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科學革命的結構

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《科學革命的結構》 作者:T.S.庫恩著        
序    
   下文是第一次發表我差不多十五年以來的構思。十五年前,我還是一個就要完成學位論文的理論物理學研究生。我有幸參加了一門為非自然科學家講述物理科學的實驗大學課程,這才第一次使我對科學史有所瞭解。完全出乎我意外的是,這種對過時的科學理論和實踐的說明,竟徹底摧翻了我對科學本質及其所以能夠獲得特殊成就的某些基本想法。    
  我的這些老的想法的形成,一部分來源於以前的科學訓練本身,一部分則來源於我對科學哲學的歷久不衰的業餘興趣。這些想法,不管什麼樣的教育作用,也不管理論上怎樣言之成理,卻怎麼也不足以說明歷史研究中所呈現出來的實際情況。但它們歷來都是許多科學問題討論中的基本原則,這就需要徹底揭穿它們貌似有理的假象。這麼一來,我的專業計劃就完全變了,先是從物理學轉到了科學史,以後又從更直接的歷史問題逐步回到了同哲學有更大關係的問題,而起初正是這些問題把我引向了歷史。在我已發表的著作中,除少數幾篇文章以外,本文還是第一次注重談我早期關心的問題。某種程度上我也想通過本文向我自己和朋友們交代一下,最初我是怎樣脫離科學的研究而走向科學史的研究。    
  我第一次有機會深入探索下面提出的某些思想,是因為我在哈佛大學研究班中當了三年研究生。沒有那一段自由時期,要轉到一個新的領域就困難多了,甚至於根本辦不到。那幾年我把一部分時間用到科學史上。特別是我連續研究了亞里山大·柯依列( Alexandre     
  Koyre)的著作,並第一次接觸到愛彌爾·梅耶遜(Emile     
  Meyerson)、海倫奈·邁茲熱(Helene Metzger)和安奈裡斯·麥爾(Annelies     
  Maier)的著作。1這些學者出近年來其他大多數人更清楚地表明,在科學思想準則同今天大不相同的時期中,科學的思維可能是怎樣的。雖然我愈來愈懷疑他們的某些歷史解釋,但他們的著作同A.O.勒沃喬伊(Lovejoy)的《偉大的存在之鏈》一起,對於我的科學思想史概念的形成,仍然是主要的動因之一。    
  那幾年我還化了很多時間探索其他方面的一些問題,它們表面上同科學史沒有什麼關係,但現在卻也像科學史一樣提出了一些引起我注意的問題。我曾偶而從一條腳注中知道了讓·皮亞瑞( Jean     
  Piaget)的實驗,他用這些實驗闡明了成長中的兒童所感知的各個世界,以及他們從一個世界轉到另一個世界的過程。2我的一位同事要我讀一讀感覺心理學、特別是格式塔心理學3的文章。還有一位介紹我看本傑明·李·沃夫(Benjamin     
  Lee Whorf)是怎樣考慮語言對世界觀的作用。W.V.O.     
  奎因(Quine)則為我解開了區別分析和綜合的哲學之謎。4這是研究班所容許的自由探索,只有通過這樣的探索我才能看到路德維克·弗萊克(Ludwik  Fleck)的幾乎沒有人知道的專題著作《科學事實的出現和發展》(巴塞,1935年),此文先於我而提出了我的許多想法。弗萊克的著作同另一位實習生弗朗西斯.X.薩頓(Francis     
  X.Sutton)的評論一起,使我意識到需要把這些想法置於有關科學界的社會學之中。讀者將發現我在下文很少涉及這些著作或談話,但我對它們的感激之情都超乎我現在所能複述或估價的。    
  1影響特別大的是柯依列:《伽裡略研究》( 3卷本,巴黎,1939年);梅耶遜:《同一和現實》,凱特·勞溫伯格(Kate     
  Loewenberg)譯(紐約,1930年);邁茲熱:《法國從十七世紀到十八世紀的化學學說》(巴黎,1923年),《牛頓、斯塔耳、波爾哈夫和化學學說》(巴黎;193O年);以及麥爾:《十七世紀的先驅者伽裡略》(《後期經理哲學的自然哲學研究》;羅馬,1949年)。     
  2這些實驗所反映出來的觀念和過程,也是直接從科學史中湧現出來的,因此皮亞瑞有兩組研究特別重要:《兒童的因果性概念》,馬喬利·加貝因( Marjorie     
  Gabain)譯(倫敦,1930年),以及《速度觀念和家居幼兒》巴黎,1946年)。     
  3格式塔心理學( Gestalt     
  psychology),也有時譯為「完形心理學」,心理學的一個重要流派。它認為心理現象的基本因素不是感覺,而是某種心理結構的「完形」,由個體內部固有的組成簡單圖形的能力所形成,即以主觀的內在規律解釋心理現象。這個學派最初在1912年產生於德國,後來擴展到物理、生物、經濟等領域。——譯者注     
  4後來約翰· B·卡洛耳(Job B.Carroll)收集了沃夫的文章編成《語言、思想和現實——本傑明·李·沃夫著作選》(紐約,1956年)。奎因的觀點見於《經驗主義的兩個教義》,在他的《從邏輯觀點看》(馬薩諸基州,坎布裡奇,1953年)一書中再版;第20~46頁。     
  在我作研究生的最後一年中,波士頓的洛厄爾研究所( LowellInstitute)請我去講演,這使我第。次有機會測驗。下我這個正在形成之中的科學觀。於是產生了1951年3月間連續發表的八篇公開講演,題目是《探索物理學理論》。第二年我開始講授科學史本身,以後在差不多整整十年中,在一個我從未系統研究過的領域中講課所帶來的問題,使我沒有什麼時間把我最初產生的各種觀點準確地表達出來。幸而這些觀點證明,它們可以暗暗指明方向,也可以為我進一步講授提出一套問題。因此,我得感謝我的學生來聽這些寶貴無比的課,在這裡既肯定了我的觀點的生命力,同時也是一種卓有成效的交流方式。研究班結業以後,我所發表的絕大部分主要關於歷史方面的研究,儘管表面上似乎各不相同,卻都由這些同樣的問題和方向統一起來了。有的課討論了某一種形而上學在創造性科學研究中所起的必要作用。另外一些則檢查了一種新理論的實驗基礎是怎樣被人們積累起來並吸收進去的,這些人本來信奉一種絕不相容的舊理論。在這個過程中,這些課描述了這樣一種發展模式,我在下文將稱之為新理論或新發現的「湧現」。此外還討論了其他一些這一類的問題。    
  1958~1959年間我應邀到行為科學高級研究中心,由此開始了這個專題研究的最後階段。這時我又一次有可能集中到以下所要討論的問題上。特別重要的是,在一個主要是由社會科學家組成的團體中呆了一年,使我碰上一些預料不到的問題:這樣的團體同培育了我的自然科學家團體有什麼不同呢?特別使我吃驚的是,各個社會科學家對於合理的科學問題和科學方法的本質,竟有那麼多、那麼深刻的顯著分歧。無論從歷史上或者從現在的認識上看,我都懷疑,自然科學工作者對這些問題是否就比他們社會科學界的同事們掌握更可靠、更穩定的答案。但今天似乎只是心理學家或社會學家們所特有的根本原則的爭論,天文學、物理學、化學或生物學的實踐不知怎麼總是激不起來。為了要找到分歧的根源,我認清了此後我稱之為「規範」1的東西在科學研究中的作用。我是把「規範」作為普遍承認的科學成就,在一段時期中它為科學工作者團體提出典型的問題和解答。一旦我的這個難點得到了解決,此文的草稿就迅速湧現了。    
  1規範,原文是 paradigm。這個字來自希臘文,原來包含「共同顯示」的意思,由此引出模式、模型、範例等義。特別是用在文法中,表示詞形變化規則,如名詞變格、動詞人稱變化等。作者在這個基礎上用這個字來說明科學理論發展的某種規律性,即某些重大科學成就形成科學發展中的某種模式,因而形成一定觀點和方法的框架。「規範」的譯法比較接近於作者的原義。——譯者注    
  這份草稿產生的經過,這裡不需要再說了,但是對這種歷經修改,而仍然保存的形式,還必須再說幾句。在完成第一稿並大加修改之前,我還一直期望手稿會單獨成為《統一科學百科全書》中的一卷。這部先驅著作的編者們先是請求,後來使我明確地承擔了義務,最後又以非凡的機智和耐心等待結果。我很感謝他們,特別是查理士·毛裡斯( Charles     
  Morris),他揮動著那根必不可少的刺棒,說服我完成了手稿。但限於《百科全書》的篇幅,我必須以極度濃縮的綱要形式表述我的觀點。後來發生的一些事情雖使這個限制有所放鬆,而且手稿也有可能同時獨立出版,但這一著作仍然作為一篇文章,而不是這個題目所最終要求的那樣一本完整的書。    
  我的最根本目的,就是要促使人們改變對熟知材料的理解和評價,因而對這第一次說明的綱要性決不能動搖。相反,如果讀者自己的研究工作使他們對這裡所提倡的新方向已有所準備,他就會感到本文這種形式不但更有啟發,也更容易接收。但也有不利的方面。這證明我在開頭所說的還有必要從各方面加以擴大和深入,我希望最後能有這樣一個更詳細的版本。歷史上的有利證據,要比下面有限篇幅中所能容納的多得多了。而且,既有物理科學史的,也有生物科學史的。這裡我決定只用前一種證據,一方面是為了文章更為緊湊,一方面也是根據現有的力量。此外,這裡所提出的科學觀還對許多新的研究領域,包括歷史領域和社會學領域,都可能有作用。例如,反常現象也即不合預想的現象是怎樣愈來愈引起科學界的注意,就需要仔細加以研究;同樣,一直無法解釋的一種反常現象所引起的危機,也需要研究。再說,每一次科學革命都要改變經歷革命以後科學界的歷史面貌,如果這個說法是對的,這種改變也會影響革命以後教科書和科學出版物的結構。其後果之———改變了研究報告腳注中所引用的文獻——應作為發生革命一個可能的標誌而加以研究。    
  因為要大大壓縮篇幅,我只好放棄許多重要問題的討論。例如,對科學發展中的前規範時期同後規範時期的區別,我就說得太簡要了。一個學派的競爭如果表現出初期的特點,就是由於某種很像是規範的東西引導的結果,而晚期則有兩種規範和乎共處的情況,儘管我認為這是罕見的。只掌握一種規範還不足以成為第 II節所討論的過渡的準則。更重要的,除了偶而作簡要介紹以外,我從沒有談過科學發展中技術進步的作用,或者外部的社會條件、經濟條件和精神條件的作用。但只要看著哥白尼和歷書的關係就可以知道,外部條件也可以使單獨一種反常現象成為一場嚴重危機的根源。這個例子同樣可以表明,人們如果想找到某種革命的辦法以結束危機,可供他們選擇的範圍就要受到科學以外條件的一定影響。1仔細分析這一類的後果,我認為決不會改變本文所提出的主要論點,卻肯定會增添一個對瞭解科學進展具有頭等重要意義的分析方法。     
  1在 T·S.庫恩的《哥白尼革命:西方思想發展中的行星天文學》(馬薩諸塞,坎布裡奇,1967年)一書第122~132、270~271頁討論了這些因素。關於外部的精神條件和經濟條件對科學實際發展的作用,我在下列文章中有所闡明:《同時發現能量守恆之例》,載《科學史中的關鍵問題》,馬歇爾·克萊傑特(Marshall     
  Clagett)編(威斯康星,麥迪遜,1959年);第321~356頁;《沙迪·卡諾工作的技術先驅》,載《世界科學史成就》第XIII卷(1960年),第247~251頁;以及《沙迪·卡諾和卡格納(Cagnard)熱機》,《愛西斯》(Isis)雜誌,第III卷(1961年),第567~574頁。因此,只是從本文所討論問題的角度看,我才把外部因素的作用看得比較小。     
  最後,也許最重要的是,篇幅的限制大大影響了我處理本文中由歷史所指明的科學觀的哲學含義。顯然存在這樣的含義,我已試圖指出並論證了其中一些主要的。但同時,我總是迴避詳細討論當代哲學家們對相應問題的各種不同主張。我所懷疑的,往往更多針對一種哲學態度,而更少針對任何一種首尾一貫的表述。結果,有些人如果不能跳出這種~貫的立場來看待問題和認識問題,他們就會覺得我沒有領會他們的意思。我想他們錯了,但本文並不打算說服他們。要說服他們,必需另外寫一本更長得多的不同類型的書。    
  對於曾經幫助我形成我的思想的學術著作和研究機構,這個序言所敘述的一些自傳片段可以為我表示感謝。我還想通過後文的引證償還其餘的債務。但是無論在上文或下文,我只能暗示一下對許多人的深切感激,他們的批評建議都在一定時期支持並指導了我的思想的發展。從本文這些想法開始形成到現在,時間已經過去太久了,如果把所有那些字裡行間受到他們某種影響的人都—一列舉出來,那就差不多成了一張我的朋友和相識的總名單。因此我只好限於列舉少數對我影響最大的,即使這樣,記憶的錯誤也在所難免。    
  詹姆士· B·柯南特(James B.Conant),當時的哈佛大學校長,第一個引導我轉向科學史,由此開始改變了我對科學進展本質的看法。從那時以來,他就慷慨地給以意見、批評和時間——包括閱讀我的草稿並建議作重大修改的時間。留納德·K、納什(Leonard     
  K.Nash)同我一起教了五年由柯南特博士開始的歷史方面的課程。在我的思想最初成形的那幾年中,他更積極地參加了籌劃,但在最後發展階段上他卻錯過去了。幸虧在我離開坎布裡奇以後,我在伯克利的同事斯坦利·卡維爾(Stanley     
  Cavell)起了富有創造性的共鳴作用。卡維爾是一個主要研究倫理學和美學的哲學家,他得出的結論同我的十分一致,一直是一個激勵和鼓舞我的源泉。而且,他還是唯一的一個可以同我只用一言半語探索思想。這種交流方式表明,他的理解力足以為我指出怎樣通過或繞過我在準備第一個手稿時所遇到的主要障礙。    
  那還是一個草稿,許多別的朋友幫助我重新系統化。我想他們會原諒我的,如果這裡我只舉出貢獻最廣泛、最關鍵的四個名字:伯克利學院的保爾· K·費耶雷本(Paul     
  K.Feyerabend)、哥倫比亞大學的厄奈斯特·納格耳(Ernest     
  Nagel)、勞倫斯放射實驗所(Lawrence Radiation     
  Laboratory)的H·庇爾·諾埃斯(H.Pierre Noyes)和我的學生約翰·     
  L·海耳布隆(John L. Heilbron),在準備最後付印時他經常密切配合我一起工作。我發現,他們的一切保留和建議都極有幫助,但是沒有根據可以使我相信(倒有根據使我懷疑)無論是他們還是上面提到的其他人會全盤贊同最後的手稿。    
  最後我還得感謝我的父母、妻子和孩子們,當然是完全另外一種感謝。也許最後我還得在許多方面承認,他們每個人也都對我的著作貢獻了一些思想片斷。但他們還以各種不同的程度作了一些更加重要的事情。那就是,他們保證了這個工作的進行,甚至鼓勵我獻身於它。任何一個同這樣一項工程搏鬥過的人都會承認,有時的確是要付出這樣的代價的。我不知道應當怎樣感謝他們才好。    
  T.S.庫恩    
  加利福尼亞    
  伯克利    
  1962年2月          
《科學革命的結構》 
T.S.庫恩著        
I 導言:賦予歷史的一種作用    
   我們如果把歷史不僅僅看成是一堆軼事和年表,就會根本改變今天仍然支配我們頭腦的關於科學的形象。從前形成這樣一個形象,也包括科學家自己所形成的,主要是由於學習已有科學成就的結果。這種成就載於經典著作之中,近年來也載於那些每一代科學新人從中學到專業的教科書之中。但是這一類書,目的不可避免地是為了說教,它們所描述的科學觀,決不會比旅行指南或語文課本所描述的民族文化更合乎實際一些。本文要說明的是,這些書從根本上把我們引入了歧途。本文的目的是要勾畫出一種大異其趣的科學觀,一種可以從科學研究的歷史記載本身浮現出來的科學觀。    
  但是,如果人們所不斷尋找和分析的歷史資料,只是為了回答科學課本中那些永恆不變的陳詞濫調所提出的問題,那麼,即使根據歷史,也無法形成新的科學觀。比方說,這種課本似乎總是暗示,書中所描述的各種規則、定律、理論已經完美地表明了科學的內容。幾乎無一例外,這些書讀起來都像是在說:科學方法其實就是搜集教科學材料的技巧,再加上對材料進行理論概括的邏輯推理方法。這就造成了對科學本質和科學發展的一種糾纏不清的科學觀。    
  科學如果只是一堆現行課本中的事實、理論和方法的總匯,那麼科學家不管有沒有成就,也只能努力對這個總匯貢獻一二而已。科學的發展成了一點一滴的進步,各種貨色一件一件地或者一批一批地添加到那個不斷加大的科學技術知識的貨堆上。科學史成了這樣一門學科:它既要記載這個連續不斷的積累過程,也要記載阻止這一進程的障礙。歷史學家為關心科學的發展,他就負有以下兩個主要任務。一方面,他必須確定是什麼人、什麼時候發現或發明當代科學中的各種事實、定律和理論。另一方面,他還必須描繪和解釋妨礙現代科學課本各部分更快積累起來的那一堆錯誤、虛構和迷信。許多研究工作都是為此而進行的,有一些現在仍然是這樣。    
  但近年來有幾個科學史家已經發現,要按照這種漸進積累的觀點進行工作,愈來愈困難了。作為這個積累過程的記錄者,他們發現,研究得愈是深入,就愈是難於而不是易於回答這樣一些問題:氧是什麼時候發現的?是誰第一個想到能量守恆?有幾個人還愈來愈懷疑,問題可能從根本上就提錯了。科學也許根本就不是通過一個一個發現和發明的積累而發展。同時,科學史家要把過去人們所觀察和相信的「科學」部分,同前人任意扣上「錯誤」、「迷信」的部分互相區別開來,也遇到愈來愈大的困難。他們愈是仔細研究象亞里士多德力學、燃素說化學、熱質說熱力學等等,就愈會感到,那些一度流行過的自然現,從總體上說,一點也不比今天流行的更不科學些,或者更加是人類天性怪解的產物。如果把這些過時的信念叫做虛構,那麼,今天使我們獲得科學知識的方法和根據,也同樣可以產生虛構,可以證明虛構。另一方面,如果把它們叫做科學,那麼,科學裡面就包含一些我們今天所絕對不能容納的信念。在這二者之間,科學史家必然要選擇後者。過時的理論不能因為遭到摒棄就一定不科學。但這麼一來,我們就再也難以把科學的發展看成單純的增加了。同樣,在科學史研究中把個別的發明和發現孤立起來也會遇到困難,這就有理由從根本上懷疑,科學史究竟是不是這樣一個由個別科學貢獻復合而成的積累過程。    
  所有這些疑問,最後引起了科學研究史編寫中的一場革命,儘管現在還是剛剛開始。科學史家逐步地、往往並不完全自覺地開始提出另外一類問題,研究另外一條往往並非漸進性的科學發展路線。他們不再去尋求一門古老科學對我們現代文明的永恆貢獻,而是試圖表現這門科學當時的完整歷史。例如,他們並不問伽裡略的觀點同現代科學觀點有什麼關係,卻要問伽裡略的觀點同當時他那個集體,即他在科學上的老師、同學和直接繼承者的觀點之間有什麼關係。而且,他們在研究歷史上這些集體的觀點時還堅持這樣一個出發點;盡可能使歷史上的這些觀點內部聯繫得最緊密,又最能符合於自然界。這個出發點通常是同現代科學的出發點大不一樣的。通過這樣寫成的著作,最典型的也許就是亞歷山大 .    
  柯依列的著作,我們可以看到,科學已不盡然是那種人們在歷史編寫舊傳統中所爭論的那樣了。歷史研究至少已暗示了一種新的可能的科學形象。本文的目的就是要說明編寫歷史的某些新含義,以勾畫出這個科學形象的輪廓來。    
  這樣做,科學的哪個方面將會突出出來呢?首先,至少是說明順序上的首先,方法論本身並不足以使我們能做到:只要按它的指示辦就可以對許多科學問題得出唯一可靠的結論來。叫一個人去觀察電學或化學現象,但他只知道什麼合乎一般科學,卻不懂這兩門具體科學,他當然會從許多相互矛盾的結論中隨便抽出一個來。他之所以從各種合理的可能性中得出這一個特定結論來,可能是因為他從別的地方得來的先入為主的經驗,可能是因為調查研究中的某些偶然事件,也可能是由於他本人的個人特點。比方說,他把哪一些具體知識用到化學或電學研究中去了?在許多可以想到的適合這個方面的實驗中,他首先選擇哪個實驗呢?在由此引起的各種複雜現象中,哪些現象會使他感到特別能說明化學變化和電吸引的本質呢?對這些問題的回答,至少對個人來說,有時甚至對整個科學界來說,都常常是科學發展中所不可缺少的決定性固素。我們將指出,如第 II節所說,大多數科學的早期發展階段都是酒過許多不同自然觀之間不斷的相互競爭而表現出自己的.特徵來。其中每一種自然觀都是片面地按照科學觀察和方法的要求而得出來的,但又大體上都同這種要求沒有矛盾。各個學派之間的不同,不在於各派的方法上有這樣或那樣的缺陷——它們都曾經是「科學的」,而在於,如我們後文要說的,它們看待世界和運用科學的不同方式之間的不可比性。觀察和經驗可以而且必須嚴格限制科學信念所容許的範圍,否則就沒有科學。但它們不能單獨決定某一種特定的信念本身。由某一特定時代的特定科學共同體所支持的信念,總是在其構成成分中包含了由個人偶然性和歷史偶然性所組成的明顯任意性因素。     
  但這種任意性因素並不表示,任何一個科學集體可以沒有一套大家接受的信念而能進行專業活動。這種因素也不會降低那個一定時期內這一集體正是為之而獻身的知識總匯的重要意義。科學界如果認為對下面一些問題沒有得到可靠的回答,實際研究工作就沒有開始:組成宇宙的基本實體是什麼?它們之間怎樣相互作用?又怎樣同感官發生作用?對這種實體提出什麼問題才合理?用什麼辦法才能找到答案?至少在已成熟的科學中,對這上類問題的回答(或者是完全可以代替答案的東西)已經深入到了學生由以獲得專業訓練的教學之中。那種教育又嚴密又刻板,因而這些答案也可以在人們的科學思維中留下深刻影響。這很能說明常規研究活動的特殊作用以及它在任何一段時間中所遵循的方向。在第III、IV、V各節中考查常現科學時,我們最後將說明,那種研究不過是一種狂熱而虔誠的嘗試:想把自然界強迫納入專業教育所規定的思想框框裡。同時我們還會懷疑,不管在歷史來源或以後的發展中有些什麼任意性因素,如果沒有這樣的框框,究竟還能不能進行研究。     
  這種任意性因素確實存在,對科學的發展也有重要作用,這一點將在第VI、VII、VIII各節中詳加考察。大部分科學家都難免要把幾乎全部時間化在常規科學上,因為常現科學建立在這樣一個假定之上:科學家瞭解世界是什麼樣子。科學事業的許多成就都是從科學界捍衛這個假定的決心中得來的,必要時還不惜付出相當的代價。例如,常規科學往往壓制重大的革新,因為必然要打破它的一些基本成現。但是只要成規中有任意性因素,常規研究的本性又可以保證革新不會被壓制很久。有時一個很普通的問題,本來可以用已知的規則和方法加以解決,但是雖經這個專業的研究集體中最有才能的人反覆鑽研,仍然不得解決。也有時,為常規研究製造的某一種設備不合要求,結果出現了反常,怎麼努力也不能使之同科學上預期的現象相一致。在這樣一些情況下,常規科學就會走入歧途。這時候——也就是當這一專業再也避不開那種破壞科學實踐舊傳統的反常現象時——就會開始那種非常研究,最後終於把這一專業引向一套新的成規,為科學實踐提供一個新的基礎。這種使專業的成規發生變革的非常事件,就是本文所說的科學革命。作為常規科學活動所受傳統束縛的補充,革命是對這種傳統的破壞。     
  科學革命最顯著的例子,是那些在以前科學發展中也經常被稱為革命的著名事件。因此,在第一次直截了當地分析科學革命本質的第IX、X節中,我們將反覆談到那些在科學發展中同哥白尼、牛頓、拉瓦錫、愛因斯坦等名字相聯繫的重大轉折點。這些歷史事件,至少就物理科學而言,比大多數其他事件更能說明科學革命究竟是怎麼回事。每一次革命都迫使科學界推翻一種盛極一時的科學理論,以支持另一種與之不相容的理論。每一次革命都必然會改變科學所要探討的問題,也會改變同行們據以確定什麼是可以採納的或怎樣才算是合理解決問題的標準。每一次革命都徹底改變了科學的形象,以至於最後我們不得不說,那個人們在裡面進行科學研究的世界也根本變了。這些變化同幾乎總是隨之而來的爭論一起,決定了科學革命的特徵。     
  研究一下牛頓革命或者化學革命,這種特徵表現得特別明顯。但本文卻有這樣一個基本論點;研究革命性不那麼明顯的其他事件,同樣也可以得到這些特徵。麥克斯韋方程對於受到影響的小小專業集體也同愛因斯坦方程一樣地革命,從而也一樣地受到抵制。創立另一種新理論如果觸犯了某些專家的專門職權範圍,也照例會激起他們同樣的反應。對這些人來說,新理論意味著改變常規科學原來所遵循的規則。因此,新理論不可避免地要指責他們所已經完成的許多科學研究。正因為這樣,一種新的理論,不管應用範圍是多麼專門,都很少會、甚至永遠也不會只是已知事實的累加。新理論的同化作用要求重新構思原來的理論,重新評價原來的事實,這個內在的革命過程很少是由一個人單獨完成的,更不是一夜之間所能完成的。毫不奇怪,歷史學家很難為這個漫長的過程標出確切的日期來,而他們的專業語彙卻又總是迫使他們把這個過程看成是孤立事件。     
  創立新理論,還不僅僅是對有關專業領域專家們的致命的衝擊。支配常規科學的成規不僅指明了宇宙包含些什麼實體,還暗示了宇宙不包含什麼實體。由此可以得出——儘管這一點還要進一步討論——象氧或X射線那樣的發現,決不單單是為了在科學家世界的總匯中多增添一個項目。只要學術界重新評價傳統的實驗方法,取代它久已熟悉的實體觀念,並在這個過程中改變它把握世界的理論框架,最後就會出現這樣的結果。除了在單一的常規科學實踐中,科學事實和科學理論不能截然分開。正因為這樣,意外的發現就不單純是輸入了一些事實,由於這些嶄新的事實和理論,科學家的世界既有了量的豐富,也有了質的變化。     
  這樣來引伸關於科學革命本質的概念,下文將樣加敘述。大家知道,引伸就會扭曲通常用法。儘管這樣,我還是要說新發現是革命的,因為,正是由於有可能把這些發現的結構同哥白尼那樣的革命聯繫起來,我才覺得這個引伸了的概念有這麼重要。上面的討論表明,常現科學和科學革命這兩個互補的概念將怎樣在以後緊接的第區節中展開。本文其他部分安排另外三個重要問題。第XI節通過討論教科書,看著科學革命為什麼以前是那麼難以發現。第XII節描述了常現科學者傳統的擁護者同新傳統的追隨者之間在革命過程中的競爭。因此,這一節我們也考察了這樣一個過程,通過這個過程一定程度上可以在科學探索的理論中代替那種科學中通常所熟悉的證實或證偽程序,科學界不同部分之間的競爭,其實不過是不斷否定一種以前公認的理論或接受另一種理論的歷史過程。最後,第XIII節將提出這樣一個問題:通過革命而發展怎麼能同看起來是科學特有的進步性質一致起來呢?對這個問題,本文只想提供一種答案的輪廓,這個答案還取決於尚待進一步探討的科學共同體特點。     
  某些讀者肯定已在懷疑,歷史的研究究竟能不能得出本書所要講的那種根本觀念上的轉變呢?用邏輯兩分法的全套武器可以表明:不可能完全做到這一點。歷史是一門純粹描述的科學,這一點我們說得實在太多了。但上面提出的論點卻把歷史說成是解釋的、有時還是規範的科學。而且,我的許多概括還牽涉到關於科學家的社會學或社會心理學,而我的某些結論至少在傳統上是屬於邏輯學或認識論的。在前面的一段文字中,我可能會侵犯到現代影響很大的「發現的前後關係」同「論證的前後關係」之間的界限。混淆了不同的科學領域和科學上不同的重點,除了造成極大的混亂以外,還能有什麼呢?     
  思想上離開了這一類的界限,我們簡直無法更瞭解它們的含意和力量了。許多年來我一直認為,這關係到認識的本質問題。現在我還是認為,經過適當的修正,這些界限仍然可以為我們說明一些重要的問題。但是當我試圖把這些界限應用到我們獲得、接受和消化知識的實際情況時,即使是廣義的應用,也是非常成問題的。這並不是一些基本邏輯或方法論方面的界限,從而比分析科學知識更為重要,現在看來,這正是一套傳統可靠答案的一個組成部分,這些答案正是針對提出這種界限的那些問題的。這個邏輯循環絕不會使它們無效。但又確實使它們成為一種理論的組成部分,這樣,它們也像其他理論一樣需要仔細加以分析。如果它們的內容不僅是一些純粹的抽像,那就必須看看把它們用到所要闡明的材料時其內容究竟怎樣。難道科學史就不能為我們提供這樣一些現象,可以合理地要求把認識論用上去嗎?          
