《科学中的革命》 作者：科恩
前言 　
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compd'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，“Fatasuahabentlibelli”（“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）：Procaptulectorishabentsuafatalibelli．”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　　 　
《科学中的革命》
科恩著 　　
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。　　 　
《科学中的革命》
科恩著 　　
第一部分 科学与革命 第1章 导论 　
　　　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。　　 　
《科学中的革命》
科恩著 　　
第2章 科学革命的几个阶段 　
　　　过去的十年中，科学史家和科学哲学家掀起了一场对科学革命或科学进步的方式进行各种各样分析的热潮。在这些科学史家和科学哲学家中，有费耶阿本德，库恩，拉卡托斯，劳丹，波普尔，夏皮尔，图尔明，以及我本人。在此期间出版的大量文献中，很多都对这些分析中的这种或那种分析内在的一致性、广泛的适用性或普遍的应用等问题进行了一系列的论证，争论的主要部分集中在T．S、库恩的思想上。要正确地评价库恩的那些论述的真正价值，并无必要在每一个细节上都与他一致。库恩的论述很独特，它们都是以“范式”这个概念为基础的（1962；1970；1974；1977）。所谓范式，就是一组共有的方法、标准、解释方式或理论，或者说是一种共有的知识体。在库恩看来，所谓科学中的革命，就是这样的一种范式向另外一种范式的转换，他认为，科学形势中出现的危机使新的范式的产生成为必然，从而导致了这种范式的转换。在一个公认的范式中，科学家们的活动被称之为“常态科学”，这种活动通常是由“解难题”构成的，这，也就是增加业已得到承认的知识的储备。这种常态科学会一直延续下去，直到反常出现时为止。反常最终会导致一场危机，随之而来的就是一场将要产生新的范式的革命。
　　在应用这一模式的过程中已经出现了一系列的问题。其中之一就是，库恩是在数种不同的意义上使用“范式”这个词的（马斯特曼1970；库恩1970）；另一个问题是，并非所有的革命都是从危机中产生的；还有一个问题，即这一整套模式在物理科学中的应用的效果似乎要比它在生物科学中应用的效果好（迈尔1976；格林1971）。不过，库恩的分析有个实实在在的成就，那就是提醒我们注意到：革命的发生乃是科学变革中的一种具有规律性的特征，而且，科学中的革命还有一个重要的社会组成部分——新的范式被科学共同体接受。库恩业已做出了重大贡献，他使得人们的讨论从科学思想之间的冲突转移到持有这些思想的科学家或科学家集团之间的冲突上了。此外，他还着重强调了革命的某些特征，例如：反常的出现（它会导致危机状况的生成，从而促使革命的发生），新、旧范式之间存在的不相容性（它成了跨越范式的那种有意义的对话的障碍），以及在大革命之间有小型的革命存在，如此等等，不一而足。
　　现代科学已经存在四百年了，我本人的研究与库恩研究的主要不同之处就在于，我一直在探讨：对这四百年间科学中所发生的那些革命性变革，参与其中的目睹者和同时代的分析家们各持什么态度。这种探索方法把革命这～概念看作是一个复杂的、从历史上讲是不断变化的整体——它必然也要受到政治领域中的革命理论和革命事件的影响——而并非单单只是有关科学变革如何发生的一种观念。我也做了尝试，只要有可能，就把同时代人对待革命的看法与以后的历史学家和科学家的说明，包括我们当今时代的历史学家和科学家的说明在内，并列而论。我对科学中的革命的辨别。主要是以对历史证据的检验为依据，而不是看它们是否符合某一固定的分类（参见第3章）。其首要的一步是考察科学中引起革命的那些思想的起源和发展的模式，在我撰写的《牛顿革命》（1980）这部书中，我就曾以这种方法探讨过牛顿的那些具有革命性的创新之举。下一步就是对科学革命的细微结构加以考察，正如这里所做的那样，我把新思想或新理论的起源或者新体系（或新范式）的起源当作出发点，然后追溯它们公布于世和普及传播的过程，最后，明确划定那几个为科学共同体所接受的阶段，亦即导致人们所公认的革命的那几个阶段。
　　我们怎么才能知道一场革命已经发生了呢？对此存在着两类标准。一类来源于根据严格的定义所作的逻辑分析，另一类则来源于历史方面的分析。科学中有许多重要的革命，例如牛顿革命、达尔文革命、爱因斯坦革命、化学革命以及近年来的分子生物学革命和地球科学中的革命等等，都是从这两方面的标准被证明是革命的。它们都通过了我在第3章中给出的那些对革命的检验。在本章中，我的目的就是考察：我所发现的构成了科学革命之特有顺序的那些前后相继的阶段，以及参与其中的目睹者和同时代的分析家们在为这类革命提供文献证明方面所扮演的角色。科学中确实有革命发生，我认为这是已知的事实，尽管我意识到：有些人不相信这一点，即使在那些相信者当中，对于科学发展的哪些事件构成了革命也还没有一致的意见。
　　从思想革命到论著中的革命
　　在对大量的革命进行研究的过程中，我发现，在所有的科学革命中都有四个主要的阶段，这四个阶段清晰可辨、前后相继。第一个阶段我把它称之为“思想革命”，或曰“自身中的革命”。当一个科学家（或一个科学家小组）发明了解决某一个或某一些重要问题的根本办法时，或者发现了一种新的使用信息的方法时（有时候是使信息的有效范围大大超出现有的界限），当他（或他们）提出了一种新的知识框架、而现有的信息在此之中可以以一种全新的方式得到表述时（从而导致一种谁都未曾料想到的预见），或者引入了一组改变现有知识特性的概念或提出一种革命性的新理论时，第一阶段的革命就会发生。简而言之，这革命的第一阶段，乃是在所有科学革命的萌生之时总能发现的、由一个或数个科学家去完成的过程。它是由某一个人的或某一个小组的创造性活动构成的，这种活动通常与其他的科学家共同体没有相互作用。它完全是在自身中进行的。当然，这种创新也是从现有科学的母体中产生的，而且常常总是现行科学思想的一种根本性转变。此外，它表现出与为人们一般所接受的哲学的某些准则、与当时的科学模式和科学标准有着密切的关系。不过，在新的科学中表现出其自身具有革命潜力的那种创造性活动，往往都是私下或单独进行的。
　　新的规律或发现，总是作为日记本或笔记本中所记载的事项。或者以一封信、一组短文、一篇报告或一份详尽的报告书的概要等形式被记录或记述下来的，它们最终也许会作为一篇文章或一部著作发表、出版。这就是革命的第二个阶段——对一种新的方法。概念或理论的信仰。通常，这一阶段的构成是：写出研究纲领，也许，还要像拉瓦锡那样，指明其结果将“注定”（参见格拉克1975，用户给物理学和化学带来一场革命）。不过，这种信仰的革命依然是私下进行的。
　　科学中的每一场革命，全然是作为一个科学家或科学家小组的思想活动而开始的，然而，一场成功的革命——一场能够感染其他科学家讲能影响科学未来的进程的革命——不可避免地要通过口头或文字告知同行们。对于科学中所发生的革命而言，最初的思想革命阶段和信仰革命阶段，都是私下进行的，不过它们必然要导致公开的阶段：把思想传播给朋友、同事、同行，以至随后在整个科学界范围内传播。今天，这第三个阶段的开始，可以采用以下这几种形式：如打电话，通信，与朋友或最亲近的同行们座谈，或者，在某人所在的研究室或实验室内举行小组讨论会，随后，更为正式的介绍将会在研究室传统的学术讨论会或某次科学大会上进行。如果没有引起同行们强烈的反对意见，或者，批评者或学术报告的作者本人没有发现根本性的缺陷，那么，这初步的交流也许会导致这样的情况：它不是公开地而是作为非正式的出版物流传于世，也许，有人会建议把它作为一篇科学论文或一部专著正式出版。“论著中的革命”这个术语，确切地描述出这第三个阶段；在这个阶段，一种思想或一组思想已经开始在科学共同体的成员中广泛地流传了起来。
　　思想革命，往往要等到科学家把其思想完全付诸于文字时才算结束。牛顿在天体力学方面的重要贡献，就是一个著名的例子。1679年，在与罗伯特·胡克的通信中，牛顿获悉了一种新的分析行星运动的方法，随后，他便把这种方法用于解决当时用面积定律尚不能解释的行星沿椭圆形轨道运动的原因问题。接着，他又把他的初步发现付诸文字，不过，（据我们所知）他并没有把他的思想及其推论完全写出来。在哈雷（168年8月）来访询问有关力和行星轨道的事宜之前，牛顿甚至未曾公开承认过他业已取得了这样惊人的进展。后来，牛顿把他的成果整理成了一份丰富而详实的报告，并且，在哈雷的建议下，牛顿于1684年11月把他的成果送交皇家学会注册，从而使他的发明领先权可以得到保护。哈雷十分清楚，在牛顿之前，还不曾有人对导致行星运动的力提出过全新的、具有革命特性的分析。不过，在牛顿刚刚为哈雷和皇家学会准备好那篇论文之后，亦即，在他于1685年的头几个月将其私下的思想中的革命转变成公开的论著中的革命之后不久，牛顿就在他那卓越成就的基础上更上一层楼，进而发现，太阳和每一颗行星彼此之间总是要以引力形式相互作用，因此，每颗行星既要作用于其他行星，也要受到其他行星的作用——这是通往发明万有引力概念之路最为重要的步骤，而万有引力这一概念，则是牛顿的科学革命的基础（参见科恩1981；1982）。
　　科学中的革命在这最初三个阶段的任何一个阶段中，都有可能会失败。也许，一个发明者或发现者私人的文献材料被放在档案中，在相当长的时间里无人问津，以致落满了灰尘，而这时再想用这些思想引发一场革命，已经为时过晚了。倘若作者及早决定把其发现送去付印，或者以其他的形式进行广泛的传播，那么，一场革命也许业已发生了。在托马斯·哈里奥特（1560－1621）未发表的有关天文学、数学和物理学的论文中，在伊萨克·牛顿（1642-1727）的数学手稿中，就有两个这样的例子，它们本来都可能成为巨大的科学迸步，然而由于这些材料未能付印出版，所以直到三个多世纪以后，这进步才发生。我并不想暗示，如果哈里奥特在天文学和物理学中的发现（雪利1981）或者牛顿在数学中的新发明（牛顿1967）付梓问世了，那么，它们必然会引起一场革命。我只是想说，这两个例子都表明：巨大的科学进展，很有可能仅仅由于未能被人们问津，因而直到三个多世纪以后在我们这个时代高深的研究计划实施之前，它们都未能发挥出它们所具有的革命潜力。
　　在某些情况下，革命的失败也许并不像哈里奥特的情况和牛顿的情况那样，是因为科学家未能把其著作送去公开出版而造成的。从埃瓦里斯特·伽罗瓦在代数方面所做的基础性工作（群论）中，就可以找出这样的例子。伽罗瓦（181－1832）确实是将其成就付诸文字了，并且把它们送交给法国科学院准备发表，但是，这些成就却未能被承认。伽罗瓦还没来得及把其所有的数学发现和研究计划整理好以便全部撰写出来，他就在一次决斗中被杀死了。他的生命赋予他的时间，只够他完成一份短文来说明他所创立的群论的思想；而那些在当时可能会使其同时代人信服并有可能引起数学革命的论著，却始终未能完成。
　　勒内·笛卡尔（1596－1650）的经历，则是对在公开论文阶段革命进展又一次被延误的说明。1633年，他抛开了《宇宙论》的激进的手稿，这部手稿的主要论题是宇宙起源学，其中包含了对惯性的一般定律首次完整的阐述。他刚刚听说枷利略和哥白尼的天文学学说被判有罪，而他想象不出怎么能在此时出版他那部含有哥白尼天文学理论的《宇宙论》呢？他甚至把《人论》这部著作中有关生理学的部分隐匿了起来，因为他难以想象把对生命科学的论述与作为其基础的哥白尼学说分割开来。即使这样，笛卡尔革命也没有被完全彻底地、永久地埋没起来，因为在笛卡尔去世木久，《宇宙论》这部书中有关宇宙学以及生理学的部分就发表了。除此之外，笛卡尔还不停地撰写他的另一部著作《哲学原理》，并且出版了这部著作；在这部书中，他阐述了惯性定律和他在宇宙学方面的部分观点；不过，实现这场革命的强有力的工具，却在一段时间内被剥夺了。
　　从论著中的革命到　　即使某位科学家的著作公诸于世了，但在有足够数量的其他科学家开始相信论著中的理论或发现、并且开始以新的革命的方式从事他们自己的科学事业之前，科学革命仍不会发生。在此时此刻，能够导致科学革命的手段，只不过就是把某位科学家或某一科学家小组成员思想上的成就进行公开的交流。这就是每一场科学革命的第四个或者说最后一个阶段。
　　据科学史记载，许多革命性思想从来都没有超出过公开发表的阶段。催眠术就是一个很好的例子。梅斯梅尔曾提出过一个具有革命精神的医学“科学”系统，这是一个与他的医疗实践相关的系统。尽管他在外行人中（达恩顿1974）和某些改宗了的医生中赢得了一大批追随者，但是，梅斯梅尔的概念和方法最终还是被医学和科学的研究机构拒绝了，因为这些机构发现，这些概念和方法没有科学价值。它们无法证实动物磁性说的催眠“流”的存在。
　　在本世纪，很多具有革命性的“现象”领域，也都类似地因为科学评论家们无法找到它们存在的真实依据而被拒绝了。1903年在法国发现的N-射线就是其中之一。这些射线曾在科学共同体中引起了极大的注意，而它们的发现者勒内一普罗斯佩·布隆德洛也曾名噪一时，不过后来却又声名狼藉。因为最终表明，N射线只存在于它们的发现者的内心之中，而其他一些愿意相信它们的科学家们，显然只是在内心中暂时中止了他们正常的科学怀疑（罗斯莫达克1972；奈1980）。本世纪20年代在苏联发现的生育辐射也是如此。根据假定，这种辐射含有一些由生长中的植物或其他生物释放出的射线，它们能够穿透石英，但却不能穿透玻璃。对于植物生理学与辐射物理学交界之处这个令人兴奋而且具有革命性的新问题，发表的论文数以百计。然而最后，精确的实验证明，这些射线并不存在。在另外一场这类失败的革命中，保罗·卡默勒在维也纳宣布，他已经证实了获得性特征的遗传。1926年，那个也许会成为他证明获得性特征能够被遗传的蟾蜍交配的标本，其实是搀了假的；他在蟾蜍皮下注射了墨汁。
　　这些例子（卡默勒及其搀了假的标本也许应该除外；参见凯斯特勒1971）的说明，自欺欺人的行为和大批追随者的激动心情，几乎都有可能把论著中的革命变成科学中的革命。从一定的程度上讲，这些应属于“边缘”科学甚或“病态”科学的范畴（兰米尔1968；罗斯坦德1960），但是，一场失败的科学革命未必就是这样——尽管通常很难区分什么是过分激进的东西，什么是病态的东西。兰米尔解释说，总的看来，“不诚实的行为寥寥无几。”科学家们也会“因主观印象、不切实际的妄想或知觉阈的相互影响而误入迷途，他们对人类自己究竟能做到什么的这种无知，使他们自己上了错误结果的当。”
　　两次流产的革命，一次是维利科夫斯基的辐射宇宙物理学，另一次是聚合水，都说明了这个问题的困难。伊曼纽尔·维利科夫斯基试图用一组有关太阳系是如何进入其目前状态的激进观点，使物理学发生一场革命。他的革命理论的一部分是：根据《圣经》与其他早期记录，仅在几千年前，金星曾重复地与地球和火星发生过碰撞；当时，金星是颗彗星。无庸赘述，维利科夫斯基的观点与有关动力学和引力的基本定律是矛盾的。他认为在行星相逢时，电力和磁力超过引力的作用。尽管他的思想激进，尤其在一些公开出版物上，得到了广泛的传播，但却没有被科学共同体承认。事实上，他们已有了一些严肃认真的看法，甚至还出现了一大批反对势力。1973年，在美国科学发展联合会的一次会议上曾发生过一场争论。五位科学家（其中有卡尔·萨根）对行星碰撞理论进行了抨击；只有维利科夫斯基本人为它作了辩护（参见戈德史密斯1977；萨根1979）。在1979年12月2日（亦即维利科夫斯基逝世两周之后）《纽约时报》（New York Times）有关这一事件的评论中，罗伯特·费斯特罗列举了维利科夫斯基三个业已得到证实的预言，另外还有七个重要的预言却受到了直截了当的反驳。他不无遗憾地说，“问题”不是“别的”，因为“在我们的一生当中，再也没有什么能比目睹一场科学思想的革命更令人激动的了。”然而“不幸的是”，他得出结论说，“证据并不支持这种可能性。”
　　聚合水，最初被称之为“异常水”，是1961年由一位在一小型的省级科技研究所工作的俄国化学家发现的；俄国一位著名的物理化学家鲍里斯·V．杰里亚京，苏联科学院一个很有威望的研究所中一个庞大班子的领导者，几乎立即接手了这项研究（参见弗兰克斯1981）。这种液体是从普通水中产生的，但它与我们所知道的水的性质几乎没有一点是相同的：它的沸点与水的沸点不同，冰点也不同。在1969年6月27日出版的美国最主要的科学杂志《科学》的一篇文章中，作者提出了光谱学上的证据来支持下述的看法：这些物质的属性“再也算不上是什么异常的情况了，确切地说，它们是一种新发现的物质即聚合之水或聚合水的属性。”这种聚合需要“一种以前未被认识到的粘合工艺，以便来构造一个只含有氢原子和氧原子的系统。”起初，西方的科学家们对这项发现并不怎么重视。但是不久，关于聚合水的研究就在英国展开了；随后，美国也开始了大规模的研究，与此同时还召开了许多讨论会，美国国防部提供了数以百万计的资金作为支持。因为审定研究投标的一位人士写信给美国空军科研局说：“这种类型的工作将会导致全部化学（包括与空军有很大关系的那部分在内）的一场革命。”（弗兰克斯1981，186）英国著名的结晶学家J．D．贝尔纳曾欢呼说，聚合水是“本世纪最重要的物理-化学发现”（同上，49）。
　　没过多久，有关聚合水的研究论文，就宛如潮涌一般发表在一些较有名气的科学杂志上了；1970年11月杰里亚京在名望颇高的《科学美国人》杂志上，发表了一篇关于这种“超密度水”的说明。这种新发现的内在意义也引起了人们的一些思考。在读者面很广而且很有权威性的英国杂志《自然》上（1969，224：198），宾夕法尼亚州的一位教授发出了警告，他说，如果“以牺牲外界在任何条件下都能找到的普通水为代价使（水的）聚合体状态出现，”那么，地球上的生命也许就会全部灭绝。“地球上水的聚合化也许会使地球变成金星的一个毫无二致的复制品。”他总结说，必须极为小心谨慎，因为“一旦聚合核在土壤中散播开，再做什么都无济于事了。”
　　当然，持怀疑态度者也不乏其人，其中有些相当坦率。他们劝告海军科研局、空军以及国家科学基金会不要用财政赞助来支持聚合水的研究，以免最后给人一种荒唐可笑之感。在写给《科学》杂志（1970，168：1397）的一封题为《“聚合水”令人难以置信》的信中，乔尔·R．希尔德布兰德，美国物理化学界的老前辈，表达了科学共同体的许多成员对聚合水是否存在的怀疑。最终表明，聚合水的那些属性，纯系（弗兰克斯1981，136）“不同类型和不同层次的拼凑的产物。”《自然》杂志的一篇社论沮丧地说：“有好几位实验者全力以赴地进行工作以寻求这样一种可能性，即那样的拼凑也许可以用来说明他们的大部分观察，但是实验失败了，而且是没什么可值得夸耀的失败。”
　　聚合水这件事对分析科学革命有着特殊的意义，其所以如此，不仅在于它是一场失败的革命，而且还在于它最初成功的方式。大部分失败的科学革命，都是一些从未超出过我所说的论著中的革命阶段的革命。也就是说，他们在科学共同体中未能引起人们足够的支持来重建能够构成一场革命的科学理论。其他一些革命的失败，则是因为实验发现反驳了它们。它们当中的许多革命根本就没有通过最初那很有价值的检验。不过，在聚合水这个事例中的那场革命（至少在一段时间内），即使算不上是场确确实实的革命，那也可以这么说：它几乎构成了一场严格意义上的科学革命。许多信徒对这个课题进行了大量的研究，并发表了很多研究论文，其中有不少都是由一些很重要、很有名气的财政资助者倡导的；有关这种新物质属性的论述，在一些重要的杂志上扩散开来。为了解释这种异常的聚合是怎样在水中产生的，那就需要一场革命。从这种意义上讲，也许，把聚合水的发现描述为一种需要一场革命的发现（或一种具有革命性的发现），比把它说成是一场严格意义上的革命更为恰当。倘若聚合水意味着一场革命而不仅仅是什么别的革命的产物，那么，也许有人就想说，尽管科学共同体中持有强烈怀疑态度者占有相当数量的比例，这场革命也几乎成功好几年了。然而，这种怀疑态度甚或明显的敌视，是任何科学革命初期阶段都有的一种常规的特征。
　　直到最后也没有发生什么聚合水革命，因为严格的实验检验最终要求人们放弃对这种聚合水的信念。可以理解，为什么许多科学家一定要克服他们原来所持的那种怀疑态度，而且还要加入那些从事聚合水研究的人们的行列之中。这是因为，人们总有一种强烈的欲望要投身于科学的前沿，要成为为新的有争议的事业而工作的队伍中的一员。这些研究人员们不大可能搞什么阴谋来哄骗他们的科学家同行，但是相反，他们却很可能由于想获得具有建设性成果的欲望过于强烈而自己欺骗自己（参见齐曼1970）。这种被迷惑的情况为数甚多，其历史是一个很值得那些研究科学社会学、科学心理学以及科学革命本质的人去探索的问题。聚合水事件的兴衰，展示出在今天激烈竞争的科学系统的压力之下人们在实验室中是怎样实际工作的：他们的所做所为，并不总是与对抽象真理的理想追求这～长期以来业已形成的传统形象相一致的。
　　任何一位科学家对放弃业已接受并据之推进其专业工作的那组观念，都会有一种自然的抵触情绪，而这常常与积极参与一场革命运动的那种欲望相冲突。通常，新的和具有革命性的科学系统所遇到的是抵触而不是热情的欢迎。这是因为，维持现状对每一位取得了成功的科学家来说，在思想方面、社会方面甚至财务方面都有好处（参见巴伯1961）。当然，如果每一种革命的新观念都受到热情的欢迎，那么，其结果也许将是一片混乱。
　　既顽固又蛮不讲理地坚持某项论证，是对科学变革进行抵制的一个方面，而这种坚持，实际上也就是实力和稳定性的一个根源。许多已经尝试过或已经计划过的革命根本就没有通过检验。也许它们的预言未被证实，也许其实验基础被证明是错误的或不恰当的，或者可能，其理论本身被揭示出是有缺陷的。假如一种新提出的理论或方法没有什么实际利益的话，为什么要采纳它而断送一门科学的生命呢？正是由于这种严厉的检验，使得许多具有革命性的科学发展遭到拒绝。科学事业不同于政治领域和社会领域，对于不同的科学家给革命以合法地位的各个步骤，科学事业均已承认了；这样，尽管会受到科学中保守势力的抵制，但革命运动并不是非法的，并不会超出已被人们接受的科学变革的规范之外。而且，在科学中对革命的拒绝也是一个有序的过程，它并不依赖什么不可抵抗的压力。
　　当然，这种系统并不总能充分发挥作用。在遗传学的基础定律的发现中就可以看到这样一个触目惊心的实例：科学革命的发展出现了中断。在19世纪m年代，格雷戈尔·孟德尔发现了遗传学的基础定律。孟德尔在一家公开出版但鲜为人知的杂志上发表了他的著作，而他的论文也确确实实被编入了有关这个问题的文献目录指南之中。然而，它却被忽视了半个世纪，直到1900年，它又几乎同时分别被卡尔·科伦斯、埃里克·切尔马克、雨果·德·弗里厄斯重新发现（奥尔拜1966）。德·弗里厄斯是偶然看到他的杰出前辈的这一著作的，他使这一著作引起了科学界的注意。在孟德尔发表其独出。已裁的论文的时代，科学界人土所探讨的是遗传的变异和融合，而不是固定性；科学界对他的发现尚无思想准备，因而忽视了它。从某种意义上讲，孟德尔也许领先了他的时代半个世纪。
　　那些受过光的发射、传播和吸收像连续的波动现象这一学说教育的科学家们，显然在19O5年最难放弃这一已被接受了的光的理论，而转过来去承认爱因斯坦那“具有启发意义的”不连续的光的量子概念。对于任何一位按照动植物的物种是固定不变的这一信念培养出来的人来说，当达尔文于1859年提出物种进化观时，让他们接受这一概念肯定同样也是很困难的。不过，一个激进的理论也可能在某些方面很有意义，这可以使得人们对它的好感很快超过对旧理论的偏爱。可能，它因能解释一些反常现象或预见一些意外的新现象而赢得一些信徒；也许，它能把各自独立或互无关联的科学分支统一起来；或者，它可以使讨论达到更为精确的程度，甚至能简化那种当时所作的假设。有时候，新的理论会从一个戏剧性的实验或观察中获得支待。例如，1907年爱因斯坦在其广义相对论中预言，光线在引力场中会发生弯曲，而这一点被实际证明则是在1919年发生日全食期间。不过，尽管得到了证实，但在那以后40年左右的时间里，广义相对论并没有成为大多数科学家关注的焦点，仅有相对来说数量不多的一些对宇宙学问题感兴趣的天文学家和数学家使它有所发展。只是在第二次世界大战后，亦即该理论提出大约40年之后，广义相对论问题方成了许许多多物理学家和天文学家实际研究中具有头等重要性的问题。就这样，甚至是在该理论已被确证了的情况下，从论著中的革命到物理学领域中真正的大规模革命还被延误了很长的时间。
　　爱因斯坦在1905年就发表了论述狭义相对论的论文这一事例，为论著中的革命与科学革命之间出现中断的现象提供了明确的证明。爱因斯坦的这篇论文的题目是《论运动物体的电动力学》，当时，哥廷根大学的物理学家马克斯·玻恩所研究的正是这个问题。玻思是由大卫·希耳伯特和赫尔曼·闽科夫斯基执教的一个研究班的成员，这个研究班的研究课题是“运动物体的电动力学和光学”。玻恩（1971）记述说，这个研究班的学生“研究H．A．洛伦兹、亨利·彭加勒、G．F．菲茨杰拉德、拉莫尔以及其他一些人的研究论文，但是爱因斯坦的名字却未被提及。”1906年毕业后，玻恩去了剑桥大学，在那里听了约瑟夫·拉莫尔主持的电磁学理论的演讲和J．J．汤姆森的有关电子理论的演讲，可是，“仍然没有听说过爱因斯坦的大名。”只是后来，1907—1908年在布勒斯劳时，玻恩才从两位年轻的物理学家那里得知有关爱因斯坦的论文的情况，这两位物理学家是弗里茨·赖歇和斯坦尼斯劳斯·洛里亚，他们建议他读一下这篇论文。他读了，“而且立即获得了深刻的印象。”玻恩回忆说，当时人们对爱因斯坦的了解只不过是，“他是伯尔尼瑞士专利局的一个文职公务员，”这一切显然说明，他不是这个研究班的成员。
　　在发表其有关狭义相对论的著作的同一年，爱因斯坦还在一家重要的科学杂志《物理学年鉴》上，提出了他对普朗克量子概念的根本性修正。即使如此，直到本世纪20年代为止，它也未能超出论著革命的阶段。R．A．密立根进行了一系列实验，试图证明爱因斯坦错了。可是他发现，事实恰恰相反，爱因斯坦对量子理论大胆的重新阐述，确实预见到了实验所证实的光电效应定律。然而，他却尽其所能断然否认爱因斯坦对量子理论的修正是正确的。尽管在1913年，对于尼尔斯·玻尔有关新的原子模型的革命性建议来说，爱因斯坦的新概念有着重要的意义，但是，在这一年推荐爱因斯坦去柏林工作的时候，他的保证人们（其中也有普朗克）都感到，有必要为这位被推荐者在量子领域中的想入非非表示歉意。从这个事实中可以看出，爱因斯坦的新概念并未得到普遍承认。
　　有时候，由于革命的科学家缺乏正统的凭证，论著中的革命也许就不能转变成一场科学中的革命了。对于已被确立的科学专业而言，出自该专业队伍之外而对它所做的那些根本性修正，科学家们对之总是不屑一顾。毫无疑问，维利科夫斯基及其思想最初遭到敌视，在很大程度上是由于这个事实：他本人并非是某个公认的科研部门的成员，他并不是某所大学、某个研究所或某个工业实验室的工作人员；他是一位非专业人员，一位业余爱好者。此外，他最初是在《哈珀斯杂志》一篇通俗性文章中而不是在一家严肃的科学杂志上提出他的思想的，这违反了正统的程序。当然，维利科夫斯基思想最终被拒绝的主要原因是：它们不正确，或者说，它们不精确，不是定量性的，以致于无法用观察或实验对它们真正地进行检验。
　　在100多年前的19世纪70年代，J．H．范托夫遇到了几乎与此完全相同的情况。当时，他提出了不对称的碳原子概念；这种带有革命色彩的思想修正了正统的化学理论，对此，大部分化学家持敌视态度，甚至未给予认真的考虑。德国伟大的有机化学家赫尔曼·科尔比也是批评者之一。他之所以不重视范托夫的思想，部分是因为，范托夫只不过是“乌得勒支兽医学校的”一个成员。科尔比写道，他不是去追求合乎逻辑的和“精确的化学研究”，对此他“毫无体验”，相反，范托夫“曾认为，骑上珀伽索斯相当方便（显然，兽医学校给他贷了款），而且可以相当方便地表明……在他飞往化学的帕尔纳索斯山顶峰的大胆飞行期间，原子是以什么方式在整个宇宙空间中自己聚集起来的”（科尔比1874，477；参见斯内尔德斯1974，3）。范托夫思想遭到反对的另一部分原因是由于这样一个事实：他曾把原子和分子描写成仿佛是具有物质实在性的，而这与大部分有机化学家的思想是大相径庭的，化学家们愿意使用原子和分子概念，但对它们是否真实存在却持怀疑态度。今天，范托夫有关不对称碳原子的革命性思想，业已被公认为是立体化学的基础了。
　　假如在通往科学革命的道路上有这么多的障碍，那么，任何新的理论或发现取得成功，或多或少都会令人感到惊讶。事实上，许多革命思想并非是以或许能被它们最初的提倡者们承认或接受的形式幸存下来的；相反，在以后的革命者的手中，它们均已发生了变化。举例来说，在lop年开普勒发表经过他本人彻底重建了的哥白尼天文学学说以前，哥白尼于1543年在其著作《天体运行论》中详尽阐述了宇宙学体系，并未对天文学产生十分重要的影响。我们可以觉察出，从开普勒那时起，天文学开始了一场革命，这场革命以牛顿的工作而告结束。然而，这场革命并非仅仅是一场被延误了半个世纪的哥白尼革命。确切地说，这门新的天文学根本不是真正意义上的哥白尼天文学（尽管人们仍然常常把它称作是“哥白尼革命”）。在重建中，开普勒基本上拒绝了哥白尼几乎所有的假定和方法；所保留下来的，只是其原来的中心思想，即太阳是固定的，而地球每年则在环绕太阳的轨道上运行一周，同时，它每天还自转一周。不过，这种观念也并不是哥白尼最早提出来的，这一点哥白尼很清楚；它来源于他的一位古代老前辈萨摩斯岛的阿利斯塔克。
