今天，我們往往會理所當然地認為，科學及其與之相隨的技術，是通過一系列的革命性飛躍而進步的，這些飛躍亦即巨大的躍進，使得我們對自然界的看法煥然一新了。那麼，就對科學進展的描述而言，革命是否已經成為一種總能夠盛行不衰、並且總能夠令人滿意的描述方式了呢？那些富有創新精神的科學思想家們，例如開普勒、伽利略、哈維等人，是否確信他們本人的工作（從我們今天使用革命這個詞的意義上講）是革命的呢？與達爾文、弗洛伊德、愛因斯坦同時代的人是否認為這些科學家的理論都引起一場革命了呢？也許，他們不喜歡把科學進步看作是那麼富有戲劇性的？社會的和政治的變革，例如法國大革命和馬克思主義的興起等，對於科學家、哲學家以及歷史學家們對科學革命的思考會產生什麼樣的影響呢？由於這些人的著眼點全都放在了過去那些偉大的科學革命上，因而令人驚訝的是，幾乎沒有什麼學者談到過這類問題——而這些問題，作為科學變革的一個特徵，是與革命這一觀念的歷史演變密切相關的。我對這些問題充滿了好奇之心，正是這種好奇心促使我撰寫了本書。
本書的主要內容，就是論述17－20世紀科學革命這一概念的編年史和這一概念前後相繼的變化情況；我從這四個時期的每一個當中挑選出了一些主要的革命事例進行說明。我之所以選擇這些革命的事例，或者是因為它們本身固有的歷史重要性（例如哥白尼革命、牛頓革命、達爾文革命以及愛因斯坦革命等事例那樣），或者是因為，它們與闡明或例證我所說的所有科學革命的主要特點有關聯。
我並非只是以我自己的個人評價，甚至也不僅僅是憑借與合格的歷史學家保持一致，去斷定哪些歷史時期構成了科學上的革命時期；我是以歷史證據作為依據的，我既要依靠歷史事件的參與者和同時代的目睹者們的判斷，也要對延續下來的傳統加以考慮。例如，以下這些均為歷史事實：在18世紀初，豐特奈爾明確地指出，微積分的發明是數學中的一場革命；1773年拉瓦錫宣佈，他的研究綱領將導致一場革命；1859年，查理·達爾文為賴爾的地質學革命而歡呼，並且預言，如果人們接受他本人的思想，那將引起一場「相當可觀的自然史革命。」同時代的文獻表明，拉瓦錫和達爾文的徹底改革以及相對論和量子論，很快就被公認為是場革命。此外，今天幾乎所有的科學家和科學史家們對過去都有這樣一種一致的看法，即所謂革命就是對科學思想進行一些重大的重新組合。當然，這種意見的一致並未使這些事件成為革命；我們將在第3章看到，那些追加的檢驗可用來幫助我們確定，什麼可以看作是革命，什麼則不行；我們還可以（在第2章中）看到，革命思想發展過程中那些截然不同的階段，就是科學革命是否確實發生了的象徵。除了這些問題之外，人們對於全面的歷史記錄不可能存在什麼爭論：它表明，在現代科學開始進入成年時起至今的大約300年間，科學發展中的那些重大事件在思想上和實踐中都被看作是革命。本書的主要任務，就是對那些事件、對把它們視為革命的那些說明加以描述和分析。
科學革命的定義問題
給「革命」下定義這個問題，困擾著幾乎每一個有關政治革命和社會革命的討論，在有關科學革命的文獻中也滲透著這個問題。我並不想在本書中展示一種嚴格的「革命」定義或「科學革命」定義，儘管我討論了所有科學革命都具有的一些特徵，例如，它們發展所經歷的幾個階段、可作為證據來驗證它們是否發生過的檢驗標準以及革命性變革產生時思想觀念的轉變等。雖然，對於我在本書中視作革命並加以論述的例子，人們也許不會有什麼不同的意見，至少在所有相信確實存在著科學革命的那些學者們當中是如此，但是，對於如何精確定義所有這些革命共有的特點，大概就沒有一致的看法了。有關革命由什麼構成以及革命如何定義的討論儘管與歷史有關，但它畢竟是哲學問題。我知道我自己不是一個哲學家，而作為一位史學家我總是小心謹慎控制住自己，不去喋喋不休地妄加評論。在彼得·布賴恩·梅達沃和瓊·梅達沃所著的《亞里土多德到動物園：哲學家的生物學詞典》中，有一段關於定義的討論（198，66）很有啟發性：
在那些規範的語境中，定義是無比重要的，例如在數理邏輯中，定義就是用一種符號代替另外一種或另外幾種符號的規則，但在日常生活中，在諸如生物學這樣的科學中，強調定義的重要性就是言過其實了。事實決非是：如果全部專門術語未曾作過精確的定義，那就談不上進行論述了；真若如此，也就不會有生物學了。精密科學如數學、理論力學、理論物理學以及天文學和部分化學領域，都有著源遠流長的傳統，而定義在傳統中已經變得至關重要了。在這一點上，生命科學與它們不同。不過，倘若並非所有的科學都需要精確的定義，那麼無疑也就沒有理由去堅持，科學史必須像是科學的一個組成部分而不是別的。
有據可查的資料表明，「revolution」這個詞最初是作為一個精密科學的專門術語流行於世的，長期以來，它在這個領域中曾經有過（而且現在仍然有著）一種與「突然的戲劇性變化」截然不同的含義。Revolution這個詞的意思是重複（如一年四季那樣的循環運動），或者漲落（例如潮汐的運動）。因而在科學中，revolution意指所有永恆的變化，無休無止的重複，以及可作為完全重新開始的起點的終點。這就是我們會想到的「行星在它們的軌道上運轉」這類短語的含義。無論如何，「科學的革命」或「科學中的革命」這類措詞，卻不具有這種連續性或持久性的含義；相反，它所指的是，連續性的打破，已經可以承前啟後的新秩序的確立，舊的、為人熟知的事物與新的不同尋常的事物之間的分水嶺等。歷史學家的任務就是查明一個含義為持續性和重複發生的純科學術語，在何時和怎樣轉變成了一個表示政治和社會經濟事物中的劇烈變化的詞語，進而去發現，這個異化了的概念以何種方式反過來又被用於科學自身。這組轉變決非只是一種術語用法上的變更。它表明，在我們對人和社會活動的分析中，在我們心目中的科學家和科學活動的形象之中，已經發生了一種深刻的變化。