《科學革命的結構》 
T.S.庫恩著        
II  走向常規科學    
   在本文中,「常規科學」是指嚴格根據一種或多種已有科學成就所進行的科學研究,某一科學共同體承認這些成就就是一定時期內進一步開展活動的基礎。今天的一些初級和高級教科書正在重新估價這些成就,儘管並不怎麼符合它們本來的面貌了。這些書解釋了公認的理論,說明了這些理論許多或全部鮑有效應用,並同示範性的觀察和實驗作了對比。在十九世紀初期這些書還沒有流行起來以前(在剛剛成熟的科學中甚至直到最近),許多科學經典名著也起過同樣的作用。亞里士多德的《物理學》、托勒密的《至大論》、牛頓的《原理》和《光學》、富蘭克林的《電學》、拉瓦錫的《化學》以及萊伊爾的《地質學》——這樣一些著作,都在一定時期裡為以後幾代的工作者暗暗規定了在某一領域中應當研究些什麼問題,採用些什麼方法。所以能夠這樣,因為這些著作具備兩個根本的特點。這些著作的成就足以空前地把一批堅定的擁護者吸引過來,使他們不再去進行科學活動中各種形式的競爭。同時,這種成就又足以毫無限制地為一批重新組合起來的科學工作者留下各種有待解決的問題。    
  凡是具備這兩個特點的科學成就,此後我就稱之為「規範」。這是一個同「常規科學」密切有關的術語。我採用這個術語是想說明,在科學實際活動中某些被公認的範例——包括定律、理論、應用以及儀器設備統統在內的範例——為某一種科學研究傳統的出現提供了模型。這就是一些歷史學家在「托勒密(或哥白尼)天文學」、「亞里士多德(或牛頓)力學」、「微粒(或波動)光學」等標題下所描述的那種傳統。學習這種規範,包括許多比前面所舉的還要專門得多的規範,主要是使一個新手準備好參加那個此後他即工作於其中的科學共同體。他在那裡所遇到的人,也是從同一模型中學到專業基礎的,因此在他們以後的活動中,就不大會再在基本原則方面碰到重大分歧。根據共同規範進行研究的人們,也受同樣的科學實踐規則和標準所制約。這種制約以及由此所造成的表面上的一致,正是常規科學的前提,也是某一種研究傳統形成和延續的起源。    
  本文經常用規範概念代替各種熟悉的觀念,因此,為什麼要引進這個概念,還要作一些說明。具體科學成就作為專業性的規定,為什麼要比由此抽像出來的概念、定律、理論和觀點更為重要呢?共有規範對於科學中的新手來說,在什麼意義上是一個邏輯上不能再分成具有同樣功能的更小部分的基本單位呢?當我們在第 V節中碰到這些類似問題時,怎樣回答這些問題,對於瞭解常規科學以及有關的規範概念,是具有根本意義的。但是,這種更加抽像的討論,還要取決於同作用中的常規科學範例或規範範例以前聯繫得怎樣。特別是,如果注意到沒有規範,至少是沒有上面所舉那種毫不含糊而又有約束力的規範,也可以進行某種研究,那麼,常規科學和規範這兩個相互有關的概念就清楚了。有了一種規範,有了規範所容許的那種更深奧的研究,這是任何一個科學部門達到成熟的標誌。    
  如果歷史學家追溯一組挑選出來的現象,他很可能碰上物理光學歷史所表現出來的那種發展模式,儘管可能略有變形。今天的物理教科書告訴學生,光是光子,也就是某種波動性和某種粒子性的量子力學實體。由此再研究下去,或者說,根據更精確的數學特徵(由此得出語言特徵)而研究下去。但是,對光的這種特徵的描述,還只有半個世紀。本世紀初普朗克、愛因斯坦和其他人在進行這種描述以前,物理教科書還在教導說光是橫波運動,這種認識扎根於一種規範之中,一種從十九世紀初楊( Young)和弗雷斯內爾(Fresnel)的光學著作中最後得出來的規範。波動理論起初也並不是大部分光學工作者所接受的。十八世紀中牛頓的《光學》為這個領域提供了規範,它教導說,光是物質粒子。那時的物理學家們都在尋求光粒子對固體的壓力的證據,而早期的波動理論家們卻不這樣做。1    
  物理光學中規範的這種轉化,就是科學革。一種規範經過革命向另一規範逐步過渡,正是成熟科學的通常發展模式。但這種模式沒有牛頓以前那個時代的特徵,我們在這裡所關心的也正是二者的差別。從遠古開始直到十七世紀末為止,在這段歷史時期中沒有出現過一種大家都能接受的關於光的本質的看法。相反,總是有許多互相競爭的學派和小流派,其中大多數都擁護伊壁鳩魯、亞里士多德或托勒密理論的某種變形。一些人把光看作是從物質客體發射出來的粒子;而另一些人認為,光是介入物體和眼睛之間的某種介質的變態;還有的用介質同眼睛發射物之間的相互作用來解釋光;此外還有其他各種不同的組合和變形。每一個相應的學派都從它同某一種形而上學的關係中吸取力量,每一個都強調它的理論最能解釋的那一組光學現象才是合乎規範的觀測。為此,它也精心研究了另外一些觀測,以免為進一步的研究留下了懸而未決的問題。2    
  1約瑟夫·普列斯特利( Joseph     
  Priestley):《關於視覺、光和色的發現的歷史和現狀》(倫敦;1972年),第385~39O頁。     
  2瓦斯科·隆奇( Vaseo     
  Ronchi):《光學史》;讓·塔頓(Jean Taton)譯(巴黎,1956年),第i-iv章。    
  所有這些學派都在各個不同時代為物理光學的主要概念、現象和技巧作出了重大貢獻,而牛頓則從中引出了第一個幾乎為大家一致公認的規範。任何一個關於科學家的定義,如果排除了這些不同學派中富有創造性的成員,也就排除了這些學派的現代繼承人。這些人的確是科學家。但如果回顧一下牛頓以前的物理光學。人們完全可以得出結論說,那時這方面的工作者雖然是科學家,而他們工作的最後成果卻不怎麼夠得上科學。既然可以不要什麼共同的信念,每一個物理光學家都感到必須從根本上重建這門科學。這麼一來,他要支持些什麼觀測和實驗,也就可以相對自由地加以選擇,因為並不存在一套每一個光學家都必須加以採納的標準方法,或必須加以解釋的標準現象。這種情況下所產生的    
  一些著作,就總是對準其他學派的人,而不是對準自然界。這種模式,在今天許多富有創造性的領域中也不陌生,同重大發現和發明之間也沒有矛盾。但這卻不是牛頓以後物理光學所採取的發展模式,也不是其他自然科學今天所熟悉的模式。    
  十九世紀上半葉電學發展的歷史可以提供一個更加具體、更為熟悉的例子,說明一門科學在獲得第一個普遍接受的規範以前是怎樣發展起來的。在那時候,幾乎有多少重要的電學實驗家,像豪克斯比( Hauksbee)、格雷(Gray)、德札古利埃(Desaguliers)、杜·費伊(Du     
  Fay)、諾列特(Nollett)、沃森(Watson)、富蘭克林等人,對電的本質就有多少看法。在所有這許多電的概念中,存在著某些共同的東西——這許多概念,都是從當時指導一切科學研究的機械粒子哲學的某種變形中片面地引伸出來的。而且,這些都是真正科學理論的組成部分,它們部分地來源於實驗和觀察,部分地又決定著怎樣選擇和解釋研究中新出現的問題。雖然所有這些實驗都是電學實驗,雖然絕大部分實驗者都讀過彼此的著作,但他們各自的理論卻只不過像是同一家族中的不同成員。1    
  1杜安·魯勒( Duan     
  Roller)和杜安· H· D·魯勒(Duane H·D·Roller):《電荷概念的發展:電學從希臘人到庫倫》(《哈佛實驗科學事例史》第8例,馬薩諸塞州,坎布裡奇,1954年);     
  I.B柯亨(Cohen):《富蘭克林和牛頓:探索牛頓思辨的實驗科學理論以及由此產生的富蘭克林電學著作之例》(費拉德爾菲亞,1956年),第Xii~Xii章。對下一段中某些分析的細節,我感謝我的學生約翰·L·布隆尚未發表的文章。在此文發表前,對富蘭克林的規範的某種更展開、更確切的說明,見T.S.庫恩:《科學研究中教導作用》,載A.C.克隆比(Crombie)編:《1961年7月9~15日牛津大學科學史專題會議》。即將由海涅曼教育書店出版。     
  一批早期的理論家們根據十七世紀的實踐,把吸引和摩擦起電看作是基本的電現象。這些人傾向於把排斥作為機械回跳所產生的二級效應,並又盡可能拖延對格雷新發現的電傳導效應進行討論和系統研究。另一些「電學家」(如他們所自稱的)把吸引和排斥同樣看成是電的基本表現,並據以修改他們的理論和研究工作。(實際上他們的人數很少——甚至連富蘭克林的理論也從沒有充分說明過兩個帶負電荷的物體為什麼互相排斥。)但是他們在同時說明任何一種最簡單的導電效應時,也碰上了同前一批人一樣的困難。這種效應又為第三批人提供了一個出發點,他們傾向於把電說成是可以穿越導體的「流體」,而不是一種由非導體發射出來的「以太」。於是他們又面臨著怎樣把他們的理論同大量的吸引排斥效應協調起來的困難。只是通過富蘭克林和他的直接後繼者的工作才有了一種新的理論,可以同樣簡便地說明幾乎所有這些效應,從而也可以給下一代「電學家」的研究工作提供一個共同的規範。    
  像數學、天文學這樣一些部門,早在史前時期就有了第一個明確的規範,再像由專業的分化和重組而形成的生物化學,也已臻於成熟。除了這幾個特殊部門以外,上文所勾畫的情況在歷史上還是很典型的。雖然我不得不繼續採取這種不恰當的簡單化作法,把連續的歷史事件硬套上一個簡直是信手拈來的名字(例如牛頓或者富蘭克林),但我卻認為,這樣的根本不同正是表現了這樣一些學科的特點,像亞里土多德以前對運動、阿基米德以前對靜止的研究、布來克( BIack)以前對熱的研究、波義耳和波爾哈夫以前的化學的研究、胡頓(Hutton)以前對歷史地質學的研究等等。在生物學的各個分支中——例如對遺傳的研究——有了第一個為人們所普遍接受的規範,還是最近的事;而在社會科學中,究竟哪些分支已具備這種規範,還完全懸而未決。歷史表明,要使科學研究中意見完全一致,實在是艱巨得很。    
  但歷史也表明了在這條道路上為什麼會碰到這樣的困難。如果沒有一種規範或某種候補規範,凡是可能合乎某一門科學發展的事實,看起來都會同樣地合適。結果,最初搜集事實的活動更近乎一種隨機活動,而後來科學的發展卻使之習以為常了。而且,因為沒有必要尋求什麼樣的更隱秘的信息,最初搜集事實一般也只限於某些信手拈來的材料來源。在由此聚成的蓄水池中,也包含著那些易於受到偶然的觀察、實驗以及某些更奧秘材料影響的事實,都可以從醫藥、制定曆法和冶金這一類行業中重新找到。由於這些行業可以隨時提供不能按照因果關係發現的事實,因而在新科學的湧現中,它們的工藝經常起著不可缺少的作用。    
  這樣來搜集事實,對許多重要科學的起源儘管很重要,但是只要查閱一下普林尼( Pliny)的百科全書式著作或培根的自然史就會發現,這裡有個泥坑。這樣所產生的文獻究竟算不算科學,人們會有所猶豫。培根關於熱、色、呼吸、開礦等的「歷史」中充滿了消息,其中有一些也很深奧難解。但是在這些歷史中,他卻把那些後來證明是很能說明問題的事實(如通過混合而加熱),同那些在一定時期內由於過分複雜而根本綜合不到理論中去的事實(如糞堆中的熱),雜然並列起來了。1還有,任何描述總是不完全的,因此,在一部標準自然史的大量詳盡敘述中,也總會遺漏一些後來科學家恰好就在這裡找到的重要啟示。比方說,幾乎沒有一部早期的電學「歷史」曾經提到過,摩擦過的玻璃棒把草屑吸引過來以後又會把它彈回去。這似乎是機械效應,不是電效應。2而且,按照因果關係收集事實的時間很少,也沒有必需的方法,因而自然史常常把上面我們所舉那些描述同我們現在還不大能肯定的描述並列起來,比方說關於阻抗生熱(或冷)的描述。3只有在十分偶然的情況下,例如古代靜力學、動力學和幾何光學在沒有什麼預定理論指導下所搜集到的事實,才足以明確地宣告容許第一個規範的湧現。    
  1參見培根《新工具》一書中關於熱的自然史綱要,《弗蘭西斯·培根著作集》第 VIII卷,J、斯拜丁(Spedding)、R.L.埃利斯(Ellis)和I.D.希茲(Heath)編(紐約,     
  1869年),第179~203頁。     
  2魯勒和魯勒,同上書,第 14、22、28、43頁。只是在培根書中最後引用了這些話之後,排斥效應作為一種明確的電效應才得到普遍的承認。     
  3培根,前引書,第 235、337頁:「微溫的水比完全冷卻的水更易於結冰。」對這種奇特觀察的早期歷史,在下書中有一部分記載:馬歇爾·克萊傑特(Marshall     
  Clagett):《喬溫尼·馬利安尼(Giovani Marliani)和中世紀晚期物理學》(紐約;194O年);第IV章。    
  這就是在一門科學早期發展階段上建立這個階段所特有的各種學派的情況。只有有了理論上和方法論上的信念,才能進行選擇、評價和批評;如果沒有這種信念,至少是某種隱含的信念,任何一部自然史都無法得到解釋。如果這種信念的內容沒有隱含在所搜集的事實之中——這種情況就不只是現成的「純事實」了——那就必須通過流行的形而上學、其他科學或個人和歷史的偶然事件從外界提供這種信念。因此毫不奇怪,在任何一門科學的早期發展階段,不同的人對同樣一些領域的現象,儘管未必都是同樣一些具體現象,卻會作出全然不同的描述和解釋。令人吃驚的,而在這些我們稱之為科學的領域中也許是最令人吃驚的是,初期的這種分歧總是大部分不見了。    
  這些分歧,的確在相當大的程度上不見了,而且簡直是一勞永逸地不見了。而且,通常總是由於一個前規範學派的成就使這些分歧不見了。這個學派由於它所特有的信念和先入之見,總是只強調那個太大而又太不發達的消息庫中的某一特殊部分。有些電學家把電看成是一種流體,並從而特別強調它的傳導作用,他們正好提供了一個出色的事例。按照這個信念,他們難以應付已知的大量吸引排斥效應,於是有些人就設想把這種電流體用瓶子裝起來。他們努力的直接成果就是萊頓瓶,偶爾隨機探索自然的人永遠也不會發現這種裝置。事實的確是在十八世紀四十年代早期,至少是由兩個研究者獨立提出來的。1富蘭克林幾乎從一開始進行電學研究時,就特別注意解釋這種新奇而結果又特別有意義的專門儀器。他在這方面的成就,提供了使他的理論成為一種規範的最有力的論據,儘管仍然不能充分解釋所有已知的.電排斥現象。2一種理論成為規範,一定要比其他競爭對手更好,但並不一定要解釋、事實上也從未解釋過一切可能碰到的事實。    
  1魯勒和魯勒,前引書,第 51~54頁。     
  2麻煩的是帶負電物體的相互排斥;可參閱柯亨;前引書;第 491~494、531~543頁。    
  電流體理論為一小部分相信這個理論的人所提供的東西,後來富蘭克林的規範也為全體電學家提供了。這個規範指明了哪些實驗值得作,哪些則由於只是針對次要現象或明顯的復合現象而不值得。只有規範才能有效地完成這個任務,這部分是因為學派內部的爭論使他們不需要再去不斷地重申那些基本原則,部分則因為科學家們自信路子走對了,從而鼓舞了他們從事更精確、更深奧、也更費勁的研究工作。1電學家們結成的集體不要再去注意所有一切電學現象了,因而他們就有可能去設計更專門得多的裝置,比以往任何電學家都要更加頑強而系統地運用這些裝置,以便更細心地追蹤某一種選定的現象。事實搜集和理論表述都成了高度有目的的活動。電學研究從而更加有效了,效率也更高了,它從社會方面證實了培根的一句銳利的方法論格言:「從錯誤中比從混亂中更易於出現真理」。2    
  下一節我們將考察這種高度有目的的或者說根據規範所進行的研究工作,但先要扼要說明,規範的湧現怎樣影響到這個領域工作集體的結構的。在自然科學的發展中,當個人或集體第一次達到了能吸引下一代大多數實際工作者的綜合時,老的學派就逐漸消逝了。這部分是由於這個學派的成員轉變到新的規範方面去。但是總會有那麼一些人墨守某種老觀點,於是他們乾脆被排除出這個行業,從此,他們的工作就再也無人理睬了。新的規範意味著這個領域有了新的更嚴格的規定。誰如果不肯或不能同它諧調起來,就會陷於孤立,或者依附到別的集團那裡去。3在歷史上,這些人往往乾脆呆在哲學部門裡,反正那麼多的專門科學都是從這裡孳生出來的。這些跡象表示,有時正是由於接受了一種規範,才使以前只是關心研究自然界的那批人成了同行,或者至少建立了一門學科。在這些科學中(而不是在醫學、技藝、法律這樣一些領域中,因為它們主要的存在理由是外界社會需要),形成專門化的期刊,創立專家的學會,並在課程中要求專門地位,通常都同一個集團第一次接受某一種規範有聯繫。至少,從一個半世紀以前科學的專門化第一次成為制度起,直到最近專門化知識已建立了威信為止,情況就是這樣。    
  1應當指出,接受富蘭克林的理論並沒有完全結束一切爭淪。 1759年羅勃特·西莫(Robert Symmer)提出了兩種流體說;此後許多年中,電學家就是按照電是一種流體還是兩種流體而分開來的。但是這個問題的爭論只能證實,上面所說普遍承認的成就就是這樣把這個專業聯結起來了。電學家們雖然在這一點上還有分歧,卻已迅速地提出結論:任何實驗都不能把這兩種理論區別開來,因此,二者是等效的。這以後,兩個學派都能夠而事實也都利用了富蘭克林的理論所提供的一切好處(同上書,第543~546、548~554頁)。     
  2培根,前引書,第 21O頁。     
  3電學史提供了可從普列斯特利、開爾文等人的經歷中重現的出色事例。富蘭克林報告說,那個世紀中葉歐洲大陸上最有影響的電學家諾列特「生前看到他自己是他那個小流派的最後一人;除了他自己優秀的謫傳門徒 B.君以外」(馬克斯·費蘭德[Max     
  Farrand]編:《本傑明·富蘭克林回憶錄》〔加利福尼亞州伯克利;1949年〕第384~386頁)。但更有趣的是。所有的學派—直都是愈來愈從專業學科中獨立出來。試以占星術為例,它一度是天文學的一個組成部分,再看看從十八世紀末延續到十九世紀初的一個以前很受重視的「浪漫主義」化學傳統。這正是查爾士·C·吉利斯庇(Charles     
  C.Gillispie)在下列著作中討論過的那種傳統:《百科全書派和科學中的雅各賓哲學:關於觀念和結論的研究》,《科學史中的關鍵問題》,馬歇爾·克萊傑特編(威斯康辛州康迪遜,1959年),第256~289頁;《拉馬克進化論的形成》,《世界科學史成就》第XXXVII卷(1956年),第323~338頁。     
  對科學界更嚴格的限定,還帶來了其他的後果。當個別科學家可以接受某一種規範時,他的主要工作就再也不需要從起碼的原則開始,證明每一個引進的概念都合理,來重新確立他的研究領域了。這一些都可以留給教科書作者們。而有了一本教科書,科學家就可以從教科書達不到的地方開始研究,從而可以高度集中到科學界所關心的最微妙、最深奧的自然現象中去。這樣做,他的研究公報就要開始改變形式了。對這種公報形式的演化,過去研究得太少了,但它在現代的作用卻對所有人都是顯而易見的,對許多人也是沉悶的。科學家的研究工作再也不會像以前那樣,體現在寫給那些對此有興趣人們的書中了,像富蘭克林的《關於電的……實驗》或達爾文的《物種起源》。相反,通常只是寫一篇簡要的文章給同行們看,這些人肯定都知道共有的規範,而且也只有他們能夠閱讀這些寫給他們的文章。    
  今天的科學書籍,通常要麼是教科書,要麼是關於某一方面的科學生活的追溯。科學家寫這樣一本書,很可能會發現他在專業方面的聲譽不是得到提高,而是受到損害。只有在各門科學更早的前規範發展階段上,。這樣的書一般才可以同在其他創造性領域中那樣,仍然保持與專業成就的關係。只有在那些仍然把這種書作為一種學術交流工具的領域中,不管有沒有專題文章,專門化的界限還是很不嚴格,外行們還以為只要讀了研究工作者的原始報告就可以跟上去。在數學和天文學中,從古以來研究報告就不再是受過一般教育的讀者們所能理解的。在力學中,在中世紀後期研究工作已同樣深奧,只是到十七世紀早期,在新規範取代曾指導中世紀研究工作的老規範的過程中,才有過一個短暫的時期力學重新為一般人所理解。在十八世紀結束以前,電學研究也開始需要對外行們進行解釋,而物理科學的大部分其他分支,到十九世紀一般人就再也不容易接受了。同樣經過這兩個世紀,從生物科學的各個不同部門中也可以概括出這種過渡來。社會科學有些部門,今天可能還處於這樣的過渡之中。專業科學家同其他領域的同行們之間的鴻溝,愈來愈大了,這種哀歎雖已習以為常,肯定也很合理,但人們卻太不注意這個鴻溝同科學進展固有機制之間的根本關係了。    
  從史前期以來,研究領域一個接著一個都跨過了歷史學家稱之為一門科學的前史和本史之間的分水嶺。這些科學向成熟期過渡,我在這裡必須順序加以討論,實際上卻很少有像我說的那麼突然,那麼分明。但歷史上的這種過渡也不是漸進的,就是說,也不是整個領域一起發展的。電學作者們關於電學現象,在十八世紀前四十年中比他們十六世紀的先驅們擁有多得多的知識。在 1740年以後的半個世紀中,並沒有幾項新的電學現象增加到他們的清單上。不管怎樣,在一些重要方面,卡文迪什(Cavendish)、庫侖(Coulomb)和伏特(Volta)在十八世紀最後三十幾年中的電學著作距離格雷、杜·費直至富蘭克林的著作,比這些十八世紀早期的電學發現者的著作距離十六世紀這方面的著作,要遠得多了。1只有在1740年到1780年之間,電學家才第一次有可能把建立這樣一個領域視為理所當然。從那時起他們就深入進到一些更具體、更深奧的問題上,隨後也愈來愈用專題文章的形式把結果報告給其他電學家,而不是用書籍的形式報告給廣大知識界。他們作為一個集體,已經達到了古代天文學家的水平,也達到了學生們在中世紀關於運動、在十七世紀晚期關於物理光學、在十九世紀早期關於歷史地質學的水平。也就是說,他們已獲得一種證明有可能指導整個集體進行研究的規範。除了事後認識到這種好處,很難另外找到什麼標準可以明確宣佈某一個領域成為一門科學。    
  1在富蘭克林以後,有以下幾方面的巨大發展:電探測器的靈敏度,第一種可靠的普遍推廣的測量電荷的技術,電容概念以及與最新提煉的電壓觀念之間的關係的進展。還有靜電力的定量等。可參閱魯勒和魯勒,前引書,第 66~81頁;W.O.沃克(walker):《十八世紀對電荷的探測和估量》,《科學年鑒》,第1卷(1936年),第     
  66~1O0頁;愛德門德·霍普(Edmund Hoppe):《電學研究》(萊比錫,1884年)第1部,第iii~iv章。          
《科學革命的結構》 
T.S.庫恩著        
IlI  常規科學的本質    
   那麼,一個集體因為接受了某一種規範所能容許的更專門、更深奧的科學研究,其本質究竟怎樣呢?如果規範代表已經一勞永逸完成了的研究工作,規範還會為這個聯合的集體留下什麼有待於進一步解決的問題呢?如果注意到迄今我們所用術語都可能正在把我們引入歧途,問題就更迫切了。按既定的用法,規範就是一個公認的模型或模式,這一方面的意義我找不到更合適的用語,只能借用「規範」這個詞。但是立即可以看出,借用這個詞所能表示的「模型」和「模式」的意義,並不完全是通常用來定義「規範」的意思。例如在文法中,「 amo,amas,amat」1是一種規範,因為它顯示了用來組成大量其他拉丁文動詞的模式,像構成「laudo,laudas,laudat」。2在這種典型的應用中,規範只有容許那些原則上可以取而代之的事例重複出現才有作用。但另一方面,在科學中規範又是很少重複的東西。正像共同法中公認的公正判決一樣,在新的或者更嚴格的條件下,規範是一種需要進一步分析並具體化的東西。    
  1拉丁文動詞「愛」的第一、第二、第三人稱。     
  2拉丁文動詞「稱讚」的第一、第二、第三人稱。    
  如果瞭解了怎麼可能是這樣,我們就會認識到一種規範第一次出現時所能達到的範圍和精確性是多麼有限。規範所以能夠獲得這樣的地位,因為它去解決一批實際工作者公認的重大問題時比競爭對手更為成功。但它更為成功的之處,卻既不是完全成功地解決某一個問題,也不是顯著成功地解決多麼多的問題。一個規範的成功——不管是亞里士多德對運動的分析、托勒密對行星位置的計算、拉瓦錫對天平的應用還是麥克斯韋對電磁場的數學化——從一開始就主要是一種在選定的、但仍然未完成的事例中獲得成功的指望。常現科學就在於實現這種指望,辦法是:擴大對於那些規範特別能夠加以說明的事實的知識,加強這些事實同規範預測之間的配合,進一步詳細表達規範的本身。    
  若不是一門成熟科學的真正實際工作者,很難理解一種規範會留下多少有待完成的掃尾工作,而進行這一類工作又是多麼使人入迷。這幾點必須加以瞭解。掃尾工作使絕大多數科學家獻出了他們的全部生涯。他們創立了我這裡稱之為常規科學的東西。進一步看,不管是在歷史上的還是現代的實驗室中,這件事就像是硬要把自然界塞進規範早已製成的相當僵化的框框裡。常現科學的目的絕不是引起新類型的現象;凡不適合這個框框的現象,實際上往往根本就看不到。科學家的目標按常規並不是發明新理論,他們也往往不能容忍別人的這種發明。1相反,常規科學研究總是為了深入分析規範所已經提供的現象和理論。    
  1帕納德·巴勃( bernard    
  Barber):《科學家對科學發現的抵制》,《科學》;第CXXXIV卷(1961年),第    
  596~602頁。     
  這也許是缺點。當然,常規科學探討的範圍微不足道;我們現在所討論的常規研究,其視野也受到嚴格的限制。但正是這些因信仰規範而產生的限制,對科學的發展卻成為不可缺少的。由於集中注意狹小範圍中比較深奧的問題,規範會迫使科學家仔細而深入地研究自然界的某一部分,否則就不能想像。常規科學具有一種固定機構,不管造成這種限制的規範什麼時候不再發揮有效作用,它都可以保證把這種束縛研究的限制加以放鬆。從這一點開始科學家們的行動不同了,他們研究課題的性質也變了。但是,在規範獲得成功的間歇期中,這一專業團體將會解決一些問題,其成員如果不信規範,不但想不到,也永遠提不出。至少有一部分成就永遠都是這樣。    
  為了更清楚地表明常規研究也即根據規範進行的研究究竟是什麼意思,讓我對常規科學所包括的主要問題加以分類和說明。為了說明的方便,姑且不談理論研究,先看看事實的搜集,也即科技刊物中所描述的實驗和觀察,科學家們正是通過這些刊物的同行們報告他們不斷研究的成果。科學家通常報告自然界的哪些方面呢?他們的選擇取決於什麼呢?而大多數科學觀察都要花費大量時間、設備和金錢,推動科學家求得這一選擇所導致結果的動力又是什麼呢?    
  我以為,關於事實的科學研究通常只有三個中心,它們之間的區別既不經常,也不永恆。首先是那一類事實,規範表明它們特別能揭示事物的本質。規範用這些事實解題,使事實對更加多樣的情況具有更加精確的判決作用。某一個時期的這種關於事實的重大判決有:天文學中——行星的位置和大小、雙星星蝕週期和行星週期;物理學中——物質所特有的引力和可壓縮性,波長和光譜強度,導電性和接觸電位;化學中——化合物和化合量,溶液的沸點和酸性,結構式和旋光性。為了提高認識這些事實的精確性、擴大認識範圍所作的努力,佔去了實驗觀察科學的大部分文獻。為此目的,一次又一次地設計了複雜的專門儀器,而發明、製造和佈署這些儀器都要求第一流的人才,還往往要求相當的財政後盾。同步加速器和射電望遠鏡不過提供了最新的例子來說明:只要規範可以肯定科學工作者所尋求事實的重要性,他們就能做到這樣的程度。從第谷·布洛赫( Tycho    
  Brahe)到E.O.勞倫斯(Lowrence),某些科學家之所以獲得巨大聲譽,並不是由於他們的發現有什麼新穎,而是由於他們為重新判定某種以前已知事實所用方法的精確性、可靠性和廣泛性。    
  第二類的事實判定很普通,但也更少。這類判定針對那樣一些事實,它們本身沒有什麼重要性,但可以直接用來同規範所預測的作比較。當我從常規科學的實驗問題轉到理論問題時,我們很快就會看到,一門科學理論,特別是主要以數學形式出現的理論,可以直接同自然界相對照的地方是不多的。這樣的地方,即使是愛因斯坦的廣義相對論所能達到的,也不超過三個。1而且,即使在這種可以實際應用的地方,也往往要求理論上和實驗上更加接近,以免嚴重限制所期待的一致。為了更加一致,或者為了發現一些新的可以一舉證實這種一致的領域,正在不斷對實驗者和觀測者的技巧和想像力提出挑戰。特種望遠鏡證實了哥白尼對週年視差的預測;阿烏德( Atwood)機是在牛頓《原理》以後幾乎。個世紀才第一次發明的,卻第一次毫不含糊地證實了牛頓第二定律;傅科(Foucault)的儀器表明光速在空氣中比在水中大;設計巨型閃爍計數器是為了證明中微子的存在——像這樣一些以及其他許多類似的特殊儀器,說明必需有這些巨大的努力和創造性才能使自然界同理論愈來愈一致起來。2試圖證明這種一致性,是第二種類型的正常實驗工作,它甚至比第一種更明顯地依賴於一種規範。規範的存在使問題開始得到解決;規範理論往往直接包含在有可能解決這個問題的儀器設計之中。例如,如果沒有《原理》,用阿烏德機所作測量就毫無意義。    
  1至今仍然得到廣泛承認的唯一長期成立的驗證,就是水星近日點的歲差。關於遠星體光譜線的紅移,可以從比廣義相對論更基本的原因得出。光線繞太陽時的彎曲可能也是這樣,這一點現在仍在爭論之中。不管怎樣,後兩種現象的測量仍然含糊不清。最近可能又增加了另一種檢驗:穆斯保爾 (Mossbauer)輻射的引力遷移。在這個現在很活躍但經過長期休眠的領域中,也許很快地會有變化。對這問題最新的簡要說明,見L.I.什夫(Schiff):《NASA會議上檢驗相對論的報告》,《今日物理》,第XIV卷(1961年),第42~48頁。     
  2關於兩種視差望遠鏡,見阿伯拉罕·沃爾夫( Abraham    
  Wolf):《十八世紀科學、技術、哲學史》(第二版;倫敦,1952年),第103~1O5頁。關於阿烏德機,見H.R.漢森(Hanson):《發現的模式》(劍橋,1958年),第100-102、207~2O8頁。關於後面兩種特種儀器,見M.L.傅科:《關於測量空氣和透明介質中的光速的一般方法》,《科學院的…活動報告》;第XXX卷(1860年),第551~56O頁;C.L.小柯溫(Cowan)等;《自由中微子的探測:一個證實》,《科學》;第CXXIV卷(1956年),第103~1O4頁。    
  第三類實驗和觀察,我認為窮盡了常規科學的搜集事實活動。它包括詳細分析規範理論的經驗性工作,以消除某些殘留的含混不清,從而使以前只是引起注意的問題可以得到解決。這一類是最重要的一類,要加以描述還得細分。在更加數學化的科學中,旨在進行詳細分析的實驗是針對物理常數的判定的。例如,牛頓的研究表明,對於宇宙間任何位置上的任何一種物質,兩個單位質量在單位距離之間的力都一樣。但即使不考慮這種吸引即萬有引力常數的大小,這個問題同樣可以解決而在《原理》出現以後一百年中,沒有其他任何人設計出能夠確定這個常數的儀器。卡文迪什在十八世紀九十年代的著名判定也不是最後一個。由於引力常數在物理科學中的重要地位,改進其數值就成了此後一大批著名實驗室反覆努力的目標。1這一類長期研究的其他事例是:確定天文單位、阿怫伽德羅( Avoadro)數、焦耳(Joule)係數、電荷等等。如果沒有一種規範理論規定了問題並保證有一個穩定的解,就很難設想會有這麼多精心的努力,更不會產生任何成果。    
  當然,努力把規範表述清楚,並不限於制定普遍常數。努力的目標也可能是定量定律,像波義耳關於氣體壓力與體積關係的定律,庫侖關於電吸引的定律,焦耳關於電阻和電流生熱的方程,都屬於這一類。規範是發現這一類定律的前提條件,儘管表面上也許看不出來。我們常常聽說,這些定律是由於為自己撿驗測量數據以及沒有理論成規而發現的。但是歷史並不支持這樣一種太過分的培根式的方法。空氣以前被認為是一種所有靜力學精密概念都用得上的彈性液體,當時波義耳實驗一直不為人們所理解(如果理解了,就會接受另一種解釋,或者根本不作解釋)。2庫侖的成功是因為他製造了一種專門儀器來測量兩個點電荷之間的力(以前用普通的盤式天平等測量電力,根本沒有發現有任何聯繫或簡單規則性。)。但這一設計又依賴於以前的認識:每一個電流體粒子都超距作用於其他每一個粒子。這就是庫侖正在尋求的兩個這種粒子之間的力——唯一可以有把握假定為單純距離作用的力。 3 焦耳的實驗也可用來說明,定量定律是怎樣通過說明規範而湧現的。事實上,定性的規範和定量的定律之間的關係如此廣泛而密切,以至於從伽裡略時代起,在設計出用於實驗判定的儀器以前許多年,人們就常常借助於規範而確切地猜測出這些定律來。 4    
  最後,還有第三種旨在說明一種規範的實驗。這種實驗比其他的更像一種探測;在那樣一些時期和科學中,即需要更多解決自然界規則性的定性問題而不是定量問題時,這種實驗特別盛行。通常從一組現象中提出來的規範,用到其他密切有關的現象時就含糊不清了。於是,怎樣才能把規範應用到人們所關心的新領域,實驗就必須有所選擇。例如,把熱質說當作規範用,就是以混合和改變狀態來加熱或冷卻。但熱還是可以通過別的方式釋放或吸收——例如化學化合、摩擦、氣體的壓縮或吸收——而且熱質說也可以通過幾種不同的方式應用到這裡的任何其他現象。如果真空也有加熱的能力,那麼,壓縮加熱就可以解釋為氣體同虛空相互混合的結果。要麼就是由於特種氣體熱因壓力改變而發生變化。此外還有幾種別的解釋。許多實驗,就是為了試探並辨別這許許多多不同的可能性;而所有這些實驗都來自作為規範的熱質說,都是利用規範來設計實驗並解釋實驗結果的。 5 一旦壓縮加熱現象被證實了,這方面一切進一步的實驗就都以同樣方式依賴於規範了。給定了現象,闡明現象的實驗還能有什麼別的選擇呢?    
  1 J.H.帕印亭(Poynting)評論了1741年到1901年之間關於引力常數的二十四個測量,見《引力常數和地球平均密度》,《大英百科全書》,第11版,劍橋,1910~1911年;第Xll卷,第385~389頁。    
  2關於液體靜力學概念全部移植到氣體力學之中;見《巴斯卡物理學論著》, I.H.B斯庇爾(SPiers)和A.G.H.斯庇爾(Spiers)譯,載有F.拜雷(Barry)的介紹和註釋(紐約;1937年)。托裡拆裡(Torricelli)最初的平行引進(「我們的生活淹沒在空氣元素的海洋底層」)見之於第164頁。這兩篇主要論文表現了引進的迅速發展。    
  3 杜安·魯勒和社安· H·D·魯勒:《電荷概念的發展:電學從希臘人到庫侖》(《哈佛實驗科學案例史》,案例8;馬薩諸塞州;坎布裡奇,1954年);第66~    
  80頁。    
  4 例如,見 T.s.庫恩:《現代物理學中測量的作用》,《愛西斯》雜誌,第LII卷(1961年),第161~193頁。    
  5 T.S.庫恩:《關於絕熱壓縮的熱質說》,《愛西斯》雜誌,第XLIX卷(1958年),第132~140頁。    
  再談談常規科學的理論問題,它也幾乎要歸到實驗科學和觀測科學同一類中。常規理論工作的一部分,儘管只是很小的一部分,就完全是一種現有理論的應用,即用來預測理論固有意義中所包含的關於事實的信息。編製天文歷書,計算稜鏡特徵,繪製無線電廣播曲線,都是這一類問題的實例。科學家們卻一般都把這一些看成是舞文弄墨而扔給了工程師或技師。許多這類工作因而沒有機會出現於科學刊物。但是,這些刊物所包含的大量問題討論,對於非科學家來說,看起來卻必然差不多都是一樣的。人們所以要利用理論,並不是因為從中得出的預測本身有什麼價值,而是因為可以直接對付實驗。利用的目的在於表現這一規範的新應用,或者提高一種現有應用的精確性。    
  擴大理論同自然界之間的接觸點經常會遇到巨大困難,正是從這些困難中產生了對上述這一種研究工作的需要。查閱一下牛頓以後的科學史,就可以扼要地說明這種困難。直到十八世紀早期,從《原理》中發現規範的科學家們認為,這本書的結論理所當然地具有普遍意義,他們也有充分的理由這樣做。一本著作竟然可以這樣大幅度地同時擴大研究範圍、提高研究的精確性,這在科學史上已知的著作中還是沒有先例的。牛頓為天體推導出了開普勒行星運動定律,也解釋了月亮在觀察中並不遵守這些定律的幾方面的問題。他為地球推導出了關於單擺、斜面和潮汐的一些零星觀察結果。借助於外加的但又正是為此目的而作的假設,他本來也有可能推導出波義且定律和空氣中聲速的重要方程。就當時的科學狀況說,這些證明的成就是極其令人難忘的。但從牛頓定律所假定的普遍性看,實際應用的數量就不怎麼大,牛頓也幾乎沒有什麼另外的發展。而且,同今天任何一個物理學畢業生用這些定律所能達到的成就相比,牛頓的這一點應用甚至也不精確。    
  對精確性問題我們這裡姑不多談。我們已說過這個問題的經驗方面。為了提供具體應用牛頓規範所要求的數據,需要有特殊的裝置——象卡文迪什儀器、阿烏德機或改進的望遠鏡。要取得一致,在理論方面也存在同樣的困難。例如,牛頓在應用擺的定律時為了給擺長下一個唯一的定義,就不得不把擺錘作為一個質點來處理。他的大部分理論,除了少數假說性的和預備性的以外,也都把空氣阻力效應忽略不計。這是合理的物理學近似。但這些理論作為一種近似,又限制了牛頓的預測和實際實驗之間所期望的一致。把牛頓理論應用到天體上,這個困難表現的更加明顯。單純定量的望遠鏡觀測表明,行星並不完全遵循開普勒定律,而牛頓理論則表明,本來就不應該遵循。為了推導出這些定律,除了單個行星同太陽之間的引力,牛頓不得不忽略此外的全部吸引作用。而各行星之間卻是互相吸引的,因而在所用理論同望遠鏡觀測之間,人們也只能期望一種近似的符合。1    
  1沃爾夫,前引書,第 75~81、96~101頁;威廉·惠威爾(William    
  whewell);     
  在擺的事例中,所達到的符合超過了得到這種符合的人滿意的程度。任何別的理論都不能更符合了。沒有一個懷疑牛頓研究工作有效的人能做到這一步,因為它只限於同實驗、觀察相符合。但這種局限性卻為牛頓的後繼者留下了很多令人入迷的理論問題。例如,必須有理論技巧才能確定一個重擺的「等效長度」。處理兩個以上互相吸引物體的同時運動,也要技巧。這一些以及其他一些類似的問題,在整個十八世紀和十九世紀初葉,耗用了許多歐洲最好的數學家的精力。伯努裡( Bernoullis)、歐拉(Euler)、拉格朗日(Lagrange)、拉普拉斯(Laplace)和高斯(Gauss),都為牛頓規範進一步同自然界相稱而作出了某些各自最光輝的貢獻。許多這樣的人物都同時致力於發展牛頓從未想過的實際應用所需要的數學,例如,為解決液體力學和弦振動問題而出現了大量文獻和某些非常有效的數學方法。這些實際應用問題佔用了十九世紀中可能是最光輝也最耗費精力的那些科學工作。在熱力學、光的波動說、電磁理論或者基本定律完全是定量的任何其他科學分支中,查閱一下它們的後規範時期的發展,還可以從中發現其他一些事例,至少在更加數學化的科學中,最理論性的工作還是屬於這一種。    
