IX 科学革命的性质和必然性

    这些意见容许我们最后考察为这篇论文提供篇名的问题。什么是科学革命，它们在科学发展中的作用是什么？对这些问题的许多回答在前几节里已经预先处理了。前面的讨论已经特别提出，科学革命在这里被当作是那些非积累的发展事件，在其中一套较陈旧的规范全部或局部被一套新的不相容的规范所代替。可是，还有许多话要说，而且它的主要部分可以由进一步询问一个问题提出。为什么规范的变化应当称为革命？在政治发展和科学发展之间的巨大的和本质上的差别面前，什么对应能证明两者中发现革命的隐喻是正确的？


    对应的一个方面必须已经是明显的。政治革命是由于愈来愈感到，尽管常常限于政界的一部分，现有制度已不足以应付由它们造成的环境所提出的问题而开始的。大体上相同，科学革命也是由于愈来愈感到，尽管也常常限于科学界的一个狭小的部分，现有的规范在探索自然界的一个方面已不起作用而开始的，对这个方面规范本身以前是起带头作用的。在政治发展和科学发展中，机能失灵的感觉能导致危机，它是革命的先决条件。而且，虽然公认它曲解了这个隐喻，即对应不仅适合于可归因于哥白尼和拉瓦锡的那些主要的规范变化，而且也适用于小得多的规范变化，它是同吸收一种新现象象氧或 X-射线等联系在一起的。正如我们在第五节末尾注意到的，科学革命需要只对那些现象看来好象是革命的，它们的规范是受他们影响的。对于局外人来说，他们也许象二十世纪初的巴尔干革命一样，看来好象是发展过程的正常部分。例如，天文学家们能把X-射线仅仅当作一种附加的知识来接受，因为，它们的规范是不受新辐射的存在影响的。但是，对于象开尔文、克鲁克斯（Crookes）和伦琴等人来说，他们的研究讨论了辐射理论，或阴极射线管、X-射线的出现必然违背了一种规范，就象它创造了另一种规范一样。那就是为什么这些射线只有通过某些最初同正常研究不对头的东西才能发现。


    对政治发展和科学发展之间这种类似事件的遗传方面应当不再受怀疑。可是，这种类似还有第二和更意味深长的方面，第一方面的意义也依赖于这个方面。政治革命的目的是要用禁止那些制度的办法去改变政治制度。因而，它们的成功必须部分地消灭一套制度，以支持另一套制度，而在过渡期间，社会根本不是完全受制度支配的。最初只有危机减弱政治制度的作用，就象我们已经看到它减弱规范的作用一样。显然有越来越多的个人同政治生活日益疏远，并在其中表现出越来越离心离德。然而，随着危机深化，这些人中有许多人献身于在一种新制度的框架中改造社会的某些具体建议。这个社会在那些问题上分化为竞争的阵营或党派，一派力求保卫旧制度，其他派别则力求建立某些新制度。一旦两极分化已经出现，政治上求助就破产了。因为，他们对制度的模型意见不同，政治变革就是在这种制度模型内达到并予以评价的，因为他们承认并没有超制度的框架用以判断革命的分歧，各党派对革命的冲突最终必须诉诸大规模的说服方法，常常包括武力。虽然革命在政治制度的发展中曾经具有生死存亡的作用，那种作用依赖于它们部分地是在政治和制度以外的事件。


    这篇论文的剩余部分目的在于说明，规范变化的历史研究暴露了科学进展中的极为类似的特征。在竞争着的规范之间就象在竞争着的政治制度之间作出选择一样，原来只要在社会生活的不相容的方式之间作出选择。因为，这种选择的特征并不是而且也不能是仅仅由常规科学所特有的评价程序来决定，这些特征部分地依赖于一种特殊的规范，而那种规范是处在争论中的。当规范进入关于规范选择的争论时，它们的作用必然是循环的。每一个集团都用它自己的规范去为保卫那种规范辩护。


