科学革命（1500-1700 年）首先发生在欧洲，然后传播到世界各地，它见证了一种新的知识获取方法，即科学方法——利用望远镜等新技术来观察、测量和测试前所未见的事物。由于专门研究机构的发展，科学家们进行了更多的实验，并分享了他们的知识，使其变得更加准确。到这场 "革命 "结束时，科学已经取代哲学，成为获取新知识和改善人类状况的主要方法。
定义 "革命”
科学革命开始和结束的时间很难确定。由于 "革命 "并不是一个单一的戏剧性事件，而是一系列漫长而渐进的发现和对知识态度的改变，因此历史学家们并没有就确切的日期达成一致。一般来说，16 世纪和 17 世纪作为一个整体涵盖了大部分相关事件和发现。还有一个问题是如何称呼这些事件。这不是通常意义上的 "革命"，即在很短的时间内，在所有地方发生的、涉及所有阶级的、有明确最终目标并最终实现的运动。相反，从 1500 年左右到 1700 年左右，思想家们获取周围世界知识的方式发生了渐进但显著的转变。现代历史学家通常羞于使用 "革命 "这样一个戏剧性的术语来描述人类行为的任何深刻变化，因为这样一个笼统的术语会带来不必要的含义，并掩盖许多异常现象，尤其是在"革命 "从未完成或完成的情况下。然而，即使对科学革命之前和之后的知识获取方式进行最简要的评估，也能清楚地看出确实发生了一些重大事件。
在科学革命的两个世纪中，那些仍然坚持古代智慧的自然哲学家的重要性慢慢被实用科学家所取代，他们使用望远镜和气压计等科学仪器来测试他们的假设，然后分享和重复他们的发现。通过这种方式，可以形成普遍规律，然后在更多的实验中进一步检验和预测结果。随着魔法、炼金术和占星术等更传统的求知方法被弃置一旁，更客观、更实证和更以证据为基础的实验成为主流，数学尤其成为思想的主流。此外，亚里士多德（公元前 384-322 年）、克劳狄乌斯.托勒密（Claudius Ptolemy，约公元 100 年至约 170 年）和盖伦（Galen，公元 129-216 年）这三位伟大的古代思想家在中世纪一直叱咤风云，但随着早期现代思想最终着眼于未来而非过去，这三位思想家被扫进了历史。
摆钟和温度计等仪器使我们能够精确测量周围的世界，而光学仪器则揭示了以前无法想象的事物，如月球表面的真实面目和小昆虫的复杂解剖结构。因此，在所有这些意义上，确实发生了一场 "革命"，导致许多自古以来就被认为是正确的旧理论被抛弃，取而代之的是基于新发现、新方法和全新研究领域的全新理论。
科学方法
科学革命时期思想变革的一个显著特点是重新考虑了新知识的获取和检验方式。自古以来，人们一直在进行实践实验，但到了中世纪，由亚里士多德等思想家首创的某种理论知识方法开始占据主导地位。口头论证变得比在世界上实际看到的东西更重要。此外，自然哲学家们开始专注于事物发生的原因，而不是首先弄清自然界究竟发生了什么以及如何发生的。英国政治家和哲学家弗朗西斯. 培根（1561-1626 年）是最早对这种方法提出质疑的人之一。
培根主张采取一种更系统、更实用的方法，对实验的经验性（可观察到的）结果进行整理，用理性进行评估，然后公开分享，供其他思想家审查。这一活动的最终目的应该是检验现有知识的有效性，并对我们周围的世界形成新的认识，从而切实改善人类的生活条件。因此，培根被认为是现代科学研究和科学方法的奠基人之一，甚至被誉为 "现代科学之父"。培根的方法确实成为了现实，但也有一些重要的补充，如使用假设作为实验过程的一部分，应用数学来创建普遍法则，以及增加新技术来提高感官功能。
科学方法包括以下主要内容：
- 进行实证实验
- 进行实验时不预先考虑实验应证明什么