  但也不是都屬於這一種,即使在數學科學中也有說明規範的理論問題。在科學發展主要還屬於定性的時期中,這些問題已佔主《歸納科學史》(修訂版;倫敦, 1847年);第II卷,第213~271頁。要地位。在更加定量也更加定性的科學中,有些問題完全是為了通過重新表述而進行分類。例如,《原理》並不是一直證明應用是一件容易事,這部分是因為它保留了初次冒險中某些不可避免的拙劣,部分又因為只有在應用中才能顯示出它的許多涵義。因此,從十八世紀的伯努裡、達朗貝爾和拉格朗日到十九世紀的漢密爾頓(Hamnton)、雅可比(Jacobi)和赫芝(Hertz),許多歐洲最卓越的數學物理學家都努力以等效的、但邏輯上和美學上更令人滿意的形式把牛頓理論加以重新表述。也就是說,他們想以邏輯上更緊湊的形式展示出《原理》中外在的和內含的訓誡,把這種形式應用到新提出的力學問題上以減少一些模糊不清。1    
  1若內·杜加:《力學史》(細沙特爾〔瑞土〕, 1950年),第    
  IV~V冊。     
  所有科學中都一再發生過一種同規範類似的重新表述,但大多比《原理》的重新表述引起了規範更重要的變化。這變化來源於上述說明規範的經驗活動。把那一類研究作為經驗工作,這樣的分類的確有些任意性。同其他任何一種常規研究相比,對規範的說明不但更有理論性,同時也更有實驗基礎;以前所舉的例子這裡也同樣適用。庫侖在製成他那個裝置並用以進行測量以前,他必須先用電學理論確定怎樣製造他的裝置。他測量的結果就是那種理論的精心安排。再說,有些人設計了一些實驗來區別不同的壓縮生熱的理論,他們一般也正是那些提出各種觀點以進行比較的人。他們進行研究,不僅運用事實,也運用理論;他們的研究,不單單產生新的知識,還產生一種由於消除了他們據以工作的初始規範所殘留的模糊不清而取得的更加精確的規範。在許多科學中,大多數常規研究都屬於這一種。    
  這三類問題——判定重大事實、理論同事實相配、說明理論——我認為充斥了常規科學的文獻,不管是經驗科學還是理論科學。當然,它們並沒有充斥整個科學文獻。也還有一些非常問題,可能正是為了解決這些問題,才使整個科學事業特別值得如此花費精力。但這些非常問題並不是為了提問而必需的。它們只是在常規研究進展所準備好的特殊時機中才湧現出來的。因此,即使是那些最好的科學家所提出的絕大部分問題,通常也總是不出上面所勾畫的三大類之一。在規範的指導下研究工作只能這樣進行,拋棄了規範就等於不再研究規範所規定的這一門科學。我們很快地就會發現人們的確拋棄過規範。這是科學革命所圍繞的樞紐。但在開始研究這個革命之前,我們還需要對開闢道路的常現科學探索有一個更全面的看法。          
《科學革命的結構》 
T.S.庫恩著        
IV  常規科學即解難題    
   剛剛接觸到常規研究問題,其最為引人注目的特點也許就在於:它要求創造的新東西,不管是觀念上的還是現象上的都很少。有時候,像測量波長,除結果的最奧妙的細節以外,什麼都是事先已知的,只是預期的標準幅度略寬一點而已。庫侖的測量也許並不一定符合平方反比定律;研究壓縮生熱經常得準備出現幾種結果中的一種。但即使在這些情況下,預期結果即可接受結果的範圍,也總是小於所能想像的範圍。研究結果如果不合乎那個更小的範圍,這一般正是研究工作的失敗,責任不在於自然界,而在於科學家。    
  例如,在十八世紀,人們很少注意到用盤式天平一類的儀器作測量電吸引的實驗。這些實驗的結果並不一致,也不單一,因而無法用來分析由此導出的規範。所以,它們自然是一些純事實,用電學研究的進程沒有關係,也不可能有關係。只有在回顧時,因為已經掌握了後來的規範,我們才能看出這些實驗顯示了電學現象的哪些特徵。當然,庫侖和他的同時代人也掌握了這種後來的規範,也就是那種用到吸引問題上就會產生同樣一些預期現象的規範。這就是為什麼庫侖能夠設計出這樣一種儀器,它給出一種通過說明規範就可以接受的結果。但也正因為這樣,這個結果才不那麼驚人,庫侖的好幾個同時代人才能夠事先預見到。儘管這種只是為了說明規範的研究,目標並不是為了出乎意外的新東西。    
  但是,如果常規科學的目的並不在於什麼真正重大的新發現——如果不能接近預期結果就是一個科學家的失敗——那麼為什麼要完全接受這些問題呢?部分答案已經有了。至少對科學家來說,常規研究獲得的結果是重大的,因為擴大了應用規範的可能範圍,提高了應用的精確性。這當然還不足以說明科學家對常規研究問題所表現的熱情和忠貞。比方說,僅僅為了即將獲取的知識重要,沒有人肯多年獻身於發展更好的分光儀或改進振動弦問題的解法。利用現有工具計算星表或作進一步的測量,也往往同樣重要,但科學家照例都拒絕這些活動,因為大都是重複以前經歷過的程序。這就可以說明常規研究問題為什麼那麼令人入迷。儘管結果是可以預期的,並且常常詳盡無遺,即使還有待於認識的東西也變得索然寡味了;但如何得出這一結果,卻仍然很不確定。要使常規研究問題得出某一結果,也即以一種新的方式實現預期,就需要解決多種多樣複雜的儀器上、觀念上和數學上的難題。應功者證明自己是解難題的能手,而難題所提出的挑戰又是不斷推動他前進的重要力量。    
  「難題」和「解難題者」的術語,突出了前幾頁顯得愈來愈重要的幾個論點。把難題在用到這種完全標準的意義上,就是可用以測驗解題能力或技巧的特種問題。字典裡的例子就是「拼板遊戲」( jigsaw    
  puzzle)和「縱橫字謎」(crossword puzzle),這正是這些難題同這裡需要加以區別的常規科學問題所共有的特徵。上面剛剛說過的就是特徵之一。難題好不好,標準並不在於其結果是不是本來就有趣或重要。相反,真正迫切的問題,像治療癌症或謀求持久和平,卻往往根本就不是什麼難題,因為可能根本就不存在任何一個解。拿拼板遊戲來看,從兩個不同的木板盒中隨意挑出一些木板來。這個問題很有可能(當然也可能不會)甚至使最有才能的人也無能為力,因而無法用來測驗解法的技巧。它決不是一個通常意義上的難題。一個難題的固有意義雖然沒有標準,但肯定有一個解。    
  我們知道,科學界利用規範的一個收穫是,只要接受了這種規範,就有了一個標準來選擇那些可以肯定有解的問題。在很大程度上,這正是科學界承認它們合乎科學、或鼓勵其成員從事研究的僅有問題。另外一些問題,包括許多以前曾經作為標準問題的,卻被作為形而上學、作為其他學科的對象,或者有時只是因為太成問題,並不值得花費時間而被拋開了。就這一點說,一個規範甚至可以使科學界離開那些對社會很重要、可以化為難題形式的問題,因為它們不能用規範所提做的觀念工具和實驗工具來表述。這種問題,可以只是一種消遣,一種十七世紀培根主義某些方面和現代某些社會科學所卓越表明的教訓。常規科學之所以看來進步得這麼快,原因之一就是,常規科學工作者都集中到只要他們有能力就可以題決的問題上。    
  但是,如果常規科學問題只是這種意義的難題,就不需要問科學家為什麼這麼熱情而專心鑽研這些問題了。一個人可以由於各種各樣的原因被科學吸引過去。有實用的要求,有探索新領域的激情,有尋求秩序的希望,還有檢驗已有知識的動力。類似這樣一些動機,也促使他選定了後來他自己也投了進去的特定問題。而且,儘管結果有時遇到挫折,仍有充分的理由說明,這樣的動機為什麼會首先吸引他,以後又引導他前進。1整個科學事業的確不斷證明自己的作用:打開新的境界,顯示秩序,檢驗長期公認的信念。不過,投到正常研究問題中去的人卻幾乎永遠不會做這一類的事。一旦投了進去,他的動力就完全屬於另外一種了。這時向他挑戰的是這樣一個信念:只要他有足夠的能力,就可以成功地解決以前誰都沒有解決過或沒有解決得這麼好的難題。許多最偉大的科學大師們都把他們專業方面的全副精力用到這一類亟需的難題上。在大多數情況下,任何一個專門領域都沒有提出別的任務,這事實卻一點也不會使醉心於此的人覺得它並無迷人之處。    
  1但是,由個人作用同科學走展整體模式之間的衝突所造成的挫折;有時也可以很嚴重。關於這個問題,見勞倫聽· S·庫比(Lawrenee S·Kubie),《科學事業的某些未解決的問題》,《美國科學家》,第XLI卷(1953年);第596~613頁;第XLII卷(1954年),第104~112頁。    
  現在讓我們再來談談在難題和常規科學問題之間另一個更困難也更有特徵的共同點。作為難題進行分類,一個問題必須具有一個以上的確定解。還必須有這樣的規則,既可以限制可接受解的性質,也可以限制獲得這些解時所要通過的步驟。例如,要玩好拼板遊戲,不僅要「湊成一幅圖」。一個孩子或一個當代藝術家都可以做到這一點,就是把挑出來的木板作為沒有意義的形狀散到無色的地上。這樣構成的圖可能會比據以設計成這個遊戲的圖好得多,而且一定會更獨到一些。不過,這樣一幅圖並不是一個解。要得到這個解,還必須把所有的木板都用上,把背面翻到下面,並把它們很自然地接合得不留一點空隙。這些都是支配著玩好拼板遊戲的規則。縱橫字謎、謎語、棋局問題等等,要得到可接受解都有類似限制,這也不難看出。    
  如果我們大大擴展「規則」這個詞的用法——有時會同「既定觀點」或「先入之見」等同起來——那麼,這些在已有研究傳統範圍內可以接受的問題,就會顯示出某些十分類似於這一套難題的特徵。造出一種工具以確定光波長度的人,一定不滿足於一種只能找出某種光譜線的某一數值的裝置。他並不只是一個探索者或測量者。相反,他必須根據既定的光學理論本身分析他的儀器,以表明他的工具所給出的數值正是上升到理論的波長數值。如果在理論中或者在未經分析的儀器部件中,仍然留下了一些含糊之處使他不能完全證明這一點,他的同事們就會得出結論說,他什麼也沒有測量。例如,電子散射的極限值後來成了電子波長的標誌,而在最初觀察到並記錄下來時,卻似乎並沒有什麼意義。在它成為某種量度以前,它必須先依附於一種已預見到的運動物質類波行為的理論。甚至在指明那種關係以後,也必須重新設計儀器,使實驗結果可以毫不含糊地同理論結合起來。1只有滿足了這些條件,問題才得以解決。  理論問題的可接受解,也受到類似的限制。在整個十八世紀中許多科學家都想從牛頓運動定律和引力定律中推導出人們所觀察的月球運動,但一直沒有做到。於是,有的人就建議用一個短距離中反平方定律的定律取代之。但這麼一來就必須改變規範,提出新難題,而不是解決老難題。結果,直到175O年有一位科學家發現可以成功地應用牛頓定律時,科學家們才不再維護這些規則。 2 具有改變了博奕的規則才可能有另一種選擇。    
  1關於這些實驗發展的簡要說明,見 C.J.戴維遜(Davisson)在《1937年諾貝爾獎金》(斯德哥爾摩,1938年)的講演,第4頁。    
  2 W·惠威爾(Wb6W0ll:《歸納科學史》(修訂版;倫敦,1847年);第II卷,第101~105、220~222頁。    
  對常規科學傳統的研究揭示了許多附加的規則,這些規則提供了許多關於科學家從規範得來成規的信息。關於這些規則所屬的主要範疇,我們能說些什麼呢? 1 最明顯而且也許是最簡要的例子,可以舉出剛剛提到的那幾種命題。那是對於科學定律以及有關科學概念、理論的明確說法。只要這些說法還受重視,它們就促進提出難題,限制認可的解法。例如,牛頓定律就在十八和十九世紀中完成了這些作用。在這樣的期間,「物質的量」對於物理學家是基本的本體論範疇,而作用於兩塊物質之間的力則是主要研究課題。 2 在化學中,定比和倍比定律在很長時期中都有一種完全一樣的力——它提出了原子量的問題,聯接了化學分析中可用的結果,並告訴化學家們原子、分子、化合物、混合物是什麼。 3 麥克斯韋方程和統計熱力學定律今天也具有同樣的力量和作用。    
  但是像這樣一些規則既不是僅有的,也不是歷史研究中出現的最有意思的變形。在比定律和理論更低,或更具體的水平上,例如對於優先採用的儀器設備類型以及合理使用所用儀器的方式,都有許多規定。人們改變了對火在化學分解中作用的態度,對十七世紀化學的發展就起了重要作用。 4 在十九世紀,赫姆霍茲( HeImholtz)遇到了生理學家們對物理實驗用以說明他們專業的觀念的頑強抵制。 5 在本世紀,化學色層分離法的古怪歷史又一次表明,有關儀器的規定也同定律和理論一樣持久,也給科學家以博棄規則。 6 分析一下 X射線的發現,我們就可以知道為什麼會有這樣一種成規。    
  1 我應當把這個問題歸功於 W·O·哈格斯沖(Hasstrom)他對科學社會學的研究工作有時同我的工作有交叉。     
  2 對牛頓主義的這幾方面的問題,見 I·B.柯亨(Cohen):《富蘭克林和牛頓:探索牛頓的思辨的實驗科學以及由此而來的富蘭克林的電學研究之例》(費城,1956年),第vii章,特別是第255~257、275~277頁。     
  3 這個例子最後在接近第 X節的末尾討論過。     
  4 H.邁茲熱:《法國從十七世紀開始到十八世紀結束的化學原理》(巴黎,1923年),第359~361頁;瑪麗·波瓦(Marie    
  Boas):《羅勃特·波義耳和十七世紀化學》(劍橋,1958年),第112~115頁。     
  5 留·康尼斯伯( Leo    
  Konigsberger):《赫曼·馮·赫姆霍茲》,弗朗西斯·A·威耳貝(Francis    
  A.Welby)譯(牛津,1906年),第65~66頁。     
  6 詹姆士· E·門哈德(James    
  E.Meinhard):《色層分離法:一個展望》,《科學》;第CX卷(1949年),第387~392頁。    
  歷史研究有規則地顯示了更高級的、准形而上學的成規,儘管它們還不就是科學永恆不變的特徵,卻也並不那麼有局部性和暫時性。例如,大約在 1630年以後,特別是在笛卡兒影響巨大的科學著作出現以後,絕大多數物理學家都認為宇宙是由微小的粒子所組成,一切自然現象都可以按照粒子的形狀、大小、運動和相互作用來解釋。形成各種成規的這個溫床,證明既合乎形而上學,也合乎方法論。作為形而上學,它告訴科學家宇宙包含什麼樣的和不包含什麼樣的實體:宇宙之內只有運動中所形成的物質。作為方法論,它告訴科學家終極定律和基本說明一定怎麼樣:定律一定要闡明粒子的運動和相互作用,說明則一定要把一切已知的自然現象都歸結為這些定律支配下的粒子的作用。更加重要的是,宇宙粒子概念告訴科學家應當研究許多什麼樣的問題。例如,一個象波義耳那樣信奉新哲學的化學家,就特別注意可視為嬗變的反應。這些反應比其他任何反應更加清楚地顯示了粒子重新排列的過程,這種過程必然構成一切化學變化的基礎。 1 在研究力學、光學、熱學時,也可以看到粒子論的同樣效力。    
  最後,在更高級水平上,另外還有一套成規,離開它任何人也成不了科學家。例如,科學家必須力求瞭解世界,提高使世界有秩序的精確性,並擴大這種秩序的範圍。這樣,這套成規又一定會反過來引導科學家要麼自己、要麼通過他的同事以極其細緻的經驗深入分析自然界的某一方面。如果這種分析表面上看來有混亂之處,那就一定要求他的觀測技術更加精緻,或者要求他的理論更加明確。無疑還有別的像這樣的一直為科學家們所遵守的規則。    
  存在這樣一種成規的牢固框架——概念、理論、儀器以及方法論方面的成規——就會產生一種把常現科學同解決難題聯繫起來的隱喻。因為成規提供的規則告訴一門成熟專業的工作者世界是怎樣的,他的科學又是怎樣的,他就可以很自信地集中到這些規則和現有知識為他規定好的深奧問題上去。於是,他向自己提出的挑戰就是;怎樣對留下的難題給出一個解。就這樣一些方面討論難題和規則,正好說明了常現科學實踐的本質。但另一方面,這種說明也可能完全誤入歧途。在一定時期內把某一科學專業的所有工作者都結合在一起的規則。儘管,顯然是有的,但這些規則本身並不能表明這裡的專家們所有共同的實踐。常規科學是—種高度確定的活動,但不需要完全由規則來確定。正因為這樣,我在本文開始時引進了共有的規範,而不是共有的規則、假定和觀點,儘管它們都是結成常規科學傳統的源泉。我認為,規則來自規範,即使沒有規則,規範仍然能夠指導研究工作。    
  1 關於一般微粒說,見瑪麗·波瓦:《機械論哲學的建立》,《奧西雷斯》( Osiris)雜誌,第    
  X卷,(1952年),第412~541頁。關於這種哲學對波義耳化學的作用,見T.S.庫恩:《羅勃特·波義耳和十七世紀的結構化學》,《愛西斯》雜誌,第    
  XLIII卷(1952年),第 12~36頁。          
《科學革命的結構》 
T.S.庫恩著        
V 規範的優先性    
   為了揭示規則、規範同常規科學的關係,先看看歷史學家是怎樣抽出作為公認規則的特殊規定來的。只要對某一時期的某一專業作一番周密的歷史研究就會發現,各種不同的理論在用到概念、觀測、儀器方面時,就有一套一再重複的、半公式化的解。這就是在教科書、講演和實驗室的實驗中所表現的科學界規範。相應的專業界成員用這些規範進行研究和實踐,就可以學到本行的專業。當然,歷史學家還會發現有些成就仍成問題的陰影區,但這裡已解決的問題和技巧,其核心一般都很清楚。除去偶而有一點模糊,一個成熟科學界的規範並不怎麼準確定。    
  但確定共有的規範並不等於確定共有的規則。那還得再走一步,而且是多少有所不同的一步。走這一步時,歷史學家必須把科學界的規範互相加以比較,並同它現在的研究報告作比較。這樣做的目的是為了發現,科學界成員從更完整的規範中抽像出什麼樣的表面的或暗含的獨立因素,又在他們的研究工作中安排了什麼樣的因素作為規則。任何人想要描述或分析這個特定科學傳統的進化,一定會找到這樣一種公認的原則和規則。如上一節所指出,幾乎可以肯定,他總會得到一部分成功。但是,如果他的經驗同我完全一樣,他也會發現尋找規則不但比尋找規範更困難,而且更不容易滿意。他用以描述科學界共有信息的某些命題,看上去毫無問題。但另外一些,包括上文某些作為例證的,卻似乎陰影重重。不管他能想出什麼措詞來,某些科學界成員總要反對的。不過,只要研究工作傳統的內部聯繫可以按照規則來理解,這方面的共同根據就需要有某種說明。於是,想尋找一套足以形成某一常規研究傳統的規則,就會接連不斷地碰到重大挫折。    
  但只要認清這種挫折,就有可能找到根源。科學家們都會同意牛頓、拉瓦錫、麥克斯韋或愛因斯坦對一些突出的問題作出了似乎永恆的解答,他們卻不會同意那種使解答具有永恆性的特有的抽像特徵,儘管有時不一定意識到。就是說,科學家們在鑒別規範時可以一致,而在全面解釋規範或使之合理化時意見不一致,甚至根本沒有想去進行這樣的解釋或合理化。缺乏標準的解釋,或沒有一致同意歸結為一些規則,就不能阻止規範指導研究。直接檢查規範也能部分決定常規科學,但這個過程往往也要借助於而不依賴於規則和假設的形成。儘管一種規範的存在甚至並不一定意味著有什麼整套規則的存在。1    
  這些說法的第一個後果,是不可避免地提出了問題。沒有一套強有力的規則,還有什麼能夠把科學家限制到特定的常規科學傳統呢?「直接檢查規範」這個短語可能意味著什麼呢?近年來路德維希·維特根斯坦( Ludwig    
  Wittgenstein)對這一類問題提出了部分答案,儘管是在一種十分不同的上下文中提出的。而這種上下文關係卻更為基本,更為熟悉,從而可以首先考慮他的論證形式。維特根斯坦問道,為了毫不含糊而且不會挑起爭論地使用「椅子」、「樹葉」或「遊戲」等詞,我們必需瞭解些什麼呢?2    
  1邁克耳·波朗依( Michael    
  Polanyi)曾天才地提出了一個非常類似的命題,證明科學家的許多成就都依賴於「不言而喻的知識」,也就是通過實踐而獲得的、不能明確分析的知識。見他的《個人知識》(芝加哥,1958年),特別是第V、VI章。     
  2路德維希·維特根斯坦:《哲學探討》, G.E.M.安斯孔伯(Anscombe)譯(紐約,1953年);第31~36頁。但維特根斯坦對於那一種必然要支持他所勾畫的命名方法的世界,他卻簡直什麼也沒有說。因此以下所說的不能全部歸之於他。    
  這個問題是很古老的,而且,只要說我們必然自覺地或直觀地知道一張椅子、一片樹葉或一場遊戲是什麼,這個問題一般也就得到了解答。這就是說,我們必須抓住全部的遊戲和唯一的遊戲所共有的某一組屬性。但維特根斯坦的結論卻說,只要有了我們使用語言的方式以及我們用來表述的那種世界,並不一定再有這樣一套特徵。討論許多遊戲或椅子或樹葉所共有的某些屬性,雖然常常可以幫助我們學會使用相應的詞,但是並不存在一組既可以用到這一類的所有成分、同時也可以用到它的個別成分的特徵。碰上一種前所未見的活動,我們就會用「遊戲」這個詞,因為這時我們所看到的活動同以前學會用這個名字來稱呼的許多活動,很像是「一家人」。簡言之,對維特根斯坦來說,遊戲、椅子、樹葉都是自然界的不同家族,每一個家族都有一張重選、交叉的相像之網。這張網充分說明,我們已成功地識別了有關的對象或活動。只要我們所說的家族互相重迭並且逐漸互相溶合起來——就是說,只要不是天生的家族——那麼我們在識別和命名方面所獲得的成功就會證實,相應於我們所使用的每一類名稱都有一組共有的特徵。    
  對於各種從單一常規科學傳統內部所產生的研究問題和研究技巧,有些同類的東西也很有效。這並不是說,這些共同性的東西就滿足了某些表面的甚至完全可以揭示出來的整套規則和假設,它們賦予傳統所具有的特點並使之在科學思想中不斷加強起來。這只是說,它們可以通過這種相像,通過模擬抱有疑問的科學界已承認是成就的科學某一組成部分而聯結起來。科學家總是按照在學習和後來接觸的文獻中得到的模型進行工作,但他們往往並不怎麼瞭解或者不怎麼需要瞭解,是些什麼樣的特徵使這些模型具有科學界規範的地位。正因為這樣,他們再也不需要整套規則了,他們參與其中的研究傳統所顯示的這種一致性,並不意味著下面還有一套基本規則和假設可以通過歷史研究和哲學研究而揭示。科學家們通常並不去問,也不去爭辯,某一個問題或解答是怎樣合理的,這就很容易使我們以為,至少是直覺地以為他們知道答案。這只能表明,無論是問題還是答案同他們的研究工作都沒有什麼關係。研究工作可以明明白白地從一套規則中引出來,但規範卻比任何一套這樣的規則都要更為優先,更為適合,更加完整。    
  到此為止,這一點還完全停留在理論上:如果不是發現不了的規則作梗,規範是能夠規定常規科學的。為了使這個問題更清楚,更迫切,現在讓我指出為什麼我們相信規範正是這樣起作用的一些理由。第一個理由已充分討論過,即發現曾指導常規科學的規則,困難是很大的。這個困難,很像一個哲學家想說明一切遊戲具有什麼共同點時所遇到的困難一樣。第二個——前一個其實就是它的必然結果——來源於科學教育的本質。已經很清楚,科學家決不會抽像地學習概念、定律和理論本身。相反,這些理性工具,在歷史上和教學中,從一開始就是同應用一起並通過應用而優先顯示出來的東西。一種新理論總是同它在某一具體自然現象領域的應用一起發表的,離開應用,理論不會有任何被接受的可能。被接受以後,這種以及其他應用就隨著理論一起進入了教科書,未來的工作者即由此而學到他們的專業。在這裡它們並不只是一種裝潢,甚至也不只是一種證件。恰恰相反,學習理論的過程依存於應用研究,包括用紙和筆以及用實驗室的工具實際解題。例如,如果學習牛頓力學的學生曾發現過「力」、「質量」、空間」、「時間」等術語的意義,那一定不是由於他從課本中不完善的,儘管有時也有所幫助的定義出發,而是由於他觀察並參與了用這些概念解題的過程。    
  這個自己動手或通過行動的學習過程,一直貫穿在整個創立專業的過程之中。隨著學生們從大學一年級上到通過博士論文,給他的問題也愈來愈複雜,愈沒有先例可援。但是他們繼續機械模擬以前的成就,同樣,他們在以後的獨立科學生涯中也是按常規投身於這樣的問題中,人們可以隨意設想,科學家就是這樣從什麼地方為自己直觀地抽像出博奕規則來的,但沒有什麼理由可以相信這一點。許多科學家們,雖然可以輕易而有把握地談論某一已成為現有研究工作一個具體部分的個別假說,但對於說明這個領域的已有基礎、合理問題和方法的特徵,卻未必會比外行更好一些。如果他們徹底學會了這樣的抽像,他們就可以主要通過他們的研究能力來表明。而不求助於假定的博奔規則,也可以瞭解這種能力。    
  科學教育的這些結果具有這樣一個反面,即提供了第三個理由去設想:規範可以通過象抽像規則一樣的直接模擬指導研究。。只有在有關科學界已毫無問題地接受了某種問題解法時,常現科學才能沒有規範而繼續進行下去。因此,只要人們感到規範和模型不可靠,規則就重要,無關乎規則的特徵也會消失。事實也正是這樣。特別是前規範時期是以頻繁而激烈地爭論合理方法、問題和求解標準為標誌的,儘管這些爭論主要是促進學派的劃分,而不是達到一致。我們已談過光學和電學的一些爭論,在十七世紀的化學和十九世紀的地質學中,這種爭論所起的作用還要大。1而且,這樣的爭論也沒有由於規範的出現而一勞永逸地消失掉。在常規科學時期絕大多數爭論雖然並不存在,但在科學革命之前和革命期間卻可以有規則地再現出來,這時規範先受衝擊,以後又隨時可以改變。從牛頓力學到量子力學的過渡激起了許多關於物理學的本質和準則的爭論,有些爭論直到現在仍在進行。2有些今天仍然在世的人還會記得由麥克斯韋電磁理論和統計力學所引起的類似辯論。3更早一些,伽裡略和牛頓力學的同化分用,在科學的合理準則問題上同亞里士多德派、笛卡兒派、萊布尼茨派都發生了一系列特別著名的爭論。4對於他們領域的基本問題是否已得到解決,當科學家們沒有取得一致時,對規則的探求就獲得了一種一般情況下所沒有的作用。但只要規範仍然可靠,即使沒有對合理化取得一致意見,甚至根本沒有想過合理化問題,規範也能夠發揮作用。    
  1 關於化學,見凡梅茲熱:《法國從十七世紀開始到十八世紀結束的化學原理》,(巴黎,1923年),第24-27、146~149頁Z瑪麗·波阿:《羅伯特·波義耳和十七世紀化學。(劍橋,1958年),第II章。關於地質學,見沃特·F·坎農(Walte    
  F.Cannon):《漸變論和突變論之爭》《愛西斯》雜誌,第LI卷(196O年),第38~55頁;C.C.吉利斯庇(Gillispie):《發生和地質學》(馬薩諸塞州,坎布裡奇,1951年),第IV~V章。     
  2關於量子力學中的爭論,見讓·烏莫( Jean    
  Ullmo〕:《量子物理學危機》(巴黎,1950年),第II章。     
  3關於統計力學;見倫尼·杜加( Rene    
  Dugas):《波耳茲曼關於感覺的物理學理論及其現代的發展》(納沙特爾,1959年),第158~184、2O6~219頁。關於麥克斯韋工作之被接受,見馬克斯·普朗克(Max    
  Planck):《麥克斯韋在德國的影響》,載《詹姆士·克拉克·麥克斯韋:紀念冊,1831~1931》(劍橋,1931年),第45~65頁;特別是第58~63頁;西凡尼·P·湯普遜(Silvanus.PThompson):《拉格斯(Largd)的威廉·湯姆遜·開爾文男爵(William    
  Thomson Baron Kelvin)》(倫敦,1910年),第11卷,第1021~1O27頁。     
  4關於同亞里士多德派戰鬥的實例,見 A.柯依列:《關於從開普勒到牛頓的衰落問題的史實》,《美國哲學學會會報》,第XLV卷(1955年),第329~395頁。關於同笛卡爾派和萊布尼茨派的爭治,見庇爾·布魯尼特(pierre    
  Brunet):《十八世紀牛頓理論的引進法國》巴黎,1931年);A.柯依列:《從封閉世界到無窮宇宙》(巴爾的摩;1957年),第XI章。    
  本節最後論述:承認規範比共有的規則和假設具有優先地位,還有第四個理由。本文導言中曾提出,可以有大的革命,也可以有小的革命,有的只影響附屬專業的成員,有的即使是發現一種出乎意外的新現象對這種集體也可以是革命。下一節將引進一種特定的革命,為什麼會有那種革命還遠遠沒有搞清楚。如果常規科學如上面所說的那麼嚴密,如果科學界也那麼緊密結合,一次規範的改變怎麼會只影響一個小小的附屬集體呢?上面已說過的似乎意味著,常規科學是一種唯一整體性的統一事業,必然同它所有的規範共存亡,也同其中任何一個規範共存亡。但科學顯然很少是那樣,甚至決不會那樣。縱觀整個科學領域;看來往往倒是一種各個不同部分之間結合鬆弛的結構。這一點同人們非常熟悉的觀測沒有任何衝突。恰恰相反,用規範代替規則會造成各不相同的科學部門以及更便於瞭解的專業。外在的科學規則只要有,一般就會廣泛為科學集體所共有,但規範卻不一定。有些科學部門彼此相距很遠,比方天文學同植物分類學,這裡的科學工作者們受教於非常不同的書中所描述的十分不同的成就。有些人即使處於同樣或密切有關的部門中,一開頭就研究了許多同樣的書本和成就,他們卻也會在專業專門化的過程中獲得相當不同的規範。    
  試以物理科學家所組成的又大又分歧的物理學界為例。這個集體中的每一個成員今天都學過,比方說,量子力學,其中絕大多數也在他們的研究和教學中從某一點上運用了夏子力學定律。但他們並沒有都學過這些定律的同一應用,從而他們也沒有以同一方式受到量子力學實踐變化的影響。在專業專門化的道路上,只有少數物理學家接觸到量子力學的基本原理。另外一些仔細研究了把這些原理作為規範應用於化學,還有一些則應用於固態物理學,等等。量子力學對他們每一個究竟意味著什麼,這取決於他們聽過什麼課程,讀過什麼課本,還研究過哪些報刊。由此可見,量子力學定律的變化對所有這些集體雖然都是革命性的,但這種變化只表明量子力學作為規範的某一種應用,因而只是對特定的附屬專業的成員才必然是革命的。對這個專業的其他部分以及研究其他物理科學的人來說,就完全不一定有這樣的變化了。簡言之,雖然量子力學(或者牛頓力學,或者電磁理論)是許多科學家集體的規範,但並不是對所有的人都是一樣的規範。因此,它可以同時決定常規科學的某一些沒有因共同擴展而相互重迭的傳統。在這樣一種傳統之中所產生的革命並不一定也擴展到別的傳統中去。    
  對科學專門化的後果作一個簡要說明,可能會加強這全部論點的說服力。有個研究者希望知道一點科學家們怎樣看待原子論,就問一個著名的物理學家和一個卓越的化學家單個氦原子究竟是不是一個分子。兩個人都毫不猶豫地作了回答,但回答得不一樣。化學家認為氦原子是分子,因為它像一個分子一樣按照氣體運動理論行動。而物理學家則認為氦原子不是分子,因為它沒有顯出分子的光譜來。可以認為兩個人都在談論同一個粒子,但是各人又各自從自己所受的研究訓練和自已的實踐出發來看這個粒子。他們解決問題的經驗告訴他們一個分子必然是什麼。毫無疑問,他們的經驗有許多是共同的,但在目前這種情況下,經驗卻無法告訴這兩位專家同樣的事情。當我們繼續討論下去就會發現,引出重大結果的規範有時可能具有怎樣的差異。          
《科學革命的結構》 
T.S.庫恩著        
VI 反常和科學發現的湧現    
   常規科學,即我們剛剛考察過的解難題活動,是一種高度積累性的事業,它追求的目標即科學知識穩步的擴大和精確化,是有傑出成就的。在各個方面它都極其確切地符合於科學工作最通常的觀念。但科學事業一個十分典型的成果卻在落空。常規科學的目標並不在於事實或理論的新穎,就是成功時也毫無新穎之處。而科學研究卻不斷地揭示出意料之外的新現象,科學家們也一再發明出嶄新的理論。科學史甚至表明,科學事業創造了這樣一種使人驚訝的唯一有力的方法。如果科學的這一特徵同上面所說的一致,那麼在規範下進行的研究就必然是一種特別有效的引起規範變化的方式。這正是事實和理論中所包含的本質上的新東西的作用。在一套規則指導下所進行的博奕無意之中造就了這些新東西,卻需要精心製作另一套規則來吸收它們。它們一旦成為科學的組成部分,科學事業,起碼是這些新東西所在領域的專家們的科學事業,就再也不會完全一樣了。    
  既然先是發現,即出現新的事實,後是發明,即出現新的理論,那麼我們一定要問,這一類的變化究竟是怎樣發生的。但發現和發明的區別,也即事實和理論的區別,可以馬上證明完全是人為的。這種人為性對本文一些主要論點是一個重要線索。本節其他部分考察某些發現之後,我們很快就會看到,它們並不是孤立的事件,而是持續的事件具有一種按一定規則週期出現的結構。發現開始於感到反常,也即發覺自然界不知怎麼違反了由規範引起並支配著常規科學的預期。接著是對這個反常區域或多或少地擴大進行探索。直到把規範理論調整到反常的東西成了預期的東西為止。吸收~類新事實要求更多地調整理論,直到調整好——科學家學會以另一種方式看待自然界——一新的事實才會真正成為科學事實。    
  要知道新事實和新理論在科學發現中是怎樣密切糾纏在一起的,可以看一個特別著名的例子:氧的發現。起碼有三個人對此事擁有合法權利,而另外幾個化學家在十八世紀七十年代早期也一定在試管中得到過這種濃縮的氣體而不得知1。常規科學的進步,在這裡也即氣體化學的進步,準備好了徹底打開一條新的道路。最早一個取得這種氣體的比較純粹的樣品是瑞典的藥劑師 C.W.捨勒(Scheele)。但我們可以忽略他的工作,因為直到到處都在反覆宣佈發現了氧以後他的工作才發表出來,從而沒有對我們這裡最為關心的歷史模式產生什麼影響。2第二個及時提出要求的是英國科學家和牧師約瑟夫·普裡斯特利(Jpseph    
  priestley),他把紅色氧化汞加熱所釋放的氣體收集起來,作為對大量固態物質所放「空氣」的一項長期的正常研究。1774年他把這樣產生出來的氣體看成是一氧化二氮,1775年通過進一步的檢驗,又看成是所含燃素少於通常情況的普通空氣。第三個要求優先權的是拉瓦錫,他是在1774年普裡斯特利實驗以後,而且很可能是受到普裡斯特利暗示的結果,才開始他的關於氧的研究工作。1775年初拉瓦錫就報告過,紅色氧化汞加熱所得氣體是「沒有任何改變的空氣本身入除了]    
  ……變得更純、更宜於呼吸。」 3到1777年拉瓦錫可能又利用普裡斯特利的第二個暗示而得出結論說,這是另一種氣體,是大氣的兩種主要成分之一,這是一個普裡斯特利所永遠不能接受的結論。    
  1關於氧的發現更經典的討論,見 A.N.梅耳專(Meldrum):《十八世紀的科學革命——第一階段》(加爾各答,1930年),(第V章。最近有個不可少的評論,包括關於優先性爭論的記載,即毛利斯·道瑪(Maurice    
  Daumas);《拉瓦錫——理論家和實驗家。(巴黎,1955年),第ii~iii章。更完整的記載和目錄,見T.S.庫恩:《科學發現的歷史結構》,《科學》,第CXXXVI卷(1962年6月1日),第760~764頁。     
  2見烏諾·包克倫德( Uno    
  Bocklund):《捨勒給拉瓦錫的一封遺失的信》,《裡希諾》(Lychnos)雜誌,1957~1958年,第39~62頁,對捨勒的作用有不同的評價。     
  3 J.B.柯南特:《燃素說的衰亡:1775~1789年的化學革命》(《哈佛實驗科學案例史料》;案例2;馬薩諸塞州,坎布裡奇,1950年),第23頁。這本很有用的小冊子在許多有關文獻中再版過。    
  這一種發現模式提出了一個問題,這問題也可以向任何一種科學家所覺察的新現象提出。究竟是誰首先發現了氧呢,是普裡斯特利還是拉瓦錫,如果確是他們兩個人中間一個的話?不管是誰,又是什麼時候發現的呢?即使只有一個人提出要求,仍然可以提出這樣的問題。答案如要裁決優先權和日期,我們完全沒有興趣。但試圖提出一個答案,這本身就很能說明發現的本質,因為根本就沒有所要尋求的那種答案。發現並不是那種可以恰如其分地對它提出問題的過程。被詢問的事實——從十八世紀八十年代以來發現氧的優先權一直在爭奪不休——對科學觀念有某種歪曲的跡象,而正是這種科學觀念才使發現具有如此根本的作用。再看看我們的例子。普裡斯特利要求氧的發現權,根據是他優先把那種後來認為正是氧的氣體分離出來。但是普裡斯特利的樣品並不純,如果一個人手裡拿著不純的氧就算發現了氧,那麼任何一個曾經用瓶子裝過空氣的人都發現過氧。此外,如果普裡斯特利是發現者,那麼什麼時候發現的呢? 1774年他以為他得到了笑氣,這是一種他已知的氣體;1775年他又把這種氣體看作是去燃素空氣,仍然不是氧,對於燃索說化學家甚至仍然是一種完全出乎意料的氣體。拉瓦錫的要求可能更有力一些,但也帶來了同樣的問題。如果我們不肯把棕櫚葉給於普裡斯特利,我們也就不能由於拉瓦錫1775年的工作而授給他,這項工作不過使他把這種氣體鑒定為「空氣本身」。我們也許可以等待一下拉瓦錫在1776年和1777年的工作,到那時他不但看到了這種氣體,還看出了這種氣體是什麼。但即使這樣來裁判也還是有問題,因為從1777年到他一生的結束,拉瓦錫一直堅持氧是一種原子「酸素」,氧氣也只是這種「素」同熱質即熱的物質結合而成。1難道我們因此就可以說氧在1777年還沒有發現嗎?這可能會誘使一些人這樣做。但是直到1810年以後才把酸素從化學中清除出去,而熱質則一直拖到十九世紀六十年代才解決。氧在這兩個日期以前早已成為一種典型的化學物質了。    
  1 H.邁茲熱:《拉瓦錫的物質哲學》(巴黎,1935年);道瑪;前引書,第    
  vii章。     
