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从一个知识时代过渡到另一个知识时代，社会必然会经历一场痛苦而持久的转型。新的思维方式并不是在历史中某个明确的节点上取代旧有的思维方式的，两者往往会在很长一段时间里交融、并存。这种复杂而曲折的变化过程，有可能在一路上造就诸多紧张且无法解决的问题。但最终，新范式会为新时期的常规科学奠定应用的框架。
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每一个重要的知识发展期的特点都是，以革命性的新观点推动时代向前。在古代和中世纪时期，人们理所当然地认为托勒密提出的“地心说”是对的。产生这种信念的原因有两点：首先，事实看起来就是这样：早晨太阳升起，缓缓穿过天空，晚上再次落下。人人都看得见，动的是太阳，不是地球。去干活的路上，人们并没有被抛离地球，而且身上也没有绳子拴着（才没有飞出去）。故此，太阳在动，地球没动，这是常识。其次，这一假设也有着宗教方面的出处：在中世纪的世界观里，地球是造物主的中心，人类是上帝最后创造出来的，是宇宙王冠上的宝石。神学家们认为，宇宙中的一切事物都会呈现出完美的对称性，行星会以完美的圆形轨道绕着地球运转。
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诗人用节律表达了这种和谐感；希腊早期的数学家用简洁优雅的公式来描述这些运动；而天文学家则以之作为复杂理论的基础。问题在于，这些运动里有着令人担心的变数：行星们并不守规矩。以地球为万物中心出发，天文学家们只有在理论里不断增加愈发复杂的变量，才能阐释行星的运转。
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因为与所有人一样困惑，所以哥白尼提出了一个激进的主张。如果太阳并不围着地球转，那会怎样呢？如果是地球围着太阳转呢？这个惊人的想法解决了一大堆多年来折磨天文学家的老问题。就这样，“日心说”出现了。后来，开普勒指出，行星们并不在圆形轨道里运转，而是在椭圆形轨道里运转的，这一观点最终由牛顿的万有引力定律进行了佐证。
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最初，这场所谓的“哥白尼革命”并没有掀起太多的涟漪。但伽利略对“日心说”却表现出了极大的兴趣，这穷尽了他一生的时光。他的望远镜让科学家们逐渐看到了哥白尼理论的真相，自此之后，相应的观点也开始逐渐站稳脚跟。但这些主张却被斥为异端邪说，是对上帝造物传说的侮辱，是对人类自身的诋毁。伽利略遭到了迫害，因为自己主张的观点还受审过两次。
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尽管如此，但理论确实是建立在科学事实基础之上的，随着时间的推移，越来越多的人开始承认这一点。哥白尼、开普勒和伽利略并未解决老问题，他们只是提出了新问题，并在探究的过程中，改变了框定老问题的整个基础。旧理论被证明是错的，因为旧理论所依据的假设是错的，它们建立在虚构的意识形态之上。随着新的认识的传播，它开创了一个新的知识时代，即一套新范式。
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14～15世纪的文艺复兴，不仅标志着中世纪的世界观已经发生了转变，也标志着孕育中世纪世界观的意识形态发生了转变。事实证明，哥白尼和伽利略的见解是新时代的曙光。从托勒密在1世纪提出的“地心说”，过渡到哥白尼的“日心说”，它们框定的不仅是地球在宇宙中的位置，更重新确定了人类在历史上的位置。
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这场冲击波并未止步于天文学领域，更是席卷了包括哲学、政治和宗教在内的所有文化领域。尽管哥白尼和伽利略不承认自己是无神论者，但他们的观点却引发了对宗教教义诸多方面的深刻质疑。500年后，达尔文的进化论对宗教教义发起了更加严峻的挑战。“哥白尼革命”其实已经预示了以客观科学范式为框架的进化论的出现。
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一种以逻辑、推理和证据为基础的新世界观，动摇并最终取代了以神学和信仰为主导的中世纪世界观。
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技术创新推动的文艺复兴
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之所以提到文艺复兴，是因为它还标志着人们重新对古代世界、希腊哲学、文学和数学所用的方法产生了兴趣。文艺复兴期间，各个领域都开出了异乎寻常的知识成就之花。在这150多年中，很多人类历史上最伟大的人物诞生了，并创造出一些人类历史上最伟大的作品，这些人和成就塑造了我们今天生活的世界。1450 —1600年，欧洲诞生了达·芬奇、米开朗琪罗、拉斐尔、伽利略、哥白尼、莎士比亚和牛顿。他们创作的艺术和文学作品及提出的理论，在美学和深刻性上都达到了无与伦比的程度，奠定了现代科学、技术、艺术和哲学的基础。
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人们认为，文艺复兴时代的人是博学多才的，因为他们要学习包括艺术与科学在内的一系列学科。文艺复兴时期的代表人物是达·芬奇，他在绘画、雕塑、数学和科学方面都极具才华；而米开朗琪罗为西斯廷教堂画天顶壁画时，房间里放的却是科学定理和新的技术创新的手稿。
