實際情況是，在牛頓的《原理》（1687）以前，幾乎沒有什麼理論的或實用的天文學著作提到過開普勒行星運動三大定律，更不用說開普勒有關導致軌道運動的天體作用的思想了。因而看起來很清楚，1687年以前，科學中未曾有過開普勒革命。我們回顧一下便可得出這樣的結論：開普勒的綱領僅僅構成了一場論著中的革命——這並不是因為，在思想上，開普勒尚未十分成功地發展出一個可以恰當地說明他所發現的行星運動請定律的動力學體係，而是因為他未能成功地使他的大部分的同代人和隨繼而來的後繼者們轉過來相信他的橢圓軌道的行星天文學或他的天體物理學。
威廉·吉伯：實驗論者及其代言人
像開普勒一樣，威廉·吉伯也必須納入17世紀初富有革命精神的科學家之列。他在其著作《論磁石》（DeMagnete，1600）中表明了他的科學的創新性；他在該書的副標題中說，他的這本書是一部“Physiologianova，plurimis＆argumentis＆experimentisdemonstrat．”意思是說，他創立了一門“新的生理學”或自然哲學。一門新的自然科學，一門被“許多論據和實驗證明了的學說。”這門新的自然哲學就是磁學，而該書的題目告訴讀者，吉伯所關心的是磁石或天然磁石、“磁體”（例如磁鐵）以及“地球大磁石”。在此書中，吉伯通篇強調實驗主義的思想，這一觀念暗示著，知識的基礎是經驗、實地的實踐經驗或者經驗證明。在後期的古典拉丁語中，“experimentum”和“experientia”這問個詞既有“經驗”（甚至“盡人皆知”的經驗）的意思，也有“實驗”的意思，正像法語中的“expeence”和意大利語中的“espertenza”仍然含有的意思那樣。由此可見，吉伯是在強調實地的實踐經驗（例如鐵匠和航海者的經驗），通過實驗對自然界的直接研究，以及以經驗而不是直覺或推測為基礎的知識。
除了讓人們注意到書的副標題所表明的該書的特色之外，吉伯還搜集了大量新的實驗信息，他在書頁的空白處加了許多注釋。以便說明他或多或少“根據對事物的重要性和微妙性”所描述的“我們的發現和實驗”究竟是什麼（1900，ii）。吉伯研究了摩擦後琥用中的引力現象，而他有關這一現象的論述，就是他對問題進行實驗探討具有創新性的一個實例（Ch．2，bk．2兒他嚴厲地批評了“我們這個時代的”這樣一些哲學家，這些人‘自已沒有什麼發現，沒有得到任何實踐經驗的支持，……沒有取得一點進步”（p．48）：不僅琥珀和貝褐碳（像他們所猜想的那樣）對小的物體有吸引作用，而且鑽石、藍寶石、紅榴石、彩虹寶石、蛋白石、紫石英以及布裏斯托石（一種英國寶石或晶石），綠寶石和水晶也都有此作用。具有類似引力的還有玻璃（尤其是透光和透明的玻璃），由玻璃或水晶製成的人造寶石，銻玻璃，還有從各種礦石中提煉製成的多種晶石，以及箭石等。另外，硫磺、香乳脂和由染有各種顏色的蟲膠合成的硬的封蠟也有引力作用。甚至硬樹脂，例如雌黃，也有這種作用，當然，它的作用不是很強的；在相對幹燥的天氣中，岩鹽、白雲母石和明礬石則很難產生引力作用，而且，即使產生了其作用也是很微弱的。