- 使用演绎推理（从具体事例中归纳总结）形成假设（未经检验的理论），然后通过实验进行检验，之后根据经验（可观察到的）证据接受、改变或否定假设
- 在不同的地方、由不同的人进行多次实验，以确认实验结果的可靠性
- 由同行对实验结果进行公开和批判性的审查
- 利用数学等方法制定普遍法则（归纳推理或逻辑推理）
- 期望从科学实验中获得实际利益，相信科学进步的理念
(注：上述标准是用现代语言表达的，不一定是 17 世纪科学家使用的术语，因为科学革命也引起了描述科学的语言革命）。
重要发明
科学革命见证了大量新发明，即技术创新，这些创新不仅让新科学家发现了世界上的新事物，还让他们找到了测量、测试和评估这些新事物的方法。科学革命中最重要的发明包括：
- 望远镜（约 1608 年）
- 显微镜（约 1610 年）
- 气压计（1643 年）
- 温度计（约 1650 年）
- 摆钟（1657 年）
- 气泵（1659 年）
- 摆轮游丝手表（1675 年）
重要发现
有了上述发明和其他发明，许多国家的科学家都有了许多新发现，气象学、显微解剖学、胚胎学和光学等全新的专业研究成为可能。
意大利人伽利略.伽利莱（Galileo Galilei，1564-1642 年）制造了早期最强大的望远镜，他用这台望远镜发现了被人们认为是由某种未知物质构成的月球表面的山脉和山谷。伽利略发现了木星的四颗卫星和金星的相位。他观察到了太阳黑子，从而认为太阳是一个转动的球体。德国人约翰内斯. 开普勒（Johannes Kepler，1571-1630 年）创造了一种使用两个凸透镜的新型望远镜，他用这种望远镜观测天体，证实了尼古拉斯.哥白尼（Nicolaus Copernicus，公元 1473-1543 年）提出的银河系日心说。最终，托勒密的地心模型被证明是错误的。此外，开普勒证明了行星的运动轨道是椭圆形而不是圆形。
意大利天文学家吉安.多梅尼科. 卡西尼（Gian Domenico Cassini ，1625-1712 年）确定了土星环中的空间。约翰. 赫维留斯（Johannes Hevelius，1611-1687 年）在但泽（今格但斯克）发现了第一颗变星，并绘制了详细的月球表面地图。英国天文学家埃德蒙. 哈雷（Edmond Halley，1656-1742 年）于 1677 年在南大西洋的圣赫勒拿岛建立了一个天文台，并用望远镜绘制了第一张南方星图。哈雷还发现了月球的加速度，注意到了恒星之间的运动关系（自行，proper motion），并确定 1682 年的彗星与 1607 年和 1531 年的彗星是同一颗彗星。
英国科学家艾萨克. 牛顿（1642-1727 年）于 1668 年发明了反射望远镜，该望远镜使用一面弯曲的镜子。牛顿发现白光是由彩色光的光谱组成的，他还提出了万有引力理论，解释了物体为什么会落在地上以及天体为什么会运动。
显微镜在许多方面与望远镜自然相反，它的发明通常归功于当时居住在荷兰的眼镜制造商汉斯. 利伯希（Hans Lippershey，约 1570 年至约 1619 年）。1661 年，意大利人马尔切洛.马尔皮吉（Marcello Malpighi）用显微镜发现了血液系统中的毛细血管。这是动脉和静脉之间缺失的一环，证实了威廉. 哈维（William Harvey）关于血液循环的发现。盖伦关于人体如何运作的观点现在被证明是存在不足或完全错误的。
