第二章 科学的历史概况（2/2）
《科学的社会功能-英-J.D.贝尔纳》作者：科学的社会功能-英-J.D.贝尔纳 2017-04-13 11:00
。在这方面，天文学家的图表，物理学家的钟摆和平衡轮钟都意味着可以及时拯救船只和货物，可以征服远处海外的帝国。在英国，第一个受国家津贴的科学机构是格林威治的皇家天文台。
第一批科学家 十七世纪标志着业余科学家到专业科学家的过渡。皇家学会的大部分成员都是乡下绅士和城市中的活跃人物，不过其中也包括一些大贵族，甚至包括国王自己在内。对他们大多数来说，皇家学会会议只是一种娱乐，也许可以从中听到一些有益的点子。但是除了这些人以外，还有学会的工作人员们，胡克和他的助手们以及秘书奥尔登伯格。他们是依靠科学工作为生的，至少是部分地依靠科学工作为生的。对他们来说，科学工作是他们生活的主要事情。
牛顿和虔信派贵族波义耳大致也同样是现代意义上的科学家。
牛顿时代 十七世纪的科学工作十分成功，但其成就的性质殊出意外。科学并没有象培根原来所希望的那样，立即使人类的需要得到满足，但是，主要是通过牛顿的工作，科学已经确立了自己的地位，成为在力学和物理学领域进行定量计算的非常有效的方法。牛顿方法把一切东西都归结为受到各种力的作用的密实粒子，在当时似乎象培根的归纳法和笛卡尔的逻辑几何学一样，为科学的进展提供了巨大的希望。
除此之外，牛顿的方法还有一个巨大的优点：它至少在天文学和力学中是实际有效的。人们开始把牛顿的方法十分不恰当地应用于整个自然科学中去，甚至应用到神学和伦理学中去。认为人类单凭理性和计算就可以解决一切问题的想法是十八世纪哲学的指导思想之一，它已经远远地超出了科学思想的范围。科学第一次变成了一个重要的文化因素；甚至对政治也产生了影响。十八世纪变成了一个理性的世纪，虔诚而保守的牛顿成为法国大革命的先驱。不过它对于科学的直接影响却是一场灾难。牛顿已经做了那么多的工作，才华不及他的人似乎就不值得去做什么事了。
科学和制造业
十七世纪科学大昌盛的局面没有维持下去。它过份依赖于社会，政治和经济因素的特别有利的凑合，而且也过份依赖极少数人的天才。从1690到1750年是科学史上相对的空白阶段。这段时间足够用来消化十七世纪的伟大成就，但是这也足以使人们把这些成果忘掉。等到科学事业重新振兴的时候，它的环境又大不相同了。实际上，十七世纪的绅士和商人们也实在太一帆风顺了。资金扩大的正常过程和贸易的发展满足了他们的一切需要。他们不久就对科学这种玩意儿感到厌倦了。不过，一个由小制造商组成的新阶级正在抬头；他们利用在贸易战争中夺得的新市场和战争所造成的新需求，竭力推进新产品和制造新产品的新方法。十八世纪的科学研究一开始就同工业革命结下不解之缘。现在，问题已经不仅仅是请科学界对传统的工业生产方法进行研究了；这些方法本身也在改变，科学必须在这种变革中起一定作用。起先，它所起的作用还不是决定性的，因为只有在打破了行会的阻力、一方面提供了可供利用的资金，另一方面又提供了赤贫的工人，从而建立了资本主义之后，科学才第一次有可能在工业生产方法的变革中起决定性的作用。一向潜伏着的人类创造才能的大解放，主要并不是靠科学的训练或激励。工业革命初期的发明——采用自动纺织机器——主要应归功于一些没有受过教育的工匠，不过，一举解决了关键性的动力问题的伟大发明蒸气机却至少可以部分地归功于科学。
蒸气机 蒸气机起源复杂；大炮和水泵可以说是它的前身。长期以来，人们就认识到了火药的潜在力量，因此，一再有人考虑到可以把火药用于战争以外的目的。当事实证明人们不能对火药加以控制时，人们自然就想去使用不那么猛烈的力量：火和蒸气。不过起先动力的需求是极其有限的。在大多数场合，风力和水车足敷使用。就象工业现在集中在原料来源地周围一样，当时，工业自然而然地集中在这种动力的来源地周围。可是采矿业就不那么方便了。矿山要设在矿石所在的地方，那里往往缺乏天然动力。要么就得花钱去使用畜力或人力，要么就得完全停止生产。因而自然就产生了利用火力抽水的念头，可是武斯特侯爵所设想的一类粗糙办法却失败了，因为当时还不可能造出经得起蒸气压力的材料来。于是科学便插手进来了。托里拆利所发现的真空状态启发人们想起了一种能源。就算它很笨重，到底还是可以加以控制的。经过了帕潘等科学家的一番摸索后，军事工程师萨弗里和康沃尔锡矿工人纽科曼分别于1695年和1712年建成了第一批实用的蒸气机，可以把水从矿井中排出去而在经济上又划算。有了一种可以到处设立的能源，工业就可以摆脱一切地区性限制了，不过还得花上几乎一个世纪并经过瓦特彻底改良，蒸气机才做到经济上划算而被普遍采用。