《論磁石》那篇寫給“公正的讀者”的前言，是對科學革命的原則呼聲最高的陳述之一。作者在其中自豪地說，那些“可靠的實驗”和“業已證明了的論點”，優於“一般的哲學家們的那些可能的猜測和看法。”在這裏，吉伯談到了“我們的哲學…來目…對事物孜孜不倦的觀察，”他還談到了“真實的證明和……顯然意義明確的實驗，”以及“（明顯地使每一種哲學繁榮的）大量的實驗和發現。”他還描述了進行哲學探討的正確方法，憑借這種正確的探討，人們的認識才有了從“不難理解的問題”到“更為值得注意的其他問題”以至最終到“有關地球的那些隱匿的最為神秘的問題”這樣的不斷發展，從而“了解到那些問題的起因，而這些問題，或是由於古代人的無知，或是由於現代人的疏忽，因而未被認識到並被漏掉了”（fol．ii）。
吉伯作了經驗方麵的記錄；他最終也發明了一些理論並構想出了一些假說。吉伯本人最重要的科學見解就是：地球本身是一個大磁石，它有南北兩個磁極。他斷定，他已經從實驗上說明了，完全呈球狀且有兩極的天然磁石會繞軸自轉，他因此得出結論說，地球肯定要進行自轉，正如哥白尼已經告訴人們的那樣。不過，吉伯對地球的公轉沒有多大的興趣，因為對他來講，這是一個與磁性無關的問題嫩此而言，他不算是一位哥白尼主義者。
人們會注意到，在吉伯的綱領中，《論磁石》的主題並非總是十分詳細地貫穿始終的，盡管這樣，他認為一門新的科學即將出現這一明確斷言的重要性並沒有因此而減小。像開普勒一樣，吉伯也生活在一個過渡的時代，所以，看到“吉伯的大話和浮誇雖不可取，但他卻是位溫和的逍遙派學者，而且從不進行他所批判的那些剽竊活動”（海爾布倫1976，169），我們也就不會驚訝不已了。雖然海爾布倫非常恰當地拒絕承認“吉伯是位革命英雄”，而且不願相信他的“文藝複興式的誇誇其談是真實的，”但他還是盛讚吉伯出版了“一本最早的有關地球物理學的一個特別分支的專著，”一本“首先發表的有關大量相互聯係且得到了再次證明的實驗報告。”
然而，盡管吉伯有革命熱情，但他並未創建一門新的科學。當時的跡象和以後半個多世紀發表的磁學方麵的著作，都沒有表明這一學科發生了劇烈的變比。他在電引力這一新興的研究課題方麵的著述，也未能使科學家們建立起一門新的物理學的分支學科；隻是到了下一個世紀才出現了這一學科。由此看來，吉伯的工作未能通過鑒別科學革命的前兩項檢驗，科學家和史學家也都未設想科學中有過一場吉伯革命。所以，雖然吉伯確實是位富有革命精神的人，但他至多隻是引起了一場論著中的革命。毋庸置疑，他的《論磁石》包含著革命的種子，但它畢竟沒有引發一場革命。
縱然吉伯沒有引起或發動一場革命，他的工作仍可謂是以後所進行的一場革命的一種征兆或預示。在以後的那場革命中，科學從一門主要是哲學和抽象的學科逐漸變成了一門以經驗、以那種通過實驗直接對大自然提出問題而獲得的特殊經驗為基礎的科學。
伽利略富有革命性的科學
比任何人都先提倡新的實驗科學技術的科學家，就是伽利略。伽利略的科學綱領像開普勒的綱領一樣，確實是富有革命性的，而且，它還包含了有可能會潛在地影響所有科學的方法和結果，從這一點來講，它有著更為重要的意義。與開普勒不同，伽利略的著作廣為流傳（並被譯成了別的語言），而且，他的著作對他那個時代的科學家和科學思想產生了巨大的影響。這種影響甚至隨著對他進行的著名的審訊和定罪而擴大了。
似利略做出了大量發現，不過，他的革命活動主要在以下這四個獨特的領域著稱於世，即望遠鏡天文學，運動原理和運動規律，數學與經驗的關係的模式，以及實驗科學或實驗法科學。（有人可能會十分恰當地舉出一些例子來說明，伽利略在另一個領域也很著名，這第五個領域就是科學哲學，然而，伽利略在這方麵頗具革命特征的思想，都包含在實驗科學和數學與經驗的關係方麵了。〕