  顯然,我們需要有一套新詞彙和新概念來分析象氧的發現這一類事件。「發現氧」這句話雖然確鑿無疑,但又暗指:發現什麼東西只不過是我們通常(也是大成問題的)用「看到」這個概念也能包含的那樣一種簡單活動,這也會使我們誤入歧途。正因為這樣,我們才樂於假定發現同看到或摸到一樣,可以毫不含糊地歸之於某一個人或某一時刻。但是歸之於某一時刻永遠不可能,歸之於某一個人也經常不可能。撇開捨勒不談,我們有把握說在 1774年以前並沒有發現氧,我們也有可能說到1777年或稍晚一些時候發現了氧。但在這樣一些界限內,任何一種想確定發現日期的企圖都不可避免是任意的,因為發現某一類新現象必然是一樁複雜的事件,裡面既包括認清事物是那個東西,又包括認清它是什麼東西。例如試看,如果我們認為氧是去燃素空氣,我們就應當毫不動搖地堅持普裡斯特利發現了氧,儘管我們仍然不大知道他是什麼時候發現的。但是如果觀察同觀察的理論化,也即事實同事實被吸收進理論,都不可分割地結合於發現之中,那麼發現就是個過程,必須花費時間。只有一切有關的觀念範疇都事先準備好,也即現象根本不屬於新類,發現那個東西和發現它是什麼東西才會毫不費力地同時一起實現。    
  現在我們承認發現包含一段延續的、雖然不一定很長的從觀念上吸收的過程。我們也可以說這裡面包含著規範的變化嗎?這個問題還沒有得出普遍的答案,但至少在這種情況下答案應當是肯定的。拉瓦錫在他 1777年以來的論文中所公佈的內容,關於氧的發現問題少於氧的燃燒理論。這個理論是化學重新表述的重大基石,因而通常都把它叫做化學革命。實際上,如果從氧的發現中並沒有湧現出化學新規範的本質部分,那麼我們從一開始所討論的優先權問題就決不會顯得這麼重要了。既然這樣,一種新現象及其發現者所具有的價值,將隨著我們估計現象違反規範預見程度的大小而改變。但應注意,氧的發現後來雖然很重要,它本身卻沒有引起化學理論的變化。遠在拉瓦錫在這個發現中還沒有起什麼作用很久以前,他就深信燃素說有點不對頭,燃燒物體也吸收了大氣中的一點什麼。在一本密封的筆記裡他記下了很多這方面的內容,  1772年把它寄存在法國科學院的秘書那裡。1對氧的這些研究工作從形式和結構上大大補充了對拉瓦錫早期看法的某些失誤。這些工作告訴他一件他還在準備去發現的事情——從空氣中燒掉的物質的性質。預感到的困難一定起過重要作用,使拉瓦錫能夠在象普裡斯特利一樣的實驗中看到了後者所看不到的一種氣體。反過來說,必須有一次重大的規範修改才能看到拉瓦錫所看到的東西,這事實必然是普裡斯特利在其漫長的一生中依然不能看到的主要原因。    
  另外還有兩個簡明得多的事例,可以大為加強上述論點,同時也可以幫助我們闡明發現的本質,理解發現從科學中湧現出來的條件。為了表明有所發現的主要方式,我們所選擇的這兩個事例不但彼此不同,也和氧的發現不同。第一個事例是 X射線,這是一個經典的通過偶然事件而發現的事例,這種類型的湧現,比那種我們更易於理解的科學公報中非個人完成的典型事例更為頻繁。事情開始於物理學家倫琴中斷了陰極射線的正常研究,因為他注意到,在放電過程中,從離開遮蔽好的儀器一定距離外,鉑氰化鋇屏幕在發光。再進一步的研究——經過了倫琴很少離開實驗室的激動人心的七個星期——表明,光是從陰極射線管沿直線發出來的,射線投出的陰影不可能由磁鐵或其他許多東西而偏轉。在倫琴公佈這個發現以來,他深信這種效應不是由於陰極射線,而是由於某種至少類似於光的作用。2    
  1關於拉瓦錫不滿的原因最權威的敘述;是亨利·蓋拉克( Henry    
  Guerlac)的書:《拉瓦錫——關鍵的一年;他在1772年作燃燒實驗的背景和起源》(紐約州,伊薩卡,1961年)。     
  2 L.W.泰勒(Taylor):《物理學,先驅的科學》(波士頓,1941年);第790~794頁;T.W.查莫斯(Chalmers):《歷史研究》(倫敦,1949年)。第218~219頁。    
  這麼一個簡要的梗概也可以表明,它同氧的發現具有驚人的類似之處:在用紅色氧化汞作實驗以前,拉瓦錫已作過一些去燃素規範下沒有得到預期結果的實驗;倫琴的發現則開始於確認他的屏幕在不應當發光時發出光來。在這兩種情況下所覺察到的異常——就是說,覺察到規範沒有使研究者有所準備的現象——在準備以什麼方式覺察新事物方面發揮了重大作用。但是,也是在這兩種情況下覺察到出了點什麼紕漏,則只是發現的前奏。沒有進一步的試驗和吸收的過程,無論是氧或者是 X射線都不會出現。倫琴研究到什麼時候才可以說他確實發現了X射線呢了無論如何並不是只看到一個發光屏幕的一瞬間。起碼還有另外一個研究者看到過那種光,使他後來大為懊惱的是,他什麼也沒有發現。1同樣清楚的是,發現的時間也不能推前到倫琴的研究工作最後一周,那時他已在探索他已經發現的新射線的特性了。我們只能說,X射線是在    
  1895年11月8日到12月28日之間在維爾茨堡(Wurzburg)湧現出來的。    
  1 E.T惠泰克(Whittaker):《以太和電的理論的歷史》,第1卷(第2版;倫敦,1951年),第358員,注1。喬治·湯姆遜爵士(Sir    
  George Thoomsom)曾告訴我第二件交臂失之的事。威廉·克魯克斯爵士(Sir    
  William Crookes)由難以辨別的模糊底片而引起注意,他也曾處在這個發現的思路上。    
  但在第三個方面,存在於氧和 X射線的發現之間的這種重要的相似之處,就遠沒有那麼明顯了。X射線的發現和氧不同,至少它並投有在以後十年中涉及理論上任何明顯的激變。那麼,在什麼意義上可以說吸收這個發現也要求規範的變化呢?用這個事例否定這樣一種變化到很有力。可以肯定,倫琴及其同時代人所贊成的規範並不曾用以預測出X射線來(當時麥克斯韋的電磁理論還沒有普遍被接受,陰極射線的粒子理論還只是幾種流行觀點中的一種)。但是任何一種這樣的規範,至少從任何明確的意義上說,都無法禁止X射線的存在,正像燃素說無法禁止拉瓦錫對普裡斯特利氣體所作的解釋一樣。相反,1895年公認的科學理論和實踐承認了許許多多發光的形式——可見光、紅外線、紫外線。為什麼不能把X射線作為這一類自然現象的又一種形式而接受呢?為什麼不能把它當作多發現一種化學元素一樣地收下來呢?在倫琴的時代,還在繼續尋求並找到新的元素以充實週期表上的空位。這樣的追求是常規科學的標準課題,其成功只能使人祝賀,不能使人驚訝。    
  但 X射線不僅引起了驚訝,而且引起了震動。開爾文勳爵(Lord    
  Kelv1n)宣稱這是一場精心策劃的騙局。1另外一些人雖然不能懷疑證據,但也顯然搖擺不定。X射線雖然沒有受到現成理論的阻擋,卻也深深觸犯了頑固的預想。這些預想,我認為都暗含在已有實驗程序的設計和解釋之中。到十九世紀九十年代許多歐洲的實驗室中還在廣泛佈置陰極射線裝置。如果倫琴的儀器產生了X射線,那麼也一定有過許多實驗家有時曾經產生過這種射線而不自知。這種射線也許還有其他未知來源,也許以前曾經把它解釋為某種同X射線無關的行為。最低限度,有幾種久已熟知的儀器未來必須用鋁加以屏蔽。以前的正常研究已完成的工作,現在必須重新做過,因為先前的科學家們不曾掌握和控制一個有關的變量。可以肯定,X射線開拓了一個新的領域,從而為常規科學擴大了潛在的版圖。但是X射線也改變了現已存在的領域,現在這一點尤為重要。在這個過程中它否定了以前作為合乎規範的儀器類型的資格。    
  1 S.P.湯普遜:《拉格斯的威廉·湯姆遜·開爾文男爵的生平》(倫敦,1910年),第II卷,第1125頁。     
  總之,使用特定的儀器,又以特定的方式使用,結果不管自覺與否,只能容許某幾種情況出現。這裡既有理論上的預測,也有儀器作用的預測,它們對科學發展往往都有決定性作用。例如,氧發現得太遲的一部分經過情況,就是這樣一種預測。在對「空氣的良性」進行典型測試時,無論普裡斯特利或者拉瓦錫都是把兩份這種氣體同一份笑氣混合,把混合物放到水上振蕩,再測量殘餘氣體的體積。以前的經驗形成了這個標準程序,這種經驗使他們確信殘餘氣體所含大氣中的空氣是一份,所含任何其他氣體(或污染過的大氣)則多一些。在氧的實驗中他們二人都發現有一種殘餘物很接近於一份;接著又對這種氣體作了鑒定。只是在很久以後而且部分是出於偶然,普裡斯特利才放棄了這個標準程序,試圖按別的比例把這種氣體同笑氣混合。後來他發現用四份笑氣幾乎就沒有任何殘餘物了。他支持本來的試驗程序——由大量過去的經驗所形成的程序——也曾經同時就是否定存在一種可以像氧那樣活動的氣體。1    
  如果說到象鈾裂變為什麼也鑒別得太遲,這樣的事情可能就更多了。核反應為什麼特別難於辨認,一個原因在於,已知轟擊鈾會產生什麼結果的人主要是針對週期表上端的元素選擇化學試驗。2這樣一種工具限制既然不斷證明走了錯路,我們是不是應當由此得出結論說科學要放棄各種標準試驗和標準工具呢?那必然帶來一種不可理解的研究方法。規範程序和應用,正像規範定律和理論一樣,都是科學所需要的,都具有同樣的作用。在任何既定時刻,它們都不可避免地要限制科學探索所容許的現象範圍。對這一點認識清楚了,我們就會同時看到,對於科學界某一特定部門來說,像 X射線這樣的發現使規範必須發生變化的重大意義——因而也必須發生程序和預測方面的變化。由此我們也可以理解,X射線的發現為什麼可能對許多科學家打開一個奇妙的新世界,為什麼又可能有力地參與導致二十世紀物理學的危機。    
  1柯南特。前引書;第 18~2O頁。     
  2 K.K.達羅(Darrow):《核裂變》,《貝爾公司技術期刊》,第XIX卷(1940年),第267~289頁。裂變的兩種主要產物之一的氪,看來只有在充分瞭解了這種反應以後才能用化學方法鑒別出來。另一產物鋇幾乎直到研究末尾才從化學上鑒別出來,因為這種元素碰巧必須加到放射性溶液中才能沉澱出這種核化學家正在尋找的重元素來。由於不能把追加的鋇從放射性產物中分離出來;因而在對這種反應反覆研究了差不多五年以後,才最後提出以下的報告:「作為化學家;這一研究使我們……改變了所有上述[反應]公式中的名稱,以鋇、鑭、銫代替了鐳、錒、鍺。但是作為同物理學密切聯繫的『核化學家』,我們無法使自己完成這個同以前的全部核物理學經驗都有矛盾的飛躍。可能是一系列奇怪的偶然事件使我們的結果成了騙局。」(奧托.哈恩〔Otto    
  Hahn]和弗雷茨·斯特勞斯曼[Fritz Strassman])    
  我們關於科學發現的最後一個事例,是萊頓瓶的發現,它可以歸於理論推導那一類。起初這個術語似乎有點自相矛盾。以上所說很多都表明,理論事先預見到的發現都是常規科學的組成部分,不會產生新類型的事實。例如前面曾說過,十九世紀後半葉新化學元素的發現就是常規科學這樣引起的。但並不是所有理論都是規範理論。不管是在前規範時期還是在引起規範巨大變化的危機過程中,科學家們通常總要提出許多思辨的、模糊的理論,以指明發現的途徑。但發現卻往往並不完全是這種思辨性和試探性的假設所預期的一個。只有當實驗同試探性理論相互配合了,發現才會湧現出來,理論才會變成規範。    
  萊頓瓶的發現象我們考察過的其他發現一樣,也顯示了所有這些特徵。電學研究開始時一個規範也沒有。從比較可以理解的現象中所得出的許多理論,倒是在進行競爭。它們之中任何一種理論都不能把多種多樣的電學現象條理化。失敗的原因就在於一些反常現象,正是它們促成了萊頓瓶的發現。參與競爭的一個電學家學派認為,電是一種流體,這個想法使好多人都想把這種流體盛起來,辦法是一手拿一隻盛滿了水的玻璃小瓶,使水接觸正在發電的靜電發電機導線。另一隻手從發電機那裡移開小瓶使之接觸水(或與之連接的導線)時,每個研究者都會體驗到一記厲害的電擊。但是另外一些實驗卻未能為電學家提供一隻萊頓瓶。這種裝置湧現得更慢了,也無法確切地說出這個發現是什麼時候完成的。起初能夠進行蓄集電流體的嘗試,僅僅是因為研究者是站在地上手拿小瓶子進行的。電學家還必須學習到不但瓶子裡面需要一層導體塗料,外面也需要,而電流體實際上根本就不是蓄集在瓶子裡面的。在探索過程中他們偶而發現了這一點,還看到了某些其他的異常效應,於是我們稱之為萊頓瓶的裝置就湧現了。更進一步,導致萊頓瓶出現的實驗,其中有很多都是富蘭克林所完成的,也使流體說必須大大修改,從而為電提供了第一個全面的規範。 1    
  在或大或小的程度上(對應於從電擊到預見結果的系列),上述三個事例所共有的特徵,也是新類型現象所由以湧現的一切新發現的特徵。這些特徵有:事先覺察的反常,逐步而又同時湧現的觀測上和概念上的認識,以及經常受到抵抗的規範範疇和規範程序的必然變化。甚至可以證明同一些特徵已滲透到感知過程本身的性質之中。在專業以外理當瞭解得更好的心理學實驗中,布倫納( Bruner)和泡斯特曼(Postman)要求實驗對像從短時間受控的出示中分辨出一系列的撲克牌來。許多牌合乎正常,但也有一些作得反常,例如有一張紅色的黑桃六和一張黑色的紅心四。在一系列逐步加多的出示中,每一次實驗只給一個對像看一張牌。每次出示後問他看到了什麼,實驗總是以連續兩次辨別正確而告結束。2    
  1 關於萊頓瓶的不同發展階段,見 I.B.柯亨:《富蘭克林和牛頓;思辨的牛頓實驗科學以及由此而來的富蘭克林電學研究之例》(菲拉德爾菲亞,1959年),第385~386、400~406、452~467、    
  506一507頁。惠泰克敘述過最後階段,前引書,第50~52頁。     
  2 J.S.布倫納和裡歐·泡斯特曼:《論不快調感覺:一種規範》,《人格期刊》,第XVlll卷(1949年),第206~223頁。    
  即使出示的時間最短,許多對象也辨得清絕大多數牌,而稍微延長一點時間,所有的對象就把所有的牌都辨清了。對於正常的牌一般總是辨別得了,但對反常的牌則幾乎總是表面上毫不猶豫或困惑地看成了正常牌。例如,黑色的紅心四要麼看成是黑桃四,要麼看成是紅心四。人們可以沒有感到任何問題就立即把它歸之於一個由先入為主的經驗所準備好的概念範疇中。人們甚至不大會說實驗對像看到同他所要辨別的東西有點什麼異樣。比方看到了紅色的黑桃六,有的說那是黑桃六,但出了點紕漏——黑底上有紅鑲邊。再拉長出示時間,就會引起更多的猶豫和混亂,直到最後,有時大多數對像會一下子毫不猶豫地辨別清楚了。而且,認過兩三張這樣的怪牌以後,他們再對付別的牌就沒有更多困難了。    
  但也有少數對像始終不能對他們的範疇作必要的調整。即使把辨明正常牌所需平均出示時間延長 40倍,仍然有百分之10的怪牌認不出來。失敗者往往自己感到十分苦惱。有一個叫了起來:「什麼花色我也認不出來。那回簡直不像是一張牌。我不知道現在它又是什麼顏色,究竟是一張黑桃還是一張紅心。我現在簡直不能確定一張黑桃是什麼樣子了。我的天呀!」1下一節我們將看到科學家的行為也常常是這樣。    
  1 J.S.布倫納和裡歐·泡斯特曼:《論不協調感覺;一種規範》,《人格期刑》,第XVIII卷(1949年),第218頁。我的同事泡斯特曼告訴我,即使事先知道一切紙牌及其表現她還是發現人們在看到這種自相矛盾的牌時所引起的嚴重不安。    
  這個心理學實驗,不管是作為隱喻,還是因為反映了思維本質,總是為科學發現的過程提供了一個異常簡單而又異常有說服力的公式。科學也像撲克牌實驗一樣,新事物總是隨同困難一起湧現出來,這種困難是通過由於違反了預期的根據所造成的障礙而表現的。起初,即使在後來發現有反常現象的情況下,也只能感受到預想的和通常的東西。但進一步的認識就會使人們覺察到有點什麼不對頭了,並把這種效應同以前曾經出過紕漏的事情聯繫起來。於是,對反常的覺察就開闢了一個調整理性範疇的時期,一直調整到最初的反常現象成為預期現象為止。到這時發現就完成了。我已強調過這種過程以及與之十分類似的過程,總是同科學上重大新事物的湧現糾纏在一起的。現在讓我再指出,認清了這個過程我們最後就可以開始看到,常規科學的目的儘管並不在於尋求新事物,起初甚至還傾向於壓制新事物,但也可以同樣有效地引起新事物的產生。    
  在任何一門科學的發展中,最初公認的規範經常令人感到,它已十分成功地說明了為什麼絕大多數觀察和實驗易於為科學工作者所理解。因此,更進一步的發展一般總是要求製造精緻的裝置,也即發展深奧的詞彙和技巧,並把概念加以精煉,不斷地使它同它在一般常識中的原型區別開來。這個專門化的過程一方面使科學家的視野受到極大的限制,使規範變化也受到相當的阻礙。科學愈來愈嚴格了。另一方面,在科學界由於規範的引導而集中注意的領域中,常規科學也帶來了知識的細節,帶來了任何別的辦法都達不到的觀察與理論的精確配合。而且,這些細節和配合的精確性,價值超過了它本身所具有的並不總是很大的固有意義。如果沒有那種主要為了達到預期作用而製造的特殊儀器,就不可能最終導致新事物的出現。而且,就是有了這種儀器,新事物一般也只能出現於這些人面前,他們確切知道他們應當期待什麼,因而他們能夠認清出了什麼岔子。反常現象看來只是違反規範所提供的背景。規範愈是確切,愈是廣泛,它對反常現象、從而也即對規範變化的時機提供愈是靈敏的指示器。在科學發現的正常方式中,即使是對變化的阻力也具有一種作用,下一節對此將作更全面的討論。保護規範不會太容易遭到拋棄,因而阻力就可以保證科學家也不會輕易受到迷惑,使規範發生改變的反常現象也不會侵入現存知識的核心。科學上的重大新事物常常同時從幾個實驗室湧現出來,這個事實正是常規科學頑強的傳統性標誌,也是傳統的探索為自己準備好了變化方式的標誌。          
《科學革命的結構》 
T.S.庫恩著        
Vll  危機和科學理論的湧現    
   第 VI節所考察的各種發現,或者是規範變化的原因,或者促進了規範的變化。而且,這種隱含著這些發現的變化是建設性創,同樣也是破壞性的。科學家吸收了這些發現以後,就能夠說明更大範圍的自然現象,或者更為精確地說明某些以前已知的現象。但要達到這一點,只有放棄以前的某些標準信念和方法,同時還要用別的來代替以前的部分規範。這樣一種變革,我已論證過,是同所有通過常規科學得來的發現結合在一起的,但要排除那種除細節以外一般都可以預見的毫不驚人的發現。發現還不是這種破壞—建設性的規範變化的唯~來源。本節我們開始考察由新理論的發明所引起的同樣的、但常常更大得多的變革。    
  已經論證過,在科學中,事實和理論、發現和發明並不是範疇上永遠不同,因而可以料想這一節同上一節會有所重迭。(不能說普裡斯特利首先發現氧,拉瓦錫以後又發明氧,但這種說法又很有吸引力。氧作為發現我們已碰見過了,我們馬上又要把它作為發明來迎接。)在處理新理論的湧現時,我們必然也要擴大我們對發現的理解。重迭不就是同一。並不是、至少並不單單是由於上一節所考察的各種發現,才有這樣一些規範變革,如哥白尼革命、牛頓革命、化學革命、愛因斯坦革命。也不是由於這些發現才有某些更專門從而也更小一些的規範改變,如光的波動理論、熱力學理論或麥克斯韋電磁理論。這樣的理論怎麼可能從常規科學之中產生呢?這種常現科學活動更少是為了理論探索,更多是為了科學發現。    
  覺察到反常如果確實對新類型現象的湧現起作用,那麼誰也不會奇怪,這一類更深刻的覺察正是一切可接受理論變化的必要前提。對這一點,我想歷臾的證據是絕不含糊的。托勒密天文學的情況是哥白尼宣言之前的一樁醜聞。1伽裡略研究運動的貢獻密切依賴於經院批評家仍在亞里士多德理論中所發現的困難。2牛頓關於光和色的新理論來源於沒有一種現存前規範理論可以說明光譜長度的發現;而代替牛頓理論的是波動理論,在人們愈來愈關心衍射效應和極化效應對牛頓理論的關係中的反常現象時,這一理論正好公佈。3熱力學是從十九世紀並存的兩種物理理論的衝突中產生的,量子力學是從黑體輻射、比熱、光電效應周圍的各種困難中產生的。4而且,除牛頓一例以外,在所有其他事例中都早就深深覺察到反常了,人們甚至可以把這些影響所涉及的領域恰如其分地說成是處於一種不斷增長的危機狀態。它要求大規模的規範破壞以及對常規科學的問題和技巧進行重大變革,因而新理論湧現之前一般都有一個專業顯著不穩定的時期。不出人們所料,這種不穩定來源於常規科學長期解不開它所應當解開的難題。現有規則的失敗,正是尋求新的規則的前奏。    
  1 A.R.霍爾(Hall):《1500~18O0年的科學革命》(倫敦,1954年),第16頁。     
  2馬歇爾·克萊傑特( Marshall    
  Clagett):《中世紀的力學科學》(威斯康辛州,梅迪遜,1959年},第II~III部。A.伽依列在他的《伽裡略研究》(巴黎,1939年〕中指出了伽裡略思想中的許多中世紀成分,特別見於該書第I卷中。     
  3關於牛頓,見 T.S.庫恩:《牛頓的光學論文》,載。伊薩克·牛頓自然哲學中的論文書信》,    
  I·B·柯亨編(馬薩諸塞州,坎布裡奇, 1958年),第27~45頁。關於波動理論的前奏,見E.T.惠泰克:《以太和電理論的歷史》,第1卷(第2版;倫敦,1951年),第94~109頁;W.惠威爾(Whewed):《歸納科學史》(修訂版;倫敦;1847年);第II卷,第396~466頁。     
  4關於熱力學,見 S.P.湯普遜:《拉格斯的威廉·湯姆遜·開爾文男爵的生平》(倫敦,1910年),第1卷,第266~281頁。關於量子理論,見弗雷茨·雷捨(Fritz    
  Reiche):《量子理論》,H.S.海特菲爾德(Hatfield)和H.L.布羅茲(Brose    
  )譯(倫敦;1922年),第i~ii章。    
  先來看看規範變化的一個特別著名的事件,即哥白尼天文學的湧現。它的先驅托勒密體系先在公元前最後兩個世紀和公元後最初兩個世紀發展起來,那時這個體繫在預言恆星和行星的位置變化方面取得了值得讚美的成功。任何一種其他古代理論都做不到這麼好。對於恆星,托勒密天文學今天仍然作為一種技術上的近似而得到廣泛應用;對於行星,托勒密的預測也同哥白尼的一樣可靠。但是,對一種科學理論來說,值得讚美的成功決不是完美無缺的成功。托勒密體系不管是對行星位置還是對春分、秋分的歲差所作的預測,總是不能很符合最好的觀測。進一步減少那些細小的誤差,成了許多托勒密的後繼者的許多常規天文學研究的首要問題,正像把天體觀測同牛頓理論結合起來的同樣的嘗試,也為牛頓在十八世紀的後繼者提出了正常研究問題。有時候天文學家完全有理由假定,這些嘗試也可以同導出托勒密體系的嘗試一樣成功。對於某一誤差,天文學家們總是可以通過調整托勒密體系中的復合圓環而消除。但隨著時間的推移,人們只要注意一下許多天文學家正常研究活動的最後結果就可以發現,天文學的混亂性比精確性提高得要快得多,這裡校正了一種誤差,那裡又會冒出另一種來。1    
  因為天文學傳統一再為外界所打斷,又因為天文學家之間的聯繫受到沒有印刷的限制,這些困難慢慢才被認識到。最後終於覺察了。到十三世紀阿耳豐叟十世( AIfonso    
  X)宣稱,上帝在創世時如果請教過他,一定會獲致忠言。在十六世紀,哥白尼的合作者多米尼加·達·諾瓦拉(Domenico    
  da Novara)堅持,決不會有一種象托勒密體系那麼繁雜、那麼不確切的體系,竟然可能符合真實的自然界。哥白尼本人在《天體運行論》一書的序言中也寫過,他所繼承的那種天文學傳統最後造出來的只能是一個妖怪。到十六世紀初歐洲愈來愈多最優秀的天文學家都認識到,天文學規範已不能應用於它自己的傳統問題了。這樣的認識,正是哥白尼放棄了托勒密規範而另找新規範的必要前提。他這個著名的序言至今仍然是對一種危機狀態的經典敘述。2    
  1 J.L.E.德雷耶(Drerer)《天文學史從泰勒斯到開普勒》(第2版;紐約,1953年),第    
  xi~Xii章。     
  2 T.S庫恩:《哥白尼革命》(馬薩諸塞州;坎布裡奇,1957年),第135~143頁。    
  從技術上按常規解決難題的活動中斷了,當然這還不是哥白尼所面臨的天文學危機的唯一因素。進一步的研究又考慮到改革日曆的社會壓力,這壓力使歲差的難題更為迫切。還有,更全面的說明還要考慮中世紀亞里士多德派的批評、新柏拉圖主義的復興,以及其他一些重大的歷史因素。但是技術上的中斷仍然成了危機的核心問題。在成熟科學中——天文學在古代已經成熟了——象上面所引證的那些外界因素,主要的作用是確定了中斷的時機,使中斷更易於理解,還規定了中斷因為受到特殊注意而最先出現的領域。這一類的問題雖然極其重要,但已超出了本文的界限。    
  如果哥白尼革命的事例大致已經清楚了,讓我們轉到第二個情況不大一樣的事例上,即以拉瓦錫的氧燃燒理論的湧現為前導的危機。十八世紀七十年代由於化學中許多因素的相互結合而產生了一次危機,歷史學家無論是對這些因素的性質或是對它們的相對重要性都有不同看法。其中有兩個因素一般都認為具有頭等重要性:氣體化學的興起和重量關係問題。前者的歷史開始於十七世紀空氣泵的發展及其在化學實驗中的應用。以後一個世紀中化學家們通過空氣泵和其他許多氣體裝置愈來愈認識到,空氣一定是化學反應中一種活潑的成分。但是化學家們借助於一些例外——簡直含糊得可能根本不是例外——還是相信空氣只是一種氣體。直到 1756年約瑟夫·布萊克表明可以明確地把「固定空氣」(CO  2)從普通空氣中分離出來,人們仍然認為這兩種氣體的樣品只是因為不純才有區別。1    
  1 J·R·帕亭頓(Partington):《化學簡史》(第2版;倫敦,1951年)。第48~51、73~85、90~120頁。    
  布萊克的工作以後,氣體研究進展迅速,在卡文迪什、普裡斯特利、捨勒等人手裡成績尤為斐然,他們創造了一系列可以鑒別不同氣體樣品的新技術,所有這些人,從布萊克到捨勒,都相信燃素說,都經常用這個理論設計和解釋實驗。捨勒為了取得除去燃素的熱質,實際上是第一次通過一連串精緻的實驗而獲得了氧。但這些實驗的最後結果出現了各種各樣的氣體樣品和屬性,複雜得使燃素說愈來愈應付不了實驗室的經驗。這些化學家們儘管都沒有提出過應當取代這種理論,但再也不能始終如一地用它了。到十八世紀七十年代初拉瓦錫開始作空氣實驗時,幾乎有多少氣體化學家就有多少燃素說的變形。1一種理論的變形驟增,正是危機的一般跡象。在哥白尼的序言中也抱怨過這一點。    
  1雖然他們主要關心的是稍晚一些的時期,但許多有關材料部散見於 I.R.帕丁頓和道格拉斯·麥啟(Douglas    
  Mckie)的《燒素說的歷史研究》,《科學年鑒》,第11卷(1937年),第361~404頁2第III卷(1938年),第1~58、337~371頁;第II卷(1939年),第337~371頁。    
  燃素說對氣體化學愈來愈模稜兩可,用處也愈來愈少,這還不是拉瓦錫面臨危機的唯一根源。他還很關心解釋大多數物體燃燒或焙燒以後的重量增加,這又是一個具有一段長長史前期的問題。至少有幾個穆斯林化學家早已知道某些金屬在焙燒後可以增重。十七世紀有幾個研究者從同一事實中得出結論說,焙燒過的金屬從大氣中搞來了一些成分。但在十七世紀大多數化學家似乎還不需要這個結論。如果化學反應可以改變各種成分的體積、顏色和質地,為什麼不能改變重量呢?重量並不總是測量物質的量。而且,由焙燒而來的增重仍然是一種孤立的現象。大多數自然物(如水頭),如燃素說後來所說的,焙燒後失去重量。    
  但是經過十八世紀,原先對增重問題的滿意回答就愈來愈難以維持了。一方面這是因為天平作為一種化學工具用得愈來愈多。另一方面因為氣體化學的發展使之有可能也有需要保留氣體反應物,化學家發現了愈來愈多的焙燒引起增重的實例。同時,由於化學家逐漸接受了牛頓的引力理論,也使他們堅持認為,重量的增加也必然是物質的量的增加。這些結論並不一定要放棄燃素說,因為還可以做各種各樣的調整。也許燃素具有負重量,也許火粒子或者別的什麼東西在燃素離開時進入了焙燒物。此外還有一些其他解釋。但是,增量問題即使沒有否定燃素說,它也一定會膨脹起來,引出愈來愈多的專題研究。其中的一個專題是:《關於把燃素作為一種同重量一起並按重量變化〔分解〕的實體在與之化合的物體中的產生》, 1772年在法國科學院宣讀,而這一年正好是以拉瓦錫向科學院秘書遞交了他著名的密封短簡而結束的。在寫這張短簡以前,化學家們多年來已接近覺察邊緣的一個問題已成了一個突出的未解難題。1人們精心設計了燃素說的許多不同的說法來對付。像氣體化學問題一樣,增重問題也使燃素說愈來愈難以理解究竟是怎麼回事了。人們雖然仍舊委託它作為一種研究工具,但這個十八世紀化學的規範卻已在逐步失去獨一無二的地位。在這個規範指導下的研究,已愈來愈類似於前規範時期在各個相互競爭的學派支配下的研究,這正是危機另一種典型的效應。    
  現在再來看看第三個也是最後一個事例,即為相對論的湧現開闢道路的十九世紀末期物理學危機。這一次危機的一個根源可以追溯到十七世紀末,當時許多自然科學家,最著名的是萊布尼茲,都批判了經典絕對空間概念的最新變形中的牛頓痕跡。2他們已很有可能,儘管絕不是完全可能,表明絕對位置和絕對運動在牛頓體系中根本沒有作用;他們又確實從值得重視的美學要求方面成功地暗示了,一種關於空間和運動的徹底相對性概念以後必將出現。但他們的批評是純邏輯的。像早期的哥白尼派批評亞里士多德對地球靜止的證明一樣,他們作夢也沒有想到向相對論體系過渡竟會得到觀測的效果。他們絕沒有把他們的觀點同牛頓理論用於自然界所引起的任何問題聯繫起來。結果,他們的觀點在十八世紀最初幾十年中就同他們本人一起死去了,只是在十九世紀最後幾十年中,當這些觀點同物理學實踐具有一種大不一樣的關係時才重新復活起來。    
  1 H.蓋拉克:《拉瓦錫——關鍵的一年》(紐約州;伊薩卡;1961年)。全書證實了危機的發展和以及對危機的最初認識。關於拉瓦錫的處境的清晰說明,見該書第35頁。     
  2馬克斯·詹莫( Max    
  Jammer):《空間概念:物理學空間理論的歷史》(馬薩諸塞州,坎布裡奇;1954年);第114~124頁。    
  把空間的相對哲學最後加以敘述的技術問題,大約在 1815年以後隨著接受光的波動理論而開始進入常規科學,儘管直到十九世紀九十年代才激起危機來。如果光是牛頓定律支配下機械性以太中擴散的波動,那麼無論是通過天體觀測或是通過地球實驗都應當能夠探測出穿過以太的漂移。關於天體觀測,只有觀測光行差才有可能提供充分精確的有關信息,因此,通過測量光行差以探測以太漂移,就成了常規科學一個公認的問題。人們製造了許多特殊裝置來解決這個問題。但這些裝置沒有探測出任何可見的漂移,於是這個問題就從實驗家和觀測家那裡轉移到理論家那裡去了。在這個世紀的中葉,菲涅爾(Fresnel)、斯托克斯(Stokes)等人設想了許多企圖解釋為什麼看不到漂移的以太理論說明。每一種說明都假定運動體拖曳了以太的某一部分。每一種都十分成功地解釋了天體觀測以及地球實驗的否定結果,包括著名的邁克爾遜(Michelson)和莫雷(Morles)實驗的結果。1除了各種不同說明之間的矛盾以外,仍然是沒有什麼矛盾的。若不是有了某種適當的實驗技術,這種矛盾永遠不會尖銳起來。    
  只是由於十九世紀最後二十年中逐步接受了麥克斯韋的電磁理論,這種局勢才又一次發生變化。麥克斯韋本人是個牛頓派,他相信光和電磁一般都是由於一種機械性以太粒子不斷位移的結果。他的電磁理論的最初形式是直接運用這些他所賦予這種介質的假想的屬性。他最後的理論已把這些屬性拋掉了,但他仍然相信他的電磁理論同牛頓機械觀的某種說明並無矛盾。2提出一種合適的說明,對他和他的後繼者都是一個挑戰。但是在實踐中,正像科學發展中所一再經歷的那樣,要創造出那種所需要的形式是極其困難的。正像哥白尼天文學出現以後,不管作者是多麼樂觀,卻造成對已有運動理論的不斷加深的危機;同樣,麥克斯韋理論也不管它是怎樣來源於牛頓理論,最後也對它所由之出身的規範造成了一次危機。 3 不僅如此,這一次危機之所以最為嚴重,原因就在於我們正在研究的相對於以太的運動問題。    
  1約瑟夫·拉摩:《以太和物質……包括地球運動對光現象的影響的討》(劍橋, 1900年),第6~20、320~322頁。     
  2 R.T.格累茲布魯克:《詹姆士·克拉克·麥克斯韋和現代物理學》(倫敦,1896年),第ix章。夫於麥克斯韋最後的看法,見他自己的書:《論電和磁》    
  (第3版5牛津;1892年);第470頁。     
  3 關於天文學在力學發展中的作用,見庫恩,前引書,第 VII章。    
  麥克斯韋討論物體運動中的電磁行為,沒有涉及以太的拖曳,這就證明很難把這種拖曳納入他的理論之中。結果,探測穿越以太的漂移的全部早期觀測都成了反常現象。因此, 1890年以後的年代又目擊了一長串實驗方面和理論方面的努力,以探測相對於以太的運動並把以太拖曳納入麥克斯韋理論。前者始終未能成功,儘管有些分析家認為結果模稜兩可。後者提供了大量富有希望的開端,特別是洛侖茲(Lorentz)和菲茨傑拉德(Fitzgerald)的開端,但他們也揭出了更多的難題,最後又正好使進行競爭的理論激增,即我們前已明確的危機伴生物。21905年湧現了愛因斯坦的狹義相對論,就違反了歷史的安排。    
  2惠泰克,前引書;第 I卷,第586~410頁;第II卷(倫敦,1953年),第27~40頁。     
  這三個事例幾乎都十分典型。在每個事例中,新理論都只能在常規解題活動已宣佈失敗以後才湧現。而且,除了在哥白尼一例中科學以外的因素起了特別巨大的作用,舊理論的破產以及各種理論的驟然激增作為一個信號,不會超過新理論發表前一、二十年。新理論就像是對危機的直接回答。但還要注意,儘管也許不那麼典型,引起舊理論破產的那些問題也都屬對早已知道的那些問題。常規科學以前的實踐完全有理由認為。這些問題已經解決或接近解決了,這就可以說明,為什麼當失敗來臨的時候失敗的感覺會那麼尖銳。一種新型的問題解決木了,常常使人失望,但從來不使人驚訝。問題也好,難題也好,往往不會屈服於第一次的進軍。最後,這幾個事例還共同具有另一個特點,使它們對危機的作用更為重要:每一次危機的解決在有關科學未發生危機時至少可以部分預見得到;但在沒有危機的情況下卻又總是忽視了這樣的預見。    
  有一個唯一完整的也是最有名的預見,即公元前三世紀的阿利斯塔克( Aristarehus)對哥白尼日心說的預見。人們常說,如果希臘科學的演繹性不那麼厲害,不那麼受教條的束縛,日心說天文學就可能早在實際提出的十七個世紀以前就開始提出了。1但這就忽視了全部歷史的前後關係。當阿利斯塔克提出他的學說時,更為合理得多的地心系統並不需要日心說來滿足它所能滿足的任何需要。托勒密天文學的全部發展,它的成功和衰敗,都發生在阿利斯塔克學說以後幾個世紀裡。而且,也沒有什麼明顯的理由要特別重視阿利斯塔克。即使是哥白尼更為精緻的學說,比托勒密系統既不更簡單,也不更精確。有效的觀察試驗,如我們下面將看得更清楚的,並沒有這二者之間提供什麼選擇的根據。在這些情況下,使天文學家們趨向哥白尼的因素之一(也是使他們不能趨向阿利斯塔克的因素之一)就是人們認識到了危機,首先是由於危機,才有新的創造。托勒密天文學未能解決問題,時間為一個競爭者提供了機會。我們另外的二個事例沒有提供這樣完整的預見。但可以肯定,吸收大氣的燃燒理論——十七世紀由雷(Rey)、胡克(Hooke)和梅約(Mayow)所提出的理論——之所以未能使人們全力傾聽,原因在於這種理論沒有觸及常規科學實踐中人們認識到的難點。 2 十八~十九世紀的科學家們長期忽視從相對性觀點對牛頓的批評,主要是由於它在競爭之中也未能取勝。    
  科學哲學家們曾一再證明,根據同樣一套材料總可以提出一種以上的理論構造。科學史表明,特別是在一種新規範的初期發展階段上,發明這樣一種替代的理論並不是很困難。但是,除非是在有關科學發展的前規範時期和後來進化中非常特殊的時機中,這種發明卻正好是科學家所很少進行的。只要規範所提供的工具還能夠解決它所規定的問題,科學就進展得最快,可以最深入地合理利用這些工具。理由是清楚的,科學象製造業一樣——更換工具是一種浪費,只能留到需要的時候進行。危機的意義就在於它可以指示更換工具的時機已經到來。    
  1關於阿利斯塔克的工作,見T.L.希思(Health):《薩莫斯島(Samos)的阿利斯塔克:古代的哥白尼》(牛津,1913年,第II部。關於對忽視阿利斯塔克成就的傳統地位的極端說法,見阿瑟·郭斯特勒:《夢遊者:人類對宇宙不斷變化的認識歷史》(倫敦,1959年),第50頁。     
  2帕亭頓,同上書,第78~85頁。          
《科學革命的結構》 
T.S.庫恩著        
VIII 對危機的反應    
   於是,讓我們假定,危機是新理論出現所必需的前提條件,然後問科學家們對危機的存在怎樣反應。首先要注意,當科學家們面臨甚至很嚴重而長期的反常情況時所決不去做的事情,就能發現一部分回答,這是很重要的,也是顯而易見的。雖然他們會開始失去信心,然後去考慮另一個可供選擇的方案,但他們並沒有拋棄把他們引進危機的規範。那就是說,他們並沒有把反常情況看成是逆事例,不過在科學哲學的詞彙裡,這就是逆事例。這種概括在某種程度上只不過是一種以歷史事實為依據的陳述,其基礎就是象上面提出的和下面更廣泛地提出的那些事例。這些事例暗示,以後我們對規範的考查、拋棄將更加充分地表示什麼?一個科學理論一旦達到了規範的地位,只有當一個更迭的候補者適合於取代它的位置時,才被宣佈為站不住腳的。然而,科學發展的歷史研究根本沒有揭示變化過程,正像直接與自然界比較不足以證明這種方法論框框無根據一樣。那種議論並不意味著科學家們不拋棄科學理論,或者說經驗和實驗在他們這樣做的過程中是不必要的。但是它確實意味著,那種把科學家們引向拋棄一種以前接受了的理論的判斷行為,始終不止是以那種理論同這個世界相比較為依據的,這最終將成為一個核心論點。拋棄一個規範的決定,始終是同接受另一個規範的決定同時發生的,導致那種決定的判斷,既包括規範同自然界,又包括相互間的比較。    
