心理学基础中的革命，就是一个例子。乔治·盖洛德·辛普森（1978，273），在评论大陆漂移理论初期所面临的反对意见时，试图确切地划分革命的等级，在评论中，他把“物理地质学”中的这一变化称之为“较大的次等革命。”读者们会发现，这种说法令人费解，因为辛普森并未解释那些可能造成“较大”革命或“次等”革命之分的细微差别，他也没有指明在较小的革命与较大的次等革命之间或许存在的那些差别。这种把革命分成不同等级的倾向，早在18世纪就开始出现了，当时，天文史学家J．－S．巴伊讨论了一些大规模的革命，如他所认识到的由哥白尼、牛顿导致的革命；他还讨论了伴随着新的观察仪器被采用而出现的较小的革命，这种情况有可能导致一种新的思维方式或一种新的知识基础。
新的仪器也有可能引起大规模的革命性影响，望远镜的发明所带来的影响就是如此。在其笔记和其著作《星际信使》（1610）中，伽利略记录了月球上的山脉，从而确证了——用他的话来说——“月球像是另一个地球这一古老的毕达哥拉斯派的观点。”作为一个坚定的哥白尼学说的信徒，伽利略不知不觉地从他所观察到的月球阴影区内的光亮点和黑斑中，得出了有关月球表面情况的结论，他设想，月球的表面与地球的表面是相似的。当他通过新发明的望远镜注视月球时，他“看到了”与地球上类似的情况（参见科恩1980，211一215）。伽利略发现，木星有四个卫星，这一发现对天文学来说是一项重大的成果。地球怎么能以惊人的速度（大约每秒20英里）围绕太阳运动而又不失去其月球呢？在伽利略时代，这个疑难问题成了反对地球有可能沿轨道运行的一项有力的证据。伽利略也许永远解决不了那个难题，但是他发现，木星在运动时并未失去四个卫星，这就使那种认为如果地球运动就不可能不失去其卫星的反对意见不再有什么说服力了。随后伽利略发现，太阳上有黑子而且太阳也在自转。他观察到，金星也像月球一样有不同的相位，他从金星的相位与其外观大小之间的对应关系中推出这样一个结论：金星在围绕太阳运行，而不是围绕地球运行。他还发现，许多“星云状物质”只不过是一些很模糊的星星的集合物。这些星星，人的肉眼是觉察不出的，而天空中还有无数颗星星，它们在望远镜发明以前从未被任何人看到过。
天文学从来就不是一成不变的。不过，天文学中的这些革命性转变（包括对托勒密体系的错误所作的直观说明在内），并非是由望远镜“导致”的，而是由伽利略精神导致的。伽利略吸收了哥白尼学说，并且通过望远镜进行了观察，在此基础上他得出了一些非正统性的结论，而伽利略精神正是这种结论的产物。望远镜使天文学的数据库在种类、规模和范围方面发生了巨大的变化；然而这些数据内部和它们自身并没有构成一场科学革命。
对计算机来讲，情况就不同了，计算机像概率和统计学一样，已经对科学的思维和理论的形成产生了根本性的影响，为世界气象学提供的那些新的计算机模型就是一例。这就是说，伽利略通过望远镜使数据发生的变化，是需要放弃传统的理论并接受新的理论的，可是，它们对理论与实验数据的相关方式并没有产生根本性的影响。与此形成对照的是，概率的引入导致了一种新的理论——事实上这是一门新的科学，在这种理论中，因果—一对应的传统基础被一种统计的基础取代了。计算机的使用也是如此，因为逻辑上相关的命题和形式数学陈述已被综合的计算机模型取代了。
除了新以外，科学中的革命与社会政治革命都具有的另一个特点是改宗现象（有关改宗问题的讨论见本书第30章）。有一个例子足以说明科学改宗者的革命热情。1596年，在《宇宙的奥秘》（1981，63）一书初版的前言中，开普勒描述了他改信哥白尼天文学所经历的几个阶段，对这个问题，他在该书的头两章又进行了详述。他相信，上帝已经给他指明：哥白尼体系为什么会创造出来，它是怎样创造出来的，为什么只有6颗行星而“不是20颗或100颗”行星，以及为什么这些行星位于它们各自的轨道上，为什么它们有着它们所显示出的那样的速度，等等。以后，他用我们今天所说的开普勒第三（或和谐）定律进行了解释。可是在1596年，他正在着手证明的是，创造了世界并且管理着宇宙的秩序的上帝，早已考虑到了“自毕达哥拉斯和柏拉图时代以来为人们所知的5种规则的几何体。”后来他写道，他对哥白尼的日心说体系怀有“这样一种敬意：既然我已经在我的内心深处证实它，而且，既然我注意到它具有无可置疑和令人欣喜若狂的完美特点，我就应该当着我的读者们的面竭尽全力为它辩护。”
政治革命与科学革命的比较并不限于热情这类内在因素的范围。例如，每一场政治革命都有一系列的与接管权力机构有关的武力活动，这是它们的主要特点。查默斯·约翰逊（1964，6）则明确地指出，“那些并非由改变体制的暴力行为而引起的”剧烈变革，“就是其他形式的社会变革的例子。”虽然人们通常也许不会认为科学革命中包含着暴力活动，但是，科学中许多伟大的革命业已显示出了一种与实际推翻一个政府相类似的活动模式。在一场科学革命中，往往会有一系列这样的活动，通过这些活动，可以获取对科学界和教育部门等的控制，并控制住科学院、科学实验室以及那些负责政策制定、财力分配的重要的科学委员会中的权力宝座。这一点在苏联非常富有戏剧性的李森科革命中可以看到，在这一革命过程中，正统的（西方的）遗传学的势力被击溃了。李森科及其追随者控制了苏联科学院的遗传学部门和农业实验站系统。他们重写了教科书以适用他们那些新的非正统的观点，而且，他们还对整个遗传学的教育和实验系统作了重新安排。这些革命者把所有拒绝恪守这条新的革命路线的遗传学家甚至科学院院士从其岗位上赶走了。苏联很有影响的遗传学家N．I．瓦维洛夫虽是苏联科学院院长的兄弟，但也销声匿迹了；事实上，1943年他去世的时候，并没有发表官方的讣告来说明他在集中营的最后岁月和最终死在集中营里的详细情况和具体的日期。
在2O世纪30年代的纳粹德国，纳粹党人不仅把犹太人免了职，而且还批准进行一场革命运动，去清除德国科学界中的“非雅利安人”或过多的理论思维的污痕。这场运动的两个领导者就是，诺贝尔物理学奖获得者菲利普·勒纳德和约翰尼斯·斯塔克。在希特勒的统治下，斯塔克试图整顿并扩展德国的物理学界，但是他受到了以麦克斯·冯·劳厄为首的一些勇敢而正派的人的反对，其中有麦克斯嘈朗克，阿诺德·索末菲，以及维纳尔·海森伯等，斯塔克把他们称作是“科学中的白种犹太人，”“爱因斯坦精神的总督”（参见赫尔曼1975，615）。勒纳德是斯塔克的老师，也是他的朋友和同事，勒纳德还是一位极端狂热的爱国者，他坚信，一个“被缴了械的民族”就是一个“耻辱的民族”（赫尔曼1973，182）。在德国科学家和医生1920年的年会上，勒纳德与爱因斯坦进行了公开的辩论，勒纳德“猛烈的恶意攻击”和他“毫不掩饰的反犹偏见”使得这场辩论格外引人注目。早在1924年，勒纳德在结束他关于物理学的一次学术讲演时，把阿道夫·希特勒吹捧成“一个具有清醒头脑的真正哲学家。”他成了希特勒的首席物理学权威，并且出版了一部四卷本的关于实验物理学的著作，题为《德国物理学》（1936-1937），他把这部书定义为“雅利安物理学”或“雅利安人的物理学。”他说：“科学……是由种族决定的，是由血统决定的。”“德意志物理学”组织，有官方的纳粹党人做其后盾，但除此之外它从来没有像李森科及其追随者在苏联的遗传学领域所做到的那样，获得对德国物理学的全面控制。只有少数几个同行加入了斯塔克和勒纳德的行列，而他们的“努力，除了对第三帝国的支持以外，没有留下什么成果”（赫尔曼1973，182；拜尔琛1972）。
当然，由于政治势力而导致的科学变革，并不仅仅限于20世纪的苏联和纳粹德国的集权主义。我们会发现，笛卡尔主义的势力在不同阶段对法国科学界从思想到机构的控制，也许就是一个早期的例子（萨顿1982）。富有革命精神的笛卡尔主义者，为了扩大势力，在可以想象得到的每一个阶层，与代表传统力量的耶稣会会员和他们的学校、与教会及其巴黎大学、并且与亚里士多德主义者进行了斗争。他们获准参加了一些有影响的沙龙的活动，并且最终，从知识分子中吸引了一批追随者。不久之后，笛卡尔主义者控制了学校（中等学校和耶稣会会员的私立高等学院）以及大学。笛卡尔主义者在巴黎科学院中有一个强有力的代言人，这就是科学院的“常务秘书”丰特奈尔，他不仅是一位坚定的笛卡尔主义者，而且还撰写了一部论述笛卡尔的宇宙涡旋（“旋风涡”）体系的重要著作。雅克·罗奥是一位著名的笛卡尔的追随者，17世纪后半叶，他的综合教科书取代了传统的著作，并且成了标准的科学知识的来源；这部教科书被印刷了一次又一次，并且被译成数种不同的语言。
1687年，伊萨克·牛顿提出了新的富有革命性的科学理论，很明显，该理论所要打败的真正敌人并不是亚里士多德主义者和经院哲学家，而是笛卡尔主义者及其以涡旋说为基础的物理宇宙学。牛顿在其《原理》第二篇的结论中指出，笛卡尔的假说“是完全与天文现象相抵触的”，它所导致的是一场“混乱而非对天体运动的理解。”不过，这还不足以驳倒笛卡尔主义者以及其他一些人；一场主动的游说不得不在许多战线上同时进行。首先是明确地寻求政府的支持，这场运动是在牛顿向是家学会及其支持者詹姆斯二世国王呈送他的《原理》（第一版）时发起的。埃德蒙·哈雷知道国王对海军事务感兴趣，他就为国王写了一个专门的说明来介绍《原理》中讨论潮汐运动部分的内容（参见科恩和斯科费尔德1978，&5）。由于教会在涉及思想的各个领域有着如此强大的势力，所以，牛顿主义者想要控制新的玻意耳讲座（这是根据化学家和自然哲学家罗伯特·玻意耳的意愿设立的），当时，该讲座由伦敦教会组织的八场证明基督精神的布道组成（参见格拉克和雅各布1969）。这些讲座立即就成了解释牛顿科学的重要媒介。
牛顿主义者遵循了罗奥所选择的路线，他们推广通俗的介绍新科学的讲座，并且广泛地进行示范以便使这门学科的内容更合乎人们的口味，更易于人们理解。威廉·惠斯顿和J．T．德扎古利埃都是牛顿理论的倡导者。牛顿则利用他个人的影响，在一些重要的大学里用信奉牛顿学说的教师取代了信奉经院哲学的教师和信奉笛卡尔学说的教师。不久就出现了一个强大的牛顿学说网，其中包括爱丁堡的科林·麦克劳林，剑桥的罗杰·科茨，牛津的戴维·格雷戈里，另外还有其他一些人。为获得对教科书的控制，牛顿的信徒塞缀尔·克拉克给他所翻译的罗奥论自然哲学的著作加了一个批评性说明。正是这位克拉克，在与莱布尼兹的著名论战中，为牛顿进行了辩护。最终，罗奥的论著变成了假借已被修正了的笛卡尔主义的名义传播牛顿的自然哲学的重要著作。牛顿的其他信徒们则撰写了新颖的教科书。最后，在牛顿夫伦敦担任造币厂督办的时候，他被选为皇家学会的会长，他利用这个职务可以确保这家机构去参与为确立牛顿哲学地位所做的斗争，并且在与莱布尼兹关于谁先发明了微积分的争论中捍卫牛顿的领先权。