科学与革命 月社蒸气机和富兰克林在1752年发明的避雷针之类的科学的有效应用产生了很大效果，使讲求实效的人们不仅看清在科学中蕴藏有可以加以利用以谋取厚利的巨大力量，而且看清，为了利用它，就有必要深入探索大自然的秘密。十八世纪末叶，制造业开始对科学发生极大兴趣，而且科学的新进展大多数也都是发生在制造业中。工业革命时期的科学事业生根的地方是利兹、曼彻斯特、伯明翰、格拉斯哥和费拉德尔菲亚，而不是牛津、剑桥和伦敦。从事科学的人不再是乡下小绅士和教士而是持有不同见解的牧师和长老会会员。他们的赞助人也不再是贵族和商人兼银行家而变成了制造商。在十八世纪末叶，英国科学思想的实际中心不是皇家学会而是月社。它设于伯明翰。赞助者有博尔顿，威耳金森和威季伍德等人。参加者有瓦特，普里斯特利和伊拉兹马斯·达尔文等。不过，不仅工业领导人需要科学，主要技工也变得越来越需要起码掌握一些科学原理了。科学，至少在制造业地区，是需要列入教育计划中去的。不能期望各大学对此有什么作为；它们在十八世纪已经陷入空前严重的懒惰、无知和顽固的深渊中。于是在新的制造业地区的中心就设立了机械师研究院和图书馆以满足需要。第一所这类研究院出现于美国是很能说明问题的。富兰克林于1755年在那里设立了费城研究院。在曼彻斯特，伯明翰和格拉斯哥也设立了类似的机构，最后，一个同富兰克林相象但又略逊一筹的人物朗福德伯爵在伦敦创立了皇家科学普及协会。它后来成为所有这些机构中最负盛名者。1796年，他提出‘一项建议，要利用私人捐款在伦敦设立一个机构，以便向贫民施舍食品并使他们从事有用的职业，并且还向另外一些可能需要帮助的人提供廉价的食物。为此，要再设立一个机构，以便介绍和推广新发明和革新项目，特别是管理热能和节省燃料的方法以及有助于家庭的舒适生活和节省家庭开支的其他各种机械设备。’朗福德告诉他的朋友说：他‘深深地感到有必要提倡周济贫民，使之成为风尚。’为了实现他鼓吹的第一点建议，建立了改善贫民状况协会。关于设立一个研究机构的第二点建议另作处理，因为它‘十分突出，十分有趣而重要，不能作为任何其他现存的机构的附属部门，所以它必须单独设立而且必须具有应有的规模。’1799年，这个协会创立了，人们为这个‘群众性机构’向私人募集了捐款。‘该机构的宗旨是传播机械方面的有用的新发明和革新的知识，并且加速全面推广这些发明和革新；并通过定期举行哲学讲座和实验课程，来教授科学新发现的应用方法，以便改进技术和制造，并促进取得生活的舒适和便利的手段。’皇家学会主席约瑟夫·班克斯爵士任理事会主席，朗福德担任秘书。在阿尔比马尔街买下了一幢房子，把它的各个房间改成实验室，讲堂，办公室等等；还有一套房间供朗福德使用。‘雇用了一位出色的厨师以改进烹调技术——这是皇家科学普及协会的目标之一，而且还是一个比较重要的目标。’就象社会理想主义者所创办的一切其他机构一样，这个协会的性质很快就被窜改了。它不再致力于严格实现创办者所提出的目标，而是致力于实现社会势力愈来愈大的某些阶级感到兴趣而又见于它的章程的一些目标。正象十五世纪的公立学校学生逐渐从孤儿变为王侯子女一样，正象罗奇代尔先驱者的合作运动从社团变为支付股息的企业一样，皇家科学普及协会也从解决贫民问题的实验室变为解决在当代占支配地位的舆论认为十分重要的科学问题的机构。科学问题的解决最终会为穷人带来好处，不过只有在利用科学的工业家得到好处之后才能为穷人造福。……”——克劳瑟《十九世纪的英国科学家》，第35—36页。
法国科学的伟大时代 在法国，十八世纪是一个从王权和封建统治过渡到以英国为蓝本的中产阶级共和国的时代。政治和哲学居于首要地位，不过特别是在十八世纪下半叶，当制造业也得到发展的时候，对科学便很感需要。但是法国科学比英国的更具有官办的性质，尤其是军事的性质。事实上，法国的炮兵学校是可以从中获得科学教育的第一批正式学校。在这一时期末尾时产生的法国大数学家和物理学家，如拉格朗日，拉普拉斯和蒙日等人都是这些学校训练出来的，不过它们的最出色的学生却是拿破仑。他是第一位认识到科学价值的统治者。拉瓦锡既是捐税包收人金融垄断集团巨头之一，又是政府兵工厂的科学研究领导人。他的大多数重要实验都是在这家工厂的试验室中进行的。巴黎人民对捐税包收人所怀的仇恨是他受审并被处决的最终原因。法国大革命更加促进了十八世纪的发展趋势，虽然这种发展在革命后不久的时期中由于局势混乱而停顿了一阵。在工艺学院和度量衡管理局成立之后，第一个完全由国家资助的科学机关就产生了。
气体革命和化学工业 力学的科学基础实际上是在十七世纪奠定的；它的果实就是十八世纪的蒸气机和随后发明的蒸气机车。十八世纪的伟大成就在于把化学从一种传统的技术变成一门象力学一样可以用数学来计算的科学。由于拉瓦锡和道尔顿把主要是从气体的性质中推导出来的物理概念带到传统的化学中去，才终于做到这一点。在十九世纪，随着重化学工业的发展，这个“气体革命”的成果就在碱、漂白粉和气体的制造上表现出来。
十九世纪——科学成为必需的东西 工业革命一旦顺利开展，科学作为文明的不可分割的组成部分的地位就巩固了。在工业测定和工业生产标准化方面，以及在推广节省成本的办法和新的制造方法方面，人们处处需要利用科学。不过工业需要科学并不等于说：科学的工业基础会自然而然地产生。