    当然，循环的结果不会使论据腊误或无效。不过以一种规范为前提的人在为这种规范辩护时，对那些采纳新自然观的人们会喜欢什么科学实践还是能提供一个清楚的说明的。那种说明可以是很有说服力的，常常也是令人不能不相信的。然而，不论它有多大力量，循环论据这种情况只是有说服力。它不能从逻辑上甚至从几率上迫使那些拒绝这种说明的人们进入这个集团。两派对一场关于规范的争论所具有的前程和价值是不够广泛的。在规范选择中就象在政治革命中一样，没有比有关团体的赞成更高的标准了。为了发现科学革命是怎样产生的，我们就不仅必须考察自然界的和逻辑的冲突，而且必须考察在相当专门的集团中生效的有说服力的辩论技巧，那种集团组成科学家的团体。


    为了发现为什么规范选择这个问题决不能单靠逻辑和实验明确地解决，我们必须简短地考察一下把传统规范的支持者同他们的革命的继承者分开的各种分歧的性质。这种考察是这一节和下一节的主要对象。可是，我们已经指出了这种分歧的许多例子，而且没有一个人会怀疑历史能提供其他许多例子。可能怀疑他们的存在的是什么？因而，必须首先考虑的是什么？那就是提供关于科学本性的主要资料的例子。同意抛弃规范已经是一种历史的事实，是否说明人类的轻信和混乱呢？为什么吸收一种新现象或者一种新的科学理论必须要求拒绝一种较陈旧的规范呢？是否有本质的理由呢？


    首先要注意，如果有这样的理由，他们也不是从科学知识的逻辑结构中引伸出来的。原则上，一种新现象出现应当对过去的科学实践的任何部分都没有破坏性。虽然在月球上发现生命对现存的规范是有破坏性的（这些规范告诉我们有关月球上的事物似乎同那儿有生命存在是不相容的），而在银河系的某些不大著名的部分发现生命就不会。由于同样的原因，一种新理论并不一定同它的先驱冲突。它唯一地应当讨论以前不知道的现象，就象量子理论讨论（意味深长地但不是唯一地）二十世纪以前未知的亚原子现象。或者，这种新理论只不过是比那些以前已知的更高水平的理论，一种把一整批较低水平的理论连在一起的理论，而没有从实质上改变任何一种理论。今天能量守恒理论正好把力学、化学、电学、光学和热理论等连接起来。在新旧理论之间还能设想出其他可以和谐共有的关系。他们全部应当由历史过程来说明，科学已经通过这种历史过程发展起来了。只要他们是这样，科学的发展就会是真正的积累。各种新现象只不过揭示自然界的一个方面的秩序，在那里以前什么也没有看到。在科学的进展中，新知识将代替无知而不是代替另一种不相容的知识。


    当然，科学（或者某些其他事业，也许效果较小）应当以那种完全积累的方式发展。许多人相信它是这样发展的，大多数人似乎仍然设想，积累至少是历史发展会发扬的一种理想，只要它不那么经常地被人类物质所歪曲。那种信念是有重要理由的。在第 X节中我们将发现，科学是积累的这种观点同一种占优势的认识论多么紧密的纠缠在一起，那种认识论认为知识是由思维直接放在原始感觉资料上的一税结构。在第XI节中，我们将考察由有效的科学教育方法对同样的编史工作纲要提供的强有力的支持。不过，尽管那种理想的形象似乎很有理由，也有日益增长的理由怀疑它能不能是科学的一种形象。在前规范时期以后，吸收所有新理论和几乎所有新现象，事实上都要求破坏以前的规范，以及随后发生的科学思想的竞争着的各学派之间的冲突。由积累而获得没有预料到的新颖事物，对科学发展的规则来说已证明几乎是不存在的例外。认真对待历史事实的人，必然怀疑科学并不倾向于我们对它的积累形象所提示的理想。也许它是另外一种事业。