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正是基于一系列的技术创新和成就，文艺复兴得以向前推进。事后看来，其中有4种发明最为重要：印刷术、指南针、望远镜和机械时钟。
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文字的传播
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欧洲印刷术发明之前，只有极少数文化精英能接触书籍、观念和知识，而这些精英主要来自教会。教会的地位得益于它对经卷享有的独占权，而通过经卷，他们又掌控了上帝的“言”。(5)这就给予了神职人员对于人类思想无与伦比的控制权。文艺复兴以及由此掀起的壮观的文化运动，逐渐动摇了教会的铁腕钳制。随着识字率的提升，思想的流动性得以提高，教会的至高地位也开始下降。书籍的印刷和传播激起了人们对识字和知识的欲求，反过来又挑战了识字者对文盲的权威。印刷术让思想以前所未有的规模，跨越了国家和文化的界限。
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在威尼斯人奥尔德斯·马努蒂尔乌斯（Aldus Manutius）发明便携式书本后，便携式书本图书馆渐渐成为主流，彻底颠覆了教会对知识的控制权。中世纪图书馆制度及其背后以教会为首的机构，首次开始遭受到了一种独立出版的商业化产品的挑战，并最终被取代。一如胡安·拉达博士（Dr. Juan F.Rada）所说：“一场新技术和知识转型开始了，它为知识革命及伴随而来的大发现时期提供了动力。便携式书本产生了颠覆性的影响，它为宗教改革、白话文的推广、出版物的多元化创造了条件，使作者和读者进行个性化的表达成为可能。”便携式书本图书馆又为复杂官僚机构和大型组织化国家的发展创造了必要的工具：“出版成为载体，传播思想和观点，改变宗教信仰，实现学术认可。启蒙时代的种子就这么种下了，对教育的信仰以及本世纪对普遍教育和识字的信仰，也由此展开。”
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找准方向
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文艺复兴是真正的大发现时期。为了开拓疆土和殖民地，欧洲列强的商业船队开始了横跨大西洋的投机远征。这些闯入未知领土的浩大活动，是依靠新的导航工具实现的。其中，磁针式罗盘（在距今约2 000多年前由中国人发明，直至近年来才为GPS所取代）能够以极高的精度测量方向，在定位，尤其是航海定位领域掀起了一场颠覆性的革命。在一些探险家绘制地图的同时，另一些人则受到了伽利略的启发，开始用全新的科学精度勘测宇宙。望远镜让人们能够更准确地观测行星的运动轨迹，以及地球在宇宙中的位置。所有这些创新，都与科学和数学等新理论的演变实现了融合。
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还有一项更出人意料的发明也被卷入了这个过程。这项发明的根源，也有可能是来自中国的技术。此时，机械钟逐渐取代了水钟(6)，为人们以全新的方式思考时间提供了条件。有趣的是，对这样一个革命性的设想，我们只知道它最初出现在1200年前后，却无法在历史上找到有关发明者的信息。时钟将人们从依靠日夜自然更替节奏来组织时间的做法中解放出来，这个变化对工作和产业模式产生了深远的影响。
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时钟还深深地影响了我们的时间观念：一天24小时，每个小时又被等分为60分钟，这是个常识。时钟还为思考宇宙提供了新途径。1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书，阐述了关于自然运作和人在宇宙中的地位的不朽理论。他设想宇宙运行就如同一套庞大的钟表机制，这个哲学观点对后世科学和哲学的发展产生了深远的影响。这一现象里隐含着因果观念，以及外部因素相对于内部刺激的重要作用，如今，这些观点塑造了我们日常的思考和行为方式。阿尔文·托夫勒指出，时钟的发明早于牛顿发表这些理论，对牛顿框定这些理论有着重要的影响，尽管牛顿本人曾警告说，不要因他的理论而把宇宙想象成一台大时钟。他说：“重力解释了行星的运动，但不能解释这一运动的掌控者。上帝主宰一切，上帝是全知的，更是全能的。”
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个人的崛起
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基于文艺复兴带来的复杂而相互交融的变化，人们重新燃起了对个人体验重要性的重视。在中世纪，教会和国家之间没有明显的分水岭。15世纪，伴随着识字率的提升，教会的力量开始遭到侵蚀。与此同时，人们对天主教会的精神和政治腐败也感到越来越不安。
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德国牧师马丁·路德（Martin Luther）认为，个人与造物主之间不应该横亘着第三方，至少不应该横亘着腐败自私的教会。宗教改革强调，每个人都应从自身出发去理解经文，直接与上帝沟通。重视个人的批判性判断和知识的力量，支撑了17世纪和18世纪欧洲科学方法的发展；而后一时期，也就是我们通常所说的“启蒙时代”。
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获得理性
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