事实上，在十九世纪整个期间，尽管人们不断要求发展科学，不论是科学研究工作还是科学教育工作，都很难得到充分的财政支援。这是资本主义发展时代的无政府主义性质所固有的现象，人们对一切官办研究所、特别是对政府直属的研究所不予信任，并且无法为不能立即获利的规划筹到巨款。十九世纪初叶，大部分科学研究工作仍然是在皇家科学普及协会或富有者的私人试验室一类地方进行的。在戴维和法拉第的时代，皇家科学普及协会几乎成了国家物理学和化学研究所。可是尽管它对工业有贡献，筹措经费却不容易。1833年，即法拉第划时代地发现了电感应原理后的第三年，他竟然感到难以为协会筹措区区几百英镑的款项，来使它得以维持下去。
德国登场了 在这当儿，欧洲的科学研究进展十分神速。十九世纪初标志着法国科学成就的顶峰，不过这个运动很快地从法国发展到德国。自从十六世纪以来，破天荒第一次它可以在欧洲文化中起独立的作用了。由于德国各大学进行改革，由于德国人很乐意从法国人那里接受新科学、特别是化学，科学事业迅速发展起来，所以到十九世纪中叶，德国科学事业显然已经至少在数量上名列前茅了，德国制造业似乎也比英国制造业更善于吸收科学资源。
部分地是由于这种形势的推动，特别是由于女王的丈夫德国亲王的直接影响，英国的科学在十九世纪中叶开始受到了官方的注意。政府设立了一个科学和技术部。皇家委员会采取了坚决的措施，要老的大学开办理科，并且要各省和伦敦设立的新大学也都开办理科。这些新的科学学科自然大多是可以立即出成果立即应用的学科；即物理学和化学，生物学还要等候更久才能得到赏识。达尔文大半生是作为一个退休人员依靠个人资财进行工作的；赫胥黎依靠“地质调查”杂志维持生活。
作为一种机构的科学事业——纯科学的概念 不过在十九世纪中，有一批名符其实的科学机构建立起来了。皇家学会恢复了而且重新掌管了它在十七世纪的职能，虽然规模相对来说远比原来为小）。创立于1831年、主要用以取代皇家学会的英国促进科学协会逐渐成为官方的科学喉舌。许多分门别类的学会，化学学会、地质学会等纷纷自动成立，对出版刊物的工作作了适当的安排。一个由大学教授、工业实验室工作人员和业余爱好者组成的科学界出现了，不过与十七世纪科学界所不同的是，它自称自己的职能是了解客观事实，而不是参加实际行动。进化论之类的十九世纪的大论战是在思想领域中进行的。科学家们不参预管理国家或企业的大事。他们只关心纯粹的认识。这对于双方都是一种令人满意的安排。工业家利用了科学家的工作成果，一般地向他们付出一笔代价，但金额不大；科学家们则满意地知道：自己正生活于一个不断进步的时代，他们的工作则对这种进步作出最大的贡献而无需接受审查。正当科学应该同机器时代的发展最明显地密切联系在一起的时候，却产生了纯科学的观念：认为科学家的职责仅限于进行本身的工作，工作成果则应交给一个理想的经济体系，其所以是理想的是因为它适合于并允许各种经济力量自由发挥作用。这种态度至今仍然支配着不少科学家和门外汉对科学的看法，虽然这同当今世界形势是很不相适应的。
科学和帝国的扩张
到1885年，产生了一个新的潮流。显然，制造业的发展正在产生一些意想不到的、令人不安的结果。英国已经丧失了它对制造业生产的垄断，它作为工业国的优越地位也正在迅速地消失之中；德国和美国成为可畏的敌手。人们要求帝国向英国工业提供新的出口市场以拯救英国工业。这时出口商品已经主要是生产资料，铁路和机器设备，而不是消费品了。这就附带地促使科学得到进一步的发展。为了应付扩张帝国的一些新问题，创立了帝国学院和帝国研究所，并对科学教育工作和科学研究工作进行了全面的改革。可是德国的工业化搞得更是如火如荼，德国是在完全不同的另一种规模上利用科学。高等技术学校训练出成千上万的化学家和物理学家，把他们派到工业试验室中去，在短短几年之中，原来主要是在法国和英国奠定基础的染料和炸药化学工业就变成德国新工业的一部分。它实际上垄断了世界市场。
世界大战 科学史上的转折点随着世界大战而出现了。这次战争和以往战争不同的地方在于，不仅各国的军队卷进去了，连有关各国的全体人民都卷进去了。工农业都直接为战争服务，科学也是这样。当然，自古以来，改进战争技术一直比改善和平生活更需要科学。这并不是由于科学家具有好战的特性，而是因为战争的需要比其他更为急迫。各47国君主和政府不那么乐于向其他研究工作提供津贴，却很乐于向军用研究工作提供经费，因为科学界能研制出新的装备，而这种装备由于十分新颖，在军事上极为重要。
