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在简要地探讨了科学的本质——它在人类理性之中的来源，它在概括与系统化水平上的差异性，它与常识的联系——之后，现在我们要通过追溯科学进化的历史过程来对科学的本质做出某些进一步的发见。当然，这里的讨论只能是一种梗概。科学的历史比我们所想像的要更加悠久和更加丰富得多，而对于我们来说，科学史成为现代的学问只是近四、五十年的事情。虽然有许多许多工作依然有待我们去做，但是到现在为止，我们已经知道了足够多的东西，我们对于我们的人类科学之传统是怎样的古老和精深可以有一些认识了。
我们对科学之历史发展的考虑将强调六个重要的主题，尽管所有这些讨论必定十分简要，但这六个方面的讨论对于理解科学的社会方面却是基本的。所有这些主题或一致性，在以前对科学本质的分析中都是或明或暗的，而在这里将为之寻找历史的例证。这六个主题是彼此独立的，尽管我们将进一步指出，所有这些主题都是互相关联的：
1．人类理性的普遍性。
2．科学演化的连续性。
3．科学在整个历史上活动与成就水平的变化性。
4．各种不同的社会影响对科学发展的重要性。
5．被视为社会要素之一的科学的相对自主性。
6．科学与其他社会要素之间影响的相互性。
在进行历史的讨论之前，对这六个主题每一个都做一些一般的说明，将有助于澄清它们的含意和内部关系。
对于我们的第一个主题，人类理性的普遍性，除了小结一下我们已经讲过的关于这个主题的话之外，需要再说的也许是最少的。对于所有想在人类对经验理性的一般态度中寻找科学之来源的人，它是基础。对于这一点，我们将自然地注意到这个事实，即科学出现在史前的和古老的社会之中，出现在世界所有部分的所谓“原始的”或无文字的群体之中，出现在古希腊－罗马的、中世纪的和近代的世界之中。
第二个主题，即科学进化的连续性，它存在于近代世界之中。部分是因为直到最近才可避免的历史的无知，部分是因为对于更早期的和其他的社会有一种理性主义的偏见，我们中的许多人觉得，经验的理性和科学都独一无二地是近代的。但是，这些方面，如同其他方面一样，在历史上一直没有过彻底的间断。不仅是某种形式的科学已经存在于所有的社会之中，而且几种形式的科学已经各自在历史的前提上得到了建立。至少在近三、四千年，甚至超出这个范围，科学进化的记录十分连续地扩展而没有不可逾越的断裂。现在，记录的扩展有时很缓慢，有时又稍微快一些，通过其持续不断的和积累的过程，我们可以追溯科学的源流。这里（无论何处），通过非常详细地考察历史的记录，可以增进我们的理解。我们所有关于历史记录的过于琐碎的知识，过多地组织在关于科学之宏观历史“时期”的描绘之中：古希腊科学、阿拉伯科学、近代科学；我们没有看到这些时期是怎样相联并彼此融合的。我们常常看不到古代近东的科学怎样是古希腊科学的部分基础；看不到古希腊的遗产是怎样由古希腊式的亚历山大人（the
Hellenistic Alexandrians）传送到阿拉伯地区，并因此转送到中世纪的欧洲，中世纪欧洲也通过教会直接接受了古代科学；最后，我们也不知道中世纪教会和文艺复兴对古希腊科学的再发现是怎样对近代科学的建立做出了基本的贡献。我们也没有看到，在进化过程中的各个时期对整体所做的附加贡献。科学的成长更多地是通过许多小步骤而不是少数大飞跃进行的，它更多地是像一种缓缓扩大的珊瑚礁，而不是像帕里库廷火山（a
Paricutin）那样由剧烈的火山喷发而产生的。
不幸的是，我们将无法勾划出科学成长中连续性的轮廓。但是，如果我们还必须根据大的时期和伟大的运动来进行我们的讨论，那么我们总是要试图说明早期事件与后来事件之间的联系。这种联系总是存在的，即使我们无法谈论它们。以后，当我们描述发现与发明的社会过程时，我们将回到科学进化的连续性这个主题上来，但是那时将采取一种分析的方式，而主要不是历史的方式。到那时，我们将表明每一位科学创新者与那些在他之前去世的科学家们的密切依赖关系。
然而，对科学进化之总体的统一性如此强调，并不是要否认在此过程的细微之处存在某些多样性。在科学历史进程中，并非任何一步都是不可避免地、直接地在前人基础上迈出的。在前进的细节上，一直存在着独立的发展路线，但是在更大的洪流中，这些涓涓细流都汇入一条单独的大渠之中。在科学中，一直存在着重复的独立发现，我们将在以后的讨论中，在一个更适当的地方给出一个重复独立发现的长长的清单，但是从更大的眼界来看，所有这些只是连续的和统一的科学进化的组成部分。当然，随着在人类社会之间交流程度的提高，科学成长的统一性大概也提高了。随着过去的许多社会已经通过交流联系更加紧密地与现在的世界相结合，科学在细微之处以及大的方面都几乎变成了一个统一体。即使在今天，社会之间交流的效果都有提高，但科学之偶然的多样性仍然存在，人们仍然看到重复独立发现之现象的残存。由于交流的政治障碍的增多，这种多样性甚至可能会稍稍增多一些。但是，这决不应该模糊科学之远大的前景，科学在此之中因其基本的本质而成为一种进化的统一体。
我们对科学之总体的进化统一体的理解不应该使我们犯这样一个错误，即认为科学的发展是一件轻而易举的和不可避免的事情。达林顿（C．D．Darlington），一位英国生物学家，说过这种错话：“大多数人大概可以想像到科学的进步就像一辆蒸汽压路机，以不折不扣的和不屈不挠的力量一个一个地使问题得到解决。”但是，较近的对科学史上任何单独的进步的考察，揭示出这种观念是多么谬误。科学总是艰难的，其进化总是“蹒跚的、复杂的、几乎是非理性的。”当我们在以后讨论发现的社会过程时，我们将看到在科学中每迈出新的一步是多么困难，多少新的发现虽然是不可避免的但却需要个人创造性的发挥。总的说来，大的进化连续性依然是存在的。
我们的第三个主题，科学在整个历史上活动与成就水平的变化性，对于我们刚刚讨论过的主题之一是一个补充，而且如果我们想要在我们关于科学进化的观点中保持一种适当的平衡，我们就必须总是联系起来考虑这两个主题。如果只是因为它所表达的一致性一直是具有代表性地得到过分的强调而不是遭到忽视，那么关于第三个主题就没有多少必须说的。对于从经验理性的不存在到其在近代得到高度发展的所有途径，都考虑到了变化性，对这一点一直是过分强调的。现在，我们有了足够的迹象表明，变化性的范围比实际存在的要更加宽广。继续保持的变化性的范围是足够真实的，而且对这一范围的不断认识是有价值的，如果它致使我们探究其来源的话。
这直接把我们带到了第四个主题，各种不同的社会影响对科学发展的重要性。现在，是这样一个主题，即到这一时刻，尤其是在它以这种非常概括的并且是相当含糊的方式被表达出来时，它对我们中的大多数人来说也许似乎是像一种老生常谈。然而，事实上并非总是如此，即使是在相当近期之内也并非如此。存在着某种所谓的“纯粹科学”的东西这种观点至少是迟至二十年代才出现的，我们以此来指一种完全未遭社会因素作用所污染的科学，这种观点已被广泛接受。那么，关于科学本质的主导观点，或许在科学家们自己当中并非就是最不主要的。
现在，如果我们对这一事物的观点发生了巨大的变化，那么这种变化不可能如此之多地是一种更伟大的理智理解的结果，尽管我们的确也有这种理解。这种变化大概更多地是由于一系列完整的社会事件，它们自1930年以来纷至沓来，如三十年代世界性的经济大萧条，加上它“对科学的破坏”，我们将在以后谈论之；纳粹德国的兴起，它对“亚利安科学”的鼓吹，以及它对犹太科学家的暴行；第二次世界大战，在原子弹的爆炸中它对科学之急迫的、大规模的应用达到顶点——所有这些社会事件使科学家们，也使我们中所有其余的人，都深切地感到存在着对科学的重要社会影响。“纯粹科学”之陈旧的幻想再也站不住脚了，至少在一度所持的极端形式上再也站不住脚了。在什么意义上我们仍然可以谈论“纯粹科学”，是我们必须推迟一会儿才能讨论的事情。无论如何，人们最好去读一读自三十年代以来科学家们的讲话和著述——例如，英国或美国科学促进协会的年度主席致词——看一着旧观念是怎样消失了的。我们的社会智者在哪里使我们失望，历史就在哪里迫使我们更加充分地理解科学的社会本质。