　　在大陆漂移理论的历史中，显然也有与上述相同的变化现象。在魏格纳于第一次世界大战前发表他的革命性学说到这场革命于20世纪60年代最终被承认之间，我们又可以看到有着一段明显的历史间隔。不过，魏格纳所想象的是，各大陆曾经在海中像巨大的平底船似的分散地航行着或被推动着，它们就是这样在地壳上运动；而最终革命的发生则是基于海底扩张这一概念，即海底扩张使地壳的巨大断面（板块）以在一边增大、在另一边裂开的方式运动着。由于这些板块可能环绕着大陆的陆地块体，因此，它们的运动就引起了大陆的分离。与上述哥白尼革命的那个例子相同，在这场革命中，魏格纳理论中所保留下来的主要是这一思想：今天各大陆彼此相互所处的位置，与它们在地球形成时的情况并不相同。
　　失败的科学革命通常也就销声匿迹了。但一场政治革命或社会革命（1848年的那些革命和1905年流产的俄国革命）失败了，它仍然可能是一个很有意义的事件，它可以用来作为社会政治条件或问题的一个标志，值得历史学家们去重视（兰格1969；斯特恩1974；乌拉姆1981）。有些失败了的政治革命，其目的也许仍旧能在以后的革命时期在一定的程度上得以实现。然而，科学史家一般则不考虑革命的失败，除非它们是些“反常”科学的例子。其所以如此，也许是因为大多数科学史都是由科学家自己写的，他们对历史上真理的成功和发展阶段，比对历史中真理和谬误混杂时的兴衰沉浮阶段更感兴趣。　　 　
《科学中的革命》
科恩著 　　
第3章 鉴别科学革命发生与否的证据 　
　　　对科学革命的讨论，不可能完全避免这样一组相关的问题：（1）什么是革命？（2）我们怎样才能说一场革命是否业已发生了？乍看上去，它们似乎可能并非是迥然不同的，尤其在相信所有完美的定义一定要具有“操作”成分时更是如此。结果表明，对科学中的革命是否发生，即使没有清晰的定义，也是有可能进行有效的检验的。
　　库恩（1962）把科学中的革命表征为：当一系列的“反常”已经导致了一场“危机”时所发生的（用他的原话来说）“范式”的转换，这样的表征有助于我们系统地阐述一个定义并进行检验。然而，在试图使反常、危机和范式这三个概念精确化时，我们却又面临着一个三重问题。此外，还有（业已提及过的）这个问题，即库恩的图式并非丝毫不差地适用于所有的科学革命。
　　对于革命由什么构成的定义问题，我也无法轻而易举地给出一个答案。我重申一下，具有历史意义的是，在现代科学存在以来的四个世纪左右的时间里，科学家和科学的观察者们已经倾向于把某些事件称之为革命了。这些事件包括概念的根本性变化，标准的或已经被接受的解释规范中的彻底更迭，出现新的假设、公理，可接受性知识的新的形式，以及包括部分或全部这些性质同时还具有其他性质的新的理论。牛顿革命导致了具有根本性的万有引力概念，而且实现了用数学语言来表述和发展自然哲学的目的；笛卡尔革命被断定是以“机械论哲学”为基础的，它用物质和运动来解释所有现象；气体的分子运动理论、放射性概念等的引入，都是以概率论为基础的，而量子理论甚至对简单的非概率的因果理论予以否认；进化论否定物种是固定不变的，而且，它还引入了一种不允许对个别事件进行预测的科学；相对论不仅敲响了绝对时空的丧钟，而且从根本上改变了显然过于简单的同时性概念；哈维革命提出了这样一种思想：血液通过动脉从心脏流出，又通过静脉流回心脏，它就这样不断地循环着，而且，哈维革命还拒绝了这样一种源远流长并且得到了完全确认的学说：血液只不过是静脉中的涨潮和落潮，它是不断地从肝脏中产生出来的。在所有这些事例中，都出现过通常曾被(而且现在仍被)称作革命的事件。无论我们是否喜欢“革命”这个词，无论我们是否有能力提出一个适用于所有这些例子以及其他一些例子的定义，这都是一个历史事实。
　　在这里，我的主要目的是弄清楚被人们承认已经发生过的那些革命，而不是抽象地去分析某一个概念，因而，我的研究方法始终都是，考察人们是怎样来理解科学中的革命的。而这就需要同时进行一种四项一组的系列检验，这组检验也许普遍适用于过去四个世纪中所发生的所有重要的科学事件。这些检验纯粹是以历史和事实为基础的。构成它的第一部分是目击者的证明，即当时的科学家和非科学家们的判断。我想，在这些目击者中，有哲学家，政治学家，从事政治事务的人，社会科学家，新闻工作者，文学界人士，甚至还有很有修养的外行人。当丰特奈尔记录下他对所处的时代的印象时，牛顿和莱布尼兹仍然在世，并且还在为微积分的发展而工作，丰特奈尔的印象是，他们的创造已经在数学中引起了一场革命。在牛顿去世后的十年中，克雷洛为牛顿的《原理》而欢呼，称它是力学科学革命的“新纪元”。拉瓦锡对化学革命的根本性改革，被他同时代的许多科学家看作是化学中的一场革命。而很多与达尔文同时代的人，则把进化论描写成一场生物学中的革命。在本世纪20年代和30年代，即大陆漂移说的地位从论著中的革命转变成科学中的革命很久以前，对于地球科学家而言，显而易见，魏格纳有关大陆运动的思想将会引起一场革命。所有这些革命都通过了第一个检验——当时的目击者的证明。
　　上述例子中有三个是这样：对革命的发生起着主要作用的科学家（拉瓦锡、达尔文、魏格纳）都明确地指出，他们本人的工作大概会引起一场革命。这种与其他目击者一致的意见，会增加这些目击者们证明的力量。不过，这种特殊的证据不多，对此，显然不应看得过重，因为大多数科学家由于科学事业常规的束缚，常常过于谦虚或过于拘谨，以致于无法对他们自己的创造作出这样的评价。另一方面，假如没有目击者证实事件的发生（例如19世纪的孟德尔或巴贝奇的科学革命），对于一场科学革命实际上已经发生这类事后的历史评价，我是不会过分相信的。
　　一个科学家也许会以为，他正在引起或者已经引起了一场革命，尽管以后的事件表明，这样一场革命从未发生过。西默的电学理论和马拉的光学理论就是两个例子。此外，正如我们在第2章中所看到的那样，在许多事例中，科学革命运动根本就未发展成为全面的革命——我们只举几个例子，如催眠术、N射线以及聚合水等就是如此。因而，我们需要进一步的检验以补充目击者的证明。
　　第二项检验就是，对据说曾经发生过革命的那个学科以后的一些文献进行考察。对写于1543年与1609年之间的天文学论文和教科书的研究表明，哥白尼的思想和方法并未被采用。由此可以说，这一检验暗示着在那些年月里并不存在哥白尼革命。与此形成对照的是，18世纪的大部分数学著作——无论是专业论文。报刊上的文章还是教科书——都是按照新的微积分思想（不是莱布尼兹的规则系统，就是牛顿的规则系统）撰写的，从而为丰特奈尔有关微积分的发明是数学革命的新纪元这一论述，提供了具有确证作用的证据。类似地，假如我们把1687年以后（含有强有力的万有引力天体力学成分的）数学天文学与《原理》发表以前的天文学加以对照和比较，我们就有了证明牛顿革命的证据。显然，这项检验本身至多能在重组的程度上得出这么一种主观的判断：它是否足以构成一场科学革命。不过对于在某一科学的重要著作中没有发现此种影响这样的否定性判断而言，这种检验却是确定性的。在许多情况中，证据的确是不容置疑的（例如，在微积分那个例子中），至少是得到了有力的确证。前两项检验结果合起来，向我们强烈地暗示着某一场革命发生过。
　　第三项检验是，有相当水平的历史学家、尤其是科学史学家和哲学史学家们的判断。这里大概不仅要包括现在的和近代的历史学家的判断，而且还要包括很久以前的历史学家的判断。18世纪的历史学家J．－S．巴伊就是一个例子，这位历史学家曾著述过与哥白尼有关的16世纪的一些事件。历史学家或具有历史学家头脑的学者们（如哲学家、社会学家以及其他社会科学家）并不要求去验证牛顿革命、化学革命或达尔文革命。把对所有这三项检验的肯定回答结合在一起，就能十分有力地令人确信：这些事件就是革命。历史学家们可能普遍地把某一时期看作是革命时期，但从当时占统治地位的观点来看，这些时期并非如此。一个主要的例子，我们不妨再提一下，就是哥白尼革命。我们会看到，那种认为在16世纪就已经发生过了一场哥白尼的天文学革命的观点，其实是由后来的历史学家们，首先是18世纪的蒙塔克勒和巴伊，发明出来并使之保留下来的虚构之物。古代目睹者的证明与以后的历史学家的观点之间的这种不一致，也许已经结历史学家们提出了警告，劝他们对这种尚未证实的革命应持怀疑态度。通过对这种情况中的那些事件加以严密的分析就会使人们明白：错误是怎样产生的，它是怎样取决于与开普勒和伽利略相关的那些事件的，而这些事件却是在哥白尼的论文发表（1543）半个或半个多世纪以后发生的。然而，这毕竟是一个历史事实：在大约两个世纪中，历史学家和科学家都曾相信有过一场哥白尼革命。对这种在事件发生很久之后做出的判断，一定要进行批判性考察，尤其当人们面对当代的历史证据标准而作出这样的判断时更应如此。
　　我认为，“19世纪的统计学和统计思维领域中曾经有过一场伟大的科学革命”这一判断，是一个正确的历史判断。从阿道夫·凯特尔、J．克拉克·麦克斯韦、路德维格·玻尔兹曼以及约翰·赫歇尔等人的著作中，也许可以发现这场革命的一些模糊迹象。可是我不知道，对于这场革命，同时代的人有过多少明确的阐述（尽管赫歇耳紧接着就进行了评论），就像化学革命期间和达尔文革命期间同时代的人所做的那样。这所意味的也许不是别的，而是我们的无知，它反映出我们对这个问题的历史相当原始的知识状态。既然很少有严肃的历史学家关心或曾经关心过概率和统计学的发展，因而，革命的第三项标准在这里就不十分适用了。不过还有第四项标准亦即最后一项检验标准，它也许适用于统计革命，这就是今天这个领域从事研究的科学家们的总的看法。在这里，20世纪的物理学家、生物学家和社会科学家大都认识到，在他们自己的时代，以统计学为基础的物理学（放射物理学和量子物理学）、生物学（遗传学）和社会科学的建立，已经对过去构成了一种明显的突破，而且，已经有过一场统计学革命了。
　　在这第四项检验中，我对现存的科学传统，对构成了正在从事自己事业的科学家所接受的作为文化遗产一部分的神话，给予了相当的重视。神话在科学中起着有一定意义但却又不恰当的评价作用，我敢肯定，这种作用类似于神话在一般社会中所起的作用。当然，有关科学英雄和据信是由他们导致的革命的神话，并不能成为过去事件的历史证据，但是，它们却给我们提供了证明某些重要时期确实存在过的线索，这些重要时期是指科学发展的形成时期。科学家们对于自己过去的总的看法，加强了另外三项检验所提供的那些证据。
　　无论如何，第四项检验并不是独立于前三项检验的。显而易见，科学家们有可能受历史学家们的影响，而历史学家们也有可能受科学家们的影响。也许，科学家和历史学家都迷恋某一种悠久的传统，就像在化学革命中那样。甚至一种在错误基础上建立起来的传统，也会对以后的历史学家和科学家产生强烈的影响，就像前面提及的哥白尼革命明显地表现出来的那样。
　　一个颇具启发性的例子，就是我们这个时代中的地球科学的革命，在这个例子中，所有四项检验的结果都是同样的。这场革命的基本概念是，地球表面的陆地曾经有过而且现在依然有着一种相对的运动，亦即大陆漂移。当艾尔弗雷德·魏格纳在1914年的战争前首次提出大陆漂移理论时，它便被地球科学家普遍地认为是具有革命性的，而且，它在本世纪20年代和30年代得到了广泛的讨论（尽管它尚未真正地被地质学家和地质物理学家共同体接受）——从而通过了第一项检验：同时代的科学家的看法。此外，魏格纳本人充分地意识到了他的思想的革命性。在本世纪60年代和70年代，建立在板块构造思想基础上的新型的大陆漂移理论成为地球科学家信念的一部分时，他们都愿意把这种变化说成是一场革命。地球科学的文献证明，一场戏剧性变化已经在这一学科中发生了，它与一场革命没有什么不同。这样，大陆漂移理论就通过了第二项和第四项检验。最后，在进行第三项检验时我们也许会注意到，历史学家已经写出了一些著作，在这些著作中，大陆漂移思想的出现及其对它的承认，被描述为一场科学中的革命。许多历史学家和科学家在讨论大陆漂移理论时，甚至援引库恩的思想，用范式和范式的转换来描述这个问题。在这个例子中，既然我们所有的检验都被考虑到了，那么，对于已经发生了一场革命还能有什么怀疑吗？大陆漂移理论通过了鉴定革命的所有检验。
　　对于我来说，同时代人的证明具有十分重要的意义。在后人的判断中，对革命事业的考虑，比对革命的长期影响或对革命以后科学史的考虑要少，与此不同，同时代见证人所提供的，则是对正在进行之中的事业的直接洞察。举例来说，这个事实就很有现实意义：达尔文不仅相信他的新思想将会导致一场革命，而且在1859年出版的《物种起源》的结论中也确确实实是这么说的。他对“自然史中的重大革命”作了预见，像他这样在已经出版的著作中如此大胆地发表这么一个声明（在这个例子中，就是在主要的出版物中宣布这项发现）的科学家实属罕见。达尔文的判断得到了大批与他意见相同的人的附和。拉瓦锡和达尔文对各自思想中所蕴藏的革命的阐述，不仅分别得到了与他们同时代人的确定性判断的支持，而且还得到了后来的历史学家和科学家们所作的评价的支持。不过，自我评价也许是不可靠的。没有几位科学家和历史学家知道罗伯特·西默尔，而知道他的那些人也很难同意他的这种观点：他对电学的贡献是“富有革命性的。”我们甚至会得出更为令人信服的判断：让-保罗·马拉，不管他自己怎么评价，从未在科学中引起过一场革命。
　　把自己的工作描述成革命的科学家似乎为数不多。我对这个问题进行了大约15年的研究，在此期间得到了许多学生和朋友们的鼎力相助，有些研究助手们的研究成果也使我获益匪浅，而这些年的研究表明，那种科学家直言不讳地称自己的贡献富有革命性（或者认为自己的贡献将会导致一场革命、自己的贡献是革命的一个组成部分）的事例，充其量不过十几个，按年代顺序，这些科学家分别是：罗伯特·西默，J．P．马拉，A．L．拉瓦锡，贾斯特斯·冯·李比希，威廉·罗恩·汉密尔顿，查尔斯·达尔文，鲁道夫·菲尔绍，乔治·康托尔，阿尔贝特·爱因斯坦，赫尔曼·闽科夫斯基，马克斯·冯·劳厄，艾尔弗雷德·魏格纳，阿瑟·H．康普顿，欧内斯特·埃弗雷特·贾斯特，詹姆斯D．沃森，以及伯努瓦·曼德布罗特。
　　当然还有一些人，他们也曾引人注目地说过，他们已经创立了一门新的科学（塔尔塔利亚，伽利略）或一门新的天文学（开普勒），或者，发明了一种“新的哲学化的方法”（吉伯）。我们并不指望能发现很多17世纪末以前的有关科学革命的参考材料。在18世纪声称正在引起一场革命的那三位科学家中，唯有拉瓦锡一个人的工作成功地得到了他同时代的人以及后来的历史学家和科学家们同样的评价。
　　来自同时代的观察者或参与者的有关科学革命的证据，显然在一定程度上并不是十分可靠的。较早时期遗留下来的证据可能是偶然的；即使它以某种有形的形式（出版了的记录、日记、注释、通信以及诸如此类的东西）而存在，它也许仍然不为今天的历史学家所知。缺乏这种明确指出一场革命已经发生（或即将发生）的文献，并非总能用来作为没有发生革命的一种确证。换句话说，这种同时代人的证据，是我们作出一场革命已经发生这一判断的一个充分条件，但并非总是必要条件。
　　从某一正在进行的讨论中获得的信息也许是非常有价值的。1858年伦敦林奈学会会长的年度报告，就是一个很恰当的例子，这一年，达尔文和华莱士发表了他们两人对物种通过自然选择而进化这一问题首次相互的交流。然而那位会长却说，过去的一年，并非是以改变某门科学面貌的一场革命而著称的一年。我们是否应当设想，他对进化论的革命含义的反应是极为迟钝的呢？不必如此。因为我们将会看到，他的报告表明，他是相信科学中会发生革命的，而且他猜想，生命科学中一场重要革命出现的时机已经成熟了。由此看来，他的陈述所要表明的是，并非仅仅宣布有关进化和自然选择等大胆思想就会引起伟大的达尔文革命。对于一场即将发生的革命而言，还需要有细致而全面的文献证明材料，以及非常完备的理论，就像一年以后达尔文在他的著作中所提供的那样。仅仅阐述了激进的思想并不能导致达尔文革命，达尔文革命是由数量巨大的事实资料与高层次的理论推理之间的相互作用引发的。无可否认，这四项标准终归还是些主观的标准。显然，它们并非对每一件可能发生的偶然事件都适用。不过，它们至少提供了一些条件，这些条件足以使我们判定革命是否业已发生，而这样的判断也许会得到进一步的研究和批判性反思的支持。　　 　
《科学中的革命》
科恩著 　　
第二部分 历史上对“革命”和“科学中的革命”的看法 第4章 “革命”概念的转变 　
　　　政治革命通常被认为是一种突发性的、剧烈的而且是全面的变革，它常常伴随有暴力活动，或者说，至少要动武。这样的根本性变革富有戏剧性的特点，它往往能使旁观者看出一场革命正在发生，或者刚刚进行过一场革命。现代初期的阶级革命，例如美国的独立战争和法国大革命，都以其改变政治体制而闻名于世，法国大革命则比美国独立战争来势更为猛烈。在这两个例子中，政府或统治者都被推翻、被抛弃了。通过被统治的人民或他们的代表们的活动，一个新的政府取代了旧的政府。从一定范围上讲，光荣革命也是如此。
　　到了19世纪，革命和革命活动开始超出政府形式这种纯粹的政治考虑范围，并且开始涉猎那些基本的政治或社会经济领域。结果，“革命”这个词不仅能用于那些导致剧烈的政治变革或社会经济变革的事件上，而且还能用于那些想要实现这种变革的活动（不管它们已经失败还是尚未成功）。因此，马克思和恩格斯在1848年的《共产党宣言》中提出了一个革命蓝图，并且发出了进行“一场共产主义革命”的号召，一年以后，马克思指出了“1849年的一些征兆”（1971，44）：“法国工人阶级的革命起义，以及世界范围内的战争。”
　　自比世纪以来，革命多于武装起义，多于向已被确认的权力的挑战，多于反对或主动放弃对政府的忠诚或服从。也就是说，革命的数量超过了那些未必会导致一个新型的政府或新的社会经济体系的反抗活动和造反活动。
　　一个统治家族替换另一个统治家族，或者说改朝换代，这种情况已不再被看作是一场革命了。一般来讲，仅仅与当权者的对立，特别是公开的和诉诸武力的对立，只会被看成是造反——当奋起反抗当权者的活动被证明无论在短期或长期之内都是失败的情况下，尤其如此。例如，我们今天所知道的美国内战，以前曾被称之为南北战争或造反，而在口语中，南部联邦的士兵则被北方人称之为南军士兵。（南方佬式的喊叫，则用来指南部联邦士兵拖长腔的尖声喊叫。埃国内战是指保王党人的军队与圆颅党人的军队之间的冲突，以及查理一世被判处死刑、共和体制的建立，而与这场内战有关的那些事件被18世纪的历史学家和编年史家克拉伦登称之为“英国的造反和英国的南北战争。”
　　革命这个概念的历史，不能与这个词本身使用方式的历史分割开。因为使用方式的历史有着许多与科学革命这一课题密切相关的问题。首先，“revolution”（革命）这个同本身来源于晚期拉丁语，作为一个名词，它源于拉丁文的动词“revolvere”，意为“使后退”，从而“展开”，“读完”，“重复”，以及“仔细考虑”；由此，其进一步的意思为“回归”，“再发生”。其次，名词“revolutio”（“绕转”）作为一个专业术语用于天文学（以及数学），始于中世纪的拉丁语。第三，“revolution”这个词逐渐在政治意义上使用，以表示一种同期性的过程或兴衰，它意味着恢复某种以前的状态，而最终则意指一种“推翻”过程。第四，“revolution”这个词与政治事物领域中的推翻过程联系了起来，而后来，“推翻”之意不再带有“revolution”一词表示周期性的那些涵义了；同时，“revolution”这个词开始用来意指远非通常意义上的事件了。在对革命进行反思的发展过程中，人们很早就认识到英国已经发生过一场革命（1688年的光荣革命）以及科学中正在进行着一场革命，这一点具有相当重要的意义。18世纪初，（与我们今天使用革命这个词意义十分相似的）革命在人们看来不仅与政府有关，而且与思想领域和文化事业领域尤其是科学的发展有关；人们意识到，到了牛顿时代，一场革命已经在科学中发生了。这个时期值得注意，因为至少有三位不同的科学家认识到，他们个人的研究有可能导致（或正在导致）一场科学革命。
　　在18世纪的最后的25年之中，美国独立战争和法国大革命用事实证明，革命是连续的政治进程和社会进程的一部分，同时，拉瓦锡宣布了科学中的一场新的革命：化学革命。到了这个时候，人们也开始普遍承认，曾经有过一场哥白尼革命，还曾有过一场牛顿革命以及相继而来的一些小的科学革命。
　　在19世纪和对世纪，“revolution”这个词被用来指一系列的社会革命事件和政治革命事件，无论它成功与否。伴随着革命运动的形成，革命理论本身也得到了发展，通过献身革命的那些人有组织的集体活动，理论在革命运动中被付诸实践。首先产生的是“持久的”（或持续的或正在进行中的）革命的概念，而不是这样一种革命概念，即由一系列在相对来说较短的时间间隔中一个接一个地聚集起来的事件构成的革命。在20世纪，接连发生的大大小小的革命已经使每一个人强烈地意识到，革命是政治的、社会的和经济的变革的一种规律，而且在今天，人们已经普遍承认，它们同样也是科学变革中的一种规律。
　　古代的革命
　　研究政治理论的学者对革命的历史分析，至少要追溯到哲学家柏拉图和亚里土多德以及历史学家希罗多德和修昔底德那里。尽管古代有不少事业也许可以被称之为革命，但是，希腊人并没有一个同样的专门的词可用来描述它们。希腊的哲学家和历史学家们，喜欢用许多不同的词来描述我们会称之为革命起义和变革这类事物。因此，“尽管希腊人的革命有许许多多，但他们却没有一个专门描述革命的词（哈托1949，498）。简而言之，那时的“革命”一词，与我们自1789年以来对这个词的理解相比，还是一个尚不明确、尚未充分阐述清楚的概念。阿瑟·哈托曾对这个词和这个概念早期的历史进行过重要的研究。对于柏拉图，哈托指出，“他的理想国会退化成荣誉政治，而荣誉政治又会堕落成寡头政治，如此等等，然后通过民主又退化成僭主政治”（同上），从这种意义上讲，他的“革命”更恰当地说是一种演变。显然，柏拉图本人实际上并没有构想出这么一个完整的循环，而且他也并不相信这些事件会接连不断一次又一次地重复，因为这要求俗主政治再次让位给理想国。波利比奥斯做到了这一点。波利比奥斯称，他把柏拉图所说的作了总结。其实并非是柏拉图而是波利比奥斯认为，帝王政治转变成“僭主政治，僭主政治转变成贵族政治，贵族政治转变成寡头政治，寡头政治变成民主政治”；然后，“民主政治变成暴民政治，暴民政治又会转变成原始的状态，而这种状态……无疑不可避免地导致帝王政治和一场新的循环”（p．499）。用波利比奥斯自己的话讲，“这就是政治革命的循环，这个过程是自然而然的，在这一过程中，政体会发生变化、会消失，最后则会回到它们的出发点上。”被利比奥斯使用了“anakykloois”这个词（来源于kyklos这个词干，意为环或轮，是英文“cycle”一词的词根），用旋转中的轮子来表述这种循环观；“在它的旋转背后起推动作用的是命运之神”（或“命运女神”）。
　　亚里士多德的《政治学》第五篇讨论的就是革命问题，其中含有对革命的循环理论的批驳和抵制（V，12，Vii）。亚里士多德用来描述“革命”的“惯用语”是“metabole kai stasis”（伴有暴动的变革）；对于没有暴力行为的过程，只用“metabole”(“新陈代谢”)这个词来表述。哈托（p．5O0）得出结论说，希腊人显然思考过革命这一概念，而且经历过革命。然而，虽然总能找到一个词来描述这个概念或立的某个词组，可是希腊作者“却不总是选择同一个词，有时要选择两个或更多的词。”其原因也许在于，尽管他们经历过许多革命，既有近期的革命也有早期的革命，但从欧洲“正处于1789年的革命之中”这句话的意义上看，他们并非是“古代革命”的见证人（同上）。
　　罗马人也没有一个专门的用来描述“革命”的词（哈托1949，500）。在拉丁语中，与我们的“革命”较为接近的说法是“novae res”（新生事物，革新），但实际上，它所表示的是我们大概会称之为革命成果的东西。在用来表示革命活动的短语中有：“novis rebus studere”（为革新而奋斗），或“res novare”（革新）等。另外两种源于古代的说法是：“mutatio rerum”（事物的变化）和“commutatio rei publicae”（政府的变动）；这些语句，在文艺复兴时期亚里土多德《政治学》一书不同的拉丁文译本中保留了下来。
　　西塞罗采用并推广了柏拉图-波利比奥斯的制度循环变化论（Rep．1．45）：“这种循环以及也许会被称之为政府的变动和交替中的革命的那种事物，令人惊讶不已（Mirique sunt orbes et quasicircuitus in rebus publicis commutationum et vicissitudinum）。”在这里以及其他一些地方，西塞罗用“orbis”（意为轮子，环状物，圆形物，循环）把这种变化概念描述为一种循环出现的情况。按照M．L．克拉克的观点（引自哈托1949，501），西塞罗把这些变化看作是“自然而然但并非是不可避免的”；也就是说，“博学多才的政治家可以对它们施加影响并阻止它们。”西塞罗既把这种循环变化的概念应用于过去的事件上，也把它应用于他那个时代正在发生着的政治变化上，他说：“不久你们就会看到车轮的转动（Hic ille iam vertetur orbis）”（Rep 2．45），或者“政局的车轮已经转动了（orbis hicin republic est conversus）”（Att．2．9．1：cf．2．21．2）。在他晚年的一部著作中［De divinattione（《占卜论》）2．6］，西塞罗谈到“也许可以称之为政治革命的事物（quasdam conversiones rerum publicarum）。”在这里，西塞罗使用了这么一个名词“conversio”，它的意思是“转变”，由此，在与我们的“政治革命”相类似的彻底变革甚或是动用武力进行变革这种意义上，就有了“旋转的”或“周期”（如四季中周期性变化）等含义；他还这样把“conversio”这个词与“mo－tus”（Sest．99）或“perturbatio”（Phil．11．27）结合在一起使用。在其著作《天体运行论》的前言中，哥白尼提到他在西塞罗那里发现的一个命题“西塞塔斯假设地球在运动”（1978，4）。所参考的材料是西塞罗的《学园派哲学》（Academica，prior．2．123），在那里，西塞罗记述了泰奥弗拉斯托斯所说的一段话，泰奥弗拉斯托斯说，按照西塞塔斯的观点，地球“围绕着其中轴飞速地运动，”因而在地球上的观察者看来天空是运动的。西塞罗的原话是“quae［terra］cumcircum axemse summa celeritate convertat et torqueat，”在这里，动词“converters”（作为反身动词使用）意为绕着一个轴线转动或旋转，因此类似于循环这个词。
　　在以后的拉丁语中，“revolutio”这个名词有了古典拉丁语中的“conversio”的含义。可以举出公元五世纪的两个例子：一个是马蒂安努斯·卡佩拉（9．22）笔下的“周天过程［sidereae revolutionis excursus］，”另一个是奥古斯丁在《上帝之城》（22．12）中把灵魂的转生描述为许多“通过不同身体的循环[per diversa corporarevolutio－nes]。”
　　中世纪和文艺复兴时期
　　在中世纪，虽然有时起义和某个王朝统治者的被迫下台会在政府中导致一些变动，但从完全彻底且富有戏剧性地摧毁社会政治统治集团的体制这个意义上讲，中世纪算不上是革命的见证。1381年英国的农民起义具有许多初期革命的特点，其中包括“火烧庄园，毁掉有关土地使用权、猎园等等的记录，暗杀地主和律师，以及[1　　0（？）人进军……伦敦，“在那里，律师和官员被杀，他们的住宅遭到洗劫，萨伏依［（冈特的）约翰的宫殿］被焚毁”（兰格1968，290）。然而，从革命这个词现在的意义上讲，它还不是一场革命，因为它尚无富有生命力的纲领，甚至并不想终止君主体制或废除贵族统治，即使有纲领，在消除异常的不满或制止暴行方面也是十分有限的。有些学者（罗森斯托克1931，95；哈托1949，502）曾经说过，“revolution”这个词现行用法的起源，可追溯到意大利的文艺复兴初期，例如，在14世纪马泰奥·维拉尼的《编年史》中（4．89=维拉尼1848，5：390），他曾提到过1355年间的“la subita revoluzione fatta per i cittadini di Siena”（“锡耶纳的市民引起的急遽的革命”）。显然，这里所说的是一场人为的政治事件，而且，这一事件的发生并非是超出人类控制能力的结果。不过，鉴于在另一节（4．82＝5：384）维拉尼提到这同一事件时使用了这样的表述：“lenovita fatte nella citta di Siena”（在锡耶纳市引起的变革），而且，他还用rivoluzione（9．34＝6：223）和“revoluzioni”（5．19＝5：413）来描述一般的政治动乱，所以，正如哈托告诫我们的那样，我们一定要小心谨慎，切不可把这种据说是人类活动结果的单一的革命看得太重了。
