《科学中的革命》第82章

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年的一封信中所解释的，他的目标是宏伟的（威尔逊，1972，256）。他说，尽管他
的书“不敢妄想对地质学中所有已知的东西作出概括”，但是，它“将努力确立起科学
中的推理原则，而且，作为对我关于那些原则的看法的描述，作为巩固由于接受这些原
则而必然产生的体系的证据，整个我的地质学将呈现在人们面前”。从根本上说，他认
为，“除了那些现在发生作用的原因外，从我们可以追忆的远古一直到目前，无论什么
东西，都不曾有任何原因发生过作用。而且那些现在发生作用的原因，也从未发生过与
它们现在所发挥的作用的能量不同的作用”。威尔逊认为，他书中的第17章，“以‘依
据现在发挥作用的原因解释他表以前的变化’为题，实现了这一诺言”（p．280入此外，
赖尔在该书中还用四章的篇幅陈述了“显然是新的和创造性的思想”。威尔逊断言，这
本书是“革命性的”（p．280，281，293），因此前进了一大步。他同时还强调指出，
这本书是造诣精深的，而且人们争相购买。我们可以补充说，这本书的不同版本接连不
断地问世（第2版，3卷本，1832－1833；第3版，4卷本，1834），说明了人们对该书的
兴趣以及该书具有的重要性。因此，显然，如果这确实是一场革命，那么它就不只是论
著中的一场革命。
但是，并非所有研究地质学的史学家都赞同威尔逊的结论：“赖尔在人们关于地球
历史的思想中开始了一场革命”（p．293）。在对威尔逊传记的一篇评论中（载1973年
6月5日《科学》，179：57－58），塞西尔·施奈尔论述了人们可以用来“驳斥传记作者”
的证据，而且他认为，“赖尔的均变论思想并没有多少新颖之处，而且，就说他的思想
是革命性的思想的根据而言，它们对于正在出现的世俗的世界史也是无关紧要的”。的
确，威尔逊所引证的任何断言赖尔的《地质学原理》是革命性的或引起革命的评论家或
同时代的阐释者的论述，并没有证实他自己的判断。然而，正如我们已经看到的，只是
在赖尔的论著第一卷发表20年之后，查尔斯·达尔文在《物种起源》第9章接近开始的地
方（1859，282）才对“赖尔爵士关于地质学原理的宏篇巨著作了评价”。达尔文说，
“未来的史学家将会认识到，它在自然科学中引起了一场革命”。在1844年的一封致伦
纳德·霍纳的比较早的信中（达尔文，1903，2：117，见下文第29章所引），达尔文对
这样一种说法作了解释。达尔文在信中说，在读了赖尔的书之后，人们就会认为甚至新
的现象“都是由他发现的”。关于赖尔革命的另外一个同时代的证明见于天文学家和哲
学家约