这些例子，绝大部分是从成功的或部分成功的革命中选出来的。当然，除此之外还有一类情况，即革命失败的情况。在政治领域中，失败的突出例子有1848年的革命和俄国1905年流产的革命。科学家和科学史家一般都不谈失败的革命。也就是说，他们倾向于只用“革命”这个名称去命名那些实际已取得成功的运动（参见第2章）。还不曾有人写过一部科学失败史。这也是革命问题的一个方面，在这方面，科学活动显然不同于政治活动和社会活动。
政治革命或社会革命与科学革命不同的最后一点，就是目的。从某一种意义上讲，这两种类型的革命都有一个特定的狭义的目的。例如，牛顿革命的目的，就是建立一个新的合理的力学系统，在此基础上，人们就可以追溯和预见地球和空中所观察到的现象。这个目的的实现是以质量、空间、时间、力和惯性等概念为出发点的，而已它还包含着万有引力概念。这看起来与创建某一种社会这类目的有些相似，例如，在创建一种社会的目的中，可能就包含着经济上机会均等、政治自由、建立议会体制或代议制政府等等要求。真正的区别在于，在大部分政治革命和社会革命中，目的被说成是即刻便可以达到的。比如，毫无疑问，俄国革命的目的就是建立一个共产主义国家和无阶级的社会。这个目的的实现，从未被看作是一系列无止境的政治革命和社会革命的前奏；一旦这个理想的国家建成了，以后也就没有革命的必要了。然而科学的发展，尤其是问世纪和18世纪革命时期过后的发展，使我们预料到，科学将要进行一系列连续的没有终点的革命。在这里，不存在这样一个最终的特定的目标：一旦它实现就意味着不再会有革命发生了。举例来说，牛顿的信徒就充分意识到，还有些领域，比如化学。光学、热学以及生理学领域，十分需要进行一次科学革命。甚至在地球动力学和天体力学领域内，太阳和地球的同时运动过程中月球的运动，仍然是一个尚未解决的疑难问题。在科学中，一次成功的革命也就为进一步的革命制定了一个革命的纲领，而一场政治革命和社会革命（至少在理想上）则有一个最终的革命希望实现的纲领。
革命性科学与社会
科学革命在社会中所起的作用与政治革命或社会革命的作用是完全不同的。通过策划或宣传推翻业已建立的社会秩序或政治制度、提出一种可以付诸实践以至有可能导致一场社会革命或政治革命的理论、进而参与一场革命运动，社会上的或政治中的激进分子对现行的社会秩序或政治制度构成了威胁。因此看起来，社会中的或政治上的激进分子，对于我们的生活方式、我们政府的体制、我们的价值系统是一种直接的潜在的危险，甚至似乎会给我们的家族系统、我们的家庭、我们的财产和我们的职业带来危险。对于“富人”和“穷人”来说，显然，这方面的讨论的确与富人更有关系，不过，即使穷人也可能希望在现行的制度中（哪怕是在很小的范围内）取得成功并成为富人，因而避开革命运动。另一方面，科学中的激进分子对科学中现行的知识结构或状态构成了直接的威胁，但并没有在整个社会范围内构成威胁。当然，科学的确会对一般的男男女女的生活产生影响，不过，这种影响往往只限于一定的程度，并且，这种影响不是直接的而是间接的，是一些实际应用带来的结果。以聚合物化学这门基础科学为例，这门科学本身对社会并没有什么影响，但是，把它用于生产人造纤维，这门科学便对我们的生活方式、我们的经济体系、以及可能的就业情况的重新安排产生了巨大的影响。对于雷达、超音速飞行、核动力、战胜疾病以及探索空间等等来说也是如此。科学革命实际附带的成果，就是技术革新，随之而来的是旧的职业消失和新的职业可能出现。
然而，有一些革命思想却遭到普遍反对，因为从某种程度上讲，它们似乎威胁着一些对于社会秩序十分重要的信念。达尔文的《物种起源》（1859），在外行的读者中，甚至在一些科学家中，引起了很大的敌意，我们应当看到，这种敌意从本质上讲是没有科学根据的。并非整个世界真的关心这些技术性的问题，例如：物种的变化、由来和稳定性，自然选择、生存斗争、或适者生存等等，至少人们并不关心这些表述适用于野生的动植物还是家庭培育的动植物。不过，对宗教界而言，达尔文进化论的内在含义的确令人烦恼，因为它对《创世纪》头几页中有关创造物的说明提出了怀疑。人与猿有着共同的祖先，人在自然界中并不具备自有历史记载以来所有的哲学和宗教给予他的那种独一无二的地位，这些戏剧性的论断使许多人有了一种名副其实的苦闷感。科学革命的这一方面——亦即它们对严密的科学领域之外的男人和女人们的思维活动的影响，被称作是意识形态的组成部分。
哥白尼学说的内在含义，即人类及其所居住的地球在宇宙中的中心位置被别的星球取代了，也是一个革命性科学思想中含有意识形态成分的有趣的例子。看起来，当人们被告之：他所居住的行星已经被从一个固定的中心位置上移走了，它只不过成了（用哥白尼的话说）“另一个行星，”而且从物理上讲，成了一个相当不起眼的行星，此时此刻，对他的自尊心肯定是一个实实在在的打击。约翰·多恩（他大概还没有信奉那些支持或反对那种新体系的最为简洁的、专门的天文学论证）写道，没有一个固定的位置，地球就会丢失，而且人甚至不知道到何处去找它：“所有的内在联系都不复存在了。”马丁·路德对专业天文学（即使有所了解的话）了解的并不多，然而，甚至在没有阅读哥白尼所写的任何东西时，他就对哥白尼思想产生了强烈的反感。
哲学家、神学家、政治学家和社会学家，以及受过教育的男人和女人们，在考虑整个物理宇宙和自然界，考虑“自然规律”、宗教或宗教信仰的基础、以及上帝的本质甚至政府的形式时，他们的思想方式也会受到牛顿革命的影响。不过，哥白尼思想也许最终超越出了严格的科学范围之外，其影响比牛顿思想更大，这是因为，那种以为人在宇宙中有着独特的地位、而且唯人独尊的观点，亦即传统的人类中心说，被哥白尼学说动摇了。从这方面讲，哥白尼的影响大概与达尔文的影响而不是牛顿的影响更为相似。
西格蒙德·弗洛伊德把人们对他的革新的敌意与类似的人们对哥白尼思想和达尔文思想带有敌意的反应进行了比较，他就是根据他个人的痛苦经历和他对历史的长期考察进行著述的。也许，爱因斯坦革命所引起的，是20世纪世界范围内知识界最大的轰动。当然，大部分人并不理解爱因斯坦的理论，尽管如此，他们还是认为，新的相对论物理学为意味着“任何事物都是相对的”这样一种广义的相对主义提供了依据，对于宗教、伦理和道德方面的“绝对”信仰而言，不再有什么可以站得住脚的标准了。
1973年，在牛津的一次赫伯特·斯宾塞讲座上，卡尔·波普尔对科学革命和意识形态革命作了区分，这种区分还是很有用的。在他看来，一个是“一种新的理论合理地推翻一种已被确立的科学理论，”另一个则包含着“对于思想意识（甚至那些把某些科学结果掺入其中的思想意识）‘社会给予保护’或‘社会予以承认’的所有过程。”“哥白尼革命和达尔文革命”说明了究竟是怎样“一场科学革命引起一场意识形态革命”的，从而也就例释了科学革命在什么情况下可能有着不同的“科学的”和“意识形态的组成部分”（1975，88）。革命这两个方面最令人感兴趣的大概是，一场革命也许在科学中有着深刻的影响，但其构成中却没有意识形态的组成部分。一个突出的例子就是场论物理学的引入，这项工作大部分是由法拉第和麦克斯韦完成的，它使物理学基础发生了全面的革命，而且从根本上取代了物理学的牛顿基础，它牢固地根植于有心力这一概念之中，并且为相对论物理学开辟了道路。尽管从那时起每一位物理学家都意识到，这一学科已经发生了极为根本性的转变，但是，在对经典物理学的这种大胆的改造中，却不含任何意识形态方面的成分。量子力学，“物质理论的历史中一次最为根本性的科学革命”（波普尔，1975，90），也是如此。量子力学革命没有任何意识形态方面的成分，海森伯的测不准原理并没有像几年以前的相对论那样抓住公众的想象力，这些事实使物理学家们长期感到困惑不解。值得注意的是，至少到目前为止，在我们这个时代伟大的分子生物学革命中，也并未含有任何惊人的意识形态方面的成分。
社会上对科学革命的第二种敌意，也许可以说是对科学的成果和应用的一种反应，而不是对科学本身的一种反应。由于许多民用技术和军用技术的迅速进步都是由新的科学或科学革命导致的，现在已经有了这样一种倾向，即把科学和技术看作是同一回事，甚至有人认为科学应对技术负责。这并非是一种全新的现象。在大萧条期间，以科学为基础的技术革新速度过快的增长，被认为应对所谓的因技术发展而导致的失业负责，以致于一度出现了一种“暂停科学”的要求。我们已经看到，对我们时代耗资巨大的空间计划，有些人提出了反对意见，其中这样一些人的反对尤为强烈：他们宁愿看到公众的钱花在改善我们的城市条件或从事其他的社会慈善事业上，而不愿把这些钱花在更新我们对太阳系和宇宙其他部分的知识上。而且，对于那些以最新的生物学发现和物理学发现作为其技术基础的武器，许多人已经表露出了一种显而易见的强烈关注。我们周围那些善良的女士和先生们，将会谴责污染和其他的环境恶化方面的现象，而且——也许对，也许不对——把这些恶果归咎于作为技术革新之主要动力的科学。还有如此之多的人认为，科学发展所经过的革命并非是乐善好施之举，而且对于“人类的条件”来说并不意味着真正的进步。
除了这类考虑之外，在科学共同体自身之中，有这样一种普遍的信念，即认为科学中的每一场革命都是一种进步。当然，总会有些顽固分子出来反对任何会摧毁现有的概念、理论和普遍信念的重要的革新。科学中的每一场伟大的革命都会在一些科学家中引起反对意见；其反对的程度和范围，甚至会被看作是反映革命性变化的深度的一种尺度。此外，每一位科学家都不会愿意他花了很多的时间和很大的精力学来的技能和专业知识变成过时的东西，从这种意义上讲，每位科学家在保持现状中都可得到一种即得利益。尽管对于变革会有这样一种出于本能的反对，但是，与在社会政冶系统中所看到的情况不同，科学系统中并不存在试图为保持事物的现状和压制科学中的革命运动而组织起来的保守党派。在科学中，你常常会看到激进分子和保守分子（甚至个别反对革命的人），而且，总会有这么一些人，他们更喜欢旧的方法和方式，而不喜欢新的。然而我认为，所有科学家都会同意已故的保罗·西尔斯记录下的对人文学科的一位同事的一段回答，这位同事说：“我想，你会把我看作是一个守旧的人，但我认为，细菌与疾病没有什么联系。”他回答说：“不！我并不认为你是一个守旧的人；我认为，你只不过是无知而已。”