　　学者们已经发现了另外几个早期使用“rivoluzione”这个词的例子，不过，从那时流行的用法上看，这个词并不是作为一个政治名词或政治概念来使用的。马基雅维利在其著作中表明，他的确开始探讨我们所说的政治革命的概念了，他喜欢将习惯上用拉丁语表述的“commutatio rei publicae”或“mutatio rerum”用意大利语的“mutazione di stato'来表示，尽管至少有一次［在《君主论》（ch．26）中］他写作时是在更为一般的变革的意义上使用了“revoluzoni”（哈托1949，503）。到了16世纪初，佛罗伦萨的历史学家圭恰尔迪尼（1970，81）把政府中的一次变动写成是一场“rivouzione”。一般似乎认为，revolution这种新的表示政治变革的含义产生于中世纪末和文艺复兴初的意大利，以后便向北传播开了。
　　在中世纪和文艺复兴时期，“revolution”这个词的本义是天文学方面的，因此，也许是联想出来的也许是派生出来的，这个词还有占星术方面的含义。但丁用意大利文和拉丁文，乔望用英文，爱耳弗勒根纳斯（主要由他为但丁提供天文学方面的信息）和梅萨哈拉用拉丁文译文，另外还有萨克罗伯斯科以及其他一些人，在明确的意义上用这个词记录了所观察到的恒星、太阳、月球和各个行星每天的运动，还记录了行星（或者被认为是它们所隶属的天球）轨道上的表现运动。在科学革命初期，这个词被大胆地用在了哥白尼的名著《天体运行论》（1543）的标题中，而且还不时地出现在伽利略1632年发表的《关于两大世界体系的对话》中。在一些历史著作中也可以看到它；在印了许多版并有数种外文译本的勒雷雄的《趣味数学》中（该书的英文本是由威廉·奥特雷德译的），在文森特·温类似的通俗易懂地概述天文学和占星术的著作中，以及斯特里特的《卡罗来纳天文学》（1661）中（牛顿年轻时就是从这部书中记录下开普勒第三定律的），都可以发现这个词。换句话说，从12世纪到问世纪以及后来，revolution这个词经常而且显著地出现在（既用拉丁文也用本国语撰写的）有关无文学和占星术的专业论文中，并且出现在《神曲》这样的非专业性著作中，以表示天体（或它们的夫球）旋转360度并且完成～次环行运动或按某一单位计量的这种周期性的（周期循环的）运动。不过“revolution”的含义也扩大了，它可以表示任何旋转或周而复始的情况——从车轮的转动这种物理事件，到象征心中反复考虑某件事的概念。
　　到了文艺复兴时期，继而在17世纪中，“revolution”开始获得了比其原有的天文学和占星术上的含义更宽的意义，其含义大大超出了所例举的数学和物理学的范围。Revolution可以是任何一种周期性的（或半周期性的）事物的变化，最后，它可以用来表示任何一些经历一系列有序的发展阶段的现象——循环（意指“转一圈”）甚至文明事物或文化事业的兴衰，也像涨潮和落潮一样，被称作是一种循环。所有这些含义显然与该词本来的天文学上的意义有关。
　　有一个类似的词，这就是“rotation（自转）”，有时候，人们会把“revolution（公转）”与它混为一谈。今天，我们喜欢明确地去区分物体围绕其轴线的运动（自转）与物体沿着一个封闭的路线或轨道的圆月运动（公转）；所以我们说，地球既围绕其轴线进行着周日的自转，又在其围绕着太阳的轨道上进行着周年的公转。不过，直到问世纪末，这两个词还时常被相互替换地使用着，例如，在牛顿的《原理》（1687）中就是这样。“Rotate”这个词来自拉丁文动词“rotare”（意为旋转或回转）；拉丁文名词“rota”意指车轮（从而后来也就有了马车的含义），甚至还可以有在比喻时表示变化和无常的含义。在当代英语的习惯用法中，“rota”这个同保留了下来，以表示轮班或轮流工作的固定秩序，甚或用来表示花名录或人名单。晚期的拉丁文名词“rotatio”使我们有了我们的词“rotation”。
　　在中世纪和文艺复兴时期，算命的“tarocchi”（纸牌）像今天的纸牌一样，其中重要的一张牌就是“rota di fortuna”或命运之轮。人的命运被假定是由这种命运之轮或“rota”及其转动决定的。这样，也许就有了两种主要的“转动”的根源，人们相信它们影响着甚至决定着人生的进程和国家的进程：一种是命运之轮的转动、旋转或疾驰，另一种是天球的绕转。大概，“revolution”这个词的出现可以与命运之轮因而也可以与天球联系在一起（亨利·格拉克已经发展了这一看法）。从政治语境中的“revolution”或“rivoluzione”出现的频率与命运之轮或“rota di fortun”的关联中，有可能发现这种联系的证据。在但丁那里，“revoluzione”作为一种表示天国的圆周运动的词出现在《神曲》中；但他并不需要“rota di fortuna”这种想象。尽管轮子的旋转是圆周运动，但这并不意味着，轮子的转动从何处开始结束时还将止在何处。因此，虽然对于天球的运动而言，回转、返回或完成一次循环等都有着实际的意义，但对命运之轮来讲却并非必然如此。
　　有充分的证据可以证明，在中世纪末和文艺复兴时期，有一种普遍流行的信念认为，政府的事物是受正在运行中的行星的控制的。尤金·罗森斯托克-休伊斯（193，86－87;参见哈托1949，511）发现了一个德国16世纪时的例子，在这个例子中，人类历史中的事件，与“在最初的运行中”（“in der ersten Revolution”）关系到黄道十二宫的行星有关。维拉尼（哈托1949，510）对1362年有过一段记载，其中有占星术所提供的佛罗伦萨人将要出兵攻打比萨的准确时间。开普勒和伽利略都把用占星图为统治者算命当作他们专业工作的一部分。开普勒（1937，4：67，参见格里万克1973，144）曾认为，参星的出现是与那些延长了的灾祸有关的，这些灾祸“不仅由于君主的去世，而且由于随之而来的政府中的变动［nicht ebendurch Abgang eines Potentatens und darauf erfolgende Neuerung im Regimen］”导致了一些苦难。在1606年的一封信中，开普勒（1937，15：295－296）批评了占星术“以宇宙的运行为基础［ex revolutione mundi］”对人类历史所作的浅薄的预见。有些图片证据可以表明，伊丽莎白女王和路易十四的皇权及其君主政治的基础是与占星术联系在一起的（参见图1、图2和图3）。
　　生活在文艺复兴时期或者生活在16-17世纪的人，一下子就会把“revolution”这个词与巨大的时间之轮的展现这一思想联系在一起。时间之轮及其运行这一概念，不仅被用来作为一种纯粹的思想的隐喻，而且还可以用具体的实物形象和物理客体为例对它加以说明。例如，在文艺复兴时期建筑物的钟楼上，谁都能看到标志着时间进程的表针（表针只有一个，即指示小时的时针）连续不断的运行。时间消逝的另一个形象化的比喻，大概就是在包括太阳、恒星和月球在内的夫球运行的过程中每天的表观运动。对于时间之轮，也可以根据太阳每年在其视轨道上穿梭于固定的恒星之间的运动作出形象化的描述。天球每天的运转（我们今天把这称之为自转）会带来其从早晨到中午、傍晚直至夜间的变化，并且标志着一种每24小时为一天的周期。在一年的进程中，太阳在其轨道上的运行所带来的变化有回升和日落的位置变化，白昼与黑夜的时间长度的变化，以及季节的变化等。
　　这些周期性变化的重要性质不仅仅在于，从“revolution”这个词本身意味着“转回来”这个意义讲它们是一系列现象的循环或重复，而且在于，在每次这类时间循环的过程中，总有一些戏剧性的重要变化。有什么差别能比得上日夜之间或冬夏之间的差别呢？！它们的差别就像是这样：生命产生，进入成熟阶段，然后死亡，腐烂，最终又复活——亦即地球上生命的循环和生命无穷无尽的延续。天文时的循环周期包含着一系列变化，这些变化太富有戏剧性了，用“突变”这个词来定义它们是十分恰当的，蒙田及其他一些文艺复兴时期的作者都曾用它来表示某种巨大的变化，而我们则会把与这类变化相似的事件称之为革命。到了17世纪，一场revolution所指的就是人类事物和民族命运变化的大潮中的一系列事件、一次循环或一种涨落兴衰，或者（或多或少）是以前的某种状态的再现，而依次单独发生的事物和特别的事件往往被称作是突变。不过，即使某个重大的事件或变化并非必然就是某一固定顺序的组成部分，但由于它随着伟大的历史车轮的发展及时地发生和形成了，因而，用revolution来形容它也还是可以的。revolution也可以用来指某一改变了历史的正常进程的事件，例如一个使历史车轮稍稍加快前进的事件，或者一种开辟了一个新纪元（或“epoca”）、标志着新纪元开始的事件。在16世纪和17世纪，甚至在18世纪，巨大的变革都被称作是revolution，这反映出了对占星术事业、对命运之轮、对事物的兴衰或循环以及对历史车轮的前进等进行思考的背景情况。
　　这种“revolution”的出现，其最有趣的地方也许就在于，它暗示着有些事件是由超出人的意愿和力量的一些因素决定的——或许是由占星术业、或许是由有关（历史车轮的运行导致的）循环演替的规律决定的。因此，人类事件和历史的进程，大概也像恒星、太阳、月球以及行星等的运动那样，遵循着同一个不可抗拒的固定的程序安排，上帝的直接干预能使它们发生变化，就像奇迹中发生的那样。也许，人的干预也可以引起一场革命，从而超越或在瞬息之间取代由那些恒星的运行所决定的固定的顺序。
　　17世纪
　　除了这些用法和含义外，作为表述非循环的巨大变化事件的revolution概念，渐渐地出现了。在这一发展过程中我们务必要牢记的是，在16世纪和17世纪初，“revolution”这个词含有两种显然对立的一般性意义。一种所指的是这样一类要经历循环的全过程的具体的活动，它最终能导致一个与以前的某一状态同一或类似的状态，或者，导致这类循环的一种继续或一种不需具有严格周期性的涨落兴衰过程。另一种所指的是，颠覆，推翻，“mutatio rerum（事物的变化）”，在国家大事中、在王朝的继承中或者一个政体中具有相当重要意义的变革等。第一种所要借助的是一个完整的周期或转动360度这样的概念；第二种所要借助的则是18O度的大转弯这样的概念，这种大转弯只不过是一种短时间内的激进的变革，听起来很像是我们1789年以后的revolution（即政治革命）概念。不过，这二者之间的差别也许未必像看上去那么大。因为在此时，人们普遍相信，正如大部分有记载的历史所表明的那样，进步的方式就是回到早些时候那些更好的时代之中。
　　自古以来，人们就把一次重要的进步想象为是回到以前的某个状态，即回到某个黄金时代去。把时钟或日历向后拨就构成了进步这种信念，是与世界本身或生活的环境不断恶化这一概念联系在一起的，按照西方的宗教思想来看，这样一种衰退可以追溯到人类的堕落、被逐出伊甸园之时。在我们当中，有谁的父母不曾对他说过“以前的”情况更好？我们的父母是对的。食物在新鲜时显然比冷冻后、比用化学染料和防腐剂掺了假、比装在缺少新鲜空气的塑料袋中味道更好、更有营养。很清楚，在轮船男女服务员的照顾下坐在平安宁静的包舱中漂洋过海，要比八个或十个人坐在一排拥挤不堪的宽体喷气客机中舒服得多。毫无疑问，在谈到孩子们小的时候更尊敬他们的长辈、举止更有礼貌时，我们的父母也是对的。今天，像我们这样生活在化学战、生物战以及核湮灭的不断威胁下的人，没有谁在回顾以往时不把过去的某些最黑暗的日子看作是从某种意义上讲比我们现在要好的时代。16世纪、17世纪和18世纪的社会政治的改革者们，也以同样的方式期待着回到某个更美好的或类似的时代，回到符合圣经宗旨的环境中，回到受登山宝训中宣布的正义原则所支配的世界。因此，从回到某个更美好的时代、建设起“一个天堂”、恢复——如1649年平均主义者的《宣言》所提出的那样的（艾尔莫1975，153）——“［存在于］原始的基督徒［自发的］公社”的那些原则等意义上讲，剧烈的变革被看作是一“revolution（回返）”。直到美国独立战争时，“revolution”这个词的确定的含义仍然是恢复，在这里是指恢复《权利法案》（1689）的原则，这项法案对在美国的英国殖民地上的英国人并不适用。
　　在16世纪、17世纪甚至到了18世纪，要想说出某位作者心中所想的“revolution”是哪种意思：是一种明确的复归（一种循环现象、一种涨落兴衰），或是（可以导致某种新事物的确立的）某一大规模的事件，还是某个顺次发生的事件，并不总是那么容易的（有时甚至是不可能的）。例如，在1603年约翰·弗洛里奥所译的蒙田的《随笔集》（p．74）中有这么一段具有现代意味的话：“综观我们内部的和国内的这些争斗，有谁不会惊讶地大喊：这个巨大的世界框架正在接近毁灭，审判之日即将降临，别再念念不忘业已看到的许许多多更糟的revolutions了吧……？”孤立地看，这段话似乎很像是具有1789年以后意味的一段评论，弗农F．斯诺（1962，169）就是这样解释的，但是，“许许多多更糟的”这一修饰语的出现暗示着，弗洛里奥所想的只不过是以前循环出现的事件，甚或仅仅是以前的一些事件；这一解释得到了以下事实的证实：弗洛里奥的“revolutions”指的是蒙田的“Choses（事件）”（1595，“97”＝88；19O6，204），而斯诺却没有注意到这一点。在指我们会称之为“革命”的那些事件时，蒙田是用“mutation d'estat（政府的更迭）”来表述的，此语源于拉丁文的“commutatio rei publiCae”。
　　在斯诺提出的另一个例子中（以及他没有提及的一部分译著中），无疑大都具有循环的意味。在1614年版的威廉·卡姆登的《文物杂论》中，有一章是讨论“服饰”的，在1605年的第一版中没有这部分内容。在这一章即将结束时（p．237），卡姆登说：“据此看来，对于那些厌恶当今流行的小手提包的人，就让他们记住塔西佗的话吧。世间万物都是周而复始的，就像一年的四季那样，人们的生活方式也是如此，也有其周期性。”显然，这段话包含了塔西佗在类似的情况下说的另一段话中的类似的内容，当然，塔西佗这段原话中没有“revolution”这个词［Annals（编年史）3．55．5］：“Nisifort rebus cunctis inest quidam velut ortis，ut quem ad modum temporum vices，its morum vertantur ”。
　　在《哈姆雷特》（5．1．98）著名的“墓地”这场戏中，有一个在涉及到人类事物和生活时把“revolution”当作循环讲的引人注目的例子。莎士比亚笔下的哈姆雷特对小丑掘出的骷髅说：“从这种变化上，我们大可看透生命的无常。难道这些枯骨生前受了那么多的教养，死后却只好给人家当木块一般抛着玩吗？想起来真是怪不好受的。”莎士比亚是否［像斯诺（1962，168）指出的那样］把“revolution等同于恢复某个人以前的状态，或等同于回到生-死循环过程以前的某个位置”呢？也就是说，这里是否含有涨落兴衰的意味、或某些作者归之为“命运倒转”的意思？莫里哀所写的“残忍的命运会使我们面临所有大变革”（《普绪喀》611－612行）中，就含有这种意向。
　　17世纪上半叶，在一般的或非科学的意义上使用“revolution”这个词时，往往是指类似于某种天文学意义上的循环或半循环现象。因此，在1611年的一部词典中，“revolution”只被定义为“旋转一周，环行，回到最初的位置或出发点；循环过程的完成。”不过，“revolution”渐渐有了表示某一重大的事件和变化的含义。以下这段话摘自詹姆斯·豪厄尔1646年所写的一封信，从中我们或许可以了解到“revolution”一词的这两种含义是怎样同时出现的：“我想，后来万能的上帝与全人类产生了不和……因为在这12年的时间里，不仅在欧洲，而且在世界各地都出现了一些最奇怪的变化（revolution）和最可怕的事件，我敢冒昧地说，在亚当死后，它们就已经在如此短暂的一段时间周期（revolution）内落到了人类的身上。”在“如此短暂的一段时间周期内”这个短语中，豪厄尔（1890，I：512）是按照传统的含义和词的本义来使用revolution这个词的；但是在“最奇怪的变化”这个短语中，他也许想到了、也许没有想到那些动荡的岁月中的政治事件。
　　16世纪没有经历过我们今天使用这个词所表示的任何重大的或大范围的社会领域和政治领域中的革命。因此，在16世纪或17世纪初，也就没有什么政治事件或社会事件可用来作为革命理论的具体事例，或者，可为人类具有创造性的工作范围中的（激烈的甚至是突发的长期变化意义上的）革命提供事例或概念模型。不过，到了17世纪中叶，政治变动使得革命理论和革命概念有了实际发展的迹象，在这些变化中，有著名的1688年的光荣革命——第一个被承认的现代革命（关于宗教改革运动请参见本章补充材料4．l）。
　　在今天，人们对17世纪中叶的光荣革命（参见下文）出现前几十年的一系列事件的讨论，使得光荣革命的意义不怎么明显了；对于这些事件，人们今天有时候把它们统称为英国革命——在史学家中，这一普遍的用法由来已久，而其中的许多史学家并不认为这些事件就是一场革命。有的史学家，例如阿克顿勋爵（1906，219），把后来出现的光荣革命归属于英国革命，这种情况造成了更多的混乱。对这一所谓的英国革命，几乎从未有人给它下过定义，甚至那些认为有过这样一场革命的人也未定义过。这场所谓的革命的主要特点是，不时地被戏剧性事件打断的一些政体方面和宗教方面的大动荡：内战（1642—1646），查理一世皇帝受审并被处决（1649），联邦的空位期和奥利弗·克伦威尔控制下的摄政政体。19世纪著名的立宪史专家塞缪尔·罗森·伽德纳把历史的这一幕看作是“1625－1660年的清教徒革命，”并且，他编纂的那部历史资料巨著（1906）就是以此为题的；但在其中（例如，pp．X，xi）他也提到过“英国革命。”尽管这场英国革命以暴力活动（内战，弑君）为特征，而且在政体的外在形式（联邦制而非君主制）方面导致了暂时的变化，但是，并没有出现“具有永恒价值的”根本性的政治变革或社会变革。甚至基本的王权神授问题和（建立在选民基础上拥有真正至高无上权威的）议会的权力问题，在光荣革命之前一直没有得到充分的解决。
　　伽德纳（在1886年以及其它的著作中）提出的清教徒革命这一专有名词，是以这一显而易见的事实为依据的，即与国王作对的主要是清教徒，但他们对立的问题是些经济和政治方面的问题（反对皇室运动的参与者包括许多新兴的商人阶级和工匠阶级的人士，他们要求在政府中能发挥更大的作用，并促使政府减少在财政和贸易方面所加的限制）。在清教徒运动中，有一些真正的革命党人，其中最极端的派别就是那些所谓的平均主义者（对他们的这一称呼具有贬义，因为他们笃信民主和平等）。平均主义者曾两度败在克伦威尔手下，而“他们所希望的‘革命’一直没有发生（艾尔莫1975，9）。他们想废除垄断和特权（但不废除私有财产权），他们要确立的是普遍的“男人作主的家庭选举权”，但不是“无条件限制的男人的选举权”（p．50）。他们的目的是要通过激进的议会改革，地方行政官员和其他官员的选举，政府部门的更迭，政府的分权和其权力的严格限制，以及君主政体和贵族院的废除等一系列步骤，使政府的模式发生革命。
　　当今最重要的论述英国革命的作者克里斯托弗·希尔在《革命的世纪》（1972，ch．11，pp．165ff．）中断言：在“1640－1660的20年中……许多方面都可以与1789年的法国大革命相比拟的”“一场大的革命发生了。”它之所以是一场“大革命”，是因为“法国式的君主专制制度一去不复返了。”“专制政府的工具，星法院和高等宗教事物委员会，被永远地废除了”，而“议会对税收的控制则被认可了。”不过，希尔又指出，这“是一次很不完整的革命，”“在1640年到1660年期间，曾经有过两次革命，其中只有一次成功了。”希尔还坚持认为，曾经有过一场“伟大的人类思想中的革命”——一项“具有普遍意义的成就……即政治问题也许可以通过讨论和辩论来解决，”“实惠和权宜之计比神学和历史更为重要，”而且，“无论是文物研究还是在《圣经》中寻章索句，都不是导致国家的和平、秩序及繁荣的最佳途径。”由此看来，我们应当同意希尔的这一观点，即它构成了“一场如此伟大的思想革命，以致于我们难以想象在此之前人的思想活动是怎样进行的。”在这本书中，希尔总结了一下自1640到1660这20年的影响，他把“受挫失败的”“清教徒革命”与“无法毁灭的思想中的革命”进行了对比。后者包括王政复辟后组成皇家学会的那些人导致的科学革命和“这一皇家学会要为之献身的散文革命。”
　　19世纪以前，人们一般不把这场所谓的英国革命称之为革命；在其出现的世纪中，人们把它称作“大叛乱”和“内战”。19世纪的史学家和政治家弗朗索瓦·基佐撰写了一部十分有影响的六卷本的《英国革命史（1826-1856）》，在这部著作中，他把法国大革命和英国革命（二者都以弑君为特征）进行了对比，并且对英国相对温和的革命学说大加赞赏。这部书特别令卡尔·马克思怒火中烧，他在1850年一篇重要的文章中对基佐进行了抨击。马克思和恩格斯在许多著作中讨论了英国革命（当然也讨论了光荣革命）。到了20世纪，许多有关英国史的著作都把英国（清教徒）革命和光荣革命一并提及。
　　光荣革命
　　尽管17和18世纪许多历史和政治书籍的著者把英国革命称之为一场革命，但在当时，它并没有被普遍认为是渐渐形成的政治革命概念的具体体现，我们这里所要追溯的正是这种概念的历史。确切地讲，思想主流中的第一次现代的革命是光荣革命，这也许是因为，它所导致的变化是持久性的。18世纪中叶，在《法国百科全书》关于革命的条目中，光荣革命被列为典型，而英国革命甚至没有被提及。在第一版的《不列颠百科全书》（1771，3：550）中，据说“政治中的”革命被定义为“政府中的重大变化或转变。”有人说从这种意义上讲，革命这个词被“显著地”用来表示“1688年英国的重大事件，这一年，詹姆斯二世国王放弃了王位，奥兰治亲王和王妃被宣布为英格兰的国王和女王。”40年以后，在出版第四版时（1810，17：789），《不列颠百科全书》列举了四种含义的政治革命：“所谓英国发生的革命”（光荣革命，1688），“美国独立战争”，“18世纪末左右波兰发生的革命”（这场革命使波兰被奥地利、普鲁士和俄国瓜分了），以及“法国大革命”——“无论从伴随它所发生的事件或由它产生的结果来看，它是所有革命中非凡无比的革命。”
　　光荣革命由两大事件和导致它们的两个阶段组成：詹姆斯二世的逊位，威廉和玛丽的即位。与后来历史上的大部分革命不同，尽管这场革命也伴随有大规模炫耀武力的情况，但相对来说它是和平的和不流血的。革命使君主国的天主教路线改为新教路线，并且使王位继承人永远是新教徒有了保证。不过，十分有意义的重要之举是，证明了国王的权力并非绝对是神授之权，它需经过被统治者，至少是议会所代表的被统治者的同意和认可。据说，当王位因詹姆斯已经——据宣布如此——“放弃了”统治权而出现“空缺”时就发生了这种情况；“并没有宣布他已经被‘废黜’，或已经‘forfaulted’亦即‘丧失了’王权”（乔治·M．特里维廉1939，145）；“‘空缺’这个词从理论中已经打破了神圣的世袭权，”而往位继承法　把王位共同授予威廉和玛丽，则从实践上打破了这种权力。在1689年的一年里，英国人的一些权利和特权在构成《民权宣言》的一系列“条款”中得到了详细的说明，这一文件提出了一些威廉和玛丽要当国王和女王必须接受的条件。除非他们承认已公布的对皇权的限制，否则他们就不能登上君主的宝座。在威廉和玛丽同时接受王权和《民权宣言》时，他们在形式上同意了一项契约，该契约无需进行根本性改动已有三个世纪了。英格兰已经“有了一部宪法草案”，它已经在发挥作用并且已经奏效了。但是我们必须注意到，《民权宣言》“并没有引入任何新的法律原则，甚至没有提及对不信奉国教者的不容和法官的终身制等问题，尽管大家完全同意，立即进行这两方面的改革是非常必要的”（特里维廉1939，150）。
　　今天，光荣革命所具有的革命性看起来也许是微乎其微的，尤其与法国大革命和俄国革命相比，更是如此。但在随后的18世纪中，像保守的大卫·休谟和约瑟夫·普里斯特利这些具有不同政治观点的人一致承认，君主的统治者要得到被统治者的同意和认可这一原则很有意义。在普里斯特利看来（1826，286—287）：
　　我们历史上最重要的时期，就是威廉国王统治下的革命时期。正是在那时，在经历了多次动荡、经历了政权机构的不同成员为争夺权力所进行的频繁的争斗（参与者中有些人付出了很大的血的代价）之后，我们的宪法终于确立了下来。像这样非凡并且取得了如此可喜成就的革命，直到近年来美国和法国发生了更加非凡的革命之前，恐怕在世界历史上都可谓是独一无二的。正像休谟先生所说的那样，这场革命割除了一些以世袭权为依据对权力的要求；当一位王子被选中时，他要在一些明文规定下才能获得王位，并且把他的权威建立在与人民权利相等的基础上。
　　对大多数英国人来讲，这是一场慈善的革命。毫无疑问，光荣革命因此有助于在思想上把革命与进步观点连在一起。
　　在光荣革命中，进步与保守形成了鲜明的对比，在题为《英国革命》的一篇文章中，阿克顿勋爵（1906）用一种戏剧性的方式描述了这两个方面。阿克顿在文中介绍了伯克和J．B．麦克莱的观点，他说，麦克莱“煞费苦心地指出，1688年的革命不是革命的而是保守的，它远远不如对近代错误的纠正，而且又回到了古代原则那里。”这场革命“基本上是君主政体方面的，”“统治阶级没有发生什么变化，”也就是说，“没有出现社会的贵族势力向民主势力的力量的转换。”无论是非常议会中还是随后的《权利法案》中都没有提到“自由政府，宗教自由，国民教育，解放奴隶，贸易自由，救济贫困，出版自由，政府团结，辩论公开等。”尽管如此，阿克顿依然认为，这场革命是“英国这个国家有史以来所做的最伟大的事情。”因为“它在契约基础上建立起了国家政权，并且订立了这样一条原则，即违背契约就会丧失王权。”既然是“议会授予王权，并且是在一定的条件下授予王权，”议会“在行政方面和立法方面就成了最高的机构”：“这一切并不是恢复原状，而是转化”（P．231）。
　　在把革命的两大部分——具有重要意义的政府形式的改进和恢复更为古老的原则或状态——连在一起时，光荣革命使本意为循环的“revolution”这个词的用法有了发展，即它可用来表示变化所具有的非凡性。最终，随着这个世纪的消逝，revolution结果成了这样一个词：它主要是指某种全新的事物的输入，就像美国的独立战争和法国大革命那样，而且不再指重新肯定或复辟了。
　　光荣革命所带有的恢复旧状的色彩，在第16版的《不列颠百科全书》（1823，17：789）的关于政治革命的综合条目中阐述得很清楚。文中说，这场革命不仅规定（重新规定）继承人应为新教徒，而且宪法要“恢复其原有的纯洁性。”此外，这一“重要事件”“巩固了”——而不是规定或首次提出了——“不列颠人的权利和自由。”这类似于克拉伦登（d．1674）在其所著的《英国叛乱和内战史》（bk，11，&207）中对“revolution”这个词的使用。克拉伦登把1660年复辟后的那段局面，描述成这样一种情况：“王室中许多受排斥的成员良心泯灭，义愤皆无，他们忍气吞声，许多年没有对王室采取更进一步的步骤，一直到革命时为止。”
　　在托马斯·霍布斯有关长期国会的历史的著作中（1969，204）可以看到，作者的论述很有说服力，在他的笔下，恢复或循环几乎有着相同的政治含义：“我发现，在这场革命过程中，最高权力在循环运动，这一循环是在一父一子两个篡位者之间进行的，从已故的国王开始”到他的儿子为止。最高权力的循环“从查理一世国王到长期国会；又从长期国会到残余议会；再从残余议会到奥利弗·克伦威尔；然后又从理查德·克伦威尔（即奥利弗·克伦威尔的长子）回到残余国会；随后由此到长期国会；再从长期国会到查理二世国王，循环在这里有可能滞留很长时间。”克拉伦登伯爵在1660年9月13日《论军队的遣散》的讲演中，曾求助于另一种循环，即行星的周期性运行：“占星学家进行了似是而非的辩解（但愿它是真的），即过去20年间的所有这些运动[！]已经成了非自然的运动，而且它们都是由一颗邪恶的星星的罪恶影响引起的；尽管存在那些邪恶的星星的影响，但对我们没有多大的妨碍。上述占星学家向我们保证，星星的邪恶被排除了；天国仁慈的守护神逐渐占了上风，并且制服了邪恶势力，而我们原来那些仁慈的星星们又重新统治我们了”（《国政短论集》，1692，3）。
　　我不知道，人们首次把历用年的革命称之为“光荣的”是什么时候，不过我知道，在当年，约翰·伊夫林在写给塞缪尔·佩皮斯的信中问道，究竟怎样“我也能在这场惊人的革命中为您效劳呢？”在第二年，一本教科书中提及了“这场伟大的革命。”早在1695年，人们就用“revolutioneer”（“与革命有关的人”）这个词来指支持1688年诉诸革命解决问题的那些人。据说《国政短论集》（1692）中1660－1669的那卷曾打算“说明后来的那场革命的必要性和明确的合理性。”18世纪初的几十年中，也曾有过许多关于1688年革命的论述；在塞缪尔·约翰逊博士的《英语词典》中，“revolution”的第三个定义为：“政府或国家状况的变动。我们用它来……表示在承认威廉国王和玛丽女王后所产生的变动。”
　　在法国，支持保守的天主教观点的人并不认为诉诸革命是件有益的或光荣的事。人们所看到的只是一种循环，以及被处死刑的查理一世和仓皇溃逃的詹姆斯二世之间的一种相似，他们二者都曾是信奉天主教的君主，并且都失去了各自的王位，他们都被新教徒取代了：一个被克伦威尔取代，另一个被奥兰治的威廉取代。有人担心，在法国也会出现类似的革命循环，这种担心是很自然的。法国耶稣会会上皮埃尔·约瑟夫·奥尔良公爵所著的《英格兰革命史》的一个主题就是，在这些事件中并不存在什么不可抗拒性。诚如他将此书（1711年译成英文，1722年又印行了第二版）题献给路易十四时所说的那样，“‘过去之事（美国革命）……未能制止，并非陛下之过。”若路易之“忠告得以采纳，”且其“继承人也接受这些忠告，则英格兰国王仍会雄居在他的宝座之上。”