從18世紀到我們這個時代，許多科學家都在其著述中把他們自己的創造看作是革命，但是哥白尼和牛頓卻沒有這樣做。牛頓及其前輩們之所以沒有承認自己的事業是革命性的，其部分原因在於，他們的工作是在「革命」這個詞普遍應用於科學領域之前完成的。不過，還有更深一層的理由；在現代科學最初100年左右的時間裡，許多偉大的富有創造性的科學家們，更願意把他們自己看作是古代知識的復興者或重新發現者（與他們同時代的人甚至也這樣看），他們甚至認為自己是改善和擴展知識的革新者，但不認為他們自己是我們今天通常所說的那種革命者。
18世紀初，在豐特奈爾認識到數學中已經發生了一場革命後不久，牛頓的《原理》就被看作是構成了物理學中的一場革命，又過了沒多久，羅伯特·西默宣佈，他已經發動了一場電學革命。這些事件發生時，政治意義上的革命還有著一種溫和寬厚的內涵。以後，法國大革命走向了極端，進入了恐怖時代，以至於「革命」變成了一個與其說是表述飛速發展的詞，莫如說是一個令人毛骨悚然的詞。曾因參與法國大革命而受到政治迫害並於1794年移居美國的約瑟夫·普裡斯特利，為我們說明了18世紀末人們對革命的態度是怎樣發生變化的。在給與羅伯特·富爾頓共同研製汽船的政治家、發明家R.利文斯頓的一封信中，普裡斯特利對他的這件收信人「在紙的製造方面最有價值的發現「表示祝賀（斯科菲爾德1966，300）。「如果您能成功地把紙漂白，」普裡斯特利寫道，「您將在整個造紙業中引起一場革命。」此信寫於1799年，普裡斯特利沒有忘記當時人們對革命的普遍反感，所以他馬上加了一個註釋表示歉意，他說，利文斯頓的創新決不能「在此時此刻被稱之為革命。雖然它很值得稱讚，但這樣說只能使它名譽掃地。但是不管怎樣，這種說法對我來講還不是不可接受的。」
19世紀《共產黨宣言》的發表，1848年的革命，以及第一國際的成立及其世界革命的計劃等，使得那種認為急劇的變革是與暴力活動聯繫在一起的思想又死灰復燃了。由於革命的負作用在生活於19世紀50年代的大部人的心中造成了不良影響，因而，英國和愛爾蘭的科學家如達爾文和漢密爾頓等把他們各自對科學的重視稱之為舊的溫和意義上的革命（彷彿新的政治上的迫切要求對科學變化的形象沒有什麼影響似的），也就不足為怪了。在歐洲大陸，科學家的反應卻截然不同。
在20世紀，俄國革命這一充滿了戲劇性的事件，以及可能即將來臨的世界共產主義的幽靈，使有些人，其中有些是科學家，有些不是科學家，被例如愛因斯坦的相對論這樣的所謂激進物理學的「布爾什維主義」驚呆了。毛澤東的學說和中國革命以及後來出現的「文化大革命」與我們這個時代相隔不久。他們又使革命活動的概念和形象發生了變化。
政治革命與科學革命的比較
自問世紀以來，政治理論和伴隨有急劇的社會結構變革的政治事件，對科學革命的概念有著深刻的影響。因此，瞭解以下問題也許是不無益處的：哪些政治革命（和有關的理論順特有的性質，在今天我們大部分人公認的科學革命概念中得到了體現？哪些被證明是不適用的呢？對這兩種類型的革命的比較將會表明，這二者比我們最初所想像的更為相近。（後面的補充材料1．1為讀者提供了一些資料，它們說明，在歷史上人們是怎樣看待政治革命與科學革命的比較的。）
所有政治革命共同具有這樣一個特點，即含有「新」的因素，正如漢納·阿倫特（1965）堅持認為的那樣。「現代的革命概念，」她寫道，與「歷史過程會突然再現這一看法有著密不可分的聯繫。」因此，革命意味著「一種全新的局面、一種鮮為人知或聞所未聞的情況即將呈現出來。」然而我們將看到，在科學革命中，新與舊之間的轉變存在著某些中間環節。在政治革命中也存在著這種聯繫，儘管這種聯繫也許不那麼密切。不過，看來與常識相矛盾的是，這種特點並不會使科學革命或政治革命的作用的強弱和影響的大小受到損害。
很明顯，在確定某一系列的事件是否「真的」構成了一場革命時，必須對新事物的深度和廣度作出判斷。也許，正如佩蒂（1938，ii）所指出的那樣，從法國大革命和俄國革命這樣的「偉大革命」到「麥克佩斯謀殺鄧肯一世這樣的宮廷政變」，都有著一個連續的階段。然而在其他人眼中，coups d'etat或宮廷政變也許會被看作是「反叛行為」，它們不包括任何根本性的政治的（即政治制度的）或社會的變化。因此，從某種程度上講，指明某一特定的事件為革命，不僅依賴於判斷變化種類（是否有政治制度的變化）的客觀標準，而且還依賴於個人對變化程度的判斷。這後一個因素有礙於任何對革命作出普遍適用的定義的嘗試。
凡是研究科學革命的人很快都會發現，這些事件也像社會革命、政治革命以及經濟革命一樣，有著不同等級，按其重要性可以分為重大的革命和小型的革命。有些大規模的變動，使得某一門學說全都受到影響，不僅如此，有的影響甚至波及到其他學科的解釋模式和思維模式，例如像達爾文革命或相對論和量子力學革命所表現出來的那樣。另外還有一些較小的革命，它們也許只對某一門學科的一部分有著非常深刻的影響，但並不影響這一門學科的整體思想或其他學科的思想；主要由威廉·馮特促成的新實驗心理學基礎中的革命，就是一個例子。喬治·蓋洛德·辛普森（1978，273），在評論大陸漂移理論初期所面臨的反對意見時，試圖確切地劃分革命的等級，在評論中，他把「物理地質學」中的這一變化稱之為「較大的次等革命。」讀者們會發現，這種說法令人費解，因為辛普森並未解釋那些可能造成「較大」革命或「次等」革命之分的細微差別，他也沒有指明在較小的革命與較大的次等革命之間或許存在的那些差別。這種把革命分成不同等級的傾向，早在18世紀就開始出現了，當時，天文史學家J．－S．巴伊討論了一些大規模的革命，如他所認識到的由哥白尼、牛頓導致的革命；他還討論了伴隨著新的觀察儀器被採用而出現的較小的革命，這種情況有可能導致一種新的思維方式或一種新的知識基礎。
