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。”