　　然而，法国的新教徒们在1688年的革命中看到了新的希望。在那一年的年底，皮埃尔·朱利奥在《牧人寄给巴比伦监狱中呻吟的忠于法国的人们的信》中，表述了他这位新教徒的希望：这场“伟大而惊人的革命无疑将导致其他一些革命，这些革命毫不逊色于”（引自古利姆特1975）威廉和玛丽通过革命继承王位。朱利奥发现了希望，“无需流血、刀光剑影和火焰，反基督教者（即路易十四）的暴政就会垮台。”1691年，在讨论查理一世被处决和克伦威尔的飞黄腾达时，天主教徒雷冈纳特产生了这样一种想象，“那些无所事事的和不安分的灵魂讨厌过持续安定的生活，他们喜欢革命；简而言之，所有那些希望在变革或普遍的动乱中获利的人，都加入了这个阴谋集团，并且不遗余力地促使其成功。”
　　概念的扩展
　　让一玛丽·古利姆特在他的《语词、革命和历史》（1975）中曾经指出，在17世纪最后的10年中，法国人在谈到1688年的英国革命时，相当广泛地使用“revolution”这个词和这个概念，当然，他们谈及这场革命时并不是把它当作什么“光荣的”事情，而是当作新教徒对已经建立起来的君主制的一种威胁。古利姆特特别探讨了17世纪末18世纪初文学作品（悲剧和浪漫作品）中的革命思想以及史学著作中的革命思想。他所发现的丰富的事例表明，“revolution”这个词和这个概念正在民间逐步流行起来，这些例子有助于解释人们为什么在这些年间接受了数学和科学中发生过革命这一看法。遗憾的是，这部杰出的著作虽然在很大程度上发展了作者有关17世纪的革命观念的主题，但由于受到20世纪50年代、60年代和70年代的各种政治事件强有力的和公认的影响，它却没有坚定不移和始终清晰地区分17世纪的观点和作者本人的解释。在涉及到“revolution”这个词的实际出现时，尤其是这样，（正如20世纪的思想家们所看到的那样）作者的观点不同于他所分析的那些著作中的某种关于revolution的观念。即使在所举出的例子中，也并非总是要进行真正切实的尝试，以便揭示出“revolution”实际出现时究竟是指一种循环现象，还是指某一件独特的具有相当意义的事件。
　　然而，那些说明“革命”确实发生的例子的数目，为这个含有剧烈变革意思的词和概念的逐渐流行，提供了令人信服的证据。费奈隆的《特雷马克的奇遇》（1699年4月出版）就是一例；在1719年以及后来出版的注释本中，该书“涉及了许多富有传奇色彩的事件，其中包括查理一世的死，查理二世的复辟，克伦威尔的独裁，以及詹姆斯二世的倒台等”（参见古利姆特1975）。费来隆在好几章中讨论了“造反”和“造反的原因”（尤其是“政府中的那些达官显贵们的野心和不满”）。有三场“虚构的革命”，每一场都是在其王子已成了暴君的君主政体中发生的；在其中的两场革命中，暴君被杀死了，在另一场革命中，暴君被流放了。正如古利姆特注意到的那样，其中有两场革命中出现了暴动（“revolte”），人民揭竿而起，以便获取他们的自由，但他们未能摆脱君主制、建立共和制。他们根据继承的合法性思想或有倾向的投票，选择了新的国王；所以有人说，这种“革命根本没有创造出一种新的秩序，甚至没有对现行的君主模式进行根本性的改革，而是恢复了一种专治政治已经致使其堕落的旧的政治秩序。”费奈隆说，“只有突然出现的暴力革命才能使这个行将倒台的政权回到其合乎自然的正常轨道上”(引自古利姆特1975）。1697年，在一部题为《绅士考特尼——英国伊丽莎白初恋密史》的小说中，勒·诺布耳描述了英王詹姆斯二世的一位拥护者对英国革命的看法，他写道：“英格兰是一个没有间歇的、革命的大剧场，转瞬之间一片宁静就会变成最猛烈的狂风暴雨，而狂风暴雨又会立即变为一片宁静。”17世纪末许多法国小说中都充满了革命的精神，这些小说竟然是些“（涉及历史和风流韵事的著作）”。勒·诺布耳在《阿布拉·缪勒——马赫麦特五世退位的历史》中讲了一个故事，叙述了“1687年11月奥特曼帝国发生的革命，苏丹马赫麦特被废黜，他的兄弟索里曼被推上了王位。”
　　原为天文学概念的“revolution”转而被用在了有关政治事物甚至生活状况的领域之中，这种新的用法，在17世纪弗朗索瓦·波米编著的一部法语-拉丁语词典中得到了说明。他的《皇家词典》（3rd ed，1691）有两个各自独立的关于“revolution”的词条，第一个词条的含义是技术意义上的，指传统的循环运动和天体的运行：“tour，coursdes Astres .天体的运行、公转、旋转、运动周期（AstrorumCircurmactus ，circuitus，circuitio，conversio）”。关于“revolution”的第二个词条专用于政治变革方面，指一般性变化；甚至还被用来指时间的推移和命运的变迁：“changement d’etat．国事的变化、变革、变动。世态炎凉，命途多舛（Pubicae rei commutatio，conversio，mutatio．Temporum varietas，fortunaeque vicissitudo）”。
　　在约翰·欧文顿的《苏格拉特之行1689》（1696）一书中，可以看到revolution这个词新的含义的扩展。在书的四个附录中，第一个是“戈尔康达王国近年来革命的历史。”所讨论的革命看来已经使政府发生了变化，一个傀儡国王从他的政府那里夺回了权力，没有诉诸武力就成了一个真正的君主。在引言中，欧文顿描述了他从格雷夫森德启航的过程，那是“1689年4月11日，威廉国王陛下和玛丽女王陛下加冕的纪念日。”他说，船被派往东印度群岛，“船作为信使去传播这场非凡的革命的喜讯：通过这场革命，二位尊贵的陛下荣登宝座，全国上下普天同庆。”欧文顿谈到“查-埃格伯反对他父亲的造反”时（new ed，1929，pp．1O8－109），也使用了“revolution”这个词，以暗示一种复辟。他“日复一日地盼望着出现一场如意的革命，”欧文顿说，“那时他就有可能重返印度，他所希望的是父亲的去世会把他召回故里。”
　　在革命的新时代，早期的一部关于英国革命的著作很有新的现实意义。安东尼·阿沙姆的《政府的混乱和革命》（1649；参见扎戈林1954，Ch．5）是在其1648年出版的著作的基础上扩充而成的。他是在一般意义上而非特殊意义上使用“混乱和革命”这个词组的，在光荣革命之后他的这部著作之所以看起来很重要，是因为他从政治上对合法的和不合法的君主制政权进行了探讨。
　　再介绍一F托马斯·霍布斯和约翰·洛克对“revolution”的用法，我们的讨论大概可以就此为止了。霍布斯完全熟悉“revolution”这个词传统上的科学含义，他在关于几何学和自然哲学的著作中，也就是在这种含义上使用这个词的。他在著述中曾谈到过“逆运转”，“本轮”，以及意指完整循环运动的公转。在其对“英格兰内战的研究”或Behemoth（pt．4，conl．）中，霍布斯把这个科学术语转用到政治方面，他（正像我们看到的那样）写道：“这场革命”就是“最高权力在循环运动，循环是在一父一子两个篡权者之间进行的，从已故的国王开始，到他的儿子为止。”
　　不过，当霍布斯着手“描述一场突然的政治变革”（斯诺1962，169）时，他——像培根、柯克、格雷维尔和塞尔登一样——“使用了‘造反’、‘叛乱’、‘颠覆’等词。”洛克在《自然法则论文集》和《人类理解论》这两部著作中都使用了“revolution”这个词，用来指地球围绕太阳的周年运动（她的“每年一周的公转”），并且把太阳说成是行星“公转”的中心（斯诺1962，172；拉斯莱特1965，55）。在政治领域中，洛克曾对弗朗索瓦·贝尼埃《最近一次国家革命的历史》进行过认真而细致的研究，他仿效贝尼埃用“革命”这个术语来指已经完成的改朝换代。他的著名的《政府论（下篇）》，因其为光荣革命辩论和对以契约为基础的政府理论的介绍而享誉天下，“revolution”这个词他在书中只使用了两次（bk．2，&&223，225），每次都是用来指一种政治上的循环，通过循环，恢复某种以前的涉及宪法问题的状态，因此他提到了“人民迟迟不肯放弃他们的旧的制度的倾向，”这种倾向“在我国发生的许多次革命中，在现代和过去的时代，仍然使我们保留由国王、上议院和下议院组成的我们的旧的立法机关，或者经过几番毫无结果的尝试后仍然使我们重新采用这一制度”　　 　
《科学中的革命》
科恩著 　　
第5章 科学革命：对科学革命的首次承认 　
　　　许多历史学家，其中包括罗杰·B．梅里曼（1938），H．R．特雷弗-罗伯（1959），E．霍布斯鲍姆（1954），以及J．M．古利姆特（1975）等，已经注意到了17世纪中叶在欧洲的不同地区——美国，法国，荷兰，加泰罗尼亚，葡萄牙，那不勒斯以及其他一些地方——几乎同时发生的起义、暴动或革命。显然，这是一个充满了危机和不稳定因素的时期，并且，看起来似乎存在着一种普遍的革命，而不同地区所发生的事件只不过是这一革命特定的表现形式。那时，正如特雷弗-罗琅所指出的那样，存在着一种“普遍的危机”，这对于当时思维敏捷的人来说是显而易见的。led3年1月25日，杰里迈亚·惠特克在众议院的一次讲道中宣称：“这些日子是令人战慄的日子，”而且，这种“战慄是世界性的：它出现在帕拉坦，波希米亚，德国，加泰罗尼亚，葡萄牙，爱尔兰，以及英国”（参见特雷弗-罗珀1959，31，62n．1）。
　　17世纪也是科学革命的时代。1642年英国的第一次内战，恰恰始于伽利略的《两种新科学》这部运动学的奠基性著作发表四年之后，笛卡尔的《方法谈》和《几何学》发表五年之后。牛顿的《原理》是科学革命最有意义、最有影响的著作，它出版于1687年，亦即光荣革命的前一年；事实上，这本书是奉献给詹姆斯二世和皇家学会的。与17世纪的政治革命相比，科学革命在许多方面更为彻底、更富有创新性，而且业已证明，它的影响更为深远。不过，据我所知，还不曾有人把科学革命与在同一世纪发生的其他革命联系起来，也不曾有人推测说：在政治领域发挥作用的那种革命精神也许与导致科学巨变的那种精神是同一的。
　　确定科学革命的深度和广度的最好方法，就是把17世纪已经初具规模的科学学科与其在中世纪末最为相近的学科作一番比较。我们来考虑一下重要的运动问题吧（因为“忽视运动就是忽视大自然”）。中世纪的学者们，按照通常的亚里士多德的观点，把运动理解为从可能到现实的任何一种变化。因此，运动规律并不仅仅限于位移（位置的变化），它还要涉及任何一种能够作为时间的一个函数加以量化的变化，其中包括随着年代的变化而增加或减少的重量，甚或天惠的获得与丧失。在14世纪，当学者们对位移加以特别考虑时，他们就充分意识到了，运动既可能是匀加速的，也可能是非匀加速的，而且这些学者还能够从数学上证明，如果匀速运动速度的大小与加速运动速度的平均值相等的话，那么，在给定时间里，匀加速运动与同一时间内的匀速运动是完全等效的。然而，14世纪的数理哲学家以及15世纪讨论他们工作的那些人，从来没有把这些数学原理应用于物理事件例如落体运动上，以便对它们加以检验。另一方面，伽利略在对这一问题的探讨中并未把这些原理以及其他一些原理看作是纯数学的抽象，而把它们看作是在实验中制约着实际的物理过程和事件的定律。伽利略甚至用著名的斜面实验，对自由落体定律进行了检验和确证，他在《两种新科学》中对此进行了描述。伽利略对这些定律的阐述，与其14世纪的前辈们的阐述相比，在数学方面没什么差别，不过，他的数学是在物理学语境中表述的，而且用物理实验进行了检验。斯蒂尔曼·德雷克（1978）发现，伽利略的一些难以理解的笔记，原来记的是一组当时所做的实验，这些实验使伽利略发现了这些定律。
　　这类例子向我们表明，通过与数学分析结合在一起的实验来发现原理，在经验的关系域中建立起科学定律，以及通过实验检验来考察知识的有效性，这些是多么新颖和富有革命性啊。在传统上，知识是以信念和直觉、理性和天启为基础的。新科学不再把所有这些作为理解大自然的手段了，而是把经验——实验和批判性观察——作为知识的基础和对知识最终的检验。推论像学说本身一样具有革命性。这是因为，不仅新的方法把知识建立在一个全新的基础之上了，而目，它还意味着，无论对什么人来讲，名人的话未必就是非信不可的了；人们可以用所掌握的经验对任何一种命题和理论加以检验。因此，17世纪新科学所考虑的，并非是著者或呈报者的身份。地位或学识方面的情况，而是其呈报中的正确度，是他对科学方法的正确理解，以及他在实验和观察方面的技能。现在，就连最普通、最卑微的学生也能对最伟大的科学家所提出的理论和定理进行检验（甚至能指出其存在的错误）。因此，知识所具有的是民主性而不是等级性，并且，知识更多依赖的不是少数精英的洞察，而是某种适当的方法的应用，这种方法，任何具有足够才智的人都能很容易地理解，而且能用来掌握新的实验和观察原则、了解从资料中得出恰当结论的途径。由此可见，对科学革命期间整理这种方法的人们理应给予很多重视，这样做不足为怪。这些人，加培根、笛卡尔、伽利略、哈维以及牛顿等人，都曾著书立说，阐述了科学研究的方法。
　　16世纪末和17世纪的科学家们，充分意识到了他们这种直接求助于大自然的思想方法的新颖性。这种思想方法在16世纪末有关植物和动物方面的著作中是显而易见的。这些著作不仅展示了一种新的、源于观察的运用的实在论观点，而且还明确地阐明，书中的那些说明都是根据生物实例作出的。例如，富克斯1542年的植物标本集中有这样一整页的插图，它展示了艺术家和木刻家依照摆在他们面前的植物进行工作的情景。在维萨里的伟大著作《论人体的结构》中（1543），有一幅插图展示了进行解剖所需的所有必要的工具。该书的献词朴实无华：“自己动手。”维萨里不但希望他的学生一读者们能重复得出他的结果并证实他的发现，从而丰富我们的知识；他还表明，他的革命性著作是建立在实验事实和可检验的事实之上的。
　　16世纪对大自然的这种迷恋，在人们对发现新大陆、尤其是对发现南美洲和北美洲的反应中，表现得十分明显。令人感兴趣的恰恰不是陆地的形状或地质沉积物，而是植物和动物等各种生命的形式。这些动物是否是挪亚时代的洪水冲到那里去的呢，是否是与欧洲的动物截然不同的呢？也许，它们与那些动物并无关联，是大洪水后特殊的创造物？这两个问题都会令人困惑不解，因为看起来，它们的答案似乎与《圣经》是背道而驰的。而在美洲出生的人们的起源这一问题，就更会令人疑云难消了。
　　在17世纪初的10年中，伽利略制造的望远镜使人们第一次知道了天空是什么样，这使得整个世界都为之兴奋。马乔里·尼科尔森为我们记述了全欧洲的人怀着渴望的心情期待着伽利略望远镜的每一次新的发现，他还借助诗人们所用的形象化的比喻，记述了伽利略是怎样迅速做出发现的。1620年，本·琼森发表了一部题为《来自新大陆的消息》但并非论述美洲大陆的著作，此书讨论的对象是天空，尤其是月球，书中论述了望远镜——而且总是与伽利略的大名连在一起，以便说明林利略的发现，该书还提到了《星际信息》或《信使》。琼森的著作是一部传播新生事物的著作，它像莫纳德的那部描述美洲药用植物群的题为《来自新发现的世界的喜讯》的著作一样富有幽默感。具有革命性科学的新生事物即将来临的预兆出现了。因为伽利略不仅宣布了新的事实、新的信息，而且很快得出结论说，通过望远镜获得的新的观察资料否证了托勒密体系（这点确实做到了），并且证实了哥白尼体系（这点并未做到）。
　　许多富有创造性的科学革命的著作，其书名中都使用了“新”这个字。开普勒（1609）出版了一部以物学原理为基础的著作，题为《新天文学》。伽利略最后一部著作（1638）的题目是《两种新科学》；虽然，这题目也许并不是他选定的，但在谈及他已经发现的许多新的值得注意的事物时，他确实提到过这第三部关于运动的著作。塔尔塔利亚给他的书起名为《新科学》（1537）。冯·居里克把他用来阐述新发明的空气泵所取得的革命性实验结果的著作定名为《马德堡的新实验》（1672）。玻意耳在他许多著作的书名中都使用了“新”这个字。1600年，威廉·吉伯发表了一部题为《论磁石……一门被许多论据和实验证实的新的生理学》的著作，此书的书名可谓意味深长。他在献词中写道：“谨以这部几乎是全新的前所未闻的”关于“自然知识”的著作献给“你们，唯有你们，真正的哲学家，高尚之士，不仅能够从书本中而且能够从事物的本身获取知识的人。”吉伯知道，在当时，只有一小部分人致力于“这种新的哲学探讨。”
　　科学革命产生了一种新的知识和获得这种知识的新的方法，同时也产生出了提倡、记录和传播这种知识的新的机构。这类机构就是那些由志同道合的科学家们（以及那些对科学非常感兴趣的人们）组成的协会或学园。他们会聚一堂，一起做实验，他们去参观别处所进行的实验工作和对实验的检验，听其成员所做的有关科学工作的报告，了解其他的科学组织或其他的国家正在从事的事业。科学共同体的出现，是科学革命的显著标志之一。到了17世纪60年代，在法国和英国都有了固定的国家级科学院，它们都有了官方的杂志，以便于它们各自的成员发表其研究成果。
　　以伊萨克·牛顿为例，我们可以看出，入选成为这种学会的成员有着多么重要的意义。1671年，伊萨克·巴罗（卢卡斯讲座的教授，牛顿的前任）把牛顿新发明的反射式望远镜的样品带到伦敦，呈交给皇家学会。牛顿的发明受到“称赞”，没过多久，牛顿就被选为皇家学会的成员。牛顿很高兴得到伦敦的科学家同行们的如此赏识，他不久就写了一封信，寻问学会何时聚会，以便他能够提供一份报告，阐述他所做的与光和颜色有关的一系列实验，这一系列实验是新的望远镜发明的基础。牛顿年轻气盛，他写信给已经竭尽全力使他成为其会员的那家学会，他对干事说，他的发现是迄今为止对大自然的运行所做的“最为奇妙的”探索。牛顿渴望立即向他新的科学家同事们展示其发现的这种心情，与他后来不愿发表（或勉强同意发表）他的任何发现这种态度形成了鲜明的对比，它向我们暗示着，对于一个科学家来说，正式获准成为常设的科学共同体的成员是何等重要。
　　牛顿论光和色的论文有着好几个第一：它是牛顿第一次发表科学著作；它是颜色物理学的第一篇或奠基性论文；它是第一次以文章的形式在科学杂志上发表的重要的科学发现。此外，它之所以令人瞩目，是因为它描述了牛顿的实验以及他由此得出的理论结果，而没有为某个宇宙论体系或神学教条进行辩护；它是纯科学，这也就是从此以后直至今天我们所理解的这个词的含义。
　　不断出现的科学共同体所具有的一个革命性特征，就是正式的信息网的建立。这种信息网的确立，部分是依靠个人的出访和相互的书信往来，但主要还是依靠科学杂志和科学报告来完成的。短命的伽利略西芒托学院（实验学院）在一卷本的《智者》（saggi，1667）中用意大利文发表了其成员的成果。1684年又出版了英文版，在一卷本的英文版书中有一幅具有象征意味的卷首插图，以表示意大利科学院是怎样把其传统传播到伦敦的皇家学会的。皇家学会的《哲学学报》既有用英文发表的文章，也有用拉丁文发表的文章。为了方便欧洲大陆的读者，把用英文发表的文章也全部译成拉丁文的学报，不久便问世了。《哲学学报》的文摘或摘要都是用英文出版的，但很快就被译成了法文，而法国科学院的各项发现，也可以从英文版的材料中得知。17世纪发表的伟大的科学著作的数量是令人惊讶的，但它们并非像人们通常所料想的那样都是用拉丁文发表的，它们是用各自国家的语言发表的。例如，伽利略的《关于两大世界体系的对话》（意大利文版，1632；英译本，1661；拉丁文译本，1635），笛卡尔的《几何学》（法文版，1637；拉丁文译本，1649，1659），牛顿的《光学》（英文版，1704；拉丁文译本，1704），等等。其他此类的例子还有，笛卡尔的《屈光学》（1637），惠更斯的《光论》（1690），以及胡克的《显微术，或对微小生物体的生理学描述》（1665）。
　　从皇家学会的首任秘书亨利·奥尔登伯格大量的书信往来中，我们可以看到信息网所起到的作用。1668年，奥尔登伯格在写给当时在巴黎的惠更斯的信中，表述了学会想与他建立通信联系的愿望，并希望他向学会介绍“他在有关运动问题方面所做出的发现，”即使他“认为还不适宜用书面形式发表的［成果］”也行。奥尔登伯格还问惠更斯，是否“愿意向他们透露他的有关理论，以及作为其理论根据的有关实验。”惠更斯同意了，“勿庸置疑，他的成果寄来时，学会将在他们的登记簿上备案，以便使其发现权得到保护。”几个月后，惠更斯的原文送来了，克里斯托弗·雷恩对其中的一部分进行了研究。随后“进行了一些实验”，用以检验惠更斯的理论和雷恩的理论，由于实验设备的工作不甚理想，实验又被安排在以后的一个星期聚会上重做了一次。过了不久，惠更斯与雷恩的发现何者居先的问题就出现了。惠更斯把一份用“密码或变位字”写成的关于新的研究成果的陈述送交给皇家学会登记备案，以此作为“今后保护他的发明或发现的方式”，等到有朝一日“他认为适当时再用普通的语言对它们加以解释。”20多年以后，爱德蒙·哈雷力劝牛顿把一份对他的发现的说明递交皇家学会备案，以保护他的领先权。时至今日，仍然可以从登记簿上查到牛顿1684年秋天所写的小册子《论运动》，牛顿著名的《原理》，就是后来在此书的基础上扩充而成的。
　　科学社团和科学院在建立发现和发明的领先权的记录制度方面的作用，是科学革命另一个重要的标志。科学革命是有史以来第一种致力于连续的发展过程而并非某一目标的革命。如前所述，政治革命和社会革命都有一个明确的目的，即建立某种形式的国家政权或社会制度，尽管人们也许并未料想可以在不久的将来建立这样的国家。然而，新的科学却被看作是一种发现过程，一种永无止境的研究过程。为了发表和传播各种发现，为了建立能够用来从事发现工作的实验室和天文台以及动植物园，准备工作一应俱全。出版杂志以发表新的成果、为保护发现的领先权而建立备案存档系统、对最富有革命性的进展予以奖励，通过这些活动，持续的变革过程得以制度化。我不知道有什么别的革命或革命运动能使即将到来的持续的革命进程如此制度化。的确，太阳底下还是有新东西的。
　　虽然，科学有可能是一种对真理永无止境的探索，但人们普遍希望，在有效地医治人类疾病方面，科学进步能导致具有实用价值的发明和改进。这类记述出现于17世纪初，培根和笛卡尔有关方法论的专题论文也有这方面的论述。笛卡尔在他的《方法谈》中写道：要是有个富人能向他证明，在医疗和卫生保健方面也能开发出类似于像农业机械化那样的实用技术，那该有多好呀。培根也反复论述过同样的问题，他论证说，科学——有关自然的知识——将会导致对我们的环境的控制，将会给予我们新的力量。培根很明智地接着指出，这种实际应用与其说是增加舒适的生活用品的手段，莫如说是具有更多的“预示真理和保卫真理”方面的价值。培根这样讲的意思是说，由于新的科学革命是以经验为基础的，它的原理也就有可能在实际的设计工作中体现出来。那些体现着新的原理或以新的原理为基础的正在运行的机器，为这些原理所包含的真理提供了明确的证据。
　　所有这些革命性特点暂且不谈。是什么使得科学革命通过基本的科学进步真正得以实现了呢？我们已经看到，抽象的运动定律被枷利略的自由落体定律取代了。再进一步，把自由落体——一种典型的加速运动——与匀速的水平运动过程结合在一起，就可以像伽利略指出的那样，勾勒出抛射体的抛物运动的轨迹。磁学萌发于17世纪。开普勒发现了行星运动的三大定律，这些定律以后均以他的名字命名，他还全面阐述了现代的宇宙日心说体系亦即我们通常所说的哥白尼学说。牛顿不仅创立了颜色学，而且创造出了一种同时包容地球物理学和天体物理学的数学体系。他的万有引力原理，既可以说明开普勒定律和自由落体定律，又可以解释海洋中的潮汐运动和地球的形成。它甚至还可以提供依据，从而在管星出现四、五十年以前便可成功地作出预见。在其解释的简洁性方面，在其应用的深度和广度方面，牛顿物理学无疑具有一种革命的意义。
　　当然，在对大自然的理解过程中，并非只有物理学会遇到革命。生命科学也很有活力，正因为如此，哈维发现了血液循环，这导致了一场生理学的革命。在这里，就像在运动学中一样，革命也具有明确的无可争辩的否证色彩。如果不是亚里土多德本人那就是亚里士多德派的什么人预见说，在空气中，重的物体比轻的物体运动得快，它们的运动速度与它们的重量成正比。很容易用实验证明，这是错的。与此类似的是，盖伦曾经认为，血液在静脉中有涨有落，而且还可通过心室隔膜或中隔上的微孔，从心脏的一边流入另一边。然而，正像上述预见被证明是谬误一样，盖伦也完全错了。
　　同时代人的科学革命观
　　尽管很难否认，在16世纪机17世纪中已经产生了具有重大意义的科学进步，但有些评述者却宁愿把这些发展看作是改进而不愿把它们看作是革命，有些人甚至根本否认这种确实伟大的进步曾经发生过。在17世纪末18世纪初的论战亦即著名的书战或古今之争中发表的那些著作，就是一个例子。由丰特奈尔、格兰维尔、佩罗、斯威夫特、坦普尔以及沃顿等人写的著作，甚至在科学和医学领域中也倾向于使用知识的“改进”这一概念，而不使用“革命”。下面的事实更令人惊讶：丰特奈尔和斯威夫特在别的著述中却使用了革命这个词，丰特奈尔还把这个词和这个概念用于新数学之中。在谈到厚“今”薄“古”和我们称之为科学革命的伟大成就时，这些作者（除一人外顺乎都避免使用“革命”这个词。托马斯·斯普拉特为皇家学会所写的辩护（1667）几乎与此完全相同，他的这部书致力于展示新科学所取得的成就，科学将会带来的——甚至会给语言带来的种种变化。书中主要讨论的是创新和改进之事，而不是革命。
　　17世纪末，科学革命开始被人们承认。尽管吉伯、伽利略、开普勒、哈维以及其他一些人都强调他们著作的创新性，但我尚未发现，在问世纪末以前有过什么明确而清晰地探讨科学中存在着革命的论述。不过，有一封1637年用意大利文写的信中却引人注目地提到了哈维著作的革命性。
　　对于科学革命史的研究而言，这封信确确实实是一份非同寻常的文件。它清晰地说明了科学中的新发现是怎样被人们发觉具有革命性的，不过它也说明了，用单一的一个词来描述这种革命性是何等的困难。这封信写于笛卡尔的《方法谈》和《几何学》出版的那一年。写信的人是拉法埃洛·马吉奥蒂，罗马的一位牧师和科学家。他将此信寄给他的一位牧师同行，佛罗伦萨的法米亚诺·米凯利尼，他向他的朋友们，包括上了年纪的伽利略在内，通报了哈维做出并于1628年公布的生理学方面的新发现，他写道，“这就是血液在我们的身体中所进行的循环”。这一发现“足以推翻整个医学体系，就像望远镜的发明已经使整个天文学颠倒了过来，以及指南针（已经）对通商、火炮对军事技术的影响那样”（伽利略1890，17：65）。
　　在1637年，只用“革命”这个词或这个概念来描述哈维发现的激进性还为时过早。也许过了半个多世纪以后才能说，血液循环的发现，将会使一场“医学革命”由此开始。马吉奥蒂使用的动词是“rivolgere”，其意为“使转变”、“熟思”（如“再三考虑”），有时是指“推翻”。为了确保他的读者能得其要领，他解释了他使用这个词所指的意思，因为在当时，对某一门科学有如此“毁灭性的（亦即革命性的）作用的发现并不常见。所以，马吉奥蒂把它的影响与技术上的两个重要突破——黑色火药和指南针的发明作了比较。培根曾说，这组技术上的革新以及活字印刷术，已经使现代世界发生了最为根本的变化。（我们可以看到，培根并没有马上使用“革命”这个词，也没有使用这个词公认意义上所谓的革命概念。）马吉奥蒂实际上是在说，就把一门科学学科颠倒过来这一新的现象而言，既没有适当的名称也没有清晰的概念，这种新现象也不是某种已被认定的事件，它很像已经使世界性的贸易、探索和战争等状况发生了变化的那些非同寻常的发明。截至1637年为止，在科学的任何分支业已做出的发现中唯一最富有戏剧性、并且从推翻旧的学说的意义上讲最具有革命性的发现，就是伽利略所揭示的新的天体现象。为了有效地阐明他的观点，马吉奥蒂又把哈维的发现与伽利略的发现作了比较。伽利略给了托勒密体系致命的一击，他证明，托勒密体系是错误的，而且，数千年以来天文学家所写的论述天空的著作中，没有任何一个有关天体的概念是正确的。同样，哈维指出，盖伦的体系是错误的，因此，以盖伦的生理学为基础的所有医学体系应予更换。正因为这样，马吉奥蒂说，血液循环之发现的作用可以与“望远镜的发明”相媲美，望远镜的发明已经使“天文学颠倒了过来。”在这一事例中，马吉奥蒂没有（像他刚才那样）使用“rivolgere”这个动词，而使用了“rivoltare”，这个词的意思不仅是“背叛”，而且还意味着“颠倒”，“翻过来”从而“走向反面”，“抛弃”等。
　　真正把“革命”这个词与哈维发现连在一起的，是威廉·坦普尔爵士在17世纪下半叶所写的一篇论文。从作者使用这个词的方式中，我们可以看到现代的革命概念出现初期时的情况。坦普尔的这篇论文大约写于1686年以前（见伍德布里奇1940，212），题目为《论健康与长寿》，作者在文中谈到了希波克拉底和盖伦创立的古代医学体系，谈到了帕拉切尔苏斯“废除全部盖伦模式”的尝试以及他在引入“化学医学疗法”方面的工作，随后他讨论了哈维和血液循环。坦普尔（他对，I：73）把这一系列事件称之为“生理学帝国中的”亦即“医术”或医学帝国中的“伟大变革或革命”。“帝国”这个词的使用暗示着，坦普尔在这里意指的并不是某一独特的戏剧性事件的出现这一新的含义，而是“革命”这个词在“帝国革命”这个短语中的那种传统的含义。很有可能，坦普尔在别的著述中（《英雄的美德》，1821，1：104）把帝国革命想象为逐渐展开或前后相继的事件。此外，坦普尔本人并非真地相信哈维革命，他认为，对于循环学说，“人们期望着它能够使整个医学事业焕然一新”，但是实际上，它“并没有产生这样的作用。”
