我们绝不要忘记，早在我们之前很久，科学和哲学便已进行了反暴君的斗争。其持续不断的努力造成了这场革命。作为一个自由而且知恩图报之人，我们应当让两者在我们当中扎下根来，并永久地加以珍爱。因为科学和哲学将维护我们赢得的自由。
——国民公会议员[1]
歌德说：“科学的问题，常常是使人发迹的问题，一项发现就可以使一个人一举成名，并为他奠下成为公民的财富基础……每一种新观察到的现象就是一项发现，每一项发现都是财产。只要涉及财产，他的热情便会立刻被激发起来。”
——《歌德谈话录》，1823年12月21日
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将艺术与科学类比总是危险的，因为艺术和科学各自与它们昌盛于其中的社会关系大为不同。然而，科学也以它们的方式反映了工业和社会的双元革命。部分是由于革命造成了对科学的特殊新需求；部分是由于革命为科学开辟了新的可能性，并为它带来新问题；部分是由于革命存在的本身提出了新的思维模式。我并不想说，1789—1848年间的科学发展，能纯粹从其周围的社会运动角度来加以分析。大多数的人类活动都有其内在逻辑，它至少部分决定了这些活动。1846年发现海王星一事，并不是由于天文学之外的任何事物推动了这一发现，而是由于1821年布瓦德（Bouvard）的图表显示，1781年发现的天王星轨道出乎意料地偏离计算数据；由于19世纪30年代后期，这种偏离已大到足以假定是由于某种未知的天体干扰所造成的；也由于众多天文学家开始着手计算这一天体的位置。然而，甚至最狂热信奉纯科学之纯洁性的人也体认到，只要科学家，甚至最远离尘世的数学家，生活在一个比其专业更为广阔的世界的话，那么，科学思想至少会受到学科专门领域之外的事物影响。科学的进步并不是简单的线性前进，每一个阶段都解决了此前隐含或明显存在的那些问题，并接着提出新问题。科学的进步也得益于新问题的提出、对旧问题的新看法、处理或解决旧问题的新方法、科学研究的全新领域，或研究的新理论和实践工具的新发现。在此，外在因素便有着广大的空间可对科学思想发挥激励或塑造作用。如果说事实上，我们这个时代的大多数科学都是依单纯的线性路径前进，就像基本上仍处于牛顿体系之内的天文学那般，那么，这一点可能并不非常重要。但是，如同我们即将看到的那样，本书所论时期是一个在某些思想领域（例如数学领域）里有着全新发展的时期，一个蛰眠的科学纷纷苏醒（例如化学领域）的时期，一个实际上创造了新科学（例如地理学）的时期，一个将革命新观念注入其他科学之中（例如社会科学和生物科学）的时期。
在所有造成科学发展的外在力量之中，政府或工业对科学家的直接要求是最不重要的。法国大革命动员了他们，让几何学家兼工程师卡诺负责雅各宾的战争工程，让数学家兼物理学家蒙日（Monge，1792—1793年任海军部长）以及一个数学家和化学家小组负责战时生产，就像它早先曾请化学家兼经济学家拉瓦锡负责国家收入的估算一样。像这样训练有素的科学家进入政府做事，也许在近代或任何时代还是头一遭，但是，这对政府比对科学更为重要。在英国，这个时代的主要工业是棉纺织、煤、铁、铁路和船运。使这些工业产生革命性变化的技艺，是那些有实际经验（太有经验了）者的技艺。英国铁路革命的主角是一位对科学一窍不通，但却能觉察出什么东西能使机器运转的史蒂芬森——一位超级匠人而非技师。那些像巴贝奇一样的科学家，试图使自己对铁路有所贡献；那些像布鲁内尔一样的科学工程师，则试图使铁路建立在合理而非纯经验的基础之上。然而他们的企图却毫无结果。
在另一方面，科学却从科技教育的大力推动以及稍嫌逊色的研究支持当中，获得极大的好处。在此，双元革命的影响是相当清楚的。法国大革命改造了法国的科学和技术教育，这项工作主要借助于综合工科学校的设立（1795年，以培养各类技术人员为宗旨）和高等师范学院（1794年）的雏形——该学院是拿破仑中等和高等教育总体改革的中坚部分。法国大革命也重振了衰败的皇家学院（1795年），并在国家自然历史博物馆内创设了（1794年）第一个名副其实不局限于物理科学的科学研究中心。在本书所论时期的大多数时间里，法国科学的世界优势地位差不多都要归功于这些主要基地，特别是综合工科学校，那是贯穿后拿破仑时期的雅各宾主义和自由主义的骚动中心，也是伟大数学家和理论物理学家无与伦比的摇篮。