由于科学革命会在科学领域中产生一种革新，而受其影响的主要是不同的科学家，因而非科学家并非一定要理解全新的科学。许多不同的科学家、甚至大部分科学家，尤其是其专业范围与革新无关的那些科学家，也许对新的科学理论难以理解。爱因斯坦的相对论理论就是这样的一个例子。曾经有过这么一种流行的说法，即只有8个人（或12个人）懂得相对论，这反映出该理论的所谓难理解性给人留下的深刻印象。可是，它对于公众而言的那种难理解性，既没有影响科学共同体对相对论的承认，也没有影响大众们提出这样一种看法，即爱因斯坦是一个天才，他那难以理解的、革命性的理论，是20世纪最伟大的思想成就之一。
总的来讲，科学著作只是为了写给不同的科学家看的，与此不同，艺术、音乐或文学作品往往并非（当然也不排除）只是为了让艺术家、音乐家或作家欣赏或阅读而创作的。文学作品生来就是让大家读的，艺术作品生来就是让大家看的，而音乐作品生来就是让大家听的。此外，艺术家、音乐家和作家的生活，在相当大的程度上取决于有欣赏力的观众、听众或读者所付的酬金和版税。这是一种对创作领域中真正富有革命精神的那些人不利的情况，每当大众的口味可以决定创作领域中的可接受性准则时，这种情况几乎就会不知不觉地出现。当然，也有一些例外，例如斯特拉文斯基和毕加索的情况就是如此。一种总体上“全新的独创风格”，尤其是在艺术界，似乎已经使毕加索取得了普遍的成功，而且其成功的范围远远超出了公众对他的作品所能理解的范围。毫无疑问，在本世纪20年代，能够阅读、理解和充分欣赏詹姆斯·乔伊斯作品的作家和批评家的人数，与当时能真正理解爱因斯坦广义相对论的科学家的人数相差无几。不过，尽管许多科学家还不能把爱因斯坦的这一理论全部吃透，或者，尽管他们在阅读爱因斯坦的著作时尚不能轻松自如或完全理解，但爱因斯坦的结论却被他们接受并应用了。再看着乔伊斯的情况，他的作品只获得了评论界的称誉；而读者大众和大部分以写作为生的人并没有接受和应用乔伊斯的全新的改革，因为他们很难读懂他的《菲内根的觉醒》（这部作品在《变迁》周刊上连载发表时，曾被称作是“进步的作品”），而且，如果采用新的风格就会使作者脱离读者，这样就会妨害而不是改善他们的职业状况。
一些保守的社会（所有高度组织化和制度化的社会，从要自我保护这个意义上讲，本质上都是保守的），对科学中的革命活动的容忍程度已经并不单单限于容许其他形式的精神或艺术的创造性成就的存在，它们甚至还对其予以鼓励，这真是一种自相矛盾而且令人费解的现象。然而，一个有着极为激进的政治、社会或经济观点的男人或女人，就有可能遇到障碍（特别在涉及到就业问题上时更是如此），这些障碍会对正常的前途的发展产生妨碍作用，而且，这种人，作为一个持不同政见者，甚至有可能会遇到法律或国家的压制，不过，对于科学家来讲，一旦他或她最激进的观点取得成功，那就会获得特别的荣誉。科学是一种特殊的事业，在这种事业中，革命活动已经制度化了；这种系统不仅承认独创性并赋予它很大的价值（正如R．K．默顿告诉我们的那样），而且还给予成功的革命者大笔奖金并在社会方面给予报答。在文学、艺术或音乐领域中，极端的激进分子会被当作是先锋派的成员，而且他或她的观众、听众或读者有可能寥寥无几；与科学相比，这些创造性领域对于革命者既没有报答、奖金，也没有荣誉。此外，值得注意的是，尽管诺贝尔奖金定期地奖给那些做出过业已变得十分重要且确实具有革命性的贡献的科学家，但在文学界还不曾有过这样的奖励来奖赏那些有着类似的重要性和革命性且具有创新精神的作家，如奥古斯特·斯特林堡，亨里克·易卜生，马塞尔·普鲁斯特，詹姆斯·乔伊斯，或弗吉尼亚·沃尔夫等。
社会之所以愿意支持和奖励革命性的科学，甚至支持和奖励某种极端的通常难以理解的科学，其主要原因就在于，社会对于实际利益的期望是经常不断的，例如，希望生活得更健康更长寿，希望有更好的交通运输和通讯条件，有新的得到了改进的人造纤维，希望有效率更高的农业和加工业，希望日常生活中有更多的方便，国防事业中有更为完善的设备，如此等等。过去半个世纪的经验一次又一次生动地证明，越是富有创新性和革命性的科学，其实际应用的意义也就越为深远，影响也就越为广泛。
对科学革命的预见
尽管每一位科学家都会对即将来临的革命有所意识，但是，并没有什么明显的普编的迹象可以告诉科学领域中甚至最为敏锐的观察家，下一场革命将在那里发生、将采取什么样的形式。即使最有才华的科学家也无法精确地预见他们自己将会引起什么样的革命。（这正好与政治革命者或社会革命者形成了对照：政治革命者或社会革命者都有一个事先制定好的纲领，因而能把其革命活动对准精心确定下来的目标。）
在科学中之所以无法准确地预见革命将在哪里发生或它将由什么构成，一个主要的原因就是，不同的科学彼此都可谓是“艺术”。在一个领域中某项不可预见的革命性革新，也许会为某个别的领域提供手段，从而导致该领域取得惊人的进展。这是因为，某一科学领域中的革命性进展，往往依赖于其他科学领域中的革命，这种不可预见性是快速地按指数增加的。分子生物学的兴趣就是一个例子，尤其是DNA结构的阐释，它需要利用物理学中发展起来的一门技术——X射线晶体学。由于技术中最为迅速的变革往往来自基础科学中那些无法预见的革命，因而在技术的预测方面，尤其是对于技术领域中即将来临的革命的预测，也就有了一种按指数增长的不确定性。计算机科学家中流传着这样一种说法：在本世纪40年代末50年代初，计算机这门新兴专业的一位大专家曾预见说，只要有六、七台计算机就能满足美国未来的需要了，再多几台就能满足整个欧洲的需要了。尽管当时的计算机十分庞大，但最终表明，这个数字还是太小了。这位不知名的预见者难以预测到，在未来，一系列的革命（如固体物理学中的革命那样）竟然能完全改变计算机的大小、性质和功能。
科学中的革命是不可避免的，从这个意义上讲，它们也是不可抗拒的，至少，只要科学继续存在，情况就会是如此。当然，它们也许不得不等待，直到有一个特殊的富有革命精神的天才来点燃导火索。而科学家们，正如我们所说的那样，是不希望革命受到阻碍的。不过，这些革命的进度，或者，它们发生的频率，既可能减慢也可能加快。也就是说，有些因素，例如大规模的财政支持，能够加快科学进步的速度，能够使更多的领域向具有革命性的科学活动开放，因为这种支持能为研究提供更多的人力，能够制造或购买昂贵的仪器设备。开展野外调查，或考察、探险，进行观测，在科学共同体中建立起更完善的通讯系统，以及给那些富有创造精神的女士和先生们更多的时间进行思考（亦即，让他们从过去繁重的教学和管理岗位上解脱出来），所有这些都需要大笔的资金。有可能获得职业基金和用于培训研究生的奖学金，这种希望吸引着具有创造潜力的青年男女步入科学界。相反，资金匮乏不仅限制着购置和制造研究用的仪器设备、限制着考察的进行，而且还限制着人们外出和进行无拘无束的交流，以及对于进步来说必不可少的科学情报机构的中枢系统的活动。更为重要的是，缺少资金会使专业人数和奖学金的数额减少，并且会缩小用来招募下一代科学家的通信网。这种人力的减少，就会使富有革命精神的天才人物在恰当的时间位于恰当的位置上的可能性减小，从而直接减缓科学革命的速度。
科学革命概念的转变
今天，谈论科学革命、哥白尼革命、达尔文革命、计算机革命、信息革命等等已经不足为奇了。近年来，几乎科学技术中的每一个进步，都在每天的新闻报道中被描述成是一场革命。从某种程度上可以认为，这是因为在语言的使用中有些词使用得太滥了，但另一方面，这也是这样一个简单的事实的反应，即科学中已经发生了许多革命，而且还在继续发生着革命。在我撰写本章时，只要我向书房中的一个书架上瞥一眼就会看到十几本有关计算机的书，这些书的书名都有“革命”的字样。谁会否认已经有了一场计算机革命呢？
不过，即使到了20世纪，科学家和科学史家也并没有普遍认为，科学是通过一系列的革命而进步的。在本世纪上半叶，人们一般认为，科学中发生革命是极为罕见的事。相反，科学被看作主要是以一种渐进的方式发展的，也就是说，科学是通过一个累积的过程而发展的，在这个过程中，一个小的发展或增长，多少有点规律地随着另一个进步或增长的发生而出现。按照这种模型，比通常增长量大很多的发展，例如与牛顿、拉瓦锡、达尔文、卢瑟福或爱因斯坦等人的活动相当的进步，也许可以说是构成了一场革命；革命的发生，也有可能是一个又一个本身很小的进步累积而成的。然而，如此重要的科学领域中的重组活动，即使有人认为它们的确发生过，其发生也会被认为是极为罕见的。
乔治·萨顿，科学史这一学术研究领域的主要奠基者之一，并不是一位科学革命的伟大信徒。他甚至这样认为，其实只是我们肤浅的“对科学进步的第一印象”告诉我们，科学是通过不连续的巨大发展而前进的。这些巨大的发展像一组“巨大的楼梯，每一级巨型台阶都代表一个必不可少的重要发现，即那些几乎是骤然之间就使我们到达了一个更高的水准之上的发现。”他说，当我们“作出我们的分析时”，我们发现，这些大的进步……可以划分成较小的进步，而那些小的进步还可以划分成另外一些更小的进步，直到最后，这些进步似乎完全消失了为止（1937，21－22人许多科学家和史学家们都同意这一点；卢瑟福（1938，73）说，“并非任何一个人都会理所当然地做出一项惊人的发现，”这段话实际上充分地再现了R．A．密立根的这一粗暴的论断——科学中发生革命是极为罕见的事。萨顿的分析使他确信，科学所具有的积累性是它的一个主要部分；事实上，他（1936，5）断言，科学只不过是“实实在在地积累和渐进着的”人类活动——J．B．科南特（1947，2O）和其他一些人也都赞同这一看法。在许多分析家看来，科学中的革命，倘若确实发生的话，那么一定像社会政治领域中那些伟大的革命一样，是一些并不常见的事，‘包们只是偶而地打断一下在其他方面均为“常态的”有规律的或渐进式的发展。
1962年，T．S．库恩的《科学革命的结构》一书，从根本上改变了我们对科学变化的看法。没有几本科学史方面的著作曾经引起人们如此巨大的兴趣和持续这么长久的讨论。甚至那些并非在所有细节上都同意库恩的分析的人，也不得不承认，科学的发展并非必然就是一个积累的过程，科学中存在着一些大的革命，在这些大的革命之间还有一些较小的革命，革命的过程是科学知识增长模型的一个组成部分。