許多證據都可以證明伽利略在運動學領域進行了富有革命性的工作。而且，17世紀中葉那些物理學著作的編、撰者們——克裏斯蒂安·惠更斯，約翰·沃利斯，羅伯特·胡克，伊薩克·牛頓——都承認並使用了伽利略的那些定律和原理。至少在兩個世紀中，許多科學史家和科學哲學家都在為伽利略革命而歡呼。此外，長期以來，物理學家和其他領域的科學家們一直認為伽利略是位革命英雄，甚至誇大他的作用，以致於把他說成是現代科學和科學方法或實驗方法的創始人，是牛頓前兩個運動定律的發現者。簡而言之，伽利略似乎輕而易舉地通過了鑒別是否已經引起的一場科學革命的所有檢驗。
伽利略首次公開展示他的富有革命性的科學是在161O年，當時，他發表了用望遠鏡探索天空所取得的最初一部分成果。談到過伽利略對天空的看法的轉變過程，即從個人的觀察經驗到得出理智的結論的轉變過程。他用類推原理和物理光學說明，月球表麵也像地球一樣，峭壁林立，起伏不平。他發現，地球使月球生輝發亮。他看到木星係統有四個衛星，金星有位相變化。他的望遠鏡不僅展示了有關太陽、地球以及行星這些以前已為人知的天體的一些新的消息，而且在可視的範圍內向人們展現出了用肉眼從未看到過的大量的恒星（和衛星）。
伽利略的發現，以及其他人的發現，首次向所有人說明了天空是什麼樣。金星的位相，如果與行星的表現尺寸聯係起來，就能證明金星軌道所環繞的是太陽而不是地球，並由此證明托勒密是錯的。所有這些發現都是與哥白尼的這一命題相一致的：地球隻不過是另一個行星；也就是說，所有的發現表明，地球更像是個行星而不像是與行星不同的東西。伽利略因此立即證明，他業已說明了哥白尼體係的正確性（盡管事實是，他的發現與第穀·布拉赫的體係也是十分相容的，而在第穀·布拉赫的體係中，地球仍被看作是位於中心，其他行星環繞著太陽，太陽則圍繞著地球循環運動）。
這些發現使觀測天文學發生了革命性轉變，並且從根本上使哥白尼天文學討論的層次發生了變化。在1610年以前，哥白尼體係可能看起來是一種思想實驗，一種假設的計算係統，對那些否認地球看上去像是一顆行星（即我們認為是閃耀著極為燦爛的光芒的星球）的人來講，它是某種在哲學上荒誕不經的東西。在1610年革命發生並產生了成果後，科學家能夠（並且確實）證明，地球與其他行星實在相似，而且理應有同樣的運動。哥白尼非常正確地指出，地球隻不過是“另一顆行星”。要想否認這種新的在經驗上得到了修正的哥白尼學說，隻有拒絕用望遠鏡去觀察，或者斷言，通過望遠鏡所看到的肯定是一種光學假象或是望遠鏡的透鏡所產生的一種畸變，而不是行星的真麵目。一些非常明智的哲學家都采取了這一態度，這一事實表明，在當時，以經驗證據為基礎來認識大自然是一種多麼激進多麼富有創新性之舉。
伽利略在其中引起革命性變化的第二個領域就是運動學。這一課題一直被認為是自然哲學的中心；所以，在其《兩種新科學》（1638）第三天對話的開場白中，伽利略誇耀說，他正在引進“一門有關一個極為古老課題的嶄新的學科”（伽利略1674，147）。也許，許多有關運動的新定律和新原理都應歸功於伽利略。他發現了擺的等時性——當一個自由擺動的擺沿弧線運動所經過的弧的長度越來越短時，它的運動速度也會減慢，但它完成每次擺動的全程所需要的時間卻（總是）保持不變。他通過激動人心的實驗證明，在空氣中，重量不同的物體下降的速度幾乎是相同的，而並不（像以前亞裏士多德以及今天未受過物理學教育的大部分人仍然認為的那樣提與物體的重量成比例的。他發現，自由降落是勻加速運動的一種情況，在這種情況下，運動速度隨著時間的持續而增加，運動的距離與時間的平方成正比。他提出了矢量速度的獨立性原理，並采用了矢量速度組合（合成）法，他運用這一原理來解決拋射體的軌道問題：他發現，這種運動的路線是一條拋物線。因此，他指出，當大炮的炮簡與地平線成45。傾角時，大炮的射程最遠。