然而，智者实际上并没有使我们失望，关于科学的社会观点，一段时间内一直是在马克思主义的社会学中有相当明确的阐述。马克思和恩格斯他们自己就曾相当直接并且详细地断言，科学依赖于它存在于其中的社会。这一马克思主义的分析已经由一群德国社会科学家扩展为Wissessozioloyie［即知识社会学——译者注）或知识社会学的研究，它试图说明，科学以及其他形式的知识是怎样直接地受到社会因素的影响。三十年代初期开始，一群倾向于马克思主义的科学家和学者进行了大量历史研究，企图说明他们经常提到的“科学的社会根源”。在这些研究之中，最值得注意的是本杰明·法林顿（Benjamin
Farrington）对古希腊科学的研究；苏联人黑森（B
Hessen）对十七世纪英格兰科学的研究，特别是对牛顿物理学的研究；克劳瑟（J．G．Crow－ther）对十九世纪英格兰科学的研究：贝尔纳（J．D
Bernal）对二十世纪英国科学的研究；兰斯洛特·霍格本（Lancelot
Hogben）对整个科学史的研究；以及最后，由美国数学家德克·斯特罗伊克（Dirk
Struik）对十九世纪早期美国科学的研究。所有这些研究，无论它们有什么缺陷，我们都在思想上获益匪浅，这不仅是因为它们所包含的特殊信息，而且也因为它们促进了我们提高对科学之社会联系的认识。这种积极的获益是巨大的，即便它并不总是明显的。即使是消极的获益，即从修正其错误之中的获益，也是伟大的，因为对他们的工作的改进对于在整体上加强科学社会学是有用的。
但是，在很长一段时间，马克思主义的科学观遭到拒绝，这有许多原因，当然并不都是理智上的原因。所有这些原因无论是什么，它们中的大多数在这里与我们无关，事实上，一条重要的原因就是马克思的观点在理智上的不充分性。我们之所以拒绝接受马克思主义的科学社会学所持的观点，并不完全是因为我们是非理性主义者，或者为维护资本主义社会的前提所蒙蔽，而部分地是因为马克思主义的科学社会学确实需要修正和纯化。通过指出这些一般的不足，而且从正面阐明我们现在可以考虑更令人满意地解释科学的社会关系，我们可以从中获益。
马克思主义关于这些事物的观点，重点在于科学完全依赖于社会的其他部分，基本上是由经济因素所决定；因此，在科学与社会的其他部分之间也就没有什么相互的影响。做为对这些问题的一种恰当理解，这种观点是不能接受的。我们不考虑这样一个事实，即马克思主义社会学用“经济因素”所指的常常是一种意义不确定的范畴，充斥着实际上不同的成分；例如，有时是生产的社会关系，有时是技术，有时则是在某一给定时期盛行的经济模式。只有经济因素（无论怎样加以解释）对科学有影响，这是不正确的。就像我们在我们的第四个主题中已经阐明的那样，以及就像我们将通过我们对科学进化的历史描述所表明的那样，许多不同的社会因素曾经并且一直具有重要的影响。而且在所有条件下，这些因素比其他因素更重要。例如，理智的、宗教的以及政治的因素，与经济因素相比，其影响一般并不差，当然也不强。时而是这一个，时而是另一个，有时是其中的几个因素联合起来，可以被视为对科学的发展产生了一种影响。的确，最艰难的分析工作也许就是几个因素联合起来发挥作用，并且经常是同来自科学本身之内部条件的一种影响一起发挥作用的那种情况。然而，这种情况正好为科学社会学留下了工作，这就是寻找在何种特殊的条件下，几个可能的社会因素中的每一个，或者许多因素加起来，对科学的进程产生了实际的影响。
尽管到目前为止我们总是不能列举许多不同的社会因素确实发挥其影响的明确条件，但是我们仍然可以认识到，它们实际上是用某种具有重要意义的方式发挥作用的。例如，在十九世纪初，政治因素对法国科学具有一种有益的影响。在大革命期间，议会建立了（巴黎）综合工科学校，首次组织了专门的科学家通过见习研究来指导学生的实践。这种新的实践训练出了一代杰出的科学家，不久这种训练方法从法国传播到德国，传播到英国。以后，我们将有机会提到政治影响科学之许多其他的例子，尤其是纳粹德国与共产主义苏联科学的例子。或者，我们可以举理智因素对社会的影响为例。我们将在短暂的片刻之后看到在十七世纪期间基本的理智前提是怎样发生变化的，一次向存在着怀特海（Whitehead）所谓的“自然的秩序”这一理智信念的变化，我们将看到这个变化怎样对近代科学之成长产生了积极的影响。最后，让我们举宗教因素的影响为例。我们已经提出，中世纪人们对宗教的理性主义要比对经验的理性主义更感兴趣。这可能不会不对科学的进化有一种部分的和暂时的阻碍作用。确实如此，就像我们将在整个这本书中一次又一次地看到的那样，时而是这个，时而是另一个社会因素对科学有影响，有时是相对有利于科学的成长，有时是相对妨碍之。这是不可避免的法则，对于科学来说；没有什么东西是与社会相脱离的。
当然，在“社会因素”之含意的范围内，我们包括了经济因素。在我们试图修正马克思主义分析的不足时，我们一定不能走到相反的极端，把马克思主义强调得如此之多的因素视为不重要而不加以考虑。例如，就像我们将在以后再次看到的，技术的现状对科学有重要的影响。在我们自己这个时代，原子回旋加速器和电子计算器的技术可能性，对物理学以及其它科学的发展有最有利的影响。或者，举另一个我们自己这个时代的例子，一个我们将在以后详细讨论的例子，即现代工业给予科学的资助无论是对现代科学的发展速度还是方向，都有重要的影响。无论是以这些方式还是其他的方式，经济因素对科学社会学都是重要的。
当然，我们应该完全澄清，当我们谈论社会对科学的影响时，我们没有暗示任何有关正在从事研究工作的科学家之个人动力的事情。当我们讨论“纯粹科学”和“应用科学”时，我们想说许多许多关于动力与社会组织之关系的问题，但在这里，我们只需注意到，这是两个不同的问题。萨谬尔·利莱（Samuel
Lil－ley），一位自觉关心科学之社会方面的英国科学家说，“事实上，科学家动力的一览表，实际上会包含人类需要与渴望的整个范围。”无论科学家们之特殊的动力是什么，以及有时任凭科学家们的特殊动力是什么，社会影响总是在起作用。的确，这只是关于所有种类的社会行为的一般真实性的另一个例子。在个人动力和社会影响之间存在着差异，接下来的问题是科学家们也许能也许不能认识到某个或另一个社会因素直接或间接地影响着他们的工作。“当一个人并未有意识地关心社会运动时，它们可以影响他的工作。事实上，个人之意识的缺乏在某些情况下或许会由于失去了有意识地修正其影响的机会，而实际上增强社会的影响。”就像我们将在后面详细看到的，正是科学的本质，使得科学不可避免地将产生影响，这种影响是非故意的，是以科学家们并未意识到的许多方式为媒介的。
最后，社会对科学的影响还有一个重要的特征。这就是这些影响不仅是多种多样的，而且时而较强，时而较弱，从未连续均一过。社会对科学影响的程度是一个难于捉摸的过程，我们仍然只有粗略的技术来度量；但是，这种粗略的度量不应该使我们保证渐变是存在的，并且是重要的。时而是一个社会因素可能对物理学有重要的影响，时而可能是另一个社会因素；时而有关的社会因素更强烈地影响生物学而对物理学则相对来说没有触及，时而这个相对的重点可能逆转，或者完全转到某种其他的科学，像化学。这个过程是极其复杂性的，其意义并不在这种复杂性内在地超越了我们的理解力，而是一方面在科学的各部分之间存在着一种多重的不同联系，另一方面各种不同的社会因素之间也存在着多重的不同联系，我们必须尽量多地认识它们。