在其具有创新性的研究中，库恩并没有阐述一般的历史，而是根据与库恩所说的“常态科学”交替出现的一系列革命，阐述了科学变革的社会动力学。库恩图式业已适用于多种不同的领域，如历史政治学理论，科学和公共政策（生物医学知识的应用除外），除了适用于历史、哲学和科学社会学以外，它甚至还可以用来说明现代大学的性质问题。人们对库恩大胆描述的一个主要反应，就是对他分析的某些部分提出了怀疑，并指出，他的图式并不是普遍适用的，它只适用于某些科学、或某些特殊的时期或特定的事件。人们对他的专门术语（即著名的“范式”这个词）的确切含义，也不得不提出疑问（或者说，不得不对这个术语含义的模糊性和多重性加以探究）。在涉及到科学变革时使用革命这一概念是否合宜，对此已经有人提出了疑问。这些问题以及库恩的贡献将在本书第2章和第26章中进行讨论；这里只需认识到，在有关科学的过去、现在和未来的讨论中，库恩对对于革命这个概念的推广使用有着引人注目的影响。
翻一翻任何有关当代科学史的著作或文章，看一看世界各地的杂志中赋予科学革命无处不在的名声，就可以了解到，本世纪扣年代以来事态是如何变化的。自1962年以来，大批专门论述17世纪科学革命的著作问世了。其中有5本［作者分别是巴萨拉，里格希尼-博内利和谢伊，布洛，卡尼，以及罗西］涉及到编年史，而且所有这些书，其大部分内容都是不同领域中尝试定义、解释或分析科学革命原因的那些学者所作论述的摘录。在这几本书中，乔治·巴萨拉编的那本书讨论了现代科学兴起的“外在因素和内在因素”；在这里，编者“有意地避开了‘科学革命’这个术语，而使用了一个不那么讲究但更为精确的短语‘16世纪和问世纪科学的兴起。’”在第15届国际科学史大会上（爱丁堡，1977），讨论哲学、方法论和历史的第11小组中，每6篇文章中就有1篇涉及到革命问题。
在大量的而且还在不断增长的有关科学革命的文献中，在对这一课题几乎每一个可以想象得到的方面的研究和分析中，几乎无人提及这个概念的历史。刘易斯·福伊尔的著作《爱因斯坦和科学时代》（1974，241—252）则是个例外，这本书例举了把革命这个概念用于科学之上的一些例子，这些例子主要是19世纪末和20世纪的。倘若事实上科学史家并非大都以忽视他们自己的学科和专业的历史而著称的话，那么，科学史家对这一论题的忽略或许更会令人惊讶（参见萨克雷和默顿1972；萨克雷1980）。
本书的目的就是要填补文献中的这个空白——在科学家、哲学家和史学家构想出的科学变等的道路上，探索四个世纪以来诸多变革的由来。在许多情况下，那些使用“革命”这一术语的学者们，心中所想的恐怕不是别的，只是用一个历史的比喻来表示某一伟大的转变，或某一项确实很有意义的发明。这也是一种印象主义的并且带有个性色彩的用法；我怀疑，学者们在论及科学中的革命时，心中所想的是否总是它与某个特定的社会革命或政治革命相类似。不过，我们将考察许多实例，它们表明社会革命和政治革命的理论对科学革命概念的改变产生了强烈的影响。我们还将看到，这些概念是怎样受到学者们所生活的时代中实际发生的社会革命和政治革命的进一步影响的。
例如，在世界许多地方，那些具有革命性的科学，其形象都受到人们对1917年俄国革命中产生的布尔什维主义的厌恶的影响。在18世纪，拉瓦锡尚且可以把他的化学革命与法国正在进行的政治革命相比较，当时，法国革命正处在波旁王朝的君主专制制度的更迭这样一个较为温和的阶段；然而不久，当革命的过火行为进入了恐怖时期时，这种比较就失去了它的那种意义，而拉瓦锡本人也在断头台上一命呜呼了。生活在18世纪后半叶的英国史学家，在考虑光荣革命甚至在考虑美国的独立战争时，大概非常有理由把革命看作是温和的，是对恢复英国人的某些自然权力起到了一定影响的。不过，这样的史学家也必须合情合理地承认，法国大革命是有害的一大灾祸，因为伴随着它的是更为狂热的社会暴力活动，它对业已建立起来的秩序的破坏也更为彻底。这不像是一个理论上的例子，因为它把爱德蒙·伯克的观点准确地描述了出来。
当前的一种观点为革命概念随着时间的推移而变化提供了一个关键性的例子，这种观点认为，科学革命也许已经延续了一个世纪，甚至延续了三个世纪，即从1500年到1800年（霍尔，1954）。这不仅使得这场科学革命成了有历史记载以来持续时间最长的革命，而且，它也许还暗示着一种与光荣革命、美国独立战争以及法国大革命等模式完全不同的革命概念。也就是说，现在流行的有关科学革命的观点，在有意或无意地使用着这样一种革命概念：这种概念显然不是通过从一组假定的政治革命和社会革命的原则和实践中进行抽象、并把它们原封不动地用于对科学增长的思考之上得来的。
无论一种给定的有关科学变革的观念是受社会政治理论或社会政治事件的影响，还是受其他外部原因的影响，我们都可以胸有成竹地说，它总要受到科学发展本身的影响——即总要受到使科学家们对其领域的认识、或者使其专业中的实践一天天发生戏剧性变化的那些理论、发明或系统阐述的影响。从对科学变革的本质毫无认识的时代到亲眼目睹科学变革的时代，史学家、哲学家或科学家对科学变革究竟有什么看法，我们尚无法充分了解。只有在将来的某个时候，我们才能够正确地评价：更大的社会范围内的那些看法和事件是以什么样的方式影响了对这些事件的解释的。出于这个原因，本书把相当大的篇幅集中在具体的科学发展的各个阶段上——亦即对一个理论被构想、被讨论、被反对、被改造、直到最后被承认有可能导致有关自然界的一种革命性的新观点为止这一过程的各个阶段，进行探索。简而言之，本书不仅要讨论科学革命的概念，而且还要展示一些实际发生的科学革命事件的主要特点，对于这些事件来讲，革命这一思想是完全适用的，并且，这些事件还倒示了不同世纪中科学革命的典型。
本书的主要内容，就是论述17－20世纪科学革命这一概念的编年史和这一概念前后相继的变化情况；我从这四个时期的每一个当中挑选出了一些主要的革命事例进行说明。我之所以选择这些革命的事例，或者是因为它们本身固有的历史重要性（例如哥白尼革命、牛顿革命、达尔文革命以及爱因斯坦革命等事例那样），或者是因为，它们与阐明或例证我所说的所有科学革命的主要特点有关联。
我并非只是以我自己的个人评价，甚至也不仅仅是凭借与合格的历史学家保持一致，去断定哪些历史时期构成了科学上的革命时期；我是以历史证据作为依据的，我既要依靠历史事件的参与者和同时代的目睹者们的判断，也要对延续下来的传统加以考虑。例如，以下这些均为历史事实：在18世纪初，丰特奈尔明确地指出，微积分的发明是数学中的一场革命；1773年拉瓦锡宣布，他的研究纲领将导致一场革命；1859年，查理·达尔文为赖尔的地质学革命而欢呼，并且预言，如果人们接受他本人的思想，那将引起一场“相当可观的自然史革命。”同时代的文献表明，拉瓦锡和达尔文的彻底改革以及相对论和量子论，很快就被公认为是场革命。此外，今天几乎所有的科学家和科学史家们对过去都有这样一种一致的看法，即所谓革命就是对科学思想进行一些重大的重新组合。当然，这种意见的一致并未使这些事件成为革命；我们将在第3章看到，那些追加的检验可用来帮助我们确定，什么可以看作是革命，什么则不行；我们还可以（在第2章中）看到，革命思想发展过程中那些截然不同的阶段，就是科学革命是否确实发生了的象征。除了这些问题之外，人们对于全面的历史记录不可能存在什么争论：它表明，在现代科学开始进入成年时起至今的大约300年间，科学发展中的那些重大事件在思想上和实践中都被看作是革命。本书的主要任务，就是对那些事件、对把它们视为革命的那些说明加以描述和分析。
科学革命的定义问题
给“革命”下定义这个问题，困扰着几乎每一个有关政治革命和社会革命的讨论，在有关科学革命的文献中也渗透着这个问题。我并不想在本书中展示一种严格的“革命”定义或“科学革命”定义，尽管我讨论了所有科学革命都具有的一些特征，例如，它们发展所经历的几个阶段、可作为证据来验证它们是否发生过的检验标准以及革命性变革产生时思想观念的转变等。虽然，对于我在本书中视作革命并加以论述的例子，人们也许不会有什么不同的意见，至少在所有相信确实存在着科学革命的那些学者们当中是如此，但是，对于如何精确定义所有这些革命共有的特点，大概就没有一致的看法了。有关革命由什么构成以及革命如何定义的讨论尽管与历史有关，但它毕竟是哲学问题。我知道我自己不是一个哲学家，而作为一位史学家我总是小心谨慎控制住自己，不去喋喋不休地妄加评论。在彼得·布赖恩·梅达沃和琼·梅达沃所著的《亚里土多德到动物园：哲学家的生物学词典》中，有一段关于定义的讨论（198，66）很有启发性：
在那些规范的语境中，定义是无比重要的，例如在数理逻辑中，定义就是用一种符号代替另外一种或另外几种符号的规则，但在日常生活中，在诸如生物学这样的科学中，强调定义的重要性就是言过其实了。事实决非是：如果全部专门术语未曾作过精确的定义，那就谈不上进行论述了；真若如此，也就不会有生物学了。精密科学如数学、理论力学、理论物理学以及天文学和部分化学领域，都有着源远流长的传统，而定义在传统中已经变得至关重要了。在这一点上，生命科学与它们不同。不过，倘若并非所有的科学都需要精确的定义，那么无疑也就没有理由去坚持，科学史必须像是科学的一个组成部分而不是别的。
有据可查的资料表明，“revolution”这个词最初是作为一个精密科学的专门术语流行于世的，长期以来，它在这个领域中曾经有过（而且现在仍然有着）一种与“突然的戏剧性变化”截然不同的含义。Revolution这个词的意思是重复（如一年四季那样的循环运动），或者涨落（例如潮汐的运动）。因而在科学中，revolution意指所有永恒的变化，无休无止的重复，以及可作为完全重新开始的起点的终点。这就是我们会想到的“行星在它们的轨道上运转”这类短语的含义。无论如何，“科学的革命”或“科学中的革命”这类措词，却不具有这种连续性或持久性的含义；相反，它所指的是，连续性的打破，已经可以承前启后的新秩序的确立，旧的、为人熟知的事物与新的不同寻常的事物之间的分水岭等。历史学家的任务就是查明一个含义为持续性和重复发生的纯科学术语，在何时和怎样转变成了一个表示政治和社会经济事物中的剧烈变化的词语，进而去发现，这个异化了的概念以何种方式反过来又被用于科学自身。这组转变决非只是一种术语用法上的变更。它表明，在我们对人和社会活动的分析中，在我们心目中的科学家和科学活动的形象之中，已经发生了一种深刻的变化。