新的儀器也有可能引起大規模的革命性影響，望遠鏡的發明所帶來的影響就是如此。在其筆記和其著作《星際信使》（1610）中，伽利略記錄了月球上的山脈，從而確證了——用他的話來說——「月球像是另一個地球這一古老的畢達哥拉斯派的觀點。」作為一個堅定的哥白尼學說的信徒，伽利略不知不覺地從他所觀察到的月球陰影區內的光亮點和黑斑中，得出了有關月球表面情況的結論，他設想，月球的表面與地球的表面是相似的。當他通過新發明的望遠鏡注視月球時，他「看到了」與地球上類似的情況（參見科恩1980，211一215）。伽利略發現，木星有四個衛星，這一發現對天文學來說是一項重大的成果。地球怎麼能以驚人的速度（大約每秒20英里）圍繞太陽運動而又不失去其月球呢？在伽利略時代，這個疑難問題成了反對地球有可能沿軌道運行的一項有力的證據。伽利略也許永遠解決不了那個難題，但是他發現，木星在運動時並未失去四個衛星，這就使那種認為如果地球運動就不可能不失去其衛星的反對意見不再有什麼說服力了。隨後伽利略發現，太陽上有黑子而且太陽也在自轉。他觀察到，金星也像月球一樣有不同的相位，他從金星的相位與其外觀大小之間的對應關係中推出這樣一個結論：金星在圍繞太陽運行，而不是圍繞地球運行。他還發現，許多「星雲狀物質」只不過是一些很模糊的星星的集合物。這些星星，人的肉眼是覺察不出的，而天空中還有無數顆星星，它們在望遠鏡發明以前從未被任何人看到過。
天文學從來就不是一成不變的。不過，天文學中的這些革命性轉變（包括對托勒密體系的錯誤所作的直觀說明在內），並非是由望遠鏡「導致」的，而是由伽利略精神導致的。伽利略吸收了哥白尼學說，並且通過望遠鏡進行了觀察，在此基礎上他得出了一些非正統性的結論，而伽利略精神正是這種結論的產物。望遠鏡使天文學的數據庫在種類、規模和範圍方面發生了巨大的變化；然而這些數據內部和它們自身並沒有構成一場科學革命。
對計算機來講，情況就不同了，計算機像概率和統計學一樣，已經對科學的思維和理論的形成產生了根本性的影響，為世界氣象學提供的那些新的計算機模型就是一例。這就是說，伽利略通過望遠鏡使數據發生的變化，是需要放棄傳統的理論並接受新的理論的，可是，它們對理論與實驗數據的相關方式並沒有產生根本性的影響。與此形成對照的是，概率的引入導致了一種新的理論——事實上這是一門新的科學，在這種理論中，因果—一對應的傳統基礎被一種統計的基礎取代了。計算機的使用也是如此，因為邏輯上相關的命題和形式數學陳述已被綜合的計算機模型取代了。
除了新以外，科學中的革命與社會政治革命都具有的另一個特點是改宗現象（有關改宗問題的討論見本書第30章）。有一個例子足以說明科學改宗者的革命熱情。1596年，在《宇宙的奧秘》（1981，63）一書初版的前言中，開普勒描述了他改信哥白尼天文學所經歷的幾個階段，對這個問題，他在該書的頭兩章又進行了詳述。他相信，上帝已經給他指明：哥白尼體系為什麼會創造出來，它是怎樣創造出來的，為什麼只有6顆行星而「不是20顆或100顆」行星，以及為什麼這些行星位於它們各自的軌道上，為什麼它們有著它們所顯示出的那樣的速度，等等。以後，他用我們今天所說的開普勒第三（或和諧）定律進行了解釋。可是在1596年，他正在著手證明的是，創造了世界並且管理著宇宙的秩序的上帝，早已考慮到了「自畢達哥拉斯和柏拉圖時代以來為人們所知的5種規則的幾何體。」後來他寫道，他對哥白尼的日心說體系懷有「這樣一種敬意：既然我已經在我的內心深處證實它，而且，既然我注意到它具有無可置疑和令人欣喜若狂的完美特點，我就應該當著我的讀者們的面竭盡全力為它辯護。」
政治革命與科學革命的比較並不限於熱情這類內在因素的範圍。例如，每一場政治革命都有一系列的與接管權力機構有關的武力活動，這是它們的主要特點。查默斯·約翰遜（1964，6）則明確地指出，「那些並非由改變體制的暴力行為而引起的」劇烈變革，「就是其他形式的社會變革的例子。」雖然人們通常也許不會認為科學革命中包含著暴力活動，但是，科學中許多偉大的革命業已顯示出了一種與實際推翻一個政府相類似的活動模式。在一場科學革命中，往往會有一系列這樣的活動，通過這些活動，可以獲取對科學界和教育部門等的控制，並控制住科學院、科學實驗室以及那些負責政策制定、財力分配的重要的科學委員會中的權力寶座。這一點在蘇聯非常富有戲劇性的李森科革命中可以看到，在這一革命過程中，正統的（西方的）遺傳學的勢力被擊潰了。李森科及其追隨者控制了蘇聯科學院的遺傳學部門和農業實驗站系統。他們重寫了教科書以適用他們那些新的非正統的觀點，而且，他們還對整個遺傳學的教育和實驗系統作了重新安排。這些革命者把所有拒絕恪守這條新的革命路線的遺傳學家甚至科學院院士從其崗位上趕走了。蘇聯很有影響的遺傳學家N．I．瓦維洛夫雖是蘇聯科學院院長的兄弟，但也銷聲匿跡了；事實上，1943年他去世的時候，並沒有發表官方的訃告來說明他在集中營的最後歲月和最終死在集中營裡的詳細情況和具體的日期。
在2O世紀30年代的納粹德國，納粹黨人不僅把猶太人免了職，而且還批准進行一場革命運動，去清除德國科學界中的「非雅利安人」或過多的理論思維的污痕。這場運動的兩個領導者就是，諾貝爾物理學獎獲得者菲利普·勒納德和約翰尼斯·斯塔克。在希特勒的統治下，斯塔克試圖整頓並擴展德國的物理學界，但是他受到了以麥克斯·馮·勞厄為首的一些勇敢而正派的人的反對，其中有麥克斯嘈朗克，阿諾德·索末菲，以及維納爾·海森伯等，斯塔克把他們稱作是「科學中的白種猶太人，」「愛因斯坦精神的總督」（參見赫爾曼1975，615）。勒納德是斯塔克的老師，也是他的朋友和同事，勒納德還是一位極端狂熱的愛國者，他堅信，一個「被繳了械的民族」就是一個「恥辱的民族」（赫爾曼1973，182）。在德國科學家和醫生1920年的年會上，勒納德與愛因斯坦進行了公開的辯論，勒納德「猛烈的惡意攻擊」和他「毫不掩飾的反猶偏見」使得這場辯論格外引人注目。早在1924年，勒納德在結束他關於物理學的一次學術講演時，把阿道夫·希特勒吹捧成「一個具有清醒頭腦的真正哲學家。」他成了希特勒的首席物理學權威，並且出版了一部四卷本的關於實驗物理學的著作，題為《德國物理學》（1936-1937），他把這部書定義為「雅利安物理學」或「雅利安人的物理學。」他說：「科學……是由種族決定的，是由血統決定的。」「德意志物理學」組織，有官方的納粹黨人做其後盾，但除此之外它從來沒有像李森科及其追隨者在蘇聯的遺傳學領域所做到的那樣，獲得對德國物理學的全面控制。只有少數幾個同行加入了斯塔克和勒納德的行列，而他們的「努力，除了對第三帝國的支持以外，沒有留下什麼成果」（赫爾曼1973，182；拜爾琛1972）。