科学家的协作 在上次世界大战中，科学家的协作达到前所未有的程度。问题不在于少数技术人员和发明家把众所周知的科学原理都加以应用，而在于所有国家都对本国科学家实行总动员，其唯一目的就是为了在战争期间提高现代化武器的破坏力并且设计出防护方法，以应付对方在现代化武器方面所取得的进展。在这方面，开始时，德国人是占便宜的。他们的科学家不但人数众多，而且同协约国的科学家比起来，还同工业保持着更为密切的联系。这是一个可以立即见效的有利条件，要不是由于德国严重缺乏金属，橡胶和石油等基本原料的话，这本来可能证明具有决定意义。协约国不得不在战时临时期凑科学和工业机构。采取这一措施的结果，在英国终于在1917年成立了科学和工业研究部，在美国则于1916年成立了国家研究委员会。这个研究部1932年度的报告中说道：“这个计划是我们的前任官员在历史上规模最大的战争中制订的。战争一开始，就可以看出，科学的应用将在战争中起重要作用；于是便把科学工作者征集到国家的工作人员大军中并收到相当效果。有些人过去一直要求英国工业和科学更密切配合起来，并肩前进，战争的环境使他们的呼吁更显得有力，因为战争环境空前有力地说明，在有了可以由工业加以利用的科学发明之后，不接着采取措施，就会产生什么后果。例如我们很快就发觉：我国不幸主要得依赖国外来供应一部分作战所必需的物资。当时我国的头号敌人已经通过对科学成果的应用掌握了某些工业产品，按其程度及其性质来说，都足以危及我国的利益。大家也普遍认识到：为了在平时和战时都能取得成功，应该充分利用科学资源。战争的危险为和平时期提供了教训，人们认识到：一旦战争结束，工业界就要面临一种新形势。如果英国要保持工业优势，如果我国工业品要在世界市场上继续站得住脚，就要作出更大的努力。为了先期应付这一形势，当时的政府就设立了科学与工业研究部。议会还议决拨出一百万英镑巨款来鼓励工业研究工作，作为供该部使用的财政经费的一部分。我们的前任在同工业界领袖的磋商中所周密考虑的问题是怎样最有效地达到这一目的，于是就制订出合作研究协会的计划。
国家举办的科学事业 上面引述的一段话表明世界大战怎样自然而然地使人们对科学在现代工业国中的功能有了新的、比过去自觉得多的认识。这时人们认识到，不能让科学处于完全无组织的状态，也不能让科学依赖旧有的基金和偶而的施舍。人们明白，不论在平时和战时，——从技术观点来看，这两种情况所涉及的问题没有什么根本差别——一个现代工业国的存在本身就有赖于有组织的科学活动。探索自然资源和探索最有效地加以利用的方法都要依靠、而且也只能依靠科学。不过，象刚才引述的那段话所表明的那样，人们对这一点的认识决不是完全清楚的。在老的制度与习惯之中有一些固有的力量，反对采取任何这样的措施来使科学工作合理化。几乎在所有的国家中，科学改组工作都是在混乱的、半心半意的情况下进行的。政府和工业需要它，但却不准备付出代价。科学家本能地死抱着战前相对独立的地位不放。虽然在战时几乎所有的人都毫无异议地同意为国家工作，在平时却有可能问一下：把科学界整个地交给政府和垄断企业使用是否可取。结果在几乎一切国家中都实行折衷，这种折衷按其性质来说是特别不能令人满意的。科学事业既不是有组织的，也不是独立的。控制它的机构重重叠叠，授给的经费名目就更多了。
战后时期和经济危机 这种混乱状态本身并不能阻止科学研究的巨大生产率。最初，在战争结束以后，科学一从急迫的技术任务中解脱出来，就大大活跃起来，活跃的程度在它的历史上是少见的，在德国尤其是这样，仿佛是要表明：德国人能在和平的知识领域中取得暴力所不能夺取的优势。
这一平静时期由于1929年的危机及其政治后果而告终。科学事业到处都由于节约原故而紧缩，纳粹的狂热则破坏了德国的表面上牢不可破的局面。自从1933年以来，在那里和其他地方，军备的增长到处都限制着整个科学的结构，并且使其面目全非。
科学家本来就天生不讲效率，官僚主义的发展则使科学家的效率更低了，而不是提高了；既不能让科学遵照科学自己固有的倾向自由发展，也不能有效地加以指导，使之为工业服务。在科学的新阶段中，由于仪器设备支出比重增加，由于有必要在有组织的协作中雇用多得多的各级人员，科学经费肯定地需要比以前大大增加；可是也许除了美国之外，所提供的资金到处都不能满足这种发展的需要。既不容许科学照老样子继续下去，又不能有效地帮助它另辟蹊径。
科学和社会主义 与此同时，在苏联则出现了很不相同的局面。在帝俄时代，随着资本主义的发展，科学的重要性本来就不知不觉地有所增长。然而这种重要性并没有得到正式承认。1917年的革命以后，科学事业开始蓬勃地发展起来。科学在马克思主义理论中一直占有重要地位。培根的理想——利用科学为人类谋幸福——的确是马克思主义的建设理论的一个指导原则。它认为，应当把科学直接用于这一目的，而不再用之于增加利润。尽管沙皇俄国的科学力量极为薄弱，尽管世界大战和国内战争造成巨大破坏，尽管建设时期有巨大苦难和贫困，科学在苏联的重要性仍在继续增长。不过直到1927年实施第一个五年计划的时候，才开始把科学大规模地有效地组织起来，作为改善国内情况的伟大运动的一个组成部分。从此以后，苏联科学事业不论在人数上和经费上，都有了持续不断的迅速增长。它完全没有受到大大阻碍了资本主义国家科学进展的经济萧条的影响。不能期望科学这样的事业迅速取得巨大成效，它需要多年的努力甚至需要数代人的共同努力才能成熟。事实上，苏联科学要在精确度和识别力上超过德国或者英国还得经过一段时间。不过它已有的成绩已经足以证明：这条组织科学为人类服务的新道路为苏联科学提高自己的精确度和识别力开辟了广阔前景，这是目前西方科学和工业的脆弱而混乱体系所望尘莫及的。力开辟了广阔前景，这是目前西方科学和工业的脆弱而混乱体系所望尘莫及的。