  此外,對科學家們因為面臨反常現象或逆事例而拋棄規範抱懷疑態度還有第二條理由。在發揮這條理由時,我的論據本身將預示這篇論文的另一個主要論點。上述抱懷疑態度的理由純粹是事實;那就是說,它們本身是一種流行的認識論的逆事例。因此,如果我的觀點是正確的,它們最多只能有助於造成一種危機,或者更準確地說,有助於加強一種已經在很大程度上存在的危機。它們本身不能也不會證明那種哲學理論是錯誤的,它的辯護人會去做我們已經看到科學家們在面臨反常情況時所做的事情。為了消除任何顯而易見的衝突,他們會想出許多銜接方式和對他們的理論的特定限制。事實上,在文獻中已經有許多恰當的限制。因此,如果這些認識論上的逆事例是要構成一種比較次要的刺激物,那就會因為他們的幫助而允許有一種新的不同的科學分析出現,在這個範圍內,他們就不再是困難的來源。而且,如果有一種典型可以適用於這裡,那麼這些反常現象就不再被認為僅僅是事實了,我們以後將在科學革命中評述這種典型。在科學知識的一種新理論的範圍內,他們似乎很像同義反覆,對形勢的陳述不能想像有另外的方式。    
  例如,人們往往已經注意到,牛頓第二運動定律儘管承受了幾個世紀,事實上和理論研究上的困難才達到,但對於那些交給牛頓理論的現象來說,卻表現得很像一個純邏輯的陳述,再多的觀察也不能駁倒。1在第 X節裡,我們將看到,化學上的定比定律,在道爾頓(Dalton)以前,是一種偶然的實驗上的發現,很含糊的概括,在道爾頓的工作以後,成了化學化合物的定義的組成部分、靠實驗工作本身已不可能推翻了。這種概括很像科學家們面臨反常現象或逆事例時不能拋棄規範那樣也是會發生的。他們不能這樣做,但仍然是科學家。    
  雖然歷史大概不會記錄他們的名字,有些人因為他們不能容忍危機,無疑已經被迫拋棄科學。有創造性的科學家,像藝術家一樣,必須能偶然在混亂的世界裡生活,我在別處把這種必要性描述為科學研究中固有的「必要的壓力」。2但是,我想,拋棄科學以支持另一種職業,是僅有的一種規範,靠逆事例本身就能導致拋棄這種規範。一旦發現了第一種並用來觀察自然界的規範,就再也不會有那種缺乏任何規範的研究工作。拋棄一種規範而不同時以另一種去代替,就是拋棄科學本身。那種行動不僅在規範上,而且在人上都有反映。他不可避免地會被他的同伴著成是「責備他的工具的木匠。」    
  1 詳見 N.R.漢生(Hanson:《發現的模式》(劍橋,1958);第99~105頁中的討論。     
  2 T.S.庫恩:《必要的壓力;科學研究的傳統和創新》,猶太大學第三屆(1959年)識別有創造性的科學人才研究會,卡爾文·    
  W·泰勒(Calvin W.Taylor)編(鹽湖城,1959年),第162~177頁。對於藝術家中間的可以比較的現象,見弗藍克·巴倫(Frank    
  Barron):《想像的心理學》,《科學美國人》,第CXCIX卷(1958年9月);第    
  151~166頁;特別是 160頁。    
  相反,同樣的論點至少可以是等效的;沒有逆事例就不會有研究工作。因為把常規科學同處在危機狀態中的科學區別開來的是什麼?當然不是前者沒有面臨逆事例。正相反,我們前面所說的構成常規科學的難題,只是因為沒有規範才存在,規範為科學研究提供基礎,並完備地解決它的全部問題。曾經有很少數似乎是這樣做的學科(例如,幾何光學),不久就完全不再發生研究問題,而成為工程的工具。除了那些唯一起作用的問題外,常規科學觀為難題的每一個問題都可以從另一種觀點一種逆事例,因而是一種危機的來源。哥白尼看成是逆事例的,在托勒密的大多數其他繼承者看來則是觀察和理論之間相適合的難題。拉瓦錫看成是逆事例的,在普利斯特列看來則是在燃素說中成功地解決了的難題。愛因斯坦看成是逆事例的,在洛倫茲·菲茨傑拉德和其他人看來則是牛頓和麥克斯韋理論中的難題。而且,危機的存在本身並沒有把一個難題轉化為逆事例。並沒有這樣鮮明的分界線。而由於規範形式的激增,危機通過最終允許一種新規範的湧現而使正常的解題規則鬆弛。我認為,只有兩種可能,或者是沒有一種科學理論曾面臨逆事例,或者是所有科學理論一直面臨著逆事例。    
  這種情況怎樣才能被看成不是那樣呢?那問題必然導致對哲學的、歷史的和批判的解釋,而那些題目在這裡是被排斥在外的。但是我們至少能指出兩條理由,為什麼科學被認為如此易於為這個一般原則提供一種說明,即真理和謬誤唯一地和明確地由陳述和事實的對抗決定的。常規科學務必而且必須不斷地力求使理論和事實更緊密地一致起來,那種活動很容易被看成是檢驗,或尋求證實或證明是錯誤的。它的目的是要解一個難題,因為它的存在就必須假定規範有效。只有這個科學家而不是這種理論不相信不足以得到一個解。在這裡,甚至比上面更可以用那句諺語。「蹩腳的木匠責備他的工具。」此外,科學教育把討論一種理論同評論它的典型應用糾纏在一起,這種方式有助於加強一種主要是從其他來源證實了的理論。人們提出要這樣做的最不重要的理由是,讀科學教科書的人能容易地把這種應用理解為這個理論的證據,為什麼應當相信它的理由。但是學科學的學生是因為教師和教科書的權威,而不是因為證據接受各種理論的。他們有什麼選擇餘地呢了或者有什麼能力呢?教科書中提出的應用並不是作為證據,而是因為學習它們是在流行的練習的基礎上學習規範的一部分。如果應用是作為證據提出的,那麼教科書的失敗本身就使人想起另一個可供選擇的解釋,或者去討論科學家們不能產生規範的各種問題,使他們的極端偏愛的作者相信各種解決辦法。這樣一種指控是一點道理也沒有的。    
  那麼,怎樣回到最初的問題呢?科學家們對意識到理論和自然界之間相適應方面的一種反常情況是否有反應呢?剛才所說的情況表明,即使不一致比理論的其他應用中經驗到的大得多,也不需要引出很深刻的反應。始終有某些不一致。即使是最難對付的不一致,最後也會對正常的實踐有反應。科學家們往往願意等待,如果有許多問題在這領域的其他部分中有用時尤其如此。例如,我們已經注意到,在牛頓最初的計算以後六十年間,預言的月球近地點運動仍然只有觀察到的一半。當歐洲最優秀的數學物理學家繼續毫無成就地努力要解決這個著名的不一致時,偶而也有人建議修改牛頓的平方反比定律。但是沒有一個人很認真地對待這些建議,而且實際上已經證明容忍一個嚴重的反常現象是正確的。克萊勞特( Clairaut)於    
  1750年已能證明,反而是應用的數學錯了,而牛頓的理論像以前一樣仍然有效。1甚至在許多情況中似乎很可能沒有一點錯誤(或許因為所包含的數學是比較簡單的或者是熟悉的在別處是很成功的一種),堅持和認識反常,並不總是引起危機。沒有一個人因為來自牛頓理論的預言和聲速及水星運動兩者之間的早已認識了的不一致而對牛頓的理論認真地表示懷疑的。第一個不一致最後幾乎完全出乎意料地是因為根本不同的目的而進行的關於熱的實驗解決的;第二個不一致是在一次危機以後隨著廣義相對論消失的,它在創造中並沒有作用。 2 顯然兩者都沒有被看成足夠根本去引起同危機—起起作用的不適。它們可能被認為是反例,並且在今後工作中仍舊被放在一邊。    
  1W.惠威爾:《歸納科學的歷史》(修訂版;倫敦。1847年),第II卷。第220~221頁。    
  2 關於聲速;見 T.S.庫恩,《絕熱壓縮的熱理論》《愛西斯》;第XLIV卷(1958年)。第136~137頁。關於水星近日點的長期移動,見E.T.惠泰克:《以太理論和電的歷史》;第II卷;(倫敦,1953年),第151~179頁。    
  因此,如果一種反常現象是會引起危機的,它通常必須不僅是一種反常現象。而在適應規範性質方面總會有各種困難;其中大多數或早或遲常常是靠不能預見的辦法弄姿的。科學家停止考查他所注意到的每一種反常現象,就很少會做成有影響的工作。因而,我們必須問,是什麼使一種反常現象看來值得一致努力去考查,對於這個問題,可能沒有完全一致的回答。我們已經考查過的情況是很獨特的,但決不是根據傳統獲得的。有時,一種反常現象會清楚地使這規範的明確而基本的判斷發生問題,就像以太阻力問題對於那些接受麥克斯韋理論的人們所做的那樣。或者,像在哥白尼革命中那樣,一種反常現象並沒有明顯的基本重要性,只要它所禁止的應用在實踐中特別重要,在這種情況下,對日曆設計和占星術,就會引起危機。或者,像在十八世紀的化學中,常規科學的發展會使以前僅僅是一種使人煩惱的反常現象改變成危機的源泉:重量關係問題,在氣體化學技術發展起來以後,就具有十分不同的狀況。大概還有其他情況能使一種反常現象特別緊迫,通常幾種情況會互相結合。例如,我們已經注意到,哥白尼面臨的危機的一個源泉是時間的長短,在此期間,天文學家們同減少托勒密體系中殘留的不一致所作的鬥爭頗不成功。    
  為了這些理由或其他類似的理由,當一種反常現象達到看來是常規科學的另一個難題的地步時,就開始轉化為危機和非常科學。於是這種反常現象本身就這樣被同行們更為普遍地認識了。這領域的越來越多的著名人物對它越來越注意。如果它仍然繼續反抗,雖然通常它並不反抗,許多人就會認為它的解決是他們學科的主要問題。對於他們,這領域看來不再和早先一樣了。它的部分不同的外表僅僅是科學考查的新的固定點。改變的一個甚至更為重要的來源是許多部分解的發散性質,使這問題已取得一致的注意。對反對問題的早期攻擊會十分緊密地引起規範規則。但是隨著連續不斷的反對,對它的越來越多的攻擊會包括某些小的或不那麼小的規範的連接方式,它們中間沒有兩個是完全相像的,每一個有一部分成功,但是沒有一個足以被這個集體當作規範來接受。由於這種發散的連接方式激增(他們會越來越頻繁地被描述為特定的調正),常規科學的規則變得越來越模糊了。雖然仍然有一個規範,但只有少數實踐者證明完全同意它是什麼。甚至以前已經解決了的問題的標準解也成了問題。    
  當尖銳化時,有關的科學家有時就認識了這種形勢。哥白尼抱怨說,在他的時代,天文學家們「在天文學研究中是如此不一致……以致他們甚至不能解釋或觀察季節年的長度。」他繼續說,「關於他們,就好像一個藝術家從不同的模特兒身上為他的象收集手、腳、頭和其他部分,每一個部分都畫得很好,但是與整個身體不符合,因此它們一點也不能互相協調,結果將是魔鬼,而不是人。」1愛因斯坦,由於受現在運用的不那麼華麗的語言的限制,只是寫道:「它好像地基已經從下面被抽掉了,無論哪裡看到的都沒有牢固的基礎,人們能在它上面建設。」 2 沃爾夫干·鮑利(Wolfgang    
  Pauli)在海森伯關於矩陣力學的論文指明新量子理論的道路前幾個月,給一個朋友寫道:「在這時刻,物理學又混亂得可怕。無論如何,它對我來說是太困難了,我希望,我曾是一個電影喜劇演員,或者某種類似的東西,而且從來沒有聽到過物理學。」如果同鮑利不到五個月以後的話對比,那種說明就給人以特別深刻的印象:「海森伯型的力學又一次給了我生活中的希望和快樂。當然它並沒有提供謎底,但是我相信,它又有可能前進了。」 3    
  1引自 T.S.庫恩,《哥白尼革命》(馬薩諸塞州,坎布裡奇;1957年),第138頁。     
  2愛因斯坦:《自傳》,載《愛因斯坦:哲學家 -    
  科學家》,P.A.希爾潑(Schilpp)編(依利諾斯州,伊文斯頓,1949年)。第45頁。     
  3 臘耳夫·克朗尼希( Ralph    
  Kronig):《轉折點》,載二十世紀的理論物理學:《沃爾夫干·鮑利紀念文集》,M·菲爾茲(Fierz)和V.F·韋斯科夫(Weisskorf)編(紐約;196O年),第22、25~26頁。這篇文章的大部分在描述1925年以前幾年量子力學中的危機。    
  如此明確的認識上的崩潰是很少見的,但是危機的效應並不完全取決於對它的自覺的認識。我們能說這些效應是些什麼呢?它們中只有兩條看來是普遍的。一切危機都是從一種規範變模糊開始的,接著就使正常研究的規則鬆弛了。在這方商,危機時期的研究很像前規範時期的研究,但前者不同的地方比較小,而且是更清楚地規定了的。同時一切危機都隨著規範的新的候補者出現。以及隨後為接受它鬥爭而告終。這些都是以後幾年要考慮的問題,但是為了完成關於這種危機狀態的進化和解剖的評述,我們必須預先說一點在那兒要說的話。    
  從一種處在危機中的規範過渡到一種新的規範,由此而能出現常規科學的一種新傳統,遠不是一個積累的過程,不是靠老規範的分析和推廣而達到的。不如說它是這領域按新原理的一種重建,是一種改變這領域的某些最基本的理論推廣,以及它的許多規範方法和應用的重建。在過渡時期,會有一大批問題,既能由老規範解決,也能由新規範解決,在這些問題之間決不會完全重迭。但是解決的方式也會有決定性的差別。當過渡完成時,同行會改變對這領域的觀點、方法和目的。一個有洞察力的歷史學家在考察由於規範改變而重定科學方向的經典情況時,最近把它描述為「拾起拐棍的另一頭,」像以前一樣處理同一堆數據的一種方法,但是,要給它們一個不同的框架,而使它們處在一個新的相互關係的體系中。1其他注意到科學進展的這個方面的人們強調了它在改變形象化方式方面的同一性:「紙上的這個符號最初看來像一隻鳥,現在看來像一隻羚羊,或者反過來也是這樣」。2那種類似的事物可能是使人誤解的。科學家們沒有看到某些東西像其他一些東西;相反,他們僅僅看到它。我們已經考慮了某些由於說普裡斯特利把氧看成非燃素氣體而造成的某些問題。還有,科學家們並不保持這種方式的主體在各種觀察方法上來回變換的自由。然而,方式的變換,特別因為它在今天是如此熟悉,因而對全面的規範變換中發生什麼,是一個有用的基本的樣板。    
  1赫柏特·勃特菲爾德( Herbert    
  Butterfield):《現代科學的起源;1300~18O0年》(倫敦,1949年),第1~7頁。     
  2漢生;前引書。第 1章。    
  前面的預期可以幫助我們認識危機是新理論湧現的一種適當的前奏,特別因為我們已經在討論發明的出現中考察了同一過程的小型版本。正因為新理論的出現破除了科學實踐的一種傳統,並引進了一種在不同規則下和在不同論述領域中實施的新傳統,很可能只有當第一種傳統已經感到嚴重地走入迷途時才會發生。但是,那種議論僅僅是研究危機狀態的前奏,而且,不幸它所導致的問題要求心理學家的能力甚至比要求歷史學家的能力更多。非常研究像什麼?反常現象是怎樣成為定律似的東西的?當科學家們還只意識到某些東西已經不行了,在某個水平上根本錯了,而他們的訓練還沒有使他們準備去討論這個水平時,科學家們怎樣繼續前進呢了那些問題需要深遠得多的研究,它應當不完全是歷史的。隨之發生的必然會是比以前所進行的更加有試探性和更加不完備。    
  一個新規範出現,至少在醞釀時,常常在危機前已經發展到某種程度,或者已經被明確地認識到了。拉瓦錫的工作提供了一個恰當的例子。他的莫名其妙的筆記在第一次徹底研究燃素說中的重量關係以後和在普裡斯特利的著作已經全面地揭示了氣體化學中這次危機以前不到一年已經存放在法國科學院裡了。或者再舉一個例子,托馬斯·揚( Thomas    
  Young)關於光的波動理論的第一個報告,在光學危機發展的很早時期就已經問世了,這個問題,沒有揚的幫助,人們幾乎不會重視,只是在他寫成以後的十年期間,它已經成長為國際性的科學上的流言。在這類情況下,人們只能說,規範的次要的瓦解和常規科學規則的最初的模糊,都足以促使某人用新方法去觀察這領域。插在最初感到困難和認識到一個有用的候補者之間的必然是基本上無意識的。    
  然而,在其他情況下,例如,哥白尼、愛因斯坦和現代核理論那些情況下,在最初意識到崩潰和新規範出現之間要經過相當長的時間。當那種情況發生時,歷史學家至少可以抓住幾個象非常科學那樣的暗示。科學家們在理論上面臨一種公認的根本反常現象時,最初的努力常常是把它更加明確地孤立出來,並給予它結構。雖然意識到它們不可能完全正確,他會更加努力地推進常規科學的規則,去觀察在困難領域裡,恰好在哪裡和在什麼範圍內它們能做工作,同時他會尋求擴大崩潰的方法,使它比以往更顯著,或許也更有啟發,當它在實驗中發揮作用時,其結果被認為是預先知道的。而在以後的努力中,比科學發展的有規範以後的其他任何部分,他會更像我們的科學家的最流行的形象,常常像一個隨便探索的人,試做各種實驗就是要看會發生什麼,期待一種效應,它的性質則是他所不能完全猜到的。同時,由於沒有實驗能被沒想為沒有某種理論的,科學家們在危機中經常會試圖導致各種思辯的理論,如果成功,就可以揭示通向新規範的道路,如果不成功,就能比較安逸。    
  開普勒關於他同火星的運動所作的長期鬥爭的報告,和普裡斯特利關於他對新氣體激增的反應的描述,是意識到反常現象所產生的比較混亂的那種研究的經典例證。1但是,來自場論和基本粒於現代研究的一切也許是最好的說明。在危機不存在時,使它必須考察常規科學的規則能伸展得多遠,探測中微子所需要的巨大努力會不會被認為已經證明是正確的?或者,如果這規則在某些未發現的點上還沒有明顯地崩潰,會不會提出或者檢驗宇稱不守恆這個激進的假說?在過去的十年期間,像物理學中的其他許多研究一樣,這些實驗部分地試圖把一組仍然在擴散的反常現象局部化和規定它的來源。    
  1開普勒關於火星的工作報告,見 J.L.E.德萊伊(Dreyer):《從泰勒斯到開普勒的天文學史》(第2版;紐約,1953年),第38O~393頁。偶爾的不準確並不妨礙德萊伊的摘要為這裡提供所需要的資料。關於普裡斯特利;見他自己的著作;特別是《對各種空氣的實驗和觀察》(倫敦;1774~1775年)。     
  這種非常研究,雖然並不一般地,而常常是伴隨著另一種研究。我想,特別是在公認的危機時期,科學家們必須轉向哲學分析,作為解開他們的領域中的謎的工具。科學家們並不一般地需要或希望成為哲學家。確實,常規科學通常同創造性的哲學保持一定距離,也許是有充分理由的。在正常的研究工作能用規範作為一個模型、規則和假設去處理的範圍內,並不需要弄得很明確。在第 V節中我們注意到,哲學分析所追索的一整套規則甚至用不著存在。但是,這不是說,尋求假設(甚至為不存在的一種傳統)不可能是使思想上緊緊掌握的一種傳統變弱並為一種新的傳統打基礎的一種有效方法。牛頓物理學在十七世紀出現以及相對論和量子力學在二十世紀出現,並不是意外事件,兩者都以現代研究傳統的哲學分析為先導和伴隨。1這種所謂思想實驗在這兩個時期裡應當在研究的進展中起批判性的作用。正如我在別處已經指出的,分析性的思想實驗在伽利略、愛因斯坦、玻耳(BOhr)和其他人的著作中顯得如此重要,完全是想要用把危機的根源同實驗室中不能達到的明晰性分離開來的方法對現存的知識暴露出陳舊的規範。2    
  1關於伴隨著十七世紀大學的哲學上的轉折點,見雷奈·杜加思:《十七世紀的力學》(納沙特爾, 1954年);特別是第XI章。關於十九世紀類似的插曲,見同一作者的早期著作《力學史》(納沙特爾,1950年),第419~443頁。     
  2 T.S庫恩:《思想實驗的作用》,見《亞歷山大·咖依列雜文集》,R.塔頓(Taton)和I·B·柯亨編,1963年由海爾曼(巴黎)出版。    
  隨著這些非常程序單一地或集合地展開,另外一件事情也可能發生。由於把科學上的注意力集中在一個狹窄的困難地區上,和準備使科學上有才智的人去認識實驗上的反常現象是什麼,危機常常會產生出新的發明。我們已經注意到,對危機的意識怎樣把拉瓦錫關於氧的工作同普裡斯特利的工作區別開來;而且氧並不是意識到反常現象的化學家們在普裡斯特利的著作中所能發現的僅有的一種新氣體。或者再舉一個例子,新的光學發現正好是在光的波動理論出現以前和出現期間迅速地積累起來的。某些像由反射造成的偏振問題,則是偶然事件的結果,那種偶然事件是把工作集中在一個困難地區上很可能引起的。(馬勒斯 [Malus]做出了這個發明,他正好開始在為科學院關於雙折射的得獎論文工作,一個眾所周知處在一種不能令人滿意狀態中的問題。)其他像在圓盤陰影中心上的光點等問題,則是來自新假說的預言,一旦成功就幫助把它轉化成為以後工作的規範。還有其他一些問題,像亂塗的和厚底片的顏色,則是以前常常看到和偶然注意到的,但是,像普裡斯特利的氧一樣,已經成為和著名效應相同的東西,以各種方法阻礙它們被看出他們是什麼。1大約從1895年起,可以提出這多重發明的一個類似的報告,那就是出現量子力學的經常的伴隨物。    
  非常研究還必須有其他表示和效應,但是在這種地區,我們很少發現那種需要問的問題。然而,也許在這一點上再也不需要了。前面的評述應當足以表明,危機如何同時打破了舊框框,並為規範的根本轉移提供了必須的日漸增長資料。有時新規範的形式在非常研究給予反常現象的結構中是有預兆的。愛因斯坦寫道,在他有經典力學的任何代替品以前,他已能看出黑體輻射、光電效應和比熱等已知的反常現象之間的相互關係。2更經常的是預先沒有自覺地看出這樣的結構。相反,新的規範,或者以後環節容許的充分暗示,有時是在午夜,在深深地處於危機中的一個人的思想裡突然出現的。那最後階段的性質是什麼?一個人是怎樣發明(或者發現他已經發明了)一種新方法的?它給予那時聚集起來的全部資料以秩序,這一切在這裡仍然是不可思議的,也許永遠是這樣。讓我們在這裡只注意有關它的一件事。達到一個新規範的這些基本發明的人們幾乎總是很年輕的,或者對於他們改變規範的領域來說是很新的。 3 而且,也許那問題不需要加以明確,因為,很明顯,這些人很少把以前的實踐提交給常規科學的傳統規則,而是特別想要看出那些規則已不再適用了,並設想另一套可以代替它們的規則。    
  向新的規範過渡是科學革命,這是我們長期準備直接探討的一個問題。然而,首先要江意一個最後的和顯然難以捉摸的方面,在這方面,最後三章的材料已經準備了這條道路。直到第 VI節,首先引進了反常現象這個概念,「革命」和「非常科學」這種術語可以看成等效的。更重要的是兩個術語沒有一個比「非正常的科學」有更多的含意,這種迂迴性至少會使少數讀者困擾。事實上不需要這樣做。我們將要發現,類似的迂迴性是科學理論的特徵。然而,不論是否麻煩,迂迴性不再是不受限制的了。這一節和前兩節已經在常規科學活動中引出了崩潰的許多準則,這種準則根本不依賴於崩潰是不是繼革命之後發生的。科學家們面臨反常現象或危機時,對現有的規範採取不同的態度,而且他們的研究的性質也相應地改變了。產生競爭的連接方式,願意嘗試任何事情,表示明確的不滿,求助於哲學和對基本原則開展爭論,這一切都是從正常研究過渡到非常研究的徵兆。常規科學的觀念就依賴於它們的存在,而不是依賴於革命。    
  1關於新的光學發現,一般見 V.隆契:《光學史》(巴黎,1956年);第VII章。關於這些效應的一個較早的說明,見J.普裡斯特利:《有關視覺、光和顏色的發明史和現狀》(倫敦,1772年),第498~52O頁。     
  2愛因斯坦,前引文。     
  3 關於青年在基礎科學研究中的作用這種概括是如此普通以至於成了一種陳詞濫調。而且,看一看對科學理論作出基本貢獻的任何一張名單都會提供印象深刻的確證。然而,這種概括非常需要系統的研究。哈維· C·雷曼的《年齡和成就》[普林斯頓,1953年,英文版])提供了許多有用的資料;但是,他的研究並沒有試圖選出包括重新提出基本概念方面的貢獻。他們也沒有查問特殊情況,即使有;也伴隨著科學上較晚的生產能力。          
《科學革命的結構》 
T.S.庫恩著        
IX  科學革命的性質和必然性    
   這些意見容許我們最後考察為這篇論文提供篇名的問題。什麼是科學革命,它們在科學發展中的作用是什麼?對這些問題的許多回答在前幾節裡已經預先處理了。前面的討論已經特別提出,科學革命在這裡被當作是那些非積累的發展事件,在其中一套較陳舊的規範全部或局部被一套新的不相容的規範所代替。可是,還有許多話要說,而且它的主要部分可以由進一步詢問一個問題提出。為什麼規範的變化應當稱為革命?在政治發展和科學發展之間的巨大的和本質上的差別面前,什麼對應能證明兩者中發現革命的隱喻是正確的?    
  對應的一個方面必須已經是明顯的。政治革命是由於愈來愈感到,儘管常常限於政界的一部分,現有制度已不足以應付由它們造成的環境所提出的問題而開始的。大體上相同,科學革命也是由於愈來愈感到,儘管也常常限於科學界的一個狹小的部分,現有的規範在探索自然界的一個方面已不起作用而開始的,對這個方面規範本身以前是起帶頭作用的。在政治發展和科學發展中,機能失靈的感覺能導致危機,它是革命的先決條件。而且,雖然公認它曲解了這個隱喻,即對應不僅適合於可歸因於哥白尼和拉瓦錫的那些主要的規範變化,而且也適用於小得多的規範變化,它是同吸收一種新現象象氧或 X-射線等聯繫在一起的。正如我們在第五節末尾注意到的,科學革命需要只對那些現象看來好像是革命的,它們的規範是受他們影響的。對於局外人來說,他們也許像二十世紀初的巴爾幹革命一樣,看來好像是發展過程的正常部分。例如,天文學家們能把X-射線僅僅當作一種附加的知識來接受,因為,它們的規範是不受新輻射的存在影響的。但是,對於象開爾文、克魯克斯(Crookes)和倫琴等人來說,他們的研究討論了輻射理論    
  ,或陰極射線管、X-射線的出現必然違背了一種規範,就像它創造了另一種規範一樣。那就是為什麼這些射線只有通過某些最初同正常研究不對頭的東西才能發現。    
  對政治發展和科學發展之間這種類似事件的遺傳方面應當不再受懷疑。可是,這種類似還有第二和更意味深長的方面,第一方面的意義也依賴於這個方面。政治革命的目的是要用禁止那些制度的辦法去改變政治制度。因而,它們的成功必須部分地消滅一套制度,以支持另一套制度,而在過渡期間,社會根本不是完全受制度支配的。最初只有危機減弱政治制度的作用,就像我們已經看到它減弱規範的作用一樣。顯然有越來越多的個人同政治生活日益疏遠,並在其中表現出越來越離心離德。然而,隨著危機深化,這些人中有許多人獻身於在一種新制度的框架中改造社會的某些具體建議。這個社會在那些問題上分化為競爭的陣營或黨派,一派力求保衛舊制度,其他派別則力求建立某些新制度。一旦兩極分化已經出現,政治上求助就破產了。因為,他們對制度的模型意見不同,政治變革就是在這種制度模型內達到並予以評價的,因為他們承認並沒有超制度的框架用以判斷革命的分歧,各黨派對革命的衝突最終必須訴諸大規模的說服方法,常常包括武力。雖然革命在政治制度的發展中曾經具有生死存亡的作用,那種作用依賴於它們部分地是在政治和制度以外的事件。    
  這篇論文的剩餘部分目的在於說明,規範變化的歷史研究暴露了科學進展中的極為類似的特徵。在競爭著的規範之間就像在競爭著的政治制度之間作出選擇一樣,原來只要在社會生活的不相容的方式之間作出選擇。因為,這種選擇的特徵並不是而且也不能是僅僅由常規科學所特有的評價程序來決定,這些特徵部分地依賴於一種特殊的規範,而那種規範是處在爭論中的。當規範進入關於規範選擇的爭論時,它們的作用必然是循環的。每一個集團都用它自己的規範去為保衛那種規範辯護。    
  當然,循環的結果不會使論據臘誤或無效。不過以一種規範為前提的人在為這種規範辯護時,對那些採納新自然觀的人們會喜歡什麼科學實踐還是能提供一個清楚的說明的。那種說明可以是很有說服力的,常常也是令人不能不相信的。然而,不論它有多大力量,循環論據這種情況只是有說服力。它不能從邏輯上甚至從幾率上迫使那些拒絕這種說明的人們進入這個集團。兩派對一場關於規範的爭論所具有的前程和價值是不夠廣泛的。在規範選擇中就像在政治革命中一樣,沒有比有關團體的贊成更高的標準了。為了發現科學革命是怎樣產生的,我們就不僅必須考察自然界的和邏輯的衝突,而且必須考察在相當專門的集團中生效的有說服力的辯論技巧,那種集團組成科學家的團體。    
  為了發現為什麼規範選擇這個問題決不能單靠邏輯和實驗明確地解決,我們必須簡短地考察一下把傳統規範的支持者同他們的革命的繼承者分開的各種分歧的性質。這種考察是這一節和下一節的主要對象。可是,我們已經指出了這種分歧的許多例子,而且沒有一個人會懷疑歷史能提供其他許多例子。可能懷疑他們的存在的是什麼?因而,必須首先考慮的是什麼?那就是提供關於科學本性的主要資料的例子。同意拋棄規範已經是一種歷史的事實,是否說明人類的輕信和混亂呢?為什麼吸收一種新現象或者一種新的科學理論必須要求拒絕一種較陳舊的規範呢?是否有本質的理由呢?    
  首先要注意,如果有這樣的理由,他們也不是從科學知識的邏輯結構中引伸出來的。原則上,一種新現象出現應當對過去的科學實踐的任何部分都沒有破壞性。雖然在月球上發現生命對現存的規範是有破壞性的(這些規範告訴我們有關月球上的事物似乎同那兒有生命存在是不相容的),而在銀河系的某些不大著名的部分發現生命就不會。由於同樣的原因,一種新理論並不一定同它的先驅衝突。它唯一地應當討論以前不知道的現象,就像量子理論討論(意味深長地但不是唯一地)二十世紀以前未知的亞原子現象。或者,這種新理論只不過是比那些以前已知的更高水平的理論,一種把一整批較低水平的理論連在一起的理論,而沒有從實質上改變任何一種理論。今天能量守恆理論正好把力學、化學、電學、光學和熱理論等連接起來。在新舊理論之間還能設想出其他可以和諧共有的關係。他們全部應當由歷史過程來說明,科學已經通過這種歷史過程發展起來了。只要他們是這樣,科學的發展就會是真正的積累。各種新現象只不過揭示自然界的一個方面的秩序,在那裡以前什麼也沒有看到。在科學的進展中,新知識將代替無知而不是代替另一種不相容的知識。    
  當然,科學(或者某些其他事業,也許效果較小)應當以那種完全積累的方式發展。許多人相信它是這樣發展的,大多數人似乎仍然設想,積累至少是歷史發展會發揚的一種理想,只要它不那麼經常地被人類物質所歪曲。那種信念是有重要理由的。在第 X節中我們將發現,科學是積累的這種觀點同一種佔優勢的認識論多麼緊密的糾纏在一起,那種認識論認為知識是由思維直接放在原始感覺資料上的一稅結構。在第XI節中,我們將考察由有效的科學教育方法對同樣的編史工作綱要提供的強有力的支持。不過,儘管那種理想的形象似乎很有理由,也有日益增長的理由懷疑它能不能是科學的一種形象。在前規範時期以後,吸收所有新理論和幾乎所有新現象,事實上都要求破壞以前的規範,以及隨後發生的科學思想的競爭著的各學派之間的衝突。由積累而獲得沒有預料到的新穎事物,對科學發展的規則來說已證明幾乎是不存在的例外。認真對待歷史事實的人,必然懷疑科學並不傾向於我們對它的積累形象所提示的理想。也許它是另外一種事業。    
  可是,如果反對的事實能把我們推進得那麼遠,那末再看一看我們已經涉及的理由,就會暗示,由積累獲得新穎事物不僅事實上很少,而且原則上未必會有。正常研究是積累的,它把它的成就歸功於科學家們有規則地選擇問題的能力,那種問題能用接近於那些已經存在的概念和儀器的技術去解決。(那就是為什麼對有用問題的過分關心能如此容易地抑制科學發展,而不顧它們同現有知識和技術的關係。)可是,力求解決由現存知識和技術規定的問題的人,不只是東張西望。他知道,他想得到什麼,他設計地的工具,並適當地指導他的思想。沒有預料到的新穎事物,新的發明,只有在他對自然界的預期和他的儀器果然是錯誤的範圍內才能出現。最終的發明的重要性本身常常是同它所預兆的反常現象的範圍和難對付成正比的。於是,在揭示反常現象的規範和後來使反常現象類似規律的規範之間必然有衝突。在第 VI節中考察的通過規範的破壞而發明的例子並不使我們只面臨歷史上的偶然事件。在這些例子中發明必然是引起的,也沒有其他有效的方法。    
  同樣的論據甚至可以更清楚地應用於發現新理論。一種新理論可以提出的原則上只有三種類型的現象。第一種是由現存規範已經很好地說明了的現象組成的,而且這些現象很少為理論建設提供動機或出發點。當他們象第 VII節末尾討論過的用三種著名的預期去處理時,結果是理論很少被接受,因為自然界沒有為辨別是非提供根據。第二類現象是由那些其性質為現存規範表明的現象組成的,但是它們的細節只有通過理論的進一步連接方式才能被理解。科學家們有許多時間把他們的研究對準這些現象,但是那種研究目的在於連接現有的規範,而不是發現新規範。只有當這些連接的企圖失敗時,科學家們才遭遇第三類現象,即已被認識的反常現象,其特徵是它們頑固地拒絕被現有規範吸收。只有這類現象才引起新理論。除了各種反常現象以外,規範為科學家的視野中由理論決定的地方提供一切現象。    
  但是,如果新理論要解決現有理論對自然界的關係中的反常現象,那麼這個成功的新理論必須容許在某些地方有不同於來自前人的預見。如果兩者在邏輯上是不相容的,就不可能發生那種不同。在被吸收的過程中,第二種理論必須取代第一種理論。甚至象能量守恆那樣的理論,今天看來好像是一種合乎邏輯的上層結構,它僅通過獨立建立的理論與自然界聯繫起來,沒有規範破壞,歷史上也不發展。相反,它是由一次危機產生的,其中一個主要因素是牛頓力學和某些新近形成的熱的熱質論結果之間的互不相容。只是在熱質論已經被拋棄以後,能量守恆才能成為科學的組成部分。1而且也只有在它已經成為科學的組成部分若干時間以後,它才能被看成是一種邏輯上較高類型的理論,一種同前人不衝突的理論。在關於自然界的信念中沒有這些破壞性的變化,就很難看出新理論是怎樣興起的。雖然邏輯上包括在內仍然是連續的科學理論之間的關係中的一個可以容許的觀點,它從歷史上看是難以置信的。    
  1錫兒凡努斯· P·湯普森;《拉格斯的開爾文男爵威廉·湯姆遜的一生》(倫敦1910年,第一卷,第266~281頁)。    
  我想,在一個世紀以前,讓革命的必然性停留在這一點上是可能的。但是,今天,不幸已經不行了,因為,如果接受現代最流行的關於科學理論的本質和作用的解釋,那就不可能保持上面提出的關於這個問題的觀點。那種解釋同早期的邏輯實證主義密切有關,並沒有無條件地被它的後繼者拋棄,它將限制一種已被接受的理論的範圍和意義,以便使它不可能同任何後來的對某些同樣的自然現象做出預言的理論衝突。關於科學理論的這種受限制的概念的最著名和最強有力的情況是在討論現代的愛因斯坦力學同牛頓的《原理》傳下來的較古老的力學方程之間的關係時出現的。按照本文的觀點,這兩種理論在由哥白尼和托勒密天文學的關係所說明的那種意義上是根本上互不相容的:只有承認牛頓的理論是錯誤的,愛因斯坦的理論才能被接受。今天,這仍然是少數人的觀點。1因而,我們必須考察最流行的反對它的意見。    
  1 例如,見 P·P·維納(Wiener)的意見,載《科學哲學》第XXV卷(1958年)第298頁。    
  這些反對意見的要點如下:相對論力學不能證明牛頓力學是錯誤的,因為牛頓力學仍然被大多數工程師極為成功地運用著並且被許多物理學家有選擇地應用著。而且,運用這種舊理論的適當理由已經代替它的理論本身在其他應用中證明。愛因斯坦的理論能用來證明,來自牛頓方程的預言,同我們滿足於少數限制性條件中應用的測量工具一樣好。例如,牛頓理論要提供一個良好的近似解,被考察的物體的相對速度同光速比較必須是小的。在受這種條件和其他少數條件支配下,牛頓理論好像是可以從愛因斯坦理論中推導出來的,因而,它是愛因斯坦理論的一個特殊情況。    
  但是,反對意見繼續指出,沒有一種理論有可能同它的特殊情況衝突。如果愛因斯坦的科學似乎使牛頓力學錯了,那只是因為有些牛頓主義者是如此不小心,以致要求牛頓產生完全精確的結果,或者要求它在很高的相對速度上也有效。既然他們不可能有任何證據支持這樣的要求,當他們提出這樣的要求時,就背叛了科學的標準。就牛頓理論曾經是受到有效證據支持的真正的科學理論而論,它仍然是真正科學的理論。只是對這理論的過高要求——那種要求決不是科學的正確部分——才能被愛因斯坦證明是錯誤的。清除了這些人為的過高要求,牛頓理論從來沒有而且也不可能受到挑戰。    
  這種論據的某些變種,完全可以使被一個著名的有能力的科學家集團運用過的任何理論免受攻擊。例如,很有害的燃素說,使大量物理現象和化學現象有了秩序。它說明了為什麼物質燃燒,是因為他們的燃素豐富,以及為什麼金屬和它們的礦石有這麼多共同的性質。因為金屬全部是由各種元素同燃素化合而成的,全部金屬共有的燃素產生了共同的性質。另外,燃素說明了許多反應的原因,在這些反應中,酸是由象碳和硫那樣的物質燃燒形成的。它也說明了,當燃燒在一份體積有限的空氣中發生時體積的減少,因為空氣吸收了由燃燒釋放的燃素,「損壞了」空氣的彈性,正如火「損壞了」鋼製彈簧的彈性一樣。1如果這些是燃素理論家對他們的理論所要求的僅有的現象,那種理論就決不可能受到挑戰。同樣的論據將滿足曾經完全成功地應用於任何現象範圍的任何理論。    
  但是,要用這種方法來拯救各種理論,它們的應用範圍必然受到那些現象和觀察的精確性的限制,手頭的實驗證據已經討論了這個問題。2只要再前進一步(一旦邁出了第一步,就很難避免這一步),這樣一種限制就會禁止科學要求「科學地」談論任何不是已經觀察到的現象。這種限制即使在它的現代形式中也禁止科學家在自己的研究中依靠一種理論,再當研究進入一個領域,或者追求某種程度的精確時,過去的實踐和理論都沒有為這種研究提供先例。這種禁令在邏輯上是不能排除的。但是,接受這些禁令的結果便會是研究的終結,通過這種研究,科學可以進一步發展。    
  1詹姆斯· B·柯南:《推翻燃素說》(劍橋,1950年,第13~16頁);以及J.R.巴丁:《化學簡史》(第2版;倫敦,1951年,第85~88頁),H.邁茲熱:《牛頓、斯塔爾、波爾哈夫和化學學說》(巴黎,1930年)第II部分中,對燃素說的成就作了最充分的和最有好感的說明。     
  2比較由 R.B.勃雷斯韋(Braithewaite):《科學說明》,(劍橋;1953年),第50~87頁;特別是第76頁,通過一種很不相同的分析所達到的結論。    
  事實上那問題此刻已經是一種同義反覆。不信奉某一種範圍就不可能有常規科學。而且那種信奉必須延伸到沒有先例的領域和精確程度。如果它不延伸,這規範就不能提供還沒有解決的謎。而且,不只是常規科學依賴於信奉一種規範。如果現有的理論只是使科學家受現有的應用約束,那就不可能有意外事件、反常現象或危機。但是,這些只不過是指出通向非常科學之路的路標。如果對一種理論的合法應用範圍照字義採納實證主義者的限制,告訴科學界什麼問題可以導致根本改變的機理必須停止起作用。當這種情況發生時,科學界不可避免地會回到某種很像它的前規範狀態,在這種條件下,所有成員都講究科學,但是在這種條件下,他們的總產品簡直不像科學。是否真有人對重大科學進展的代價是贊成冒風險犯錯誤呢?    