當然，由於政治勢力而導致的科學變革，並不僅僅限於20世紀的蘇聯和納粹德國的集權主義。我們會發現，笛卡爾主義的勢力在不同階段對法國科學界從思想到機構的控制，也許就是一個早期的例子（薩頓1982）。富有革命精神的笛卡爾主義者，為了擴大勢力，在可以想像得到的每一個階層，與代表傳統力量的耶穌會會員和他們的學校、與教會及其巴黎大學、並且與亞里士多德主義者進行了鬥爭。他們獲准參加了一些有影響的沙龍的活動，並且最終，從知識分子中吸引了一批追隨者。不久之後，笛卡爾主義者控制了學校（中等學校和耶穌會會員的私立高等學院）以及大學。笛卡爾主義者在巴黎科學院中有一個強有力的代言人，這就是科學院的「常務秘書」豐特奈爾，他不僅是一位堅定的笛卡爾主義者，而且還撰寫了一部論述笛卡爾的宇宙渦旋（「旋風渦」）體系的重要著作。雅克·羅奧是一位著名的笛卡爾的追隨者，17世紀後半葉，他的綜合教科書取代了傳統的著作，並且成了標準的科學知識的來源；這部教科書被印刷了一次又一次，並且被譯成數種不同的語言。
1687年，伊薩克·牛頓提出了新的富有革命性的科學理論，很明顯，該理論所要打敗的真正敵人並不是亞里士多德主義者和經院哲學家，而是笛卡爾主義者及其以渦旋說為基礎的物理宇宙學。牛頓在其《原理》第二篇的結論中指出，笛卡爾的假說「是完全與天文現象相牴觸的」，它所導致的是一場「混亂而非對天體運動的理解。」不過，這還不足以駁倒笛卡爾主義者以及其他一些人；一場主動的遊說不得不在許多戰線上同時進行。首先是明確地尋求政府的支持，這場運動是在牛頓向是家學會及其支持者詹姆斯二世國王呈送他的《原理》（第一版）時發起的。埃德蒙·哈雷知道國王對海軍事務感興趣，他就為國王寫了一個專門的說明來介紹《原理》中討論潮汐運動部分的內容（參見科恩和斯科費爾德1978，&5）。由於教會在涉及思想的各個領域有著如此強大的勢力，所以，牛頓主義者想要控制新的玻意耳講座（這是根據化學家和自然哲學家羅伯特·玻意耳的意願設立的），當時，該講座由倫敦教會組織的八場證明基督精神的布道組成（參見格拉克和雅各布1969）。這些講座立即就成了解釋牛頓科學的重要媒介。
牛頓主義者遵循了羅奧所選擇的路線，他們推廣通俗的介紹新科學的講座，並且廣泛地進行示範以便使這門學科的內容更合乎人們的口味，更易於人們理解。威廉·惠斯頓和J．T．德扎古利埃都是牛頓理論的倡導者。牛頓則利用他個人的影響，在一些重要的大學裡用信奉牛頓學說的教師取代了信奉經院哲學的教師和信奉笛卡爾學說的教師。不久就出現了一個強大的牛頓學說網，其中包括愛丁堡的科林·麥克勞林，劍橋的羅傑·科茨，牛津的戴維·格雷戈裡，另外還有其他一些人。為獲得對教科書的控制，牛頓的信徒塞綴爾·克拉克給他所翻譯的羅奧論自然哲學的著作加了一個批評性說明。正是這位克拉克，在與萊布尼茲的著名論戰中，為牛頓進行了辯護。最終，羅奧的論著變成了假借已被修正了的笛卡爾主義的名義傳播牛頓的自然哲學的重要著作。牛頓的其他信徒們則撰寫了新穎的教科書。最後，在牛頓夫倫敦擔任造幣廠督辦的時候，他被選為皇家學會的會長，他利用這個職務可以確保這家機構去參與為確立牛頓哲學地位所做的鬥爭，並且在與萊布尼茲關於誰先發明了微積分的爭論中捍衛牛頓的領先權。
這些例子，絕大部分是從成功的或部分成功的革命中選出來的。當然，除此之外還有一類情況，即革命失敗的情況。在政治領域中，失敗的突出例子有1848年的革命和俄國1905年流產的革命。科學家和科學史家一般都不談失敗的革命。也就是說，他們傾向於只用「革命」這個名稱去命名那些實際已取得成功的運動（參見第2章）。還不曾有人寫過一部科學失敗史。這也是革命問題的一個方面，在這方面，科學活動顯然不同於政治活動和社會活動。
政治革命或社會革命與科學革命不同的最後一點，就是目的。從某一種意義上講，這兩種類型的革命都有一個特定的狹義的目的。例如，牛頓革命的目的，就是建立一個新的合理的力學系統，在此基礎上，人們就可以追溯和預見地球和空中所觀察到的現象。這個目的的實現是以質量、空間、時間、力和慣性等概念為出發點的，而已它還包含著萬有引力概念。這看起來與創建某一種社會這類目的有些相似，例如，在創建一種社會的目的中，可能就包含著經濟上機會均等、政治自由、建立議會體制或代議制政府等等要求。真正的區別在於，在大部分政治革命和社會革命中，目的被說成是即刻便可以達到的。比如，毫無疑問，俄國革命的目的就是建立一個共產主義國家和無階級的社會。這個目的的實現，從未被看作是一系列無止境的政治革命和社會革命的前奏；一旦這個理想的國家建成了，以後也就沒有革命的必要了。然而科學的發展，尤其是問世紀和18世紀革命時期過後的發展，使我們預料到，科學將要進行一系列連續的沒有終點的革命。在這裡，不存在這樣一個最終的特定的目標：一旦它實現就意味著不再會有革命發生了。舉例來說，牛頓的信徒就充分意識到，還有些領域，比如化學。光學、熱學以及生理學領域，十分需要進行一次科學革命。甚至在地球動力學和天體力學領域內，太陽和地球的同時運動過程中月球的運動，仍然是一個尚未解決的疑難問題。在科學中，一次成功的革命也就為進一步的革命制定了一個革命的綱領，而一場政治革命和社會革命（至少在理想上）則有一個最終的革命希望實現的綱領。
革命性科學與社會