这种对社会影响之相对强度的考虑，把我们引到我们的第五个主题，即被视为社会要素之一的科学的相对自主性。尽管所有的社会影响都决定着科学的进化，但科学总是保持一定范围的独立性，就像社会的其他部分一样，这只不过是因为科学有它自己的内部结构和行动过程。我们将在本书中随时随刻研究这种内部结构和这种特殊的科学过程，我们将看到它是怎样在科学与社会的几个其他部分互动的同时为科学提供了一种相对独立性。在科学具有的相对自主性中，一个重要的因素是它发展了高度概括化的概念框架。我们可以看到，科学之核心的概念框架越高度发达，科学具有的独立性范围就越大，当然，无论发展的程度如何，社会影响仍然会起作用。由于这种原因，社会对社会科学发展的影响强度现在大概要比对物理科学的影响强度更大，因为社会科学的概念框架较弱。随着它们的发展，概念框架决定着它们自身的某种发展路线；因此，概念框架并不是简单地根据某种“社会需要”来塑造自己。例如，生物科学的概念框架仍未做好准备以恰当地处理癌症现象，尽管社会急迫需要一种有效的癌症治疗法。但是，除了概念框架之外，在科学中还有其他的重要因素来保证其相对自主性。对这些因素，对诸如科学家们持有的强烈价值以及独立的社会组织继续进行它们的行动这样的事情，我们将在以后更详尽地讨论。
最后，我们可以来说明我们的第六个主题，它在以上的讨论中也许始终是隐含着的，因为我们所有的主题都是并非偶然地相关的。正是这个主题断定科学与其他社会要素之间影响的相互性。如果科学受其他社会因素的影响，而且还有其自身的相对自主性发展，那么它也对社会的其余部分有影响。我们已经说过，科学具有社会影响，这一事实在这里将是一个循环主题。我们所持的观点是，社会（现在包括科学）是一个正在互动之中的结构之网，其中影响是反复交错并且反作用于自己的。如果影响路线难以通过它们的交织来追踪痕迹，那么这只是因为我们的分析方法还不够好，而不是因为这些路线实际上没有交织。
那么，这些就是六个一般的主题，它们对于把科学做为一种社会活动来理解是重要的，它们形成了我们整个研究的基础。我们将首先试图表明，这些主题在我们随后对科学之历史发展的梗概描述中具有重要意义。在下一章论述现代社会中的科学，以及更进一步，在整个全书论述的科学之中，这六个主题还将是我们的指导方针。也许，在我们初步阐述这六个主题之后，读者将发现，即便是在它们未被明确提及的时候，它们仍明显地包含在我们的分析之中。
在地球所有的生灵中，人是唯一没有以精心设计的固有模式来调整其物质与社会环境而诞生的。因此，人总是，而且不得不成为智力人（homo
sapierns）——即做为思考者的人，以及成为工作人（homo
faber）——即做为制造者的人。如果没有经验理性之礼物，人类生活就不可能面临一个稳定的环境。这个礼物在人类之中是普遍的和原生的，可以回溯到我们具有任何知识的史前的第一刻。这就是为什么我们同意克劳瑟的说法：“早期人类的生活方式如果没有相当多的关于矿物学、地质学、动物学、植物学和天文学的知识是不可能的。”而且，我们完全可似加上社会学和心理学，做为对人类同胞之行为和感觉的某种最小的理性知识，它们同关于自然界的知识是一样基本的。
人类活动的两个方面，即做为智力人和做为工作人，当然总是有联系的。只是在近代科学中，它们才变得稍微有点特化，尽管它们仍然（就像我们将要看到的那样）具有密切的和重要的联系。早期人类是非特化的，因此我们必须通过他做为工作人的活动来追溯他做为智力人的历史。我们可以获得的只是最早的人类的工具，考古学家们从中重新构建了由史前时期人类做出的一些基本发现。到晚旧石器时代晚期，人已经有了“各种各样的工具”——斧、刀、锯、辐刀、刮刀、木槌、锥子、象牙针、矛、鱼叉、弓、掷矛杆，甚至制造工具的工具。在整个旧石器时期，在控制人类环境的工具的发展上存在着持续的进步。
旧石器时期在经验理性上的进步，在所谓的新石器时代达到顶点。正是在这个时代，有了耕作与采掘农业的发现。当然，是特殊农业工具的发明使之成为可能：锄、镰刀、连枷、以及用来碾谷物的手磨。在这时期，在陶器制造、采矿、石器的磨光以及纺线与织布的技艺上，也有了长足的进步。的确，新石器时代在经验理性上的进步是如此巨大，以致利莱把这一时期称为“第一次伟大的工业革命”。通过记录这一发生在不早于七千年以前的第一次工业革命，我们可以获得科学革命曾经是多么缓慢和科学革命在有史时期一直是多么迅速的观念。对于这次科学革命之进步的条件，在尼罗河和印度河流域以及在美索不达米亚是特别地优越。在这些地区，“公元前3000年以前的两个一千年间，发明像潮水一样涌现。”在这些地区，人们第一次发现了怎样熔炼并使用金属，怎样驯化动物，怎样耕作，以及怎样制造带轮的车和带帆的船。由于发明总是相互联系的，因此这些发明也都是相互联系的。例如，在会犁地之前，就需要有金属的作业工具。在这一时期首次偶然出现的铁匠——打铁的工人，可能是在人类历史上的第一种职业专家。
尽管我们已经谈到的只是他们的工具，但是在公元前3000年以前，还有一些具有另外一种更一般的合理性的发现，它们以数学的形式在经验理性之进步中日益成为辅助物。数学的发展与像农业和水利这样的经验工作有密切的联系，它在埃及人和巴比伦人之中至少是早在公元前四五千年就出现了。而且，撰写了数学史的斯特罗伊克说：“如果我们假定数学是在人类开始对数的关系与几何学的关系有某种理解之时诞生的，那么数学就比古代人要古老得多。”他说，数学的历史，甚至可以追溯到旧石器时代。
这样，在关于早期科学革命的简要小结中，我们可以说在整体上它是连续的，但却是非常缓慢的，尽管有一段时期出现了比其他时期更加伟大得多的成就。经验理性如果达不到在概念框架上高水平的概括性和系统性，就会相当多地保持着专业化，囿于技术和手工艺之中。社会影响确实是特殊的，但是在像埃及和美索不达米亚这样的社会中，稳定的社会组织和复杂的劳动分工可能是特别有利于科学的进步。对于早期社会，经验理性的进步具有社会影响，这或许比在其他任何情况下都更加显著。科学与社会之其余的组成部分，从它们最早的发展起就一直处在连续的互动之中。
我们必须从我们关于早期科学以及它怎样导致希腊科学的讨论中跳出一会儿，先考虑一下一系列存在于现在但却常常与我们刚刚谈论过的更早的社会是一类的社会。这些社会我们可以不严谨地称之为“无文字”社会，它们有时被称做“我们的原始同代人”。这些社会是史前时期的残存体，这正是较老的、社会进化的人类学之观点。的确，这种观点更有一种极端的陈述，即当代天文字社会，就像其古代的相似社会一样，是“前逻辑的”和非理性的。这种关于“原始”人思维的概念有很长的历史，但后来由于对大量的在世界各个部分的无文字社会的研究，这种概念遭到了社会人类学的拒弃。然而，这种观点还残留在常识之中。例如，就在最近的1947年召开的普林斯顿二百周年纪念会上，一位杰出的自然科学家说，我们是“从野蛮人（在那里恶魔潜伏在每一丛灌木之后）的精神态度”取得了进步。实际上，所有他说的不可思议的、无文字的人，都拥有许多合理的经验知识。
例如，对于“发明在人的本性中是固有的”这种结论，一项关于在无文字文明中发明的系统调查提出了丰富的确定证据。在某些地区，这项调查表明无文字的人也有相当大成分的理性技术：工具和机械装置，火的利用，石制品，陶器制作者的技艺，植物的利用，纺织品的制造，动物的捕获与驯化，以及用来交通运输的装置。
或者，我们可以举出一个当时唯一的理性活动领域——医疗领域——的例证。另一项人类学的调查表明无文字社会的人在这个领域中的理性知识是多么广泛。在他研究的所有社会之中，原始人都已发现了以下的药品做为在医疗中的特效药：奎宁、箭毒、鸦片和洋地黄。如此严重的一种头盖骨环据外科手术在最早的时期已经得到了实践。在西非的阿散蒂人（the
Ash－anti）之中，为防止蛇咬曾成功地实施了接种疫苗。诸如杯吸术、放血、伤口的缝合和折缝术、烧灼和接骨术这样的技术，得到了广泛的应用。药剂是药膏和浸液。无文字社会的人知道有关水疗法、食疗以及按摩术的知识。最后，我们发现无文字社会的人以煎汁、泥罨剂、油膏和浸液的形式，利用熏蒸消毒、吸入法、鼻吸药和鼻灌洗剂，他们医疗知识的广泛性给人以深刻印象。