从18世纪到我们这个时代，许多科学家都在其著述中把他们自己的创造看作是革命，但是哥白尼和牛顿却没有这样做。牛顿及其前辈们之所以没有承认自己的事业是革命性的，其部分原因在于，他们的工作是在“革命”这个词普遍应用于科学领域之前完成的。不过，还有更深一层的理由；在现代科学最初100年左右的时间里，许多伟大的富有创造性的科学家们，更愿意把他们自己看作是古代知识的复兴者或重新发现者（与他们同时代的人甚至也这样看），他们甚至认为自己是改善和扩展知识的革新者，但不认为他们自己是我们今天通常所说的那种革命者。
18世纪初，在丰特奈尔认识到数学中已经发生了一场革命后不久，牛顿的《原理》就被看作是构成了物理学中的一场革命，又过了没多久，罗伯特·西默宣布，他已经发动了一场电学革命。这些事件发生时，政治意义上的革命还有着一种温和宽厚的内涵。以后，法国大革命走向了极端，进入了恐怖时代，以至于“革命”变成了一个与其说是表述飞速发展的词，莫如说是一个令人毛骨悚然的词。曾因参与法国大革命而受到政治迫害并于1794年移居美国的约瑟夫·普里斯特利，为我们说明了18世纪末人们对革命的态度是怎样发生变化的。在给与罗伯特·富尔顿共同研制汽船的政治家、发明家R.利文斯顿的一封信中，普里斯特利对他的这件收信人“在纸的制造方面最有价值的发现“表示祝贺（斯科菲尔德1966，300）。“如果您能成功地把纸漂白，”普里斯特利写道，“您将在整个造纸业中引起一场革命。”此信写于1799年，普里斯特利没有忘记当时人们对革命的普遍反感，所以他马上加了一个注释表示歉意，他说，利文斯顿的创新决不能“在此时此刻被称之为革命。虽然它很值得称赞，但这样说只能使它名誉扫地。但是不管怎样，这种说法对我来讲还不是不可接受的。”
19世纪《共产党宣言》的发表，1848年的革命，以及第一国际的成立及其世界革命的计划等，使得那种认为急剧的变革是与暴力活动联系在一起的思想又死灰复燃了。由于革命的负作用在生活于19世纪50年代的大部人的心中造成了不良影响，因而，英国和爱尔兰的科学家如达尔文和汉密尔顿等把他们各自对科学的重视称之为旧的温和意义上的革命（仿佛新的政治上的迫切要求对科学变化的形象没有什么影响似的），也就不足为怪了。在欧洲大陆，科学家的反应却截然不同。
在20世纪，俄国革命这一充满了戏剧性的事件，以及可能即将来临的世界共产主义的幽灵，使有些人，其中有些是科学家，有些不是科学家，被例如爱因斯坦的相对论这样的所谓激进物理学的“布尔什维主义”惊呆了。毛泽东的学说和中国革命以及后来出现的“文化大革命”与我们这个时代相隔不久。他们又使革命活动的概念和形象发生了变化。
政治革命与科学革命的比较
自问世纪以来，政治理论和伴随有急剧的社会结构变革的政治事件，对科学革命的概念有着深刻的影响。因此，了解以下问题也许是不无益处的：哪些政治革命（和有关的理论顺特有的性质，在今天我们大部分人公认的科学革命概念中得到了体现？哪些被证明是不适用的呢？对这两种类型的革命的比较将会表明，这二者比我们最初所想象的更为相近。（后面的补充材料1．1为读者提供了一些资料，它们说明，在历史上人们是怎样看待政治革命与科学革命的比较的。）
所有政治革命共同具有这样一个特点，即含有“新”的因素，正如汉纳·阿伦特（1965）坚持认为的那样。“现代的革命概念，”她写道，与“历史过程会突然再现这一看法有着密不可分的联系。”因此，革命意味着“一种全新的局面、一种鲜为人知或闻所未闻的情况即将呈现出来。”然而我们将看到，在科学革命中，新与旧之间的转变存在着某些中间环节。在政治革命中也存在着这种联系，尽管这种联系也许不那么密切。不过，看来与常识相矛盾的是，这种特点并不会使科学革命或政治革命的作用的强弱和影响的大小受到损害。
很明显，在确定某一系列的事件是否“真的”构成了一场革命时，必须对新事物的深度和广度作出判断。也许，正如佩蒂（1938，ii）所指出的那样，从法国大革命和俄国革命这样的“伟大革命”到“麦克佩斯谋杀邓肯一世这样的宫廷政变”，都有着一个连续的阶段。然而在其他人眼中，coups d'etat或宫廷政变也许会被看作是“反叛行为”，它们不包括任何根本性的政治的（即政治制度的）或社会的变化。因此，从某种程度上讲，指明某一特定的事件为革命，不仅依赖于判断变化种类（是否有政治制度的变化）的客观标准，而且还依赖于个人对变化程度的判断。这后一个因素有碍于任何对革命作出普遍适用的定义的尝试。
凡是研究科学革命的人很快都会发现，这些事件也像社会革命、政治革命以及经济革命一样，有着不同等级，按其重要性可以分为重大的革命和小型的革命。有些大规模的变动，使得某一门学说全都受到影响，不仅如此，有的影响甚至波及到其他学科的解释模式和思维模式，例如像达尔文革命或相对论和量子力学革命所表现出来的那样。另外还有一些较小的革命，它们也许只对某一门学科的一部分有着非常深刻的影响，但并不影响这一门学科的整体思想或其他学科的思想；主要由威廉·冯特促成的新实验心理学基础中的革命，就是一个例子。乔治·盖洛德·辛普森（1978，273），在评论大陆漂移理论初期所面临的反对意见时，试图确切地划分革命的等级，在评论中，他把“物理地质学”中的这一变化称之为“较大的次等革命。”读者们会发现，这种说法令人费解，因为辛普森并未解释那些可能造成“较大”革命或“次等”革命之分的细微差别，他也没有指明在较小的革命与较大的次等革命之间或许存在的那些差别。这种把革命分成不同等级的倾向，早在18世纪就开始出现了，当时，天文史学家J．－S．巴伊讨论了一些大规模的革命，如他所认识到的由哥白尼、牛顿导致的革命；他还讨论了伴随着新的观察仪器被采用而出现的较小的革命，这种情况有可能导致一种新的思维方式或一种新的知识基础。
新的仪器也有可能引起大规模的革命性影响，望远镜的发明所带来的影响就是如此。在其笔记和其著作《星际信使》（1610）中，伽利略记录了月球上的山脉，从而确证了——用他的话来说——“月球像是另一个地球这一古老的毕达哥拉斯派的观点。”作为一个坚定的哥白尼学说的信徒，伽利略不知不觉地从他所观察到的月球阴影区内的光亮点和黑斑中，得出了有关月球表面情况的结论，他设想，月球的表面与地球的表面是相似的。当他通过新发明的望远镜注视月球时，他“看到了”与地球上类似的情况（参见科恩1980，211一215）。伽利略发现，木星有四个卫星，这一发现对天文学来说是一项重大的成果。地球怎么能以惊人的速度（大约每秒20英里）围绕太阳运动而又不失去其月球呢？在伽利略时代，这个疑难问题成了反对地球有可能沿轨道运行的一项有力的证据。伽利略也许永远解决不了那个难题，但是他发现，木星在运动时并未失去四个卫星，这就使那种认为如果地球运动就不可能不失去其卫星的反对意见不再有什么说服力了。随后伽利略发现，太阳上有黑子而且太阳也在自转。他观察到，金星也像月球一样有不同的相位，他从金星的相位与其外观大小之间的对应关系中推出这样一个结论：金星在围绕太阳运行，而不是围绕地球运行。他还发现，许多“星云状物质”只不过是一些很模糊的星星的集合物。这些星星，人的肉眼是觉察不出的，而天空中还有无数颗星星，它们在望远镜发明以前从未被任何人看到过。
天文学从来就不是一成不变的。不过，天文学中的这些革命性转变（包括对托勒密体系的错误所作的直观说明在内），并非是由望远镜“导致”的，而是由伽利略精神导致的。伽利略吸收了哥白尼学说，并且通过望远镜进行了观察，在此基础上他得出了一些非正统性的结论，而伽利略精神正是这种结论的产物。望远镜使天文学的数据库在种类、规模和范围方面发生了巨大的变化；然而这些数据内部和它们自身并没有构成一场科学革命。
对计算机来讲，情况就不同了，计算机像概率和统计学一样，已经对科学的思维和理论的形成产生了根本性的影响，为世界气象学提供的那些新的计算机模型就是一例。这就是说，伽利略通过望远镜使数据发生的变化，是需要放弃传统的理论并接受新的理论的，可是，它们对理论与实验数据的相关方式并没有产生根本性的影响。与此形成对照的是，概率的引入导致了一种新的理论——事实上这是一门新的科学，在这种理论中，因果—一对应的传统基础被一种统计的基础取代了。计算机的使用也是如此，因为逻辑上相关的命题和形式数学陈述已被综合的计算机模型取代了。
除了新以外，科学中的革命与社会政治革命都具有的另一个特点是改宗现象（有关改宗问题的讨论见本书第30章）。有一个例子足以说明科学改宗者的革命热情。1596年，在《宇宙的奥秘》（1981，63）一书初版的前言中，开普勒描述了他改信哥白尼天文学所经历的几个阶段，对这个问题，他在该书的头两章又进行了详述。他相信，上帝已经给他指明：哥白尼体系为什么会创造出来，它是怎样创造出来的，为什么只有6颗行星而“不是20颗或100颗”行星，以及为什么这些行星位于它们各自的轨道上，为什么它们有着它们所显示出的那样的速度，等等。以后，他用我们今天所说的开普勒第三（或和谐）定律进行了解释。可是在1596年，他正在着手证明的是，创造了世界并且管理着宇宙的秩序的上帝，早已考虑到了“自毕达哥拉斯和柏拉图时代以来为人们所知的5种规则的几何体。”后来他写道，他对哥白尼的日心说体系怀有“这样一种敬意：既然我已经在我的内心深处证实它，而且，既然我注意到它具有无可置疑和令人欣喜若狂的完美特点，我就应该当着我的读者们的面竭尽全力为它辩护。”
政治革命与科学革命的比较并不限于热情这类内在因素的范围。例如，每一场政治革命都有一系列的与接管权力机构有关的武力活动，这是它们的主要特点。查默斯·约翰逊（1964，6）则明确地指出，“那些并非由改变体制的暴力行为而引起的”剧烈变革，“就是其他形式的社会变革的例子。”虽然人们通常也许不会认为科学革命中包含着暴力活动，但是，科学中许多伟大的革命业已显示出了一种与实际推翻一个政府相类似的活动模式。在一场科学革命中，往往会有一系列这样的活动，通过这些活动，可以获取对科学界和教育部门等的控制，并控制住科学院、科学实验室以及那些负责政策制定、财力分配的重要的科学委员会中的权力宝座。这一点在苏联非常富有戏剧性的李森科革命中可以看到，在这一革命过程中，正统的（西方的）遗传学的势力被击溃了。李森科及其追随者控制了苏联科学院的遗传学部门和农业实验站系统。他们重写了教科书以适用他们那些新的非正统的观点，而且，他们还对整个遗传学的教育和实验系统作了重新安排。这些革命者把所有拒绝恪守这条新的革命路线的遗传学家甚至科学院院士从其岗位上赶走了。苏联很有影响的遗传学家N．I．瓦维洛夫虽是苏联科学院院长的兄弟，但也销声匿迹了；事实上，1943年他去世的时候，并没有发表官方的讣告来说明他在集中营的最后岁月和最终死在集中营里的详细情况和具体的日期。