　　在《古今学问论》[1690（1963），71]中，总的来看，坦普尔所持的是一种厚古的观点。他论证说，古书是最好的，而且，用阿方索·埃尔·萨比奥的话来讲，生活中值得追求的只有“燃朽木、饮陈酒、会旧友、读古书。”他问道，“哪些是我们自认为技高一筹的科学呢？”在1500年的时间中，“除了笛卡尔和霍布斯大概可以自封为哲学家外”，再没有什么新的声名显赫的哲学家了。他发现，在天文学中“除了哥白尼体系外，没有什么可与古人相竞争的……新东西了，在医学中，除了哈维的血液循环的新发现外，情况也是如此。”坦普尔坚信不疑地认为，“即使它们是真的，”“这两项伟大的发现也没有改变天文学或医学事业的结论。”因此，尽管这些发现使“发现者获得了很高的荣誉，”但它们“对世界的用处并不大。”（pp．56－57，71）
　　丰特奈尔在其1683年出版的《死者的新对话》一书也讨论了医学中的革命问题。该书中有一段古希腊后期的医生和生理学家埃拉西斯特拉塔与威廉·哈维（书中称之为埃尔韦）之间的对话。对话开始，由埃拉西斯特拉塔首先发言，他简要地概述了哈维所报告的奇迹：血液在身体中循环，静脉血管把血液从末端输送到心脏，然后，血液离开心脏进入动脉血管，由动脉把血液送到末端。他承认，去代的医生以为，血液只是一种非常缓慢的从心脏到身体末端的运动，这是十分错误的；他还叙述了世界多么感谢哈维“消除了那个古老的错误。”接下来，埃拉西斯特拉塔在对话中承认，现代人能比古代人成为更好的科学家，而且，他们能获得更多的有关自然的知识；不过，他宣称，他们“成不了更好的医生”，因为古代的医生能像现代的医生一样，为人们医治疾病。
　　哈维反驳说，许多病人的死亡都是由于对血液循环的无知造成的。埃拉西斯特拉塔答复说，“你相信你的新发现确实有用，那么有什么用呢？”在哈维作出肯定的回答时，埃拉西斯特拉塔问，为什么现在还像以前一样有那么多的死者走入极乐世界呢？“哦！”哈维说，“如果他们死了，那是他们的错误，而不是医生的错误。”在回答结束时，哈维对未来作了一番乐观的解释，他说，到那时世界就会“有闲暇充分利用新近的发现，”因为“巨大的效益”将会随着时间的推移被人们发现。在约翰·休斯所译的英文本中（丰特奈尔1708），埃拉西斯特拉塔有这样一句粗暴的评语：将来“不会有这样的革命，相信我的话吧。”这就是说，人类以前就有了“一定的断定有用知识的标准，”尽管对它又做了少量的补充，但它永远不会被超过。丰特奈尔在结束这篇对话时作了一番悲观的解释：无论科学家在人体方面做出什么样的发现都是徒劳的，因为“大自然是不可战胜的”，而人们还会不断地在既定的时刻死去。
　　从目前的情况看，这篇对话是极有意义的。首先，丰特奈尔把像哈维（“在人体中发现了新的管道”）那样的发现，与天文学家发现“天空中的一颗新的恒星”加以比较——这类发现很少有或者根本就没有什么实际的用途。其次，尽管丰特奈尔十分信奉笛卡尔的哲学，但他却直截了当地反对笛卡尔在《方法谈》中所说的那段大话，即如果得到资助，医学研究将会使生命周期无限延长。最后，我们会注意到，丰特奈尔（借埃拉西斯特拉塔之口）提出的医学中没有革命这一主张，与丰特奈尔本人的这一认识即数学中存在着革命是截然不同的。这样看来，对革命的可能性的否认，也许可以说是法国医生普遍反对哈维的伟大发现的一个标志（参见罗杰1971，13，169）。虽然笛卡尔热心支持血液循环学说，但丰特奈尔可能并不认为，对医学事业来讲，这一发现算得上是什么伟大的成就。事实上，丰特奈尔似乎并非相信，在医学中曾发生过革命。埃拉西斯特拉塔所说的“不会有这样的革命”这句话，无疑已经表白了丰特奈尔的信念，不过，他本人所说的话略有不同。在约翰·休斯的译本中，埃拉西斯特拉塔说的是：“不会有这样的革命，相信我的话吧。”而丰特奈尔是这样写的：“Sur ma parole ，rien ne changera”（“相信我的话吧，什么都不会变”）。
　　化学家和物理学家罗伯特·玻意耳在其1656年11月所写的一封信中也提到了革命：
　　我告诉您一件很平常的事，您就会了解愚蠢入的轻率的推断有可能使他疯狂到什么程度：某些寡廉鲜耻之徒竟然把不可思议的荒谬的事物归咎于神灵，而毫不为之脸红。谈到消息的公开性，最近全面而完美的成功的消息仅仅限于在议会的大墙之内传播，以致于我现在只能抄录报纸，至多只能事先根据报纸去猜测。对于我们新的代表们将会证实什么、或者我们将会得到什么，我不敢妄加猜测，更不敢白纸黑字地写下来；我不会有所顾忌的只是承认，我的希望和恐惧都是有非常特别的动因的；我还可以无所顾忌地说，我据以预计会有时雨或猛烈的暴风雨来临的云彩，尚不是看不见的未凝结的水气。至于我们的思想方面，我的确可以信心十足地预计，会有一场革命，通过它，神将会成为一个失败者，而真正的哲学繁荣也许会出乎人们的意料之外。〔British Library Harley MS 7003，fols．179／80］
　　在科学范围内，我没有发现玻意耳有过什么类似的陈述〔在詹姆斯·雅各布把玻意耳看作是革命者的那部著作（1979）中，也没有提到这类情况]。不过，综观玻意耳那些行文繁冗的论著，如果有人断言说，这些书连提都没有提过这类问题，那么他一定是一个冒尖的学者。
　　我已经指出，许多17世纪的科学家都意识到了他们的成果具有的创新性，而且在他们自己著作的标题中都表明了这一点，一些17世纪最伟大的科学家们（吉伯、开普勒、笛卡尔、哈维、牛顿）对他们各自著作的非传统的特性作了明确的陈述，他们指出了古代和中世纪的作者的错误，并采取了革命的态度。亨利·鲍尔在其所著的《实验哲学》（1664）的结尾部分，对新的应用科学作了丰富的阐述。“这是这样的一个时代，”他写道，“哲学伴随着一场大潮来了。”“消遥学派的信徒们也许希望阻挡这一潮流”，就像“阻止自由哲学的泛滥’哪样。他断言，“一定要抛弃所有陈腐的垃圾，推翻腐朽的建筑，”这是因为，“不得不为一个更为宏伟的、永远不会被推翻的哲学专业奠定一个新的基础的时刻来到了。”他说，这种新的哲学，“将以经验和感知为基础，详细讨论自然界的各种现象，从自然界事物的本源那里推究其原因，就像我们所观察的事物可以被艺术再创造出来和力学证明确实可靠那样。”
　　我发现，在18世纪初的数年中，丰特奈尔的著作中就有了相当早的关于数学革命的陈述，此陈述完全是现代式的而且十分清晰。当时，丰特奈尔正在伏案撰写论述微积分的著作，微积分是牛顿和莱布尼兹发明的，它无疑是17世纪最富有革命性的知识成果。丰特奈尔在其著作中一而再再而三地借用革命这个新的概念，以此来说明这种数学理论是多么不同凡响。它给予科学家的力量，远远超出了前人“难以想象”的范围。革命只是刚刚开始，但这已经使那些开创者们与在此不久之前还可谓是最聪明最有经验的数学家们相比，能够更巧妙地解决数学问题。
　　在医学领域中我们发现，1728年牛顿去世后不久，W．科伯恩医学博士在谈到帕拉切尔苏斯时，曾明确地在新的意义上使用了“革命”这一术语，甚至还暗示，革命的发生是医学体系发展的一个特征。
　　三十多年以后，数学家克雷洛为牛顿在理论力学领域中开始的一场革命而欢呼，理论力学是一门边缘学科，它包含了数学和物理学两个领域。值得注意的是，牛顿为纯数学和数学物理学做出的伟大贡献，其革命方面那样明确地得到了承认，这是因为，牛顿的成就标志着科学革命的顶峰。现在的证据证明了我们的判断，而且更加强调了这一点：17世纪最富有革命成果的领域是纯数学和理论力学领域。　　 　
《科学中的革命》
科恩著 　　
第6章 第二次科学革命及其他革命？ 　
　　　本书所讨论的科学革命，是对所有科学知识均有影响的革命，从这一点讲，它既不同于本书所讨论的别的革命，也不同于大部分科学史著作中所讨论的革命。它使科学的基础发生了彻底的变化，使实验和观察受到了重视；它提倡一种新的数学理论的理想，强调预见的重要性，并且大力宣扬：将来所做出的发现不仅能使有关我们自己和我们这个世界的知识向前发展，而且还能增加我们对自然作用的控制范围。与之相伴而来的，还有一场组织机构中的革命。对如此大范围的思想革命和机构革命的认识，自然而然地会致使科学史家和其他对历史感兴趣的学者们去探讨：是否还有过（或还将有）其他此类的科学革命？
　　科学机构中的革命
　　我们在第5章中了解到，科学革命的一个重要的革命特征，就是科学共同体的兴起，各种科学组织和机构的建立就是一个例子。在19世纪初的几十年中，那些历史悠久的科学组织和机构——皇家学会。巴黎科学院，以及它们在柏林、斯德哥尔摩、圣彼得堡和其他地方的那些小兄弟们———已经无法再容纳大量增加的富有活力的科学家了。于是，产生了许许多多地方的科学组织和专业的科学杂志，如法国的《物理学杂志》，英国为物理学界出版的《哲学杂志》等。随着科学家和科学事业拥护者人数的激增，专业的科学组织如英国地质家协会出现了。罗杰·哈恩（1971，275）把科学专业人员和支持他们的各种机构的数量的巨增描述为“19世纪初的‘第二次’科学革命。”
　　英国科学促进会始建于1831年，在法国、美国、德国等等国家也都有与它相应的组织。它的成员人数不限，甚至可以说，它是一个网罗人才的组织。通过与地方团体一起工作，每年在一个城市举行一次会议，以便最终使全国都能成为科学运动的成员，这些机构推动了“科学促进”活动的开展。在它的会议上，英国科学促进会这一标准组织被分成几个科学组（数学组，物理组，化学组，天文组，等等），每年出版的会议记录也是如此。当然，会议期间总有少量的综合性发言和重要的讲演，甚至还有一些可能使较大范围的听众们都感兴趣的会议。关于后者，最著名的例子就是BAAS（英国科学促进会的缩写——译者）1860年的牛津会议，在这次会议上，威尔伯福斯主教与托马斯·亨利·赫肯黎就达尔文进化论发生了争论。
　　我认为，可以举出一个很好的事例来说明在19世纪末和20世纪初的几十年间所发生的第三次科学革命。这次革命也有许多是机构方面的革命。首先，在这段时间中，大学确实成了大规模的研究和高等教育的中心，这是过去100多年左右的时间中形成的模式。自学成才的科学家——如法拉第和达尔文这样的非专业学者——逐渐被这样一些科学家所代替：这些人有专业知识，受过先进的科学训练，而且都拿到了学位文凭（文学硕士，哲学博士，科学博士，等等）。像约翰斯·霍普金斯这样的新型大学，是为了专门赞助研究生的学习和研究而创办的，那些老的大学则设有研究机构。有关后者的例子当首推剑桥大学的卡文迪什实验室；另外还有芝加哥的耶基斯天文台，以及哈佛的比较动物学博物馆等。许多这样的研究部门与大学并无直接关系，例如：科尔德斯普林港遗传学实验室，华盛顿的卡内基协会，以及美国的洛克菲勒研究所，法国的巴斯德研究所，以及德国的凯泽·威廉协会，能斯特、普朗克以及爱因斯坦都曾在这里工作过。
　　第三次科学革命所处的时代，正是各种科学的研究、管理机构有控制地建立和扩大的时期。不过，最重要的也许是，这一时期出现了工业实验室和以开发新产品为目的的科学研究的成果大规模的应用，以及对现有产品制造业进行的改造和各种标准的建立。第一个从科学与技术的合作中产生出令人叹为观止的经济效益和社会效益的产业，就是颜料化学。19世纪后期，德国颜料化学革命最有意义的一个方面，就是大学、产业部门以及政府为了研制有实际效益的最终产品一起动脑筋、想办法。以科学为基础、需要不同的研究机构通力合作的技术进步，成了我们这个社会与生俱有的一个特征。
　　提到管理，就会使我们直接转向我认为可以算是第四次科学革命的这个话题，这次革命是在第二次世界大战以来的若干年中发生的。这次革命有两个重要的机构方面的特征，那就是，政府的巨额（如美国在20世纪60年代占国民生产总值百分之三的）支出和有组织的研究。第四次科学革命的这两个特征，大概都可以追溯到第二次世界大战时期原子弹的发明和生产方面的巨大开销（同时还有成本略小但生产规模很大的设备如雷达、近爆引信方面的开销），以及各种抗菌素的开发和生产方面的巨大开销。今天，在科学的某些分支中（最显著的是高能物理和空间研究），知识状况与政府愿在某个科研项目上花费的资金的数额直接联系在一起。在19世纪，达尔文在伦敦郊区的达温宅居住了几十年，在那里独自进行研究和思考，偶尔做些开销很少但很有意义的实验；然而这种情况，就像所谓火星人做的科学研究那样，对今天的科学家而言是十分陌生和不可思议的。这种差别在于，今天科学家们的绝大部分时间和精力根本不是用在进行直接的研究上，而是用在制定转让计划，查阅别的科学家所写的科学论著和转让计划，撰写情况报告，出席委员会的会议，到外地或国外去参加正式的和非正式的会议和研讨会，以及其他的科学方面的大会等。
　　第三次科学革命所处的时期，各种专业化的科学学会宛如雨后春笋，相继出现，其中不仅有美国物理学会、美国化学学会这样的学术组织，而且还有学科内的一些专业团体，例如，美国光学学会，美国流变学学会，以及植物生理学家协会等。这些组织为综合性的科学杂志（《物理学评论》，《现代物理学评论》）和各种专业的出版物提供了资助。第四次科学革命是以更新的科学交流形式作为标志的。这些新的形式包括，大规模分发用复印机复制的出版前的非正式样本，有时甚至是杂志同意利用之前的文章，以及出版一些短论（与其很有权威性的老前辈《物理学评论》相比，《物理学评论信札》能远为迅速地发表这方面的交流）。在从事相同或不同项目的研究工作者之间，能顺利发挥作用的交流网络，即老德里克·德前拉诺赖斯称之为无形学院的那种团体，也应运而生了。鉴于今天对“大科学”的财政支持有着十分重要的意义，在政府内新成立了（或改造了）一些机构，以便负责政府的研究基金的组织。估价和分配。在美国，除了专门设立的国家科学基金会，国家健康研究所之外，还有陆、海、空三军中的拨款机构，如国家航空和宇宙航行局和原子能委员会等。
　　科学中的观念革命
　　到目前为止，对四次科学革命几乎全是从其机构特征方面来描述的。然而，在这四次革命发生的同时，或多或少地总是伴随着一些科学思想方面的变化。科学革命把实验和观察确立为我们认识自然的基础，并且表明，数学的发展是解决科学问题的关键，数学是表述科学的最高形式。随着牛顿《原理》的出版，革命到达了顶点，这本书的全名表达了哥白尼、伽利略、开普勒以及其他学者的目的：展示出“自然哲学的数学原理”。在此以后的一个半世纪中，把自然状态数学化的工作持续进行着，而且在理论力学和天文学领域最为成功；但是，18世纪伟大的化学革命却不是以牛顿的数学模式为终结的。奥古斯坦·菲涅耳在19世纪20年代发展的光的波动理论，成了此种意义上的牛顿物理学的另一个领域。牛顿模式，可谓第一次科学革命的顶峰，但是显然，它并不能简单地挪用到其他的科学分支当中。
　　在对这一课题透彻的讨论中，T．S．库恩（1977，220）使我们注意到了“许多物理科学部门研究工作特点的一个重要的变化”，这一变化出现在1800年到1850年之间的某个时期，“特别是在一些被当作物理学的那些领域的一系列研究中。”库恩说，“培根式物理科学的数学化”这一变化，是“第二次科学革命的一个方面。”库恩着重指出了这一事实，即“数学化”只是第二次科学革命的“一个方面”：“19世纪上半叶也证明了科学事业在规模上的巨大增长、科学组织形式上的重要变化以及科学教育的全面建设。”库恩非常正确地强调了“这些变化几乎以同一方式影响了所有的科学”这一事实。因此，要“解释19世纪新近数学化的科学有别于同一时期其他科学的特点”，还要考虑一些别的因素。
　　伊恩·哈金（1983，493）用一种引人注目的方式把库恩暗示的思想革命和机构变化等想法做了推广。哈金认为，这场科学革命和库恩所谓的第二次科学革命都是“大革命”，他提出了一种“初级的以经验为据的规则”，即每一场大革命必定都伴随有“一种集中体现新趋向的新的机构。”按照这种分析来看，第二次科学革命不仅包括库恩所说的培根科学的数学化，而且还包括作为新的生物学的达尔文自然史学说的出现。达尔文生物学在体系和思想方面独辟蹊径。它大量地吸收了那些非科学工作者为非科学目的所收集的信息，亦即动植物的饲养者和培植者的记录和经验，而且，它实质上创立了一门非牛顿式的科学。这是现代第一个重要的科学理论，它的产生虽事出有因，但并无前兆。尽管生物学者和博物学家渴望有他们自己的牛顿，但是事实却是，当他们的“牛顿”查尔斯·罗伯特·达尔文出现时，他的理论并没有《原理》所说的科学的基本特征。达尔文指出，并非所有科学进步的方式一定都具有牛顿模式的数学特点，科学中的伟大进步也有可能是以非数学的培根方式进行的。此外，我认为，1859年《物种起源》出版后的讨论形式，是社会大规模地参与科学的一个方面，这种情况，是英国科学促进会秩序井然的机构的一个特征。
　　第三、第四次科学革命是否也伴随有科学思想方面的变化呢？这类变化是否也是这两次革命的特征呢？这是一个很难回答的问题。第三次科学革命的涉及面很广，包括三次伟大的物理学革命（麦克斯韦革命，伟大的相对论革命和量子力学革命〕，数次化学革命，以及生命科学中的革命等，生命科学中最有意义的革命大概就是遗传科学的创立了。如果我必须选出一种唯一的特征，它适用于表征麦克斯韦（虽然并非恰好适用于他具有革命性的场论）、爱因斯坦（但不适用于相对论革命）以及量子力学和遗传学等的贡献，那么，这种特征就是概率的引入。从这个意义上讲，正像第一次科学革命完全是受简单的牛顿式—一对应的物理事件的因果关系支配的那样，第三次科学革命处于这样一个时期：许多科学领域（包括社会科学领域）都引入了一组组理论和解释，这些理论是以概率论而不是以简单的因果关系为基础的。
　　对于第四次科学革命而言，很难想象得出也有这么一个唯一的可以成为其思想标志的特征。不过，有一个事实具有重要意义，那就是，生物学中有相当一部分（尽管不是全部）可以被看作简直就是应用物理学和化学的一个分支。同时，在物理学领域中，最具有革命性的总的思想特征，大概就是抛弃了这样一种幻想：有一个纯基本粒子的世界，在这些粒子之间只存在电的相互作用。
　　过分强调科学中四次机构革命和四次观念革命的同时性是很危险的，尽管如此，希望有朝一日能辨明思想内容的变化与科学作风的变化之间以及科学研究机构的变化与从事科学事业的方式的变化之间的某种因果关系，这种想法依然是很有吸引力的。
　　历史学家对其他伟大的科学革命的看法
　　据我所知，“第二次科学革命”这个术语，是由T．S．库恩引入科学史文献中的。1961年，库恩在《爱希斯》杂志上发表了一篇论述测量在物理学中的作用的论文，在文中他使用了这个术语。库恩的这篇文章（1977，178ff）原是递交给美国学会联合会测量问题学术报告会的一篇论文。其他作者也许已经在库恩之前在不同的意义上提到过第二次科学革命；但我可以断定，正是经过库恩的讨论，这个术语才正式地进入了有关科学史、科学哲学和科学社会学的论述之中。
　　罗杰·哈恩关于第二次革命的思想提出得较早，但它与库恩的思想截然不同。哈恩的观点见于他那部著名的研究巴黎科学院的著作（1971，275ff．），在他看来，第二次科学革命，是“一场关键性的社会变革，它使科学进入了更为成熟的阶段，而且，像17世纪的第一次革命一样，它超出了国界。”在描述中，哈恩并没有讨论第二次科学革命期间科学的实际发展，他把注意力集中在作为这种革命特征的机构的变化上即：“一般性的学术社团的衰亡和更为专业化的机构的兴起”以及“各不相关的科学学科的专业标准的同时建立。”伴随着第二次科学革命的是各种大学和研究机构的出现，尤其是“高等学府中”“专业科学”研究的出现。这个时代就是这样，“专业化的实验室”逐渐取代了“问世纪以来在这一舞台上占统治地位的各种学会。”
　　哈恩特别让我们注意这一点，即科学共同体规模极大地扩充，这一规模因素本身，“迫使机构发生了分化。”他发现，专业化的生产和发展，是各门科学中“学术问题日益专门化”的必然结果，同时，也是”每一科目特有的实验要求的产物。”最后，哈恩还要把专门化的兴起与“科学和科学的直接应用之间差距的不断缩小”连在一起，这种缩小因素，使得“（相对于专门科学而言的）一般性科学的作用，在要求专门技术的情况下，趋于减小。”哈恩看到教育方面出现了一个严重的问题；为了有效地发挥其作用，一个“受过全面教育的工程师或医生”就需要尽可能使知识的专业化达到最高程度，这样一来，“也就不可能同时期望对老的综合性科学亦即自然哲学有深刻的了解。”
　　另一位对其他的科学革命进行过探索的是史学家休·卡尼（1964，151-155）。他暗示说，古代中国和由希腊的“科学活动”“也许可以不无公正地被看作是场革命”，而且，自牛顿时代以来，“还发生过别的科学革命。”他发现，在19世纪末20世纪初曾经发生过一次与哥白尼革命、伽利略革命以及牛顿革命等相类似的伟大革命：“这场科学革命的伽利略，是苏格兰人克拉克·麦克斯韦，它的帕多瓦（Padua）“是剑桥大学的卡文迪什实验室，它的开普勒则是爱因斯坦。提到这场革命，人们还会联想到另外一些人，如瑞利勋爵，）卢瑟福，玻尔，薛定谔以及海森伯等、”在这段论述中，卡尼的以下陈述非常有意思：“无论你对第一次科学革命中大学的重要性持什么观点，第二次革命中大学的杰出作用看起来是毋庸置疑的。”他还指出，“政府对科学的赞助与第二次科学革命的关系也值得我们注意。”最后，在书的“跋”中他提出了这样一种见解，“在19世纪中还发生过第三次科学革命，其特点与法拉第和克拉克·麦克斯韦的领域中所发生的革命毫无共同之处。”对此他作了如下的解释：“19世纪还经历了一场同样彻底的时间探讨方面的革命……首先是地球的年龄，其次是人类的年龄，再次是宇宙的年龄，这些最终都被看作是历史探讨的新的范畴。在对宇宙探讨方面的这场方式独特的革命，像17世纪的数学革命一样，有着深远的意义。”但是，与卡尼的第二次革命不同，这第三次科学革命并不包括专业机构的革新。而且，在他的介绍中也不包含伟大的达尔文革命，他的介绍只限于物理学领域。不过，他确实提出了一个非常重要的论题，亦即，到了“2O世纪中叶”，史学家不再认为，“哥白尼、伽利略和牛顿等人的成果”“能构成一场独特的人类历史上前所未有的科学革命。”
　　在埃弗雷特·门德尔松论述“19世纪科学的来龙去脉”的一篇文章中（琼斯1966），也有对第二次科学革命的陈述。在这部分陈述中，门德尔松强调了“19世纪科学的社会结构中”的变化，他把注意力集中在新的杂志、新的科学协会和这样两种组织的发展上：一种是基础广泛的科学组织如不列颠协会，另一种是新兴的致力于对科学特定的分支学科进行专门研究的组织。谈到“在其中进行科学实践的社会机构中的那些变化”时，他认为，也许可以把它们称之为“第二次科学革命”。对他来讲，这场革命可称作是典型的科学工作者所具特征方面的根本性改变。门德尔松指出，在17－18世纪，科学家们大都是业余爱好者。也就是说，他们并非依靠科学实践来谋生，他们或者是一些富有的无需为生计操劳的人，或者是在一些完全不同的行业（如医疗、商业贸易、船舶建造等等）中谋生的人。到了19世纪，科学家们逐渐开始从中层甚至中下层的社会中产生，因而，“在科学本身的实践过程中，19世纪的科学家们不得不为他们所从事的科学活动寻求支持。”这种变化中的一个明显的特征就是，科学共同体要“考虑其成员的职业需要”，结果，“在寻找对科学家的认可和支持上花费了大量的时间。”
　　历史学家斯蒂芬·布拉什（1982）也对两次科学革命提出了他自己的看法。他认为，第一次科学革命“发生在1500-1800年之间，它是哥白尼、伽利略、牛顿和拉瓦锡等人研究工作的产物；”第二次革命发生在1800-1950年之间，它是“由道尔顿、达尔文、爱因斯坦、玻尔、弗洛伊德以及其他许多人引起的。”他断言，“我们的文明世界只遇到过两次全面的具有如此重大意义的革命。”我认为，布拉什所说的第二次科学革命，是人们业已指出的有史以来所发生的各种革命中持续时间的长度居第二位的革命；它恰好是历时最长的此类革命的一半，最长的革命，即鲁帕特·霍尔首先指出的那场从1500年到1800年绵延了300年的事件。就像他能洞察到哥白尼赞同地压体系和爱因斯坦赞同狭义相对论有着相似的理由一样，布拉什把达尔文和达尔文主义与20世纪的“物理学革命”相比较也给人带来了烦恼。不过，考虑这些问题以及布拉什对未来可能的第三次科学革命的总结性评论，也许会使我们离题太远了。无论如何，在我看来，把1500到1800年间的事情不加区分地混在一起，说它们构成了具有重要意义的单一的科学革命，似乎太过分了。
　　恩里克·贝龙写过一部有关“第二次科学革命的研究”的书，该书的总标题为《论著中的世界》（意大利文版1976；英译版1980）。很难用几句话说清楚贝龙所构想的第二次科学革命到底是什么。在他看来，这场革命起源于18世纪末到19世纪初的几十年间的某一时期。“逐渐认识到彻底改变机械论式的世界观的必要性，”是这场革命的一个组成部分。他发现，“要推翻科学上的这种世界观，其前提”就是要对“各种自然现象”进行一系列的调查研究，这使得人们对“那种把宇宙理解为无始无终的宇宙钟的信念”产生了怀疑。从“这场革命”中产生了一种“新的世界观，依据这种世界观来看，事物不再是按照循环的模式重复出现的，而且也不再受一成不变的规则支配了。”相比之下，这种新的世界是“受一种进化的过程制约的，这种进化过程对有机的和无机的物质形式都会产生影响。”为阐述这种新思想所揭示出的“机械论传统中的”那些问题和矛盾，人们做出了“不懈的努力”，这些努力“以及它们引起的对科学解释的思考”，就是“这第二次科学革命”的基础。
　　这场革命始于“热力学、辐射理论、电磁场理论以及统计力学等新的理论的出现。”贝龙发现，所有这些理论有一个共同之处，这就是，它们都“提出了物质结构和物理学定律的真正意义的问题，”并且通过这种方式改变了伽利略-牛顿传统。尽管这基本上是一场物理学革命，包括“对力学基础的全面反思，”但19世纪的历史表明，这种“物理学领域中的新的世界观”已经“对其他科学，如生物学、化学和几何学’产生了深远的影响。
　　贝龙说，他的“意图”就是“要证明19世纪经典物理学的革命性，”尽管他坚持认为，这“并非必然会贬低人们通常所说的相对论和量子力学所具有的创新性。”他甚至认为，“我们这个世纪的物理学”应当被看作是“始于18世纪末和19世纪最初十年的那场革命中最棘手的问题的产物。”贝龙得出结论说，“这场第二次科学革命今天仍然在进行着。”
　　在对贝龙此书的一篇富有洞察力的评论中，’和斯蒂芬·布拉什一开始就对“这场‘第二次科学革命”’的定义，提出了他自己的看法——第二次科学革命就是“把量子力学和相对论看作是物理学的基础，并用它们取代牛顿物理学的那些历史事件。”大部分科学家和科学史家认为，这些事件是从1887年开始到1927年为止这段时期内的一段时间中发生的（但未必都称它们是一场“第二次科学革命”，甚至未必称它们是一场连续的“科学革命”）——在1887年和1927年迈克尔逊-莫雷实验的结果和海森伯的测不准原理先后发表了。布拉什在描述中把贝龙的解释与更为常见的分析进行了对比。通常，人们着重考虑的是“机械论的或决定论的世界观的失败，以及令人惊讶的实验结果的激增，这些结果迫使人们放弃古典的空间、时间、物质和能量概念。”然而，正如布拉什指出的那样，贝龙论证说，“第二次科学革命实际上早在19世纪以前就开始了。”而且，这场革命“并非是机械论的衰落或某一组专门实验导致的结果，而是作为科学问题和客观知识本源的数学理论的出现所孕育的产物。”
　　库恩和贝龙是依据数学与物理学的关系来认识第二次科学革命的（显然他们所说的并非是同一场革命），他们丝毫未提具有革命性的机构变化。哈恩则强调指出，机构变化是第二次科学革命的一个重要特征。门德尔松也强调了第二次科学革命所具有的机构特征或社会学特征。卡尼主要关心的是物理学中的变化，但他注意到，在19世纪，不同的民族有着不同的科学传统，而政府对科学的支持也是因国而异的。只有伊恩·哈金在认识上实现了卓越而大胆的飞跃，他指出了观念上的第二次科学革命与机构上的第二次科学革命之间的联系。　　 　
《科学中的革命》
科恩著 　　
第三部分 17世纪的科学革命 第7章 哥白尼革命 　
　　　每当史学家们著书立说论述科学中那些富有戏剧性的变化时，首先跃入他们心头的便是宇宙中心问题的根本性转变，这一转变，一改那种把地球看作是宇宙的静止不动的中心的观点，而认为太阳是宇宙的中心。这一变革，亦即众所周知的哥白尼革命，常常被描述为我们参考系的一次全面的变更，它在许多层次都引起了反响。宇宙学上的这一转变被看作是富有革命性的转变；所以，哥白尼就是一位“反叛的宇宙设计师”，他导致了一场“宇宙概念结构中的革命”（爱德华·罗森1971，pref．）。托马斯·库恩（1957）看来，作为一场“思想中的革命、一场人类宇宙观及人类自身与宇宙的关系的观念等的转变”，哥白尼革命并不是一个单一的事件（尽管用的是“单数”名词）。据说，这一“西方思想发展中划时代的转折点”需要从不同意义的层次上来考虑，这是因为，首先，它是一次“天文学基本概念的革新”；其次，它是“人类对大自然的理解的”一次“根本性”的变更（它最后以“一个半世纪以后”“牛顿的宇宙概念”这一“出乎意料的副产品”的产生而告结束）；再次，它是“西方人价值观转变的一部分”（pp．Vii，1，2）。所以，按照库恩的观点，人们所说的哥白尼革命并非仅仅是科学中的一场革命，它是人的思想发展和价值体系中的一场革命。然而其他人［例如，克龙比（1969，2：176—177）〕却仅仅认为，“哥白尼革命只不过把天体看上去的周日运动归因于地球围绕其轴线的那种自转，把它们的周年运动归因于地球围绕太阳的那种公转。”