    可是，如果反对的事实能把我们推进得那么远，那末再看一看我们已经涉及的理由，就会暗示，由积累获得新颖事物不仅事实上很少，而且原则上未必会有。正常研究是积累的，它把它的成就归功于科学家们有规则地选择问题的能力，那种问题能用接近于那些已经存在的概念和仪器的技术去解决。（那就是为什么对有用问题的过分关心能如此容易地抑制科学发展，而不顾它们同现有知识和技术的关系。）可是，力求解决由现存知识和技术规定的问题的人，不只是东张西望。他知道，他想得到什么，他设计地的工具，并适当地指导他的思想。没有预料到的新颖事物，新的发明，只有在他对自然界的预期和他的仪器果然是错误的范围内才能出现。最终的发明的重要性本身常常是同它所预兆的反常现象的范围和难对付成正比的。于是，在揭示反常现象的规范和后来使反常现象类似规律的规范之间必然有冲突。在第 VI节中考察的通过规范的破坏而发明的例子并不使我们只面临历史上的偶然事件。在这些例子中发明必然是引起的，也没有其他有效的方法。


    同样的论据甚至可以更清楚地应用于发现新理论。一种新理论可以提出的原则上只有三种类型的现象。第一种是由现存规范已经很好地说明了的现象组成的，而且这些现象很少为理论建设提供动机或出发点。当他们象第 VII节末尾讨论过的用三种著名的预期去处理时，结果是理论很少被接受，因为自然界没有为辨别是非提供根据。第二类现象是由那些其性质为现存规范表明的现象组成的，但是它们的细节只有通过理论的进一步连接方式才能被理解。科学家们有许多时间把他们的研究对准这些现象，但是那种研究目的在于连接现有的规范，而不是发现新规范。只有当这些连接的企图失败时，科学家们才遭遇第三类现象，即已被认识的反常现象，其特征是它们顽固地拒绝被现有规范吸收。只有这类现象才引起新理论。除了各种反常现象以外，规范为科学家的视野中由理论决定的地方提供一切现象。


    但是，如果新理论要解决现有理论对自然界的关系中的反常现象，那么这个成功的新理论必须容许在某些地方有不同于来自前人的预见。如果两者在逻辑上是不相容的，就不可能发生那种不同。在被吸收的过程中，第二种理论必须取代第一种理论。甚至象能量守恒那样的理论，今天看来好象是一种合乎逻辑的上层结构，它仅通过独立建立的理论与自然界联系起来，没有规范破坏，历史上也不发展。相反，它是由一次危机产生的，其中一个主要因素是牛顿力学和某些新近形成的热的热质论结果之间的互不相容。只是在热质论已经被抛弃以后，能量守恒才能成为科学的组成部分。①而且也只有在它已经成为科学的组成部分若干时间以后，它才能被看成是一种逻辑上较高类型的理论，一种同前人不冲突的理论。在关于自然界的信念中没有这些破坏性的变化，就很难看出新理论是怎样兴起的。虽然逻辑上包括在内仍然是连续的科学理论之间的关系中的一个可以容许的观点，它从历史上看是难以置信的。


    ①锡儿凡努斯· P·汤普森；《拉格斯的开尔文男爵威廉·汤姆逊的一生》（伦敦1910年，第一卷，第266～281页）。


    我想，在一个世纪以前，让革命的必然性停留在这一点上是可能的。但是，今天，不幸已经不行了，因为，如果接受现代最流行的关于科学理论的本质和作用的解释，那就不可能保持上面提出的关于这个问题的观点。那种解释同早期的逻辑实证主义密切有关，并没有无条件地被它的后继者抛弃，它将限制一种已被接受的理论的范围和意义，以便使它不可能同任何后来的对某些同样的自然现象做出预言的理论冲突。关于科学理论的这种受限制的概念的最著名和最强有力的情况是在讨论现代的爱因斯坦力学同牛顿的《原理》传下来的较古老的力学方程之间的关系时出现的。按照本文的观点，这两种理论在由哥白尼和托勒密天文学的关系所说明的那种意义上是根本上互不相容的：只有承认牛顿的理论是错误的，爱因斯坦的理论才能被接受。今天，这仍然是少数人的观点。①因而，我们必须考察最流行的反对它的意见。