在2O世纪30年代的纳粹德国，纳粹党人不仅把犹太人免了职，而且还批准进行一场革命运动，去清除德国科学界中的“非雅利安人”或过多的理论思维的污痕。这场运动的两个领导者就是，诺贝尔物理学奖获得者菲利普·勒纳德和约翰尼斯·斯塔克。在希特勒的统治下，斯塔克试图整顿并扩展德国的物理学界，但是他受到了以麦克斯·冯·劳厄为首的一些勇敢而正派的人的反对，其中有麦克斯嘈朗克，阿诺德·索末菲，以及维纳尔·海森伯等，斯塔克把他们称作是“科学中的白种犹太人，”“爱因斯坦精神的总督”（参见赫尔曼1975，615）。勒纳德是斯塔克的老师，也是他的朋友和同事，勒纳德还是一位极端狂热的爱国者，他坚信，一个“被缴了械的民族”就是一个“耻辱的民族”（赫尔曼1973，182）。在德国科学家和医生1920年的年会上，勒纳德与爱因斯坦进行了公开的辩论，勒纳德“猛烈的恶意攻击”和他“毫不掩饰的反犹偏见”使得这场辩论格外引人注目。早在1924年，勒纳德在结束他关于物理学的一次学术讲演时，把阿道夫·希特勒吹捧成“一个具有清醒头脑的真正哲学家。”他成了希特勒的首席物理学权威，并且出版了一部四卷本的关于实验物理学的著作，题为《德国物理学》（1936-1937），他把这部书定义为“雅利安物理学”或“雅利安人的物理学。”他说：“科学……是由种族决定的，是由血统决定的。”“德意志物理学”组织，有官方的纳粹党人做其后盾，但除此之外它从来没有像李森科及其追随者在苏联的遗传学领域所做到的那样，获得对德国物理学的全面控制。只有少数几个同行加入了斯塔克和勒纳德的行列，而他们的“努力，除了对第三帝国的支持以外，没有留下什么成果”（赫尔曼1973，182；拜尔琛1972）。
当然，由于政治势力而导致的科学变革，并不仅仅限于20世纪的苏联和纳粹德国的集权主义。我们会发现，笛卡尔主义的势力在不同阶段对法国科学界从思想到机构的控制，也许就是一个早期的例子（萨顿1982）。富有革命精神的笛卡尔主义者，为了扩大势力，在可以想象得到的每一个阶层，与代表传统力量的耶稣会会员和他们的学校、与教会及其巴黎大学、并且与亚里士多德主义者进行了斗争。他们获准参加了一些有影响的沙龙的活动，并且最终，从知识分子中吸引了一批追随者。不久之后，笛卡尔主义者控制了学校（中等学校和耶稣会会员的私立高等学院）以及大学。笛卡尔主义者在巴黎科学院中有一个强有力的代言人，这就是科学院的“常务秘书”丰特奈尔，他不仅是一位坚定的笛卡尔主义者，而且还撰写了一部论述笛卡尔的宇宙涡旋（“旋风涡”）体系的重要著作。雅克·罗奥是一位著名的笛卡尔的追随者，17世纪后半叶，他的综合教科书取代了传统的著作，并且成了标准的科学知识的来源；这部教科书被印刷了一次又一次，并且被译成数种不同的语言。
1687年，伊萨克·牛顿提出了新的富有革命性的科学理论，很明显，该理论所要打败的真正敌人并不是亚里士多德主义者和经院哲学家，而是笛卡尔主义者及其以涡旋说为基础的物理宇宙学。牛顿在其《原理》第二篇的结论中指出，笛卡尔的假说“是完全与天文现象相抵触的”，它所导致的是一场“混乱而非对天体运动的理解。”不过，这还不足以驳倒笛卡尔主义者以及其他一些人；一场主动的游说不得不在许多战线上同时进行。首先是明确地寻求政府的支持，这场运动是在牛顿向是家学会及其支持者詹姆斯二世国王呈送他的《原理》（第一版）时发起的。埃德蒙·哈雷知道国王对海军事务感兴趣，他就为国王写了一个专门的说明来介绍《原理》中讨论潮汐运动部分的内容（参见科恩和斯科费尔德1978，&5）。由于教会在涉及思想的各个领域有着如此强大的势力，所以，牛顿主义者想要控制新的玻意耳讲座（这是根据化学家和自然哲学家罗伯特·玻意耳的意愿设立的），当时，该讲座由伦敦教会组织的八场证明基督精神的布道组成（参见格拉克和雅各布1969）。这些讲座立即就成了解释牛顿科学的重要媒介。
牛顿主义者遵循了罗奥所选择的路线，他们推广通俗的介绍新科学的讲座，并且广泛地进行示范以便使这门学科的内容更合乎人们的口味，更易于人们理解。威廉·惠斯顿和J．T．德扎古利埃都是牛顿理论的倡导者。牛顿则利用他个人的影响，在一些重要的大学里用信奉牛顿学说的教师取代了信奉经院哲学的教师和信奉笛卡尔学说的教师。不久就出现了一个强大的牛顿学说网，其中包括爱丁堡的科林·麦克劳林，剑桥的罗杰·科茨，牛津的戴维·格雷戈里，另外还有其他一些人。为获得对教科书的控制，牛顿的信徒塞缀尔·克拉克给他所翻译的罗奥论自然哲学的著作加了一个批评性说明。正是这位克拉克，在与莱布尼兹的著名论战中，为牛顿进行了辩护。最终，罗奥的论著变成了假借已被修正了的笛卡尔主义的名义传播牛顿的自然哲学的重要著作。牛顿的其他信徒们则撰写了新颖的教科书。最后，在牛顿夫伦敦担任造币厂督办的时候，他被选为皇家学会的会长，他利用这个职务可以确保这家机构去参与为确立牛顿哲学地位所做的斗争，并且在与莱布尼兹关于谁先发明了微积分的争论中捍卫牛顿的领先权。
这些例子，绝大部分是从成功的或部分成功的革命中选出来的。当然，除此之外还有一类情况，即革命失败的情况。在政治领域中，失败的突出例子有1848年的革命和俄国1905年流产的革命。科学家和科学史家一般都不谈失败的革命。也就是说，他们倾向于只用“革命”这个名称去命名那些实际已取得成功的运动（参见第2章）。还不曾有人写过一部科学失败史。这也是革命问题的一个方面，在这方面，科学活动显然不同于政治活动和社会活动。
政治革命或社会革命与科学革命不同的最后一点，就是目的。从某一种意义上讲，这两种类型的革命都有一个特定的狭义的目的。例如，牛顿革命的目的，就是建立一个新的合理的力学系统，在此基础上，人们就可以追溯和预见地球和空中所观察到的现象。这个目的的实现是以质量、空间、时间、力和惯性等概念为出发点的，而已它还包含着万有引力概念。这看起来与创建某一种社会这类目的有些相似，例如，在创建一种社会的目的中，可能就包含着经济上机会均等、政治自由、建立议会体制或代议制政府等等要求。真正的区别在于，在大部分政治革命和社会革命中，目的被说成是即刻便可以达到的。比如，毫无疑问，俄国革命的目的就是建立一个共产主义国家和无阶级的社会。这个目的的实现，从未被看作是一系列无止境的政治革命和社会革命的前奏；一旦这个理想的国家建成了，以后也就没有革命的必要了。然而科学的发展，尤其是问世纪和18世纪革命时期过后的发展，使我们预料到，科学将要进行一系列连续的没有终点的革命。在这里，不存在这样一个最终的特定的目标：一旦它实现就意味着不再会有革命发生了。举例来说，牛顿的信徒就充分意识到，还有些领域，比如化学。光学、热学以及生理学领域，十分需要进行一次科学革命。甚至在地球动力学和天体力学领域内，太阳和地球的同时运动过程中月球的运动，仍然是一个尚未解决的疑难问题。在科学中，一次成功的革命也就为进一步的革命制定了一个革命的纲领，而一场政治革命和社会革命（至少在理想上）则有一个最终的革命希望实现的纲领。
革命性科学与社会
科学革命在社会中所起的作用与政治革命或社会革命的作用是完全不同的。通过策划或宣传推翻业已建立的社会秩序或政治制度、提出一种可以付诸实践以至有可能导致一场社会革命或政治革命的理论、进而参与一场革命运动，社会上的或政治中的激进分子对现行的社会秩序或政治制度构成了威胁。因此看起来，社会中的或政治上的激进分子，对于我们的生活方式、我们政府的体制、我们的价值系统是一种直接的潜在的危险，甚至似乎会给我们的家族系统、我们的家庭、我们的财产和我们的职业带来危险。对于“富人”和“穷人”来说，显然，这方面的讨论的确与富人更有关系，不过，即使穷人也可能希望在现行的制度中（哪怕是在很小的范围内）取得成功并成为富人，因而避开革命运动。另一方面，科学中的激进分子对科学中现行的知识结构或状态构成了直接的威胁，但并没有在整个社会范围内构成威胁。当然，科学的确会对一般的男男女女的生活产生影响，不过，这种影响往往只限于一定的程度，并且，这种影响不是直接的而是间接的，是一些实际应用带来的结果。以聚合物化学这门基础科学为例，这门科学本身对社会并没有什么影响，但是，把它用于生产人造纤维，这门科学便对我们的生活方式、我们的经济体系、以及可能的就业情况的重新安排产生了巨大的影响。对于雷达、超音速飞行、核动力、战胜疾病以及探索空间等等来说也是如此。科学革命实际附带的成果，就是技术革新，随之而来的是旧的职业消失和新的职业可能出现。
然而，有一些革命思想却遭到普遍反对，因为从某种程度上讲，它们似乎威胁着一些对于社会秩序十分重要的信念。达尔文的《物种起源》（1859），在外行的读者中，甚至在一些科学家中，引起了很大的敌意，我们应当看到，这种敌意从本质上讲是没有科学根据的。并非整个世界真的关心这些技术性的问题，例如：物种的变化、由来和稳定性，自然选择、生存斗争、或适者生存等等，至少人们并不关心这些表述适用于野生的动植物还是家庭培育的动植物。不过，对宗教界而言，达尔文进化论的内在含义的确令人烦恼，因为它对《创世纪》头几页中有关创造物的说明提出了怀疑。人与猿有着共同的祖先，人在自然界中并不具备自有历史记载以来所有的哲学和宗教给予他的那种独一无二的地位，这些戏剧性的论断使许多人有了一种名副其实的苦闷感。科学革命的这一方面——亦即它们对严密的科学领域之外的男人和女人们的思维活动的影响，被称作是意识形态的组成部分。
哥白尼学说的内在含义，即人类及其所居住的地球在宇宙中的中心位置被别的星球取代了，也是一个革命性科学思想中含有意识形态成分的有趣的例子。看起来，当人们被告之：他所居住的行星已经被从一个固定的中心位置上移走了，它只不过成了（用哥白尼的话说）“另一个行星，”而且从物理上讲，成了一个相当不起眼的行星，此时此刻，对他的自尊心肯定是一个实实在在的打击。约翰·多恩（他大概还没有信奉那些支持或反对那种新体系的最为简洁的、专门的天文学论证）写道，没有一个固定的位置，地球就会丢失，而且人甚至不知道到何处去找它：“所有的内在联系都不复存在了。”马丁·路德对专业天文学（即使有所了解的话）了解的并不多，然而，甚至在没有阅读哥白尼所写的任何东西时，他就对哥白尼思想产生了强烈的反感。
