我們絕不要忘記，早在我們之前很久，科學和哲學便已進行了反暴君的鬥爭。其持續不斷的努力造成了這場革命。作為一個自由而且知恩圖報之人，我們應當讓兩者在我們當中紮下根來，並永久地加以珍愛。因為科學和哲學將維護我們贏得的自由。
——國民公會議員[1]
歌德說：「科學的問題，常常是使人發跡的問題，一項發現就可以使一個人一舉成名，並為他奠下成為公民的財富基礎……每一種新觀察到的現象就是一項發現，每一項發現都是財產。只要涉及財產，他的熱情便會立刻被激發起來。」
——《歌德談話錄》，1823年12月21日
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將藝術與科學類比總是危險的，因為藝術和科學各自與它們昌盛於其中的社會關係大為不同。然而，科學也以它們的方式反映了工業和社會的雙元革命。部分是由於革命造成了對科學的特殊新需求；部分是由於革命為科學開闢了新的可能性，並為它帶來新問題；部分是由於革命存在的本身提出了新的思維模式。我並不想說，1789—1848年間的科學發展，能純粹從其周圍的社會運動角度來加以分析。大多數的人類活動都有其內在邏輯，它至少部分決定了這些活動。1846年發現海王星一事，並不是由於天文學之外的任何事物推動了這一發現，而是由於1821年布瓦德（Bouvard）的圖表顯示，1781年發現的天王星軌道出乎意料地偏離計算數據；由於19世紀30年代後期，這種偏離已大到足以假定是由於某種未知的天體干擾所造成的；也由於眾多天文學家開始著手計算這一天體的位置。然而，甚至最狂熱信奉純科學之純潔性的人也體認到，只要科學家，甚至最遠離塵世的數學家，生活在一個比其專業更為廣闊的世界的話，那麼，科學思想至少會受到學科專門領域之外的事物影響。科學的進步並不是簡單的線性前進，每一個階段都解決了此前隱含或明顯存在的那些問題，並接著提出新問題。科學的進步也得益於新問題的提出、對舊問題的新看法、處理或解決舊問題的新方法、科學研究的全新領域，或研究的新理論和實踐工具的新發現。在此，外在因素便有著廣大的空間可對科學思想發揮激勵或塑造作用。如果說事實上，我們這個時代的大多數科學都是依單純的線性路徑前進，就像基本上仍處於牛頓體系之內的天文學那般，那麼，這一點可能並不非常重要。但是，如同我們即將看到的那樣，本書所論時期是一個在某些思想領域（例如數學領域）裡有著全新發展的時期，一個蟄眠的科學紛紛甦醒（例如化學領域）的時期，一個實際上創造了新科學（例如地理學）的時期，一個將革命新觀念注入其他科學之中（例如社會科學和生物科學）的時期。
在所有造成科學發展的外在力量之中，政府或工業對科學家的直接要求是最不重要的。法國大革命動員了他們，讓幾何學家兼工程師卡諾負責雅各賓的戰爭工程，讓數學家兼物理學家蒙日（Monge，1792—1793年任海軍部長）以及一個數學家和化學家小組負責戰時生產，就像它早先曾請化學家兼經濟學家拉瓦錫負責國家收入的估算一樣。像這樣訓練有素的科學家進入政府做事，也許在近代或任何時代還是頭一遭，但是，這對政府比對科學更為重要。在英國，這個時代的主要工業是棉紡織、煤、鐵、鐵路和船運。使這些工業產生革命性變化的技藝，是那些有實際經驗（太有經驗了）者的技藝。英國鐵路革命的主角是一位對科學一竅不通，但卻能覺察出什麼東西能使機器運轉的史蒂芬森——一位超級匠人而非技師。那些像巴貝奇一樣的科學家，試圖使自己對鐵路有所貢獻；那些像布魯內爾一樣的科學工程師，則試圖使鐵路建立在合理而非純經驗的基礎之上。然而他們的企圖卻毫無結果。
在另一方面，科學卻從科技教育的大力推動以及稍嫌遜色的研究支持當中，獲得極大的好處。在此，雙元革命的影響是相當清楚的。法國大革命改造了法國的科學和技術教育，這項工作主要借助於綜合工科學校的設立（1795年，以培養各類技術人員為宗旨）和高等師範學院（1794年）的雛形——該學院是拿破侖中等和高等教育總體改革的中堅部分。法國大革命也重振了衰敗的皇家學院（1795年），並在國家自然歷史博物館內創設了（1794年）第一個名副其實不局限於物理科學的科學研究中心。在本書所論時期的大多數時間裡，法國科學的世界優勢地位差不多都要歸功於這些主要基地，特別是綜合工科學校，那是貫穿後拿破侖時期的雅各賓主義和自由主義的騷動中心，也是偉大數學家和理論物理學家無與倫比的搖籃。