　　从对科学革命概念的批判性分析的角度讲，哥白尼革命有着特别的意义，因为在当时，哥白尼的著作和学说并未在已被人们所承认的天文学理论的基本体系中造成任何直接的根本性的变化，它只是对实验天文学家的实践活动有些轻微的影响。那些承认有过哥白尼革命的史学家和哲学家们，并没有去关注哥白尼行星理论的原理或细节，他们也没有去关注月球理论或实验天文学家日复一日的工作——如计算行星和月球的位置，制定星历表等实际工作，所有这些都是用占星术算命所必须的。如果他们首先注意到天文学是一门艰辛的科学，并且把他们的研究集中在倘若哥白尼思想真的影响了天文学家的工作，其可能的影响方式是什么这一问题上，那么，这些史学家和哲学家就不会再断言16世纪曾有过一场天文学革命，更不会断言有过一场普遍的哥白尼革命了。对于科学来讲，哥白尼天文学的影响直到他的论文发表（1543）大约半个世纪到四分之三个世纪之后才开始出现，当时，亦即问世纪初，通过对地球运动物理学的思考，人们提出了一些运动学的问题。这些问题直到一种全新的惯性物理学出现后才得以解决，而这种物理学绝非哥白尼物理学，它的产生是与伽利略、笛卡尔、伽桑狄和牛顿等人的工作联系在一起的。此外，到了17世纪，哥白尼的天文学体系已经完全过时，它被开普勒体系取而代之了。简而言之，正如本章将要表明的那样，认为科学中有过哥白尼革命的思想受到了反驳，它是以后的史学家虚构出来的。（我发现最早提及哥白尼革命的是J．S．巴伊和J．－E．蒙塔克勒，他们的这些论述将在补充材料7．4中予以分析。）显然，伴随着所谓17世纪中叶的英国革命也有类似的情况，正如我们所知道的那样，这场所谓的革命，在一个半世纪以后的法国大革命爆发之前，并没有被普遍地认为是一场革命。
　　哥白尼体系
　　哲学家。史学家（以及科学史家）对哥白尼的介绍实在太多了，而所有这些介绍都局限于哥白尼的专著《天体运行论》开篇的数页上。在这里，哥白尼描述了通常所谓的“哥白尼体系”，并用一幅画有同心圆的常常被转载的图作了生动的说明［见图4（1）］。这幅图看起来很简单，但对它的解释远非一件容易之事。原稿上展示了一组共八个同心圆，但并没有充分说明它们所表示的含义。位于中心的圆中有一个词“Sol”，意为太阳，它是静止不动的。从最外面的圆向内看，圆与圆的间隔处依次从1到7编了号：第1条环状带上所标的是恒星，以后每一条环状带都标看一种行星的名字：2，土星；3，木星；4，火星；5，地球；6，金星；7，水星。每条行星的环状带上不仅标有一个行星的名字，而巨还有该行星公转的恒星周期。例如，从外面数第三条环状带上标着：“3Iovis xii annorum revolutio”（3，木星，12年一转）。标有地球的那条环状带上写着：“5．Telluris cu Luna an，re．”（Telluris cum Luna annua revolutio：地球带着月球，一年一转）。
　　这些圆和环状带是什么呢？在那些未受过训练的读者们看来，它们似乎是圆形的轨道，但是，研究哥白尼的学者爱德华·罗森（1971，11-21）已经使我们转过来面对这样一个事实：这些并非是行星的轨道。它们是那种物理学家所谓的天球。哥白尼返回到嵌有行星的天球这一概念上了，这一概念可以追溯到古代的欧多克索斯、亚里上多德、卡立普斯等人的学说，这些人认为（环绕着地球的）那些行星处在一个巨大的旋转着的球体之中，由此看来，从（欧多克索斯引入宇宙论中并被亚里上多德加以推广的）天球这种概念的意义上讲，哥白尼著作的标题《大体运行论》应当改为《大球运行论》。不过我们也注意到，哥白尼已经把古希腊的那种以地球为中心的天球思想转变成新的以太阳为中心的天球思想。这本书的标题很难说是富有革命性的，相反，它暗示着该书与古代有关宇宙的思想是一脉相承的。哥白尼使用天球学说还暗示着、哥白尼也许以为，他的工作是对古代天文学的一种改良，而不是富有革命性的替代。哥白尼所采用的描述顺序和描述方式严格地遵循托勒密的《天文学大成》的方针，则更进一步地证明了这一点（参见下文）。
　　近年来，人们对哥白尼天球的真正本质已经有了愈加激烈的争论。诺埃尔·斯韦德罗（1976，127—129）业已整理出了一些相当令人信服的证据，它们说明，哥白尼可能已经构想出了一系列相邻的天球。斯韦德罗指出，在其手稿中，哥白尼给七个圆标出了插图说明，而所画的圆却有八个，所以很明显，这些插图说明肯定指的是圆与圆之间的七处空间。他得出结论说，这几处空间大概是对应于“那些大球自身的，每一处都表示某一空间层（具体范围并未划定），每一处都是与其上面或下面的天球相邻的。”木刻版印制的书（纽里姆伯格，1543）使我们的问题复杂化了，哥白尼没有核对出也没有更正印刷中的问题（参见图4（2）]。在这里，算上附加的表示围绕地球运动的月球轨道的小圆，一共有九个圆。木刻者也许只是愚蠢地把插图说明标在了这些圆错误的那一侧，但这样一来圆的数目就过多了，因为这两个未标说明的国位于标着地球及月球的那个圆周的两侧。关于这些大球的真计一本质以及它们的完整性和连续性的程度存在着争论，对这种争论若无非常深入的了解，我们可能仍然会认为，哥白尼手稿中所画的图比那位千里之外的木刻者所制的图具有更高的权威性，并己会得出结论说，这些图中所面的的确是天球，而不是更是现代特点的概念所指的那种位于虚空的空间之中的自由循环轨道。
　　最外面的天球是“1.Stellarum fixarum sphaera immobilis（静止的恒星天球）；这里又使用了一个古老的概念：恒星天球。不过哥白尼又做了一下改动，因为传统的恒星天球必须有每日一次的自转。这样才能说明日夜的变化，而在哥白尼的格式中，天球是不动的。在哥白尼体系中，日夜变化现象是地球每日围绕地轴旋转所产生的结果。说这些星星是“恒定的”，是因为它们在其天球中，彼此之间没有位移活动———行星（或移动的星星）则与此相反，它们不仅彼此之间会有相对的运动，而且还会进行相对于恒星的运动。
　　哥白尼设想，恒星是非常遥远的，因为人的肉眼观察不到它们的周年视差。但它们也不可能是无限远的，因为太阳被假定是它们的中心——这对于一个天球来讲是完全正确的，但对于一个无限的恒星天字来讲则是不可能的，这样的恒星天空不和能有什么几何学意义上的中心。哥白尼写道；“Stellarum fixarum sphaera，seipsam et omniacontinens ,ideoque immobilis,nempe universi locus”。（既然是宇宙的寓所，那么，包罗它自身及万物的恒星天球肯定是静止不动的。）不过，正如J.T．克拉克（1959,125）已经指出的那样，这与他在前几页中所说的一段话是矛盾的：“Mobilitsa…sphaerae estin circulum volvi ，ipso actu formam suam exprinmentis”（自转是天球的属性，天球的形状正是通过这种自转来表现出来的）。
　　哥白尼的天球图被（例如A．沃尔夫1935，16）错误地解释成是哥白尼天文学宇宙体系的一种表述，困为这些圆周上分别标着“II.土星轨道，”“III.木星轨道，”等等。当然，哥白尼充分地认识到，没有哪一组简单的循环运动能对太空世界作出准确的描述。因此，他开始着手构造一个复杂的体系，他先完成了一本题为《短论》的小册子（此书写于154年，但17世纪前并未出版），随后他又在《大体运行论》中进行了充分的阐述。任何一位熟悉天文学的人大概都会意识到，《大体运行论》第1册上的那幅图，至多不过是一个图解式的、高度简化了的系统的模型，为了说明多种多样的现象，哥白尼不仅引入了一定数量的本轮（这种本轮与托勒密体系中的本轮的作用截然不同），而且甚至还引入了本轮的本轮（或者说，第二级本轮，亦即epicyclets）。我们将在后面看到，有人认为，哥白尼体系极为简明，与之相反，托勒密体系却十分复杂，这种看法，就业已涉及到的圆周的数目而言，值得怀疑，事实上，情况决非如此。甚至哥白尼本人在《短论》中也承认，需要有“34个圆”以便“描述天空的全部结构和所有行星协调一致的活动”（斯韦德罗1973，510）。
　　在考虑《天体运行论》可能的革命影响时，我们必须重视作为开篇的第1册与其余5册之间存在的差别。对于这种差别，E．J．迪埃克斯特休斯（1961，289）已经作了明确的概述，他提醒我们注意，“《天体运行论》是由两部分组成的，这两部分在目的、性质以及重要性方面是大相径庭的。”
　　整个这部书共分为6册，书的第1册单独构成了书的第一部分。它……对这个新的世界体系作了极为简明易懂的说明。
　　第二部分由第2－6册构成，它……以严格的科学方式……对这个体系作了复杂而详尽的叙述，从而构成了一部与《天文学大成》难度相同的教科书。书的第三册阐述了已发现的地球在运动而太阳静止不动的论据。
　　哥白尼与托勒密的区别
　　在《天体运行论》和《短论》这两部著作中，哥白尼对托勒密天文学进行了抨击。哥白尼这样做并非是因为在托勒密天文学中，太阳是运动的地球却是静止的，而是因为，托勒密没有严格地坚持这样一个规则即：所有天体的运动肯定只能用匀速圆周运动或圆周运动的组合来解释。托勒密认识到了，要想对行星的运动作出准确的说明，就必须放弃这种匀速圆周运动的想法，并且，他大胆引入了以后所谓的“等分点”，这样沿某段弧线的非匀速运动相对于这一点而言，看上去就像是匀速的运动了。从准确性观点的角度讲，这是向前迈进了一大步（参见图5），而且它的确是开普勒以前对行星运动最完备的解释。然而，哥白尼却认为，等分点的使用违背了基本的原则，他把自己最初的研究集中在设计一个由太阳、行星、月球以及恒星等组成的系统上，在这个系统中，行星和月球以匀速运动的方式沿着一个圆周滑行，或者以这种运动的某种组合的方式运动着。
　　哥白尼为他的天文学提出了两个目标。他要与已知的托勒密模型所展示的（并非是实际观察到的）那些运动取得一致；同时他还要坚持所有天体的运动肯定都是匀速的圆周运动这一物理学原则。哥白尼在《短论》和《天体运行论》中都提到并且赞同古代的卡立普斯和欧多克索斯承认的学说，在他们的学说中，圆周运动的组合（或天球的自转）已经被用来说明各种现象了；不过哥白尼认识到，这个特殊的体系还有不少缺陷。从所涉及的数字结果方面看，哥白尼在《短论》中相当大的部分所写的都是托勒密和“大多数其他的”天文学家的行星理论，这些理论都使用了本轮（参见图6）；然而正像哥白尼（在《短论》的引言中）痛心地指出的那样，引入“等分点”这一事实意味着，“任何一个行星，无论是在它所依附的天球之中，或者相对于它的特定的圆。已而言，从来都没有进行过匀速的运动。”正如诺埃尔·斯韦德罗（1973，434）业已指出的那样，哥白尼“在其对托勒密模型所作的评论中……承认，从计算的角度看，对行星运动的这种描述是准确的，”但是，他“根据原则，反对那种违背匀速圆周运动思想的做法。”人们普遍认为，哥白尼坚持匀速圆周运动，乃是哲学的或形而上学的教条向柏拉图倒退的一个组成部分，然而斯韦德罗（p．435）却为哥白尼的立场（至少是为他在《短论》中的立场）提供了一个物理学基础，而且他得出结论说：“对于（诸如有关天体特有的运动的哲学的或形而上学的原则）这类事物的思索，不属于数学天文学的领域。”
　　哥白尼显然以为，他在天文学取得的重大成就之一，就是恢复了匀速圆周运动的原则。他的追随者伊拉兹马斯·莱因霍尔德断言，在哥白尼看来，与把地球从宇宙中心的宝座上撵走而把太阳定为宇宙中心相比，排除了等分点并且退回到纯匀速圆周运动的思想上则是更有意义的贡献（欧文·金格里奇1973，515）。伊拉兹马斯·莱因霍尔德完成了《普鲁士星表》（1551）的编写工作，他在他本人收藏的一本《天体运行论》的扉页上（用拉丁文）写着：“天文学公理：天体的运动是匀速圆周运动，或者，是由匀速圆周运动部分合成的运动”（金格里奇1973，515）。
　　如果恢复希腊人的这种匀速圆周运动准则也算是革命的话，那么可以说，曾经有过一场只限于思想复古意义上的哥白尼革命，一场涤罪仪式，在这一过程中，后出现的革新都将被排除；这可不是那种新的彻底破除旧的东西意义上的革命，而“哥白尼革命”这一名词通常所指的，恰恰是这种新的意义上的革命。哥白尼的论文可以看作是对匀速运动的告别辞，至少，他希望被理解成这样。倘若如此，那么，正像O．纽格鲍尔指出的那样，这在哲学上比在天文学上更为成功，这是因为，如在不到一个世纪以后伽利略所证明的那样，行星的运动并不是匀速的，只用简单的匀速圆周运动的合成并不能十分准确地描述行星的运动。
　　哥白尼对天文学的影响
　　哥白尼写《天体运行论》，首先是要写一部天文学专著，而不是对地球运动问题进行哲学探讨。《天体运行论》的任务就是像托勒密所做的那样、像他的那部伟大论著的标题中所暗示的那样，展示出宇宙的“数学结构”。哥白尼在其论著的前言中强调了书的数学内容，他指出，在这里“数学是专为满足数学家的需要的”；这一点，在书的扉页上那句印成希腊文用以警告读者的柏拉图的名言中表现得尤为突出：“不懂几何学者就此止步。”《天体运行论》出第一版时，全书共计391页，其中只有14页的篇幅论述的是普遍规则、物理学原理、他的哲学观点以及他认为地球而非太阳在运动的理由。这里包括了哥白尼的这样一些论据：行星的表现运动是由于它们在各自围绕太阳的轨道上的运动引起的，这种表现运动，则因地球每年的轨道运动所引起的观察位置的变化而有所减弱。这部专著的绝大部分讨论的都是“难啃的”数学天文学。哥白尼说明了怎样确定行星和月球的经纬度，以及怎样处理整个行星现象和月球现象领域中的问题。哥白尼为外层的行星即火星、木星、土星等的运动以及内层的行星金星的运动设计了一组运行轨道；水星自身需要有一种特殊的截然不同的运行路线。月球的问题暂且不谈，后面另作论述（参见下文）。哥白尼与托勒密不同，他对使用等分点持蔑视态度，正因为这样，他不得不引入了一种轨道套轨道的烦琐的体系：一个本轮的中心在一个均轮上，而另一个小的本轮的中心又在这个本轮上。由于哥白尼的模型是直接从托勒密的模型那里演变过来的，因此，为了能适于日心说的处理，哥白尼把行星天球的中心定在空间的一个虚空点上——亦即地球天球或一种“平太阳”的中心——一而不是把行星宇宙的中心定在太阳本身上。所以事实上，哥白尼的《天体运行论》的学说，并非像人们通常描述的那样，真的是日心说（或以太阳为中心的）理论，而只是太阳静止说（即太阳是不动的）理论。现代天文学中真正的日心说体系，并不是哥白尼而是开普勒在其1609年那部论述火星的著作中引入的。
　　不过，对于天文学家来讲，重要的问题并不在于有关太阳为静止、地球在运动的证据是否比有关地球为静止、太阳在运动的证据更为令人信服（如书的第1册的开篇所讲的那样）。相反，天文学家必须要做的是去判定，有关行星的、地球的（与太阳的表观运动等价的）以及月球的运动的数学理论，是否优于人们在托勒密的《天文学大成》和以后的星表中所看到的那些数学理论。这个问题包括两个方面；（1）哥白尼的计算方法所得到的结果是否比托勒密的方法更符合观察结果？（正如我们马上就会看到的那样，答案是：否。）（2）哥白尼的计算方式是否比托勒密的方法用起来更为容易（即更为简便）？（尚未有证据表明，这个问题在16世纪末曾有人讨论过。）
　　可以把这两个问题作为与哲学争论（匀速圆周运动是否为必要条件）或宇宙论争论（“真正”运动着的究竟是地球还是太阳）毫无关系的问题提出来。对我们而言，不了解有关地球运动的哲学讨论或宇宙学讨论，似乎就无法对计算方法作出评价，但在17世纪，这两个课题是分开来考虑的。也就是说，哥白尼的数学天文学独立于其宇宙学，它被认为是进行计算的一种假说基础。确切地说，《天体运行论》出版时事实上曾有过一段哥白尼本人写的卷首语，这段卷首语是赞成这种看法的。到了17世纪，人们开始认识到，这段说哥白尼体系只能被看作是一种计算假说的卷首语，其作者并非哥白尼。不过，直到19世纪初，博学的天文学家一史学家J．B．德朗布尔依然认为，这篇关于假说的声明是哥白尼本人写的。
　　在考虑天文学中（而非圆周运动的宇宙学或哲学中）可能发生过的哥白尼革命时，我们必须把哥白尼计算地球运动（或太阳的表现运动）、行星运动和月球运动的系统与托勒密的系统进行比较和对照。哥白尼的方法是否为天文学家提供了更为准确的结果呢？欧文·金格里奇用计算机查明了16世纪这些行星实际所处的位置，并把这些结果与16世纪托勒密星表的制作者所得出的结果进行了比较。他发现，火星黄经的误差为5。。但是他指出：“正如开普勒在其《鲁道夫星表》中所抱怨的那样，1625年哥白尼的火星误差已经接近了5。”（金格里奇1975，86）。简而言之，哥白尼的结果在数值方面并不比（假定要用它们去取而代之的）托勒密的结果更为完善。如果哥白尼采用伯恩哈德·瓦尔特的而不是他本人的观察结果（参见R．克雷默1981），他也许会大大降低这些误差。
　　哥白尼本人以为他的行星天文学能准确到什么程度呢？据雷蒂库斯记录（《新星表》…MDLl，p．6；参见安格斯·阿米塔奇1957，153），哥白尼曾经说过，如果他的行星理论能与所观察到的行星的位置相符合（亦即，精确到10弧分以内），他本人也会像毕达哥拉斯当年发现那条著名的以其名字命名的定理时一样兴奋不已。然而事实上，哥白尼从来没有达到这样准确的程度。要想了解这一准确值的大小，也许有必要指出，观察者的肉眼平均只能分辨出两两一对相距4弧分的恒星。按照纽格鲍尔的观点（1968，90），在16世纪末第谷·布拉赫以前，精确到IO弧分人们就会认为观察与理论完全相符了。没过多久，10弧分便被人们认为太不精确了，一个理论如果与第谷·布拉赫所确定的火星的观测位置之间有接近这个值的差额，那就可以认定该理论是没有价值的而且应当抛弃。对开普勒来说，在第谷对行星所做的观察中，哪怕是8弧分的误差也是难以想象的。第谷所确定的一些基本星的位置，一般与它们真正的位置相差不到1弧分（A．贝里1898，142），而且可以设想，除了几个例外的情况外，他所确定的行星的位置的误差还没有超过1弧分或2弧分的。在《新天文学》中（1609），继承了第谷·布拉赫观察的开普勒写道（贝里译本1898，184）：
　　既然神明出于仁慈赐予我们第谷·布拉赫这样一位最为细心的观测者，而他的观测结果揭示出…计算有8弧分的误差，所以我们理应怀着感激的。心情去认识和应用上帝的这份恩赐…因为如果我认为这8弧分的经度可以忽略不计，那么我就应当完全纠正第十六章所提出的…假说。然而，由于这些误差不能忽略不计，所以，仅仅这8弧分就已经表明了天文学彻底改革的道路；这8部分已经成为本书大部分内容的基本材料。
　　那些认为天文学中曾有过哥白尼革命的史学家们，喜欢引拉兹马斯·莱因霍尔德的（《普鲁土星表》或《普鲁士人星表》）为证，这部书的书名是为了纪念两个“普鲁士人”：哥白尼及莱因霍尔德的赞助人普鲁士公爵奥尔布雷克特。这部书出版于1551年，即《天体运行论》出版仅八年之后，它被公认是属于哥白尼体系的一部著作，尽管星表精确到孤秒“而哥白尼只精确到孤分”（德雷尔1906，345），但该书的总体安排还是遵循《天体运行论》的模式进行的。这些星表获得了真正的成功，无疑这“提高了哥白尼的名望”（金格里奇1975a，366），不过，他那使“行星参数有些小的改动以便使它们更加准确无误地与哥白尼所记录的观测结果相吻合”的方法，却系“徒劳无益之举，因为哥白尼所确定的行星的位置存在着一些错误”（p．366）。德雷尔（1906，345）得出结论说，由于“新近的观测极为贫乏，”莱因霍尔德的星表“并不比它们所取代的那些星表好到哪里…而且，在第谷和开普勒的工作取得成果之前，也不可能有什么更佳的进展。”
　　有一点（欧文·金格里奇提醒我注意到了这一点提至关重要的，这就是，在16世纪末，事实上尚未有人按照哥白尼的。小本轮体系计算过行星的位置（在哥白尼的这一体系中，小本轮或小圆的中心在本轮上，而本轮的中。动则在均轮或参考圆上）。他们只是借用哥白尼的《天体运行论》中或莱因霍尔德的《普鲁土星表》中所列出的星表的内容。此外，哥白尼所用的是终端位置而不是平均位置，因而，从来就不存在是否应增加或减去某个修正值这种模糊不定的问题，而这种问题却是古老的（以平均位置为基础的）星表的一个特点，这是一个严重的疑难问题，而且是误差的根源所在。这样看来，《天体运行论》中的星表对计算天文学有过实实在在的（而且是有益的）影响，尽管哥白尼的太阳不动说的天文学的基本特征并没有产生这样的影响。然而人们认为，构成哥白尼革命的恰恰是哥白尼天文学的那组概念以及它的宇宙体系，而不是他计算出的星表。
　　虽然哥白尼体系没有带来更准确的结果，但人们常常认为这一体系“比托勒密系统更简明、更精致”（S．F．梅森1953，102），而且，“根据哥白尼体系来进行无文学计算更容易了，因为在计算中所需的圆的数目少多了。”有一部副标题为《现代天文学之父》的哥白尼传记，此书大概会使我们相信，“通过确立地球绕轴自转并且在一轨道上公转，哥白尼把托勒密认为进行假设必不可少的圆周运动的数额减少了一大半”（阿米塔奇1957，159）。有关这一问题的许多说明，都表现出了罗伯特·帕耳特（1970，114）所说的“80-34集合”，这一信条至少可以追溯到阿瑟·贝里1898年的《天文学简史》，按照此书的观点，哥白尼宇宙只需34个圆，而托勒密或其信徒则需80个圆。事实上，很难准确地说明每个体系究竟需要多少个圆；圆的数目取决于计算模式和体系的发展状态。找们业已看到，哥白尼在他的《短论》的结尾部分曾说过，他只需要34个圆，然而德国的天文学史专家厄恩斯特·津纳（1943，186）则说，哥白尼实际需要38个圆。阿瑟·凯斯特勒（1959，572-573）计算出《天体运行论》中所需用的圆的数目为48个。纽格鲍尔（1975，926）指出，托勒密所需的圆的数目为43个—比《天体运行论》中所需的数目少5个。欧文·金格里奇发现，“哥白尼体系与古典的托勒密体系的比较”有可能“更为精确，只要我们把圆的计数限制在（太阳）、月球以及行星的经度结构中即可：这样，哥白尼需要18个圆，托勒密需要15个。”因此他得出结论说，“哥白尼体系比原来的托勒密体系还要复杂一点”（金格里奇1975，87）。
　　显而易见，在简化天文学体系方面未曾有过哥白尼革命。无论如何，确定这两个天文学体系哪个更为简明的，并非仅仅是所需圆的总量。不管哥白尼实际上大概需要过（或假定他需要过）多少个圆，事实是，只需草草翻一下《天体运行论》（三种英译本中的任何一个版本，亲笔所书的手稿的两个摹本中的任何一个，最初的任何一个印刷本或手抄本，或较晚的任何一个拉丁文本），就可以得出这样一个印象：哥白尼连篇累牍地使用本轮。即使一位新手也能看得出，《天体运行论》与《天文学大成》中的图解，在几何学方法和构图方面有着某种亲缘关系，这一点与任何朴素的、认为哥白尼的著作无论从哪种显而易见的意义上讲都比托勒密的著作更富有现代性、更为简明的观点是不相符的。
　　对于已被公认的托勒密体系的某些特色，哥白尼有能力作出解释（或者说，能够解释得过去）。例如，为了解释为什么从远离太阳的地方从来没有看到过金星，托勒密曾假定，金星本轮的中心总是位于从地球到太阳的一条直线上（参见图7）。水星也有同样的特点，尽管它的某些情况更为复杂。不过，哥白尼对同一现象只是用这一简单的事实加以说明：金星和水星环绕太阳的轨道小于地球环绕太阳的轨道。对于其轨道在地球轨道之外的三个行星或外行星，托勒密理论中含有这样一个前提：这三个行星中每一个的本轮的半径，总是与地球上的观测者到（平）太阳的一条直线相平行的。在哥白尼的解释中，这两条直线仿佛是收敛的，或者——换一种说法——“本轮指向行星的半径方向与地球到太阳这一直线方向的永远平行，已不再是得不到解释的巧合了，它是地球在轨道上进行环绕太阳的公转这一物理现象的一种显示”（罗森1971a，408）。
　　常常有人说，与托勒密体系相比，哥白尼体系的一个主要的特点就是这种对行星运动的“自然的”解释。在托勒密体系中，太阳围绕地球运动，它只不过是另一个行星或“游荡的星星”，对于水星、金星、火星以及木星和土星等的运动为什么表现出一些与太阳有关的特点，该体系并未作出解释。据说，当这一体系的参照中心从地球转向太阳时，这种奇怪的现象就变得合情合理或者说可以理解了。不过，就此而论必须注意，在哥白尼体系中，同样的五个行星的运动特点是与地球相关的，尽管对哥白尼来说，地球像它们一样也是一个行星（参见纽格鲍尔1968，102-103）。
　　哥白尼对他自己的月球运动理论非常自豪。托勒密对月球运动的解释不仅违背了匀速运动原则。而且对于月球的位置，只有在极大地夸张月球距离的变差的条件下，这种解释的准确性才能达到可以容忍的程度，尽管月球的表现尺寸与视差并没有什么相应的变化。在《天体运行论》中，哥白尼（罗森1971，72）毫不含糊地批评了托勒密的月球理论，因为它预言说：“当月球处在上弦情况下并且位于本轮的最下方时，它…将新月和满月时看上去几乎大四倍。”同样，“在上弦和下弦时，月球的视差也应大大增加。”然而，哥白尼断定，任何一位进行细心观测的人“都将会发现，就这两方面而言，上弦月和下弦月的差别是微不足道的。”在《天体运行论》第4册第3章中，哥白尼充分地阐述了他自己的月球理论，该理论长期以来一直被认为可能是这一论著中最有独创性的部分；该理论运用了第二个本轮，即小本轮，它是其中心位于本轮之上的一个小圆。设想月球是在小本轮上运行，这样就排除了非匀速运动以及明显错误的、人们并未观察到的所谓表现尺寸的巨大变化。近年来已有学者指出，早在此理论大约一个半世纪以前，大马士革的天文学家伊本·阿沙特就阐述过这类月球理论（参见E．S．肯尼迪、V．罗伯茨、F．阿布德以及W．哈特内等人的系列论文），但是我们没有任何证据可以说明哥白尼是怎样受到他的穆斯林前辈的影响的。（参见哥白尼1978，pp．358，385；De rev，bk．3，ch．4）
　　《天体运行论》与托勒密的《天文学大成》是密切相关的，它并没有真正构成什么人们可以察觉到的、焕然一新的离经叛道行为，此外，事实上，在这两部书中，就像在中世纪的阿尔-巴塔尼的《天文学》中那样，“章与章之间、定理与定理之间、星表与星表之间”（纽格鲍尔，1957，Zbo）都有着一种对应的关系。只是到了开普勒时代（在第谷·布拉赫时代也是如此），“这种传统的魔力才被破除”；我们可以同意纽格鲍尔的这一观点：“在开普勒论火星的著作《新天文学》出版以前，没有哪部天文学著作的标题像它那样意味深长。”
　　J．L．E．德雷尔通常总是赞美哥白尼的成就，但他也不得不得出这样的结论：哥白尼的著作有“一个严重的缺陷”（1909，342）。不仅哥白尼本人几乎没有进行过什么实际的观测，而且，由于“对新的观测无所需求”，他的著作因此受损。更确切地讲，这一缺陷的产生部分是由于哥白尼“过分相信了托勒密所进行的观测的准确性”，部分是由于“哥白尼在许多方面寸步不离他的伟大前辈。”开普勒显然是第一位作出这样批评的天文学家，在他的《新天文学》中，他批评了哥白尼试图“更多地去解释托勒密而不是去解释自然。”几乎所有的评论者都指出，哥白尼和托勒密使用的是同样的资料。纽格鲍尔（1957，202－206）曾把“托勒密的水星运动的模型与哥白尼理论”加以对比，他得出这样的结论，即“除了哥白尼坚持用圆周表示每一部分的运动而托勒密则已更为自由地进行探讨以外，这两种模型就在像投影中显示出的那样，几乎没有什么差别。
　　是否曾有过哥白尼革命？
　　那么，对于所谓与哥白尼及其《天体运行论》有关的革命，我们能得出什么结论呢？无论就实用天文学还是计算天文学而言，哥白尼所进行的改革很难说是革命性的，在某些方面甚至可以说是倒退。不过，在提倡用实在论哲学取代流行的工具主义方面（参见补充材料7．1），哥白尼或许可以说是富有革命精神的。我们已经看到，有人声称，所需圆周数目的锐减意味着更进一步的简明性，但是经过严格的考察证明，这类主张是错误的。推广匀速圆周运动是哥白尼体系的一个特点，从某种特定的物理学观点或哲学观点考虑，匀速圆周运动的推广比托勒密的等分点更能令人满意，然而这并没有证明天文观测是件轻而易举的事。开普勒放弃了这种推广。在成功地以本轮轨道为基础构造一个新的天文学体系时，开普勒首先恢复了托勒密的等分点结构。
　　在16世纪下半叶，人们就地球运动问题对哥白尼体系曾有过一番争论（关于这一点，请参见J．E．L．德雷尔、T．S．库恩、多罗西·斯廷森以及恩斯特·律纳等人的著作）。我认为，这一点也是很有意义的，即莱因霍尔德制作《普鲁土星表》，是16世纪行星天文学的发展依赖哥白尼的唯一重要的例子。就这些星表而言，是哥白尼提供了观测、模型、计算方式以及原始推导和数据，而莱因霍尔德不过是再加工了一下。然而，这些星表的制作——正如我们看到的那样——“并没有为莱因霍尔德提供机会，以表明其信仰，而且他也没有暗示，哥白尼体系在物理学方面是否是正确的”（德雷尔1906，346）。简而言之，尽管有人使用了哥白尼的星表以及他的某些计算方法，但1543—1600年的天文学文献并未表明有什么革命的迹象。按照第3章所提出的检验来看，我们必定会得出这样的结论：如果曾有过哥白尼革命，那么这场革命是发生在17世纪而不是16世纪，而且它是一场与开普勒、伽利略、笛卡尔以及牛顿等人的伟名联系在一起的革命。这些科学家们所进行的改革使天文学体系发生了如此大的变化，以致于它已经不再是严格意义上的哥白尼体系了，尽管开普勒出于对哥白尼的尊敬把他的一部巨著取名为《哥白尼天文学概要》，但这部书是对他自己的革新所作的终极陈述。17世纪许多论述科学问题的作者并不怎么重视哥白尼（参见补充材料7．2），这也暗示了，在天文学中不曾发生过哥白尼革命。
　　从严格的天文学观点而不是宇宙学（形而上学）观点出发，我们这个时代的早期天文学研究领域中的杰出学者0．纽格鲍尔（1968，103）就会得出这样的结论：