哲学家、神学家、政治学家和社会学家，以及受过教育的男人和女人们，在考虑整个物理宇宙和自然界，考虑“自然规律”、宗教或宗教信仰的基础、以及上帝的本质甚至政府的形式时，他们的思想方式也会受到牛顿革命的影响。不过，哥白尼思想也许最终超越出了严格的科学范围之外，其影响比牛顿思想更大，这是因为，那种以为人在宇宙中有着独特的地位、而且唯人独尊的观点，亦即传统的人类中心说，被哥白尼学说动摇了。从这方面讲，哥白尼的影响大概与达尔文的影响而不是牛顿的影响更为相似。
西格蒙德·弗洛伊德把人们对他的革新的敌意与类似的人们对哥白尼思想和达尔文思想带有敌意的反应进行了比较，他就是根据他个人的痛苦经历和他对历史的长期考察进行著述的。也许，爱因斯坦革命所引起的，是20世纪世界范围内知识界最大的轰动。当然，大部分人并不理解爱因斯坦的理论，尽管如此，他们还是认为，新的相对论物理学为意味着“任何事物都是相对的”这样一种广义的相对主义提供了依据，对于宗教、伦理和道德方面的“绝对”信仰而言，不再有什么可以站得住脚的标准了。
1973年，在牛津的一次赫伯特·斯宾塞讲座上，卡尔·波普尔对科学革命和意识形态革命作了区分，这种区分还是很有用的。在他看来，一个是“一种新的理论合理地推翻一种已被确立的科学理论，”另一个则包含着“对于思想意识（甚至那些把某些科学结果掺入其中的思想意识）‘社会给予保护’或‘社会予以承认’的所有过程。”“哥白尼革命和达尔文革命”说明了究竟是怎样“一场科学革命引起一场意识形态革命”的，从而也就例释了科学革命在什么情况下可能有着不同的“科学的”和“意识形态的组成部分”（1975，88）。革命这两个方面最令人感兴趣的大概是，一场革命也许在科学中有着深刻的影响，但其构成中却没有意识形态的组成部分。一个突出的例子就是场论物理学的引入，这项工作大部分是由法拉第和麦克斯韦完成的，它使物理学基础发生了全面的革命，而且从根本上取代了物理学的牛顿基础，它牢固地根植于有心力这一概念之中，并且为相对论物理学开辟了道路。尽管从那时起每一位物理学家都意识到，这一学科已经发生了极为根本性的转变，但是，在对经典物理学的这种大胆的改造中，却不含任何意识形态方面的成分。量子力学，“物质理论的历史中一次最为根本性的科学革命”（波普尔，1975，90），也是如此。量子力学革命没有任何意识形态方面的成分，海森伯的测不准原理并没有像几年以前的相对论那样抓住公众的想象力，这些事实使物理学家们长期感到困惑不解。值得注意的是，至少到目前为止，在我们这个时代伟大的分子生物学革命中，也并未含有任何惊人的意识形态方面的成分。
社会上对科学革命的第二种敌意，也许可以说是对科学的成果和应用的一种反应，而不是对科学本身的一种反应。由于许多民用技术和军用技术的迅速进步都是由新的科学或科学革命导致的，现在已经有了这样一种倾向，即把科学和技术看作是同一回事，甚至有人认为科学应对技术负责。这并非是一种全新的现象。在大萧条期间，以科学为基础的技术革新速度过快的增长，被认为应对所谓的因技术发展而导致的失业负责，以致于一度出现了一种“暂停科学”的要求。我们已经看到，对我们时代耗资巨大的空间计划，有些人提出了反对意见，其中这样一些人的反对尤为强烈：他们宁愿看到公众的钱花在改善我们的城市条件或从事其他的社会慈善事业上，而不愿把这些钱花在更新我们对太阳系和宇宙其他部分的知识上。而且，对于那些以最新的生物学发现和物理学发现作为其技术基础的武器，许多人已经表露出了一种显而易见的强烈关注。我们周围那些善良的女士和先生们，将会谴责污染和其他的环境恶化方面的现象，而且——也许对，也许不对——把这些恶果归咎于作为技术革新之主要动力的科学。还有如此之多的人认为，科学发展所经过的革命并非是乐善好施之举，而且对于“人类的条件”来说并不意味着真正的进步。
除了这类考虑之外，在科学共同体自身之中，有这样一种普遍的信念，即认为科学中的每一场革命都是一种进步。当然，总会有些顽固分子出来反对任何会摧毁现有的概念、理论和普遍信念的重要的革新。科学中的每一场伟大的革命都会在一些科学家中引起反对意见；其反对的程度和范围，甚至会被看作是反映革命性变化的深度的一种尺度。此外，每一位科学家都不会愿意他花了很多的时间和很大的精力学来的技能和专业知识变成过时的东西，从这种意义上讲，每位科学家在保持现状中都可得到一种即得利益。尽管对于变革会有这样一种出于本能的反对，但是，与在社会政冶系统中所看到的情况不同，科学系统中并不存在试图为保持事物的现状和压制科学中的革命运动而组织起来的保守党派。在科学中，你常常会看到激进分子和保守分子（甚至个别反对革命的人），而且，总会有这么一些人，他们更喜欢旧的方法和方式，而不喜欢新的。然而我认为，所有科学家都会同意已故的保罗·西尔斯记录下的对人文学科的一位同事的一段回答，这位同事说：“我想，你会把我看作是一个守旧的人，但我认为，细菌与疾病没有什么联系。”他回答说：“不！我并不认为你是一个守旧的人；我认为，你只不过是无知而已。”
由于科学革命会在科学领域中产生一种革新，而受其影响的主要是不同的科学家，因而非科学家并非一定要理解全新的科学。许多不同的科学家、甚至大部分科学家，尤其是其专业范围与革新无关的那些科学家，也许对新的科学理论难以理解。爱因斯坦的相对论理论就是这样的一个例子。曾经有过这么一种流行的说法，即只有8个人（或12个人）懂得相对论，这反映出该理论的所谓难理解性给人留下的深刻印象。可是，它对于公众而言的那种难理解性，既没有影响科学共同体对相对论的承认，也没有影响大众们提出这样一种看法，即爱因斯坦是一个天才，他那难以理解的、革命性的理论，是20世纪最伟大的思想成就之一。
总的来讲，科学著作只是为了写给不同的科学家看的，与此不同，艺术、音乐或文学作品往往并非（当然也不排除）只是为了让艺术家、音乐家或作家欣赏或阅读而创作的。文学作品生来就是让大家读的，艺术作品生来就是让大家看的，而音乐作品生来就是让大家听的。此外，艺术家、音乐家和作家的生活，在相当大的程度上取决于有欣赏力的观众、听众或读者所付的酬金和版税。这是一种对创作领域中真正富有革命精神的那些人不利的情况，每当大众的口味可以决定创作领域中的可接受性准则时，这种情况几乎就会不知不觉地出现。当然，也有一些例外，例如斯特拉文斯基和毕加索的情况就是如此。一种总体上“全新的独创风格”，尤其是在艺术界，似乎已经使毕加索取得了普遍的成功，而且其成功的范围远远超出了公众对他的作品所能理解的范围。毫无疑问，在本世纪20年代，能够阅读、理解和充分欣赏詹姆斯·乔伊斯作品的作家和批评家的人数，与当时能真正理解爱因斯坦广义相对论的科学家的人数相差无几。不过，尽管许多科学家还不能把爱因斯坦的这一理论全部吃透，或者，尽管他们在阅读爱因斯坦的著作时尚不能轻松自如或完全理解，但爱因斯坦的结论却被他们接受并应用了。再看着乔伊斯的情况，他的作品只获得了评论界的称誉；而读者大众和大部分以写作为生的人并没有接受和应用乔伊斯的全新的改革，因为他们很难读懂他的《菲内根的觉醒》（这部作品在《变迁》周刊上连载发表时，曾被称作是“进步的作品”），而且，如果采用新的风格就会使作者脱离读者，这样就会妨害而不是改善他们的职业状况。
一些保守的社会（所有高度组织化和制度化的社会，从要自我保护这个意义上讲，本质上都是保守的），对科学中的革命活动的容忍程度已经并不单单限于容许其他形式的精神或艺术的创造性成就的存在，它们甚至还对其予以鼓励，这真是一种自相矛盾而且令人费解的现象。然而，一个有着极为激进的政治、社会或经济观点的男人或女人，就有可能遇到障碍（特别在涉及到就业问题上时更是如此），这些障碍会对正常的前途的发展产生妨碍作用，而且，这种人，作为一个持不同政见者，甚至有可能会遇到法律或国家的压制，不过，对于科学家来讲，一旦他或她最激进的观点取得成功，那就会获得特别的荣誉。科学是一种特殊的事业，在这种事业中，革命活动已经制度化了；这种系统不仅承认独创性并赋予它很大的价值（正如R．K．默顿告诉我们的那样），而且还给予成功的革命者大笔奖金并在社会方面给予报答。在文学、艺术或音乐领域中，极端的激进分子会被当作是先锋派的成员，而且他或她的观众、听众或读者有可能寥寥无几；与科学相比，这些创造性领域对于革命者既没有报答、奖金，也没有荣誉。此外，值得注意的是，尽管诺贝尔奖金定期地奖给那些做出过业已变得十分重要且确实具有革命性的贡献的科学家，但在文学界还不曾有过这样的奖励来奖赏那些有着类似的重要性和革命性且具有创新精神的作家，如奥古斯特·斯特林堡，亨里克·易卜生，马塞尔·普鲁斯特，詹姆斯·乔伊斯，或弗吉尼亚·沃尔夫等。
社会之所以愿意支持和奖励革命性的科学，甚至支持和奖励某种极端的通常难以理解的科学，其主要原因就在于，社会对于实际利益的期望是经常不断的，例如，希望生活得更健康更长寿，希望有更好的交通运输和通讯条件，有新的得到了改进的人造纤维，希望有效率更高的农业和加工业，希望日常生活中有更多的方便，国防事业中有更为完善的设备，如此等等。过去半个世纪的经验一次又一次生动地证明，越是富有创新性和革命性的科学，其实际应用的意义也就越为深远，影响也就越为广泛。
对科学革命的预见
尽管每一位科学家都会对即将来临的革命有所意识，但是，并没有什么明显的普编的迹象可以告诉科学领域中甚至最为敏锐的观察家，下一场革命将在那里发生、将采取什么样的形式。即使最有才华的科学家也无法精确地预见他们自己将会引起什么样的革命。（这正好与政治革命者或社会革命者形成了对照：政治革命者或社会革命者都有一个事先制定好的纲领，因而能把其革命活动对准精心确定下来的目标。）
在科学中之所以无法准确地预见革命将在哪里发生或它将由什么构成，一个主要的原因就是，不同的科学彼此都可谓是“艺术”。在一个领域中某项不可预见的革命性革新，也许会为某个别的领域提供手段，从而导致该领域取得惊人的进展。这是因为，某一科学领域中的革命性进展，往往依赖于其他科学领域中的革命，这种不可预见性是快速地按指数增加的。分子生物学的兴趣就是一个例子，尤其是DNA结构的阐释，它需要利用物理学中发展起来的一门技术——X射线晶体学。由于技术中最为迅速的变革往往来自基础科学中那些无法预见的革命，因而在技术的预测方面，尤其是对于技术领域中即将来临的革命的预测，也就有了一种按指数增长的不确定性。计算机科学家中流传着这样一种说法：在本世纪40年代末50年代初，计算机这门新兴专业的一位大专家曾预见说，只要有六、七台计算机就能满足美国未来的需要了，再多几台就能满足整个欧洲的需要了。尽管当时的计算机十分庞大，但最终表明，这个数字还是太小了。这位不知名的预见者难以预测到，在未来，一系列的革命（如固体物理学中的革命那样）竟然能完全改变计算机的大小、性质和功能。