举最后一个例子，我们只考虑一下爱斯基摩社会。人类学家克罗伯在研究了他们的发明——没有玻璃的窗、木工的撑柱、第一条独木舟、一种不为文明建筑师所知的自我支撑的地窖、钻挖曲形洞——之后评论道：“拿一个人对一个人来说，说他们比其他任何人群，盎格鲁－撒克逊族也不例外，出现了更多的具有创造力的天才，是没有什么不对头的。”
布朗尼斯洛·马林诺夫斯基关于无文字社会的人之理性问题的总结性陈述仍然是经典性的。他是根据他在南太平洋的特罗布兰德岛民中的经历得出这番评论的，但是他的评论有一种一般的参照系。“如果把科学理解为一组定律和概念，它们基于经验并根据逻辑的推理从经验中推衍出来，并体现在物质成就及科学传统的混合形式中，……那么无疑即使是在最野蛮的共同体中也有科学的萌芽，无论这种萌芽有多么原始。”在特罗布兰德群岛；土著造船工人，建造了装有舷外铁架的独木舟，这表明他们具有浮力、杠杆作用和平衡原理的知识。造船工人以一种粗笨简单的方式，利用几片木头，他的双手，以及有限的技术词汇，向他的助手和学徒解释某些一般的流体动力学定律。马林诺夫斯基继续写道，这种科学不是“与手工艺分离的，它肯定是正确的，这种科学只是一种达到某种目的的方法，它是低级的、原始的和初步的，但是所有这些正是较高发展产生的母体。”
值得注意的是，所有这些并不意谓着在较早的和无文字的社会中不存在大量巫术。但是，巫术之存在并不是缺乏理性的经验知识的证据。尽管在我们自己的高度理性化的社会中对巫术是不赞成的，但是我们的某些健康与爱的实践仍然具有巫术的因素。巫术不是完全不具备经验理性之头脑的产物。在他具有经验理性的范围内，无文字社会的人为其经验的目的会使用他具有的所有理性的知识。除此之外，在那些要达到经验目的但却完全缺乏足够多的理性知识的地方，或者在那些成功之不确定程度依然很高的某些重要的经验事业的地方，比如播种谷物，在所有这些场合，他们就使用巫术。虽然其范围较之在我们的社会要广，这部分是因为我们有了更多的科学来实现经验的目的，但在无文字社会中，巫术显然是与理性知识不同的。巫术的社会功能，与科学的社会功能一样多，两者对于成功的社会行为都是必要的，这一点只是在科学相对依然不发达的地方尤其确实。
现在，我们回到对科学发展之主线的讨论上来。我们回到希腊人，他们是其古老先辈之伟大科学遗产的继承者，这项遗产由于铁——一种在公元前1100年以后开始首次得到广泛使用的金属——的发现而得到了极大的丰富。古希腊为这个遗产添加了他们自己的独特贡献。相反，在古希腊时代之前，理性经验知识，无论多么广泛，基本上一直是特殊的和专门的，一直是一种有关工具的知识和特殊科目的知识，现在由于科学进化，这一点有了重要的变化。在人类历史上，我们第一次在古希腊社会中发现了理性知识（经验的和其他的）之普遍的和系统的形成，而这一点是为了其自身的目的。泰勒在他的科学史中说道，古希腊人是第一批渴望“通过内心的思考建立宇宙运行之模型”的人们。
有了古希腊人，我们才有了科学进化的一个时期，在此期间有非常之多的科学成就和如此之多的历史证据，以致历史记载变得有点混乱了。科学史学者已经开始研究这一时期，但是他们的成果依然不令人满意；它更多的是告诉我们发生了什么而不是告诉我们怎样发生。尤其是在社会对科学的影响这个问题上，我们仍然期待一个对古希腊成就的令人满意的分析。尽管有这些不足，但某些重要的一般事实似乎是得到明确确立的。一个例子是，希腊人在哲学、逻辑学和数学的发展上取得了极大的进步，这些理性思维的形式对于在经验科学的建立是基本的辅助。另一个例子是，除了逻辑和数学，希腊人还在经验科学上的确做出了许多重要的发现，没有这些发现，整个科学进化的进程就会大大减慢并发生改变。第三个重要的事实是，希腊在科学上的进步持续了相当长的一段时期，并且总是保持在一个相对较高的水平上，虽然在这一水平上会有些波动。让我们来详细地逐一考虑一下这些一般的事实，以及几个其他的事实。
任何希腊思想史，大概都必须特别说到希腊在逻辑、哲学和数学方面所达到的伟大的新高度，因为这正是通常在希腊史中所强调的，因此我们发现，这正是最为所有人所熟知的。如果我们关于古希腊的古代文明的知识不是像它在过去那样广泛和容易获得，那么我们所有人不知是什么原因仍然熟知几乎整个一千年间（从公元前六世纪到公元后四世纪）的辉煌成就，泰勒斯与赫拉克利特、毕达哥拉斯与巴门尼德、德谟克利特、苏格拉底、柏拉图与亚里士多德、以及欧几里德与阿基米德的成就。欧几里德几何学是从少数几个定义、公设和公理通过逻辑推演而导出的几何学整体，它可以做为古希腊理性思维之威力的典型个例。另一个值得注意的个例是德谟克利特的原子论，一种最精致的整个宇宙之结构与过程的思辨理论。然而，在我们已经提到的其他几个人的工作中，有一打其他的事例至少在其杰出和广度上堪与这两个例子媲美。如果只是存在这种伟大的发展的话，西方文明也依然受到了由古希腊社会创造的理性思维之新力量与新技术的巨大恩惠——西方文明实际上的确是因这一辉煌的遗产而产生的。
但是还不止这些。古希腊在经验科学上也有进步，我们通常贬低这些进步，这是因为我们被希腊在理性思辨上的成功搞得眼花缭乱，也因为没有把希腊科学同以前的科学相比较，而只是同近代的更伟大的成就相比较。早在公元前五世纪，就有了高度合理的希波克拉底医学的疗法，它牢固地建立在概括化的生物学和生理学知识的基础之上。大约一百年以后，并且确实建立在希波克拉底基础之上，出现了古希腊科学史学家法林顿所谓的亚里士多德的“在生物科学领域中的惊人成就。”亚里士多德的学园留下有组织的研究的传统；他的学园的部分设备，成为一个图书馆和众多的实验室。的确，生物科学和医学的这一发展路线在整个我们所研究的时期一直在延伸着，盖伦在公元后二世纪的工作达到了另一顶峰。经验科学在其他领域也兴旺发达。利莱指出，在亚里士多德之后的三世纪中产生的发明，比在公元前3000年到中世纪晚期之间任何可比的时期都更多。我们将在下面再次谈到这些发明。在亚里士多德公元前132年死去之后两百年，他所创设的吕刻昂（the
Lyceum）及其后继者亚历山大博物馆（the Muscum of
Alexandria）有组织地发表了“一系列的伟大的论述科学之各种不同分支的论文——植物学、物理学、动物学、生理学、……天文学、地质学、力学”，这些构成法林顿所指称的“古代成就的烙印和近代世界之科学的起点。”
某些人也许承认这些进步对于经验科学的重要性，但仍然会问，古希腊科学借助于实验吗？如果没有实验，那么他们所掌握的科学就等于零。在这一方面，古希腊人所做的的确是科学。希波克拉底及其他医生始终在比较似与非似的案例，在这个意义上他们利用了实验。恩培多克勒（Empedocles）利用the
klepsydra，或叫水钟，确定了空气的物质本质，这是一例典型的实验，它对我们来说是比较熟悉的，因为我们认为实验一定要利用工具和仪器。“有了斯特拉图的名字”（他是吕刻昂亚里士多德学院的继承者），法林顿说，“我们就抓到了古希腊科学充分建立实验技术的要点。”阿基米德也对实验做出了贡献。所有这种实验并不是现代观点所认可的实验——基于高度概括的概念框架，总是受到高度控制以及使用精心设计的仪器设备。然而，在其基本的逻辑本质中，作为对科学的推断提供基础，古希腊一定是知道实验的。
或许，古希腊的经验科学之所以一直遭到轻视，还因为它没有产生如近代科学给予我们的如此丰富的东西——满足了人类对机器、原动机的基本需求。古希腊人不知道风车，尽管帆船得到了利用，虽然大约在公元前100年就发明了水车。但是，古希腊人确实发展了许多其他的仪器以及少数几种节省劳力的装置，最值得一提的或许就是阿基米德的螺旋泵。还有螺旋压力机、战争机械（由压缩空气推动的弩炮和攻城装置）、刻度水钟、平衡轮、复合皮带轮、划有刻度的直尺和各种各样的角度测量仪。在天文学上的出色工作，在公元前二世纪托勒枚的理论中得到了最高发展，然而，当时却没有望远镜这个有利条件。但是所有新的工具和仪器肯定对日常生活有相当大的影响，尽管当然没有像蒸汽机和内燃机这些原动机的发现给近代带来的影响那样巨大。对于所有这些进步，古希腊科学还不够条件。