科學革命在社會中所起的作用與政治革命或社會革命的作用是完全不同的。通過策劃或宣傳推翻業已建立的社會秩序或政治制度、提出一種可以付諸實踐以至有可能導致一場社會革命或政治革命的理論、進而參與一場革命運動，社會上的或政治中的激進分子對現行的社會秩序或政治制度構成了威脅。因此看起來，社會中的或政治上的激進分子，對於我們的生活方式、我們政府的體制、我們的價值系統是一種直接的潛在的危險，甚至似乎會給我們的家族系統、我們的家庭、我們的財產和我們的職業帶來危險。對於「富人」和「窮人」來說，顯然，這方面的討論的確與富人更有關係，不過，即使窮人也可能希望在現行的制度中（哪怕是在很小的範圍內）取得成功並成為富人，因而避開革命運動。另一方面，科學中的激進分子對科學中現行的知識結構或狀態構成了直接的威脅，但並沒有在整個社會範圍內構成威脅。當然，科學的確會對一般的男男女女的生活產生影響，不過，這種影響往往只限於一定的程度，並且，這種影響不是直接的而是間接的，是一些實際應用帶來的結果。以聚合物化學這門基礎科學為例，這門科學本身對社會並沒有什麼影響，但是，把它用於生產人造纖維，這門科學便對我們的生活方式、我們的經濟體系、以及可能的就業情況的重新安排產生了巨大的影響。對於雷達、超音速飛行、核動力、戰勝疾病以及探索空間等等來說也是如此。科學革命實際附帶的成果，就是技術革新，隨之而來的是舊的職業消失和新的職業可能出現。
然而，有一些革命思想卻遭到普遍反對，因為從某種程度上講，它們似乎威脅著一些對於社會秩序十分重要的信念。達爾文的《物種起源》（1859），在外行的讀者中，甚至在一些科學家中，引起了很大的敵意，我們應當看到，這種敵意從本質上講是沒有科學根據的。並非整個世界真的關心這些技術性的問題，例如：物種的變化、由來和穩定性，自然選擇、生存鬥爭、或適者生存等等，至少人們並不關心這些表述適用於野生的動植物還是家庭培育的動植物。不過，對宗教界而言，達爾文進化論的內在含義的確令人煩惱，因為它對《創世紀》頭幾頁中有關創造物的說明提出了懷疑。人與猿有著共同的祖先，人在自然界中並不具備自有歷史記載以來所有的哲學和宗教給予他的那種獨一無二的地位，這些戲劇性的論斷使許多人有了一種名副其實的苦悶感。科學革命的這一方面——亦即它們對嚴密的科學領域之外的男人和女人們的思維活動的影響，被稱作是意識形態的組成部分。
哥白尼學說的內在含義，即人類及其所居住的地球在宇宙中的中心位置被別的星球取代了，也是一個革命性科學思想中含有意識形態成分的有趣的例子。看起來，當人們被告之：他所居住的行星已經被從一個固定的中心位置上移走了，它只不過成了（用哥白尼的話說）「另一個行星，」而且從物理上講，成了一個相當不起眼的行星，此時此刻，對他的自尊心肯定是一個實實在在的打擊。約翰·多恩（他大概還沒有信奉那些支持或反對那種新體系的最為簡潔的、專門的天文學論證）寫道，沒有一個固定的位置，地球就會丟失，而且人甚至不知道到何處去找它：「所有的內在聯繫都不復存在了。」馬丁·路德對專業天文學（即使有所瞭解的話）瞭解的並不多，然而，甚至在沒有閱讀哥白尼所寫的任何東西時，他就對哥白尼思想產生了強烈的反感。
哲學家、神學家、政治學家和社會學家，以及受過教育的男人和女人們，在考慮整個物理宇宙和自然界，考慮「自然規律」、宗教或宗教信仰的基礎、以及上帝的本質甚至政府的形式時，他們的思想方式也會受到牛頓革命的影響。不過，哥白尼思想也許最終超越出了嚴格的科學範圍之外，其影響比牛頓思想更大，這是因為，那種以為人在宇宙中有著獨特的地位、而且唯人獨尊的觀點，亦即傳統的人類中心說，被哥白尼學說動搖了。從這方面講，哥白尼的影響大概與達爾文的影響而不是牛頓的影響更為相似。
西格蒙德·弗洛伊德把人們對他的革新的敵意與類似的人們對哥白尼思想和達爾文思想帶有敵意的反應進行了比較，他就是根據他個人的痛苦經歷和他對歷史的長期考察進行著述的。也許，愛因斯坦革命所引起的，是20世紀世界範圍內知識界最大的轟動。當然，大部分人並不理解愛因斯坦的理論，儘管如此，他們還是認為，新的相對論物理學為意味著「任何事物都是相對的」這樣一種廣義的相對主義提供了依據，對於宗教、倫理和道德方面的「絕對」信仰而言，不再有什麼可以站得住腳的標準了。
1973年，在牛津的一次赫伯特·斯賓塞講座上，卡爾·波普爾對科學革命和意識形態革命作了區分，這種區分還是很有用的。在他看來，一個是「一種新的理論合理地推翻一種已被確立的科學理論，」另一個則包含著「對於思想意識（甚至那些把某些科學結果摻入其中的思想意識）『社會給予保護』或『社會予以承認』的所有過程。」「哥白尼革命和達爾文革命」說明了究竟是怎樣「一場科學革命引起一場意識形態革命」的，從而也就例釋了科學革命在什麼情況下可能有著不同的「科學的」和「意識形態的組成部分」（1975，88）。革命這兩個方面最令人感興趣的大概是，一場革命也許在科學中有著深刻的影響，但其構成中卻沒有意識形態的組成部分。一個突出的例子就是場論物理學的引入，這項工作大部分是由法拉第和麥克斯韋完成的，它使物理學基礎發生了全面的革命，而且從根本上取代了物理學的牛頓基礎，它牢固地根植於有心力這一概念之中，並且為相對論物理學開闢了道路。儘管從那時起每一位物理學家都意識到，這一學科已經發生了極為根本性的轉變，但是，在對經典物理學的這種大膽的改造中，卻不含任何意識形態方面的成分。量子力學，「物質理論的歷史中一次最為根本性的科學革命」（波普爾，1975，90），也是如此。量子力學革命沒有任何意識形態方面的成分，海森伯的測不准原理並沒有像幾年以前的相對論那樣抓住公眾的想像力，這些事實使物理學家們長期感到困惑不解。值得注意的是，至少到目前為止，在我們這個時代偉大的分子生物學革命中，也並未含有任何驚人的意識形態方面的成分。