英国实验学家罗伯特.胡克（Robert Hooke ，1635-1703 年）用他的显微镜绘制了一幅新的微缩世界的图画，1665 年发表在他的《显微图谱》（Micrographia）中，引起了轰动。荷兰人安东尼.范. 列文虎克（Antonie van Leeuwenhoek，1632-1723 年）首创了一种新型显微镜，使用玻璃珠作为透镜，放大倍数比以前高得多。列文虎克发现了细菌、原生动物、红细胞、精子以及微小昆虫和寄生虫的繁殖方式。另一位荷兰显微镜学家扬. 斯瓦默丹（Jan Swammerdam，1637-1680 年）发现，毛虫体内含有蜕变后成为蝴蝶翅膀的物质。还有尼希米. 格鲁（Nehemiah Grew，1641-1712 年）是植物解剖学的创始人，他对植物的性器官进行了深入研究。
气压计由意大利人伊万杰里斯塔. 托里切利（Evangelista Torricelli ，1608-1647 年）于 1643 年发明，它使科学家们得以了解大气压力。法国人布莱兹. 帕斯卡（Blaise Pascal ，1623-1662 年）用气压计证明了气压随海拔高度而变化。德国人 Otto von Guericke（1602-1686 年）指出，气压随天气变化而变化。气压计实际上是由英国科学家罗伯特. 波义耳（Robert Boyle ，1627-1691 年）命名的，他也研究过气泵。波义耳和他的助手罗伯特. 胡克（Robert Hooke）证明了真空是如何存在的，他们在自己的气泵内将各种标本置于气压变化的环境中。波义耳由此提出了一个被称为 "波义耳定律 "的普遍原理。该定律指出，一定量的空气所产生的压力与其体积成反比变化（前提是温度不变）。
1650 年左右，在佛罗伦萨，液体温度计被发明。它改变了医学，使医生能够测量病人的体温，而不仅仅是 "热"、"冷 "或 "正常"。该发明意味着现在可以进行许多其他实验，并对结果进行精确测量和比较。
摆钟的第一个工作模型由荷兰人克里斯蒂安. 惠更斯（Christiaan Huygens ，1629-1695 年）于 1657 年发明。在摆钟中，钟摆摆动的规律性精确地控制着砝码的下落。最好的摆钟每天最多偏时 15 秒，而机械钟每天偏时 15 分钟。1675 年，人们发明了使用游丝的手表，计时变得更加精确。这一精确度上的巨大飞跃不仅帮助科学家们更好地监测他们的实验，并为他们对太空中物体的观测计时，还彻底改变了每个人的时间观念。这是向通用时间迈出的第一步，随之而来的是日常生活中 "早到"、"准时 "和 "迟到 "的概念。
制度化的科学
除了新方法和新技术之外，科学革命的另一个重要发展是成立了专门的研究机构。当时的大学（医学系可能是个例外）并不关注研究，而只关注教学。因此，需要一种新型机构，让科学家们能够一起工作，分享他们的研究成果，最重要的是，还能为他们的工作获得资助。这就是在欧洲各地兴起的新型学院和学会。第一个这样的学会是 1657 年在佛罗伦萨成立的西芒托学院（Academia del Cimento）。其他学会很快也相继成立，特别是 1663 年在伦敦成立的皇家学会和 1667 年在巴黎成立的皇家科学院。英国皇家学会的成立要归功于培根的创意，他们热衷于遵循培根的科学方法原则，强调分享和交流科学数据和成果。柏林科学院成立于 1700 年，圣彼得堡科学院成立于 1724 年。随着新科学方法的兴起，这些学院和学会成为科学家国际间交流的中心，他们相互通信、阅读彼此的著作，甚至参观彼此的实验室和天文台。公众也参与其中，他们可以通过查阅出版的期刊和书籍间接参与，也可以直接参加学会实地的实验和演示。
