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