在布拉格、维也纳和斯德哥尔摩，在圣彼得堡和哥本哈根，在德意志全境和比利时，在苏黎世和马萨诸塞州（Massachusetts），都仿效法国而建立了综合工科学校，只有英国例外。法国大革命的震撼，也把普鲁士从死气沉沉的教育当中震醒了。在普鲁士复兴运动中建立的新柏林大学（1806—1810年），成为大多数日耳曼大学的楷模，而这些大学接着又将为全世界的学术机构树立典范。这类改革同样没有发生在英国，在英国，政治革命既未取得胜利又未达到突破。然而，这个国家的巨大财富，使建立诸如卡文迪什（Henry Cavendish）和焦耳（James Joule）实验室那样的私人实验室成为可能，而明智的中产阶级人士，也对追求科学和技术教育具有普遍的渴望，这两点使英国在科学发展方面获得了可观的成效。一位巡游各地的启蒙冒险家拉姆福德伯爵（Count Rumford），于1799年建立了皇家研究所（Royal Institution）。该机构的名声主要来自其著名的公共讲座，然而它真正的重要性则在于它为戴维（Humphry Davy）和法拉第（Michael Faraday）提供了无与伦比的科学实验机会。事实上，它是科学研究实验室的早期范例。诸如伯明翰新月学会以及曼彻斯特文学和哲学协会这类科学促进团体，都争取到了该地企业家的支持：道尔顿（John Dalton）这位原子理论的奠基者就来自后者。伦敦的边沁学派激进分子建立（或毋宁说是接管和改变）了伦敦机械学院（London Mechanics Institution，今日的伯贝克学院），将它发展成培养技术人员的学校；建立了伦敦大学，以作为沉寂的牛津大学和剑桥大学之外的另一选择；建立了英国科学促进协会（1831年），以取代如没落贵族般死气沉沉的皇家学会。这些机构成立的目的都不纯是为知识而知识，这也许是专门的科学研究组织迟迟未出现的原因。甚至在德意志，第一个大学化学研究实验室［李比希（Liebig）在吉森（Giessen）建的实验室］也要到1825年才得以设立（不用说，那是在法国人的支持下建立的）。像在法国和英国一样，有些机构提供技术人员；有些机构则培养教师，如法国、德意志；有些机构则旨在灌输青年人一种报效国家的精神。
因此，革命的年代使科学家和学者的人数以及科学产品大量增加。并且，它还目睹科学的地理疆域以两种方式向外扩展。首先，在贸易和探险的过程当中，便为科学研究开辟了新的世界领域，并且带动了相关的思考。洪堡（Humboldt，1769—1859）是本书所论时期最伟大的科学思想者之一，他最初便是以一位不倦的旅行家、观察家以及地理学、人种学和自然史领域内的理论家而做出贡献。尽管他那本综合一切知识的杰作《宇宙》（Kosmos ，1845—1859），并不局限于某些特别学科的界限之内。
其次，科学活动的地域，也扩及那些在当时仅对科学做出极小贡献的国家和民族。举例来说，在1750年的大科学家名单上，除了法国人、英国人、日耳曼人、意大利人和瑞士人之外，几乎见不到别的国家。然而，19世纪上半叶主要数学家的最短名单，也包括了挪威的阿贝尔（Henrik Abel）、匈牙利的鲍耶（Janos Bolyai），甚至更遥远的喀山城（Kazan）的洛巴切夫斯基（Nikolai Lobachevsky）。在此，科学似乎再次反映了西欧之外民族的文化兴起，而这项发展是革命年代十分引人注目的产物。科学发展中的这种民族因素，也可从世界主义（cosmopolitanism）的衰落当中反映出来，世界主义原是17世纪到18世纪小科学团体的特有称谓。国际名人到处游走的时代——例如，欧拉（Euler）从巴塞尔到圣彼得堡，再到柏林，然后又回到叶卡捷琳娜大帝的宫廷——已随着旧制度一块消逝了。从此，科学家只好留在他的语言地域之内，除了短期的出国访问之外，都是通过学术性刊物与同行交流。这样的刊物是这一时期的典型产物，例如《皇家学会通报》（Proceedings of the Royal Society ，1831）、《自然科学院报告》（Comptes Rendus de l’Academie des Sciences ，1837）、《美国哲学学会通报》（Proceedings of American Philosophical Society ，1838），或者新的专业刊物，比如克列尔（Crelle）的《科学院统计报告》（Journal für Reine und Angewandte Mathematik ），或者《化学物理学年鉴》（Annales de Chimie et de Physique ，1797）等。
