面对科学的叙事与理解的二难问题，本书的新意在于采取科学史与科学哲学穿插进行的方式，清晰地解读了欧洲近代科学革命从古希腊亚里士多德哲学一直到牛顿科学体系建立的思想进程，论证了科学革命其实是自然哲学的转变：第一篇破除了科学史对于“事实”的误解；第二篇论述了亚里士多德与哥白尼之争在于自然哲学的根本不同；第三篇批判了科学方法之谜；第四篇详细解读了第谷、开普勒和伽利略在维护哥白尼学说中的不同路径；第五篇对库恩的科学革命观进行了合理重建；第六篇分析了科学与社会之间的关联；第七篇表达了作者试图整合内史论和外史论的新探索。

序言
第一篇 科学史与“事实”崇拜
第1章 导论
第2章 面对事实的历史学家和科学史家
第3章 科学史中的辉格史观问题
第4章 事实和知觉的“理论渗透”
第二篇 科学中的冲突和革命：哥白尼对阵亚里士多德
第5章 亚里士多德（前384-前322）的自然哲学和宇宙论
第6章 托勒玫天文学和希腊/中世纪世界观的合理性
第7章 哥白尼（一）：贡献与不足
第8章 哥白尼（二）：哥白尼学说是正确的吗？视接受者及条件而定——记分卡的另一个标准
第三篇 科学方法神话：两个传说
第9章 普遍认可的科学方法神话
第10章 波普尔拯救科学方法的尝试
第11章 预设和形而上学的作用
第四篇 科学家究竟怎样进行研究的？
第12章 妥协、协商和政治策略：第谷与哥白尼学说被接受
第13章 开普勒与天文学革命：科学定律是科学家发现的还是科学家制造的？
第14章 伽利略和望远镜：证实理论的事实是仪器发现的吗？
第五篇 尝试重新理解科学是如何运作的
第15章 库恩、科学本质与科学革命
第16章 库恩论科学革命
第六篇 思想冒险：社会、政治与科学变革
第17章 伽利略与天主教会（一）
第18章 伽利略与天主教会（二）
第19章 17世纪的自然哲学之争（一）：机械论哲学的确立
第20章 17世纪的自然哲学之争（二）：巫术型新柏拉图主义的覆灭与机械论和培根主义的联盟
第21章 事实和问题如何随自然哲学的改变而改变：牛顿和万有引力定律
第22章 牛顿的后机械论自然哲学及其通往万有引力定律之路
第七篇 理解科学史的关键何在
第23章 科学史的老生常谈（一）：内史论
第24章 科学史的老生常谈（二）：外史论
第25章 默顿的科学社会学：培根主义，清教与科学，外史论的一种复杂形式
第26章 超越内史论和外史论：后库恩主义的科学知识社会学和语境论科学史
第27章 什么是科学革命：本书作者的写作模式
附录 本书作为教材使用时的几点说明
译后记