我们已经说过，古希腊科学的发展持续了近一千年的不断的进化。就像在科学中总是会发生的那样，在此期间也有活动与进步之较大和不大的时期。高峰或许是这样一些结果的突发，如米利都学派（the
School of Miletus）（公元前六世纪）、同一纪元中的五世纪和四世纪的雅典学园，继承雅典学园的吕刻昂和亚历山大博物馆（在这里涌现了通常所谓的“古希腊式科学”）。的确，可能就是博物馆，进行着到那时为止在世界之一个地方曾经有过的最大量的科学活动。博物馆的图书部有五十万卷莎草纸经典，大约一百名其薪水由亚历山大大帝提供的教授来使用这些经典。博物馆中有用于研究、解剖显示、演讲和学习的专门屋子。博物馆附近有一个天文台、一个动物园和一个植物园。“这样一些研究和学术的机会在以前是从未有的。充分利用这些机会保证了这些学者的成功。”我们将看到，这种研究的机会和设施极其普遍，正是现代科学的特殊优点之一。
在描述了希腊在理性思想和经验科学这两方面的进步之后，对希腊科学我们能够给出什么概要的特征呢？最突出并且广为流传的观点是，在希腊思想中对于在经验上检验其概括性命题缺少始终一贯的关心。通常认为，古希腊人更感兴趣的是一个系统的内部一致性而不是客观的实验；他们主要诉诸于“合理之某种主观的体验”，以及“内在一致的推理。”就像怀特海简要地但也许是过分强烈地评价的，希腊科学“过于理论化”。总的来讲，这大概是一种对于古希腊科学恰当描述。然而，它绝不应该使我们认为古希腊人“只是哲学家”，而不是杰出的科学家。为避免这种误解，我们应该注意法林顿的结论：“在吕刻昂和博物馆，研究效率达到相当高的水平。在逻辑上组织知识的能力是巨大的。确定性信息的范围之广是令人难忘的，获得信息的速率更是令人难忘。对关于实验的理论一直是理解的。”
就在他关于社会对古希腊科学的影响的分析之中，我们不能同意法林顿的一个重要观点。根据法林顿的说法（他的看法已为其他人所采纳），当希腊分化成为一个自由人和奴隶的社会时，希腊科学就衰落了。这就是说，希腊科学的衰落在柏拉图时代就发生了，对于建立一种证明市民优越于奴隶、理论优越于实践、哲学优越于科学的思想体系，柏拉图负有很大的责任。然而，法林顿自己的希腊史记载与希腊科学在柏拉图之后衰落的断言相左。例如，他赞扬亚历山大博物馆中的人们，他赞扬托勒枚和盖伦的科学成就和他们的观察与实验，然而，他们生活在柏拉图之后的四百年间。在法林顿的观点中，所有把希腊科学做为某种阶级结构及其相伴随的意识形态的产物之解释，似乎被一种教条的马克思主义加以极端的简化。奴隶社会的存在也许一直是有重大影响的，但是在整个这样一种社会占优势的时期也存在着连续的和巨大的科学发展。一个令人满意的希腊科学社会学仍然有待撰写。在撰写希腊科学的社会学时，不仅要包括比阶级结构更多的社会影响，而且还要着重注意科学之相对自主性与这些社会影响相互作用的方式，正是这种方式产生我们一直在考察的希腊科学。
当然，希腊人之历史继承者是罗马人，他们主要是在法律、行政和军事艺术上做出了杰出的成就，他们在哲学或科学，在数学或技术上没有取得什么进步，这是众所周知的。罗马人为西方文明奉献了有别于希腊人的礼物；而且，尽管他们自己确实没有成为科学家，但他们至少支持了已经存在的科学。允许古希腊式科学在公元后前三四个世纪期间兴旺发达，这可不是罗马帝王的小小美德。当然，在罗马人之后，即在公元500年后可能持续了五个世纪的所谓的黑暗时代，科学活动有相当大的衰落。然而，即使对这一明显的衰落时期，也必须以一种较之由涵括自罗马衰落以来欧洲历史的历史教科书向我们提供的一种传统的观点更开阔的眼界来看待。在我们的观点中，如果包括整个地中海地区——为什么我们不呢？——而不仅仅是欧洲大陆，那么我们必定注意到在此期间由阿拉伯人所进行的相当高水平的科学活动，阿拉伯人把他们的新宗教传遍了地中海南缘的所有地区，并且最终通过西班牙传遍欧洲。在宗教上，他们是基督教的一个分支；在科学上，阿拉伯人继承了古希腊科学的遗产，这些遗产相对说来却为罗马人的继承者大大忽略了。阿拉伯人对科学的进化做出了重要的贡献，他们不仅在医学、生物学以及所有的技术技艺上取得了进步，而且他们还发现了代数，发明了零，从而在数学上向世界奉献了十进制体系，该体系使得此后的科学进步比以往更加容易。
简言之，当我们考虑阿拉伯科学——这是一个被相当忽视的主题，它值得以比我们在这里给出的寥寥数笔更多的篇幅来记述——时，科学之历史进化的不连续性要比它有时呈现的弱得多。当我们把阿拉伯做为西方历史的一部分来考虑时，我们看到黑暗时代在欧洲比在其他地方更黑暗。这样，我们对于阿拉伯人不仅对中世纪的而且对近代科学所做出的基本贡献，就不会没有思想准备了。一部科学史，如果缺乏了与该时期发生的事情相关的阿拉伯的部分，那简直是一部差劲的科学史。
然而，到中世纪时，科学进化的主流又回到了西欧，从此从后它就一直持续下去了。我们发现，这一科学进步的早期来源是在中世纪期间，这可能有些奇怪。之所以似乎有些奇怪，是因为人们普遍持这样一种观念，即这一时期正是最佳的非科学时期和最糟糕的反科学时期。可是，如果我们持我们在这里已经采用的更广泛的科学观，即把科学看作理性思维的一种形式，这种形式通过其他形式的理性思维的进步而不断得到丰富，那么我们就能容易地看到中世纪对近代科学的发展做出了巨大贡献。我们不仅把理性思维（它在以后的经验科学中是如此有用）之力量的巨大增强归功于中世纪，而且把这样一种信念的树立也归功于中世纪，即理性思维力量是社会中的人之不可剥夺的能力。这些是我们经常过分低估其价值的礼物。而且，我们还将看到，在此期间即使是经验的科学和技术，也比我们的经院历史通常所报告的要多。
现在我们应该毫无困难地承认，在经验科学上的兴趣和经验科学的发展，永远是一个程度的问题，而不是一个绝对的问题。如果持这个观点，那么中世纪西方社会在超自然世界上的。兴趣确实比在自然界上的兴趣要多得多——但并不完全如此，尽管我们常常这样认为。因此，正是在宗教和超自然的领域，中世纪时期在其来自古希腊的遗产，特别是来自古希腊的大师亚里士多德的遗产之上建造了大厦，把理性思维之力量发展到这样一种高的水平。的确，也许是因为我们的经验主义偏见，中世纪经院哲学已经成为纯粹的和极端的理性思辨之状况的一种象征。在理性思想的历史上，大概没有什么单独的成就比圣托马斯·阿奎那（St．Thomas
Aquinas）论著中的不朽体系更伟大。而且，这在经院哲学家之大量的令人惊奇的成就之中只是最伟大的一个。
那么这一进步与我们正在这里追溯的科学之进化是怎样相联系的呢？在他的那本对现代思想产生了如此巨大之影响的《科学与现代世界》一书中，怀特海证明了中世纪思想对于近代科学的重要意义。怀特海说，与一般意义的事物中的秩序相比，科学需要某种更多的东西。“明确严谨的思想之习惯”——这在科学中是如此的基本——“由于经院神学的长期统治而被灌输到欧洲人的头脑之中。”而且，幸运的是，在经院哲学已经被拒弃之后，这种习惯还持续很久，“寻找精确点并在发现了这一点之时继续寻找，这是无价的习惯。”怀特海还提到了中世纪思想给予科学之发展的其他礼物。例如，“任何错综复杂的事件可能都以某种完全确定的方式与那些例证一般原理的它的类似事件相关这一确定不移的信仰”，虽然在某种程度上存在于所有社会之中，但在由中世纪社会把它应用到所有自然问题之时得到了拓展。中世纪思想的基本点（现在一般都传给了科学和现代思想）是，“存在着一种可以揭开的秘密”。这并不是普遍的，而且并不是在所有社会中都是一种同等有力的思考习惯。例如，那一些坚持上帝之合理性以及自然界是这种合理性之反映的中世纪思想家们，与那些只是看到自然界中不可思议的力量的东方思想家是不同的。这两个根本不同的概念对经验科学之发展的意义已经由历史加以澄清了。