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在我们判断双元革命究竟对科学造成什么样的影响之前，最好先简略评述一下科学界的发展。总的说来，古典自然科学并未发生革命性变化。也就是说，它们主要还是处在牛顿建立的考察范围之内，或是沿着18世纪早就走过的研究路线继续下去，或是把早期不完整的发现加以扩展并发展成更广泛的理论体系。以这些方式开辟的新领域中，最重要的（并具有最立竿见影的技术后果）就是电，更确切地说是电磁学。下列五个主要日期（其中四个在本书所论时期）标志着电磁学的决定性进步：1786年，伽伐尼（Galvani）发现了电流；1799年，伏打（Volta）制成电池；1800年，发现电解作用；1820年，奥斯特（Oersted）发现了电和磁之间的关系；1831年，法拉第确立了这几种力之间的关系，并于无意中发现，他自己开创了一种研究物理学的新方法（用“场”取代机械的推力与拉力），预示了现代科学的来临。新的理论综合中最重要的是热力学定律，即热和能之间的关系。
天文学和物理学的近代革命在17世纪便已发生，而化学界的革命在本书所论时期才刚刚兴起。在所有科学当中，化学与工业技术，尤其与纺织工业中的漂洗和染色过程关系最紧密。更有甚者，现代化学的创造者不仅是本身具有实务经验，并与其他拥有实务经验者密切配合（比如曼彻斯特文学与哲学协会的道尔顿和伯明翰新月学会的普里斯特利），而且有时还是政治革命家，虽然是温和派。其中有两个人成为法国大革命的牺牲品：落在托利党乱民手中的普里斯特利，是因为他过度同情这次革命；伟大的拉瓦锡被推上断头台，则由于他不够同情革命，或主要因为他是一个大商人。
如同物理学一样，化学也是法国科学中相当卓越的一支。它的实际创始人拉瓦锡（Lavoisier，1743—1794），就是在法国大革命那年发表了主要论著《化学基本教程》（Traité Elémentaire de Chimie ）。其他国家，甚至像德意志这类后来成为化学研究中心的那些国家，对化学发展的推动，尤其是化学研究的组织工作，基本上都是导源于法国。
1789年前的主要进展在于，通过阐释某些诸如燃烧之类的基本化学过程，以及一些诸如氧那样的基本元素，在经验性实验的混乱之中理出了一些重要头绪。他们也为这一学科进行精确的定量测量，并制定了进一步研究的规划。原子理论（由道尔顿于1803—1810年间开创）的关键概念，使得发明化学公式并用以展开对化学结构的研究成为可能。大批新的实验结果接踵而来。19世纪的化学已成为所有科学当中最富生命力的学科之一，因而也变成吸引（如同每一个富有活力的学科一样）大批聪明才智之士的学科。不过，化学的气氛和方法，基本上依旧是18世纪的。
然而，化学有一种革命性影响，那就是发现生命能够用无机化学的理论加以分析。拉瓦锡发现，呼吸是氧化的一种形式。沃勒（Woehler）发现（1828年），原本只能在生物体内找到的化合物——尿素——也能够在实验室内借由人工合成，从而开辟了广阔的有机化学新领域。虽然进步的巨大障碍，即那种认为有生命物体所遵循的自然法则与无生命物体根本不同的信念，已受到沉重的打击，但机械的方法也好，化学的方法也好，都未能使生物学家取得更大的进展。生物学在这一时期的最基本进展，即施莱登（Schleiden）和施旺（Schwann）关于一切生物都是由无数细胞组成的发现（1838—1839年），这一发现为生物学建立了一种相当于原子论的理论；不过成熟的生物物理学和生物化学则仍然要等到遥远的将来。