在科学革命中，国际合作日益增多，这一点从邀请非本国科学家成为这些学会的会员中可以看出。人们试图将某些跨国界的实验和不同科学家使用的仪器标准化。例如，德国人丹尼尔.加布里埃尔. 华氏（Daniel Gabriel Fahrenheit，1686-1736 年）在 1714 年左右为温度计设计了华氏刻度。瑞典的安德斯. 摄氏（Anders Celsius，1701-1744 年）提出了一个与之相匹敌的刻度。早期不同国家的科学家简单地使用各自的刻度，使得结果比较变得非常困难，所以温度计上采用华氏和摄氏两个刻度是一个巨大的进步。尽管科学家属于相互竞争的欧洲帝国，但他们之间也存在合作。科学革命的思想正是通过这些殖民帝国，特别是荷兰、法国和英国，传播到欧洲以外的地方。
对科学方法的反应
对科学革命的反应并不都是积极的。一些知识分子怀疑新的科学仪器是否可信。总的来说，仍然有人对实验持怀疑态度。他们强调感官会被误导，而头脑的理性不会。勒内. 笛卡尔（René Descartes，1596-1650 年）就是这样一位怀疑者，他和其他自然哲学家质疑实践实验者的工作价值，在哲学和我们今天所说的科学之间建立了持久的新分界线。在 17 世纪，"科学 "一词仍未被广泛使用，相反，许多实验者称自己为 "实验哲学 "的实践者。实验方法 "一词在英语中的首次使用是在 1675 年。这些术语的发展表明，理论思想家和实践思想家之间正在发生分裂。
有些人甚至质疑人类是否应该深入研究以前从未见过的世界，他们认为这应该是上帝的事情。在宇宙的组织结构问题上，科学与宗教之间存在着冲突。教会人士倾向于坚持地球和人类必须位于宇宙中心的观点，因此像伽利略这样支持哥白尼日心说模型的思想家被认定为异端邪说。然而，大多数科学家都是基督徒，并不想挑战《圣经》的教导。许多科学家只是想解释世界是如何形成的。事实上，有些人认为，望远镜和显微镜证明了生命是多么错综复杂，因此他们认为，人们应该对上帝的创造抱有更多的惊叹。
在这个崭新的科学世界里，上帝仍有存在的空间，因为像艾萨克. 牛顿这样的思想家只能解释万有引力如何使行星运转，却无法解释万有引力从何而来，或为何存在。人类的知识仍有许多局限。医生们现在知道了某些疾病产生的原因，但对于如何治疗这些疾病仍然所知有限。航海家如何在全球范围内追踪自己的位置这一巨大的经度问题仍未解决。技术在许多领域仍然受到限制，令人沮丧。
走进未来
新的科学仪器意味着新的发现层出不穷，常常让人对生命的复杂性感到困惑。望远镜的一端和显微镜的另一端显示，人类需要一个全新的测量系统来掌握可见宇宙的奇妙规模。在此之前，测量系统是以人体为基础的，但很快就需要纳米和光年了。各个阶层的人们对科学家们开辟的新世界的看法发生了巨大的变化。这一点在当时的通俗小说中体现得淋漓尽致，小说开始讨论一些引人入胜但又令人不安的观点，如宇宙的无限性或微小的寄生虫本身有更小的寄生虫，而这些寄生虫本身还会有更小的寄生虫等。有朝一日人类是否有可能实现月球旅行？既然地球不再是宇宙的中心，这是否意味着可能存在其他生命形式的其他星球？
不过，在这种困惑中，也有一种新的信心和信念，科学家们相信：只要假以时日，技术和科学就能为人类生活提供更好、更持久、更幸福所需的一切答案。带有精密齿轮的新钟表装置、气泵中活塞的使用以及气压能量的发现，都激励着工程师们发明类似于蒸汽机一样的新机器，而另一场甚至更大的革命即将出现：英国工业革命。
科学革命还产生了另一个持久的影响，那就是确立了科学作为探求真理最公认的方法，时至今日，它仍然占据着主导地位。当我们谈论理论、假设、自然法则、证据、事实和进步时，我们使用的术语都是科学革命时期创造的。今天，如果不使用这些术语来讨论知识，那是不可想象的，也许这就是这场思想、方法和技术革命的真正遗产。
