1798年，琴纳出版了一本名为《天花疫苗的来源及其效果的研究》（以下简称《研究》）小册子，巧合的是马尔萨斯的《人口论》也是这一年发表的。这是两本不同风格的悲天悯人之作，在对待人类命运的态度方面截然相反。琴纳在自己的这个小册子上用了一个奇怪的献言：
“献给本书的作者”
因为书是由作者自费出版的。琴纳的朋友、传记作家约翰.巴伦说，英国皇家学会负责人约瑟夫.班克斯爵士此前曾建议琴纳不要将他的文章提交学会，因为他“不能拿自己的名誉开玩笑。给学会成员看一些与经典知识体系大相径庭的东西” 。这种态度反应了科学界固有的一些保守倾向。不过我们有时候不能过多抨击这种保守，因为从长远来看，那些“与经典知识体系大相径庭的东西”往往更多是经不起验证的伪科学与伪技术。如果有朝一日学界这些保守思想消失了，那么，也很可能导致伪诈横行。约瑟夫.班克斯在对《研究》初稿的鉴定报告上写道：“如果他能证明20-30个孩子在接种了牛痘后对人痘接种不产生反应的话，我才会相信他的说法，而目前我没有这个信心。”我们也不必因为保守思想，过于担心真正的新理论与新发现、新技术因此埋没，科学体系毕竟还有开放性与自我纠错能力，实验是唯一判决，一旦实验判决形成对新知识有利的判断，这些保守的科学家经常会反过来成为新知识的倡导者。
琴纳在此后两年里收集了更多的证据，直到1798年，才正式发表了他的发现，琴纳在《研究》修订稿中使用了“天花疫苗”（牛痘）一词，并讨论了23例“病例”，满怀信心地将修订稿交给了国王。
作为一名乡村医生，琴纳为从事农活的人接种人痘，长期训练的敏锐观察能力使琴纳发现，有些从未感染过天花的人，手术后居然毫无通常的症状反应——这些人声称，在此之前他们在挤牛奶时感染过牛痘。这勾起琴纳学徒时期关于牛痘的记忆，他的邻居佛斯特在1765年写了一篇名为《牛痘及其预防天花的能力》的论文，虽然此文未获发表，但有理由相信琴纳是知道这件事情的。但佛斯特不能因此就会成为“牛痘接种术”技术的发明人，因为佛斯特自己没有深入研究，他还写道：“人痘接种术广为人知，因此没必要再找一种接种法取代它。”然后又加了一句模棱两可的话，“牛痘法很奇妙，也许能够改进接种法。”如果追溯历史，实际上早在1754年，琴纳五岁时赛尔多.多奇就曾听说过格罗斯特的挤奶工对天花的免疫力传闻，不过他说，“他们怎么能如此迷信？”甚至在墨西哥、土耳其也有差不多的传闻。1801年，莱特萨姆说过一段意味深长话：
“科学界的专家早在很多年前就知道牛痘中浆液对天花病的预防免疫作用，但奇怪的是，直到琴纳公开他的发现之前，没有一个人进一步研究牛痘的这一作用，将它用于预防接种。”
对牛痘的作用，琴纳不仅仅做了深入的思考，而且还着手准备了具有判决性的实验，他的恩师亨特曾因为关于刺猬冬眠研究给了琴纳一个典型的英格兰实证主义的忠告：“为什么只凭空揣测，为什么不实地实验一下？”1796年7月19日，琴纳给朋友爱德华.加德纳的信中这样写道：
“我终于实现了我长久以来的梦想，我用通常的接种方式成功地将疫苗病毒从一个人身上转移到另一个人身上。
接受此次接种的是一个叫菲利普斯的男孩。我把一位年轻的奶场女工手上的牛痘脓浆提取出来，接种到了菲利普斯的胳膊上。从前我只粗略看过感染牛痘的挤奶工的手，而那天我吃惊地看到，那名女工手上有些牛痘脓疱与天花脓疱非常相似。但让我高兴的是，后来菲利普斯接受了人痘接种，我很肯定他对此没有任何反应。”
1796年5月14日，琴纳为一位名叫菲利普斯的八岁儿童接种了牛痘。菲利普斯当时8岁，他无意中成了这项具有里程碑意义实验的小英雄。此次接种虽然使用的是萨顿接种法，但没有进行复杂的病毒弱化阶段，最重要的是，被接种人不具有传染性和严重的不良反应。牛痘接种更快捷、更廉价，更容易实行。菲利普斯接种之后琴纳又进行了6例实验，除一例因为后来染上牛痘接种术无关的其他疾病死去外，其他孩子的实验结果令人满意。实验证明，“通过人传人相继5次接种，牛痘病毒没有改变原有性状” 。实际上只要处理得当接种疫苗可以从一个人到另一个人无限地传下去。琴纳还训练了三个牛痘接种师，并宣称接种牛痘后除了接种处会有一个小疱外，不会引起大面积痘症。
最重要的是，牛痘接种不会引起天花传染流行，这个优点是人痘接种无法相比的。
“在实验的基础上，当然，为了给有异议的人提供发言机会，我有时还加上了自己的推测，我一直在不断地研究，终于，现在发现了一个更值得仔细研究的成果。我希望它能给全人类带来巨大的福音，所以我将再接再厉，把研究进行下去。”
琴纳带着他的书兴冲冲地来到伦敦，热切地希望他的发现能得到快速推广，但他碰到了其他发明家经常碰到的同样待遇——没人对他的发现感兴趣。三个月后琴纳回到了伯克利,把已经干枯的疫苗留给了老同学亨利.克莱恩。结果运气如雨点般遍泽大地，琴纳刚回到家中不到两周，就接到克莱恩的来信，称接治了一名屁股上感染的男孩，抱着试一试的态度，他为男孩接种了牛痘疫苗。为了检验接种效果，数周后他还为男孩接种了人痘。为了具有说服力和遵从一定的规范，他还请来了曾经在天花专科医院工作的李斯特医生一同做了观察和见证——此次接种取得了满意的效果“我个人认为用牛痘取代人痘将会成为医药史上最伟大的进步之一。”之后克莱恩对牛痘接种技术做了深入的研究，并取得了很满意的实验效果。一旦被实验证据说服后，克莱恩就满怀热情加入了牛痘接种术的推广与宣传工作者的队伍。此后越来越多的医生与科学家都加入了研究与推广工作——表面上坚不可摧的科学工作者的保守与固执往往很容易被一个实验击碎。
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