数学界发生了一场虽然不如化学那样引人注目，但就其本质而言，甚至更为深刻的革命。物理学依旧处在17世纪的框架之内，化学穿过18世纪打开的缺口，在一条宽广的战线上展开。与上述两者不同，本书所论时期的数学却进入了一个全新天地，远远超出了仍然支配着算术和平面几何的希腊世界，以及支配着解析几何的17世纪世界。复变数理论［高斯（Gauss）、柯西（Cauchy）、阿贝尔、雅可比（Jacobi）］、群论［柯西、伽罗瓦（Galois）］或向量理论（汉密尔顿）为科学带来的革新，除获得数学家的高度评价之外，很少人能领略其奥妙。通过这场革命，俄国的洛巴切夫斯基（于1826—1829年）和匈牙利的鲍耶（Bolyai，于1831年），竟推翻了人们信奉最久的理论——欧几里得几何。欧几里得逻辑那种气势恢宏而且不可动摇的结构，是建立在某些假定之上，其中之一是平行线永不相交公理，而这项公理既非不言自明，又不是可验证的。在另外一些假定之上建立同样的几何逻辑，在今天看来可能是很简单的，例如（洛巴切夫斯基、鲍耶）与任一线L平行的线无限延长可以通过P点；或者［黎曼（Riemann）］任何与L线平行的线都不经过P点。由于我们已能建造出适用这些规则的真实平面，情况就更是如此了（因此，地球就其是个球体而言，是与黎曼的而不是欧几里得的假定相符）。然而，在19世纪早期做出这类假定，却是一桩堪与以日心说取代地心说相比的大胆思想行为。
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除了对那些以远离日常生活而著名的少数专家的关注外，数学革命便在无声无息之中过去了。而在另一方面，社会科学领域的革命则几乎不可能不冲击到一般大众，因为它明显地影响了他们，一般来说，人们相信情况变糟了。皮科克小说中的非职业科学家和学者，温柔地沐浴在同情或爱抚的嘲笑之中；而蒸汽知识学会（Steam Intellect Society）中的经济学家和宣传家的命运，则大不相同。
下列这两场革命便是明确的例证，两者的合轨产生了集社会科学之大成的马克思主义。第一场革命延续了17和18世纪理性主义者的光辉开拓，为人类居民建立了相当于物理法则的规范。其最早的胜利是政治经济学系统演绎理论的构建，及至1789年，这方面已取得了很大的进展。第二场革命是历史进化的发现，它实质上属于这个时代并与浪漫主义密切相关。
古典理性主义者的大胆创新表现在如下的信念上，即逻辑上的必然法则同样适用于人类的意识和自由决定。“政治经济学法则”就属于这一类。那种认为这些法则就如同重力法则（它们常被与这一法则进行比较）一样，不会随着人的好恶而转移的信念，为19世纪早期的资本家提供了一种无情的确定性，并趋向于向他们的浪漫主义反对者灌输一种同样野蛮的反理性主义。原则上，经济学家们当然是正确的，尽管他们显然夸大了作为他们推断基础的那些假设（“其他物品”的供给“维持衡量不变”）的普遍性，而且有时也夸大了他们自己的智力。如果一个城镇的人口增加一倍，而住房数量却保持不变，那么在其他事物维持不变的情况下，房租必定会上涨，这是不会因为任何人的意志而改变的。这类命题遂产生了由政治经济学（主要在英国，虽然在较低程度上也出现在18世纪的旧科学中心，如法国、意大利和瑞士）构建而成的演绎体系之力量。如同我们已看到的那样，从1776年到1830年的这一时期，这种力量正处于其胜利的巅峰时期，并得到首次系统出现的人口统计学理论的补充，这种理论旨在建立可用数学方式描述的人口增长率和生活资料之间的关系。马尔萨斯《人口论》的支持者，沉浸在发现下列事实的热情之中：有人已证明，穷者总是受穷，对他们的慷慨和捐助必使他们更穷。其实，《人口论》既不像其支持者所说的那样是首创的，也不具说服力。其重要性并不在它的思想成就，因为这方面并不突出，而在于它主张以科学的方法将诸如性生活这般纯属个人而且随意变化的一些决定，视为一种社会现象。
将数学方法运用到社会之中，是这一时期的另一项主要进展。在这方面，讲法语的科学家处于领先地位，无疑这是得益于法国教育的极佳数学氛围。因此，比利时的凯特尔（Adolphe Quételet）在其划时代的著作《论人》（Sur l’ Homme ，1835）中指出，人类特征在统计学上的分布是遵循已知的数学法则，据此，他以人们一直视为过分的信心，推断出社会科学与物理学融合的可能性。对人口进行统计归纳并在归纳的基础上做出确实可靠的预测，这种可能性是概率论专家长期期待的（凯特尔进入社会科学的出发点），也是诸如保险公司之类必须依靠其从事实际工作的人们所长期期待的。但是，凯特尔和兴致勃勃的当代统计学家、人类学家和社会调查研究者群体，却把这些方法应用到远为宽广的领域之中，并且创造了仍然是社会现象调查研究的主要数学工具。