那么就像怀特海已经谈到的，所有这些并不是要说中世纪思想家们自己促进了经验科学，当然也并不是要说他们不认为宗教问题更重要。中世纪宗教概念对西方科学的影响尽管是大的，但却不是有意为之。怀特海说，“先于近代科学理论之发展而产生的科学可能性的信条，是中世纪神学的一种无意识的派生物。”有时，在社会中最有力的因素是那些非有意为之的因素。那些我们“没有意识到的”关于理性和自然的基本文化价值经常就是这种情况，这是因为在许多情况下我们认为它们是当然的。在下一章中，我们将明确考虑一组基本文化价值，它们使得科学成为了一种与现代世界如此相宜的活动。
我们已经说过，在科学上的兴趣是一个程度的问题，说中世纪对科学绝对没有兴趣是不对的。在他们主要关心宗教和非经验事物之理性理解的同时，在理性知识和对经验世界的控制上也有缓慢的增长。我们关于中世纪世界的肤浅知识，使得我们夸大了它的僵化，它的缺乏变化和进步。这是一幅扭曲了的图画，科学史中新的工作正在使之发生变化。在经院哲学家之聚会场所以外的世界中，甚至在宗教寺院中，也存在像圣本尼狄克之合理性教规一样的事物，在概念化的经验知识上也有众多进步及其在技术上的相关改进。这一系列在此期间做出的“非凡”发明长期以来一直被忽视。在公元九世纪到十五世纪之间，存在着发明：为骑乘时有鞍、蹬、嚼子和蹄铁而调理牲畜的现代方法；还有依次用轭、辕和锉刀来调理役畜的现代方法；水车和风车；机械锯；带有打击锤的锻炉；带有阀门的风箱；尖顶拱门和窗玻璃；家用烟囱；蜡烛；铺平了的道路，区别于埋藏在地下的罗马墙；手推车；眼镜；带轮的犁；接近于船的船尾柱的舵，而不是由橹来掌舵的古代方法；运河水闸；火药；平刨；手摇曲柄钻；螺母与螺丝；以及活字印刷，这也许是所有发明中最重要的。
这的确是一个值得注意的清单，事实上这是如此令人难忘，以致利莱把它说成是第二次工业革命的开端。在中世纪早期，劳动力存在着巨大的短缺，这同所有的技术进步一起，导致了水力、风力和畜力之非常巨大的利用。例如，早在1086年，仅在英格兰就有五千架水车，用于织物的漂洗，用于杵锤和锻锤，用于抽水和缠绕。新的技术发展，尤其是新的动力来源，对于早期机器的发展以及因此对于近代科学的兴起具有重大的贡献。
总之，在考虑中世纪期间理性思想之巨大成长以及中世纪在经验科学和技术上的进步之时，我们再次看到在科学的进化中没有根本性的断裂。从其最早的历史，西方社会及其祖先在理性的经验思维和对自然的控制上就经历了连续的（即使有时是缓慢的）进步。每一个时代都对发展之流做出了它的贡献；在近代，发展的结果就是新知识的洪流的形成以及这种知识之新的应用。
在对科学之历史发展进行的大略描述中，现在我们终于到了大约包括十六和十七世纪这个时期，该时期通常被笼统地贴上“近代科学之兴起”的标签，对于这段时期的历史，这里的概述之不充分几乎是比比皆是。当然，完整的叙述至少需要一整本书，一本厚厚的书。然而，对于我们目前的目的，某些重要之点必须要了解，我们某些主题的重要意义必须在历史的记载中加以揭示。但是，对这两个奇异世纪之科学史的深入研究来说，我们这里所做的只应该是个绪论，只应该是入门之言，这一点无论多么强调也不过分。
首先，我们需要了解造成近代科学之兴起的许多事件对所有的在此之前已经发生的事件的相关性。当然，到现在为止应该清楚的是，这不是“凭空”发生的某种事情，不是人类社会中完全奇怪的和新的现象。更加特殊的是，比我们通常所做的更加贴切的科学史之解释将表明，我们过于明显地划分了这一时期，中世纪与近代之早期彼此以许许多多种方式相互贯穿，并非都是以科学发展相连的。这再一次表明，科学之进化从来没有间断过。然而，在十六和十七世纪，确实发生了“某些大事”，这些事情如此之大以致它在科学的进化中似乎成为一种“突变”。基本的历史事实像任何可能引人注意的事情一样引人注目，这个事实即是在此时期发生的所有历史事件中最重要的变化之一。英国历史学家巴特菲尔德（Butterfield）在其近期发表的著作《近代科学的起源》（The
origins of Modern Science）中说，“自基督教的兴起以来，历史上没有什么里程碑堪与此相媲美。”科学呈现出新的视野和新的力量，这些都是如此巨大以致在数量上的进化变化好像几乎成为了一种在质上的变化。但是，我们只能小心谨慎地接受“突变性的变化”这个隐喻。也就是说，只有我们认为突变是以一种基本的方式与其先祖（而不是别的什么东西）相联系时，我们才可能接受这个隐喻。到那时，我们才应该对于科学进化的连续性和在经验理性的王国中没有发生任何根本性的新事情这种说法表示不敬。
我们也必须谨慎地对待另一点。只有当我们懂得近代科学是与其伴随物同时也与其先祖相联系时，我们认为近代科学的兴起是一次“突变”才有可能有所获益。这里我们重申一下我们的主题，科学虽然部分地是通过其自身的结构和逻辑独立发展的，但它也是不断地与许许多多相伴随的社会因素相互作用的。我们已经注意到，以一种过于简单的形式把科学看作是一个整体是容易的。同样简单地去思考近代科学之兴起意义也是容易的。这些事件之巨大的复杂性并不局限于单个的人，像牛顿，或者一个小群体，包括开普勒和波义耳；它不局限于一个单独的科学分支，像物理学，它不是发生在一个单独的国家，像英格兰或法国；以及它当然不能完全由某一个，甚至是几个社会的经济或宗教的变化来解释。近代科学的兴起，即使是在其最狭窄的意义上，也涵括了两个世纪。它包含着丰富多彩的社会变化和科学变化，许多变化是照其本身的逻辑而进行的，但也有许多变化是不断地互动的。
我们想强调在这一简单的短语——近代科学的兴起——之中所体现的复杂性，只是因为相反的观点普遍存在，并且我们相信这些观点会使人产生误解。一个值得注意的和有价值的例外是巴特菲尔德教授的书（我们刚才提到过），巴特菲尔德教授说。“历史的过程是非常复杂的。当科学运动发生之时，其他的变化也出现在社会之中——这些其他因素随时可以与科学相结合以产生我们所称的近代世界。”而且他还注意到这几个因素（科学因素和其他因素）的互动。“的确，科学的、工业的和农业的革命形成了这样一个复杂的体系和相互关联的变化，在缺乏微观考察的情况下，我们不得不把所有这些统称为一次总体运动的诸个方面。”
意识到复杂性的存在，常常是理解的开始：它可以显示历史研究和社会学研究所面临的问题的真正本质。较之提出近代科学之兴起的几个方面并且“把所有这些统称为一次总体运动的诸个方面”，就像巴特菲尔德教授自己所做的那样，我们可以做得稍好一些。我们可以对复杂过程之中的某些重要因素做初步近似的分离。这绝不是对发生在十六和十七世纪中的事情的完整和充分的说明；它只是表明这种说明将要采取的方向。我们可以把我们将要提到的因素——这些因素是应该被提到的，但不一定都是同等重要的——为方便起见分成粗略的两类：内部因素和外部因素。内部因素包括那些一般发生在科学和理性思想内部的变化；外部因素包括各种各样的社会因素。当然，这两种因素只是为了分析而分开的；在我们所考虑的这一时期，它们常常彼此互动，最后的结果是产生近代科学。
那么，我们可以首先取一些内部因素，那些在总体上与科学的相对自主性和理性思想有关的因素。这里所发生的基本变化之一就是笛卡尔哲学的出现，这是一种关于科学与理性主义的新哲学。笛卡尔哲学确实在很大程度上受更早的经院哲学的影响。的确，笛卡尔一直是受耶稣会的培养，圣托马斯的《神学大全》是他随身携带的少数书籍之一。但是，由于笛卡尔拒弃终极原因以及强调通过细致的观察和严密的逻辑推理与数学运算，使得他的哲学与经院哲学有明显的断裂。他的关于数学定律具支配地位的概念，与更早的历史传统主义截然相反，而且成为新科学的重要的指南。当然，笛卡尔对数学非常关心，他发出了对于他的时代来说是最和谐的声音。十六和十七世纪是在数学上做出重要发现的一个时期，其中最不平常的是微积分的发明。这项发明是由莱布尼茨和牛顿两人分别独立做出的。微积分对于科学中新的实质性理论的建立是一种不可缺少的工具，尤其是在物理学和力学之中。天文学尤其得益于整个数学的新发展。可是，其他科学却仍然没有充分利用这一有力的分析工具。