　　现代史学家充分利用事后认识的有利条件，他们强调日心体系和它所导致的简明性的革命意义。事实上，行星位置的计算完全遵循的是古代的模式，而且所得出的结果也是同样的。哥白尼的太阳理论肯定是与实际的计算、与根本的投影式观念背道而驰的。对月球理论而言，应该有第二个本轮并以此代替等分点——我们现在知道，这是些与伊斯兰天文学的某一学派相似的方法——这种投影式的美妙想法，并不能使人们更容易地想象行星现象。若不是第谷·布拉赫和开普勒，哥白尼体系只会有助于使托勒密体系以更复杂但能令哲学家满意的形式永久存在下去。
　　按照纽格鲍尔的观点（1957），哥白尼为天文学作出了三项重要贡献。他澄清了从观测到确定参照值的各个步骤，这是方法论上的一项重要改进。他富有洞察力，发现无需附加的和任意的假定而凭借简单的计算便可得知行星与太阳的距离。另外，他那所有行星的轨道有一个统一的中心的假设，为行星纬度的问题找到了答案。
　　考虑一下例如1600年的情况，或许除了第谷·布拉赫正在进行的革命外，那时的天文学中大概没有什么可以觉察得到的革命。当时，第谷·布拉赫正在用他的新方法对天文学进行全面的改造。这些新的方法包括：使用设计巧妙、制造精良的天文仪器〔规模很大，并备有“小水平板”系统（a system of“pinnules”），以便能指示出细微的弧的标度的确切的读数〕，使用新的大气折射表、新的观测体系，以及——也许最重要的是——从事这样一种新的，实践，即夜复一夜地在某个行星可见的全部时间内对它进行连续的观测。第谷的那些革新像伽利略用望远镜对月球表面所做的观测一样，其本身并没有在科学中构成一场革命，但它们确确实实地为将会逐渐导致牛顿革命的新的开普勒天文学提供了新的和准确的数据。
　　1616年，哥白尼的学说因其革命的内容而名扬天下，当时，《天体运行论》被列入了《禁书索引》之中；类似地，伽利略的《关于两大世界体系的对话》在1633年也被禁止出版了。不过，据说《天体运行论》只是“donec corrigatur”（在修改前）被禁止，而伽利略的《对话》却被无条件地列入了《索引》之中；而且，大概直到19世纪，情况始终如此。在1600年的索引中，《天体运行论》被列入了圣徒会众命令修改的图书的目录之中，此书的非革命的性质和特点由此昭然若揭。几乎要求进行的所有修改，都不过是把对实在的陈述或确定的陈述改为对种种前提条件或假说的陈述。例如，第1册第11章的标题《地球三相运动的证明》被一笔改为《论地球三项运动假说及其证明》。
　　以牛顿的《原理》（1687）为顶峰的17世纪物理学所取得的伟大进展，并非起源于哥白尼那一个圆套一个圆的复杂体系，而是起源于新的开普勒体系（该体系以太阳为中心，而且每一行星的轨道都是一种统一的简单的曲线即椭圆曲线），起源于显然决非哥白尼主义者的伽利略和笛卡尔等人的物理学思想。正如我们将在第8章中看到的那样，开普勒体系差不多在每一基本原理上都与哥白尼相矛盾。在17世纪的大半个世纪中以及以后的时间里，每当科学家讨论哥白尼体系时，他们几乎总是在指开普勒体系。德雷尔（1909，344）曾直率而大胆地指出：“哥白尼并没有创造出当今人们所说的‘哥白尼体系。”’如果说天文学中有过一场革命的话，那么，这是一场开普勒和牛顿的革命，而决不是什么不折不扣或确凿无疑的哥白尼革命。　　 　
《科学中的革命》
科恩著 　　
第8章 开普勒、吉伯和伽利略：物理学中的一场革命？ 　
　　　那些著书立说论述哥白尼革命的学者们，常常都会得出这样一个结论，即这场革命在开普勒和伽利略进行革新之前并未发生。实际上，这两位科学家大胆而新颖的思想远远超出了朴素的哥白尼学说所及的范畴。伽利略是哥白尼学说的热心提倡者，他设法根据自己用望远镜所做出的发现来证实哥白尼学说。不过，他对运动学的贡献是借助数学分析和实验完成的，这，比他的前辈哥白尼的工作更富有革命性。开普勒据说也是哥白尼的一位信徒，尽管他最终放弃了除两条最普遍的哥白尼公理以外的所有哥白尼学说，这两条公理是：太阳是静止不动的；地球不仅要进行自转，而且还要进行公转。为了取代《天体运行论》的复杂方法，开普勒提出了一种既新颖又完全不同的论述宇宙的天文学体系，直到今天，这种体系基本上仍为人们所承认。他还为整个天文学提出了一个新的力学基础。
　　开普勒对天文学具有双重目标的重新构造，显然是最富有革命性的。但我们必须要问一下，这是一次默默的或非公开的革命，还是一次公开的革命？如果是后者，那么它是否是在它那个时代发生的呢？从本质上讲，它是否是一次不受外界影响的科学革命呢？它是否停留在论著革命阶段？对伽利略也必须问同样的问题。我们还应简要地考虑一下威廉·吉伯的工作；吉伯是与开普勒、伽利略同时代的人，年龄为三者之首。他是位革命者，这不仅体现在他对实验技术的提倡上，而且还体现在他的思想上，他认为，地球是一个巨大的球形磁体。这种观点使开普勒从中得到了这样一种暗示，即行星的磁作用力也许就是致使行星运动的动力因素。
　　开普勒：不可思议的革命者
　　约翰尼斯·开普勒致力于行星动力学（即对致使行星运动的作用的分析）和一种以物理学的各种因素而不是以运动学的教条为基础的天文学的研究工作，从某些方面上讲，他的确是位现代派人物。然而，他的身上依旧带有很深的传统的烙印。他是占星术的忠实信徒（事实上，他是最后一位重要的集天文学家和笃信不疑的占星术家为一身的人），他的科学思想中充满了所谓数字神秘主义的色彩，他从宇宙论必然性的基本原理开始论证。他特别骄傲的是他早期的“发现”，即行星轨道的数目、大小及其顺序与五种（而且只有五种）规则的几何体的存在之间有着直接的关系。在他最伟大的发现中，有一项是他幸运地根除了一个重要的数学误差的影响而获得的，不过，他是用另一个误差来抵消第一个误差的影响的。开普勒是有史以来最伟大的天文学家之一；但我们还是可以轻而易举地把他的一些著作汇集成册，而这些著作表明，他的思考和他的学说是多么不科学。
　　开普勒1609年发表的那部论著的标题，勇敢地表明了他的天文学所具有的革命性；他说，他已经创造出了一门新的天文学。这门天文学之所以新，其理由不下数种。但开普勒在这部著作的书名中只是强调，这门新的天文学是“以各种原因为基础的，”并强调它是一门“新的天文学”（开普勒把这个字印成了希腊文）。或者，还用这个标题，但是可以说，这本书是一部Phpica Coelestis或天体物理学著作。开普勒用这个术语似乎已经表明，他正在迈出超越亚里士多德的一步。亚里士多德的形而上学是继他的物理学之后发展起来的，开普勒要用他本人的新的天体物理学代替亚里土多德的形而上学。正如开普勒在1607年10月4日写给约翰·乔治·布伦格尔的信中（1937，16：54）指出的那样，在他即将出版的书中，他要提出他的新的“哲学或天体物理学，以便取代天体神学或亚里士多德的形而上学。’”在《新天文学》的导言中，开普勒作了类似的陈述，他进一步说明，他已经对“运动的自然原因”进行了探讨和研究（3：20）。该书是一部相当激进的纲领，激进到要用天体的致动作用来说明行星的运动，若想了解其激进程度只需注意：在这方面，开普勒可谓是前无古人，且在当时又无知音。甚至伟大的伽利略也不曾构想过天体力学这样一种导致运动的动力体系。难怪亚历山大·科伊雷（1961，166）激动地写道，“开普勒著作的标题所表明的不是征兆而是一场革命。”
　　开普勒的天文学，完全是根据这一学科的目的、方法和基本原理对它进行的一次全面的重建。在开普勒以前，天文学家的目标纯粹是摄影式的，也就是说，他们的目的是要创建一种（以一个圆套一个圆为基础的）天体几何学，这种几何学给出的行星的位置是与观察相一致的。开普勒要找出运动真正的物理原因，亦即运动的理由，而不仅仅是去发明或完善几何系统。因为他认为，太阳是这里所说的动力的中心，太阳肯定位于宇宙的中心。因此，真正的太阳——而不是哥白尼的“平太阳”——位于所有行星轨道平面共同的交叉点。
　　至于方法，开普勒所关心的是，在对轨道、对匀速运动等等完全没有任何随意的或有限制力的限定的情况下，借用数学来找出由太阳的作用力所致的实际的行星轨道的曲线（大小、形状、方向）。经过一番辛苦的努力他发现，每一颗行星都是在呈椭圆形的、简单凸曲线的轨道上运动。对大多数行星而言（水星除外），其椭圆形轨道的形状与纯圆形相差不大，但是，太阳并非位处中心，甚至不是处在接近中心的位置上；情况很像是这样，有一个圆形轨道（或者说，准圆形的椭圆轨道），而太阳明显地不在它的中心上（或者说是偏离中心的）。开普勒还发现，行星沿着椭圆轨道的运动，并非是匀速的，而是直接与面积定律相吻合的。这个定律同时解释了为什么每个行星在近比点（或在靠近太阳的轨道上）运动得很快，而在远日点（远离太阳的地方）却运动得很慢。
　　开普勒的天文学就是一种与其物体概念直接相关的力的天体物理学，这种力的天体物理学是以一组新的运动原理为基础的。在他看来，一个行星或行星的卫星（“卫星’这个词是他引入天文学的），或者，某一物理客体，像是一块没有生命的大石头；它本身没有什么内在的或能动的力。由于具有这种情性（开普勒称它为“惯性”），这种物体既不能自己使自己运动起来，也不能保持自己的运动。要想运动，这种物体就需要有一个推动作用。显然，由于这种被动性或惰性，无论何时何地，一旦动力消失或不再起作用，物体必然会停止运动。对于双世纪的读者来讲，这似乎不是什么激进的结论，但它与2000年来受亚里士多德思想制约的科学和哲学的观点却是针锋相对的；按照亚里土多德的思想，一个物体，只有在它到达了它的“自然位置’对才会停止运动。这种自然位置学说假定了一种等级制空间，在其中，重的物体“自然而然”会向下面的一个中心运动，而轻的物体则向上运动。天国中物体运动的空间不同于“尘世”中物体运动或静止的空间，这是因为，这类物体在自然界中的等级不同而且它们的终极构成也不同。显而易见，像开普勒这样一个信奉哥白尼学说的人，既已采纳了地动说观点，那就必须放弃自然位置信条以及与之相关的等级空间学说。开普勒提出了以下新的基本原理：空间是各向同性的，空间是不分等级的，并不存在什么自然位置，而且，物质是惰性的。在提出新的原理时，他揭示出了哥白尼思想所暗示的东西，即地球本身以及月球和其它行星都属于同一物理学的研究范畴。开普勒关于惯性、力以及运动的物理学原理，暗示着亚里土多德宇宙学的终结和牛顿科学时代的即将来临。
　　如果所有行星的运动都直接受太阳运动的支配（因为所有行星都沿着椭圆形轨道运动，而太阳处在椭圆的一个焦点上，况且，所有行星在轨道上的运动都受据认为与太阳有关的面积定律制约），那么必然存在着一种作用于行星之上指向太阳方向的力，这是从开普勒的这一思想中推出的：行星本质上是惰性的，因而必须要有一种力来保持它们在轨道上的运动。开普勒得出结论说，这种力肯定是磁性的力。他知道，威廉·吉伯证明，地球是一个巨大的球状磁体。既然地球是一个行星，为什么别的行星不会是磁体。太阳不会是磁体呢？太阳和行星的磁极方向决定了轨道是椭圆形的而不是纯圆形的。
　　开普勒的惯性概念与伽利略（后来又被笛卡尔加以完善）和牛顿所发展的惯性概念不同。不过，他的天文学与牛顿的天文学更为相象，而不怎么像伽利略或笛卡尔的天文学，因为他把轨道和轨道运动与作为成因的力联系了起来。开普勒可能对力的函数有过错误的认识（认为力的变化与距离而不是与距离的平方成反比），但这并不重要，重要的在于，也许是他首先构想出了一种天体的作用力，并且认识到了这种力的作用肯定是某种与距离成反比的函数。
　　开普勒在《鲁道夫星表》的前言中曾经指出，他的（我们愿说是具有创新性和革命性的）工作有一个主要的特征，那就是整个天文学“从非真实的循环论证向寻求自然原因的转变。”开普勒说，哥白尼是后验地在观察的基础上创造出其体系的，但是他断定，宇宙的真实排列可以先验地从宇宙观之中、从物质的本质和属性之中得到证实。的确，开普勒认为，如果亚里土多德还活着的话，这样一种证明甚至也会使他感到满意的。因而开普勒相信，在追寻终极因方面，他已经远远超过了哥白尼。他在1603年7月4日给法布里休斯的信中（1937，14：412）写道，他的天文学业已得到了天文观察的检验和印证。从这种意义上讲，正如埃里克·艾顿1979年3月17日给我的信中指出的那样，开普勒的“先验推理包含的并非是必然的结果，而只是一些可能的结果。”
　　毋庸置疑，开普勒为天文学的发展提出了一个革命性的纲领。因为他是一位喜欢反思的人，他较为详实地记录了他的思想观点和方法的发展过程。我们已经对例如他那行星运动第三定律的发现的契机作了细致的说明。在他的《新天文学》中，他非常审慎而详细地阐述了他的思想革命和信仰革命的各个时期；他把错误的计算结果也都记了下来，这样，读者就可以了解到他的思想和计算的演变过程，这些发展变化导致他最终抛弃了传统的圆周运动天文学，并且开始探索其他类可能的轨道的曲线。虽然读者会对后面一页又一页对开纸上陷入绝境的计算感到厌烦，但开普勒提醒自己不要忘了他靠手算完成这些计算吃了多少苦。在得到了答案后，他把它们付样出版了。随着他的主要著作——或《宇宙的奥秘》（1596）、《新天文学》（1609）、《鲁道夫星表》（1627）、或《宇宙和谐论》（1619）以及《哥白尼天文学概要》（1618－162）等的出版，一场思想革命完全变成了论著中的革命，书已出版，谁都可以阅读和利用。
　　那么，是否出现了一场科学革命呢？开普勒论著中的革命是否改变了大文学家的实践、是否已成了天文学思想的基础以致于随继就会在科学中有一场开普勒革命呢？我认为，回答是否定的。首先，从开普勒到牛顿，这期间的几代天文学家并没有完全接受新的开普勒天文学。例如，占统治地位的天文学思想，不久就发生了变化，笛卡尔涡旋系统而不是开普勒所提倡的研究天体作用的动力学成了它的中心。在某种程度上看，这是由于开普勒末能成功地像牛顿最终做到的那样发明一门新的足以满足天文学需要的力学所造成的结果。开普勒试图以一种修正过的亚里士多德学说为基础来创立一门天体力学，但却没有（也不可能）如愿以偿。
　　其次，对于天空中也许存在着一些绵延数亿里的太阳力这一观点，也有人抱有截然相反的看法。例如，伽利略在解释哥白尼天文学时，既没有承认也没有运用开普勒的行星运动的三定律。在其《关于两大世界体系的对话》中，伽利略特别批评了开普勒的这一暗示：起控制作用的力，能够像月亮有可能导致我们海洋的潮汐运动那样，穿越空间向外运动。尽管椭圆轨道定律（开普勒第一定律）得到了从事实际工作的天文学家的普遍承认，但椭圆的第二个或“空闲的”焦点的作用仍然令人费解，况且，由于数百年来的偏见，对于行星轨道的形状不是圆形这一点，仍然存在着范围相当大而且是很“自然的”反对意见。对许多天文学家来说，面积定律（开普勒第二定律）似乎使他们在概念上困惑不解而不是有所帮助。无论如何，正如开普勒本人注意到的那样，这一定律除非利用一些近似值，否则就不能作为精确计算行星位置的基础，为了取代开普勒的面积定律，从开普勒时代到牛顿时代的天文学家们打算借用一种直接近似法，这种方法的基础就是以空闲的焦点（它可以用来作为一种等分点）为中心的问量矩的匀速转动，即使对于那些愿意接受并使用这两个定律的人来讲，这些定律本身也是古怪的东西，因为它们看上去与所接受的基本原理并没有什么因果上的或演绎上的关联。
　　许多天文学家确实认识到了开普勒的第三亦即和谐定律（它是在1619年出版的《宇宙和谐论》中而不是1609年出版的《新天文学》中发表的），开普勒在这条定律中展示出，行星的恒星周期的平方与它到太阳的平均距离的立方的比是恒定不变的。不管这第三定律多么有趣，它并没有实际用途，因为它既不能作出什么预见，也没有什么明显的物理学上的原因、理由或证明，而且，它似乎只不过是开普勒对数字有多种好奇心的一种体现。这个定律既无助于计算行星的位置，也无助于确定行星的轨道。原则上讲，它可以用来预见行星在与太阳的任一已知的距离上出现的周期，但这是一个理论问题而非实际问题。这一定律也像椭圆轨道定律和面积定律一样，看不出它能起到什么明显的物理学原理方面的作用。
　　此外，在考虑开普勒天文学时，我们必须记住，在（《哥白尼天文学概要》中）最后的总结里，开普勒所阐述的并不仅仅是行星运动三定律，亦即我们今天熟知的开普勒定律。书中还有许多此类定律，其中包括，行星的大小和顺序与轨道的大小和顺序之间的关系，以及行星轨道的非圆周性规则这种我们今天会认为不属于物理学范畴因而不予考虑的问题。开普勒纳入此书的还有他的第一个发现：行星轨道的数目和大小与柏拉图五种规则的几何体之间关系的定律。要接受开普勒的天文学，还存在着一个问题，即机械论物理学原则与泛灵论物理学原则的混合。这二者的混合所导致的并不是一种纯粹的研究物理作用及其所导致的物理运动的动力学。例如，轨道运动或行星的公转，是由物理学上的太阳-行星的（磁的）作用力来说明的，而地球和太阳规则而持续的自转却被说成是一种泛灵论的“灵魂原则”的结果。在开普勒那里，“解释运动的泛灵论原则与机械论原则展开了竞争”（麦克斯·卡斯帕1959，296）。
　　实际情况是，在牛顿的《原理》（1687）以前，几乎没有什么理论的或实用的天文学著作提到过开普勒行星运动三大定律，更不用说开普勒有关导致轨道运动的天体作用的思想了。因而看起来很清楚，1687年以前，科学中未曾有过开普勒革命。我们回顾一下便可得出这样的结论：开普勒的纲领仅仅构成了一场论著中的革命——这并不是因为，在思想上，开普勒尚未十分成功地发展出一个可以恰当地说明他所发现的行星运动请定律的动力学体系，而是因为他未能成功地使他的大部分的同代人和随继而来的后继者们转过来相信他的椭圆轨道的行星天文学或他的天体物理学。
　　威廉·吉伯：实验论者及其代言人
　　像开普勒一样，威廉·吉伯也必须纳入17世纪初富有革命精神的科学家之列。他在其著作《论磁石》（De Magnete，1600）中表明了他的科学的创新性；他在该书的副标题中说，他的这本书是一部“Physiologia nova，plurimis ＆argumentis ＆experimentis demonstrat．”意思是说，他创立了一门“新的生理学”或自然哲学。一门新的自然科学，一门被“许多论据和实验证明了的学说。”这门新的自然哲学就是磁学，而该书的题目告诉读者，吉伯所关心的是磁石或天然磁石、“磁体”（例如磁铁）以及“地球大磁石”。在此书中，吉伯通篇强调实验主义的思想，这一观念暗示着，知识的基础是经验、实地的实践经验或者经验证明。在后期的古典拉丁语中，“experimentum”和“experientia”这问个词既有“经验”（甚至“尽人皆知”的经验）的意思，也有“实验”的意思，正像法语中的“expeence”和意大利语中的“espertenza”仍然含有的意思那样。由此可见，吉伯是在强调实地的实践经验（例如铁匠和航海者的经验），通过实验对自然界的直接研究，以及以经验而不是直觉或推测为基础的知识。
　　除了让人们注意到书的副标题所表明的该书的特色之外，吉伯还搜集了大量新的实验信息，他在书页的空白处加了许多注释。以便说明他或多或少“根据对事物的重要性和微妙性”所描述的“我们的发现和实验”究竟是什么（1900，ii）。吉伯研究了摩擦后琥用中的引力现象，而他有关这一现象的论述，就是他对问题进行实验探讨具有创新性的一个实例（Ch．2，bk．2儿他严厉地批评了“我们这个时代的”这样一些哲学家，这些人‘自已没有什么发现，没有得到任何实践经验的支持，……没有取得一点进步”（p．48）：不仅琥珀和贝褐碳（像他们所猜想的那样）对小的物体有吸引作用，而且钻石、蓝宝石、红榴石、彩虹宝石、蛋白石、紫石英以及布里斯托石（一种英国宝石或晶石），绿宝石和水晶也都有此作用。具有类似引力的还有玻璃（尤其是透光和透明的玻璃），由玻璃或水晶制成的人造宝石，锑玻璃，还有从各种矿石中提炼制成的多种晶石，以及箭石等。另外，硫磺、香乳脂和由染有各种颜色的虫胶合成的硬的封蜡也有引力作用。甚至硬树脂，例如雌黄，也有这种作用，当然，它的作用不是很强的；在相对干燥的天气中，岩盐、白云母石和明矾石则很难产生引力作用，而且，即使产生了其作用也是很微弱的。
　　《论磁石》那篇写给“公正的读者”的前言，是对科学革命的原则呼声最高的陈述之一。作者在其中自豪地说，那些“可靠的实验”和“业已证明了的论点”，优于“一般的哲学家们的那些可能的猜测和看法。”在这里，吉伯谈到了“我们的哲学…来目…对事物孜孜不倦的观察，”他还谈到了“真实的证明和……显然意义明确的实验，”以及“（明显地使每一种哲学繁荣的）大量的实验和发现。”他还描述了进行哲学探讨的正确方法，凭借这种正确的探讨，人们的认识才有了从“不难理解的问题”到“更为值得注意的其他问题”以至最终到“有关地球的那些隐匿的最为神秘的问题”这样的不断发展，从而“了解到那些问题的起因，而这些问题，或是由于古代人的无知，或是由于现代人的疏忽，因而未被认识到并被漏掉了”（fol．ii）。
　　吉伯作了经验方面的记录；他最终也发明了一些理论并构想出了一些假说。吉伯本人最重要的科学见解就是：地球本身是一个大磁石，它有南北两个磁极。他断定，他已经从实验上说明了，完全呈球状且有两极的天然磁石会绕轴自转，他因此得出结论说，地球肯定要进行自转，正如哥白尼已经告诉人们的那样。不过，吉伯对地球的公转没有多大的兴趣，因为对他来讲，这是一个与磁性无关的问题嫩此而言，他不算是一位哥白尼主义者。
　　人们会注意到，在吉伯的纲领中，《论磁石》的主题并非总是十分详细地贯穿始终的，尽管这样，他认为一门新的科学即将出现这一明确断言的重要性并没有因此而减小。像开普勒一样，吉伯也生活在一个过渡的时代，所以，看到“吉伯的大话和浮夸虽不可取，但他却是位温和的逍遥派学者，而且从不进行他所批判的那些剽窃活动”（海尔布伦1976，169），我们也就不会惊讶不已了。虽然海尔布伦非常恰当地拒绝承认“吉伯是位革命英雄”，而且不愿相信他的“文艺复兴式的夸夸其谈是真实的，”但他还是盛赞吉伯出版了“一本最早的有关地球物理学的一个特别分支的专著，”一本“首先发表的有关大量相互联系且得到了再次证明的实验报告。”
　　然而，尽管吉伯有革命热情，但他并未创建一门新的科学。当时的迹象和以后半个多世纪发表的磁学方面的著作，都没有表明这一学科发生了剧烈的变比。他在电引力这一新兴的研究课题方面的著述，也未能使科学家们建立起一门新的物理学的分支学科；只是到了下一个世纪才出现了这一学科。由此看来，吉伯的工作未能通过鉴别科学革命的前两项检验，科学家和史学家也都未设想科学中有过一场吉伯革命。所以，虽然吉伯确实是位富有革命精神的人，但他至多只是引起了一场论著中的革命。毋庸置疑，他的《论磁石》包含着革命的种子，但它毕竟没有引发一场革命。
　　纵然吉伯没有引起或发动一场革命，他的工作仍可谓是以后所进行的一场革命的一种征兆或预示。在以后的那场革命中，科学从一门主要是哲学和抽象的学科逐渐变成了一门以经验、以那种通过实验直接对大自然提出问题而获得的特殊经验为基础的科学。
　　伽利略富有革命性的科学
　　比任何人都先提倡新的实验科学技术的科学家，就是伽利略。伽利略的科学纲领像开普勒的纲领一样，确实是富有革命性的，而且，它还包含了有可能会潜在地影响所有科学的方法和结果，从这一点来讲，它有着更为重要的意义。与开普勒不同，伽利略的著作广为流传（并被译成了别的语言），而且，他的著作对他那个时代的科学家和科学思想产生了巨大的影响。这种影响甚至随着对他进行的著名的审讯和定罪而扩大了。
　　似利略做出了大量发现，不过，他的革命活动主要在以下这四个独特的领域著称于世，即望远镜天文学，运动原理和运动规律，数学与经验的关系的模式，以及实验科学或实验法科学。（有人可能会十分恰当地举出一些例子来说明，伽利略在另一个领域也很著名，这第五个领域就是科学哲学，然而，伽利略在这方面颇具革命特征的思想，都包含在实验科学和数学与经验的关系方面了。〕
　　许多证据都可以证明伽利略在运动学领域进行了富有革命性的工作。而且，17世纪中叶那些物理学著作的编、撰者们——克里斯蒂安·惠更斯，约翰·沃利斯，罗伯特·胡克，伊萨克·牛顿——都承认并使用了伽利略的那些定律和原理。至少在两个世纪中，许多科学史家和科学哲学家都在为伽利略革命而欢呼。此外，长期以来，物理学家和其他领域的科学家们一直认为伽利略是位革命英雄，甚至夸大他的作用，以致于把他说成是现代科学和科学方法或实验方法的创始人，是牛顿前两个运动定律的发现者。简而言之，伽利略似乎轻而易举地通过了鉴别是否已经引起的一场科学革命的所有检验。
　　伽利略首次公开展示他的富有革命性的科学是在161O年，当时，他发表了用望远镜探索天空所取得的最初一部分成果。在本书第1章中我曾谈到过伽利略对天空的看法的转变过程，即从个人的观察经验到得出理智的结论的转变过程。他用类推原理和物理光学说明，月球表面也像地球一样，峭壁林立，起伏不平。他发现，地球使月球生辉发亮。他看到木星系统有四个卫星，金星有位相变化。他的望远镜不仅展示了有关太阳、地球以及行星这些以前已为人知的天体的一些新的消息，而且在可视的范围内向人们展现出了用肉眼从未看到过的大量的恒星（和卫星）。
　　伽利略的发现，以及其他人的发现，首次向所有人说明了天空是什么样。金星的位相，如果与行星的表现尺寸联系起来，就能证明金星轨道所环绕的是太阳而不是地球，并由此证明托勒密是错的。所有这些发现都是与哥白尼的这一命题相一致的：地球只不过是另一个行星；也就是说，所有的发现表明，地球更像是个行星而不像是与行星不同的东西。伽利略因此立即证明，他业已说明了哥白尼体系的正确性（尽管事实是，他的发现与第谷·布拉赫的体系也是十分相容的，而在第谷·布拉赫的体系中，地球仍被看作是位于中心，其他行星环绕着太阳，太阳则围绕着地球循环运动）。
　　这些发现使观测天文学发生了革命性转变，并且从根本上使哥白尼天文学讨论的层次发生了变化。在1610年以前，哥白尼体系可能看起来是一种思想实验，一种假设的计算系统，对那些否认地球看上去像是一颗行星（即我们认为是闪耀着极为灿烂的光芒的星球）的人来讲，它是某种在哲学上荒诞不经的东西。在1610年革命发生并产生了成果后，科学家能够（并且确实）证明，地球与其他行星实在相似，而且理应有同样的运动。哥白尼非常正确地指出，地球只不过是“另一颗行星”。要想否认这种新的在经验上得到了修正的哥白尼学说，只有拒绝用望远镜去观察，或者断言，通过望远镜所看到的肯定是一种光学假象或是望远镜的透镜所产生的一种畸变，而不是行星的真面目。一些非常明智的哲学家都采取了这一态度，这一事实表明，在当时，以经验证据为基础来认识大自然是一种多么激进多么富有创新性之举。
　　伽利略在其中引起革命性变化的第二个领域就是运动学。这一课题一直被认为是自然哲学的中心；所以，在其《两种新科学》（1638）第三天对话的开场白中，伽利略夸耀说，他正在引进“一门有关一个极为古老课题的崭新的学科”（伽利略1674，147）。也许，许多有关运动的新定律和新原理都应归功于伽利略。他发现了摆的等时性——当一个自由摆动的摆沿弧线运动所经过的弧的长度越来越短时，它的运动速度也会减慢，但它完成每次摆动的全程所需要的时间却（总是）保持不变。他通过激动人心的实验证明，在空气中，重量不同的物体下降的速度几乎是相同的，而并不（像以前亚里士多德以及今天未受过物理学教育的大部分人仍然认为的那样提与物体的重量成比例的。他发现，自由降落是匀加速运动的一种情况，在这种情况下，运动速度随着时间的持续而增加，运动的距离与时间的平方成正比。他提出了矢量速度的独立性原理，并采用了矢量速度组合（合成）法，他运用这一原理来解决抛射体的轨道问题：他发现，这种运动的路线是一条抛物线。因此，他指出，当大炮的炮简与地平线成45。倾角时，大炮的射程最远。
　　在对抛射体的抛物路线所作的分析中，伽利略勾画出了惯性运动原理形成初期的情况。一系列相继得到了改造的概念导致了牛顿1687年的惯性定律，显然，其中第一个概念就是伽利略提出来的。不过必须要记住的是，伽利略主要是从运动学角度来分析运动的。也就是说，尽管伽利略的讨论有一些或包含着一些力的作用问题，但他既没有尝试去找出引起（或导致）运动的力，也不曾试图去发现作用力与运动之间严格的数学关系。
　　伽利略的第三个贡献是在数学领域。现代科学，尤其是物理学，其特征就是用数学来表述其最高原理和定律。到了17世纪，科学的这一特征开始显示出了重要意义，而且，这种特征的重要性在牛顿的《自然哲学的数学原理》（即《原理》）出版时到达了第一个高峰。从伽利略在《两种新科学》第三天对“自然加速运动”的讨论里，我们可以看到伽利略方法论具有革命性的一面。伽利略在提出这一话题时解释说，假设任何一种运动并从数学上说明其本质，这种做法（就像以前经常做的那样）是完全合理的。不过，他愿遵循另一种方针，亦即“找出并阐明与大自然所进行的那种运动［加速运动烬可能完全一致的定义。”在考虑“在某一高度静止不同的”石头是怎样下落之后，他得出结论说，“新增值的速度”的连续获得，是由“最简单和最明显的规律导致的”（伽利略1974，153-154），这就是说，这种增值总是以同样的比率持续进行的。因此，（a）在下落的每一连续相等的特定距离内，或（b）在所消逝的每一连续相等的时间间隔内，速度的增加肯定总是相等的。伽利略出于逻辑上的理由对等距规则不予考虑，转而着手阐述等时规则的各种数学推论，其中有这样一个结论：在匀加速运动中，“物体在任何时间内所通过的距离都与各自所用的时间成倍比”（也就是说，它们各自都与那些时间的平方成正比）。伽利略随后对“这是否就是大自然在她的下落的物体上施加的加速作用”提出了疑问。