在對拋射體的拋物路線所作的分析中，伽利略勾畫出了慣性運動原理形成初期的情況。一係列相繼得到了改造的概念導致了牛頓1687年的慣性定律，顯然，其中第一個概念就是伽利略提出來的。不過必須要記住的是，伽利略主要是從運動學角度來分析運動的。也就是說，盡管伽利略的討論有一些或包含著一些力的作用問題，但他既沒有嚐試去找出引起（或導致）運動的力，也不曾試圖去發現作用力與運動之間嚴格的數學關係。
伽利略的第三個貢獻是在數學領域。現代科學，尤其是物理學，其特征就是用數學來表述其最高原理和定律。到了17世紀，科學的這一特征開始顯示出了重要意義，而且，這種特征的重要性在牛頓的《自然哲學的數學原理》（即《原理》）出版時到達了第一個高峰。從伽利略在《兩種新科學》第三天對“自然加速運動”的討論裏，我們可以看到伽利略方法論具有革命性的一麵。伽利略在提出這一話題時解釋說，假設任何一種運動並從數學上說明其本質，這種做法（就像以前經常做的那樣）是完全合理的。不過，他願遵循另一種方針，亦即“找出並闡明與大自然所進行的那種運動［加速運動燼可能完全一致的定義。”在考慮“在某一高度靜止不同的”石頭是怎樣下落之後，他得出結論說，“新增值的速度”的連續獲得，是由“最簡單和最明顯的規律導致的”（伽利略1974，153-154），這就是說，這種增值總是以同樣的比率持續進行的。因此，（a）在下落的每一連續相等的特定距離內，或（b）在所消逝的每一連續相等的時間間隔內，速度的增加肯定總是相等的。伽利略出於邏輯上的理由對等距規則不予考慮，轉而著手闡述等時規則的各種數學推論，其中有這樣一個結論：在勻加速運動中，“物體在任何時間內所通過的距離都與各自所用的時間成倍比”（也就是說，它們各自都與那些時間的平方成正比）。伽利略隨後對“這是否就是大自然在她的下落的物體上施加的加速作用”提出了疑問。
答案是通過一項實驗找到的，這一實驗程序“在把數學證明應用於物理學推論的那些學科中是非常有用和非常必要的”（伽利略1974，169）。實驗也許看起來是相當容易的，但實驗設計和對實驗結果的解釋，需要對現代科學的基本原理有高水平的理解（參見下文）。要正確地評價伽利略程序具有何等的革命性和創新性，我們應當把它與中世紀的數學家一哲學家們的活動加以比較和對照。在12、13和14世紀，數學家一哲學家們一直在積極探討運動問題，他們的數學發展處於一種抽象的水平。在這裏，運動問題屬於一般的範疇，這一範疇包含了從“潛在性”到“實在件”（亞裏土多德的定義）的任何一種可以量化的變化，這裏的“潛在性”和“實在性”包羅萬象，從愛、仁慈到（從一處向另一處的）地點的變化。所以，伽利略要根據（並舉例說明）自然界中實際出現的運動來闡述有關運動的數學定律，這的確是一個大膽的舉動。以前同樣也沒有人發展到用實驗檢驗來證明物理學定律——而這裏正是伽利略為科學做出重要貢獻的第四個領域。