在布拉格、維也納和斯德哥爾摩，在聖彼得堡和哥本哈根，在德意志全境和比利時，在蘇黎世和馬薩諸塞州（Massachusetts），都倣傚法國而建立了綜合工科學校，只有英國例外。法國大革命的震撼，也把普魯士從死氣沉沉的教育當中震醒了。在普魯士復興運動中建立的新柏林大學（1806—1810年），成為大多數日耳曼大學的楷模，而這些大學接著又將為全世界的學術機構樹立典範。這類改革同樣沒有發生在英國，在英國，政治革命既未取得勝利又未達到突破。然而，這個國家的巨大財富，使建立諸如卡文迪什（Henry Cavendish）和焦耳（James Joule）實驗室那樣的私人實驗室成為可能，而明智的中產階級人士，也對追求科學和技術教育具有普遍的渴望，這兩點使英國在科學發展方面獲得了可觀的成效。一位巡遊各地的啟蒙冒險家拉姆福德伯爵（Count Rumford），於1799年建立了皇家研究所（Royal Institution）。該機構的名聲主要來自其著名的公共講座，然而它真正的重要性則在於它為戴維（Humphry Davy）和法拉第（Michael Faraday）提供了無與倫比的科學實驗機會。事實上，它是科學研究實驗室的早期範例。諸如伯明翰新月學會以及曼徹斯特文學和哲學協會這類科學促進團體，都爭取到了該地企業家的支持：道爾頓（John Dalton）這位原子理論的奠基者就來自後者。倫敦的邊沁學派激進分子建立（或毋寧說是接管和改變）了倫敦機械學院（London Mechanics Institution，今日的伯貝克學院），將它發展成培養技術人員的學校；建立了倫敦大學，以作為沉寂的牛津大學和劍橋大學之外的另一選擇；建立了英國科學促進協會（1831年），以取代如沒落貴族般死氣沉沉的皇家學會。這些機構成立的目的都不純是為知識而知識，這也許是專門的科學研究組織遲遲未出現的原因。甚至在德意志，第一個大學化學研究實驗室〔李比希（Liebig）在吉森（Giessen）建的實驗室〕也要到1825年才得以設立（不用說，那是在法國人的支持下建立的）。像在法國和英國一樣，有些機構提供技術人員；有些機構則培養教師，如法國、德意志；有些機構則旨在灌輸青年人一種報效國家的精神。
因此，革命的年代使科學家和學者的人數以及科學產品大量增加。並且，它還目睹科學的地理疆域以兩種方式向外擴展。首先，在貿易和探險的過程當中，便為科學研究開闢了新的世界領域，並且帶動了相關的思考。洪堡（Humboldt，1769—1859）是本書所論時期最偉大的科學思想者之一，他最初便是以一位不倦的旅行家、觀察家以及地理學、人種學和自然史領域內的理論家而做出貢獻。儘管他那本綜合一切知識的傑作《宇宙》（Kosmos ，1845—1859），並不局限於某些特別學科的界限之內。
其次，科學活動的地域，也擴及那些在當時僅對科學做出極小貢獻的國家和民族。舉例來說，在1750年的大科學家名單上，除了法國人、英國人、日耳曼人、意大利人和瑞士人之外，幾乎見不到別的國家。然而，19世紀上半葉主要數學家的最短名單，也包括了挪威的阿貝爾（Henrik Abel）、匈牙利的鮑耶（Janos Bolyai），甚至更遙遠的喀山城（Kazan）的洛巴切夫斯基（Nikolai Lobachevsky）。在此，科學似乎再次反映了西歐之外民族的文化興起，而這項發展是革命年代十分引人注目的產物。科學發展中的這種民族因素，也可從世界主義（cosmopolitanism）的衰落當中反映出來，世界主義原是17世紀到18世紀小科學團體的特有稱謂。國際名人到處遊走的時代——例如，歐拉（Euler）從巴塞爾到聖彼得堡，再到柏林，然後又回到葉卡捷琳娜大帝的宮廷——已隨著舊制度一塊消逝了。從此，科學家只好留在他的語言地域之內，除了短期的出國訪問之外，都是通過學術性刊物與同行交流。這樣的刊物是這一時期的典型產物，例如《皇家學會通報》（Proceedings of the Royal Society ，1831）、《自然科學院報告》（Comptes Rendus de l』Academie des Sciences ，1837）、《美國哲學學會通報》（Proceedings of American Philosophical Society ，1838），或者新的專業刊物，比如克列爾（Crelle）的《科學院統計報告》（Journal fur Reine und Angewandte Mathematik ），或者《化學物理學年鑒》（Annales de Chimie et de Physique ，1797）等。