社會上對科學革命的第二種敵意，也許可以說是對科學的成果和應用的一種反應，而不是對科學本身的一種反應。由於許多民用技術和軍用技術的迅速進步都是由新的科學或科學革命導致的，現在已經有了這樣一種傾向，即把科學和技術看作是同一回事，甚至有人認為科學應對技術負責。這並非是一種全新的現象。在大蕭條期間，以科學為基礎的技術革新速度過快的增長，被認為應對所謂的因技術發展而導致的失業負責，以致於一度出現了一種「暫停科學」的要求。我們已經看到，對我們時代耗資巨大的空間計劃，有些人提出了反對意見，其中這樣一些人的反對尤為強烈：他們寧願看到公眾的錢花在改善我們的城市條件或從事其他的社會慈善事業上，而不願把這些錢花在更新我們對太陽系和宇宙其他部分的知識上。而且，對於那些以最新的生物學發現和物理學發現作為其技術基礎的武器，許多人已經表露出了一種顯而易見的強烈關注。我們周圍那些善良的女士和先生們，將會譴責污染和其他的環境惡化方面的現象，而且——也許對，也許不對——把這些惡果歸咎於作為技術革新之主要動力的科學。還有如此之多的人認為，科學發展所經過的革命並非是樂善好施之舉，而且對於「人類的條件」來說並不意味著真正的進步。
除了這類考慮之外，在科學共同體自身之中，有這樣一種普遍的信念，即認為科學中的每一場革命都是一種進步。當然，總會有些頑固分子出來反對任何會摧毀現有的概念、理論和普遍信念的重要的革新。科學中的每一場偉大的革命都會在一些科學家中引起反對意見；其反對的程度和範圍，甚至會被看作是反映革命性變化的深度的一種尺度。此外，每一位科學家都不會願意他花了很多的時間和很大的精力學來的技能和專業知識變成過時的東西，從這種意義上講，每位科學家在保持現狀中都可得到一種即得利益。儘管對於變革會有這樣一種出於本能的反對，但是，與在社會政冶系統中所看到的情況不同，科學系統中並不存在試圖為保持事物的現狀和壓制科學中的革命運動而組織起來的保守黨派。在科學中，你常常會看到激進分子和保守分子（甚至個別反對革命的人），而且，總會有這麼一些人，他們更喜歡舊的方法和方式，而不喜歡新的。然而我認為，所有科學家都會同意已故的保羅·西爾斯記錄下的對人文學科的一位同事的一段回答，這位同事說：「我想，你會把我看作是一個守舊的人，但我認為，細菌與疾病沒有什麼聯繫。」他回答說：「不！我並不認為你是一個守舊的人；我認為，你只不過是無知而已。」
由於科學革命會在科學領域中產生一種革新，而受其影響的主要是不同的科學家，因而非科學家並非一定要理解全新的科學。許多不同的科學家、甚至大部分科學家，尤其是其專業範圍與革新無關的那些科學家，也許對新的科學理論難以理解。愛因斯坦的相對論理論就是這樣的一個例子。曾經有過這麼一種流行的說法，即只有8個人（或12個人）懂得相對論，這反映出該理論的所謂難理解性給人留下的深刻印象。可是，它對於公眾而言的那種難理解性，既沒有影響科學共同體對相對論的承認，也沒有影響大眾們提出這樣一種看法，即愛因斯坦是一個天才，他那難以理解的、革命性的理論，是20世紀最偉大的思想成就之一。
總的來講，科學著作只是為了寫給不同的科學家看的，與此不同，藝術、音樂或文學作品往往並非（當然也不排除）只是為了讓藝術家、音樂家或作家欣賞或閱讀而創作的。文學作品生來就是讓大家讀的，藝術作品生來就是讓大家看的，而音樂作品生來就是讓大家聽的。此外，藝術家、音樂家和作家的生活，在相當大的程度上取決於有欣賞力的觀眾、聽眾或讀者所付的酬金和版稅。這是一種對創作領域中真正富有革命精神的那些人不利的情況，每當大眾的口味可以決定創作領域中的可接受性準則時，這種情況幾乎就會不知不覺地出現。當然，也有一些例外，例如斯特拉文斯基和畢加索的情況就是如此。一種總體上「全新的獨創風格」，尤其是在藝術界，似乎已經使畢加索取得了普遍的成功，而且其成功的範圍遠遠超出了公眾對他的作品所能理解的範圍。毫無疑問，在本世紀20年代，能夠閱讀、理解和充分欣賞詹姆斯·喬伊斯作品的作家和批評家的人數，與當時能真正理解愛因斯坦廣義相對論的科學家的人數相差無幾。不過，儘管許多科學家還不能把愛因斯坦的這一理論全部吃透，或者，儘管他們在閱讀愛因斯坦的著作時尚不能輕鬆自如或完全理解，但愛因斯坦的結論卻被他們接受並應用了。再看著喬伊斯的情況，他的作品只獲得了評論界的稱譽；而讀者大眾和大部分以寫作為生的人並沒有接受和應用喬伊斯的全新的改革，因為他們很難讀懂他的《菲內根的覺醒》（這部作品在《變遷》週刊上連載發表時，曾被稱作是「進步的作品」），而且，如果採用新的風格就會使作者脫離讀者，這樣就會妨害而不是改善他們的職業狀況。
一些保守的社會（所有高度組織化和制度化的社會，從要自我保護這個意義上講，本質上都是保守的），對科學中的革命活動的容忍程度已經並不單單限於容許其他形式的精神或藝術的創造性成就的存在，它們甚至還對其予以鼓勵，這真是一種自相矛盾而且令人費解的現象。然而，一個有著極為激進的政治、社會或經濟觀點的男人或女人，就有可能遇到障礙（特別在涉及到就業問題上時更是如此），這些障礙會對正常的前途的發展產生妨礙作用，而且，這種人，作為一個持不同政見者，甚至有可能會遇到法律或國家的壓制，不過，對於科學家來講，一旦他或她最激進的觀點取得成功，那就會獲得特別的榮譽。科學是一種特殊的事業，在這種事業中，革命活動已經制度化了；這種系統不僅承認獨創性並賦予它很大的價值（正如R．K．默頓告訴我們的那樣），而且還給予成功的革命者大筆獎金並在社會方面給予報答。在文學、藝術或音樂領域中，極端的激進分子會被當作是先鋒派的成員，而且他或她的觀眾、聽眾或讀者有可能寥寥無幾；與科學相比，這些創造性領域對於革命者既沒有報答、獎金，也沒有榮譽。此外，值得注意的是，儘管諾貝爾獎金定期地獎給那些做出過業已變得十分重要且確實具有革命性的貢獻的科學家，但在文學界還不曾有過這樣的獎勵來獎賞那些有著類似的重要性和革命性且具有創新精神的作家，如奧古斯特·斯特林堡，亨裡克·易卜生，馬塞爾·普魯斯特，詹姆斯·喬伊斯，或弗吉尼亞·沃爾夫等。
社會之所以願意支持和獎勵革命性的科學，甚至支持和獎勵某種極端的通常難以理解的科學，其主要原因就在於，社會對於實際利益的期望是經常不斷的，例如，希望生活得更健康更長壽，希望有更好的交通運輸和通訊條件，有新的得到了改進的人造纖維，希望有效率更高的農業和加工業，希望日常生活中有更多的方便，國防事業中有更為完善的設備，如此等等。過去半個世紀的經驗一次又一次生動地證明，越是富有創新性和革命性的科學，其實際應用的意義也就越為深遠，影響也就越為廣泛。