科学中的革命是不可避免的，从这个意义上讲，它们也是不可抗拒的，至少，只要科学继续存在，情况就会是如此。当然，它们也许不得不等待，直到有一个特殊的富有革命精神的天才来点燃导火索。而科学家们，正如我们所说的那样，是不希望革命受到阻碍的。不过，这些革命的进度，或者，它们发生的频率，既可能减慢也可能加快。也就是说，有些因素，例如大规模的财政支持，能够加快科学进步的速度，能够使更多的领域向具有革命性的科学活动开放，因为这种支持能为研究提供更多的人力，能够制造或购买昂贵的仪器设备。开展野外调查，或考察、探险，进行观测，在科学共同体中建立起更完善的通讯系统，以及给那些富有创造精神的女士和先生们更多的时间进行思考（亦即，让他们从过去繁重的教学和管理岗位上解脱出来），所有这些都需要大笔的资金。有可能获得职业基金和用于培训研究生的奖学金，这种希望吸引着具有创造潜力的青年男女步入科学界。相反，资金匮乏不仅限制着购置和制造研究用的仪器设备、限制着考察的进行，而且还限制着人们外出和进行无拘无束的交流，以及对于进步来说必不可少的科学情报机构的中枢系统的活动。更为重要的是，缺少资金会使专业人数和奖学金的数额减少，并且会缩小用来招募下一代科学家的通信网。这种人力的减少，就会使富有革命精神的天才人物在恰当的时间位于恰当的位置上的可能性减小，从而直接减缓科学革命的速度。
科学革命概念的转变
今天，谈论科学革命、哥白尼革命、达尔文革命、计算机革命、信息革命等等已经不足为奇了。近年来，几乎科学技术中的每一个进步，都在每天的新闻报道中被描述成是一场革命。从某种程度上可以认为，这是因为在语言的使用中有些词使用得太滥了，但另一方面，这也是这样一个简单的事实的反应，即科学中已经发生了许多革命，而且还在继续发生着革命。在我撰写本章时，只要我向书房中的一个书架上瞥一眼就会看到十几本有关计算机的书，这些书的书名都有“革命”的字样。谁会否认已经有了一场计算机革命呢？
不过，即使到了20世纪，科学家和科学史家也并没有普遍认为，科学是通过一系列的革命而进步的。在本世纪上半叶，人们一般认为，科学中发生革命是极为罕见的事。相反，科学被看作主要是以一种渐进的方式发展的，也就是说，科学是通过一个累积的过程而发展的，在这个过程中，一个小的发展或增长，多少有点规律地随着另一个进步或增长的发生而出现。按照这种模型，比通常增长量大很多的发展，例如与牛顿、拉瓦锡、达尔文、卢瑟福或爱因斯坦等人的活动相当的进步，也许可以说是构成了一场革命；革命的发生，也有可能是一个又一个本身很小的进步累积而成的。然而，如此重要的科学领域中的重组活动，即使有人认为它们的确发生过，其发生也会被认为是极为罕见的。
乔治·萨顿，科学史这一学术研究领域的主要奠基者之一，并不是一位科学革命的伟大信徒。他甚至这样认为，其实只是我们肤浅的“对科学进步的第一印象”告诉我们，科学是通过不连续的巨大发展而前进的。这些巨大的发展像一组“巨大的楼梯，每一级巨型台阶都代表一个必不可少的重要发现，即那些几乎是骤然之间就使我们到达了一个更高的水准之上的发现。”他说，当我们“作出我们的分析时”，我们发现，这些大的进步……可以划分成较小的进步，而那些小的进步还可以划分成另外一些更小的进步，直到最后，这些进步似乎完全消失了为止（1937，21－22人许多科学家和史学家们都同意这一点；卢瑟福（1938，73）说，“并非任何一个人都会理所当然地做出一项惊人的发现，”这段话实际上充分地再现了R．A．密立根的这一粗暴的论断——科学中发生革命是极为罕见的事。萨顿的分析使他确信，科学所具有的积累性是它的一个主要部分；事实上，他（1936，5）断言，科学只不过是“实实在在地积累和渐进着的”人类活动——J．B．科南特（1947，2O）和其他一些人也都赞同这一看法。在许多分析家看来，科学中的革命，倘若确实发生的话，那么一定像社会政治领域中那些伟大的革命一样，是一些并不常见的事，‘包们只是偶而地打断一下在其他方面均为“常态的”有规律的或渐进式的发展。
1962年，T．S．库恩的《科学革命的结构》一书，从根本上改变了我们对科学变化的看法。没有几本科学史方面的著作曾经引起人们如此巨大的兴趣和持续这么长久的讨论。甚至那些并非在所有细节上都同意库恩的分析的人，也不得不承认，科学的发展并非必然就是一个积累的过程，科学中存在着一些大的革命，在这些大的革命之间还有一些较小的革命，革命的过程是科学知识增长模型的一个组成部分。
在其具有创新性的研究中，库恩并没有阐述一般的历史，而是根据与库恩所说的“常态科学”交替出现的一系列革命，阐述了科学变革的社会动力学。库恩图式业已适用于多种不同的领域，如历史政治学理论，科学和公共政策（生物医学知识的应用除外），除了适用于历史、哲学和科学社会学以外，它甚至还可以用来说明现代大学的性质问题。人们对库恩大胆描述的一个主要反应，就是对他分析的某些部分提出了怀疑，并指出，他的图式并不是普遍适用的，它只适用于某些科学、或某些特殊的时期或特定的事件。人们对他的专门术语（即著名的“范式”这个词）的确切含义，也不得不提出疑问（或者说，不得不对这个术语含义的模糊性和多重性加以探究）。在涉及到科学变革时使用革命这一概念是否合宜，对此已经有人提出了疑问。这些问题以及库恩的贡献将在本书第2章和第26章中进行讨论；这里只需认识到，在有关科学的过去、现在和未来的讨论中，库恩对对于革命这个概念的推广使用有着引人注目的影响。
翻一翻任何有关当代科学史的著作或文章，看一看世界各地的杂志中赋予科学革命无处不在的名声，就可以了解到，本世纪扣年代以来事态是如何变化的。自1962年以来，大批专门论述17世纪科学革命的著作问世了。其中有5本［作者分别是巴萨拉，里格希尼-博内利和谢伊，布洛，卡尼，以及罗西］涉及到编年史，而且所有这些书，其大部分内容都是不同领域中尝试定义、解释或分析科学革命原因的那些学者所作论述的摘录。在这几本书中，乔治·巴萨拉编的那本书讨论了现代科学兴起的“外在因素和内在因素”；在这里，编者“有意地避开了‘科学革命’这个术语，而使用了一个不那么讲究但更为精确的短语‘16世纪和问世纪科学的兴起。’”在第15届国际科学史大会上（爱丁堡，1977），讨论哲学、方法论和历史的第11小组中，每6篇文章中就有1篇涉及到革命问题。
在大量的而且还在不断增长的有关科学革命的文献中，在对这一课题几乎每一个可以想象得到的方面的研究和分析中，几乎无人提及这个概念的历史。刘易斯·福伊尔的著作《爱因斯坦和科学时代》（1974，241—252）则是个例外，这本书例举了把革命这个概念用于科学之上的一些例子，这些例子主要是19世纪末和20世纪的。倘若事实上科学史家并非大都以忽视他们自己的学科和专业的历史而著称的话，那么，科学史家对这一论题的忽略或许更会令人惊讶（参见萨克雷和默顿1972；萨克雷1980）。
本书的目的就是要填补文献中的这个空白——在科学家、哲学家和史学家构想出的科学变等的道路上，探索四个世纪以来诸多变革的由来。在许多情况下，那些使用“革命”这一术语的学者们，心中所想的恐怕不是别的，只是用一个历史的比喻来表示某一伟大的转变，或某一项确实很有意义的发明。这也是一种印象主义的并且带有个性色彩的用法；我怀疑，学者们在论及科学中的革命时，心中所想的是否总是它与某个特定的社会革命或政治革命相类似。不过，我们将考察许多实例，它们表明社会革命和政治革命的理论对科学革命概念的改变产生了强烈的影响。我们还将看到，这些概念是怎样受到学者们所生活的时代中实际发生的社会革命和政治革命的进一步影响的。
例如，在世界许多地方，那些具有革命性的科学，其形象都受到人们对1917年俄国革命中产生的布尔什维主义的厌恶的影响。在18世纪，拉瓦锡尚且可以把他的化学革命与法国正在进行的政治革命相比较，当时，法国革命正处在波旁王朝的君主专制制度的更迭这样一个较为温和的阶段；然而不久，当革命的过火行为进入了恐怖时期时，这种比较就失去了它的那种意义，而拉瓦锡本人也在断头台上一命呜呼了。生活在18世纪后半叶的英国史学家，在考虑光荣革命甚至在考虑美国的独立战争时，大概非常有理由把革命看作是温和的，是对恢复英国人的某些自然权力起到了一定影响的。不过，这样的史学家也必须合情合理地承认，法国大革命是有害的一大灾祸，因为伴随着它的是更为狂热的社会暴力活动，它对业已建立起来的秩序的破坏也更为彻底。这不像是一个理论上的例子，因为它把爱德蒙·伯克的观点准确地描述了出来。
当前的一种观点为革命概念随着时间的推移而变化提供了一个关键性的例子，这种观点认为，科学革命也许已经延续了一个世纪，甚至延续了三个世纪，即从1500年到1800年（霍尔，1954）。这不仅使得这场科学革命成了有历史记载以来持续时间最长的革命，而且，它也许还暗示着一种与光荣革命、美国独立战争以及法国大革命等模式完全不同的革命概念。也就是说，现在流行的有关科学革命的观点，在有意或无意地使用着这样一种革命概念：这种概念显然不是通过从一组假定的政治革命和社会革命的原则和实践中进行抽象、并把它们原封不动地用于对科学增长的思考之上得来的。
无论一种给定的有关科学变革的观念是受社会政治理论或社会政治事件的影响，还是受其他外部原因的影响，我们都可以胸有成竹地说，它总要受到科学发展本身的影响——即总要受到使科学家们对其领域的认识、或者使其专业中的实践一天天发生戏剧性变化的那些理论、发明或系统阐述的影响。从对科学变革的本质毫无认识的时代到亲眼目睹科学变革的时代，史学家、哲学家或科学家对科学变革究竟有什么看法，我们尚无法充分了解。只有在将来的某个时候，我们才能够正确地评价：更大的社会范围内的那些看法和事件是以什么样的方式影响了对这些事件的解释的。出于这个原因，本书把相当大的篇幅集中在具体的科学发展的各个阶段上——亦即对一个理论被构想、被讨论、被反对、被改造、直到最后被承认有可能导致有关自然界的一种革命性的新观点为止这一过程的各个阶段，进行探索。简而言之，本书不仅要讨论科学革命的概念，而且还要展示一些实际发生的科学革命事件的主要特点，对于这些事件来讲，革命这一思想是完全适用的，并且，这些事件还倒示了不同世纪中科学革命的典型。