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在我們判斷雙元革命究竟對科學造成什麼樣的影響之前，最好先簡略評述一下科學界的發展。總的說來，古典自然科學並未發生革命性變化。也就是說，它們主要還是處在牛頓建立的考察範圍之內，或是沿著18世紀早就走過的研究路線繼續下去，或是把早期不完整的發現加以擴展並發展成更廣泛的理論體系。以這些方式開闢的新領域中，最重要的（並具有最立竿見影的技術後果）就是電，更確切地說是電磁學。下列五個主要日期（其中四個在本書所論時期）標誌著電磁學的決定性進步：1786年，伽伐尼（Galvani）發現了電流；1799年，伏打（Volta）製成電池；1800年，發現電解作用；1820年，奧斯特（Oersted）發現了電和磁之間的關係；1831年，法拉第確立了這幾種力之間的關係，並於無意中發現，他自己開創了一種研究物理學的新方法（用「場」取代機械的推力與拉力），預示了現代科學的來臨。新的理論綜合中最重要的是熱力學定律，即熱和能之間的關係。
天文學和物理學的近代革命在17世紀便已發生，而化學界的革命在本書所論時期才剛剛興起。在所有科學當中，化學與工業技術，尤其與紡織工業中的漂洗和染色過程關係最緊密。更有甚者，現代化學的創造者不僅是本身具有實務經驗，並與其他擁有實務經驗者密切配合（比如曼徹斯特文學與哲學協會的道爾頓和伯明翰新月學會的普裡斯特利），而且有時還是政治革命家，雖然是溫和派。其中有兩個人成為法國大革命的犧牲品：落在托利黨亂民手中的普裡斯特利，是因為他過度同情這次革命；偉大的拉瓦錫被推上斷頭台，則由於他不夠同情革命，或主要因為他是一個大商人。
如同物理學一樣，化學也是法國科學中相當卓越的一支。它的實際創始人拉瓦錫（Lavoisier，1743—1794），就是在法國大革命那年發表了主要論著《化學基本教程》（Traite Elementaire de Chimie ）。其他國家，甚至像德意志這類後來成為化學研究中心的那些國家，對化學發展的推動，尤其是化學研究的組織工作，基本上都是導源於法國。
1789年前的主要進展在於，通過闡釋某些諸如燃燒之類的基本化學過程，以及一些諸如氧那樣的基本元素，在經驗性實驗的混亂之中理出了一些重要頭緒。他們也為這一學科進行精確的定量測量，並制定了進一步研究的規劃。原子理論（由道爾頓於1803—1810年間開創）的關鍵概念，使得發明化學公式並用以展開對化學結構的研究成為可能。大批新的實驗結果接踵而來。19世紀的化學已成為所有科學當中最富生命力的學科之一，因而也變成吸引（如同每一個富有活力的學科一樣）大批聰明才智之士的學科。不過，化學的氣氛和方法，基本上依舊是18世紀的。
然而，化學有一種革命性影響，那就是發現生命能夠用無機化學的理論加以分析。拉瓦錫發現，呼吸是氧化的一種形式。沃勒（Woehler）發現（1828年），原本只能在生物體內找到的化合物——尿素——也能夠在實驗室內借由人工合成，從而開闢了廣闊的有機化學新領域。雖然進步的巨大障礙，即那種認為有生命物體所遵循的自然法則與無生命物體根本不同的信念，已受到沉重的打擊，但機械的方法也好，化學的方法也好，都未能使生物學家取得更大的進展。生物學在這一時期的最基本進展，即施萊登（Schleiden）和施旺（Schwann）關於一切生物都是由無數細胞組成的發現（1838—1839年），這一發現為生物學建立了一種相當於原子論的理論；不過成熟的生物物理學和生物化學則仍然要等到遙遠的將來。