對科學革命的預見
儘管每一位科學家都會對即將來臨的革命有所意識，但是，並沒有什麼明顯的普編的跡象可以告訴科學領域中甚至最為敏銳的觀察家，下一場革命將在那裡發生、將採取什麼樣的形式。即使最有才華的科學家也無法精確地預見他們自己將會引起什麼樣的革命。（這正好與政治革命者或社會革命者形成了對照：政治革命者或社會革命者都有一個事先制定好的綱領，因而能把其革命活動對準精心確定下來的目標。）
在科學中之所以無法準確地預見革命將在哪裡發生或它將由什麼構成，一個主要的原因就是，不同的科學彼此都可謂是「藝術」。在一個領域中某項不可預見的革命性革新，也許會為某個別的領域提供手段，從而導致該領域取得驚人的進展。這是因為，某一科學領域中的革命性進展，往往依賴於其他科學領域中的革命，這種不可預見性是快速地按指數增加的。分子生物學的興趣就是一個例子，尤其是DNA結構的闡釋，它需要利用物理學中發展起來的一門技術——X射線晶體學。由於技術中最為迅速的變革往往來自基礎科學中那些無法預見的革命，因而在技術的預測方面，尤其是對於技術領域中即將來臨的革命的預測，也就有了一種按指數增長的不確定性。計算機科學家中流傳著這樣一種說法：在本世紀40年代末50年代初，計算機這門新興專業的一位大專家曾預見說，只要有六、七台計算機就能滿足美國未來的需要了，再多幾台就能滿足整個歐洲的需要了。儘管當時的計算機十分龐大，但最終表明，這個數字還是太小了。這位不知名的預見者難以預測到，在未來，一系列的革命（如固體物理學中的革命那樣）竟然能完全改變計算機的大小、性質和功能。
科學中的革命是不可避免的，從這個意義上講，它們也是不可抗拒的，至少，只要科學繼續存在，情況就會是如此。當然，它們也許不得不等待，直到有一個特殊的富有革命精神的天才來點燃導火索。而科學家們，正如我們所說的那樣，是不希望革命受到阻礙的。不過，這些革命的進度，或者，它們發生的頻率，既可能減慢也可能加快。也就是說，有些因素，例如大規模的財政支持，能夠加快科學進步的速度，能夠使更多的領域向具有革命性的科學活動開放，因為這種支持能為研究提供更多的人力，能夠製造或購買昂貴的儀器設備。開展野外調查，或考察、探險，進行觀測，在科學共同體中建立起更完善的通訊系統，以及給那些富有創造精神的女士和先生們更多的時間進行思考（亦即，讓他們從過去繁重的教學和管理崗位上解脫出來），所有這些都需要大筆的資金。有可能獲得職業基金和用於培訓研究生的獎學金，這種希望吸引著具有創造潛力的青年男女步入科學界。相反，資金匱乏不僅限制著購置和製造研究用的儀器設備、限制著考察的進行，而且還限制著人們外出和進行無拘無束的交流，以及對於進步來說必不可少的科學情報機構的中樞系統的活動。更為重要的是，缺少資金會使專業人數和獎學金的數額減少，並且會縮小用來招募下一代科學家的通信網。這種人力的減少，就會使富有革命精神的天才人物在恰當的時間位於恰當的位置上的可能性減小，從而直接減緩科學革命的速度。
科學革命概念的轉變
今天，談論科學革命、哥白尼革命、達爾文革命、計算機革命、信息革命等等已經不足為奇了。近年來，幾乎科學技術中的每一個進步，都在每天的新聞報道中被描述成是一場革命。從某種程度上可以認為，這是因為在語言的使用中有些詞使用得太濫了，但另一方面，這也是這樣一個簡單的事實的反應，即科學中已經發生了許多革命，而且還在繼續發生著革命。在我撰寫本章時，只要我向書房中的一個書架上瞥一眼就會看到十幾本有關計算機的書，這些書的書名都有「革命」的字樣。誰會否認已經有了一場計算機革命呢？
不過，即使到了20世紀，科學家和科學史家也並沒有普遍認為，科學是通過一系列的革命而進步的。在本世紀上半葉，人們一般認為，科學中發生革命是極為罕見的事。相反，科學被看作主要是以一種漸進的方式發展的，也就是說，科學是通過一個累積的過程而發展的，在這個過程中，一個小的發展或增長，多少有點規律地隨著另一個進步或增長的發生而出現。按照這種模型，比通常增長量大很多的發展，例如與牛頓、拉瓦錫、達爾文、盧瑟福或愛因斯坦等人的活動相當的進步，也許可以說是構成了一場革命；革命的發生，也有可能是一個又一個本身很小的進步累積而成的。然而，如此重要的科學領域中的重組活動，即使有人認為它們的確發生過，其發生也會被認為是極為罕見的。
喬治·薩頓，科學史這一學術研究領域的主要奠基者之一，並不是一位科學革命的偉大信徒。他甚至這樣認為，其實只是我們膚淺的「對科學進步的第一印象」告訴我們，科學是通過不連續的巨大發展而前進的。這些巨大的發展像一組「巨大的樓梯，每一級巨型台階都代表一個必不可少的重要發現，即那些幾乎是驟然之間就使我們到達了一個更高的水準之上的發現。」他說，當我們「作出我們的分析時」，我們發現，這些大的進步……可以劃分成較小的進步，而那些小的進步還可以劃分成另外一些更小的進步，直到最後，這些進步似乎完全消失了為止（1937，21－22人許多科學家和史學家們都同意這一點；盧瑟福（1938，73）說，「並非任何一個人都會理所當然地做出一項驚人的發現，」這段話實際上充分地再現了R．A．密立根的這一粗暴的論斷——科學中發生革命是極為罕見的事。薩頓的分析使他確信，科學所具有的積累性是它的一個主要部分；事實上，他（1936，5）斷言，科學只不過是「實實在在地積累和漸進著的」人類活動——J．B．科南特（1947，2O）和其他一些人也都贊同這一看法。在許多分析家看來，科學中的革命，倘若確實發生的話，那麼一定像社會政治領域中那些偉大的革命一樣，是一些並不常見的事，『包們只是偶而地打斷一下在其他方面均為「常態的」有規律的或漸進式的發展。
1962年，T．S．庫恩的《科學革命的結構》一書，從根本上改變了我們對科學變化的看法。沒有幾本科學史方面的著作曾經引起人們如此巨大的興趣和持續這麼長久的討論。甚至那些並非在所有細節上都同意庫恩的分析的人，也不得不承認，科學的發展並非必然就是一個積累的過程，科學中存在著一些大的革命，在這些大的革命之間還有一些較小的革命，革命的過程是科學知識增長模型的一個組成部分。