    ① 例如，见 P·P·维纳（Wiener）的意见，载《科学哲学》第XXV卷（1958年）第298页。


    这些反对意见的要点如下：相对论力学不能证明牛顿力学是错误的，因为牛顿力学仍然被大多数工程师极为成功地运用着并且被许多物理学家有选择地应用着。而且，运用这种旧理论的适当理由已经代替它的理论本身在其他应用中证明。爱因斯坦的理论能用来证明，来自牛顿方程的预言，同我们满足于少数限制性条件中应用的测量工具一样好。例如，牛顿理论要提供一个良好的近似解，被考察的物体的相对速度同光速比较必须是小的。在受这种条件和其他少数条件支配下，牛顿理论好象是可以从爱因斯坦理论中推导出来的，因而，它是爱因斯坦理论的一个特殊情况。


    但是，反对意见继续指出，没有一种理论有可能同它的特殊情况冲突。如果爱因斯坦的科学似乎使牛顿力学错了，那只是因为有些牛顿主义者是如此不小心，以致要求牛顿产生完全精确的结果，或者要求它在很高的相对速度上也有效。既然他们不可能有任何证据支持这样的要求，当他们提出这样的要求时，就背叛了科学的标准。就牛顿理论曾经是受到有效证据支持的真正的科学理论而论，它仍然是真正科学的理论。只是对这理论的过高要求——那种要求决不是科学的正确部分——才能被爱因斯坦证明是错误的。清除了这些人为的过高要求，牛顿理论从来没有而且也不可能受到挑战。


    这种论据的某些变种，完全可以使被一个著名的有能力的科学家集团运用过的任何理论免受攻击。例如，很有害的燃素说，使大量物理现象和化学现象有了秩序。它说明了为什么物质燃烧，是因为他们的燃素丰富，以及为什么金属和它们的矿石有这么多共同的性质。因为金属全部是由各种元素同燃素化合而成的，全部金属共有的燃素产生了共同的性质。另外，燃素说明了许多反应的原因，在这些反应中，酸是由象碳和硫那样的物质燃烧形成的。它也说明了，当燃烧在一份体积有限的空气中发生时体积的减少，因为空气吸收了由燃烧释放的燃素，“损坏了”空气的弹性，正如火“损坏了”钢制弹簧的弹性一样。①如果这些是燃素理论家对他们的理论所要求的仅有的现象，那种理论就决不可能受到挑战。同样的论据将满足曾经完全成功地应用于任何现象范围的任何理论。


    但是，要用这种方法来拯救各种理论，它们的应用范围必然受到那些现象和观察的精确性的限制，手头的实验证据已经讨论了这个问题。②只要再前进一步（一旦迈出了第一步，就很难避免这一步），这样一种限制就会禁止科学要求“科学地”谈论任何不是已经观察到的现象。这种限制即使在它的现代形式中也禁止科学家在自己的研究中依靠一种理论，再当研究进入一个领域，或者追求某种程度的精确时，过去的实践和理论都没有为这种研究提供先例。这种禁令在逻辑上是不能排除的。但是，接受这些禁令的结果便会是研究的终结，通过这种研究，科学可以进一步发展。


    ①詹姆斯· B·柯南：《推翻燃素说》（剑桥，1950年，第13～16页）；以及J．R．巴丁：《化学简史》（第2版；伦敦，1951年，第85～88页），H.迈兹热：《牛顿、斯塔尔、波尔哈夫和化学学说》（巴黎，1930年）第II部分中，对燃素说的成就作了最充分的和最有好感的说明。