數學界發生了一場雖然不如化學那樣引人注目，但就其本質而言，甚至更為深刻的革命。物理學依舊處在17世紀的框架之內，化學穿過18世紀打開的缺口，在一條寬廣的戰線上展開。與上述兩者不同，本書所論時期的數學卻進入了一個全新天地，遠遠超出了仍然支配著算術和平面幾何的希臘世界，以及支配著解析幾何的17世紀世界。復變數理論〔高斯（Gauss）、柯西（Cauchy）、阿貝爾、雅可比（Jacobi）〕、群論〔柯西、伽羅瓦（Galois）〕或向量理論（漢密爾頓）為科學帶來的革新，除獲得數學家的高度評價之外，很少人能領略其奧妙。通過這場革命，俄國的洛巴切夫斯基（於1826—1829年）和匈牙利的鮑耶（Bolyai，於1831年），竟推翻了人們信奉最久的理論——歐幾里得幾何。歐幾里得邏輯那種氣勢恢宏而且不可動搖的結構，是建立在某些假定之上，其中之一是平行線永不相交公理，而這項公理既非不言自明，又不是可驗證的。在另外一些假定之上建立同樣的幾何邏輯，在今天看來可能是很簡單的，例如（洛巴切夫斯基、鮑耶）與任一線L平行的線無限延長可以通過P點；或者〔黎曼（Riemann）〕任何與L線平行的線都不經過P點。由於我們已能建造出適用這些規則的真實平面，情況就更是如此了（因此，地球就其是個球體而言，是與黎曼的而不是歐幾里得的假定相符）。然而，在19世紀早期做出這類假定，卻是一樁堪與以日心說取代地心說相比的大膽思想行為。
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除了對那些以遠離日常生活而著名的少數專家的關注外，數學革命便在無聲無息之中過去了。而在另一方面，社會科學領域的革命則幾乎不可能不衝擊到一般大眾，因為它明顯地影響了他們，一般來說，人們相信情況變糟了。皮科克小說中的非職業科學家和學者，溫柔地沐浴在同情或愛撫的嘲笑之中；而蒸汽知識學會（Steam Intellect Society）中的經濟學家和宣傳家的命運，則大不相同。
下列這兩場革命便是明確的例證，兩者的合軌產生了集社會科學之大成的馬克思主義。第一場革命延續了17和18世紀理性主義者的光輝開拓，為人類居民建立了相當於物理法則的規範。其最早的勝利是政治經濟學系統演繹理論的構建，及至1789年，這方面已取得了很大的進展。第二場革命是歷史進化的發現，它實質上屬於這個時代並與浪漫主義密切相關。
古典理性主義者的大膽創新表現在如下的信念上，即邏輯上的必然法則同樣適用於人類的意識和自由決定。「政治經濟學法則」就屬於這一類。那種認為這些法則就如同重力法則（它們常被與這一法則進行比較）一樣，不會隨著人的好惡而轉移的信念，為19世紀早期的資本家提供了一種無情的確定性，並趨向於向他們的浪漫主義反對者灌輸一種同樣野蠻的反理性主義。原則上，經濟學家們當然是正確的，儘管他們顯然誇大了作為他們推斷基礎的那些假設（「其他物品」的供給「維持衡量不變」）的普遍性，而且有時也誇大了他們自己的智力。如果一個城鎮的人口增加一倍，而住房數量卻保持不變，那麼在其他事物維持不變的情況下，房租必定會上漲，這是不會因為任何人的意志而改變的。這類命題遂產生了由政治經濟學（主要在英國，雖然在較低程度上也出現在18世紀的舊科學中心，如法國、意大利和瑞士）構建而成的演繹體系之力量。如同我們已看到的那樣，從1776年到1830年的這一時期，這種力量正處於其勝利的巔峰時期，並得到首次系統出現的人口統計學理論的補充，這種理論旨在建立可用數學方式描述的人口增長率和生活資料之間的關係。馬爾薩斯《人口論》的支持者，沉浸在發現下列事實的熱情之中：有人已證明，窮者總是受窮，對他們的慷慨和捐助必使他們更窮。其實，《人口論》既不像其支持者所說的那樣是首創的，也不具說服力。其重要性並不在它的思想成就，因為這方面並不突出，而在於它主張以科學的方法將諸如性生活這般純屬個人而且隨意變化的一些決定，視為一種社會現象。
將數學方法運用到社會之中，是這一時期的另一項主要進展。在這方面，講法語的科學家處於領先地位，無疑這是得益於法國教育的極佳數學氛圍。因此，比利時的凱特爾（Adolphe Quetelet）在其劃時代的著作《論人》（Sur l』 Homme ，1835）中指出，人類特徵在統計學上的分佈是遵循已知的數學法則，據此，他以人們一直視為過分的信心，推斷出社會科學與物理學融合的可能性。對人口進行統計歸納並在歸納的基礎上做出確實可靠的預測，這種可能性是概率論專家長期期待的（凱特爾進入社會科學的出發點），也是諸如保險公司之類必須依靠其從事實際工作的人們所長期期待的。但是，凱特爾和興致勃勃的當代統計學家、人類學家和社會調查研究者群體，卻把這些方法應用到遠為寬廣的領域之中，並且創造了仍然是社會現象調查研究的主要數學工具。