社会科学中的这些发展是革命性的，就像化学一样，都是遵循那些早就在理论上取得的进展而实现。不过，社会科学也有一项全新而且值得称道的独特成就，这项成就反过来又有益于生物科学和甚至诸如地理学一类的自然科学，即发现历史是一种符合逻辑的进化过程，而不仅是各种事件的年代更替。这种创新与双元革命之间的关系十分明显，几乎无须论证。于是，被称为社会学（这个词是孔德在1830年左右发明的）的学科，直接从对资本主义的批判中萌生出来。被公认为社会学奠基者的孔德，就是以空想社会主义者先驱圣西门伯爵的私人秘书身份开始其生涯的。[1] 社会学最令人生畏的当代理论家马克思，便是把他的理论视为改变世界的工具。
作为一门学术性学科的历史学的创立，也许是这种社会科学历史化过程中最不重要的方面。的确，历史写作的时尚在19世纪上半叶风行欧洲。几乎不曾见过这么多人以坐在家中撰写大部头历史著作的方式，来理解他们的世界：俄国的卡拉姆津（Karamzin）、瑞典的耶伊尔（Geijer）和波希米亚的帕拉茨基（Palacky），各是其本国历史学的奠基人。在法国，企图借由过去来理解现实的要求特别强烈，法国大革命很快就成了梯也尔（Thiers）、米涅（Mignet）、博纳罗蒂、拉马丁和伟大的米什莱等，进行深入细致和带有党派偏见的研究题目。那是一个历史编纂学的英雄时代，但是，除了作为历史文件、文献或者偶尔作为天才的记录之外，法国的基佐、梯叶里（Augustin Thierry）和米什莱，丹麦人尼布尔（Niebuhr）和瑞士人西斯蒙蒂，英国的哈勒姆（Hallam）、林加德（Lingard）和卡莱尔，以及无数的德意志教授的著作，却很少幸存至今。
这种历史学觉醒的最持久后果，表现在文献编纂和对历史学的技术性整理。搜集过去的文字或非文字文物，成为一种普遍的爱好。虽然民族主义也许是历史学最重要的激励因素：在那些尚未觉醒的民族中，历史学家、词典编辑者和民歌搜集者，常常就正是民族意识的奠基人；但其中仍不乏保护历史免受当时蒸汽动力进攻的企图。因此，法国创办了法国文献学院（Ecole des Chartes，1821年），英国创办了公共档案局（Public Record Office，1838年），德意志邦联开始出版《德意志历史文献》（Monumenta Germaniae Historiae ，1826），而历史学必须建立在对原始材料的审慎评估之上的信条，则是由多产的兰克（Leopold von Ranke，1795—1886）确立的。同时，如我们已见到的那样（参见第十四章），语言学家和民间传说研究者，编纂出了其民族语言的基本字典和民族的口头传说集。
把历史放进社会科学，对法律、神学研究，尤其是全新的语言学，有着最为直接的影响。在法律领域，萨维尼（Friedrich Karl von Savigny）建立了法学的历史学派（1815年）；在神学研究中，历史准则的应用（显著地表现在1835年施特劳斯的《耶稣传》中）吓坏了基本教义信徒。语言学最初也是从德意志发展出来的，那里是史学方法传播最强有力的中心。马克思是一位日耳曼人，这并非偶然。表面上对语言学的激励，是来自欧洲对非欧洲社会的征服。琼斯爵士对梵文的开创性研究（1786年）是英国征服孟加拉的结果，商博良（Champollion）对象形文字的解读（针对这一课题的主要著作发表于1824年）是拿破仑远征埃及的结果，罗林森（Rawlinson）对楔形文字的阐释（1835年）反映了英国殖民官员的无处不在。但是，语言学事实上并不局限于发现、描述和分类。在伟大的德意志学者手中，比如葆朴（Franz Bopp，1791—1867）和格林兄弟，它成了名副其实的第二种社会科学（第一种是政治经济学）；说它是第二种社会科学，是因为它在像人类交流这样显然变幻莫测的领域当中，发现了可资应用的普遍法则。不过，与政治经济学的法则不同，语言学法则基本上是历史的，或更确切地说是进化的。[2]