    ②比较由 R．B．勃雷斯韦（Braithewaite）：《科学说明》，（剑桥；1953年），第50～87页；特别是第76页，通过一种很不相同的分析所达到的结论。


    事实上那问题此刻已经是一种同义反复。不信奉某一种范围就不可能有常规科学。而且那种信奉必须延伸到没有先例的领域和精确程度。如果它不延伸，这规范就不能提供还没有解决的谜。而且，不只是常规科学依赖于信奉一种规范。如果现有的理论只是使科学家受现有的应用约束，那就不可能有意外事件、反常现象或危机。但是，这些只不过是指出通向非常科学之路的路标。如果对一种理论的合法应用范围照字义采纳实证主义者的限制，告诉科学界什么问题可以导致根本改变的机理必须停止起作用。当这种情况发生时，科学界不可避免地会回到某种很象它的前规范状态，在这种条件下，所有成员都讲究科学，但是在这种条件下，他们的总产品简直不象科学。是否真有人对重大科学进展的代价是赞成冒风险犯错误呢？


    更重要的是，在实证主义者的论据中展现了逻辑上的空隙，这种空隙会立刻把我们重新引向革命变革的本质。牛顿力学真能从相对论力学推导出来吗？这样一种推导看来象什么？设想有一组陈述</a>， E 1 ，E 2 ，…，E n ，他们体现相对论的定律。这些陈述包含各种变量和参数，表示空间位置、时间、静止质量等等。从这些陈述出发，同逻辑装置和数学一起，可以推导出一整套进一步的陈述，包括某些可以由观察检验的陈述在内。为了证明牛顿力学作为一种特殊情况是适当的，我们必须给从增添附加的陈述，如（v/e） 2 <<1，以限制参数和变量的范围。然后，这套扩大了的陈述被巧妙地加以处理，以产生一套新的陈述，N 1 ，N 2 ，……，N m ，这些陈述在形式上同牛顿的运动定律，引力定律等等是相等的。显然牛顿力学已经从受到少数条件限制的爱因斯坦力学中推导出来了。


    然而这种推导至少在这一点上是不合逻辑的。尽管见是相对论力学定律的特殊情况，他们并不是牛顿的定律。或者，除非那些定律在某种程度上重新解释，他们就不是，而在爱因斯坦的工作以后，这已经不可能了。爱因斯坦学说 E 1 中的变量和参数，代表空间位置、时间、质量等等，在见中仍然出现；而且它们在那里仍然代表爱因斯坦的空间、时间和质量。但是这些爱因斯坦学说的概念的物理参照系同那些牛顿学说的有同样名称的概念决不是相等的。（牛顿学说的质量是守恒的；爱因斯坦学说的质量同能量是可以转化的。只有在相对速度较低时，两者才能以同样的方式去测量，而且即使那时他们也一定不能被没想为相同的。）除非我们改变从中的变量的定义，我们导出的陈述就不是牛顿学说的。如果我们真的改变它们，我们就不能严格地说，至少不是现在普遍公认的“导出”的意义上说导出了牛顿定律。当然，我们的论据已经说明了为什么牛顿定律好象在任何时候都是起作用的。它也证明了比如说一个行动中的汽车司机这样做是正确的，他仿佛生活在牛顿学说的宇宙里。同样类型的论据常常用来证明向测量员讲授地心说天文学是正确的。但是这论据仍然没有完成它想要做的事。那就是说，它还没有证明牛顿定律是爱因斯坦定律的一种极限情况。因为在向极限过渡时，不只是这定律的形式改变了。同时我们还必须改变基本的结构单元，这宇宙就是由这些基本结构单元组成的，那些定律是适用于这个宇宙的。


    改变确立了的和熟悉的概念的意义这种需要对爱因斯坦理论的革命影响来说是主要的。尽管比从地心说到日心说，从燃素说到氧，或者从粒子到波的变化更巧妙，这最终的概念变化仍旧是以前确立的规范的决定性的破坏。我们甚至可以把它看成是科学中革命性的重新定方向的原型。正因为它并不包含引进补充的对象或概念，从牛顿力学过渡到爱因斯坦力学特别清楚地说明了科学革命是概念的变位，科学家就是通过这种概念来观察这世界的。