社會科學中的這些發展是革命性的，就像化學一樣，都是遵循那些早就在理論上取得的進展而實現。不過，社會科學也有一項全新而且值得稱道的獨特成就，這項成就反過來又有益於生物科學和甚至諸如地理學一類的自然科學，即發現歷史是一種符合邏輯的進化過程，而不僅是各種事件的年代更替。這種創新與雙元革命之間的關係十分明顯，幾乎無須論證。於是，被稱為社會學（這個詞是孔德在1830年左右發明的）的學科，直接從對資本主義的批判中萌生出來。被公認為社會學奠基者的孔德，就是以空想社會主義者先驅聖西門伯爵的私人秘書身份開始其生涯的。[1] 社會學最令人生畏的當代理論家馬克思，便是把他的理論視為改變世界的工具。
作為一門學術性學科的歷史學的創立，也許是這種社會科學歷史化過程中最不重要的方面。的確，歷史寫作的時尚在19世紀上半葉風行歐洲。幾乎不曾見過這麼多人以坐在家中撰寫大部頭歷史著作的方式，來理解他們的世界：俄國的卡拉姆津（Karamzin）、瑞典的耶伊爾（Geijer）和波希米亞的帕拉茨基（Palacky），各是其本國歷史學的奠基人。在法國，企圖借由過去來理解現實的要求特別強烈，法國大革命很快就成了梯也爾（Thiers）、米涅（Mignet）、博納羅蒂、拉馬丁和偉大的米什萊等，進行深入細緻和帶有黨派偏見的研究題目。那是一個歷史編纂學的英雄時代，但是，除了作為歷史文件、文獻或者偶爾作為天才的記錄之外，法國的基佐、梯葉裡（Augustin Thierry）和米什萊，丹麥人尼布爾（Niebuhr）和瑞士人西斯蒙蒂，英國的哈勒姆（Hallam）、林加德（Lingard）和卡萊爾，以及無數的德意志教授的著作，卻很少倖存至今。
這種歷史學覺醒的最持久後果，表現在文獻編纂和對歷史學的技術性整理。搜集過去的文字或非文字文物，成為一種普遍的愛好。雖然民族主義也許是歷史學最重要的激勵因素：在那些尚未覺醒的民族中，歷史學家、詞典編輯者和民歌搜集者，常常就正是民族意識的奠基人；但其中仍不乏保護歷史免受當時蒸汽動力進攻的企圖。因此，法國創辦了法國文獻學院（Ecole des Chartes，1821年），英國創辦了公共檔案局（Public Record Office，1838年），德意志邦聯開始出版《德意志歷史文獻》（Monumenta Germaniae Historiae ，1826），而歷史學必須建立在對原始材料的審慎評估之上的信條，則是由多產的蘭克（Leopold von Ranke，1795—1886）確立的。同時，如我們已見到的那樣（參見第十四章），語言學家和民間傳說研究者，編纂出了其民族語言的基本字典和民族的口頭傳說集。
把歷史放進社會科學，對法律、神學研究，尤其是全新的語言學，有著最為直接的影響。在法律領域，薩維尼（Friedrich Karl von Savigny）建立了法學的歷史學派（1815年）；在神學研究中，歷史準則的應用（顯著地表現在1835年施特勞斯的《耶穌傳》中）嚇壞了基本教義信徒。語言學最初也是從德意志發展出來的，那裡是史學方法傳播最強有力的中心。馬克思是一位日耳曼人，這並非偶然。表面上對語言學的激勵，是來自歐洲對非歐洲社會的征服。瓊斯爵士對梵文的開創性研究（1786年）是英國征服孟加拉的結果，商博良（Champollion）對像形文字的解讀（針對這一課題的主要著作發表於1824年）是拿破侖遠征埃及的結果，羅林森（Rawlinson）對楔形文字的闡釋（1835年）反映了英國殖民官員的無處不在。但是，語言學事實上並不局限於發現、描述和分類。在偉大的德意志學者手中，比如葆樸（Franz Bopp，1791—1867）和格林兄弟，它成了名副其實的第二種社會科學（第一種是政治經濟學）；說它是第二種社會科學，是因為它在像人類交流這樣顯然變幻莫測的領域當中，發現了可資應用的普遍法則。不過，與政治經濟學的法則不同，語言學法則基本上是歷史的，或更確切地說是進化的。[2]