方法論上的革新

從古希臘到中世紀，人類認識自然的主要方法是靠“天才的自然哲學的直覺”以及隨後產生的三段論。憑借直覺方法，希臘哲學家不僅把自然界萬物的變化看成一種循環，而且提出很多在整體上似有道理、而在細節上往往流於荒謬的假設。中世紀基督教使人的理性為信仰服務，並把人的興趣從世俗引向天國，神學家們運用三段論尋求關於“上帝存在”的各種證明或者去探討“天使是否睡覺”、“一個針尖上可以站多少小天使”之類的問題。經院哲學研究問題的方法，特別是迷信權威和教條的態度抑製了人們對探索自然的興趣。

文藝複興以來，作為近代科學方法論變革的重要特征，乃是經驗方法在認識自然和建立知識體係中的地位的變化。而這種經驗論的方法論思潮萌芽的代表人物是中世紀末期唯名論哲學家格羅塞特和羅吉爾·培根。在此之前，鄧斯·司各脫和威廉·奧卡姆由於把神學以外的課題劃為理性王國的範圍，而為古典學術在不違背教義的前提下獲得獨立創造了精神條件。此外，14世紀人文主義者彼特拉克等人在他們的著名詩歌中所表達的嶄新的對自然的熱愛，無疑大大推動了新的觀察和研究自然之方法的進步。

對自然事物研究方法的真正變革開始於15世紀下半葉，其代表正是前麵提到的天文學家哥白尼和生理學家維薩留斯。他們用精心而係統的觀察或實驗結果否定了被中世紀基督教奉為權威的錯誤學說或教條。由此使自然科學從神學和經院哲學的思辨傳統中獨立出來。到17世紀，在對亞裏士多德三段論進行深刻批判的同時，自然科學研究逐步形成了一整套麵對自然的新方法。

與實際需要的接近

近代早期科學革命的又一特點，是科學發展同工藝技術傳統的緊密結合。這在自然科學處於經驗水平時期是必然的。正如恩格斯所說，歐洲新興資產階級為了壯大自己的力量，迫切“需要有探察自然物體的物理特性和自然力的活動方式的科學”。

由於國際貿易和遠洋探險事業的發展，對航海術提出了大量的實際問題都需要科學去解決。15世紀初，葡萄牙的航海家已到達西非海岸。1420年前後由一位親王“航海家”亨利支持建立的航海研究所和天文台，發現托勒密地理學著作中繪製的非洲地圖與實際極為不符，於是包括德國和意大利數學家、地理學家在內的地圖繪製者從15世紀60年代起開始了海陸探測並繪製航海圖。於1474年繪製了由西方環繞地球的航線。由此而引起葡萄牙人的“科學航海運動”，並在16世紀開始取得積極成果。此外，西班牙人哥倫布在航抵西印度群島的過程中也繪製了海洋圖。過了一個世紀，1569年荷蘭地理學家麥卡托（1512—1594）根據自己發明的投射法繪製了可供航海家用的世界地圖《根據航海資料修正描繪的新的和不斷擴展的世界》。為了更精確地測定經緯度，15、16世紀在法國南部、意大利南部和荷蘭有不少人利用對某些天象的觀測結果來修訂曆法和編訂航海曆書資料。英國和法國正是因地理大發現而在工藝和商業上得到好處，特別是英國采取了吸引外國科學家和工匠的政策，所以很快首先形成了實用科學傳統，接著又形成了基礎科學傳統。英國商人對提倡數學研究特別關心，主要是為解決有關航海術以及圈地運動中產生的測量問題。

在實用科學發展中，印刷術發揮了不可低估的作用，16世紀下半葉至17世紀上半葉很多優秀工匠與發明家的設計與發明都以手冊等出版物形式出現。這些出版物的作者努力把他們發明的新機器建立在達芬奇、斯台文和伽利略等人創立的新力學基礎上。

科學建製萌芽

在科技社會建製初步確立的近代以前，科學研究和科技活動在漫長的曆史中隻是少數人業餘或教會大學兼帶的活動，隻有少數業餘科學家，沒有形成被社會正式認可的科學組織。文藝複興時代的科學家都是單獨工作的，或幾個誌同道合者偶爾在某一大學或某一王侯的宮廷中相遇而共同合作。而在大多數情況下主要是借助信函互通情報。

文藝複興以後，隨著近代自然科學的誕生，從事科學活動的人活躍起來。首先是在大學裏。歐洲中世紀以後，大學的任務起初是培養神職人員、法官和醫生，課程也圍繞神學、法學和醫學設置。後來有一些教師逐漸對科學問題發生興趣，如邏輯學教師開始討論數學和物理學問題，醫學教師開始研究生物學問題，慢慢出現了靠教授自然科學課程得到工資的專門教師，教授自然科學的大學教師成為一種社會職業，這種社會職業孕育著未來的科學家角色。

另外就是以達·芬奇為代表的藝術家和工匠。達·芬奇為了美術創作的需要，進行解剖實驗，研究透視法、眼球的構造、人體肌肉和骨骼構造，研究建築工程以及流體力學等。達·芬奇是一個書本知識不多的人，因為他本人沒有受過正規的大學教育。他之所以能夠取得這些成就，首先是由於他受到了工匠式的訓練，在這種師傅帶徒弟式的訓練中，他學到了各種技能和知識；不僅僅是達·芬奇，文藝複興時期許多學者都是集手工藝者、工程師、藝術家和科學家於一身的人。他們受到工匠傳統的訓練，具有尊重經驗、擅長觀察和實驗的探索精神。從這些人身上我們可以看到，文藝複興時期知識已經離開了經院哲學的書齋，走向了從事具體的社會實踐的人民大眾，科學與實踐相結合的端倪已經顯現。

當大學教師的學術傳統和工匠的實驗探索精神結合起來時，便產生了近代意義上的科學研究，出現了近代科學家的社會角色。科學體製化確立的條件日臻成熟，科學作為一種體製已經呼之欲出。16世紀50年代在意大利的那不勒斯出現了最早的科學社團——自然奧秘協會。但不久就以“私搞巫術”的罪名被封閉了。而在意大利作為世界科學中心的後期，於1601年在羅馬建立了第一所科學研究院——猞猁學院，該學院有32名院士，其中就包括伽利略。1630年因學院讚助人凱西公爵的逝世，學院也完結了。但無論如何，這兩個科學社團的出現，標誌科學社會建製的萌芽。

緊接著，英國在近代科學家社會角色形成過程中邁出了第一步。1644年開始，一批崇尚培根實驗哲學的人物開始每周在倫敦聚會討論科學問題，他們將這個團體稱為“哲學學會”，波義耳稱其為“無形學院”。這一活動最終導致世界上第一個有影響的科學家組織——英國皇家學會在1660年宣布成立，並於1662年獲得英王的特許狀。皇家學會的成立宣告了科學活動和科學家角色在英國社會中得到正式承認。法國在英國之後邁出了第二步。1666年法國建立了巴黎科學院，它是科學家的專門學術機構。雖然科學院院士僅限於少數專職從事科學活動的高級精英人物，但是可以從國家得到豐厚的年薪，還配有助手。所以，巴黎科學院的成立和領取國家薪俸的院士製度的出現，是科學家社會角色形成過程中的重要一步。而科學最終發展成為一種專門的職業則要到19世紀的德國，它和高等教育、工業生產的發展密切相關。