    这些意见是以证明在另一种哲学观念中什么可以被认为是当然的。至少对于科学家来说，一个被抛弃的科学理论和它的后继者之间大多数明显的差别是真实的。尽管过时的理论始终能被看成是它的最新的后继者的一种特殊情况，它必须为此目的而被改造。同时这种改造只有在事后认识到有益时才能被接受，它是最新理论的明确的指南。而且，即使那种改造是在解释比较古老的理论时使用的一种合法工具，应用的结果全是一种受限制的理论，以致它只能重新说明已知的东西。因为它经济，那种重新说明总是有效的，但是它不足以成为研究的指南。


    因此，现在让我们承认，前后相继的规范之间的差别是必要的和不可调和的。那末我们能不能更清楚地说明那些差别是什么吗？我们已经反复地说明了最明显的类型。相继的规范告诉我们有关这个宇宙的成员和那些成员的行为的各种不同的事情。那就是说，对于象亚原子粒子的存在，光的物质性和热或能量的守恒等这样一些问题，他们意见不同。这些是前后相继规范之间的实质性差别，而且他们不需要进一步的说明。但是，各种规范不止在实质上不同，因为它们不仅受自然界指导，而且也支持产生它们的科学。它们在任何时代都是被成熟的科学团体接受的各种方法、问题范围和解的标准的来源。结果是，接受一个新规范常常必须重新定义相应的科学。某些老问题可以移交给另一门科学或者被宣布为完全“不科学的”。其他以前不存在或者无足轻重的问题，有了新规范，可以成为重大科学成就的原型。而且随着问题的变化，把真正科学的解同仅仅是形而上学的思辨、文字游戏或者数学游戏区别开来的标准常常也在变化。从一次科学革命中出现的常规科学的传统，同以前已经过时的传统不仅是不相容的，而且事实上常常是不能相提并论的。


    牛顿的工作对标准的十七世纪科学实验传统的冲击，为规范改变的这些微妙作用提供了一个惊人的例子。在牛顿以前，这个世纪的“新科学”已经诞生了，终于成功地抛弃了亚里士多德学派和经济学派用物体的本质表达的说明。说一块石头降落是因为它的“本性”驱使它趋向宇宙的中心，已经成为看来仅仅是一种同义反复的文字游戏，某种它以前不是这样的东西。从今以后，感觉现象的全部通量，包括色、味、甚至重都要用基础物质的基本粒子的大小，形状，位置和运动来说明了。把其他性质归因于这基本的原子是乞灵于神秘，因而越出了科学的范围。一位医生由于把一种安眠效能归属于鸦片而说明了鸦片的效能是催眠，当莫利哀嘲笑这位医生时，他正确地抓住了这种新精神。在十七世纪后半期，许多科学家宁愿说，鸦片粒子的圆形使它们能镇静被他们激动的神经。①


    在较早时期，用神秘性质的词句来解释已经成为多产的科学工作的不可缺少的部分。尽管如此，十七世纪新提出的机械粒子解释已被证明对许多科学都有巨大效果，使他们摆脱了用普遍接受的难以解决的问题，并建议同其他问题来代替它们。例如，在力学中，牛顿的运动三定律，与其说是新实验的产物，倒不如说是企图用最初的中性粒子的运动和相互作用重新解释著名的观察的产物。只要考察一个具体说明就行了。由于中性粒子只要靠接触就能相互作用，机械粒子的自然观就把科学上的注意力指向崭新的研究主题，由碰撞改变微粒的运动。笛卡儿宣布了这个问题，并提出了它的第一个被公认的解。惠更斯（ Huyghens）、雷恩（Wren）、沃利斯（WalliS）更进一步推进了这个问题，部分靠摆锤碰撞实验，主要靠把以前著名的运动特征应用于新问题。而牛顿则把他们的结果纳入他的运动定律。第三定律的“作用”和“反作用”相等，是由双方对碰撞所经验到的运动量的变化决定的。运动的同样的变化提供了第二定律中含有的动力学上的力的定义。在十七世纪，在这种情况下，就象其他许多情况下一样，微粒规范引起了一个新问题和那个问题的大部分解。②


