一个演讲中，亥姆霍兹（1907，3）谈到“法拉第…麦克斯韦的思想”在理论物理学（
“以太的理论物理学”）中所引起的一场“完全的革命”（eine vollstandige Umwalz
ung）。然后，亥姆霍兹（p。4）用类似库恩的语言，讨论了电学理论很可能要首先经历
的“危机”（“eine Krisis，die erst durchgemacht werden muss”）。但是，亥姆
霍兹所说的“危机”和“革命”与库恩所说的“危机”和“革命”之间的区别在于，亥
姆霍兹似乎已经看到了从“革命”中出现的“危机”，而且所处的条件也与从前不同了。
关于“革命”的一个比较谨严的表述见于1894年奥古斯特·福普尔的教科书《麦克
斯韦电学理论入门》。爱因斯坦在苏黎世做学生时，正是从这本教科书中学到了麦克斯
韦的理论。（霍尔顿在1973年的著作中（205－212）对福普尔在爱因斯坦思想发展中的
重要作用作了探讨。）在该教科书的序言中，福普尔强调赫兹如何不仅证明了电磁波的
存在（和速度），而且在理论上确立了一个“转折点”，它强有力地使物理学家们摆脱
了以远距离作用量为基础的（韦伯和其他人的）旧理论。赫兹的发现使“舆论产生了转
变”（“Umschwung der Meinungen”），导致了“舆论的逆转”＇即颠倒；而且可能是
一场革命性的变革］（iii，iv）。
不久，法国哲学家、科学家皮埃尔·迪昂也提出了类似的看法。迪昂的探讨是更为
有趣的，因为，他不仅是一位著名的科学家和卓越的哲学家，而且还是一位知名的科学
史学家。他声称他的著作对麦克斯韦的电理论进行了“历史的和批判的研究”。在描述
麦克斯韦著作的影响时，迪昂（1902，5）接连用了两个术语：‘bouleverser’（使动
荡，使震惊）和‘revolution’（革命）——这正是我们在后来恩格斯《反杜林论》法
文版中由德文‘Umwalzung’（革命）迻译过来的相同的两个词。迪昂直率地说，“这场
革命是一位苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦努力的结果”（1902，5）。在一
段关于历史的题外话中，迪昂特别指出，“麦克斯韦推翻了理论物理学据以发展的自然
秩序；但是，在他的有生之年，他没有未得及看见赫兹的发现使他的大胆假设转变成为
一个先知者的预言”（p。8）。在对麦克斯韦的第一篇论文的讨论中，迪昂比较了电现象
与一种流体在阻抗介质中的运动。与此同时，他发现，麦克斯韦的语言似乎表明，“使
物理学的这一学科革命化”根本就不是“他的意图”（p．55）。迪昂还高度赞扬路德维
希·玻尔兹曼在1891年和1893年发表的著作。在这些著作（论文）中，玻尔兹曼试图
“用全新的概念，建构一个在其中可以合乎逻辑地把麦克斯韦的方程式联系在一起的体
系”，而且迪昂认为，这个体系是排除在麦克斯韦本人提出他的不同方程式的过程中的
一个主要问题的途径。迪昂发现，在麦克斯韦的那一系列方程式中，充满“矛盾和谬误”
（pp．223－224）。
在迪昂讨论麦克斯韦和革命一年之后，约翰·西奥多·默茨出版了其《19世纪欧洲
思想史》的第2卷（1903年）。在这一卷中，他把麦克斯韦关于电磁理论的论文看作是一
套“革命的丛书”，并且指出，“麦克斯韦的思想对科学的——不但如此，甚至公众的
——思想的发展产生了相当大的影响”（pp．77－78，88）。
我已经提到爱因斯坦连续用革命的术语谈论麦克斯韦。在1920年的一次谈话中（莫
斯科夫斯基1921，60），爱因斯坦对麦克斯韦的革命作了如下概括：
经典力学把所有电的和力学的现象归之为粒子相互间的直接作用，而不考虑它们彼
此间的距离。对这种最简单的定律牛顿是这样表述的：“引力等于质量的乘积除以距离
的平方”（引力与两物质粒子的质量乘积成正比，而与它们之间距离的平方成反比）。
与此截然不同，法拉第和麦克斯韦引入了一种全新的物理实在，即力场。这些新的实在
的引入，给予我们以极大的助益，以致于与我们的日常经验相违背的远距离作用的概念
首先变得不必要了，因为，场从一个点到另一个点附着于整个空间之中，没有任何中断
或间隔。其次，场的定律，尤其是就电而言，呈现为一种比在不设想任何场的存在的条
件下要简单得多的形式，而且只有质量和运动才被看作是实在。
在他的“自传笔记”中（希尔1949，32－33），爱因斯坦详尽阐述了这个主题：
在我的学生时代，最迷人的主题就是麦克斯韦的理论。由远距离的力向作为基本的