  更重要的是,在實證主義者的論據中展現了邏輯上的空隙,這種空隙會立刻把我們重新引向革命變革的本質。牛頓力學真能從相對論力學推導出來嗎?這樣一種推導看來像什麼?設想有一組陳述, E 1 ,E 2 ,…,E n ,他們體現相對論的定律。這些陳述包含各種變量和參數,表示空間位置、時間、靜止質量等等。從這些陳述出發,同邏輯裝置和數學一起,可以推導出一整套進一步的陳述,包括某些可以由觀察檢驗的陳述在內。為了證明牛頓力學作為一種特殊情況是適當的,我們必須給從增添附加的陳述,如(v/e) 2 <<1,以限制參數和變量的範圍。然後,這套擴大了的陳述被巧妙地加以處理,以產生一套新的陳述,N 1 ,N 2 ,……,N m ,這些陳述在形式上同牛頓的運動定律,引力定律等等是相等的。顯然牛頓力學已經從受到少數條件限制的愛因斯坦力學中推導出來了。    
  然而這種推導至少在這一點上是不合邏輯的。儘管見是相對論力學定律的特殊情況,他們並不是牛頓的定律。或者,除非那些定律在某種程度上重新解釋,他們就不是,而在愛因斯坦的工作以後,這已經不可能了。愛因斯坦學說 E 1 中的變量和參數,代表空間位置、時間、質量等等,在見中仍然出現;而且它們在那裡仍然代表愛因斯坦的空間、時間和質量。但是這些愛因斯坦學說的概念的物理參照系同那些牛頓學說的有同樣名稱的概念決不是相等的。(牛頓學說的質量是守恆的;愛因斯坦學說的質量同能量是可以轉化的。只有在相對速度較低時,兩者才能以同樣的方式去測量,而且即使那時他們也一定不能被沒想為相同的。)除非我們改變從中的變量的定義,我們導出的陳述就不是牛頓學說的。如果我們真的改變它們,我們就不能嚴格地說,至少不是現在普遍公認的「導出」的意義上說導出了牛頓定律。當然,我們的論據已經說明了為什麼牛頓定律好像在任何時候都是起作用的。它也證明了比如說一個行動中的汽車司機這樣做是正確的,他彷彿生活在牛頓學說的宇宙裡。同樣類型的論據常常用來證明向測量員講授地心說天文學是正確的。但是這論據仍然沒有完成它想要做的事。那就是說,它還沒有證明牛頓定律是愛因斯坦定律的一種極限情況。因為在向極限過渡時,不只是這定律的形式改變了。同時我們還必須改變基本的結構單元,這宇宙就是由這些基本結構單元組成的,那些定律是適用於這個宇宙的。    
  改變確立了的和熟悉的概念的意義這種需要對愛因斯坦理論的革命影響來說是主要的。儘管比從地心說到日心說,從燃素說到氧,或者從粒子到波的變化更巧妙,這最終的概念變化仍舊是以前確立的規範的決定性的破壞。我們甚至可以把它看成是科學中革命性的重新定方向的原型。正因為它並不包含引進補充的對象或概念,從牛頓力學過渡到愛因斯坦力學特別清楚地說明了科學革命是概念的變位,科學家就是通過這種概念來觀察這世界的。    
  這些意見是以證明在另一種哲學觀念中什麼可以被認為是當然的。至少對於科學家來說,一個被拋棄的科學理論和它的後繼者之間大多數明顯的差別是真實的。儘管過時的理論始終能被看成是它的最新的後繼者的一種特殊情況,它必須為此目的而被改造。同時這種改造只有在事後認識到有益時才能被接受,它是最新理論的明確的指南。而且,即使那種改造是在解釋比較古老的理論時使用的一種合法工具,應用的結果全是一種受限制的理論,以致它只能重新說明已知的東西。因為它經濟,那種重新說明總是有效的,但是它不足以成為研究的指南。    
  因此,現在讓我們承認,前後相繼的規範之間的差別是必要的和不可調和的。那末我們能不能更清楚地說明那些差別是什麼嗎?我們已經反覆地說明了最明顯的類型。相繼的規範告訴我們有關這個宇宙的成員和那些成員的行為的各種不同的事情。那就是說,對於象亞原子粒子的存在,光的物質性和熱或能量的守恆等這樣一些問題,他們意見不同。這些是前後相繼規範之間的實質性差別,而且他們不需要進一步的說明。但是,各種規範不止在實質上不同,因為它們不僅受自然界指導,而且也支持產生它們的科學。它們在任何時代都是被成熟的科學團體接受的各種方法、問題範圍和解的標準的來源。結果是,接受一個新規範常常必須重新定義相應的科學。某些老問題可以移交給另一門科學或者被宣佈為完全「不科學的」。其他以前不存在或者無足輕重的問題,有了新規範,可以成為重大科學成就的原型。而且隨著問題的變化,把真正科學的解同僅僅是形而上學的思辨、文字遊戲或者數學遊戲區別開來的標準常常也在變化。從一次科學革命中出現的常規科學的傳統,同以前已經過時的傳統不僅是不相容的,而且事實上常常是不能相提並論的。    
  牛頓的工作對標準的十七世紀科學實驗傳統的衝擊,為規範改變的這些微妙作用提供了一個驚人的例子。在牛頓以前,這個世紀的「新科學」已經誕生了,終於成功地拋棄了亞里士多德學派和經濟學派用物體的本質表達的說明。說一塊石頭降落是因為它的「本性」驅使它趨向宇宙的中心,已經成為看來僅僅是一種同義反覆的文字遊戲,某種它以前不是這樣的東西。從今以後,感覺現象的全部通量,包括色、味、甚至重都要用基礎物質的基本粒子的大小,形狀,位置和運動來說明了。把其他性質歸因於這基本的原子是乞靈於神秘,因而越出了科學的範圍。一位醫生由於把一種安眠效能歸屬於鴉片而說明了鴉片的效能是催眠,當莫利哀嘲笑這位醫生時,他正確地抓住了這種新精神。在十七世紀後半期,許多科學家寧願說,鴉片粒子的圓形使它們能鎮靜被他們激動的神經。1    
  在較早時期,用神秘性質的詞句來解釋已經成為多產的科學工作的不可缺少的部分。儘管如此,十七世紀新提出的機械粒子解釋已被證明對許多科學都有巨大效果,使他們擺脫了用普遍接受的難以解決的問題,並建議同其他問題來代替它們。例如,在力學中,牛頓的運動三定律,與其說是新實驗的產物,倒不如說是企圖用最初的中性粒子的運動和相互作用重新解釋著名的觀察的產物。只要考察一個具體說明就行了。由於中性粒子只要靠接觸就能相互作用,機械粒子的自然觀就把科學上的注意力指向嶄新的研究主題,由碰撞改變微粒的運動。笛卡兒宣佈了這個問題,並提出了它的第一個被公認的解。惠更斯( Huyghens)、雷恩(Wren)、沃利斯(WalliS)更進一步推進了這個問題,部分靠擺錘碰撞實驗,主要靠把以前著名的運動特徵應用於新問題。而牛頓則把他們的結果納入他的運動定律。第三定律的「作用」和「反作用」相等,是由雙方對碰撞所經驗到的運動量的變化決定的。運動的同樣的變化提供了第二定律中含有的動力學上的力的定義。在十七世紀,在這種情況下,就像其他許多情況下一樣,微粒規範引起了一個新問題和那個問題的大部分解。2    
  1關於一般微粒論,見瑪利·波瓦:《機械哲學的確立》,《奧西利斯( Osiris)》,第X卷(1952年),第412~541頁。關於粒子形狀對味的效應,同上,第483頁。     
  2 R.杜加斯:《十七世紀的力學》(納沙特爾,1954年)第177~185,284~298,345~356頁。    
  然而,儘管牛頓的許多工作是針對由機械粒子世界觀引伸出來的各種問題和概括出來的標準的,由他的工作引起的規範的效果是科學上合理的各種問題和標難的進一步的和部分破壞性的變化。引力被解釋為每一對物質粒子之間的一種應有的吸引,像經院學者的「降落傾向」一樣同樣是一種神秘的性質。因而,當微粒論的標準仍然有效的時候,尋求引力的力學解釋,對那些把《原理》當作規範來接受的人來說,是一個最富有挑戰性的問題,牛頓很注意這個問題,他的十八世紀的許多後繼者也是如此。從外表上看唯一的選擇是拋棄牛頓的理論,因為它不足以說明引力,那種抉擇也是廣泛被採納了的。然而,這些觀點沒有一個取得最後勝利。沒有《原理》,不論是對實驗科學還是對遵守十七世紀的微粒標準的工作,都是不可能的,科學家們逐漸地接受了引力確實是固有的觀點。到十八世紀中期,那種解釋已經普遍地被接受了,結果是真正回復到經院學者的標準(這種回復不同於倒退)。固有的吸引和排斥把大小、形狀、位置和運動連結成為物理上不能再簡化的物質的原初性質。1    
  1 I.B.柯享:《弗蘭克林和牛頓:對思辯的牛頓實驗科學及其一例,弗蘭克林在電學中的工作的探究》(菲拉德爾菲亞,1956年;第VI~Vll章)。    
  物理科學的標準和成問題的領域中的變化又一次成為理所當然的。例如,到 1740年,電學家們可以談論電流的吸引「效力」而沒有因此招致一個世紀以前呈現在莫利哀的醫生面前的嘲笑。當他們這樣做的時候,電的現象愈加表現出一種不同於當它們被看成是力學以太的效應時所顯示的秩序,那種效應只是靠接觸才能起作用。特別是當電的超距作用本身有資格成為研究題目時,我們現在叫做由感應生電的現象,可以被認為是它的效應之一。以前,當完全看到時,它被歸日於「大氣」的直接作用,或者在任何電學實驗中不可避免的漏電。感應效應這種新觀點是弗蘭克林分析萊頓瓶和電學的一種新的牛頓規範出現的關鍵。力學和電學也不是受到合法化地尋找物質固有的力的影響的唯一科學領域。一大批十八世紀關於化學親和力和置換的文獻,也是由牛頓主義的這種超力學方面引伸出來的。化學家們相信各種化學品種之間的吸引有微小差別,他們提出以前沒有想到的各種實驗,並尋求各種新的反應。沒有這種資料和在那過程中提出的化學概念,拉瓦錫特別是道爾頓的後期工作就會是不可理解的。1決定可以容許的問題、概念和解釋的標準方面的變化能改變一門科學。在下一節中我甚至要提出一種感覺,他們在改變這個世界。    
  在前後相繼的規範之間這些非本質的差別的其他各種例子可以追溯到任何科學史的任何發展時期,暫時讓我們滿足於其他兩個簡單得多的說明。在化學革命以前,化學的公認的任務之一是要說明化學物質的性質和這些性質在化學反應期間經歷的變化。借助於少數基本原理——燃素說就是其中之————化學家想要說明為什麼某些物質是酸性的,而且他是金屬的,可燃燒的,等等。在這個方面已經取得了某些成就。我們已經指出過,燃素說明了為什麼金屬如此相像,而且我們能為酸提出同樣的論據。可是,拉瓦錫的改革,最後廢除了化學「原理」,並且因此以剝奪化學的某些真正的和許多可能的解釋能力而告終。為了補償這個損失,需要標準上的變化。在十九世紀的許多時間裡不能解釋化合物的性質並不是對一種化學理論的起訴書。2    
  1關於電學,見同上,第 Vlll~壓章。關於化學,見邁茲熱,前引書,第1部。     
  2 E.梅那遜:《同一和實在》(紐約,1930年)第X章。    
  或者,再舉一個例子,克拉克·麥克斯韋和十九世紀光的波動理論的其他支持者相信,光波必然是通過一種物質的以太傳播的。設計一種機械的介質以支持這樣的波是他的許多最有才幹的同時代人的一個標準問題。可是,他自己的理論,即光的電磁理論,根本沒有描述能支持光波的介質,而且,很清楚要作出這樣一種描述好像比它以前所提供的更難。最初,麥克斯韋的理論由於這些理由被廣泛地拒絕了。但是,像牛頓的理論一樣,麥克斯韋的理論已被證明難以免除,而且隨著它達到規範的地位,科學界對它的態度也改變了。在二十世紀的最初十年,麥克斯韋堅持力學以太的存在看來越來越像口頭上說說的漂亮話,它並沒有強調這類話,而且設計這樣~種以太介質的各種嘗試已經被放棄了。科學家們不再認為談論電的位移而不詳細說明什麼在位移是不科學的了。結果又是一套新的問題和標準,其中~個結果與相對論的出現密切有關。1    
  科學界對它的合法問題和標準的概念中這些波特的轉變,對這篇論文的論點只有較小的意義,只要人們能假設,這種轉變的出現,在方法論上總是從某種較低級的類型趨向某種較高級的類型。在那種情況下,它們的效果也會像是積累的。怪不得有些歷史學家已經爭辯說,科學史記錄著人們關於科學本質的概念越來越成熟和精煉。2然而,要獲得科學問題和標準積累發展那種情況,甚至比理論的積累發展那種情況更困難。解釋引力的嘗試不是針對一個實質上非法的問題,雖然富有成果,還是被十八世紀大多數科學家拋棄了;反對內在的力既不是在某種貶低意義上本來不科學的,也不是形而上學的。沒有外部的標準客體那種判斷。發生的既不是標準的下降,也不是標準的提高,而只不過是採用新規範所要求的一種變化。而且,那種變化從那時以來已經倒轉了,而且能再次變化。愛因斯坦在二十世紀成功地證明了引力的吸收,而且那種說明已經使科學回到一組準則和問題,在這個特殊方面,更像牛頓的前人,而不是他的後繼者。或者,再舉一個例子,量子力學的發展已經取消了由化學革命引起的方法論上的禁令。化學家們現在極為成功地企圖解釋在他們的實驗室裡產生的物質的聚集狀態和其他性質。類似的倒轉甚至在電磁理論中也在進行著。在現代物理學中,空間並不是牛頓和麥克斯韋這兩種理論中應用的惰性的和均勻的物質;它的某些新性質同一度賦予以太的那些性質不是不相似的;有朝一日我們會知道什麼是電的位移。    
  1且 T.惠泰克:《以太和電的理論的歷史》,第D卷(倫敦,195s年)第28~30頁。     
  2企圖把科學發展納入這張普羅克拉斯的床的一個卓越的和最新的例子,見 C.C.吉立斯:《客觀性的界限:科學思想史論文集》(普林斯頓,1960年)。    
  由於規範起作用的重點認認識方面轉移到標準方面,前面幾個例子就擴大了我們對規範形成科學生活的各種方法的理解。前面,我們已經大體上考證了規範作為科學理論的一種媒介物的作用。它告訴科學家自然界包括和不包括各種實體以及那些實體的行動方式以此來起那種作用。這些資料提供了一張圖畫,其詳情細節是由成熟的科學研憲闡明的。而且由於隨便地加以研究的自然界是太複雜了和太變化多端了,那圖畫對科學的繼續發展來說就像觀察和實驗一樣重要。規範通過它們包括的理論來證明研究活動是基本的。可是,規範在其他方面對科學來說也是基本的,這才是要害。特別是,我們的大多數最新的例子表明,規範不僅以一張圖畫,而且也用某些對畫圖很重要的方面提供給科學家。在學習一種規範時,科學家獲得的理論、方法和標準是在一起的,通常是一種分解不開的混和物。因而,當規範改變時,決定各種問題和提出的各種解的合法性的準則方面通常是有重要變化的。    
  這種觀察使我們回到了這一節由之開始的問題,即為什麼在競爭著的各種規範之間作出選擇時,經常會提出那些不能由常規科學的準則解決的問題,並為這個問題提供我們的第一個明確表示。兩個科學學派對於問題是什麼和解是什麼有不同意見是不完備的有重要意義,他們在討論各自的規範的優劣時,不可避免地會互相談論。每一種規範都會表明它或多或少滿足由它自己支配的準則,和缺少幾個由它的反對者支配的那些準則,這經常導致部份循環論證的論據。邏輯聯繫的不完備性也還有其他理由,它們一貫地表示規範爭論的性質。例如,由於沒有一種規範曾解決它所定義的全部問題,同時由於沒有兩種規範會聽任全部同樣的問題不解決,規範爭論總是包括這個問題;解決哪一個問題更有意義?像競爭的標準問題一樣,價值問題只有用完全處在常規科學外面的準則才能回答,正是求助於外部準則最明顯地使規範爭論革命化。某些比標準和價值更基本的問題也成了問題。迄今我只證明了規範對於科學是基本的。現在我希望表示一種觀念,即規範對於自然界也是基本的。          
《科學革命的結構》 
T.S.庫恩著        
X  革命是世界觀的改變    
   根據現代編史工作的要求審查過去的研究記錄,科學史家也許會驚呼,當規範改變時,這個世界本身也同它們一起改變。科學家們在新規範的指百嚇採用新工具觀察新領域,甚至更重要的是,科學家們在革命期間用熟悉的工具觀察他們以前已經觀察過的領域時看到了新的不同的東西。這有點像把這個專業團體突然運送到另一個行星上去了,在那裡熟悉的對象是以不同的眼光來看待的,並且是由不熟悉的對象連結起來的。當然,那種情況並沒有發生:沒有地理上的移植,實驗室外面日常事務通常也像以前一樣在繼續。儘管如此,規範改變確實使科學家們用不同的方式去看待他們的研究工作約定的世界。就他們只是依靠由他們看到和做到的那個世界而論,我們也許想要說,在一次革命以後,科學家們是對一個不同的世界在作出回答。    
  視覺形態中這種熟悉的轉化表演對於科學界的這些轉變來說作為基本原型是很有啟發性的。在革命以前在科學界中的鴨子在革命以後成了兔子。這個人第一次從上面看到了匣子的外部,後來則從下面看見了它的內部。像這些轉變,雖然通常比較逐漸,並且幾乎總是不可逆的。卻是科學訓練的普通伴隨物。看一張等高線地圖,學生看到的是紙上的線條,製圖學家看到的是一張地形圖。看一張氣泡室照片,學生看到的是混亂而屈折的線條,物理學家看到的是熟悉的亞核事件的記錄。只有在許多次這樣的視覺轉換以後,學生才成為科學家世界的一個居民,見科學家之所見,行科學家之所行。可是,學生當時進入的世界並不是一勞永逸的,一方面由環境的本質,另一方面由科學的性質確定的。不如說,它是由環境和訓練學生在追求的常規科學的傳統決定的。因此,在革命的時代,當常規科學的傳統改變時,科學家對他的環境的知覺必須再教育,在某些熟悉的處境中,他必須學習去看到一種新的形態。在他已經這樣做以後,他的研究世界似乎各處都會同他以前棲息的世男不能相提並論。這是另一個理由,為什麼由不同規範指導的學派總是有點矛盾。    
  當然,格式塔實驗通常只說明知覺轉變的本性。他們並不告訴我們關於規範的作用或以前在知覺過程中吸收的經驗。但是,關於這個問題有一大堆心理學文獻,其中有許多都導源於漢諾威學院的開創性工作。一個實驗對象,他戴上黑眼鏡,裝上倒置鏡頭,最初從上到下著整個世界。開始時,他的知覺裝備像他沒有戴上黑眼鏡受訓練時那樣起作用,結果是極端的迷失方向,嚴重的個人危機。但是在這個對象已經開始學習去同他的新世界打交道時,他的整個視野突然改變,通常要在一段時間以後,在此期間視覺混亂了。此後,對像又重新被看到了,就像它們被戴上黑眼鏡以前一樣。吸收以前不規則的看得見的領域已經作用於並且改變了這個領域本身。1人習慣於倒置鏡頭已經從字面上也從隱喻上經歷了視覺的革命轉化。    
  在第六章中討論過的不規則紙牌遊戲問題經歷了完全相同的轉化。直到延長亮牌使人們認識到,宇宙包含不規則的牌為止,他們只看到以前的經驗已經為他們準備好的牌型。然而,一旦經驗已經提供了必要的附加範疇,他們就能在容許完全辨認的第一次足夠長的檢查中看出所有不規則的牌。還有其他各種實驗說明,在實驗中顯示的物質的大小、顏色等等也隨著對像以前的訓練和經驗在變化。2看看這些例子從中提出的豐富實驗文獻就使人們懷疑,有些東西象規範一樣是知覺本身的前提。一個人所看到的不僅依賴於他在看什麼,而且也依賴於他以前的視覺概念的經驗已經教會他去看什麼。沒有這樣的訓練,用威廉·詹姆士的話來說,只能是「十足的混亂」。    
  1原來的實驗是由喬奇· M·斯特拉頓做的:《沒有視網膜象倒置的視覺》,《心理學評論》,第IV卷;(1897年),第341~36O頁;463~481頁。一篇更時髦的評論是由哈維·A·卡爾提出的:《空間知覺引論》,(紐約,1935年;英文版),第18~57頁。     
  2例如,艾伯特· H·海斯托夫:《暗示對刺激物的大小和知覺的距離人間的關係的影響》,《心理學雜誌》,第XXIX卷(195O年),第195~217頁;和季洛姆·S·布魯納李奧·波斯特曼和約翰·羅德裡格斯:《預期和色的知覺》《美國心理學雜誌》;第LXIV卷(1951年);第216~227頁。    
  近年以來,幾本涉及科學史的著作已經發現上面描述的幾種實驗的啟發性很大。特別是N.R.漢生已經用格式塔論證來詳盡闡述我在這裡關心的某些科學信念的相同的結果。1其他同事已經反覆地注意到,如果誰能假定科學家偶然經驗到象上面描述的那些知覺轉移,科學史就會寫得更好和更有條有理。然而,儘管心理學實驗是有啟發性的,由於這種情況的本質,這些實驗不可能有更大的意義了。這些實驗確實表現了知覺的特徵,這可能是科學發展的核心,但是,這些實驗並沒有證明,所有從事研究工作的科學家所運用的小心的和受控制的觀察都分享那些特徵。而且,正是這些實驗的本質使那個問題不可能有任何直接的證明。如果歷史的例子是要使這些心理學實驗似乎很適當,我們首先必須注意我們可以和不可以期望歷史提供的各種證據。作格式塔示範表演的對象知道,他的知覺已經轉移,因為當他手裡拿著同樣的書或紙張時,他能使它反覆地來回移動。他意識到在他的環境裡什麼也沒有改變,他的注意力越加不是針對圖像(鴨子或兔子),而是針對他正在看著的這張紙上的線條.最後,他甚至可以學會看出那些線條而不著任何一個圖像,然後,他可以說(他早先不可能已經合理地說了的)他真的看出了這些線條,但是交替地把它們看成是一隻鴨子和是一隻兔子。由於同樣的理由,不規則紙牌實驗的主體知道(或者,更準確些,能被說服),他的知覺必然已經轉移,因為一個外部權威,這個實驗工作者使他確信,不管他看過什麼,他總是在看一張黑桃五。在這些場合下,就像在所有類似的心理學實驗裡一樣,論證的有效性依賴於它用這種方法是可以分析的。除非有一種外部標準,能說明一種視覺開關,而且不能引出關於交替知覺的可能性的結論。    
  1 N.R:漢生:《發現的模式》(劍橋,1958年,英文版);第i章。     
  可是,對於科學觀察,情況恰好相反。科學家除了用他的眼睛和工具看到的以外,沒有什麼可以依靠的。如果有更高的依據,只要求助於它,就可以證明他的視覺已經轉變,那麼,這種依據本身就會成為他的資料的來源,他的視覺行為就會成為各種問題的來源(就像實驗的主體對於心理學家那樣)。如果科學家能像形態實驗的主體那樣來回轉移,就會引起各種同類型的問題。一段時期光「有的時候是波和有的時候是粒子」,這個時期是一個危機時期,是有些什麼錯了的時期,這個時期只是隨著波動力學的發展而告終的,並且證明了光是自相一致的實體,既不同於波也不同於粒子。因此,在科學中,如果知覺轉換伴隨著規範改變,我們就不可以期望科學家們直接證明這些改變。這位皈依於哥白尼主義的人在看月亮時不會說,「我習慣於看見一個行星,但是我現在看見的是一個人造衛星。」那種說法含有托勒密體系從前曾經是正確的這種意思。一位皈依於新天文學的人則說,「我從前認為這個月亮是(或者把這個月亮著成是)一個行星,但是我錯了。」那種陳述在科學革命的後果中確實重新出現了。如果它通常用同樣的效應來隱瞞科學眼光的轉變或其他一些精神上的轉化,我們也許不能期望直接證明那種轉變。倒不如說我們必須尋求簡接的行為證據證明有新規範的科學家看問題的方法不同他以前看問題的方法。    
  於是,讓我們回到這種資料,並且相信有這樣一些改變的史學家在科學界中能發現哪幾種轉變。威廉·赫捨爾爵士發現天王星提供了第一個例子,而且與不規則的紙牌實驗很相適應。在 1690年到1781年間,至少有十七個不同場合,許多科學家,包括幾位歐洲最著名的觀察者,在我們現在猜想那時必然由天王星佔領的位置上看到了一顆星。這個集團中一位最好的觀察者在1769年事實上已經連續四夜看到了這顆星,但沒有注意到這種運動能提出另一種鑒別。十二年後,赫捨爾用他自己製造的一架大大改進了的望遠鏡這樣做時,他第一次觀察到了同樣的對象。結果,他已能注意到一個明顯的圓盤大小的東西,至少對恆星來說是異乎尋常的。什麼東西搞錯了,因而,他把鑒別推遲到進一步考查以後。那種考查揭示了天王星在恆星之間的運動,因此,赫捨爾宣佈他已經看到了一個新的彗星!只是在幾個月以後,在試圖把觀察到的運動納入一個彗星軌道毫無成效以後,萊克塞爾才提出,這軌道可能是行星的軌道。1當這個建議被接受以後,在專業天文學家的世界裡已經有少數幾個恆星和又一個行星。一個天體已經連續不斷地被觀察了將近一個世紀,在1781年以後,又以不同的方式被看到了,因為,像一張不規則的紙牌一樣,它不再能適應由以前流行的規範提供的知覺範疇(恆星或彗星)了。    
  目光的轉移使天文學家們去觀察天王星,可是,這個行星似乎不僅影響到對以前觀察到的對象的瞭解。它的後果是更為深遠的。也許,儘管證據不可靠,由赫捨爾逼出來的比較不重要的規範改變,在 1801年以後,幫助天文學家們準備好迅速發現大量小行星或小遊星。因為它們很小,這些小行星就沒有顯示出使赫捨爾留心的反常的放大率。可是,準備要發現外加行星的天文學家們在十九世紀前五十年中用標準的儀器是可以認出其中二十個的。2天文學史提供了科學知覺中由規範引起的改變的其他許多例子,其中有些例子不那麼模稜兩可,例如,西方天文學家們在哥白尼的新規範第一次提出以後的半個世紀期間,首先看到了以前不可變的天空中的變化,能認為這是偶然事件嗎?中國人的宇宙信念並不「排除天上的變化,在早得多的時代裡已記錄了天上出現的許多新星。即使沒有望遠鏡的幫助,中國人在伽利略和他的同時代人看到這些現象前幾個世紀也已經系統地記錄了太陽黑子的出現。3緊接在哥白尼以後西方天文學的天空中出現的天象變化的僅有例證也是太陽黑子和一個新星。十六世紀未的天文學家們,用某些像一段線那麼簡單的傳統工具,發現了替星通過以前留給不變的行星和恆星的空間在任意漫遊。 4 當天文學家們用古老的工具觀察古老的對象時迅速而又毫不費力地看到了新東西,會使我們想要說,在哥白尼以後,天文學家們生活在一個不同的世界裡。總之,他們的研究所作的回答好像就是那麼回事。    
  1彼特·多阿;《天文簡史》〔倫敦, 1950年,英文版),第115~116頁。     
  2魯道夫·沃爾夫:《天文學史》(慕尼黑, 1877年,德文版),第513~515,683~693頁。特別要注意沃爾夫的敘述使它多麼難以說明這些發現是波德定律的結果。     
  3李約瑟;《中國科學技術史》,第三卷,(劍橋, 1959年,英文版);第423~429,434~436頁。     
  4 T·S·庫恩;《哥白尼革命》(劍橋,麻省,1957年,英文版),第2O6~209頁。     
  前面的例子是從天文學中選出來的,因為天象觀測報告經常是用一種由比較純粹的觀測術語組成的詞彙表達的。只有在這樣的報告中我們才能希望發現科學家的觀測和心理學家的實驗主體之間的完全對應。但是我們不需要堅持這樣完全的對應,只要放鬆我們的標準,我們就有許多東西可以獲得。如果我們能同意「看到」這個動詞的日常應用,我們就可以很快地認識到,我們已經遇到了其他許多科學知覺中發生轉變的例子,它們都是伴隨著規範改變而來的。「知覺」和「看」的引伸的用法,需要簡短明確的答辯,但是讓我們首先說明它在實踐中的應用。    
  再看一看我們前面從電學史引用的兩個例子。在十七世紀期間,當電學研究是受一種以太理論指導時,電學家們反覆地看到了細襪子從吸引它們的帶電物體上反跳出來或跌落下來。至少那是十七世紀的觀察家們說過他們看到了的事情,同我們沒有理由懷疑我們自已的知覺報告一樣也不能懷疑他們的知覺報告。在同樣的儀器面前,現代的觀察者會看到靜電排斥(而不是機械的或引力的反跳),但是在歷史上,有一種普遍忽略了的例外,直到豪克斯比的大規模裝置已經大大地放大了它的效應為止,靜電排斥本身並沒有被看到。可是,在接觸超電以後的排斥是豪克斯比所看到的許多新的排斥效應中的唯一的一個。通過他的研究,更確切地說,就像在形態轉換中一樣,排斥突然成為超電的基本表現形式,於是吸引就需要說明了。2十八世紀初期可以看到的電現象比十七世紀的觀察者們所看到的那些電現象更難以捉摸、更變化多端。或者,再舉一個例子,在吸收了弗蘭克林的規範以後,有一個萊頓瓶的電學家們就看到了某種不同於他以前看到的東西。這種裝置是一個電容器,既不需要瓶的形狀,也不需要玻璃。而是突出地出現了兩片導電的雲層,其中一片已經不是原來裝置的組成部分。就像各種成文的討論和圖像表示逐漸表明的,兩片金屬片中間夾一個非導體已經成為這類裝置的典型。1同時,其他感應效應得到了新的描述,還有其他~些效應則第一次受到注意。    
  2杜恩·羅勒和社恩,H.D.羅勒:《電荷概念的發展》(劍橋,麻省,1954年,英文版),第21~29頁。    
  1參看第七章中的討淪以及該章注 9中引用的參考文獻。     
  這種轉變並不限於天文學和電學。我們已經評述了某些類似的可以從化學史中抽提出來的洞察力的轉變。我們說過,拉瓦錫在普裡斯特利看到去燃素空氣的地方和其他人根本什麼也沒有看到的地方看到了氧。可是,拉瓦錫在學會看到氧的過程中,也必須改變他對其他許多更熟悉的實物的觀點。例如,在普裡斯特利和他的同時代人看到一種原始的土的地方,拉瓦錫卻看到了化合物礦石,此外還有其他許多這樣的改變。至少,作為發現氧的一種結果,拉瓦錫是以不同的方式看自然界的。同時在不求助於他以不同方式去看的被假定為不變的自然界時,經濟原理會極力要求我們說,在發現氧以後,拉瓦錫是在一個不同的世界裡工作。    
  我立刻想問一下避免這種古怪的表達方式的可能性,但是,我們首先要問一個外加的例子,這個例子是從伽利略的著作的最著名的部分得來的。從遠古以來許多人都已經看到一個重物體在一根繩子或鏈條上來回擺動直到它最終靜止為止。對於亞里士多德學派的人來說,他相信,一個重物體是靠它自已的本性,從較高的位置運動到較低的位置上的一種自然靜止狀態。這個擺動的物體只不過降落有困難。它受到這根鏈條的約束,只有在一段曲折的運動和一段相當長的時間以後,才能在它的低點上達到靜止。另一方面,伽利略觀察這個擺動的物體時,卻看到了一個擺,這個物體,幾乎是連續不斷地重複同樣的運動,一次又一次以至於無窮。伽利略在看到這個重要事物的同時,也考察了擺的其他各種性質,圍繞著它們建立了他的新力學的許多最著名的和有獨到見解的部分。例如,伽利略從擺的性質為重量和降落速度的獨立性,以及為斜面上向下運動的垂直高度和終點速度之間的關係,導出了他的唯一充分而又完備的論據。1所有這些自然現象,他都是以不同於他們以前已經看到的方式去看待的。    
  洞察力的轉移為什麼會發生呢?當然是由於伽利略的個人天才。但是要注意,在這裡,那種天才並不是以對擺動物體的更準確或客觀的觀察來顯示自己的。形象地說,亞里士多德學派的感覺一樣準確。當伽利略報告了擺的週期不依賴於振幅,因為振幅是 90度。他對擺的觀點使他看得比我們現在在那裡能發現的更有規律得多。2不如說這裡已經涉及的似乎是天才利用知覺的可能性使一個中世紀的規範轉變有了價值。伽利略不是完全作為一個亞里士多德學派的人出現的。相反,他是被培養為用原動力理論去分析運動的,這是一種中世紀末期的規範,這種規範認為,一個重物體的連續運動是由發動這種運動的發起人注入其中的一種內在力量引起的。瓊·布裡坦和尼古拉·奧斯姆,這兩位十四世紀的經院哲學家使原動力理論具有最完備的形式,他們是已知已經看到伽利略所看到的那部分擺動運動的第一批人。布裡坦把一根擺動的繩的運動描寫為當這根繩受衝擊時原動力首先被注入其中的一種運動,其次,在這根繩對著它的張力的阻力轉移時,這種原動力就被消耗了;然後張力把這根繩帶回,直到到達運動的中點,注入增加的原動力;此後,這種原動力使這根繩向相反方向轉移,重新對著這根繩的張力等等,這個對稱的過程可以無限地繼續下去。後來,奧斯姆在這個世紀裡對擺動的石塊作了類似的分析,現在看來是這種擺的最初的探討。3他的觀點顯然很接近伽利略最初探討擺的觀點。至少,在奧斯姆的情況下,而且在伽利略的情況下幾乎也—樣,是從原來的亞里士多德學派的運動規範轉變到經院哲學的原動力規範所可能有的一種觀點。直到經院哲學的規範被發現以前,科學家看到的並沒有擺,而只有擺動的石塊。擺的產生很像一種規範引起的形態變換。    
  1伽利略:《關於兩門新科學的對話》 H.克魯和A·德·塞爾維歐譯(伊文斯頓,伊利諾斯州,1946年,英文版),第8O~81,162~166頁。     
  2 同上,第 91~94,244頁。     
  3 M.克拉吉特:《中世紀的力學科學》(麥迪遜·威斯康辛,1959年;英文版),第537~538頁,570頁。     
  可是,我們真的 需要把區分伽利略和亞里士多德,或者把區分拉瓦錫和普裡斯特利的描述為洞察力的轉變嗎?當這些人在觀察同類對像時真的看到不同的東西嗎?有沒有任何合理的觀念使我們能說,他們是在不同的世界裡從事他們的研究呢?這些問題不能再推遲了,因為顯然有另一種普通得多的方法去描述上面略述過的所有歷史上的例子。許多讀者一定會想要說,有規範的改變僅僅是科學家對觀察的解釋,它本身是由環境和感覺裝置一勞永逸地確定的。按照這種觀點,普裡斯特利和拉瓦錫兩人都看到了氧,但是他們對他們的觀察有不同的解釋;亞里士多德和伽利略兩人都看到了擺,但是他們對他們兩人已經看到的東西的解釋不同。    
  讓我們立刻說明,當科學家們改變他們關於基本物質的見解時所發生的這種最普通的觀點既不是完全不適當的,也不僅是一種錯誤。不如說這是笛卡兒提出的一種哲學規範的主要部分,同時已發展成為牛頓力學。那種規範為科學和哲學兩者都服務得很好。利用那種規範,像力學本身一樣在基本理解方面已經是富有成效的,這種基本理解用另一種方法也許不能獲得。但是正如牛頓力學這個例子也指出,甚至過去最驚人的成就也不能保證,危機能無期地被推遲。今天,在哲學、心理學。語言學、甚至藝術史等部門中的研究,全都集中到使人想起傳統的規範是不知怎麼地歪了。科學史研究也使這種不適應日益明顯,我們的主要注意力在這裡必然指向這個問題。    
  這些引起危機的問題還沒有為傳統的認識論規範產生一個可行的代替方案,但是,這些問題確實開始使人想起那種規範所會有的某些特徵。例如,我尖銳地意識到,說什麼當亞里士多德和伽利略著擺動的石塊時,前者看到了受約束的降落,而後者看到了一個擺所造成的困難。這一章開頭幾句話甚至以更基本的形式提出了同樣的困難:雖然這個世界並沒有隨著規範的改變而改變,此後科學家卻在一個不同的世界裡工作。不過,我確信,我們至少必須學會弄懂類似這些陳述的意思。在一次科學革命期間所發生的事情是不可以完全歸結為重新解釋個別的和不變的資料的。首先,這種資料並不是明確不變的。一個擺並不是一塊降落的石塊,氧也不是排除了燃素的空氣。因此,正如我們不久就會看到的,科學家們從形形色色的對象中收集的這種資料本身是不同的。更重要的是,不論是個人還是團體造成的從受約束的降落到擺,或者從排除了燃素的空氣到氧的轉化過程,並不是一個類似解釋的過程。在沒有確定的資料可供科學家作解釋的情況下,怎麼能這樣做呢?倒不如說科學家是一個解釋者,他接受一種新規範就像一個戴上了反向的透鏡的人。像以前一樣,面對同樣的星座,並且知道他在這樣做,可是,他發現有許多細節徹頭徹尾地改變了。    
  這些話都不是想要指出科學家們並不對觀察和資料作獨特的解釋。相反,伽利略解釋了對擺的觀察,亞里士多德解釋了對降落的石塊的觀察,莫興布魯克解釋了對一個充滿電荷的瓶的觀察,弗蘭克林則解釋了對一個電容器的觀察。但是這些解釋都以一個規範為先決條件。它們是常規科學的組成部分,正如我們已經看到的,這種事業的目的在於精煉、擴大和連接已經存在的規範。第三章提供了許多例子,解釋在其中起了核心作用。那些例子代表了絕大多數研究工作。科學家在每一個例子中依靠一個已被接受的規範,知道一種資料是什麼,應當用什麼工具來重新得到它,是什麼概念適合於解釋它。規範已給定,對研究它的事業來說,對資料的解釋就是核心。    
  但是,那種解釋事業只能連接一個規範,而不是改正它,這是這一節在結尾前的包袱。各種規範根本不是常規科學所能改正的。相反,正如我們已經看到的,常規科學最終只能導致對反常現象的認識和危機。而且這些常規科學不是靠審議和解釋,而是靠形態轉換之類比較突然和沒有結構的事件結束的。而且科學家們常常談到「從眼睛裡掉下來的障眼物」或「充滿著」以前難解的難題的「閃電」,使它的組成部分以新的方式被看到,並第一次允許有它的解。在其他各種場合,這種適當的說明來自睡眠。1「解釋」這個詞的通常意義都不適用於這些直覺的閃光,新規範就是通過它們產生的。雖然這樣的直覺依賴於由老規範得到的經驗,反常的和合適的兩種都有,它們卻不是像一種解釋那樣,同經驗的特殊項目合乎邏輯地或一件一件地聯繫在一起。相反,它們集中了大部分經驗,並使它們轉化為一堆頗為不同的經驗,此後會同新規範而不是老規範一件一件地聯繫在一起。    
  為了更好地瞭解經驗中的這些差別能是什麼,我們暫時回到亞里士多德、伽利略和擺。是什麼資料使不同規範的相互作用和它們的共同環境對每一種規範都成為可以接受的?亞里土多德學派的人在著受約束的降落時會測量(或者至少會討論,亞里士多德學派的人很少測量)石塊的重量,它已經提高的垂直高度,它達到靜止所需要的時間。這些資料同介質的阻力在一起就是亞里士多德學派的科學在討論落體時應用的概念範疇。2由他們指導的正常研究不可能產生伽利略發現的定律。它只能——並且由另一條道路它確實——導致一系列危機,由此出現了伽利略的擺動著的石塊的觀點。作為那種危機和其他智力變化的結果,伽利略還以完全不同的方式看到了擺動著的石塊。阿基米德關於浮體的工作使介質成為不重要的東西;原動力理論使運動對稱而持久;而拿破侖主義則使伽利略的注意力指向運動的圓形。3因此,他測量了每一次擺動的重量、半徑、角位移和時間,這些恰好就是能解釋伽利略關於擺的定律的資料。在這件事上解釋已被證明幾乎是不必要的。已知的伽利略規範,像擺的規則性是很容易為檢驗所理解的。伽利略發現,擺垂的週期完全不依賴於振輻,這個發現是導源於伽利略的常規科學必須破除的,也是我們今天完全無法用文件證明的,此外我們怎樣去說明伽利略的這個發現呢?對於亞里士多德學派不可能存在的規則性(事實上,自然界在任何地方都舉不出確切的例子來說明)是直接經驗的結果,這種人像伽利略做過的那樣看到了擺動著的石塊。    
  1 [雅克]哈達瑪:《下意識的直覺和科學研究的邏輯》(1946年12月8日發明宮會議[阿冷松,無日期,法文版〕),第7~8頁。同一作者的《數學領域中的發明的心理學》(普林斯頓,1949年,英文版)。雖然完全局限於數學發明。卻是一個充分得多的報告。     
  2 T.S.庫恩:《思想實驗的作用》見R·塔頓和I·B·柯亨編:《亞歷山大·柯依爾論叢》,1963年由海爾曼出版社(巴黎)出版。     
  3 A.柯依爾:《伽利略研究》(巴黎,1959年,法文版)第I卷;第46~51頁;《伽利略和柏拉圖》《思想史雜誌》第IV卷,(1943年),第400~428頁。    
  這個例子也許是想像出來的,因為亞里士多德學派設有紀錄關於擺動著的石頭的討論。但是,亞里士多德學派確實討論了比較簡單的情況,如石頭沒有顯著約束而降落,這裡顯然有洞察力方面的差別。亞里士多德在凝視一塊降落的石頭時看到了狀態的變化,而不是一個過程。因而對他來說運動的有關測量是經過的總距離和過去的總時間,所產生的參數我們現應說不叫做速度,而是平均速度。1同樣,因為石頭是受它的本性的驅使達到它最終的靜止點,亞里士多德看到了這種運動期間的任何時刻有關距離的參數是到最後終點距離,而不是離運動起點的距離。2那些概念上的參數構成他的著名的「運動定律」的基礎,並賦予意義。可是,部分由於原動力規範,以及部分由於一種形式範圍學說,經院哲學的批評改變了這種觀察運動的方法。由原動力推動的一塊石頭,在從它的起點降低時得到了越來越多的原動力;因而從哪兒來的距離而不是到哪兒去的距離成了適當的參數。此外,亞里士多德的速度觀念被經院哲學家分化為兩種概念,在伽利略以後立刻成了我們的平均速度和瞬時速度。但是當人們通過這種規範看到這些概念時,只是一部分如降落的石塊,擺等,幾乎是靠檢驗才顯示出它的起支配作用的定律。伽利略並不是提出石頭以等加速運動降落的第一批人中的一個。 3 而且,在他用一個斜面做實驗以前已經提出了他的關於這個問題的定理及其許多結果。這種定理是新的規律性的另一種網絡,易於為這個世界裡的天才所理解,共同取決於自然界和各種規範,伽利略和他的同時代人根據這些規範已經提出了這種定理。生活在那個世界裡,伽利略只要願意,仍然能說明為什麼亞里士多德已經看到了它所做的事情。可是,伽利略關於降落的石頭的經驗的直接內容並不是亞里士多德的經驗所已經有的。    