第一批科学家 十七世纪标志着业余科学家到专业科学家的过渡。皇家学会的大部分成员都是乡下绅士和城市中的活跃人物，不过其中也包括一些大贵族，甚至包括国王自己在内。对他们大多数来说，皇家学会会议只是一种娱乐，也许可以从中听到一些有益的点子。但是除了这些人以外，还有学会的工作人员们，胡克和他的助手们以及秘书奥尔登伯格。他们是依靠科学工作为生的，至少是部分地依靠科学工作为生的。对他们来说，科学工作是他们生活的主要事情。
牛顿和虔信派贵族波义耳大致也同样是现代意义上的科学家。
牛顿时代 十七世纪的科学工作十分成功，但其成就的性质殊出意外。科学并没有象培根原来所希望的那样，立即使人类的需要得到满足，但是，主要是通过牛顿的工作，科学已经确立了自己的地位，成为在力学和物理学领域进行定量计算的非常有效的方法。牛顿方法把一切东西都归结为受到各种力的作用的密实粒子，在当时似乎象培根的归纳法和笛卡尔的逻辑几何学一样，为科学的进展提供了巨大的希望。
除此之外，牛顿的方法还有一个巨大的优点：它至少在天文学和力学中是实际有效的。人们开始把牛顿的方法十分不恰当地应用于整个自然科学中去，甚至应用到神学和伦理学中去。认为人类单凭理性和计算就可以解决一切问题的想法是十八世纪哲学的指导思想之一，它已经远远地超出了科学思想的范围。科学第一次变成了一个重要的文化因素；甚至对政治也产生了影响。十八世纪变成了一个理性的世纪，虔诚而保守的牛顿成为法国大革命的先驱。不过它对于科学的直接影响却是一场灾难。牛顿已经做了那么多的工作，才华不及他的人似乎就不值得去做什么事了。
科学和制造业
十七世纪科学大昌盛的局面没有维持下去。它过份依赖于社会，政治和经济因素的特别有利的凑合，而且也过份依赖极少数人的天才。从1690到1750年是科学史上相对的空白阶段。这段时间足够用来消化十七世纪的伟大成就，但是这也足以使人们把这些成果忘掉。等到科学事业重新振兴的时候，它的环境又大不相同了。实际上，十七世纪的绅士和商人们也实在太一帆风顺了。资金扩大的正常过程和贸易的发展满足了他们的一切需要。他们不久就对科学这种玩意儿感到厌倦了。不过，一个由小制造商组成的新阶级正在抬头；他们利用在贸易战争中夺得的新市场和战争所造成的新需求，竭力推进新产品和制造新产品的新方法。十八世纪的科学研究一开始就同工业革命结下不解之缘。现在，问题已经不仅仅是请科学界对传统的工业生产方法进行研究了；这些方法本身也在改变，科学必须在这种变革中起一定作用。起先，它所起的作用还不是决定性的，因为只有在打破了行会的阻力、一方面提供了可供利用的资金，另一方面又提供了赤贫的工人，从而建立了资本主义之后，科学才第一次有可能在工业生产方法的变革中起决定性的作用。一向潜伏着的人类创造才能的大解放，主要并不是靠科学的训练或激励。工业革命初期的发明——采用自动纺织机器——主要应归功于一些没有受过教育的工匠，不过，一举解决了关键性的动力问题的伟大发明蒸气机却至少可以部分地归功于科学。
蒸气机 蒸气机起源复杂；大炮和水泵可以说是它的前身。长期以来，人们就认识到了火药的潜在力量，因此，一再有人考虑到可以把火药用于战争以外的目的。当事实证明人们不能对火药加以控制时，人们自然就想去使用不那么猛烈的力量：火和蒸气。不过起先动力的需求是极其有限的。在大多数场合，风力和水车足敷使用。就象工业现在集中在原料来源地周围一样，当时，工业自然而然地集中在这种动力的来源地周围。可是采矿业就不那么方便了。矿山要设在矿石所在的地方，那里往往缺乏天然动力。要么就得花钱去使用畜力或人力，要么就得完全停止生产。因而自然就产生了利用火力抽水的念头，可是武斯特侯爵所设想的一类粗糙办法却失败了，因为当时还不可能造出经得起蒸气压力的材料来。于是科学便插手进来了。托里拆利所发现的真空状态启发人们想起了一种能源。就算它很笨重，到底还是可以加以控制的。经过了帕潘等科学家的一番摸索后，军事工程师萨弗里和康沃尔锡矿工人纽科曼分别于1695年和1712年建成了第一批实用的蒸气机，可以把水从矿井中排出去而在经济上又划算。有了一种可以到处设立的能源，工业就可以摆脱一切地区性限制了，不过还得花上几乎一个世纪并经过瓦特彻底改良，蒸气机才做到经济上划算而被普遍采用。
