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科学中的革命-第2部分
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ris habent sua fata libelli．”它的意思是说，有谁能否认书的未来取决于读者对它
们的承认呢？我希望，本书能使读者得到一定的满足，当然也欢迎大家的批评指正，以
便促进进一步的研究和思考。如果这个富有魁力的有关革命的课题能够引起学者们的注
意，那么本书潜在的目的也就完全达到了。
I．伯纳德·科恩
致谢
这些年来，本人受惠于许多同行、朋友和学生，如詹姆斯·阿德勒、彼得·巴克。
洛兰。J。达斯顿、乔伊·哈维、迈克尔·海德尔伯格、约瑟夫·杜本、斯蒂尔曼·德雷克、
亨利·格拉克、皮埃尔·雅各布、杰勒德侨兰德、罗伯特·普罗克特、巴巴拉·里夫斯、
琼·理查兹、雪莉·罗以及弗兰克·萨罗韦，他们有的使我注意到了过去四个世纪中一
些讨论科学革命的事例，有的为我解答了一些疑难问题，承蒙以上学者鼎力相助，特此
深表谢意。本书曾经不少好友和学术界同行审阅斧正，其中有：杰德·Z．布赫瓦尔德、
彼得·加里森、欧文·金格里奇、约翰·海尔布伦、杰拉尔德·霍尔顿、厄体技·马文、
阿瑟·米勒以及诺埃尔·斯韦德罗，他们审阅的部分从一章到数章不等。此外，约瑟夫
·杜本、理查德·克雷默和罗伊·波特这三位学者在本书最后定稿前通读了全文，他们
的批评意见使我获益匪浅。
朱莉娅。布登兹和安妮·米勒·惠特曼均为我多年的挚友。在撰写本书过程中，我不
断得到朱莉惭布登兹的大力支持，她参与了我各个部分的研究工作，直至本书完稿。若
无她的帮助，要完成这部综合性的长篇著作恐怕难以想象。而安妮·米勒·惠特曼则像
以前一样，其才智和洞见再次使我大受神益。本书是在我失去了夫人弗兰西斯·戴维斯
爱的支持和颇具创造性的评论后完成的第一部著作，在此情况下，她们二人的贡献就更
显得有意义。在研究初期，克里斯蒂·I．麦克拉奇斯曾做过我的研究助手。我非常感谢
黛安·Q．韦布、德博拉·库恩和克里斯丁·彼得森这三位学生，他们协助我核对了正文
并配齐了参考文献。著作目录最后的收集整理和核对工作由伯莎·亚当森和D．L．巴坎
完成。萨拉·特蕾西为本书编制了索引。
特别需要一提的是哈佛大学出版社的董事阿瑟·罗森塔尔，当我情绪低落需要重振
精神之际，他向我伸出了援助之手，他的这份情谊令我永世难忘。苏珊华莱土是位具有
难得的鉴赏力和洞察力的编辑，在本书写作的各个时期，华莱士的重要意见对完善本书
起到了相当的作用。
最后，我衷心地感谢斯宾塞基金会在此项研究的初级阶段给予我的支持，本书的写
作正是以此支持为基础的。在过去数年中，对我在科学中的革命这一课题的研究工作以
及包括这一课题在内更大的项目的研究工作的主要支持，来自艾尔弗雷德·E．斯隆基金
会；很难想象还会有哪个基金会能够比它更体谅自己所资助的人。
第一章 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�
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