  1 T.S.庫恩,《思想實驗的作用》;《亞歷山大·柯依爾論叢》(參看注14的全部引文)。     
  2 A.柯依爾,《伽利略研究》第II卷,第7~11頁。     
  3 克拉齊特,同上,第 iv,vi和ix章。    
  當然,我們需要如此關心「直接經驗」即感性特徵,是不清楚的,一種規範是如此精彩,它們幾乎總是根據檢驗才放棄它們的規律性。那些特徵必須隨著科學家們對各種規範所承擔的義務而明顯地改變,但是,當我們談到原始資料或者粗糙的經驗時,它們還遠不是我們心目中已經有的東西,科學研究被認為是從這些經驗出發的。也許直接經驗應當象流體那樣擱在一邊,而且我們應當用討論來代替科學家們在他的實驗室裡完成的操作和測量。也許這種分析應當從直接給予的東西進一步向前推進。例如,這種分析應當用某中性的觀察語言來處理,也許一個人想要同視網膜的印象一致起來,作為引起科學家們所看到的東西的媒介。只有用這些方法中的某一種,我們才能希望恢復一個領域,在這個領域裡,經驗重新是一勞永逸地穩定的,在這個領域裡,擺和降落的石頭不是不同的感覺,而是觀察一塊擺動的石頭所提供的明確的資料的不同解釋。    
  但是,感性經驗是固定的和中性的嗎?理論只不過是對給定資料的人為解釋嗎?三個世紀以來經常指引西方哲學的認識論觀點是一種直接而明確的,是的!在沒有已經提出的可供選擇的方案時,我發現它不可能完全消滅那種觀點。然而,它不再有效地起作用了,而且現在在我看來,通過引進中性的觀察語言使它這樣做的企圖是沒有希望的。    
  一個科學家在實驗室裡進行的操作和測量並不是經驗「給定的」,而是「艱難地收集到的」。它們並不是科學家看到的東西,至少在他的研究工作很好地進展和他的注意力集中以前不是。不如說,它們是更基本的感性內容的具體標誌,而且它們本身就是為仔細研究正常研究工作選擇的,只是因為它們答應有機會富有成效地精心製作一種已被接受的規範。它們在某種程度上是從直接經驗引伸出來的,比直接經驗清楚得多,而操作和測量則是規範決定的。科學並不處理一切可能的實驗操作。在擺上完成的測量是不適用於受約束的降落的場合的。適用於解釋氧的性質的作用同那些在研究去燃素空氣的特徵時所需要的作用也不相同。    
  至於純粹的觀察語言,也許有人會設計出來。但是,在笛卡兒以後三個世紀,我們對這樣一種可能發生的事情的希望仍然完全依賴於一種感覺和思維的理論。現代心理學實驗在迅速地增加各種理論幾乎不能處理的現象。鴨子 -兔子表明,視網膜印象相同的兩個人能看到不同的事物;倒裝透鏡表明,視網膜印象不同的兩個人能看到相同的事物。心理學對相同的效應提供了大量其他證據,由此而生的懷疑已經很快就被企圖顯示一種真正的觀察語言的歷史加強了。現在要達到那種目標的企圖還沒有接近於一種可以普遍應用的純感覺的語言。那些最近出現的企圖都具有一種特徵,他們有力地加強這本書的幾個主要論點。從一開始,他們就預先假定一種規範,或者取自一種流行的科學理論,或者取自日常談話的某些部分,然後,他們試圖從中消除一切不合邏輯的和非感知的術語。在少數談話範圍內,這種努力已經推進得很遠,而且有了有趣的結果。毫無問題這種努力是值得追溯的。但是,它們的結果是一種語言,就像在科學中應用過的那些語言一樣,包含著許多關於自然界的預期,違反這些預期的時刻就不起作用了。奈爾遜·古德曼在描術他的《現象的結構》的目的時所證明的恰好就是這個論點:「那就很幸運,[除存在的現象外]再也沒有什麼是有問題的了;對於『可能的』情況來說還很不清楚,這些情況並不存在,但應當是存在過的。」1因此,沒有一種語言局限於報告一個領先完全已知的世界,而且只能產生關於「現實的東西」的中性的和客觀報告。哲學研究甚至還沒有對一種語言能做什麼想要做的提供暗示。    
  1  N.古德曼:《現象的結構》(劍橋,麻省,1951年,英文版);第4~5頁。這一段值得更廣泛地引用:「如果1947年威靈頓的居民中只有那些重量在175和180磅之間的有紅頭髮,那末『1947年威靈頓的紅頭髮居民』和1947年重量在175和180磅之間的威靈頓居民,就可以連結成一個結構定義…這些屬性之一而不是其他是否已經適用於某人這個問題並沒有關係…一旦我們已經確定沒有這樣的人,…那就很幸運,再也沒有什麼是有問題的了;對於『可能的』情況來說還很不清楚,這些情況並不存在;但應當是存在過的。」    
  在這些情況下,我們至少可以懷疑,當科學家們把氧和擺(也許原子和電子也是一樣)當作他們的直接經驗的基本組成部分來處理時,他們在原理上以及在實踐上都是正確的。民族、文化以及行業等等都是規範包含的經驗的結果,此外,行星和擺,電容器和礦石化合物以及其他類似的物體,都已經在科學界佔有一席地位。同這些感覺的對象相比較,米尺的讀數和視網膜的印象兩者都是精心製作的構成物,只有當科學為了他的研究的特殊目的而安排這個或那個這樣做時,經驗已經直接進入這些構成物。這並不是暗示,例如,擺是科學家在看一塊擺動的石頭時可能看到的唯一的東西。(我們已經指出,另一個科學團體能看到受約束的降落。)而是暗示,看一塊擺動的石頭的科學家不可能有原則上比看一個個擺更基本的經驗。可供選擇的方案並不是某種假設為「固定的」理解力,而是通過另一種規範的理解力,使這塊擺動的石頭成為另外種東西。    
  只要我們回想起科學家和工匠都不是一件一件地學會去看這個世界的,這一切就會更加合理。除非全部概念上的和操作上的範疇都是預先準備了的。例如,發現一種增補的超鈾元素,或者看到一座新房屋,科學家和工匠兩者都得從不斷變動的經驗中清理整個領域。兒童把「媽媽」這個字從全體人類轉給所有女性,然後轉移給他的母親,恰恰不知道「媽媽」的含義是什麼或者他的媽媽是誰。同時他認識到在男性和女性之間有某些差別以及所有女性中只有一個人會對他採取的方法。他的反應,期望和信念,確實,他的理解了的世界,也相應地改變了。根據同樣的理由,哥白尼學派否定了太陽的傳統名稱「行星」,並沒有認識到「行星」意味著什麼,或者太陽是什麼。相反,他們是在改變「行星」的意義,以便使它能繼續對全部大體而不只是太陽作出有用的區別,他們是用不同於他們以前已經看到的方法去看這個世界的。對於早先我們提出的例子都可以提出同樣的論點。看到氧而不是排除了燃素的空氣,看到電容器而不是萊頓瓶,或者看到擺而不是受約束的降落,僅僅是科學家對大量有關化學、電學和力學的理解力的一種整體轉移中的一個組成部分。同時規範決定著巨大的經驗領域。    
  可是,只有在經驗已經這樣被確定以後,才能開始尋求一個操作定義或者一種純粹的觀察語言。科學家或哲學家在看到一個擺時,必須已經能認識到這個樓是什麼,並問是什麼尺寸或視網膜印象組成這個擺。如果他看到的是受約束的降落,甚至就不可能提出他的問題了。而如果他看到的是一個擺,但是他是用看一個意義或者一台擺動的天平同樣的方法去看這個擺的,他的問題就不可能得到回答。至少它不會是同樣的問題。因此,雖然他們始終是合理的而且有時是非常富有成效的,關於視網膜印象或者關於特定的實驗室操作的結果的各種問題都以某種方式從感覺上和概念上把一個世界區分開來為先決條件。在某種意義上這樣一些問題是常規科學的組成部分,因為他們取決於一種規範的存在,而且作為規範改變的一種結果,他們得到的是不同的回答。    
  為了結束這一章,今後讓我們忽略視網膜印象,而重新把注意力局限於實驗操作,它為科學家提供他所已經看到的儘管零碎卻很具體的標誌。這樣一些實驗操作隨規範改變的方式我們已經反覆地觀察過了。在一次科學革命以後,許多陳舊的量度和操作成為不適當的而代之以其他。一個人並不把用於氧的全部同樣的試驗用於排除了燃素的氣體。但是這種改變決不是全體的。因此,不論他會看到什麼,在一次革命以後,科學家還是在看這個相同的世界。而且,雖然以前他曾以不同的方式用過他們,他的許多語言和他的大多數實驗室儀器同以前仍然是同樣的。結果,革命後的科學總是包括許多相同的操作,用同樣的儀器完成,並用同樣的術語描述,就像他的革命前的先驅一樣。只要這些持久的操作完全改變了,這種改變必須在它們同規範的關係中或者在它們的具體結果中展現。現在我提出,用引進最後一個新例子的辦法使這兩種改變都會出現。我們在考察道爾頓和他的同時代人的工作時將發現,同一種操作,當它通過一個不同的規範同自然界相聯繫時,就能成為自然界的規律性的完全不同方面的標誌。還有我們有時將看到老操作的新作用會產生不同的具體結果。    
  整個十八世紀和進入十九世紀以後,歐洲化學家幾乎普遍相信,基本的原子是靠相互的親和力結合在一起的,全部化學品都是由這種基本的原子組成的。因此一塊銀子是因為銀粒子之間的親和力而粘合的(直到拉瓦錫以後這些粒子本身被認為是由更基本的粒子化合成的)。按照同樣的理論,銀在酸中分解(或者鹽在水中)是因為酸的粒子吸引了銀的粒子(或者水的粒子吸引了鹽的粒子)而且比這些溶解物的粒子的相互吸引更加強有力。或者再舉一個例子,銅會在銀的溶液裡分解,並沉澱出銀,是因為銅和酸的親和力比酸對銀的親和力大。許多其他現象都是以同樣的方式解釋的。在十八世紀這種有選擇的親和力理論是一種令人欽佩的化學規範,廣泛地有時頗富成效地被用於設計和分析化學實驗。1    
  1 H.梅茨格:《牛頓,斯塔,玻希夫和化學學說》(巴黎,    
  1930年,法文版);第 34~38頁 。    
  可是,自從吸引了道爾頓的工作,親和力理論劃分物理學上的混合物和化學上的化合物的界線在某種程度上已經成為不熟悉的了。十八世紀的化學家們確實認識兩種過程。當混合時產生熱、光、起泡沫或者其他類似的東西,就可以看到發生了化學上的化合。另一方面,如果混合物中的粒子能用肉眼區別,或用機械分開,那就只有物理學上的混合物。但是在大量中間情況中,如水中的鹽,合金,玻璃,空氣中的氧,等等,這些粗糙的標準用處很小。    
  大多數化學家在他們的規範指引下,把整個中間範圍看成是化學的範圍,因為它組成的這些過程全部受同類力的支配。水中的鹽或氮中的氧恰好像把銅氧化所產生的組合一樣是化學組合的一個例子。把溶液看成是化合物的論據是很強有力的。親和力理論本身是很好地被證明了的。此外,形成化合物的原因被認為是溶液的被觀察均勻性。例如,如果氧和氮只是混合,而不在大氣中化合,那麼,較重的氣體氧就應當沉到底。道爾頓認為大氣是一種混合物,從來沒有能令人滿意地說明氧為什麼沒有能這樣做。吸收了他的原子理論才最終於造成了以前沒有的反常現象。1    
  有人想要說,化學家把溶液看成是化合物同他們的後繼者的區別僅在於定義問題。在一種意義上可以說情況就是這樣。但是,那種意義不僅是使定義習用方便。在十八世紀,混合物用操作試驗並沒有同化合物完全區分開來,也許他們不可能已被區分開來。即使化學家們已經尋找過這樣的實驗,他們會找出使溶液成化合物的標準。混合物和化合物的區別是他們的規範的組成部分,也是他們觀察他們的整個研究領域的那種方法的組成部分,而且它本身是先於任何實驗室試驗的,雖然並不先於整個化學積累起來的經驗。    
  但是,用這種方式來觀察化學時,化學現象則是區別於那些隨著吸收道爾頓新規範而出現的定律的例證。特別是,當溶液仍舊是化合物時,再多的化學實驗本身也不能產生定比定律。在十八世紀末,大家都知道,某些化合物通常它們的組分的重量有固定的比例。德國化學家李希特對某幾類反應是即已經注意到進一步的規律性,現在已被包括在化學當量定律裡了。2但是,除了處方以外,沒有化學家用過這些規律性,而且幾乎直到這個世紀末還沒有一個人想到要把它們概括出來。提出象玻璃,或者像水中的鹽之類明顯的相反的例子,而不拋棄親和力理論並重新劃定化學家的領域的概念上的界限,就不可能有概括。這個世紀末在法國化學家普羅斯特和伯索利特之間的著名的爭論使那種結果顯得很清楚了。前者斷定,所有化學反應都按確定的比例發生,而後者則認為,它們不是這樣的。然而,這兩個人必定相互討論過了,而且他們的爭論是完全沒有說服力的。在伯索利特看到一個比例能變化的化合物的地方,普羅斯特只看到一種物理學上的混合物。 3 既不是實驗也不是改變定義能適用於這個問題。這兩個人就像伽利略和亞里士多德一樣在根本上互相誤解。    
  1 H·梅茨格:《牛頓,斯塔,玻希夫和化學學說》(巴黎,193O年,法文版)第124~129,139~148頁。關於道爾頓,參見倫納德·K·納什:《原子-分子理論》(《哈佛大學實驗科學史案卷》第四案卷;劍橋,麻省;1950年;英文版)第14~21頁。    
  2 J.R.巴丁頓:《化學簡史》第二版;倫敦;1951年,英文版);第161~163頁。     
  3 A.N.梅爾德臘姆:《原子理論的發展》;(1)伯索利特的可變比例學說,《曼徹斯特論文集》,第LIV卷,(1910年),第1~16頁。    
  這就是約翰·道爾頓從事研究工作的那些年代裡的形勢,最終導致了他的著名的化學原子理論。但是,直到那些研究的最後階段,道爾頓並不是一位化學家,對化學也沒有興趣。相反,他是一位氣象學家,研究水吸收氣體和大氣吸收水等物理學問題。部分地因為他是在不同的專業裡培養出來的,部分地因為他自己在那個專業裡的工作,他用不同於現代化學家的規範探討了這些問題。特別是,他把氣體的混合物或者水中吸收一種氣體看成是一種物理過程,一種親和力在其中不起作用的過程。因而,對他來說,各種溶液被觀察到的均勻性是一個問題,但是他認為,只要他能確定他的實驗混合物中各種原子粒子的有關大小和重量,他就能解決的一個問題。道爾頓為了要確定這些大小和重量,最終轉向了化學,他一開始就假定,在他認為是化學反應的有限範圍內,原子只能一對一或者按其他一些簡單的整數比化合。2這個自然的假定確實使他能確定基本的粒子的大小和重量,但是它也使定比定律成了同義反覆。對於道爾頓來說,在任何反應中,如果成分不按確定的比例進行,根據這個事實,就不是一個純化學的過程。在道爾頓的工作以前,實驗不能確立的一條定律,在那項工作一旦被接受以後,就成了一個基本原理,不是一套化學測量法所能推翻的了。作為一次科學革命的也許是我們的最完備的例子的一個結果,同樣的化學操作對化學概括的關係呈現了極其不同於它們以前所具有的形式。    
  2 L.K. 納什:《道爾頓的化學原子理論的起源》,《Isis》,第XLVII卷,(1956年);第101~116頁。     
  無需多說,道爾頓的結論在最初宣佈時受到了廣泛的攻擊。特別是伯索利特決不相信。但是,對大多數化學家來說,道爾頓的新規範已被證明是令人信服的,而普羅斯的論點就沒有做到這樣。因為這個規範所具有的含意,遠比區分混合物和化合物的一個新標準要更廣泛和更重要。例如,如果原子在化學上只能按簡單的整數比化合,那麼,重新考查現有的化學資料就應當揭示出倍比和定比的例子。化學家們不再寫,比方說這兩種碳的氧化物按重量含有百分之五十六和百分之七十二的氧;相反他們寫道,一份碳的重量或者同 1.3或者同2.6份氧的重量化合。當古老的操作結果以這種方式記錄下來,2與1之比就湧現在眼面前了;而且這在分析許多著名的反應以及其他新反應中都出現了。道爾頓的規範還使它有可能吸收李希特的工作並看到它的一般原則。它也提出了新實驗,特別是蓋呂薩克關於化合容量的那些實驗,而這些實驗又產生了其他的規律性,那是化學家們以前沒有夢想到的。化學家們從道爾頓得到的不是新的實驗定律,而是一種研究化學的新方法(他自己把它叫做「化學哲學的新體系」),而且這種新方法已經如此迅速地被證明是富有成效的,只有在法國和英國的少數較老的化學家能反對它。1結果,化學家們達到一個境界,在那兒各種反應是以完全不同於它們以前所具有的方法運轉的。    
  1 A·N·梅爾頓臘姆:《原子理論的發展:(6)接受道爾頓鼓吹的理論》,《曼徹斯特論文集》,第LV卷;(1911年),第1~10頁。    
  隨著這一切繼續下去,發生了另外一個很重要的改變。化學的數據本身到處開始變動。當道爾頓第一次從化學文獻中找數據來支持他的物理學理論時,他發現,各種反應的某些記錄是適用的,但是,他幾個不能避免發現其他一些不適用的記錄。普羅斯特自己對銅的兩種氧化物的測量產生了,例如,一種氧的重量比是 1.47:1,而不是原子論所要求的2:1;而普羅斯特恰好那個是已經期望達到道爾頓比例的人。這就是說,他是一個很好的實驗工作者,關於混合物和化合物之間的關係問題,他的觀點同道爾頓的觀點接近。但是,很難使自然界去適應一種規範。這就是為什麼常規科學之謎是如此引起爭論的問題,以及為什麼沒有一種規範所進行的量度,幾乎根本不能導致任何結論。因此,化學家們不能憑證據簡單地接受道爾頓的理論,因為許多證據仍然是否定的。相反,甚至在接受了這種理論以後,他們仍然必須在自然界中開闢道路,結果這個過程見乎花費了一個世紀。當他完成時,著名化合物的百分比組成是不同的。資料本身已經改變了。那就是最後的意義,我們想要說,在一次革命以後,科學家是在一個不同的世界裡工作。          
《科學革命的結構》 
T.S.庫恩著        
XI  革命是無形的    
   我們還必須問,科學革命怎樣結束。可是在這樣做以前,自然界似乎要求作最後的嘗試以加強關於它們存在的信念。迄今為止我已試圖用實例顯示革命,例子可以增加得令人生厭。但是,很清楚,大多數例子是因為熟悉而故意選擇的,通常已經不看成是革命,而是科學知識的增補,這些可能會是不起作用的。我提出為什麼革命已被證明幾乎是看不見的,是有十分充分的理由的。科學家和醫匠兩者都從權威的來源獲得了他們對創造性科學活動的許多印象,部分出於重要的功能方面的理由,故意隱蔽科學革命的存在和意義。只有當那個權威的本質已被認識和分析時,人們才能希望做出充分有效的歷史事例。而且,這一點儘管要在我的最後一章裡才能充分展開,現在所需要的分析將開始簡要地說明科學工作的一個方面,並把它同其他創造性的事業,也許除神學以外,最清楚地區別開來。    
  至於權威的來源,我心目中主要有科學教科書以及模仿它們的普及讀物和哲學著作。所有這三類書籍有一件事是共同的,直到最近,除了通過研究工作的實踐以外,關於科學的情報還沒有其他重要來源可以得到。他們致力於一批已經表達得很清楚有力的問題,資料和理論,大多數常常是一套特殊的規範,在他們寫作時就把這套規範交給科學團體。教科書本身的目的是要傳達現代科學語言的詞彙和句法。普及讀物企圖用比較接近日常生活的語言來描述同樣的應用。而科學的哲學,特別是在說英語的世界裡,則分析科學知識的同樣完備的主體的邏輯結構。儘管更充分的處理必然會涉及這三類之間的真正區別,但在這裡我們最關心的卻是它們的相似點。三者全都記錄著過去的革命的穩定的結果,並因此表現當前的常現科學傳統的基礎。為了實現它們的作用,他們並不需要提供關於那些基礎首先被這個行業承認然後被信奉的道路的可靠情報。至少,就教科書來說,甚至有很好的理由表明,為什麼在這些問題上,他們應當故意使人誤解。    
  我們在第二章中指出了,對教科書或者它們的相當讀物的增長著的信賴,是任何科學領域中出現第一個規範的不變的伴隨物。這本書的最後一章將證明,一門成熟的科學靠這樣一些教科書處於支配地位會從其他領域有效地分化出它的發展形態。目前讓我們簡單地認為在其他領域中沒有先例的範圍內,外行和醫生兩者的科學知識都是以教科書和源自教科書的其他少數文獻為基礎的。可是,教科書是使常規科學永久存在的教育工具,每當常現科學的語言,問題結構或標準改變時,必須全部或部分重寫。總之,它們在每一次科學革命以後必須重寫,而且,一旦重寫,它們就不可避免地不僅要掩飾革命的作用,而且要隱瞞產生它們的這一次革命的存在本身。除非他在他自己的一生中親自經驗過一次革命,教科書的讀者,不論是科學家還是外行的歷史感覺只能擴展到這個領域中最近的革命的結果。    
  因而,教科書開始時除去科學家對學科更為意識,然後開始為他們已經清除的東西提供代替物。科學教科書的特點是只含有一點兒歷史,或者是在序言裡,或者更常見的是在早期的偉大英雄的零散的參考書裡。學生和專業人員從這樣一些參考書中感到像一種長期存在的傳統的參加者。然而,科學家們從教科書得到的傳統中感到他們所參與的傳統事實上從來沒有存在過。科學教科書(以及許多比較陳舊的科學史)只涉及過去的科學家的部分工作,這些工作可以很容易地被看成是對說明和解決教科書的規範問題的貢獻,理由既是明顯的也是很起作用的。部分由於選擇,部分由於歪曲,早期的科學家們盲目地聲稱是對同一組確定的問題發生作用,並符合於同一組準則,而且似乎已經使科學理論和方法中的最新革命成為科學的。毫不奇怪,在每一次科學革命以後,教科書和它們提出的歷史傳統必需重寫。而且也用不到奇怪,隨著教科書被重寫,科學又一次被歸結為似乎主要是積累起來的。    
  當然,科學家們並不是傾向於把他們的學科的過去理解為直線式地向它現存的佔優勢地位發展的唯一團體。回過頭來寫歷史的誘惑既是普遍存在的,也是持續不斷的。但是,科學家們更受重寫歷史這種誘惑的影響,部分是因為,科學研究的結果表明,並不明顯地依賴於探究歷史的來龍去脈,部分是因為,除了在危機和革命時期以外,科學家現在的立場似乎是如此地牢固。不論是科學的現在還是過去,歷史細節愈多,或者對歷史細節所負的責任越大,只能把人為的成分給予人類的癖性,錯誤和混亂。為什麼要推崇科學的最好的和最持久的努力已經使科學有可能拋棄的東西呢?藐視歷史事實在科學界的意識形態中是根深蒂固的,而且可能還在起作用。這同一個行業卻給其他各種事實上的細節以最高的價值。懷德海寫道:「對忘掉它的締造者猶豫不決的科學已不再為人所知了。」這句話抓住了科學團體的非歷史精神。然而,他並不是完全正確的,對科學來說,像其他事業一樣,確實需要他們的英雄,而且確實銘記著他們的名字。幸而科學家們不再忘記這些英雄,而是已經能忘記或者修正了他們的工作。    
  結果是一種持久的傾向,使科學史看起來是直線式的或者積累起來的,這種傾向甚至影響到科學家們在回顧他們自己的研究工作。例如,道爾頓關於他的化學原子論的發展的三個不一致的報告使他看來似乎他很早就對那些化學上的化合比例問題感興趣了,後來他是由於解決了這些問題而著名的。事實上,這些問題看來是有瞭解他才發現的,因而在他自己的創造性工作以前已經很接近於完成了。1所有道爾頓的報告忽略的是把一整套以前局限於物理學和氣象學的問題和概念用於化學的革命影響。這就是道爾頓所做的,結果是這個領域改變方向,這種改變了的方向引導化學家從舊資料提出新問題和引出新結論。    
  再舉一個例子,牛頓寫道,伽利略已經發現了引力產生一種運動,與時間的平方成正比。事實上,當伽利略的動力學定理被納入牛頓自己的動力學概念的公式時確實採取了那種形式。但是。伽利略並沒有說過這種事情。他討論落體很少提到力,更不必說引起物體降落的一種均勻的引力了。 2 由於對伽利略的信任,回答一個問題不允許問伽利略的規範,牛頓的敘述在科學家們問過的有關運動問題,以及在他們感到能夠接受的回答中掩蓋了重新闡述的小而革命的作用、但是,恰好是在對問題的闡述和回答方面,這種改變遠比新穎的經驗上的發現更能說明從亞里士多德的力學到伽利略的力學和從伽利略的力學到牛頓力學的過渡。由於掩蓋了這樣一些改變,教科書傾向於把科學的發展說成直線式的,並掩蓋著一個處在科學發展的最有意義的插曲中心的過程。    
  1 L·K.納什:《道爾頓的化學原子論的起源》,《Isis》,第XLVII卷;(1956年);第101~116頁。     
  2 關於牛頓的意見,參看弗洛裡安卡喬裡編:《牛頓爵士的自然哲學的數學原理和他的世界體系》,(貝克萊,加利福尼亞, 1946年,英文版),第21頁。這一段應當同伽利略在他自己的《關於兩門新科學的對話》中的討論相比較。H.克魯和A.德·塞爾維歐譯,(伊文思頓,伊利諾斯,1946年;英文版)第151~176頁。    
  前面的例子,每一個都在一次革命前後表現出重建歷史的開端,這種歷史一般都由革命後的科學教科書完成的。但是,在完成時都包含了比上述更多得多的對歷史的曲解。那些曲解使革命看不見了,安排教種書中仍然可以看得見的材料暗含著一個過程,只要它存在,就會否定革命的作用。因為他們的目的在於使學生很快地瞭解現代科學團體認為它所知道的東西,教科書把現代常規科學的各種實驗、概念、定律和理論盡可能處理成分離的和幾乎是連續的。作為教育,這種描述技巧是無可指責的。但是,當它同一般科學著作的非歷史的氣氛以及同上面討論的有時是故意的曲解相結合時。就不可抗拒地多半會產生一種強烈的印象:通過一系列個人的發現和發明,科學達到了它現在的狀態,當集中在一起時,就構成現代技術知識的主體。教科書的描述包含著,從科學事業開始時起,科學家們就已經為今天的規範中包含的特殊目的奮鬥了。科學家們在一個可以同給建築物上加磚塊相比較的過程中,一個一個地,給現代科學教科書中提供的知識主體上加上另一個事實、概念、定律或理論。    
  但是,這不是科學發展的道路。現代常規船的許多難題,直到最近的科學革命為止還不存在。它們很少能追溯到科學史的開端,他們現在就是在這個範圍內發生的。前幾代用他們自己的儀器和他們自己解決問題的準則研究他們自己的問題。也不只是那些問題已經改變了。倒不如說教科書中適合於自然界的規範的整個事實和理論的網絡已經變了。例如,化李組成的及培不變僅僅是一個化學家們能用實驗在任何一個世界裡都能發現的經驗事實嗎?化學家們就是在這個世界範圍內做實驗的。或者倒不如說它是事實和理論聯繫起來的新結構中的一種不容置疑的因素。道爾頓適應過整個早期化學經驗,在這個過程中改變著那種經驗。或者由於同樣的理由,不變的力所產生的不變的加速度僅僅是力學的學生們總歸找得到的事實嗎?或者倒不如說這是要回答最初僅僅在牛頓力學的範圍以內引起的一個問題,那種理論能根據提出這個問題以前有效的知識主體來回答。    
  這些問題在這裡是問教科書描述的一件一件地發現的事實表現為什麼。但是,很明顯他們也含有教科書所提出的是理論的意思。當然,那些理論確實「適合於這些事實」,但是由於把以前可以接受的資料轉化為對在先的規範根本不存在的事實。而這就意味著那些理論也不是一件一件地發展成為適應於始終在那兒的事實的。不如說,他們從革命地重新闡述以前的科學傳統開始同他們適應的事實一起出現,在這種傳統範圍以內,科學家們和自然界之間的以知識為媒介的關係並不是完全相同的。    
  最後一個例子可以澄清教科書描述對我們的科學發展的印象的衝擊。每一本初等化學教科書都必須討論化學元素概念。當引進這個概念時,幾乎總是認為它的起源於十七世紀的化學家羅柏特·波義耳,和他的《懷疑的化學家》,注意的讀者會發現「元素」的定義十分接近於今天所用的定義。提到波義耳的貢獻,幫助初學者認識到,化學並不是從橫胺藥物開始的;另外,它告訴初學者,科學家的傳統任務之一就是要發明這種概念。作為教育寶庫的一部分,它使一個人成為一個科學家,這種歸因是很成功的。然而,它又一次表明,歷史上錯誤的方式,給學生和外行兩者對科學事業的本質以錯誤的印象。    
  按照波義耳,他是完全正確的,他對一個元素的「定義」不過是傳統的化學概念的抽像;波義耳提出這個定義只是為了證明,根本不存在化學元素這樣的東西,作為歷史,教科書對波義耳的貢獻的說法是完全錯誤的。1當然,那種錯誤雖然同其他任何對資料的歪曲一樣是無足輕重的。可是,當這種錯誤首先混合起來,然後進入教科書的技術結構,並促成了對科學的印象,就不是無足輕重的了。像「時間」、天能量」、「力」或者「粒子」、元素的概念等都是教科書的組成成分,往往根本不是「發明」或「發現」的。尤其是波義耳的定義,至少能追溯到亞里士多德,往前通過拉瓦錫,進入現代教科書。然而,那不是說,科學自古以來已經具有現代的元素概念。像波義耳那種詞句上的定義,就它們本身考慮時,科學內容很少。它們並不是對意義(如是有這樣的意義)完全合乎邏輯的詳細說明,而更近似教育上的輔助物。科學概念在一本教科書或者其他有系統的描述範圍內,只有當它們所指的同其他科學概念,同操作程序以及同規範應用相聯繫時,才獲得充分的意義。所以說象元素那樣的概念不依賴於上下文幾乎是不能被發現的。它們很少需要發現,因為它們已經在手邊了。波義耳和拉瓦錫兩人都使「元素」的化學意義有了重要改變。但是,他們都沒有提出這個觀念,甚至沒有改變作為它的定義的詞句上的公式。正如我們已經看到的,愛因斯坦為了在他的工作範圍以內給予「空間」和「時間」以新的意義,也不一定要發明,或者明確地重新給它們下定義。    
  1 T.S.庫恩:《羅柏特.波義耳和十六世紀的結構化學》,《Isis》,第XLIII卷,(1952年),第26~29頁。     
  那麼波義耳在他的那部分工作中包括這個著名的「定義」在內,其歷史作用是什麼呢?他是一次科學革命的領袖,通過改變「元素」同化學操作和化學理論的關係,把這種觀念改變成為完全不同於它以前的一種工具,同時在這過程中改造了化學和化學家的世界。其他革命,包括以拉瓦錫為中心的那一次革命,需要給予這概念以現代的形式和作用。但是,波義耳對這個過程的每一階段以及當現有知識被包括在教科書中時這個過程所發生的事情都提供了典型的例子。教育的形式比科學的其他任何一個方面更多地決定著我們對科學本質的形象以及發明和發現在科學發展中的作用。          
《科學革命的結構》 
T.S.庫恩著        
XII 革命的解決    
   我們剛才已經討論過的這種教科書是在科學革命以後產生的。它們是常規科學的新傳統的基礎。我們在提出它們的結構問題時,清楚地遺漏了一個步驟。一種新的候補規範代替它的先驅者這種過程是什麼?是不是首先在一個人或者少數幾個人心目中出現的對自然界的任何新解釋,一種發現或者一種理論。他們首先學會以不同的方式看待科學和這個世界,而且由於兩種情況促進了他們造成這種轉化的能力,那可不是科學家中大多數成員所共有的。他們的注意力一定是強有力地集中在引起危機的問題上;此外,他們通常是如此年青的人物,或者對這種經受危機的領域是如此沒有經驗,實踐已經使他們比他們的大多數同時代人更少受由老規範決定的世界觀和各種規則的約束。要使全部同行或者有關的專業小組轉變他們看待科學和世界的方式,他們能怎樣做?他們必須做什麼?什麼是使這個團體放棄正常研究的一種傳統,支持另一種傳統的原因?    
  要看到那些問題的迫切性,就請記住,他們是歷史學家為哲學家對確立了的科學理論進行檢驗,證實和證明為錯誤等調查所能提供的唯一的重新構成的東西。在他從事常規科學的範圍內,研究工作者是解難題的,不是檢驗規範的。雖然他可以在尋找特定的難題的解時,試驗許多可供選擇的途徑,拒絕那些不能產生理想結果的途徑,當他這樣做時,他並不檢驗這種規範。他倒反象下棋的,在他面前有從物質上和精神上規定的問題和這個棋盤,在求解中檢驗各種各樣可供選擇的一著棋。這些試驗的企圖,不論是下棋的,還是科學家,只是試驗他們自己,而不是試驗比賽規則。只有這種規範本身被認為是不成問題的,他們才有可能。因此,檢驗規範只有在解一個值得注意的難題總是失敗已經引起危機以後才產生。而且即使那時也只有在這種危機的感覺已經引起了一種可以代替的候補規範時它才產生。在科學中,檢驗的形勢決不在於把個別規範同自然界作比較,就像解難題所做的那樣。相反檢驗是作為兩種對抗的規範為忠於這個科學團體而競爭的一部分產生的。    
  仔細考查以後,這種闡述顯示出關於證明兩種最著名的現代哲學理論的沒有預料到的也許是重要的類似的東西。少數科學哲學家仍然在為證明科學理論尋找絕對的標準。請注意,沒有一種理論能由一切可能有關的試驗揭示出來,他們不同一種理論是否已被證實,而是問根據實際存在的論據,這種理論的可能性。並回答驅使一個重要學派在比較不同理論說明手頭資料的能力等問題。堅持比較各種理論也表徵出接受一種新理論的歷史形勢。很可能它指出了將來討論證明中應當遵循的方向。    
  可是,概率證明的理論在它們的最普通的形式中全都求助於第十章中討論過的一種或另一種純粹的或中性的觀察語言。一種概率理論要求我們把特定的科學理論同所有其他可以想像為適應於同樣收集到的觀察資料相比較。另一種概率理論要求特定的科學理論被想像為需要通過一切可以想到的試驗這種解釋。1顯然,為了估計特定的可能性,相對的或絕對的,這樣一些解釋是必要的,而且很難看出這樣一種解釋怎樣才有可能達到。正如我已經強調過的,如果不可能有科學上或經驗上中性的語言體系或概念體系,那麼,提出交替的試驗和理論的解釋就必須從一種或另一種以規範為基礎的傳統著手。因而,限制它將不易接近一切可能的經驗或一切可能的理論。結果,概率理論掩蓋了這種證明情況,就像他們說明這種證明情況一樣。雖然,那種情況,正如他們堅持的,並不依賴於把各種理論和廣泛流傳的證據作比較,在爭論中的各種理論和觀察始終同已經存在的理論和觀察密切有關。證明就像自然選擇;它在一種特定的歷史情況下在實際上可供選擇的對象中間選出最可行的。如果還有其他可供選擇的對象是有效的,或者還有另一種資料,這種選擇是不是已經作出了最好的選擇並不是一個可以有效地提出的問題。在對這個問題尋求回答時沒有可用的工具。    
  1關於概率證明理論的主要路線的簡要梗概,清參閱恩斯特·奈格爾:《概率理論的原理》,《統一的科學國際百科全書》第一卷,第六冊,第 6O~75頁。     
  卡爾· R·鮑勃對整個問題作出了一種很不相同的探索,他完全否定任何證明程序的存在。1相反,他強調證明這試驗是錯誤的重要性,因為其結果是否定的,就需要拋棄一種已經確立的理論。很清楚,這樣賦予證明為錯誤的作用很像這本書指定給反常經驗,即引起範例的經驗的作用,並為一種新理論準備了道路。然而,反常的經驗不可以同錯誤的經驗等同起來。確實,我懷疑後者的存在。正如前面已經反覆地強調了的,沒有一種理論曾解決它在特定時期面臨的一切難題;已經得到的解也不常是完備的。相反,正是現有資料和理論的這種不完備和不完善,在任何時候都適合於解釋許多表示常規科學特點的難題。每一次不適應都是拋棄理論的理由,所有理論總是應當被拋棄。另一方面,如果只有嚴重不適應才證明理論應當被拋棄,那麼鮑勃主義者就需要某些「不可能性」或者「證明為錯誤的程度」的標準。他們在提出一個標準時,幾乎肯定會遇到同樣的困難,這些困難時常索繞著各種概率證明理論的擁護者。    
  1 K.R.鮑勃:《科學發現的邏輯》(紐約;1959年,英文版),尤其是第1~4章。     
  認識到關於科學探索的根本邏輯的兩種盛行的和對立的觀點已經試圖把兩種基本上分開的過程壓縮成為一個過程,就能避免前述許多困難。鮑勃的反常經驗對科學是重要的,因為它為現存的一種規範引起競爭者。但是,證明為錯誤,即使確實產生了,卻並沒有發生或者只不過是因為出現了反常現象或錯誤例子。這是以後分開的過程,同樣可以稱為證明,因為它是新規範對舊規範的勝利。而且,在那種證明和證明為錯誤的共同過程中,概率論者對各種理論的比較起著核心的作用。我認為,這樣一種分兩階段的闡述具有很逼真的優點,也可以使我們開始詳細地闡明在證明過程中事實和理論之間的一致(或者不一致)的作用。至少,對於歷史學家來說,證明確立了的事實同理論相一致的意義不大。所有歷史上有意義的理論都同事實一致,只不過或多或少而已。一種理論是否適合於這事實,或行適合得多麼好,對於這個問題並沒有確切的回答。但是,這些問題很像是把各種理論集體地或者成對地提出時所能問的問題。問兩種事實上在競爭著的理論中哪一種適應這事實更好是有重要意義的。例如,儘管同已有觀察恰好一致,既不是普裡斯特利的理論,也不是拉瓦錫的理論,少數同時代人猶豫了十年才作出結論說,拉瓦錫的理論是兩種理論中適應得更好的一種。    
  可是,這種闡述使得在各種規範之間作出選擇這個任務顯得更加容易也更加隨便了。如果只有一套科學問題,在一個世界範圍內對這些問題做工作,而已只有一套解這些問題的標準,規範競爭就可以或多或少地按常規用數每一種規範解決了的問題的數目之類的過程來解決。但是,事實上,這些條件從來沒有完全具備。競爭著的規範的支持者至少總是有點矛盾。為了證明自己有理由,雙方都不會同意別人需要的一切非經驗的假設。像普羅斯特利者索裡將關於化學化合物組成的爭論,部分是由於他們決心要討論。雖然每一方都希望別人轉變他瞭解科學及其問題的方法,但雙方都不會想要檢驗他的問題。各種規範之間的競爭不是那種可以山實驗解決的戰鬥。    
  我們已經瞭解到為什麼競爭著的規範的支持者要使彼此的觀點完全聯繫起來的總是失敗的一些理由。這些理由集中起來已描述為革命前後常規科學的傳統是不能比較的,在這裡我們只需要扼要地加以重述。首先,競爭著的規範的支持者對於任何候補規範必須解決的問題清單往往會不一致。他們關於科學的標準和定義是不同的。運動理論是否必須說明物質粒子之間的引力的原因,或者它可以只注意到這種力的存在呢?牛頓力學被普遍拋棄是因為不像亞里士多德和笛卡兒的理論,它暗示了後者對這問題的回答。當牛頓的理論已被接受時,一個問題因此就從科學中排除了。可是,那個問題是廣義相對論可以驕傲地聲稱已經解決了的一個問題。再舉一個例子,在十幾世紀傳播過的拉瓦錫的化學理論,禁止化學家們問為計麼金屬是這樣現象,這是燃素論化學已經問過和回答過的一個問題。過渡到拉瓦錫的規範,就像過渡到牛頓的規範一樣,意味著不僅損失了一個可以允許的問題,而且損失了一個已經得到的解。可是,那種損失都不是永久性的。在二十世紀,關於化學物質的性質問題,同對他們的某些回答一樣,重新進入了科學。    
  可是,還包含了比標準不可比較更多的東西。因為,新規範是從舊規範產生的,他們通常混合著傳統規範以前用過的許多概念上和操作上的語彙和註解。但是,他們很少以完全是傳統的方式用這些借來的因素。在新規範的範圍以內,老的術語、概念和實驗同其他東西開始了新的關係。雖然術語並不完全正確,不可避免的結果是我們必須稱之為兩個競爭著的學派之間的誤解。外行嘲笑愛因斯坦的廣義相對論,因為空間不可能是「彎曲的」,它不是那種東西,這不只是不適當或錯誤。數學家們、物理學家們和哲學家們試圖提出愛因斯坦理論的歐幾里德說法也不適當也是錯誤的。1以前所說的空間必須是平直的,均勻的,各向同性的,而且不受物質存在的影響。如果不曾這樣,牛頓的物理學就不會起過作用。要完成向愛因斯坦的宇宙過渡,整個概念網必須轉變並重新落實到整個自然界。概念網的要素是空間、時間、物質和力等等。只有一起經歷或者不能經歷那種轉變的人們,才有可能發現,他們恰好在什麼問題上是一致的或者不一致的。越過分界線的交通不可避免地是局部的。另外還有一個例子,請考慮那些稱哥白尼為瘋子的人,因為哥白尼宣傳地球是運動的。他們不是正好錯了,就是完全錯了。他們所說的「地球」這個字有一部分意思就是固定的位置。至少,他們的地球不可能是運動的。相應地,哥白尼的發明不只地球是運動的。不如說,它是關於物理學和天文學問題的一種完全新的方法,這種方法必需改變「地球」和「運動」兩者的意義。 2 沒有那些改變,一個運動著的地球的概念就是發瘋。另一方面,一旦它們已經完成和被理解了,笛卡兒和惠根思兩人就能認識到,地球的運動對科學來說是一個沒有內容的問題。 3    
  1關於改行對彎曲空間概念的反應,請參看菲列音·弗蘭克:《愛因斯坦,他的生平和時代》, G.羅申和S.庫薩加編譯(紐約,1947年,英文版),第    
  142~146頁,關於少數人企圖在歐幾里得空間範圍內保持廣義相對論的收穫;請參看C.諾得曼:《愛因斯坦和宇宙》,J.馬卡勃譯(紐約,1922年,英文版),第九章。     
  2  T.S.庫恩:《哥白尼的革命》(劍橋,麻省,1957年,英文版),第三、四和七章,同心說不只是一個嚴格的天文學問題,就這個範圍說,它是全書的主題。     
  3 馬克思·詹默:《空間概念》(劍橋,麻省, 1954年,英文版),第118~124頁。    