在其具有創新性的研究中，庫恩並沒有闡述一般的歷史，而是根據與庫恩所說的「常態科學」交替出現的一系列革命，闡述了科學變革的社會動力學。庫恩圖式業已適用於多種不同的領域，如歷史政治學理論，科學和公共政策（生物醫學知識的應用除外），除了適用於歷史、哲學和科學社會學以外，它甚至還可以用來說明現代大學的性質問題。人們對庫恩大膽描述的一個主要反應，就是對他分析的某些部分提出了懷疑，並指出，他的圖式並不是普遍適用的，它只適用於某些科學、或某些特殊的時期或特定的事件。人們對他的專門術語（即著名的「範式」這個詞）的確切含義，也不得不提出疑問（或者說，不得不對這個術語含義的模糊性和多重性加以探究）。在涉及到科學變革時使用革命這一概念是否合宜，對此已經有人提出了疑問。這些問題以及庫恩的貢獻將在本書第2章和第26章中進行討論；這裡只需認識到，在有關科學的過去、現在和未來的討論中，庫恩對對於革命這個概念的推廣使用有著引人注目的影響。
翻一翻任何有關當代科學史的著作或文章，看一看世界各地的雜誌中賦予科學革命無處不在的名聲，就可以瞭解到，本世紀扣年代以來事態是如何變化的。自1962年以來，大批專門論述17世紀科學革命的著作問世了。其中有5本〔作者分別是巴薩拉，裡格希尼-博內利和謝伊，布洛，卡尼，以及羅西〕涉及到編年史，而且所有這些書，其大部分內容都是不同領域中嘗試定義、解釋或分析科學革命原因的那些學者所作論述的摘錄。在這幾本書中，喬治·巴薩拉編的那本書討論了現代科學興起的「外在因素和內在因素」；在這裡，編者「有意地避開了『科學革命』這個術語，而使用了一個不那麼講究但更為精確的短語『16世紀和問世紀科學的興起。』」在第15屆國際科學史大會上（愛丁堡，1977），討論哲學、方法論和歷史的第11小組中，每6篇文章中就有1篇涉及到革命問題。
在大量的而且還在不斷增長的有關科學革命的文獻中，在對這一課題幾乎每一個可以想像得到的方面的研究和分析中，幾乎無人提及這個概念的歷史。劉易斯·福伊爾的著作《愛因斯坦和科學時代》（1974，241—252）則是個例外，這本書例舉了把革命這個概念用於科學之上的一些例子，這些例子主要是19世紀末和20世紀的。倘若事實上科學史家並非大都以忽視他們自己的學科和專業的歷史而著稱的話，那麼，科學史家對這一論題的忽略或許更會令人驚訝（參見薩克雷和默頓1972；薩克雷1980）。
本書的目的就是要填補文獻中的這個空白——在科學家、哲學家和史學家構想出的科學變等的道路上，探索四個世紀以來諸多變革的由來。在許多情況下，那些使用「革命」這一術語的學者們，心中所想的恐怕不是別的，只是用一個歷史的比喻來表示某一偉大的轉變，或某一項確實很有意義的發明。這也是一種印象主義的並且帶有個性色彩的用法；我懷疑，學者們在論及科學中的革命時，心中所想的是否總是它與某個特定的社會革命或政治革命相類似。不過，我們將考察許多實例，它們表明社會革命和政治革命的理論對科學革命概念的改變產生了強烈的影響。我們還將看到，這些概念是怎樣受到學者們所生活的時代中實際發生的社會革命和政治革命的進一步影響的。
例如，在世界許多地方，那些具有革命性的科學，其形象都受到人們對1917年俄國革命中產生的布爾什維主義的厭惡的影響。在18世紀，拉瓦錫尚且可以把他的化學革命與法國正在進行的政治革命相比較，當時，法國革命正處在波旁王朝的君主專制制度的更迭這樣一個較為溫和的階段；然而不久，當革命的過火行為進入了恐怖時期時，這種比較就失去了它的那種意義，而拉瓦錫本人也在斷頭台上一命嗚呼了。生活在18世紀後半葉的英國史學家，在考慮光榮革命甚至在考慮美國的獨立戰爭時，大概非常有理由把革命看作是溫和的，是對恢復英國人的某些自然權力起到了一定影響的。不過，這樣的史學家也必須合情合理地承認，法國大革命是有害的一大災禍，因為伴隨著它的是更為狂熱的社會暴力活動，它對業已建立起來的秩序的破壞也更為徹底。這不像是一個理論上的例子，因為它把愛德蒙·伯克的觀點準確地描述了出來。
當前的一種觀點為革命概念隨著時間的推移而變化提供了一個關鍵性的例子，這種觀點認為，科學革命也許已經延續了一個世紀，甚至延續了三個世紀，即從1500年到1800年（霍爾，1954）。這不僅使得這場科學革命成了有歷史記載以來持續時間最長的革命，而且，它也許還暗示著一種與光榮革命、美國獨立戰爭以及法國大革命等模式完全不同的革命概念。也就是說，現在流行的有關科學革命的觀點，在有意或無意地使用著這樣一種革命概念：這種概念顯然不是通過從一組假定的政治革命和社會革命的原則和實踐中進行抽像、並把它們原封不動地用於對科學增長的思考之上得來的。
無論一種給定的有關科學變革的觀念是受社會政治理論或社會政治事件的影響，還是受其他外部原因的影響，我們都可以胸有成竹地說，它總要受到科學發展本身的影響——即總要受到使科學家們對其領域的認識、或者使其專業中的實踐一天天發生戲劇性變化的那些理論、發明或系統闡述的影響。從對科學變革的本質毫無認識的時代到親眼目睹科學變革的時代，史學家、哲學家或科學家對科學變革究竟有什麼看法，我們尚無法充分瞭解。只有在將來的某個時候，我們才能夠正確地評價：更大的社會範圍內的那些看法和事件是以什麼樣的方式影響了對這些事件的解釋的。出於這個原因，本書把相當大的篇幅集中在具體的科學發展的各個階段上——亦即對一個理論被構想、被討論、被反對、被改造、直到最後被承認有可能導致有關自然界的一種革命性的新觀點為止這一過程的各個階段，進行探索。簡而言之，本書不僅要討論科學革命的概念，而且還要展示一些實際發生的科學革命事件的主要特點，對於這些事件來講，革命這一思想是完全適用的，並且，這些事件還倒示了不同世紀中科學革命的典型。
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