巴特菲尔德说道，“没有数学的成就，科学革命（如我们所知的）是不可能的。”
正是这些新的科学理论，使我们可以谈谈现在的新概念框架，这一框架达到了以前的经验科学从未达到过的概括化和系统化程度。近代科学的兴起部分在于这些经典概念的全盛，这或许只能与我们这个时代的相对论与原子理论的发展等量齐观。这是一个产生“巨人的时代”，像哥白尼、开普勒、伽利略和波义耳这样的巨人的成就以令人眼花缭乱的连续性彼此接踵而来，直至在宏伟的牛顿体系中达到顶峰，这是二百多年来末加改变的科学的基础。所有这些新的概念框架部分建构于以前的概念框架之上，然而，它们也是天才个人的富于想像力的创造性产物。科学中的发现绝不简单地是“必须发生的”。但是对这一问题，即个人创造性和科学必然性之间的关系，我们将更多地谈论后者。现在，我们只须注意到科学理论的成功，这种成功不仅在于个别理论，而且，也许更加重要的是理论在总体上的成功。尽管还存在反理论的、经验主义的偏见，但是近代科学的本质标志是，它认识到理论对于所有研究具有基本的重要性。
近代科学也以精密的实验技术为特征。十六和十七世纪在这方面也取得了进步。出现了接近于系统的受控实验的新的重要进展，以及对于实验方法的新的概括化的理解。归纳与实验方法的主要倡导者弗兰西斯培根说道，“自然的秘密当以技巧加以琢磨时比听其自然时更容易显露出来。”在这一时期成长起来的新的科学业余爱好者协会中，例如在新成立的皇家学会中，培根的“新哲学”（如同人们所称呼的那样），被人们相当自觉地当作研究的一种基本准则。诸如波义耳、罗伯特·胡克和惠更斯等人运用这一准则，在他们的工作中取得了出色的成果。当然，由于奇迹般地发明了新的观察与测量仪器，使新的实验得到相当大的强化：望远镜和显微镜，温度计和气压计，摆钟和气泵。这里，我们也看到技术和科学是怎样彼此影响以及使得彼此更富有成效的，因为这些新仪器常常部分地是技术变革的结果。例如，十六世纪在荷兰玻璃制造工业上的进展使得望远镜和显微镜成为可能。而且，那时正在扩展中的海上商事航行的需要有助于刺激摆钟的发明。但是，我们不能认为科学仪器只是手工艺和工业技术的产物。例如，气压计就像今天的许多科学仪器一样，是因科学研究本身的内部需要和创造性而产生的。
这样，我们就可以看到，十六和十七世纪期间理性思想和经验科学之内部变化的重要性在于什么。它的重要性在于明确理性思想与直接观察经验世界相结合的优点。这是一个新的着重点，那时的人们如果认识到这种有力结合的新颖性，或许就会大谈“新哲学”。怀特海对“这种注入近代思想的新气象”的特征给予了最好的刻划。他说道，这是“一种对于一般原则与不可简化的、不容抹杀的事实之关系的激烈的和情感上的兴趣。正是这种对于细微事实之情感上的兴趣与对于抽象概括之同等的献身的结合，形成了在我们现在社会中的新奇事物。”
与这些在科学和理性思想中的内部变化相平行的和相互融合的，是完整系列的重要外部变化。或许，即使没有科学，十六、十七世纪在西方历史中也标志着一个伟大的转折点。在社会的其他部分，有许许多多新的发展激起近代科学的兴起，或者与之意趣相合，可是，这里我们只能挑出其中的少数几个。这些时期的科学与社会的完整情况仍然没有得到阐述。
一个重要的变化是文艺复兴，即对于古代知识与思想之兴趣的巨大恢复。文艺复兴是因其自身的缘故而对这些古代著作感兴趣的，并不是由于中世纪对这些著作的注释评论。文艺复兴以一种崭新的、批判的精神来阅读这些著作，使得旧的知识对于近代更加适用。这一点对于科学同对于其他思想领域是一样正确的。例如，亚里士多德的著作在1543年被翻译出来，因此与将近一千年来相比，这些著作更直接地汇入科学进化的洪流之中。此外，新的译本得到付印，并且通常是以日常语言印行的，这样，这些著作对于那些新来者，对于那些向旧权威挑战或者把理性思想付诸新的使用的人，变得容易获得了。因此，文艺复兴，特别是在意大利以及出现民族社会的其他地方，对科学以及对文学艺术有一种耳目一新的影响。
社会对近代科学之兴起的影响的许多重点之一，可以在一些新的致力于修习“新哲学”的业余爱好者协会中发现。在所有国家中都有业余爱好者，意大利、法国、英格兰、荷兰和德国；在每一个地方，他们都组织起学会，他们在其中联合从事科学事业和实验。在意大利，有齐门托学院；在英格兰，有皇家学会，它现在仍然存在，并且以高贵传统的拥有者自居；在法国，有法兰西科学院，它只是在其精神之父科尔伯特（Colbert）的有生之年期间兴旺昌盛；以及在德国，有自然神秘学院。在所有这些国家以及在其他国家中，有许多类似的、更小的、更短命的学会。这些学会开了科学专业化的先河。科学正变得足够庞大和足够专门，以致它成为一种专职的工作。因此，在科学中朝向职业专业化的趋势之肇始是近代科学之如此基本的一个特征，以后在谈到科学之社会组织时我们将更多地谈到这一点。学会也变成不仅是国内而且是国际间新知识交流的渠道，每个学会都有正式的外国通讯员负责报告他的国家中的事情；阅读这些通讯员的来信是会议的一项议程。例如，在十七世纪末，任何重要的科学实验和文章在欧洲大陆上刚一出现就以这种方式报告到皇家学会。当科学家们旅行时，他们发现他们在其他国家为人所知并为人所研究，他们被邀为尊贵的客人来描述他们的科学工作。这些学会出版了最初的科学期刊，其中现在仍然可以读到的是皇家学会的《哲学会报》，它们出版由它们自己的会员和外国同行撰写的科学书籍。我们可以回想一下，正是在皇家学会的催促下，牛顿才第一次发表了他的新发现，而他在许多年以前就已做出了这些发现。
沃恩斯坦告诉我们，“正是科学的实验性质促使学会成立，这一点怎么强调都不会过分。”这当然是科学本质的一个重要部分，因为随着实验科学的成长，科学实验室和科学仪器既是基本的也是耗资巨大的。只有联合小组才有可能负担得起合适的工作场所和必要的仪器（像气泵、望远镜和显微镜）的费用。但是，学会不止是实验性的，它们在总体上是反独裁主义的。例如，与当时的大学（那里亚里士多德主义和经院哲学依然盛行）相比，学会是向思想上的旧权威挑战的更安全的场所。新科学主要是来自学会中的门外汉而不是来自已有的大学，就像科学在近代时期的状况一样。当然，大学并非是完全没有有利的影响。哥白尼和伽利略在他们一生中的重要时期是在帕多瓦大学度过的，当然该大学的医学院由于培养了维萨留斯（Vesalius）、法本里夏斯（Fabricius）和威廉·哈维而光彩夺目，后者是血液循环的发现者，这个概念向古代盖伦与亚里士多德权威发出了彻底挑战。它表达了由笛卡尔所鼓吹的带有实验与观察之确认的“彻底的怀疑”精神。
出于他们本身对科学的忠诚，业余爱好者协会显示了功利主义的倾向，这是近代科学的另一重要价值。沃恩斯坦说道，“他们自己关心家常兴趣之事物，例如贸易、商务、工具和机械，并且试图以科学之光来改善日常的生活。”纯粹科学和应用科学在那时同在今天一样具有同样的重要联系，关于它们之间的关系我们将在后面谈到。我们已经说过，这一点被一些马克思主义的作者（值得一提的是苏联人B·黑森）夸大了。英国历史学家G·N·克拉克在反驳黑森时承认科学与技术在十七世纪有联系，但是他认为它们不是一种广泛的和相互的联系，与现在相比它们之间的联系更加“零零碎碎”。至少在英格兰，特别密切的是科学与航海技术之间的联系。正在兴起的英国人的海运兴趣——既有其商业利益也有驾舰航行的兴趣——要求航行技术比没有良好的记时术和确定距离之简易方法时更可靠。这些需求对于在此方面的科学工作是一种直接的刺激，因此我们把在天文学之基本科学上的进步和关于弹性的本质的基本发现归功于这些刺激，后一项发现使得最终制造精确的记时工具成为可能。