科学与革命 月社蒸气机和富兰克林在1752年发明的避雷针之类的科学的有效应用产生了很大效果，使讲求实效的人们不仅看清在科学中蕴藏有可以加以利用以谋取厚利的巨大力量，而且看清，为了利用它，就有必要深入探索大自然的秘密。十八世纪末叶，制造业开始对科学发生极大兴趣，而且科学的新进展大多数也都是发生在制造业中。工业革命时期的科学事业生根的地方是利兹、曼彻斯特、伯明翰、格拉斯哥和费拉德尔菲亚，而不是牛津、剑桥和伦敦。从事科学的人不再是乡下小绅士和教士而是持有不同见解的牧师和长老会会员。他们的赞助人也不再是贵族和商人兼银行家而变成了制造商。在十八世纪末叶，英国科学思想的实际中心不是皇家学会而是月社。它设于伯明翰。赞助者有博尔顿，威耳金森和威季伍德等人。参加者有瓦特，普里斯特利和伊拉兹马斯·达尔文等。不过，不仅工业领导人需要科学，主要技工也变得越来越需要起码掌握一些科学原理了。科学，至少在制造业地区，是需要列入教育计划中去的。不能期望各大学对此有什么作为；它们在十八世纪已经陷入空前严重的懒惰、无知和顽固的深渊中。于是在新的制造业地区的中心就设立了机械师研究院和图书馆以满足需要。第一所这类研究院出现于美国是很能说明问题的。富兰克林于1755年在那里设立了费城研究院。在曼彻斯特，伯明翰和格拉斯哥也设立了类似的机构，最后，一个同富兰克林相象但又略逊一筹的人物朗福德伯爵在伦敦创立了皇家科学普及协会。它后来成为所有这些机构中最负盛名者。1796年，他提出‘一项建议，要利用私人捐款在伦敦设立一个机构，以便向贫民施舍食品并使他们从事有用的职业，并且还向另外一些可能需要帮助的人提供廉价的食物。为此，要再设立一个机构，以便介绍和推广新发明和革新项目，特别是管理热能和节省燃料的方法以及有助于家庭的舒适生活和节省家庭开支的其他各种机械设备。’朗福德告诉他的朋友说：他‘深深地感到有必要提倡周济贫民，使之成为风尚。’为了实现他鼓吹的第一点建议，建立了改善贫民状况协会。关于设立一个研究机构的第二点建议另作处理，因为它‘十分突出，十分有趣而重要，不能作为任何其他现存的机构的附属部门，所以它必须单独设立而且必须具有应有的规模。’1799年，这个协会创立了，人们为这个‘群众性机构’向私人募集了捐款。‘该机构的宗旨是传播机械方面的有用的新发明和革新的知识，并且加速全面推广这些发明和革新；并通过定期举行哲学讲座和实验课程，来教授科学新发现的应用方法，以便改进技术和制造，并促进取得生活的舒适和便利的手段。’皇家学会主席约瑟夫·班克斯爵士任理事会主席，朗福德担任秘书。在阿尔比马尔街买下了一幢房子，把它的各个房间改成实验室，讲堂，办公室等等；还有一套房间供朗福德使用。‘雇用了一位出色的厨师以改进烹调技术——这是皇家科学普及协会的目标之一，而且还是一个比较重要的目标。’就象社会理想主义者所创办的一切其他机构一样，这个协会的性质很快就被窜改了。它不再致力于严格实现创办者所提出的目标，而是致力于实现社会势力愈来愈大的某些阶级感到兴趣而又见于它的章程的一些目标。正象十五世纪的公立学校学生逐渐从孤儿变为王侯子女一样，正象罗奇代尔先驱者的合作运动从社团变为支付股息的企业一样，皇家科学普及协会也从解决贫民问题的实验室变为解决在当代占支配地位的舆论认为十分重要的科学问题的机构。科学问题的解决最终会为穷人带来好处，不过只有在利用科学的工业家得到好处之后才能为穷人造福。……”——克劳瑟《十九世纪的英国科学家》，第35—36页。
法国科学的伟大时代 在法国，十八世纪是一个从王权和封建统治过渡到以英国为蓝本的中产阶级共和国的时代。政治和哲学居于首要地位，不过特别是在十八世纪下半叶，当制造业也得到发展的时候，对科学便很感需要。但是法国科学比英国的更具有官办的性质，尤其是军事的性质。事实上，法国的炮兵学校是可以从中获得科学教育的第一批正式学校。在这一时期末尾时产生的法国大数学家和物理学家，如拉格朗日，拉普拉斯和蒙日等人都是这些学校训练出来的，不过它们的最出色的学生却是拿破仑。他是第一位认识到科学价值的统治者。拉瓦锡既是捐税包收人金融垄断集团巨头之一，又是政府兵工厂的科学研究领导人。他的大多数重要实验都是在这家工厂的试验室中进行的。巴黎人民对捐税包收人所怀的仇恨是他受审并被处决的最终原因。法国大革命更加促进了十八世纪的发展趋势，虽然这种发展在革命后不久的时期中由于局势混乱而停顿了一阵。在工艺学院和度量衡管理局成立之后，第一个完全由国家资助的科学机关就产生了。
气体革命和化学工业 力学的科学基础实际上是在十七世纪奠定的；它的果实就是十八世纪的蒸气机和随后发明的蒸气机车。十八世纪的伟大成就在于把化学从一种传统的技术变成一门象力学一样可以用数学来计算的科学。由于拉瓦锡和道尔顿把主要是从气体的性质中推导出来的物理概念带到传统的化学中去，才终于做到这一点。在十九世纪，随着重化学工业的发展，这个“气体革命”的成果就在碱、漂白粉和气体的制造上表现出来。
十九世纪——科学成为必需的东西 工业革命一旦顺利开展，科学作为文明的不可分割的组成部分的地位就巩固了。在工业测定和工业生产标准化方面，以及在推广节省成本的办法和新的制造方法方面，人们处处需要利用科学。不过工业需要科学并不等于说：科学的工业基础会自然而然地产生。