    ①关于一般微粒论，见玛利·波瓦：《机械哲学的确立》，《奥西利斯（ Osiris）》，第X卷（1952年），第412～541页。关于粒子形状对味的效应，同上，第483页。


    ② R．杜加斯：《十七世纪的力学》（纳沙特尔，1954年）第177～185，284～298，345～356页。


    然而，尽管牛顿的许多工作是针对由机械粒子世界观引伸出来的各种问题和概括出来的标准的，由他的工作引起的规范的效果是科学上合理的各种问题和标难的进一步的和部分破坏性的变化。引力被解释为每一对物质粒子之间的一种应有的吸引，象经院学者的“降落倾向”一样同样是一种神秘的性质。因而，当微粒论的标准仍然有效的时候，寻求引力的力学解释，对那些把《原理》当作规范来接受的人来说，是一个最富有挑战性的问题，牛顿很注意这个问题，他的十八世纪的许多后继者也是如此。从外表上看唯一的选择是抛弃牛顿的理论，因为它不足以说明引力，那种抉择也是广泛被采纳了的。然而，这些观点没有一个取得最后胜利。没有《原理》，不论是对实验科学还是对遵守十七世纪的微粒标准的工作，都是不可能的，科学家们逐渐地接受了引力确实是固有的观点。到十八世纪中期，那种解释已经普遍地被接受了，结果是真正回复到经院学者的标准（这种回复不同于倒退）。固有的吸引和排斥把大小、形状、位置和运动连结成为物理上不能再简化的物质的原初性质。①


    ① I．B．柯享：《弗兰克林和牛顿：对思辩的牛顿实验科学及其一例，弗兰克林在电学中的工作的探究》（菲拉德尔菲亚，1956年；第VI～Vll章）。


    物理科学的标准和成问题的领域中的变化又一次成为理所当然的。例如，到 1740年，电学家们可以谈论电流的吸引“效力”而没有因此招致一个世纪以前呈现在莫利哀的医生面前的嘲笑。当他们这样做的时候，电的现象愈加表现出一种不同于当它们被看成是力学以太的效应时所显示的秩序，那种效应只是靠接触才能起作用。特别是当电的超距作用本身有资格成为研究题目时，我们现在叫做由感应生电的现象，可以被认为是它的效应之一。以前，当完全看到时，它被归日于“大气”的直接作用，或者在任何电学实验中不可避免的漏电。感应效应这种新观点是弗兰克林分析莱顿瓶和电学的一种新的牛顿规范出现的关键。力学和电学也不是受到合法化地寻找物质固有的力的影响的唯一科学领域。一大批十八世纪关于化学亲和力和置换的文献，也是由牛顿主义的这种超力学方面引伸出来的。化学家们相信各种化学品种之间的吸引有微小差别，他们提出以前没有想到的各种实验，并寻求各种新的反应。没有这种资料和在那过程中提出的化学概念，拉瓦锡特别是道尔顿的后期工作就会是不可理解的。①决定可以容许的问题、概念和解释的标准方面的变化能改变一门科学。在下一节中我甚至要提出一种感觉，他们在改变这个世界。


    在前后相继的规范之间这些非本质的差别的其他各种例子可以追溯到任何科学史的任何发展时期，暂时让我们满足于其他两个简单得多的说明。在化学革命以前，化学的公认的任务之一是要说明化学物质的性质和这些性质在化学反应期间经历的变化。借助于少数基本原理——燃素说就是其中之————化学家想要说明为什么某些物质是酸性的，而且他是金属的，可燃烧的，等等。在这个方面已经取得了某些成就。我们已经指出过，燃素说明了为什么金属如此相象，而且我们能为酸提出同样的论据。可是，拉瓦锡的改革，最后废除了化学“原理”，并且因此以剥夺化学的某些真正的和许多可能的解释能力而告终。为了补偿这个损失，需要标准上的变化。在十九世纪的许多时间里不能解释化合物的性质并不是对一种化学理论的起诉书。②