我们可以举另一个经济与技术因素影响近代科学之兴起的例子。利莱曾经指出，自大约1550年以来，许多国家的人们正在试图开发新的动力来源，用以驱动逐渐开始应用的重型和大型的机械。例如，在发展矿业时，因为煤的需求有巨大的增长，矿井更深，所以需要一种比古老的阿基米德式螺旋泵效率更高的泵。同时还需要比人力和畜力更有效率的动力形式。对于后一种需要直到十八世纪末才取得了令人满意的解决办法。但是十七世纪确实出现了早期形式的蒸汽机，像纽科门（Newcomen）和萨弗里（Savery）机器。可是，就像我们已经说过的那样，对于泵的需要很快地得到了满足。在十六世纪，在各地都发现有阿基米德泵，它开始成为非常熟悉的工具。伽利略似乎从泵中学到了什么东西，他看到在操作时任何空吸泵都不能把水提高三十码以上。他试图解释这个现象，但他得出了错误的理论。然而，他的学生托里拆利（Torricelli）和维维阿尼（Viviani）确实创立了关于水的高度与大气压力之间关系的正确理论。这个理论不仅使得建造工业用空吸泵成为可能，而且对于科学理论本身也有有益的影响。在这个理论的基础上，托里拆利制成了气压计，这是一种早期研究中很有价值的工具。而且，冯·古厄里克在十七世纪利用泵来获得真空，这在今天已为人所熟知。这导致了所谓的“空气泵”的发展，利莱说，后来空气泵“在像波义耳这样的人的手中，也许变成了十七世纪科学进步的最重要的仪器。”科学和技术是相互获益的。
所有这种例子，也许足以说明经济对十六和十七世纪的科学产生了影响。那个时期的经济变革是非常巨大的，它们不能促进但能直接和间接地影响新兴起的科学。当我们在谈论在此期间的任何变化时，商业资本主义和探险活动是非常明显的背景因素，必须予以考虑。但是，仅仅考虑这些背景因素，将无法解释任何和所有的变化。这些和其他的外部因素与科学本身中的内部发展是相互交织的。
对科学之兴起的最后一个外部影响——宗教因素——应该被提到，幸运的是我们可以获得一些社会学的调查研究，它们试图建立科学与社会因素的关系应该是什么的模型。这些调查研究就是由德国社会学家马克斯·韦伯（Max
Weber）在比较宗教社会学中所做的那些研究，以及罗伯特·K·默顿效法韦伯在《十七世纪英国的科学、技术与社会》中所做的研究。
在对世界上几大宗教——印度教、儒教、基督教、犹太教、伊斯兰教——进行广泛的历史研究之后，韦伯做出结论，即不同社会的宗教价值与态度，特别是它们对于自然的意义及其与超自然的关系所持的不同观点，对于日常的活动有巨大的影响。这一点现在对于我们来说也许似乎是一个相当明显的观念，但是在十九世纪末和二十世纪初，当马克思主义和英国功利主义关于经济之首要重要性的哲学观点盛行时，韦伯的理论并非如此迅速地得到承认。韦伯特别感兴趣的是宗教价值对日常经济活动的影响，他主张，对早期近代资本主义的一个基本的刺激是出现在十六世纪加尔文清教主义中宗教态度的新的复合体。这就是韦伯关于“清教主义伦理”对于近代资本主义之重要意义的著名论题。这里，我们关心的不是这个观点，尽管它同韦伯关于科学的主张——这正是我们的兴趣所在——有联系。以他对于这几个伟大的历史社会的知识，韦伯知道，人们在其对于经验世界的适应上，总是或多或少地取得了成功。可是他确信，与他所研究的其他社会的宗教价值相比，希腊－基督教社会的宗教价值对于经验科学的发展更有利。我们已经提到了这些更有利的观点和态度中的一些：自然与超自然的王国相分离的观点；上帝是理性的以及自然的天地万物反映了上帝的理性这种观点；以及人可以在自然的天地万物中发现理性秩序的观点。为所有宗教和所有社会所持的态度是不存在的。例如，韦伯自己证明，中国传统的儒教所持的世界观不同于西方；韦伯所谓的“世界之巫术图像”在中国的突出地位有助于解释中国社会中科学的缺乏。
这里，一个直接相关的问题是韦伯提出的加尔文清教主义，或者他所称呼的“清教伦理”，对于科学的发展是一种特别有利的基督教的态度。加尔文主义把中世纪理性主义的伟大力量带入了日常生活之中，因而刺激了经验科学，因为加尔文主义神学认为以可能的最理性的方式安排他的各种“世俗”的活动，经济的和其他的活动，是人的宗教责任。当然，几个世纪以来，这一宗教态度逐渐世俗化，直到理性经验活动之目的和正当性不再直接地而仅仅间接地是宗教的问题。然而，在十七世纪，当这种正当性仍然是宗教问题时，新的加尔文主义世界观对科学的成长提供了一种强烈的推动力。似非而是的是，加尔文主义神学的超自然神谕禁止关于经验世界的理性思想。
就像我们已经说过的那样，美国社会学家罗伯特·K·默顿接受了韦伯的观点，把它特别地与十七世纪英格兰的加尔文清教主义联系起来，并且给予了一次详细的经验检验。这里，我们只能概要地报告一下这一检验。首先，默顿主要利用皇家学会《哲学会报》上的论文做为他的证据对十七世纪英国的科学活动做了详细的定量研究，并且阐明积极从事科学的清教徒的数量以及他们促进科学的程度，较之其他的宗教团体以及特别是天主教团体，大得不成比例。默顿还附带地搜集了统计证据，以显示清教徒相对于天主教徒不成比例地参与了科学，这一点对于欧洲大陆以及对于英国来说一直持续到现代。对于这种差别，就美国的情况而言，我们将在以后更多地谈及。
然后，默顿转到了一组构成加尔文清教主义的宗教信条与态度，这些信条表达在神学著作中，布道中，以及向世俗之人提供精神指南的书中。正是这组信条，正是这种简称为“清教伦理”的东西，造成了对科学活动之倾向中的差异。这些信条是什么呢？清教徒持下列观点，即人可以通过理解自然界来理解上帝，因为上帝自己显现在自然界的杰作之中。因此，科学与宗教不是不相容，反而是信仰的坚实基础。他们觉得，由于“辛勤劳作”如果不是一种考验就是一种选择拯救的标志，由于人们可以通过社会功利主义来使上帝增添光彩，那么科学之所以是正当的是因为它是一种辛勤劳作和改善社会的有效手段。而且，他们赋予理性以高的价值，这是因为只有人被上帝选中而拥有理性，还因为理性约束着懒惰和偶像崇拜。清教徒不因其自身的缘故而尊重经验世界，但是经验世界做为理性的、有秩序的活动的场所——这对于科学是如此有用——却得到了上帝的证明。
这些宗教观点对于科学活动的意趣相合性是显然的。默顿在总结时说道，“在清教伦理中，理性主义和经验主义的结合是如此显著，它形成了近代科学的精神本质。”
我们利用了默顿的研究，来表明宗教因素对近代科学之兴起的影响，但是我们也会重复道，这在关于科学的社会研究中具有广泛的方法论的影响。一方面，在表明在特定场合和时间科学活动之间的某种直接和特殊的关系上，它有着基本的科学的优越之处；另一方面，在表明某种经过仔细定义的和分离的社会因素上也是如此。例如，默顿并未宣称清教主义在整体上对科学具有这种有利的影响，而仅仅是加尔文主义，仅仅是处于某一既定发展阶段的加尔文主义。最后，像韦伯一样，默顿并未宣称十七世纪英国的清教徒有意打算造成科学与“清教伦理”之间的这种关系。社会对科学的影响，像我们已经提到过的科学对社会的相反影响一样，恰好是在无意识的时候常常是最强有力的。
到这里，我们可以停止我们对科学之历史进化的所有过分简要的说明了。我们相信，没有必要来进一步例证这六个主题了，它们在后几个世纪——继我们刚刚在谈论的那个时期（近代科学兴起的时期）之后——的科学史中，可以得到最好的显示。
下一章，我们将转到说明最有利于科学在二十世纪的世界中维持一个高水平发展的社会和文化因素。从现在起，我们将更感兴趣于分析充分发达的科学之本质和状况，而不是在于科学进化的历史。
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