  這些例子指出了競爭著的規範不可比較的第三個最基本的方面。在某種意義上說,我不能進一步闡述了,競爭著的規範的支持者通常是在不同的世界裡從事他們的事業的。一方面有慢慢地降落的受約束的物體,其他方面一次又一次重複地運動的擺。在一方面看來,溶液是化合物,在其他方面看來,是混合物。一方是嵌在平直空間模型裡的東西,他方是嵌在彎曲空間模型裡的東西。兩組科學家在不同的世界裡實踐著,當他們從相同的問題出發按相同的方向看時看到的是不同的東西。而且,那不是說他們能看到他們喜歡的任何東西。兩者都在看這個世界,而且他們所看的東西並沒有改變。但是,在某些領域裡,他們看到了不同的東西,而且他們是在不同的相互關係中去看這些東西的。那就是為什麼一條定律對一組科學家甚至不能說明,而對另一組科學家有時好像直觀那樣顯而易見。同樣,這就是為什麼在他們能希望充分地傳播以前,這一組成其他組科學家必須經驗到我們已經稱之為規範轉移的慣例。正因為它是一種不可比較的東西之間的轉化,競爭著的規範之間的轉化,由於邏輯的和中性的經驗逼迫,不可能一次完成一個步驟。象形態轉變那樣,它必須立刻產生(儘管不必要在一個瞬間)或者根本不產生。    
  那麼,科學家們怎樣導致完成這種變換呢?部分回答是,他們常常不能完成這種變換。哥白尼主義在哥白尼死後幾乎一個世紀只作出了少數轉換。牛頓的工作在《原理》出版以後的半個世紀裡,特別是在大陸上,並沒有被普遍接受。1普裡斯特利從來沒有接受過氧的理論,開爾文勳爵也沒有接受電磁理論,等等。科學家本身往往已經注意到轉變的困難。達爾文在他的《物種起源》的末尾在特別富有洞察力的一段中寫道:「雖然我完全相信在這一卷中提出的觀點的真理性……,我決沒有期望使有經驗的博物學家們信服,他們的心目中備有許多事實,多年以來,這一切都是從直接與我對立的觀點去觀察的。……但是,我滿懷信心地展望著未來,對於年青的正在上升的博學家們來說,他們將有可能毫無偏見地看到這個問題的兩個方面。」2而馬克思·普朗克在他的《科學自傳》中檢查他自己的生涯時,悲傷地表示:「一種新的科學真理並不是靠使他的反對者信服,並且使他們同情而勝利的,不如說是因為他的反對者終於死了,而在成長的新的一代是熟悉它的。」3    
  1 I.B.柯享:《弗蘭克林和牛頓:思辨的牛頓主義實驗科學初探以及它的一個例子弗蘭克林在電學方面的工作》(費城,1956年,英文版);第93~94頁。     
  2查理·達爾文;《物種起源》(審定版;英文第六版,紐約, 1889年),第二卷;第295~296頁。     
  3馬克思·普朗克:《科學自傳和其他論文》, F.給納澤(紐約,1949年,英文版)第33~34頁。    
  這些事實和其他類似的事實是眾所周知的,不需要進一步強調了。但是,他們確實需要重新評價。在過去,他們曾經經常指出,科學家也是人,即使面臨嚴格的考驗,也不能總是承認他們的錯誤。我寧願爭辯說,在這些問題上意見不一致的既不是證明,也不是錯誤。從忠於一種規範轉到忠於另一種規範是一種不能強迫的轉變經歷。特別是來自那些人的終生抗拒,並不違背科學的標準,而是科學研究本身的本質的一種標誌。他們的多產經歷已經使他們信守常現科學的一種比較古老的傳統。抗拒的根源在於確信老規範最終將解決它的~切問題,自然界可以擠進這規範提供的盒子。在革命時期,那種信念不可避免地顯得很頑固,很愚蠢,正如它有時確實變成的那樣。但是,它也是更重要的東西。同樣的信念使常規科學或者解難題的科學成為可能。而且科學家們的專業團體只有通過常規科學,首先成功地利用老規範的可能的範圍和正確性,然後把困難孤立起來,通過研究這種困難,就可以出現一種新規範。    
  可是,說那種抗拒是不可避免的和合法的,規範改變不可能由證明來判斷的,並不是說沒有適當的論據,或者不能勸科學家們改變他們的思想。儘管有時需要一代人來引起這種改變,科學團體還是再三轉向新規範。而且,這些轉變並不輕視科學家們是人這個事實,而正因為他們是人才產生的。雖然有些科學家,特別是那些比較老的和有經驗的科學家會含糊地拒絕,他們中間大多數可以通過這種或那種道路達到。每次只有幾個會轉變,直到最後一個堅持不讓步的人死了,整個行業就會重新在一個單一的但現在已是一個不同的規範下做實驗了。因此,我們必須問轉變是怎樣引起的和怎樣被拒絕的。    
  對這個問題,我們可以期望怎樣一種回答呢?正因為問的是說服的技巧,或者是在不可能有證明的情況下的論據和反論據,我們的回答是一個新問題,要求一種以前沒有做過的研究。我們必須安排一個很局部的和印象主義的調查。此外,我們已經說過的和那種調查的結果相結合表明,當問的是說服而不是證明時,科學論據的本質問題就沒有單一的或始終如一的回答。個別科學家由於各種理由而信奉一種新規範,而通常只是由於幾種理由,有些理由完全是在顯而易見的科學領域以外的,例如,太陽崇拜幫助刻卜勒成為一個哥白尼主義者。1其他人必須取決於自傳和人物的特性。甚至發明家的國籍或者以前的榮譽以及他的導師有時也能起重要作用。2因此,最後我們必須學會以不同的方式來問這個問題。於是,我們關心的不是事實上使這個或那個個人轉變的論據,而不如說是使這種團體轉變的論據,它們或早或遲總會重新形成一個單一的集體。可是,我們把這個問題推遲到最後一章。同時考查某些在改變規範的鬥爭中已被證明特別有效的論據。    
  1關於太陽崇拜在刻卜勒思想中的作用,請參看 E.A.勃特:《現代物理科學的形而上學基礎》(修訂版,紐約,1932年,英文版),第    
  44~49頁。     
  2關於榮譽的作用,請想一想下面這件事:瑞利勳爵在他的榮譽已經建立以後,有一次向英國協會提交了一篇關於電動力學的某些佯謬的論文。當這篇論文最初送出時,他的名字由於疏忽而遺漏了,這篇論文本身最初被當作某些「反論家」的工作而被拒絕了。不久以後,這篇文章署了作者的名字,就以過分的辯解被接受了( R.J.斯特魯特,瑞利男爵第四:約翰·威廉·斯特魯特,瑞利男爵第三〔紐約,1924年」;第228頁)。    
  由於新規範的支持者提出的唯一最流行的要求,也許是他們能解決使老規範導致危機的各種問題。當這種要求能合法地提出時,往往可能是最有效的一個。在提出這種規範的領域中已經知道有困難。人們已經反覆地探討過那種困難,並且企圖排除它,而一再被證明是徒勞的。那些能特別鮮明地區別兩種規範的「決定性實驗」,甚至在新規範發現以前就已經被認識和證明了。因此,哥白尼聲稱,他已經解決了日曆年的長度這個長期令人煩惱的問題。牛頓聲稱他已經使大地的力學和天上的力學一致起來了,拉瓦錫聲稱,他已經解決了氣體識別和重量比例的問題,而愛因斯坦則聲稱,他已經使電動力學和一種修正了的運動科學一致起來了。    
  如果新規範在表現量的精確性方面比它的老的競爭者好得多,這種要求就特別有希望成功,刻卜勒的魯道爾芬表比所有根據托勒密理論計算出來的那些表在定量上的優越性是天文學家們轉向哥白尼主義的主要因素。牛頓在預言定量的天文觀測上的成功,也許是他的理論戰勝更合理但一律是定性的競爭者的一個最重要的理由。而在本世紀,普朗克的輻射定律和玻爾的原子這兩項驚人的定量的成就,很快就說服了許多物理學家去採納他們。雖然從整個物理科學來看,這兩項貢獻所造成的問題比它們解決的問題要多得多。1    
  1關於量子理論造成的問題;請參看 F.雷喜:《量子理論》(倫敦,1922年,英文版),第二、四至九章。關於這一段裡的其他例子,請參看這一章前面的參考文獻。     
  可是,已經解決了引起危機的問題這種要求本身很少是充分的。它也不能始終合法地提出。事實上,哥白尼的理論並不比托勒密的理論更準確,而且也沒有直接導致日曆上的任何改進。還有光的波動理論,在它首先被宣佈以後有好幾年,在分辨偏振效應方面,甚至不如它的對手光的粒子理論那樣成功,而這就是光學危機的主要原因。有時標誌非常研究特點的不嚴謹的實驗會產生規範的候補者,最初對已經引起危機的問題根本沒有幫助。當這種情況發生時,證據必須從這個領域的其他部分提出,它往往是隨隨便便的。只要這種新規範允許預言老規範流行時完全沒有意料到的現象,就能在那些領城裡提出特別有說服力的論據。    
  例如,哥白尼的理論使人聯想到行星應當象地球一樣,金星應當顯示出相,而且宇宙應當比以前曾經設想的要巨大得多。結果,在他死後六十年,望遠鏡突然顯示了月亮上的山脈,金星的相,以及大量的以前沒有料想到的恆星,那些觀察特別是在非天文學家中間為新理論帶來了大量改變信仰的人。1至於波動理論,專業人員改變信仰的一個主要根源更富有戲劇性。當弗雷內爾能說明圓盤的陰影中心上有一個白點存在時,法國的抵抗相對地說突然完全瓦解了。甚至他也沒有預料到這種效應,而他的反對者之一泊松一開始就已經證明,只要弗雷內爾的理論是荒謬的,這種效應就是必然的。2因為它們的衝擊價值,以及因為它們從一開始就如此明顯地沒有「納入」新理論,像這些論據證明是特別有說服力的。有時即使有問題的現象在說明它的理論第一次被引進以前很久就已經觀察到了也能利用額外的力量。例如,愛因斯坦看來沒有預料到廣義相對論會精確地說明水星近日點的運動中這種著名的反常現象,當這樣做時,愛固斯坦體會到了相應的勝利。3    
  1 T.S.庫恩,前引書第219~225頁。     
  2且 T.惠特克:《以太和電的理論的歷史》,第一卷(第二版,倫敦;1951年,英文版),第108頁。     
  3請參看同上,第二卷( 1953年,英文版),第151~18O頁,關於廣義相對論的發展。關於愛因斯坦對這種理論同觀察到的水星近日點的運動精確一致的反應,請參看在P.A.希耳潑編的:《阿爾伯特·愛因斯坦,哲學家-科學家》(伊凡斯頓,伊利諾斯;1949年,英文版),第101頁。    
  迄今討論過的關於一種新規範的一切論據,是以競爭者有較好的解決問題的能力為基礎的。對於科學家來說,那些論據通常是最有意義和最有說服力的。前面的例子對於它們的巨大號召力的根源應當沒有懷疑。但是,我仍將有理由短暫地回到那些論據,這些論據不論是個別地還是集體地都不是使人非相信不可的。幸而,也還有另一種考慮,能導致科學家們拒絕一種老規範和支持一種新規範。這些論據很少弄得非常明確,要求個人有適當的或者美的感覺,新理論被說成比舊理論『更美」,「更適當」,或者「更簡單」。很可能這樣一些論據在科學中不如在數學中有效。大多數新規範的早期說法是不成熟的。隨著時間的推移,才能提出充分的美的要求,大多數團體已經用其他方法被說服了。然而,美的考慮的重要性有時可以是決定性的。雖然,美的考慮往往只能把少數科學家吸引到一種新理論方面來,它的最後勝利也許就依賴於那些科學家。如果他們沒有因為和個人的理由很快接受它,規範的新的候補者也許決不會得到充分發展,以吸引整個科學團體的忠誠。    
  為了看到這些比較主觀的和美的考慮的重要性,請記住規範爭論的是什麼?當規範的候補者首先提出來的時候,它很少解決得了它所面臨的幾個問題,那些解大多數是不完備的。直到刻卜勒、哥白尼的理論幾乎沒有改進由托勒密做出的行星位置的預言。當拉瓦錫把氧看成「完全是空氣本身」的時候,他的新理論完全不能應用於新氣體激增所提出的各種問題,普裡斯特利在他的反攻中以巨大的成功提出了這一點。像弗雷內爾的日點那樣的情況是很少的。通常,只有在新規範已經提出,接受和利用以後很久才提出顯然是決定性的論據——佛科擺以解釋地球的自轉或者斐索實驗以證明光在空氣中比在水中運動得更快。產生這些論據是常規科學的一部分,而且它們的作用不是在規範爭論中而是在革命以後的教科書中。    
  在那些教科書寫成以前,當爭論在繼續時,情況是很不相同的。通常新規範的反對者能合法地要求,甚至在有危機的領域裡,比它的傳統的對手更優越一點。顯然,它處理某些問題比較好,已經揭示了某些新的規律性。但是老規範大概能像它以前應付其他挑戰一樣去應付這些挑戰。弟卡·布拉埃的地心天文學體系和燃素理論的後來的說法,是對規範的新的候補者提出的挑戰的回答。而且兩者都是相當成功的。1此外,傳統理海和程序的捍衛者幾乎總是指向它的新對手還沒有解決的問題。。但是就他們的觀點來看根本不是問題。直到發現水的組成為止,氫的燃燒是支持燃素理論,反對拉瓦錫的理論的一個強有力的論據。而且在氧氣理論已經勝利以後,它仍然不能解釋由碳制備一種可燃氣體,燃素論者曾指出這個現象作為他們的觀點的強有力的支持者。2甚至在這種危機領域裡,有時確實可以很接近於論據和反論據的平衡。而且在這個領域以外,這種平衡往往會明確地有利於這種傳統。哥白尼摧毀了地球運動的一種歷史悠久的解釋,而沒有代替它,牛頓對引力的一種比較古老的解釋做了同樣的事情,拉瓦錫對金屬的共同性質做了同樣的事情;等等。總之,如果規範的新的候補者必須從一開始就由精確而講實際的人們來作出判斷,他們只檢查了有關的解決問題的能力,科學所經歷的主要的革命是很少的。加以我們以前的叫做規範的不可比較性所產生的反論據,科學也許完全沒有經歷革命。    
  1關於布拉埃的體系,它同哥白尼的體繫在幾何學上完全是等效的;請參看 J.L.E.德萊葉:《從泰勒斯到刻卜勒的天文學史》    
  第二版;紐約,1953年,英文版)第359~371頁。關於燃素理論的最後的說法和它們的成就,請參看J.R.派丁頓和D.馬基:《燃素理論的歷史研究》,《科學記事》,第IV卷,(1939年),第113~149頁。     
  2關於由氫提出的問題,請參看 J.R.派丁頓:《化學簡史》(第二版:倫敦,1951年,英文版),第134頁。關於一氧化碳;請參看H.柯潑:《化學史》,第三卷,(布朗斯威克,1845年,德文版)第294~296頁。    
  但是,規範爭論並不真正是關於相對的解決問題的能力的,雖然他們通常用那些術語來表達是有充分理由的。問題是哪一種規範在將來應當指導對各種問題的研究,其中有許多問題競爭者都還不能聲稱完全解決了。需要在交替的檢驗科學方面之間作出抉擇,而且在這種情況下,抉擇必須以未來的希望為基礎,而更少以過去的成就為基礎。信奉新規範的人在早期階段往往必須不管由解決問題提出的證據而這樣做。那就是說,他必須相信新規範在它所面臨的許多大問題上會成功,只知道老規範在幾個問題上已經失敗了。只能根據信念作出那種決定。    
  這就是為什麼危機以前果然是如此重要的理由之一,科學家們並沒有經歷危機以前,很少會否認解決問題的過硬的證據,而去信奉很容易證明,並被廣泛地認為是一種捉摸不定的東西。但是單有危機還是不夠的。也必須有基礎,雖然為了相信選中的特殊候補者它所需要的既不是合理的,也不是最終正確的。有些東西至少必須使一些科學家感到新建議是在正確的軌道上,有時只有個人的說不出的美學上的考慮不能做到那樣。當大多數可以說得出的技術上的論據指向其他方向時,人們有時就會由於它們而改變信念。當最初提出時,哥白尼的天文學理論和德布洛意的物質理論兩者都沒有其他許多有吸引力的主要理由。愛因斯坦的廣義相對論甚至今天主要是由於美學上的理由吸引著人們,在數學範圍以外只有少數人能感受到的一種吸引力。    
  這並不是暗示,新規範的最終勝利是由於某種神秘的美學。相反,很少有人單為這些理由而拋棄一種傳統。那些人往往被證明是誤入歧途了。但是,只要一種規範曾經取得勝利,它就必須得到一些最初的支持者,這些人會把它推進到能產生和增加精確而實際的論據的地步。即使那些論據,當它們出現時,也不是各自具有決定意義的。因為科學家們是有理性的人,這樣那樣的理由最終會說服他們中間的許多人。但是沒有一個理由能夠或應當說服他們全體。與其說一個集體的轉變,不如說發生的是專業人員的忠誠分佈狀態中有日益增長的轉變。    
  規範的新的候補者一開始可以有少數支持者,有時這種支持者的動機也許是可以懷疑的。可是,只要他們是有能力的,他們就會改進它,探索它的可能性,並證明它將屬於由它引導的團體。照這樣繼續下去,只要這種規範是一種注定要獲勝的,對它有利的有說服力的論據的數量和力量就會增加。於是更多的科學家們就會轉變,對新規範的探索就會繼續。以這種規範為基礎的實驗、儀器、論文和書籍的數量就會逐漸增加。還有更多的人們相信這種新觀點不會有成果,就會採取新的方式去檢驗常規科學,直到最後只有幾個比較老的堅持者留下來。即使是他們,我們也不能說,是錯誤的。雖然歷史學家們總能發現幾個人,例如,普裡斯特利,像他們所做的那樣長期抗拒是不合理的,也不願發現在某一點上抗拒是不合乎邏輯的和不科學的。他最多也許希望說,在他的整個專業已經轉變以後繼續抗拒的人,就根據這一事實已經不再是一個科學家了。          
《科學革命的結構》 
T.S.庫恩著        
XIII 由於革命而進步    
   前面幾頁就這本書本身而言已經提出了我對科學發展的綱要式的描述。然而,這種描述完全不能提供一個結論。只要這種描述已經完全抓住了科學繼續進化的主要結構,它同時就會提出一個特殊的問題:為什麼上面概述的這種事業應當穩定地向前進步,而藝術、政治理論、或者哲學就不是這樣呢,為什麼進步幾乎是專門留給我們叫做科學這種活動的一種特權享有的東西呢?對這個問題的最普通的回答在這本書的主體中已經被否定了。我們必須問是不是能找到代替的東西來結束它。    
  我們馬上注意到,這個問題有一部分完全是語言學的。「科學」這個名詞在很大範圍內是留給確實明顯地進步的那些領域的。這一點什麼地方都沒有關於這一門或者另一門現代社會科學是不是真正的一門科學這種經常發生的爭論表現得更加清楚的了。這些爭論在今天毫不猶豫地貼上了科學標籤的各個領域的前規範時期中都有類似的情況。它們表面上的問題始終是那個使人煩惱的術語的定義。例如,人們爭辯說,心理學是一門科學,因為它具有這種那種特徵。其他人反對說,要使一個領域成為一門科學,那些特徵或者是不必要的,或者是不充分的。往往是投入了巨大的精力,引起了巨大的熱情,而局外人簡直不知道是為什麼?能在很大程度上取決於「科學」的定義嗎?一個定義能告訴人們他是不是一個科學家嗎?如果是這樣,為什麼自然科學家或者藝術家並不對這個術語的定義發愁呢?任何人不可避免地要懷疑,這個問題是更為基本的問題。可能真的已經提出過如下一些問題:為什麼我的領域不能像比方說物理學所做的那樣向前進展呢,在技術上或者方法上或者意識形態上有什麼變化會使它這樣做呢?可是,這些都不能答覆定義上一致的問題。而且,只要來自自然科學的先例是適用的,這些先例就不再是憂慮的來源,不是在找到一個定義的時候,而是當這個集體懷疑它們自己的狀況,對它們過去和現在的成就達到。效的時候。例如,經濟學家們對他們的領域是不是一門科學出社會科學其他一些領域的工作者爭論得比較少,這也許是重要的。是不是因為經濟學家們懂得什麼是科學?或者倒不如說他們對經濟學的看法是一致的呢?    
  那個問題有一個反題,雖然不再只是語言學的,卻可能有助於顯示我們的科學觀和進步觀之間的無法擺脫的關係。許多世紀以來,在古代和在近代歐洲的初期,繪畫被認為是一種積累的學科。在那些年代裡,藝術家的目的被設想為描寫。像普裡尼和范薩裡那樣的批評家和歷史學家,那時以崇敬的心情記錄了一系列發明,從按照透視法縮短起,通過明暗對照法,已經有可能比較完備地描述自然界了。1但是,那些年代特別是在文藝復興時期,也是科學和藝術之間感到了一點分裂的時期。列奧納多是許多人中唯一的一個能在各領域之間自由地來往的人,這些領域只是在後來才明確地加以區分的。2而且,即使在這種穩定的交換已經停止以後,「藝術」這個術語繼續同樣地用於技術和工藝,它們象繪畫和雕刻一樣,也被看成是向前進步的。只有當後者明確地拋棄了以藝術作品作為它們的目的,並開始重新學習原始模型時,這種分裂才呈現象它現在這樣的深度,我們現在已經認為這是當然的事了。即使在今天,要再一次變換領域,我們的部分困難就在於要看出科學和技術之間的深刻的差別,必然與進步是這兩個領域的明顯屬性有關。    
  1 E·H.戈姆勃列希:《藝術和幻想:繪畫藝術作品的心理學研究》(紐約,196O年,英文版),第    
  11~ 12頁。     
  2同上,第 97頁;以及喬治·桑蒂蘭納:《藝術在科學的文藝復興時期中的作用》;見《科學史的重要問題》;M.克拉克將編(麥迪遜,威斯康辛,1959年,英文版);第33~65頁。    
  可是,認識到我們傾向於看出進步是科學的任何領域的標誌。只能澄清,而不能解決我們的困難。為什麼進步竟會是這本書已經描述的用這種技術和目標處理的一種事業的如此值得注意的一種特徵呢,這個問題仍然有待理解。這個問題證明是幾合一的,而且我們必須分別考察它們中間的每一個問題。可是,歸根到底,它們的解決將部分地依賴於改變我們對科學活動和從事科學的團體之間的關係有正常的觀點。我們必須學會認清通常被看成是效果的原因。只要我們能做到這一點,「科學進步」,甚至「科學的客觀性」這類空話也許看來好像在某種程度上是多餘的。事實上,這種多餘的一個方面剛才已經說明過了。是不是一個領域獲得進步就因為它是一門科學,或者它是一門科學就因為它獲得進步?    
  現在,請問為什麼象常規科學那樣一種事業竟會進步,並從回想它的一些最明顯的特徵開始。按正規,一個成熟的科學團體的成員,都按一個單一的規範或者按一套密切有關的規範工作。不同的科學團體研究同樣的問題是很少的。這種團體同時持有幾種主要規範是例外。可是,從任何一個團體內部來看,無論是科學家也好,不是科學家也好,成功的創造性工作的結果是進步的。它怎麼可能是別的什麼東西呢?例如,我們剛才已經注意到,當藝術家的目的在於他們的藝術作品時,評論家和歷史學家兩者都記述了這種明顯地統一了的團體的進步。其他創造性的領域顯示出同類的進步。神學家明確地講教條,哲學家推敲康德主義者獻給進步的規則。只要這個團體共同利用他的前提。有創造性的學派不承認一種工作一方面是一個創造性的成就,但另一方面又沒有增加這個集體的成就。如果我們象許多人所做的那樣,懷疑和科學的領域獲得進步,那就不可能是因為個別學派沒有獲得任何東西。倒不如說,這必然是因為總是有一些競爭著的學派,每一個學派都經常不斷地分析其他學派的真實的基礎。例如,有人爭辯說,哲學就沒有獲得進步,這種人強調,還是有亞里士多德主義者,而不是強調,亞里士多德主義已經不能進步了。    
  可是,對進步的這些懷疑,在科學中也出現了。整個前規範時期有大量競爭著的學派,除了在學派範圍以內,進步的證據是很難找到的。這是在第二章中描述過的時期,在這種時期裡,個人從事科學,但是,正如我們知道的,他們從事的事業的結果並不就意味著科學。還有,在革命時期,當一個領域的基本原則再一次成為問題時,只要採納了這種或者那種相反的規範,對繼續進步的可能性本身就會反覆地表示懷疑。那些拋棄牛頓主義的人們聲稱,牛頓主義依靠固有的人會使科學回到黑暗時代。那些反對拉瓦錫的化學的人們主張,拋棄化學「原理」,以支持實驗室元素,就是拋棄那些人已經獲得的化學解釋,他們寧願僅僅用名字來退避問題,反對愛因斯坦,波姆和其他人反對量子力學的占統治地位的幾率解釋,似乎都是以類似的感情為基礎的,只是表達得比較溫和而已。總之,只有在常規科學期間,進步才好像既是明顯的,又是有保證的。可是,在那些時期,科學團體沒有其他方法能觀察它的工作成果。    
  因此,關於常規科學,對進步問題的部分回答僅僅在於注視者的觀察力。科學的進步同其他領域裡的進步在種類上並不是不同的,也是在多數時間裡沒有競爭著的學派互相詢問各自的目的和標準,使得要觀察常規科學團體的進步要容易得多。可是,那只是部分回答,而且決不是最重要的部分。例如,我們已經注意到,一旦接受了一個共同的規範,就已經從經常要重新考查它的最初原理這種需要中解放了這個科學團體,這個科學團體才能專一地集中注意與它有關的最微妙和最奧秘的現象。那就不可避免地確實會增加整個團體解決新問題的有效性和效率。科學生活的其他方面進一步豐富著這種很特殊的效率。    
  其中有些是成熟的科學團體同外行和日常生活的要求空前未有的絕緣的結果。那種絕緣從來不是完備的,我們現在討論的是程度問題。然而,其他專業團體中個人的創造性的工作沒有一個是這樣專一地向這個專業的其他成員提出,並由這個專業的其他成員評價的。最奧妙的詩人和最抽像的神學家比科學家更關心他的創造性的工作是否受歡迎,儘管一般說來,他對是否受歡迎也許並不那麼關心。那種差別證明是很重要的。正因為他的聽眾都是同事,這是一種分享他自已的價值和信念的聽眾,他僅僅是為這種聽眾在工作。因此,科學家能認為單一的一套標準是當然的。他不需要擔心其他某些團體或學派會想到,因而能解決一個問題,並且比那些為比較不合於公認標準的團體立作人們更快地識破下一個問題。甚至更為重要的是,科學團體同社會絕緣允許個別科學家把他的注意力集中於他有充分理由相信他會有可能去解決的那些問題。科學家不像工程師和許多醫生,以及大多數神學家,他們不需要選擇問題,因為他們迫切需要解答而且不注意對解決問題有效的工具。在這方面,自然科學家和社會科學家之間的對照也是有教益的。社會科學家常常傾向於主要用獲得一個解答的社會重要往來為他們選擇一個研究課題辯護。例如,種族歧視的結果或者商業循環的原因,等等,而自然科學家幾乎從來不這樣做。那麼人們將期望哪一個團體以較快的速度解決問題呢?    
  同較大的社會絕緣的結果是大大強化了專業科學團體的另一個特徵,即它在教育上傳授的性質。在音樂,繪畫藝術和文學中,從專者靠接受其他藝術家的作品,主要是較早的藝術家的作品的影響獲得他的教育。除了原始創作簡編或手冊以外,教科書是有第二位的作用。在歷史、哲學和社會科學中,教科書有較大的意義。但是,即使在這些領域裡,學院的基礎課程也用類似原始資料方面的讀物,其中有些是這個領域的「經典著作」,其他是科學工作者寫的現代研究報告。結果是在這些學科的任何一門中,學生經常認識到有一大堆各種各樣的問題,是他未來的集體成員企圖經過一定時間要解決的。甚至更為重要的是,他經常面臨著這些問題的許多競爭著的和不能比較的解答,他最終必須為自己評價這些解答。    
  把這種形勢同現代自然科學中的形勢相對照。在這些領域裡,學生主要依靠教科書,直到他第三或第四年做畢業論文時,他才開始他自己的研究工作。許多科學課程甚至並不要求畢業生去讀不是專門為學生寫的著作。少數課程確實在研究論文和專題著作中指定了補充讀物,這樣指定的作業局限於最先進的課程和通用的教科書不再採用的材料。直到科學家教育的最後階段,教科書才有可能系統地由創造性的科學文獻來代替。相信他們的規範,才使這種教育方法成為可能,少數科學家會希望要改變它。總之,例如,為什麼學物理學的學生竟會要讀牛頓、法拉弟。愛因斯坦和薛定諤的著作呢?關於這些著作,他所需要知道的一切,在許多現代的教科書中已經以簡單得多的,而且以更加準確、更加系統的形式扼要地說明了。    
  我並不想要為這種類型的教育偶然帶來的過多的時間辯護,但是,人們不得不注意到,一般說它是很有效的。當然,這是一種狹隘而且僵化的教育,也許除正教神學以外,可能比其他任何教育都更狹隘而僵化。但是,在教科書明確表示的傳統範圍內,科學家對常規科學工作和解難題幾乎是完全訓練有素的。而且,他對另一種任務通過常規科學產生重大危機,也有充分準備。當危機出現時,科學家當然不是同樣有充分準備的。雖然在不那麼僵化的教育實踐中也有可能反映出延長了的危機,科學的訓練卻沒有事先計劃好要產生這種人,他很容易發現一條新的途徑。但是,只要有人同規範的新的候補者一起出現——通常是一位年青人或者對這個領域來說是一位新手——只會給個人帶來由於僵化而造成的損失。在特定的一代人中產生這種改變,個人的僵化同一個情況需要時能從一種規範轉移到另一種規範的團體是不相容的。當極端僵化給這個團體提供了一個敏感的指示器,表明什麼事出了毛病時,就特別不相容了。    
  因此,在正常情況下,一個科學團體是解它的規範規定的問題或難題的一個很有效的工具。而解那些問題的結果,不可避免地必須是進步的。這裡沒有問題。可是,只要集中注意力於科學中的進步問題的第二個主要部分,就可以看到那些問題。因此,讓我們轉向這個部分,並瞭解通過非常科學所取得的進步。為什麼進步也會是科學革命的顯而易見很普遍的伴隨物呢?再問一問一次革命的結果能是什麼,還可以學到許多東西。革命是以兩個對立的陣營之一的完全勝利而告終的。這種團體可曾說過,它的勝利的結果不那麼進步嗎?那倒不如說就像承認他們已經錯了,而他們的反對者是對的。對於他們來說,至少,革命的結果必須是進步的,而且他們處於一種優越的地位,可以確實科學團體的未來成員將以同樣的方式看待過去的歷史。第十一章詳細地描述了完成這件事的技巧,而且我們剛才已經回到了與專業科學生涯密切有關的一個方面。當一個科學團體否認過去的一種規範時,他同時拋棄大多數書籍和論文,其中曾包含這種規範,這是專業檢查的一個恰當的題目。科學教育所用的不是藝術博物館或考古典著作圖書館的等價物,結果是科學家對他的學科過去的觀念有時有嚴重的歪曲。他比其他創造性領域的實踐者更多地把科學看成是按一條直線通向這學科的現在的優越地位的。總之,他把它看成是進步。當他留在這個領域時,對他來說沒有合用的替換物。    
  這些議論將不可避免地暗示,一個成熟的科學團體的成員,像奧威爾的 1984年的典型特徵一樣,是由當局重寫的歷史的犧牲品。而且,那種暗示並不是完全不適當的。在科學革命中既有損失也有收穫,科學家們對前者特別盲目。1另一方面,對通過革命取得進步的說明不可以停留在這一點上。要這樣做就意味著在這種科學中也許有權作出一種闡述,只要它不隱瞞在規範之間作出選擇的過程和權威的性質,就不會是完全錯的。如果只有權威,特別是如果只有非專業的權威是規範爭論的仲裁人,這些爭論的結果仍然可以是革命,但它不會是科學的革命。科學的存在本身依賴於在一種專門的團體成員中授予在各種規範之間作出選擇的能力。如果科學要生存和成長,這種團體必須多麼專門可以由人類抓住科學事業的微妙性本身來表示。我們已有記錄的每一種文明已經具有技術、藝術、宗教、政治體系、法律,等等。在許多情況下,文明的那些方面就像我們自己那樣去發展。但是,只有從古希臘傳下來的文明擁有不止是最初步的科學。大量科學知識是最近四個世紀以來歐洲的產物。沒有其他地方和時代支持過這種非常專門的團體,科學的生產率就來自這種非常專門的團體。    
  1科學史往往以一種特別驚人的形式遇到這種盲目性。這組從科學到盲目性的學生往往是他們所教的最值得獎賞的一組學生。但是;在開始時,通常也是最受挫折的。因為,學科學的學生「知道正確的回答」;要他們用自己的術語去分析一種比較古老的學科是特別困難的。     
  這些團體的本質特徵是什麼?顯然,它們需要非常多的研究。在這個領域裡,只有最富有試探性的概括才是可能的。然而,一個專業科學團體中的成員有許多必要條件是非常清楚的。例如,科學家必須關心去解決自然界的行為問題。此外,雖然他對自然界的關係也許在地球範圍以內,可是他所研究的問題,必須是詳細的問題。更重要的是,使他滿意的解也許不僅是個人的,而必須是許多人都接受的解。可是,接受這種解的團體,可不是從整個社會中隨便地得到的,倒不如說是科學家的專業相同的人們的有明確界限的團體。科學生活的最堅定的雖然還沒有寫出來的規則之一是一般科學問題禁止向國家首腦或者平民大眾提出呼籲。承認有獨一無二的有能力的專業團體存在,並接受它作為專業成就的唯一的仲裁者的角色,還有更深刻的含意。這種團體的成員,作為個人,依靠他們所具有的訓練和經驗,必須被看成是這種遊戲規則或者明確判斷某些等價基礎的唯一擁有者。懷疑他們有這樣一些評價的基礎就要承認科學成就有不一致的標準存在。承認這些就不可避免地會引起在科學中真理是否能一致的問題。    
  科學團體其所有的這種特徵的一小張清單完全是從常規科學的實踐中提出來的,而且它應當有這些特徵。科學家通常受過這種活動的訓練。可是,請注意,雖然這張清單很小,已經是以把這樣的團體同所有其他專業團體分開。此外,還要注意,儘管這張清單來自常規科學,它卻說明了這個團體在革命期間、特別是在規範爭論期間的回答的許多特徵。我們已經觀察到這種團體必須把規範改變看成是進步的。現在我們也許認識到,這種觀念的重要方面是自動實現的。科學團體是通過規範改變使解決了的問題的數量和精確性達到最高的最有效的工具。    
  因為,科學成就的單位是解決了的問題,而且因為這種團體很好地知道,哪些問題已經解決了,少數科學家將很容易被說服去採取一種觀點,並且重新開始探索以前已經解決了的許多問題。自然界本身必須首先使以前的成就看來好像是成問題的,以削弱專業可靠性的基礎。甚至當這一點已經出現,而且已經引起了規範的新的候補者時,除非相信已經遇到了兩種全都很重要的條件,科學家們將不願意信奉它。首先,新的候補者必須似乎要解決某些不能以其他方式遇到的著名的和普遍承認的問題。第二,新規範必須允許保持比較大的一部分具體解決問題的能力,這種能力對於科學來說由於它的先驅者已經增長了。在科學中就像在其他許多創造領域中一樣,為了他們自已,新事物並不是一種感到需要的東西。結果,儘管新規範很少或者從來不擁有他們的先驅者的全部能力,他們通常保持著過去的成就的許多最具體的部分,而且他們總是允許具體問題的附加的解。    
  這個問題說了許多並不是暗示解決問題的能力對規範選擇來說是唯一的或者明確的基礎。我們已經注意到許多理由,為什麼不能有那種標準。但是它確實使人想起,一個科學專家的團體會做它所能做的一切,以保證調集起來的資料的繼續增長,而且它能精確而細緻地處理它。在這種過程中,這個團體會蒙受損失。有些老問題往往必須排除。此外,革命常常使這種團體在專業上關心的範圍變得狹隘,使它專門化的範圍增加,並且使它同其他科學團體和外行的交往都減少。雖然科學在深度上一定增加,它在廣度上也許並不增加。如果它確實是這樣,那麼這種廣度主要表現在科學專業的激增上,而不只是表現在任何一個專業的範圍上。然而,對個別團體來說,儘管有這樣那樣的損失,這些團體的性質對於已由科學解決了的問題的清單和個別問題的解的精確性將日益增長兩者都提供了事實上的保證。至少,無論如何只要它能提供,這種團體的性質是會提供這樣一種保證的。還有什麼是比料學團體的決定更好的標準呢?    
  最後幾節指出了方向,我相信一定會在科學中找到進步問題的一個更精確的解。也許他們表明,科學的進步完全不是我們對它理解的那樣。但是,他們同時表明,一種進步不可避免地會表示科學事業的特徵,只要這樣一種事業存在的話。在科學中不需要另一種進步。為了更加精確,我們也許必須放棄這種明確的或含蓄的觀念。規範的改變使科學家和向他們學習自那些人越來越接近真理。    
  直到這最後很少幾頁,「真理」這個名詞僅僅在弗蘭西斯·倍根的一處引文中才進入了這本小冊子,現在是注意這一點的時候了。甚至在那幾頁裡,它也只是作為科學家的信念的一種來源進入的,當這種專業的主要任務是要淘汰一切而只留一套規則時,除了革命時期以外,對於做科學工作來說,不相容的規則是不能共存的。在這本小冊子裡描述過的發展過程,是一個從原始開端的進化過程,這個過程的相繼階段是由對自然界的日益詳盡細緻的理解來表示的。但是,對無論什麼來說,使它成為一個進化過程,並沒有也不會說出什麼。那種空隙不可避免會打擾許多讀者。我們全都深深地習慣於把科學看成是一種不斷地接近於自然界預先安排的某些目的的事業。    
  但是,需要有這樣的目的嗎,我們能不能根據這種團體在任何時期的知識狀況用進化來說明科學的存在及其成就呢?它是否確實有助於設想:有一種對自然界的完備,客觀而又真實的說明呢?以及科學成就的特有標準是它把我們引向那最終目的的程度嗎?如果我們能學會用根據我們確實知道的進化來代替我們想要知道的進化,許多令人煩惱的問題也許會在這種過程中消失。例如,在這種迷宮的某個地方必然會有歸納的問題。    
  我還不能詳細說明這種候補的科學進步觀的結果。但是,它有助於認識這裡介紹過的概念變換,非常接近於西方人在一個世紀以前採取的那種概念變換。當達爾文在 1859年第一次發表了他的由於自然選擇的進化理論時,使許多專業人員最傷腦筋的既不是物種變化的觀念,也不是人可能有來自猿的血統。指明進化的論據,包括人的進化在內,已經積累了幾十年了,進化思想在以前就已經提出並廣泛地傳播了。雖然進化本身確實遇到了特別是來自某些宗教團體的抵抗,但它決不是達爾文主義面臨的最大的困難。那種困難堵住了一種更加接近達爾文自已的思想。達爾文主義以前的所有著名的進化理論——拉馬克,錢伯斯,斯賓塞和德國的自然哲學——已經認為進化是一個有目的的過程。人和動植物群的「思想」被斯為是從生命最初創造時起也許在上帝的心裡就已經有了。那種思想或計劃為整個進化過程提供了方向和指導力量。進化發展的每一個新階段是一開始就已經有了的一種計劃的比較完善的實現。1    
  對於許多人來說,廢除這種神學的進化是最重要的,至少是合乎達爾文的建議的趣味的。2《物種起源》不承認有上帝或者自然界安排的目的。而是在既定環境中並且有現在近在手邊的有機體在起作用的自然選擇對逐漸地但是穩定地出現更為複雜的、進一步明確表達了的、非常專門化的有機體負責。甚至像人的眼睛和手這樣驚人適應的器官——設計這些器官以前已經為有最高級的設計家和一個先進計劃的存在提供了強有力的論據——也是一種過程的產物,它從原始的開端向無目的穩定地前進。僅僅由有機體之間的生存競爭發生的自然選擇,能產生人以及高等動物和植物這種信念,是達爾文理論的最困難和惱人的方面。在沒有一個特殊「目的」時,「進化」、「發展」和「進步」能意味著什麼呢?對於許多人來說,這樣一些名詞似乎是自相矛盾的。    
  1洛倫·艾斯利:《達爾文的世紀:進化和發現了它的人》(紐約, 1968年,英文版),第二、四、五章。     
  2關於達爾文主義同這個問題的一次著名的鬥爭的特別敏銳的說明,請參看 A.亨特杜潑利;阿薩·格雷,    
  1810~1888年(劍橋,麻省;1959年,英文版),第295~306.355~383頁。    
  把有機體的進化同科學思想的進化聯繫起來類比很容易推進得太遠。但是,對於結尾這一章的問題來說,它是非常近乎完善的。這種過程在第十二章中被描述為革命的解決,它是由科學團體內部衝突所選擇的實現未來科學的最適的方式。一連串這樣的革命選擇的最後結果,由正常研究的各個時期分開;是一套我們稱之謂現代科學知識的適應得很好的工具。這種發展過程的相繼階段,是以連接方式和專門化的增加為標誌的。而且整個過程也許已經發生了,就像我們現在設想生物進化現在所做的那樣,但沒有受益於一種預先準備好的目的,一種永恆不變的科學真理,它在科學知識的每一個發展階段上只是一個比較好的典型。然而,迄今為止,注意這場爭論的任何人都會感到需要問,為什麼進化過程竟然會起作用。為了使科學成為可能,自然界,包括人在內必須是怎麼樣的,為什麼科學團體竟然會達到在其他領域中不能達到的牢固的一致?為什麼一致竟然能忍受一個接一個的規範改變?以及為什麼規範改變竟會總是產生比以前已知的那些在任何意義上都更加完善的工具?按照一種觀點,這些問題,除了第一個,已經回答了。但是,按照另一種觀點,這些問題就像這本小冊子開始時那樣還沒有解決。不僅這種科學團體必須是專門的。那種團體也是這個世界的一部分,這個世界也具有非常專門的特徵,這些特徵是什麼,我們並不比開始時知道得更準確。可是,為了使人可以瞭解這個世界,這世界必須是怎麼樣的這個問題並不是由這本小冊子創造的。相反,它像科學本身一樣古老,而且它仍然沒有得到回答。但是,在這裡不需要回答它。關於自然界的任何概念已經證明同科學的成長相一致,是同這裡提出的科學的進化觀點相一致的。因為這種觀點同仔細觀察科學生活也是一致的,在企圖解決許許多多仍然存在的問題時運用這種觀點是強有力的論據。     

<<科學革命的結構>> 〔完〕

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