事实上，在十九世纪整个期间，尽管人们不断要求发展科学，不论是科学研究工作还是科学教育工作，都很难得到充分的财政支援。这是资本主义发展时代的无政府主义性质所固有的现象，人们对一切官办研究所、特别是对政府直属的研究所不予信任，并且无法为不能立即获利的规划筹到巨款。十九世纪初叶，大部分科学研究工作仍然是在皇家科学普及协会或富有者的私人试验室一类地方进行的。在戴维和法拉第的时代，皇家科学普及协会几乎成了国家物理学和化学研究所。可是尽管它对工业有贡献，筹措经费却不容易。1833年，即法拉第划时代地发现了电感应原理后的第三年，他竟然感到难以为协会筹措区区几百英镑的款项，来使它得以维持下去。
德国登场了 在这当儿，欧洲的科学研究进展十分神速。十九世纪初标志着法国科学成就的顶峰，不过这个运动很快地从法国发展到德国。自从十六世纪以来，破天荒第一次它可以在欧洲文化中起独立的作用了。由于德国各大学进行改革，由于德国人很乐意从法国人那里接受新科学、特别是化学，科学事业迅速发展起来，所以到十九世纪中叶，德国科学事业显然已经至少在数量上名列前茅了，德国制造业似乎也比英国制造业更善于吸收科学资源。
部分地是由于这种形势的推动，特别是由于女王的丈夫德国亲王的直接影响，英国的科学在十九世纪中叶开始受到了官方的注意。政府设立了一个科学和技术部。皇家委员会采取了坚决的措施，要老的大学开办理科，并且要各省和伦敦设立的新大学也都开办理科。这些新的科学学科自然大多是可以立即出成果立即应用的学科；即物理学和化学，生物学还要等候更久才能得到赏识。达尔文大半生是作为一个退休人员依靠个人资财进行工作的；赫胥黎依靠“地质调查”杂志维持生活。
作为一种机构的科学事业——纯科学的概念 不过在十九世纪中，有一批名符其实的科学机构建立起来了。皇家学会恢复了而且重新掌管了它在十七世纪的职能，虽然规模相对来说远比原来为小）。创立于1831年、主要用以取代皇家学会的英国促进科学协会逐渐成为官方的科学喉舌。许多分门别类的学会，化学学会、地质学会等纷纷自动成立，对出版刊物的工作作了适当的安排。一个由大学教授、工业实验室工作人员和业余爱好者组成的科学界出现了，不过与十七世纪科学界所不同的是，它自称自己的职能是了解客观事实，而不是参加实际行动。进化论之类的十九世纪的大论战是在思想领域中进行的。科学家们不参预管理国家或企业的大事。他们只关心纯粹的认识。这对于双方都是一种令人满意的安排。工业家利用了科学家的工作成果，一般地向他们付出一笔代价，但金额不大；科学家们则满意地知道：自己正生活于一个不断进步的时代，他们的工作则对这种进步作出最大的贡献而无需接受审查。正当科学应该同机器时代的发展最明显地密切联系在一起的时候，却产生了纯科学的观念：认为科学家的职责仅限于进行本身的工作，工作成果则应交给一个理想的经济体系，其所以是理想的是因为它适合于并允许各种经济力量自由发挥作用。这种态度至今仍然支配着不少科学家和门外汉对科学的看法，虽然这同当今世界形势是很不相适应的。
科学和帝国的扩张
到1885年，产生了一个新的潮流。显然，制造业的发展正在产生一些意想不到的、令人不安的结果。英国已经丧失了它对制造业生产的垄断，它作为工业国的优越地位也正在迅速地消失之中；德国和美国成为可畏的敌手。人们要求帝国向英国工业提供新的出口市场以拯救英国工业。这时出口商品已经主要是生产资料，铁路和机器设备，而不是消费品了。这就附带地促使科学得到进一步的发展。为了应付扩张帝国的一些新问题，创立了帝国学院和帝国研究所，并对科学教育工作和科学研究工作进行了全面的改革。可是德国的工业化搞得更是如火如荼，德国是在完全不同的另一种规模上利用科学。高等技术学校训练出成千上万的化学家和物理学家，把他们派到工业试验室中去，在短短几年之中，原来主要是在法国和英国奠定基础的染料和炸药化学工业就变成德国新工业的一部分。它实际上垄断了世界市场。
世界大战 科学史上的转折点随着世界大战而出现了。这次战争和以往战争不同的地方在于，不仅各国的军队卷进去了，连有关各国的全体人民都卷进去了。工农业都直接为战争服务，科学也是这样。当然，自古以来，改进战争技术一直比改善和平生活更需要科学。这并不是由于科学家具有好战的特性，而是因为战争的需要比其他更为急迫。各47国君主和政府不那么乐于向其他研究工作提供津贴，却很乐于向军用研究工作提供经费，因为科学界能研制出新的装备，而这种装备由于十分新颖，在军事上极为重要。
科学家的协作 在上次世界大战中，科学家的协作达到前所未有的程度。问题不在于少数技术人员和发明家把众所周知的科学原理都加以应用，而在于所有国家都对本国科学家实行总动员，其唯一目的就是为了在战争期间提高现代化武器的破坏力并且设计出防护方法，以应付对方在现代化武器方面所取得的进展。在这方面，开始时，德国人是占便宜的。他们的科学家不但人数众多，而且同协约国的科学家比起来，还同工业保持着更为密切的联系。这是一个可以立即见效的有利条件，要不是由于德国严重缺乏金属，橡胶和石油等基本原料的话，这本来可能证明具有决定意义。协约国不得不在战时临时期凑科学和工业机构。采取这一措施的结果，在英国终于在1917年成立了科学和工业研究部，在美国则于1916年成立了国家研究委员会。