科学革命是十六、十七世纪以欧洲为中心的一场自然研究领域的变革。它使天文学、力学、解剖学及研究方法发生重大变化，日益将观察和实验与数学解释结合起来。历史学家通常以尼古拉·哥白尼于1543年出版《天体运行论》和艾萨克·牛顿于1687年出版《自然哲学的数学原理》为这一时期的起讫标志。这两个年份是重要的里程碑，而非公认的明确界限：这些变化早有基础，并一直延续到十八世纪。(plato.stanford.edu)
思想背景
近代早期的研究者通常将自己的研究领域称为自然哲学，而不是现代学科意义上的科学。欧洲学术深受亚里士多德对自然的解释和托勒密的数学天文学影响。这些传统并未被简单抛弃：哥白尼保留了天体作匀速圆周运动的理想，而伽利略的研究则借鉴了古代数学以及中世纪关于运动和论证的讨论。因此，这场革命既批判了既有权威，也有选择地发展了其思想。(plato.stanford.edu)
文艺复兴提供了一种思想环境，使古代文献、数学方法和实践技能得以重新结合。仪器制造者和兼具工程技能的工匠为伽利略的研究创造了条件，而印刷术则使新的论点和图示能够传播到作者身边的小圈子之外。哥白尼著作的出版，以及后来科学期刊的出现，体现了这种不断扩大的知识交流的不同阶段。(plato.stanford.edu)
天文学与运动的数学解释
哥白尼提出，地球每日自转，并围绕太阳公转。他的日心体系为行星提供了一种新的排列方式，但仍保留了圆周和本轮，并未立即形成现代轨道理论。这一体系的重要性，部分在于将地球视为一个运动中的天体；这一主张要求人们重新审视既有的运动理论和宇宙结构观念。(plato.stanford.edu)
约翰内斯·开普勒利用第谷·布拉赫的精确观测，提出了行星运动定律。前两条定律于1609年发表，指出行星沿椭圆轨道运行，行星与太阳的连线在相等时间内扫过相等面积。第三条定律于1619年发表，将行星公转周期的平方与其轨道半长轴的立方联系起来。这些定律以符合观测证据的数学关系，取代了天体必须作匀速圆周运动的要求。(science.nasa.gov)
伽利略·伽利莱通过望远镜观测发现了月球表面的凹凸不平、木星的卫星以及金星的相位变化。这些发现挑战了传统宇宙观的重要内容，但仅凭它们还不足以证实哥白尼理论的全部主张。他对落体和抛射体的研究，也推动了用数学描述地面物体运动的进展。他对地球运动说的支持，与《圣经》诠释和教会权威问题纠缠在一起，最终于1633年遭到罗马宗教裁判所定罪。(plato.stanford.edu)
牛顿的《自然哲学的数学原理》通过运动定律和万有引力，将地面物体与天体的运动统一起来。它奠定了后来被称为经典力学的理论框架，以共同的原理解释行星轨道和物体下落。牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨还各自独立发展了微积分，扩充了研究连续变化所能运用的数学工具。(plato.stanford.edu)
研究、证据与方法
这一时期并未确立一种统一且普遍遵循的科学方法。相反，研究者以不同方式结合测量、数学论证、观察和实验。例如，伽利略的研究实践既不能简单归结为纯粹的演绎，也不能归结为毫无章法的事实搜集。历史学家考察了这些实践与古代数学、经院哲学推理及实际工程技术之间的联系。(plato.sydney.edu.au)
弗朗西斯·培根在《新工具》（1620年）中主张，通过归纳推理，以严谨、有章法的方式重建知识。他批评过早作出概括，强调仪器、精心设计的实验以及对证据的系统考察。他的构想作为一种有组织研究的论述产生了重要影响，但不应将其等同于近代早期研究者普遍采用的一套程序。数学研究与实验探究通过相互交叠、有时彼此竞争的路径发展起来。(plato.stanford.edu)
解剖学与微观世界
这些变化并不限于以数学为基础的物理学。安德烈亚斯·维萨里于1543年出版了附有插图的《人体构造》，在这部影响深远的人体研究著作中，将直接进行解剖研究置于核心地位。威廉·哈维的《心血运动论》（1628年）则将身体结构的考察与证明血液循环的实验结合起来。这些著作改变了解剖学和生理学的重要领域。(nlm.nih.gov)
显微镜扩大了人们能够观察的自然范围。罗伯特·胡克的《显微图谱》（1665年）以详尽的观察记录和插图，体现了改良仪器、图像呈现与集体研究之间的联系。这类研究使此前无法观察到的结构成为公开讨论的对象，而不再仅仅停留于个人观察。(royalsociety.org)
机构与交流
1660年在伦敦成立的英国皇家学会，组织了通信、观测、实验演示和讨论。1666年成立的法国科学院，则提供了另一个延续至今的机构平台。这些组织支持集体研究，与大学、宫廷及个人关系网络中的研究活动并行发展。(royalsociety.org)
亨利·奥尔登堡于1665年3月创办了《哲学汇刊》。这份刊物最初是他个人经营的出版事业，将皇家学会的活动与更广泛的欧洲通信网络联系起来。期刊出版为交流研究成果和确立发现优先权提供了一种定期渠道。不过，十七世纪的科学团体并不是现代意义上的专业共同体：皇家学会早期的会员包括医生、商人、律师、贵族和土地所有者，而且全部为男性。(royalsociety.org)
历史解释
“科学革命”是后世回溯历史时使用的概念，并非当时某个协调一致的运动的名称。对于它在多大程度上划分了早期学术与现代研究，以及各种不同的发展能否归入同一场革命，学者们看法不一。它的界限也不能简单划为科学与宗教之间的分界：牛顿在研究力学和数学的同时，也钻研神学与炼金术。这一术语标识了重大的转变，同时也将连续性、时间划分和学科差异等问题留待历史研究进一步探讨。(plato.stanford.edu)