量值（参量）的场的转变使它看来好像是一种革命的理论。把光学结合到电磁理论之中，
这一理论所确立的光速与绝对静电和电磁单位系统之间的联系，折射指数与介电常数的
联系，以及一个物体的反射率和金属传导率之间的质的联系——它就像是一个天启。
在赫兹用实验证实电磁波的预言大约半个世纪以后，爱因斯坦对一场麦克斯韦革命
的感觉敏锐的评价，在卡尔·波普尔对科学革命的清晰而鲜明的概括中又重新得到表述
（1975，89）。他说，“法拉第和麦克斯韦的革命，从一种科学的观点看，正像哥白尼
的革命一样伟大”，因为“它推翻了牛顿的主要教条——向心力的教条”。
许多评论家指出，麦克斯韦的理论在英国比在欧洲大陆获得了更普遍的支持。但是，
仍然存在不同意见。开尔文勋爵就是其中之一。在1884年于约翰斯·霍普金斯大学所作
的《巴尔的摩讲演》中，他直率地说：“如果我知道什么是光的电磁理论，那么，我也
许就能够联系光的波理论的基本原理来思考它”。此外，“我也许可以说，在我看来，
关于它的一个似乎可以理解的唯一正合需要的东西，我认为是不可接受的”。在分析18
75年到1908年间英国的状况时，阿瑟·舒斯特爵士说，在英国，没有人进行实验以证实
麦克斯韦的预言，因为“我们也许过于自信麦克斯韦的看法固有的真理和单纯”。既然
我们“考虑到支持电磁理论的间接证据，所以认为不值得进行一个‘广泛展开的实验研
究”’，那么，为什么还要进行这样一个“肯定将占用和耗费大量时间和劳动”的实验
研究呢？实际上，进行这样一个实验似乎并无多大意义，因为看来显而易见的是，实验
的“结果”将是“一个定论”。但是，舒斯特说，卡文迪什实验室的年轻人“错了”，
因为他们“忘记了，在国外，而且在某种程度上说在这个国家中，绝大部分科学思想并
无兴致甚至舍不得放弃一种灵活多变的有实体的非常有用的以太，转而接受一种其性质
并不像任何已知物体的性质的介质”。
麦克斯韦的革命与我们前面一直在讨论的那些革命多少有些不同；那些革命可以比
较容易地与像拉瓦锡或达尔文这样的单个人的科学思想联系起来。这场已经进行了长达
半个多世纪之久的革命需要三个显著的贡献，即法拉第废克斯韦和赫兹三个人分别作出
的贡献。对于这三位伟大的物理学家的重要作用，存在不同的看法。麦克斯韦的革命这
个称呼也许源于这样一个事实：电磁理论集中体现在麦克斯韦的方程式中，这可能就是
爱因斯坦认为麦克斯韦在这场革命中“发挥了最大作用”的原因。但是，爱因斯坦同样
尊敬法拉第，而且在他的研究中对两者都作了生动的描述。这场革命看来似乎像人们归
功于哥白尼的革命。在哥白尼的革命中，开普勒改造了哥白尼的概念，然后，牛顿又发
展了这些概念。然而，两者之间仍然有一个根本的差别，因为开普勒基本放弃了哥白尼
的原理，而麦克斯韦则在自己的理论中把法拉第置于一个非常重要的地位，给予法拉第
的概念以新的精确性和重要性，并且在牛顿以开普勒思想为基础进行创建的意义上发展
了法拉第的思想。
麦克斯韦对一种新物理学的贡献并不限于他的电磁学理论。它们还包含其他许多论
题，其中有分子物理学、热力学和气态运动论。他使科学家们意识到量纲分析的重要性，
并且在物理理论中传播了模式的概念，这个概念已经成为我们时代物理学的一个重要特
点。我们已经看到，麦克斯韦的电磁理论顺利通过了三次革命的检验：亲眼目睹者的证
明，历史学家的评判，科学家们的看法。第四次检验——物理学思想的记录——表明，
麦克斯韦的革命（或者说，法拉第、麦克斯韦利赫兹的革命）是由18世纪和19世纪的经
典物理学向2世纪新的相对论物理学和量子论转变过程中的一个重要因素。像牛顿革命以
及采用和推广了理解外部世界现象的新方法的科学中的其他革命一样，它也是人类思想
中的一场伟大革命。
第二十一章 一些其他的科学发展
达尔文和麦克斯韦的革命，并不是在他们所处的时代被认为是革命性的而在我们今
天所处的时代仍可能被普遍认为是革命的生物学和物理学中唯一的剧变。历史学家和科
学家在从数学和统计学到地质学和医学等领域中，提出了19世纪科学革命的许多候选者。
在这一章中，我们将简短考察一下这其中的一些发展，最后再概括地说一下应用科学领
域中的伟大革命。
赖尔在地质学中的革命
在考察19世纪期间地球科学中的进步时，伦纳德·威尔逊所举出的实例是“在1841
年之前”所发生的“地质学中的革命”。在这一年，赖尔创立了他的“均变说”；他在
其3卷本《地质学原理》（1830－1833）中对这一学说和理论作了详尽阐述。正如赖尔在
1829年的一封信中所解