这个研究部1932年度的报告中说道：“这个计划是我们的前任官员在历史上规模最大的战争中制订的。战争一开始，就可以看出，科学的应用将在战争中起重要作用；于是便把科学工作者征集到国家的工作人员大军中并收到相当效果。有些人过去一直要求英国工业和科学更密切配合起来，并肩前进，战争的环境使他们的呼吁更显得有力，因为战争环境空前有力地说明，在有了可以由工业加以利用的科学发明之后，不接着采取措施，就会产生什么后果。例如我们很快就发觉：我国不幸主要得依赖国外来供应一部分作战所必需的物资。当时我国的头号敌人已经通过对科学成果的应用掌握了某些工业产品，按其程度及其性质来说，都足以危及我国的利益。大家也普遍认识到：为了在平时和战时都能取得成功，应该充分利用科学资源。战争的危险为和平时期提供了教训，人们认识到：一旦战争结束，工业界就要面临一种新形势。如果英国要保持工业优势，如果我国工业品要在世界市场上继续站得住脚，就要作出更大的努力。为了先期应付这一形势，当时的政府就设立了科学与工业研究部。议会还议决拨出一百万英镑巨款来鼓励工业研究工作，作为供该部使用的财政经费的一部分。我们的前任在同工业界领袖的磋商中所周密考虑的问题是怎样最有效地达到这一目的，于是就制订出合作研究协会的计划。
国家举办的科学事业 上面引述的一段话表明世界大战怎样自然而然地使人们对科学在现代工业国中的功能有了新的、比过去自觉得多的认识。这时人们认识到，不能让科学处于完全无组织的状态，也不能让科学依赖旧有的基金和偶而的施舍。人们明白，不论在平时和战时，——从技术观点来看，这两种情况所涉及的问题没有什么根本差别——一个现代工业国的存在本身就有赖于有组织的科学活动。探索自然资源和探索最有效地加以利用的方法都要依靠、而且也只能依靠科学。不过，象刚才引述的那段话所表明的那样，人们对这一点的认识决不是完全清楚的。在老的制度与习惯之中有一些固有的力量，反对采取任何这样的措施来使科学工作合理化。几乎在所有的国家中，科学改组工作都是在混乱的、半心半意的情况下进行的。政府和工业需要它，但却不准备付出代价。科学家本能地死抱着战前相对独立的地位不放。虽然在战时几乎所有的人都毫无异议地同意为国家工作，在平时却有可能问一下：把科学界整个地交给政府和垄断企业使用是否可取。结果在几乎一切国家中都实行折衷，这种折衷按其性质来说是特别不能令人满意的。科学事业既不是有组织的，也不是独立的。控制它的机构重重叠叠，授给的经费名目就更多了。
战后时期和经济危机 这种混乱状态本身并不能阻止科学研究的巨大生产率。最初，在战争结束以后，科学一从急迫的技术任务中解脱出来，就大大活跃起来，活跃的程度在它的历史上是少见的，在德国尤其是这样，仿佛是要表明：德国人能在和平的知识领域中取得暴力所不能夺取的优势。
这一平静时期由于1929年的危机及其政治后果而告终。科学事业到处都由于节约原故而紧缩，纳粹的狂热则破坏了德国的表面上牢不可破的局面。自从1933年以来，在那里和其他地方，军备的增长到处都限制着整个科学的结构，并且使其面目全非。
科学家本来就天生不讲效率，官僚主义的发展则使科学家的效率更低了，而不是提高了；既不能让科学遵照科学自己固有的倾向自由发展，也不能有效地加以指导，使之为工业服务。在科学的新阶段中，由于仪器设备支出比重增加，由于有必要在有组织的协作中雇用多得多的各级人员，科学经费肯定地需要比以前大大增加；可是也许除了美国之外，所提供的资金到处都不能满足这种发展的需要。既不容许科学照老样子继续下去，又不能有效地帮助它另辟蹊径。
科学和社会主义 与此同时，在苏联则出现了很不相同的局面。在帝俄时代，随着资本主义的发展，科学的重要性本来就不知不觉地有所增长。然而这种重要性并没有得到正式承认。1917年的革命以后，科学事业开始蓬勃地发展起来。科学在马克思主义理论中一直占有重要地位。培根的理想——利用科学为人类谋幸福——的确是马克思主义的建设理论的一个指导原则。它认为，应当把科学直接用于这一目的，而不再用之于增加利润。尽管沙皇俄国的科学力量极为薄弱，尽管世界大战和国内战争造成巨大破坏，尽管建设时期有巨大苦难和贫困，科学在苏联的重要性仍在继续增长。不过直到1927年实施第一个五年计划的时候，才开始把科学大规模地有效地组织起来，作为改善国内情况的伟大运动的一个组成部分。从此以后，苏联科学事业不论在人数上和经费上，都有了持续不断的迅速增长。它完全没有受到大大阻碍了资本主义国家科学进展的经济萧条的影响。不能期望科学这样的事业迅速取得巨大成效，它需要多年的努力甚至需要数代人的共同努力才能成熟。事实上，苏联科学要在精确度和识别力上超过德国或者英国还得经过一段时间。不过它已有的成绩已经足以证明：这条组织科学为人类服务的新道路为苏联科学提高自己的精确度和识别力开辟了广阔前景，这是目前西方科学和工业的脆弱而混乱体系所望尘莫及的。力开辟了广阔前景，这是目前西方科学和工业的脆弱而混乱体系所望尘莫及的。