　　答案是通过一项实验找到的，这一实验程序“在把数学证明应用于物理学推论的那些学科中是非常有用和非常必要的”（伽利略1974，169）。实验也许看起来是相当容易的，但实验设计和对实验结果的解释，需要对现代科学的基本原理有高水平的理解（参见下文）。要正确地评价伽利略程序具有何等的革命性和创新性，我们应当把它与中世纪的数学家一哲学家们的活动加以比较和对照。在12、13和14世纪，数学家一哲学家们一直在积极探讨运动问题（参见第5章｝，他们的数学发展处于一种抽象的水平。在这里，运动问题属于一般的范畴，这一范畴包含了从“潜在性”到“实在件”（亚里土多德的定义）的任何一种可以量化的变化，这里的“潜在性”和“实在性”包罗万象，从爱、仁慈到（从一处向另一处的）地点的变化。所以，伽利略要根据（并举例说明）自然界中实际出现的运动来阐述有关运动的数学定律，这的确是一个大胆的举动。以前同样也没有人发展到用实验检验来证明物理学定律——而这里正是伽利略为科学做出重要贡献的第四个领域。
　　伽利略在数学上阐述了诸多运动定律，其中包括匀速运动定律，匀加速运动定律，以及抛物运动定律等等。这例证了17世纪科学的一个（可以毫不过分地说）普遍特征，亦即这一思想：基本的自然规律必须是用数学阐明的。在17世纪中，对数学的这种强调有着多种多样的形式。例如，从最初级的水平上讲，数学也许仅仅意味着数量的确定，计数作用。也许存在着这样的柏拉图教条：宇宙中的真理将借助数学而不是借助观察和实验来发现，首先应该考虑的是数学方面的特性，而不是与经验世界的一致。我们已经看到，在相当一段人类的历史中，人们感到圆是一种完美的体现，天体运动最应表现出这种完美的特点。咖利略驳斥了所有此类抽象的几何属性观，他认为，也许有些不同的几何特征最能说明某些特殊情况。当然，从数学上阐述科学是对科学的最高级的表述这种观点，在17世纪并不是十分新鲜的东西；托勒密曾把他的伟大的天文学杰作取名为《数学的综合》或《综合》。对伽利略而言，这些传统的数学观与新科学的数学观之间的差异意味着，在经验世界与知识的数学形式之间将会有一种和谐，这种和谐可以通过实验和批评性观察来获得。
　　不过，在伽利略撰写的数学著作中，他所阐述的并不是通常我们所想到的那种数学，亦即代数方程的应用，混合比例（例如“距离与时间的平方成比例”），流数，或微积分等。他所论述的是数列。以下规则即为其中一例：若取自由落体在第一段时间间隔末的速度值作为速度单位，则它在相继且相等的时间间隔末的速度为从一开始的自然数（或整数），或者说它在相继且相等的时间间隔内所走过的路程彼此的比为奇数，或曰，在这一系列时间间隔末所走过的总距离按平方律变化。在《试金者》中（伽利略1957，237－238），伽利略对自然界的数学问题作了精彩的陈述，他指出，应该把几何学看作像有关数的法则一样重要。“哲学［自然科学，或科学］写在宇宙——这部一直向我们敞开的伟大著作中”；但是，“我们如果不先学会书里所用的语言、掌握书里的符号，就不能了解它。这部书是用数学语言写出的，它的字母是三角形、圆和别的几何图形。不借助它们，那就一个字也读不懂。”所以，谈到伽利略与数学的关系时，重要的并不在于数学本身的水平有什么创新之处，而在于他清晰而引人注目地表述了用数学来阐述自然现象的必要性，以及以实验和观察为基础确立自然界的数学规律的必要性。
　　谈到伽利略与科学实验方法论的关系，有必要谨慎一些。近年来有一项值得注意的事业（主要集中在小约翰·赫尔曼·兰德尔的著作中），这就是对伽利略科学方法论的先驱者进行探讨。我发现，很多的历史学家都犯了一个根本性的错误，即没有分清有关方法的那些抽象的陈述或格言与实际的科学工作之间的区别。在许多16世纪的作者的著作中，确实有听起来像是讨论实验或从事科学研究的方式的论述，然而，了解到这些作者中没有一个人曾完成过任何一项科学研究工作这一事实，我们就不太相信它们真是有关实验问题的阐述了。附带说一句，在拉丁语和罗曼语中，用来表达实验、经验的词都是相同的，而且大体上每个人都知道。
　　据说，伽利略曾在一个高塔上抛下重量不等的物体这一著名的实验，解决了一个独特的问题。所谓伽利略在众目睽睽的情况下在比萨斜塔上进行演示，公开与亚里士多德学说对抗之说，不过是些过于耸人听闻的虚构之词，无疑，它们都是杜撰出来的。不过，伽利略确实在自己的笔记本中记录过他“从一个高塔上”把重物抛下来的情况。伽利略这样做是为了了解：传统的“常识”观是否正确，重物在空气中自由下落时的速度是否与它们各自的重量成比例。伽利略用另一种实验来检验他的假说——自由下落的物体的运动是匀加速的。我们要问的是：自由落体的速度的增值是否与消逝的时间成正比呢？我们会看见，在进行一项人们会在其中提出这类有关大自然的问题的实验中，将会产生出许多问题。要直接检验这种比率是不可能的。所以，伽利略检验了另一个定律，一个他希望检验的逻辑推论，这就是：距离与时间的平方成正比。即使这一检验也超出了伽利略的能力所为，因为自由下落的物体运动得太快，以致于他难以进行测量。因此，正像他所说的那样，他“冲淡重力”，在一个斜面上进行了实验。他在实验中发现，时间平方律确实经受住了实验的检验。当然，伽利略是位伟大的实验家，他充分认识到，进行大量不同角度的斜面实验是很重要的；在所有这些斜面实验中，定律都经受住了检验。我不想详细地讨论伽利略是怎样根据斜面角度的增大用数学来表述重力沿斜面的分量的。只要说明以下这一点就足已了：伽利略在所选择的例子中表明，随着思想的发展和“科学”的日益复杂，必须要设计出一个实验用来检验那些哪怕看起来最简单的定律如：距离与时间的平方成正比。
　　伽利略不仅认识到对运动所作的抽象的数学推理一般均可适用于自然界中所观察到的真实的运动，并且通晓用实验来检验数学规则的技术，他也熟知怎样说明思想状态与实验状态的差距。例如，他通过实验发现，从一个高塔上下落的重的物体比轻的物体略微早一点接触地面；他把这个微小的差额归因于空气阻力以及重的物体和轻的物体克服这种阻碍作用的相对能力。他提出结论说，在理想状态下，在真空中或自由空间内，它们下落的情况是完全相同的。
　　在进行实验设计以便对假说加以检验的同时，伽利略还对自然现象作了实验探讨。斯蒂尔曼·德雷克对伽利略的手稿进行了仔细研究后，重现了这类探讨实验。这类实验很有可能就是伽利略解决惯性问题的关键，而且，它们几乎已经使伽利略以一种与他在《两种新科学》中所描述的方法略有不同的方式得出了匀加速运动定律。
　　伽利略的确不是第一位进行实验的科学家，但他是头等重要的科学家之一，他在进行数学分析的同时，使实验成了他的科学的一个组成部分。事实上，他把实验技术与数学分析相结合（例如在斜面实验中所做的那样），使他名符其实地成了科学的探究方法的奠基人。
　　伽利略大量的实验和天文学观察包含了他的科学的哲学中两个革命的特征（与斯蒂尔曼·德雷克的通信为我澄清了这个问题）。一个是，伽利略所表明的信念：“感性经验和必要的证明”“不仅优于哲学信条而且优于神学信条。”很有可能，直到19世纪，“大多数科学家才采取了与他相同的立场。”第二个特征与伽利略的探讨工作有关（德雷克称，伽利略的探讨是“他的科学中主要的富有创新性的部分，而且，伽利略在许多地方都提到过这种探讨”），这就是“在裁决任何科学问题时权威不足为据。”在《水中的物体》中，伽利略更进一步评论说：“阿基米德的权威并不比亚里士多德的权威更加重要；阿基米德之所以正确，是因为他的结论与实验相符。”德雷克怀疑“除了他那些自身就可以说明问题的发现外，伽利略对其科学中任何新颖的问题都要考虑。”我们可以同意德雷克的看法，即伽利略仅仅“把他自己看作是把托勒密很成功地运用于天文学上的方法用在了物理学上；也就是，在不考虑古老的［亚里士多德的］意义上的因果条件或［借助于〕形而上学原则的情况下，用几何学方法和算术方法把辛勤测量的结果运用在可检验的预见之上。”
　　伽利略的成果广为人知，人们也都因此承认，他使运动学得到了改革和更新。沃尔特·查尔顿1654年出版了《自然科学》一书，该书主要涉及的是新老原子论的自然哲学，而且，它以介绍伽利略、伽桑狄以及笛卡尔等人在运动学方面的成就而闻名。查尔顿在这部书中毫不怀疑地认为，伽利略的研究是全新的研究。他认为“伟大的伽利略”“奠定了运动本质的…基础”，正是这一成就导致了“亚里士多德的有关学说”的“覆灭”（p．435）。他认识到了，“没有一位古人的探讨”深入到“物体向下运动”时速度增加的“比率或速率”，而伽利略却发现了这个问题，此外，正是这位“伟大的伽利略”完成了“对大自然最鲜为人知的奥秘的探讨，这种探讨是无与伦比的”（35，455）。
　　在17世纪的科学文献中，伽利略似乎不仅是运动定律的发现者和亚里土多德的驳斥者，而且还是最早用望远镜观察天空的探索者。约瑟夫·格兰维尔在其论文《现代实用知识的改进》中（1676，18－19），用了整整一页的篇幅来论述伽利略用望远镜所做出的发现：
　　在［第谷·布拉赫］以后随继而来的时代，亦即我们这个时代，他的发现和他的前辈人著名的哥白尼的那些发现得到了非常好的应用；而且，天文学在人们心目中获得了有史以来最为崇高、最为完美的地位。如果愿意的话，可以用一部书的篇幅来描写所有独特的发现，但我不想这样做，我只想简要地谈一下。我打算先谈谈伽利略，这位享有盛名的望远镜的创造者，尽管首先发明这种绝妙的望远镜的荣誉应归于阿姆斯特丹的雅各布斯·梅齐乌斯，但改进了它的却是著名的伽利略，而且是他首先把望远镜应用于对星空的观测；凭借得天独厚的优势，他发现了银河的本质，发现了猎户星座上端由21颗新星组成的星云，和由36颗新星在巨蟹座中共同构成的另一处星云，他还发现了土星的光环，木星的卫星，他把它们的运动汇编成了一个星历表。根据这些新月状的东西就可以确定木星到地球的距离，以及到子午圈的距离，这将是一件很有意义的事，因为这总可以通过一年一次或两次的月食来测量；其实，根据这些新的行星的星蚀进行计算的机会是常有的，这一年反复出现了480次。此外，（望远镜还促使）伽利略发现了奇怪的土星位相，它有时是椭圆形的，有时是圆形的；金星也像月球一样有时增大，有时缩小；他还发现了太阳的黑点，以及它围绕自己的中轴的自转；还发现了由其不同位置的黑点集合而成的月球的天平动；以及其他一些令人惊讶的、具有实用价值的奇妙的现象，它们是古人从未见到过的。
　　也许可以把这段会令读者窒息的说明与格兰维尔对开普勒一带而过的叙述加以对照：
　　下一个要谈的是开普勒，他首先提出了椭圆假说，并对火星的运动进行了极为准确的和富有启发性的观察；他还用最为清晰和明确的方式撰写出了哥白尼天文学的概要，书中含有其他一些人的发现，也有他本人的几项著名的发现；书中没有提到星历表，也没有提到有关营星的著作。格兰维尔甚至没有提及开普勒的面积定律或和谐定律，而已显然对开普勒以行星运动的物理学原因为基础建立新的天文学纲领并不重视。
　　牛顿在《原理》中指出，伽利略之所以名扬天下，不仅是因为三项运动定律中的头两项定律，而且还是因为这头两项定律的推论，它们涉及到了向量速度的组合问题及其解决办法。’所以，牛顿为伽利略欢呼，说伽利略是他自己的理论力学最初的奠基者，同时却贬低了开普勒的作用：说他只是行星运动的第三定律或和谐定律的发现者，彗星的观察者。他甚至怀疑开普勒是否发现了椭圆轨道定律和面积定律。（有关牛顿和开普勒的讨论，参见科恩1975）17世纪的天文学无疑就是伽利略天文学。伽利略倡导使用望远镜，从而使天文学的观察基础发生了革命，并使他以现代科学奠基者之一的身份赢得了主导地位。他对自由下落问题的研究。他对抛射体运动和沿斜面向下的运动的分析，业已成为与实验相结合的数学分析的典范。他所发现的有关匀速运动和匀加速运动的定律依然是这门科学的基础。实验方法，尤其是那些每次可能只改变一个参量的实验方法，仍旧以他的名字命名。伽利略比开普勒（他没有伽利略那种用实验获取知识的惊人才能）和吉伯（他缺少伽利略的那种数学知识）更胜一筹，他的研究体现了科学的新的特点，这些特点则是科学革命的表征。伽利略是现代科学最伟大的奠基者之一，他是科学革命中的一位英雄人物。
　　然而，伽利略革命并没有完成。在其运动问题的研究中，伽利略把他的注意力主要集中在我们今天会称之为运动学的那部分。他已经开始思考地球运动中力的作用，但他所取得的最重要的进展并不是在这方面。与开普勒不同，伽利略本人完全没有注意到，宇宙中的作用力、地球的作用力或太阳的作用力，有可能是行星运动现象的原因。他无视开普勒行星运动定律的发现，而且嘲弄开普勒的这一见解：月球远距离的作用力有可能是导致海洋中潮汐运动的原因。在科学中，伽利略革命的完成还需要有另一个阶段的革命，那就是对惯性、对加速度产生的地球的和天体的作用力的认识，伽利略本人在这些问题方面的思考尚处于萌芽阶段。牛顿革命使伽利略已经完成的工作中的潜力得以实现，而且取得了远远不仅如此的成就。当然，在此之前还需要有半个世纪的发展时期。说伽利略科学革命的完成还需要有一场更为深入的革命，而伽利略在运动原理和运动定律方面所做出的那些伟大发现——就其所达到的程度而言——只是有可能成为科学革命顶峰的宇宙动力学的发现的初级阶段，这一结论对这位曾在科学史上享有如此高的声望的人来讲，并不是什么不光彩的事情。　　 　
《科学中的革命》
科恩著 　　
第9章 培根与笛卡尔 　
　　　科学革命是对方法甚为关注的时期。有关这一课题的部分文献，反映出了这一新时期的自我意识的状况，在这一时期，人们认为，对知识的发展而言，正确的规则和程序比洞察力和才智更为重要。17世纪发表的一篇又一篇专题论文，要么始于对方法的讨论，要么终于某一方法论命题。例如，有关方法这一课题最著名的著作之———笛卡尔的《方法谈》（1637），其写作和出版就是为了介绍三部科学著作：《几何学》、《气象学》和《屈光学》。在牛顿的著作中，阅读面最广、最常被人们引用的著作之一，是那篇方法论的“总附注”，此文是为《原理》（1713）第二版写的一个总结，在其中，他讨论了自然哲学中解释的本质以及假说的作用。
　　方法问题之所以成为科学革命的中心，是因为新的科学或新的哲学主要的创新之处在于数学与实验的结合。旧的知识，是由各个学派、立法部门、学者并借助圣人、神的启示以及《圣经》等的权威通过立法确立下来的，17世纪的科学被认为是以经验和正确的感知为基础的。任何一位通晓实验技术的人都可以对科学真理进行检验——这正是新的科学与传统知识，无论是旧的科学、哲学或是神学，大相径庭的一个因素。而且，方法很容易掌握，从而使任何一个人都可以做出发现或找出新的真理。正因为如此，新的科学成了文明史中最伟大的促进民主的动力之一。真理的发现，不再只是少数几位精英——极为体面或有着非同凡响的天资的男人或女人才能得到的赏赐了。在介绍其方法时，笛卡尔说：“我从来没有自负，认为自己的心智有丝毫比一般人的心智更加完善的地方”（笛卡尔1965，4）。17世纪的科学没有哪方面像其方法及方法带来的结果那样富有革命性。
　　科学革命造就了两位杰出的集方法之大成者：弗兰西斯·培根和勒内·笛卡尔。对培根在科学史上的地位，人们的看法有些分歧，因为他不是一位科学家，他甚至无视他那个时代哥白尼、吉伯以及伽利略等人做出的那些伟大发现。相反，笛卡尔在物理学和数学领域都是一位受人尊敬的人物，而且被普遍地认为是现代第一流的哲学家之一。在本章中我们将探讨这一问题，即17世纪的科学中是否曾有过一场培根革命或笛卡尔革命，或者说，培根和笛卡尔是否也像哥白尼、吉伯和开普勒那样，为阐明、强调或（只在某种程度上）使科学革命具有某些基本特色做出了相当重要的贡献。
　　弗兰西斯·培根：新科学的先驱
　　人们通常认为，培根对科学革命的贡献有四个方面：作为一名科学哲学家，他提倡了一种研究大自然的方法；他集中地对科学（以及广义地讲，人类知识）进行了分类；他洞察到，新科学的实际应用将会改进生活的质量和人类对大自然的控制讲且，他设想并组织了科学共同体（强调了科学院校和科学团体的重要性）。培根是归纳法的代言人，而归纳法——与大量的实验和观察相结合——构成了许多科学的基础，培根也就因此成了新科学的代言人。
　　培根抨击说，纯归纳逻辑没有创造性，因为它永远也不能使知识增加。他还抨击了老式的简单枚举归纳法，因为这种方法只有在所涉及的事物的类都是有限的和可达的情况下才能适用（参见昆顿1980，56-57），例如这一命题：皇家学会的创始人都是年过30的男子。培根断言，他的新归纳法超过了这种亚里士多德的完全的或完备的归纳法（“以简单的枚举进行归纳的方法”——NOV．Org.，bk．l，aph．105），因为它将导致对所有事物的概括，而不仅仅是对某一有限枚举的所有成员所具有的某种性质的概括。培根注意到，一个人是无法在普遍的意义上证明归纳的真的。“所有”这个词，肯定总是含有一种可能性，即有可能发现归纳概括的例外，因为归纳概括是——实际上它必然是—一以有限的例子为基础的。培根认为，单凭一个反例就足以否证一个归纳，而每一个正面的证明所能做到的只是增加我们的信念，这一正确的评价使培根赢得了荣誉。因此，在其《新工具》（bk．l，aph．46＝1905，266）中，他指出，反例更有力（“major est vis instaniae negativae”）。培根这么早就认识到了那些原则，即本世纪的G．H．冯·赖特和卡尔·波普尔所阐述的规律——自然或理论不是可证实的，而是可否证的；培根的这一功劳是了不起的。
　　培根认为，他所提出的在实验基础上进行归纳的方法，将会为科学提供一种新工具（novum organum），以取代亚里士多德的归纳逻辑这种老式的工具。培根不重视假说，他设想，科学的发展，是通过把实验和观察积累起来的实际资料汇集成大量的图表而完成的。当然，培根正确地认识到，仅靠信息的积累并不足以产生有用的归纳科学原则；他提倡进行筛选，但这样一来问题就出现了：怎样确立筛选原则？玻意耳、胡克、牛顿等科学家在不同程度上表述了他们各自对培根哲学的信奉。在其《原理》（2nd ed．1713；3rd ed．1726）一书中，牛顿甚至探讨了归纳法的推广，即从可以实际对其进行实验的物体的属性或性质推广到“一切物体所固有的属性”（rule 3，bk．3）。他断然指出，培根已经用某种方式充分证明了“我们必须把那些从各种现象中运用一般归纳而导出的命题看作是完全正确的，或者是非常接近于正确的；虽然可以想象出各种与它相反的假说，但是在没有出现其他现象足以使之更为正确或者出现例外之前，仍应对它持如此态度”（3rd ed.，rule 4）。“这条规则，”他说，“必须遵守，以便不致于用假说来回避归纳论证。”
　　培根的实证论对17世纪科学思想的影响，可以从“判决性实验”这一概念的出现中略见一斑，伊萨克.牛顿在对他1672年的实验的描述中，在有关日光的分析与合成理论及颜色本质的理论中，十分有效地使用了这一概念。这种表述出目胡克的《显微术》（1665，56），它是胡克从培根的“判决性事例”这一概念演变过来的（1905，343；培根，Nov．Organ．bk．2，aph，36）。牛顿对假说持反对态度，他在《原理》（2nd ed．）最后的总附注中所概括出的口号“力戒假说”就是一个例子，而培根的思想还有可能是这种态度的主要根源。
　　如果培根的一般归纳法真的被许多科学家采用的话，培根的程序分类和他的详细的规则也就无人遵循了。那些传统的辩护者们说，培根起到了科学方法的革新者和集大成者的作用（福勒1881，Ch，4），其实，这种说法在哲学中而非科学中更为恰当。培根的《新工具》读起来不像是一部论述现代科学的著作，他对热的讨论（这种方法在第二卷中的主要应用）更像是他应当抨击的亚里土多德和经院哲学式的讨论，而不像是新科学的一个范例。尤其像查尔斯·桑德斯·皮尔斯指出的那样，没有哪个培根除错表式的“机械论”系统能够产生有意义的新的科学知识。“培根勋爵〔有关方法〕的观念超过了以前的见解，”皮尔斯（1934，224）写道，“对他的夸大其辞毫无畏惧的现代读者首先得到的印象就是，他有关科学发展过程的看法是不充分的。”
　　此外，培根科学观中一个显而易见的不足之处就是，没有认识到数学在科学理论中的重要作用。强调事实的积累而不是假说的设立固然好，但培根所谓的发展过程却轻视概念的更新，而现已证明，在科学的发展中，概念的更新甚至比事实和限定性的归纳更为重要。皇家学会确实曾提出，把大量收集有关矿石、手工行业等等的实际资料作为它的一个目的。然而，实际的科学发展模式却往往（而且依然提概念性和理论性的，决非只是事实性的。我们有什么理由把拒绝承认伽利略发现木星卫星的人说成是所谓的科学方法的代言人呢？！
　　在科学史中，有一种学科在传统上是按照真正的培根方式发展的，这就是气象学。长期以来，在世界各地众多的气象站中，科学家们一直在以一种会使弗兰西斯·培根欣喜的方式收集着有关温度、湿度、降雨量以及风力、风向情况的资料。不过有据可查的是，科学的这一分支没有（以归纳的或其他别的什么方式）像物理学、化学、生物学及地质学那样，发展成一门实用的理论体系。我们可以谈论天气，但我们不能十分准确地预报天气，也不能使天气有所改变。
　　也许，培根使科学哲学发生了革命，但他无疑并没有在科学领域中引起一场培根革命。培根对科学的分类，实际上是对知识的分类，情况亦是如此（有关这一问题请参见福勒1881，Ch．3；昆顿1980，ch．6）。培根体系被修正了，随后又荣幸地以表格和图解的形式出现在18世纪中叶狄德罗和达朗贝所编的伟大的《百科全书》的简介和导论中。无论如何，培根可能在哲学这一领域做出了伟大的贡献，但它并没有在科学中构成一场革命。
　　那么，对于培根与科学革命的关系我们将提出什么结论呢？我像昆顿（1980，83）一样认为，培根主要在两个方面，即“作为一位倡导者和批评家”，可以说比较重要。他所做出的一个伟大贡献就是，“使科学摆脱了宗教和宗教的形而上学，”“使对自然的研究因在当时被看作是巫术、被轻蔑、被认为是低级的辛苦且单调的工作而被禁止的状况发生了转变”（昆顿1980，83－84）。更为重要的是，培根认识到科学将提高人类的能力，使人类能更有效地控制环境。“科学的真正的、合法的目标，”他在《新工具》中写道（bk．l，aph．81＝1905，280），“说来不外是这样：把新的发现和新的力量惠赠给人类生活。”“虽然通向人类权力和通向人类知识的两条路途是紧相邻接，并且几乎合而为一”（bk．2，aph．4＝1905，303）；“真理和功用……乃是一事”（bk．1，aph．124＝1905，298）。“人类要对万物建立自己的帝国，那就靠方术和科学了，”他写道（bk．1，aph．129＝19O5，300），“因为我们若不服从自然，我们就不能支配自然。”无疑，人们极力把培根说成是“归纳科学哲学家”（B．法林顿1949）。不过我们必须记住，在这些观点中，培根主要关心的并不是改变生活条件。相反，他认为，“各种成果自身，作为真理的证物，其价值尤大于增进人生的安乐”（bk．1，aph．124＝1905，298）。
　　培根还是一位重要的倡导者，他提倡把科学家组织起来成立各种学会和科学院，这种组织的特点就是进行集体研究。在一部题为《新大西岛》（1627）的未完成的乌托邦式的著作中，他描述了一个中央科学研究所，在这里备有实验室、植物园，动物园，厨房，熔炉，甚至还有机械工场。在这部著作中，培根宣称，在科学中；通过分工知识的生产会更有效地进行。关心经济史的人们常常称赞培根首先阐述了分工的一般观念。至于培根是否对皇家学会的主要创始人有过很大的影响，人们可能会有一点怀疑，皇家学会这一研究部门在相当大的程度上被认为是带有培根的烙印。在斯普拉特的《皇家学会史》中（1667），培根的名字不仅跃然纸上并且倍受赞扬，此外，他还成了富有寓意的卷首插图中的人物，由此可以证明培根的影响。我们会承认，皇家学会“也许可以公正地说是对弗兰西斯·培根的最大纪念”（法林顿1949，18）。
　　笛卡尔的科学革命
　　培根并非是他那个时代意识到真正的科学将会导致医学和各种技术领域进步的唯一的一位思想家。笛卡尔在他著名的《方法谈》（1637）中提出了几乎完全相同的观点。在此书的结尾部分，他讨论了“尽我们所能为人类谋取普遍利益”的目标（1965，50）。与笛卡尔提出的原理并行发展的完备的科学，将会成为那种“在科学中极为实用的知识。”科学，恰当地讲应用科学，将会“使我们自己成为自然……的主人和占有者。”在一些具体的目标中，他希望，机械装置的发明“能使我们不需辛苦便可享受各种农产品和地球上的所有财富。”他特别强调，对于医学。对于最终消灭“身体和心灵的疾病”。根除“老年人的衰弱”等等来讲，科学有着十分重要的作用（笛卡尔1956，39—40）。由此看来，那种以实验或经验为基础的科学的发展，自然会产生这样一个结果即：使人们以为知识的进步会导致新的实用发明、会导致健康状况的有效改善。
　　笛卡尔并不认为，正式的学会或研究机关可以资助和供应实验设备，以满足科学家团体进行共同的研究事业的需要，笛卡尔的这种观点与培根的观点不同。不过他也感觉到，单凭某一个人很难完成所有的实验；在《方法谈》的结尾部分，他讨论了一些也许会使研究者得到帮助的方法，例如，对他的“必要的实验的开销”提供捐款，并且提供保护以便使“他在闲暇时也不会受到任何勒索者的打扰”（笛卡尔1956，47）。他甚至公开提出了社会和个人赞助科学事业的问题。他在1632年5月10日给梅森的一封信中暗示，他渴望能有一位富有的赞助者为已经列出的一系列“天体现象”的研究提供资金（笛卡尔1970，24；1971，l：249）。
　　培根把他自己看作是新科学的先驱者，他的作用就是倡导人们去研究新的科学（“Ego enim buccinator tatltum”：培根1857，1：579；《进展》4，1）。“我所做到的只是，”他在写给普莱福（Platfer）博士的信中说，“摇铃，把有识之士一起唤醒。”笛卡尔是一位真正的革命者，是一种新科学的创始人，他自己也充分认识到了这一点。在1619年3月他23岁时，笛卡尔曾（在给贝克曼的一封信中；参见1971，10：156）预告说，一门“全新的科学”即将出现；他自豪地断言，这门新的科学能普遍地解决数学中的问题。在当年的11月，他在梦中梦到了“一门惊人的科学的根据”被发现了（1971，10：179）。
　　10年以后，笛卡尔和其他几个人一起受邀去听一个演讲，该演讲对学校中教授的传统哲学进行了批驳。这个演讲［据笛卡尔的传记作者贝莱特讲，译文见史密斯（1952，40ff．）］，“几乎获得了满堂喝彩。”在听众中，唯有笛卡尔“非常慎重，没有表露出任何赞许之情，“这，引起了巴黎奥拉托利会的创始人天主教枢机主教德·贝律尔以及教皇的教廷大使梅森神父等其他一些人对他的注意，所有这些人都力劝他陈述自己的观点。在随即而来的对话中，他吐露了他本人的“‘一般法则’，他有时也把它称作他的‘自然方法’”——它取之于“数学科学的宝库。”笛卡尔给德·贝律尔枢机主教留下了深刻的印象，他邀请笛卡尔到他那里去作客，更为详细地解释其方法。笛卡尔向他剖析了自己方法的本质，并指出，“这种方法可能产生的实际效益，将会使他的哲学研究方法被应用到医学和力学领域”，从而“导致健康的恢复和保护，并且……导致人类的体力劳动在一定程度上的减少和减轻。”枢机主教鼓励他“从事这项［研究自然的]工作，”竭尽全力进行科学和哲学的改革。
　　这一规划在1637年得以完成，是时出版了三本关于科学的著作（《几何学》、《屈光学》、《气象学》）以及《方法谈》，并加以副标题“在科学中进行推理和寻求真理的正确途径。”这种方法在以前的一部著作中就已得到了充分的陈述，该书完稿于1628年左右（即他会见枢机主教德·贝律尔前后），书名为《指导心灵的规则》；该书在笛卡尔去世后（1701）约SO年才出版。笛卡尔的方法是一种清晰而成功的思维方式，但决不是实用的或为业余爱好者用来进行实验并从实验中获取结论的手段。然而，像培根的方法一样，笛卡尔的方法也是旨在通过把某个综合的和复杂的问题分解成较为简单的要素或组成部分来做出发现。他说，他的模型可以在他的新几何学中看到，在那里，对复杂曲线的研究就是通过这种分解成简单要素的方式进行的。这个方法得到了概括的表述；它不仅可以用于科学和哲学，而且还适用于“无论什么领域的……任何理性的探讨”[（伯纳德·威廉斯）1967，345〕。事实上，笛卡尔所信奉的是一种牢固的包括科学、哲学等在内的所有知识的统一体，他形象地把这种统一体比喻成一棵大树，树根是形而上学，树的主干是物理学，树的分枝则是这些专门的论题：医学，机械学，伦理学等。他说，聚集起来的所有这些科学“是与人类的智慧同一的，无论所应用的学科多么不同，这一点是始终如一的”（鲁勒1；1971，10：360）o
　　尽管笛卡尔的大部分科学是以实验和观察为基础的，他那些得到了充分阐述的科学概念和方法概念却是理性主义的和非经验主义的。他认为，科学最终还是应当建立在哲学基础之上。在笛卡尔看来，日常经验的元素具有“复合性”，必须把它们还原为“简单性”（“naturae smplices”），他后来又把它称之为“原理”（“princi-pa”），意指“第一存在”如“体积、形状、运动”等（鲁勒12；1971，10）。笛卡尔以天然磁石或磁铁为例（1911，1：47）：
　　［如果］问题是，“磁铁的本质是什么？”人们……马上就会去预言进行这种探索一定非常辛苦且困难重重，他们只盯住了最为棘手的问题，而对屡见不鲜的事实不予考虑，并且矇眬地指望，通过在潜藏着多种原因毫无成果的领域中的探索，能找到某种鲜为人知的东西。有一种观点认为，在不是由一些自明的简单本质构成的磁石中不可能有什么尚待认识的东西，反思这种观点的人对怎样进行工作不会心存疑虑。他首先会去收集所有观察资料，经验可以给他提供有关这种石头的观察资料，他下一步就是要从这些资料中推断出简单性之混合物的特性，这是展示他业已看到的与磁石有关的所有现象必不可少的一步。完成了这一步，他就可以大胆地断言，他已经在人类的智慧和已知的观察能够提供给他的有关磁石的知识的限度内，发现了磁石的真正本质。
　　从其最极端的观点看，笛卡尔哲学会把自然界的所有活动和现象还原为物质和运动的原理。

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