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入，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
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。只要涉及到财产，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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将艺术和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汉元革命。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的偏离计算数据；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所影响。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（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（如化学领域）的时期，一个实际上创造了新科学（如地理学）的时期，一个将革命新观念注入到其他科学之中（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人的估算一样。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生——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，在德国全境和比利时，在苏黎士和马萨诸塞州（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（HenryCavendish）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（CountRumford），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，都争取到了该地工业家的支持：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，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。甚至在德国，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，如法国、英国；有些机构则培养教师，如法国、德国；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。洪堡是本书所论时期最伟大的科学思想者之一，它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作出贡献。尽管他那本综合一切知识的杰作《宇宙》（Kosmos，1845－1859年），并不局限于某些特别学科的界线之内。
其次，科学活动的地域，也扩及到那些在当时仅对科学作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，却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，也可从世界主义的衰落当中反映出来，世界主义原是17、18世纪小科学团体的特征。国际名人到处游走的时代——例如，欧勒（Euler）从巴塞尔到圣彼得堡，再到柏林，然后又回到凯萨琳大帝的宫廷——已随着旧制度一块消逝了。从此，科学家都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，如《皇家学会通报》（Proceedings of the Royal Society，1831年）、《自然科学院报告》（Comptes Rendus de l’Academie des Sciences，1837年）、《美国哲学学会通报》（Proceedings of American Philosophical Society，1838年），或者新的专业刊物，比如克列尔（Crelle）的《科学院统计报告》（Journal fur Reine und Angewandte Mathematik），或者《化学物理学年鉴》（Annales de Chimie et de Physique）等。