    ①关于电学，见同上，第 Vlll～压章。关于化学，见迈兹热，前引书，第1部。


    ② E．梅那逊：《同一和实在》（纽约，1930年）第X章。


    或者，再举一个例子，克拉克·麦克斯韦和十九世纪光的波动理论的其他支持者相信，光波必然是通过一种物质的以太传播的。设计一种机械的介质以支持这样的波是他的许多最有才干的同时代人的一个标准问题。可是，他自己的理论，即光的电磁理论，根本没有描述能支持光波的介质，而且，很清楚要作出这样一种描述好象比它以前所提供的更难。最初，麦克斯韦的理论由于这些理由被广泛地拒绝了。但是，象牛顿的理论一样，麦克斯韦的理论已被证明难以免除，而且随着它达到规范的地位，科学界对它的态度也改变了。在二十世纪的最初十年，麦克斯韦坚持力学以太的存在看来越来越象口头上说说的漂亮话，它并没有强调这类话，而且设计这样～种以太介质的各种尝试已经被放弃了。科学家们不再认为谈论电的位移而不详细说明什么在位移是不科学的了。结果又是一套新的问题和标准，其中～个结果与相对论的出现密切有关。①


    科学界对它的合法问题和标准的概念中这些波特的转变，对这篇论文的论点只有较小的意义，只要人们能假设，这种转变的出现，在方法论上总是从某种较低级的类型趋向某种较高级的类型。在那种情况下，它们的效果也会象是积累的。怪不得有些历史学家已经争辩说，科学史记</a>录着人们关于科学本质的概念越来越成熟和精炼。②然而，要获得科学问题和标准积累发展那种情况，甚至比理论的积累发展那种情况更困难。解释引力的尝试不是针对一个实质上非法的问题，虽然富有成果，还是被十八世纪大多数科学家抛弃了；反对内在的力既不是在某种贬低意义上本来不科学的，也不是形而上学的。没有外部的标准客体那种判断。发生的既不是标准的下降，也不是标准的提高，而只不过是采用新规范所要求的一种变化。而且，那种变化从那时以来已经倒转了，而且能再次变化。爱因斯坦在二十世纪成功地证明了引力的吸收，而且那种说明已经使科学回到一组准则和问题，在这个特殊方面，更象牛顿的前人，而不是他的后继者。或者，再举一个例子，量子力学的发展已经取消了由化学革命引起的方法论上的禁令。化学家们现在极为成功地企图解释在他们的实验室里产生的物质的聚集状态和其他性质。类似的倒转甚至在电磁理论中也在进行着。在现代物理学中，空间并不是牛顿和麦克斯韦这两种理论中应用的惰性的和均匀的物质；它的某些新性质同一度赋予以太的那些性质不是不相似的；有朝一日我们会知道什么是电的位移。


    ①且 T．惠泰克：《以太和电的理论的历史》，第D卷（伦敦，195s年）第28～30页。


    ②企图把科学发展纳入这张普罗克拉斯的床的一个卓越的和最新的例子，见 C．C．吉立斯：《客观性的界限：科学思想史论文集》（普林斯顿，1960年）。


    由于规范起作用的重点认认识方面转移到标准方面，前面几个例子就扩大了我们对规范形成科学生活的各种方法的理解。前面，我们已经大体上考证了规范作为科学理论的一种媒介物的作用。它告诉科学家自然界包括和不包括各种实体以及那些实体的行动方式以此来起那种作用。这些资料提供了一张图画，其详情细节是由成熟的科学研宪阐明的。而且由于随便地加以研究的自然界是太复杂了和太变化多端了，那图画对科学的继续发展来说就象观察和实验一样重要。规范通过它们包括的理论来证明研究活动是基本的。可是，规范在其他方面对科学来说也是基本的，这才是要害。特别是，我们的大多数最新的例子表明，规范不仅以一张图画，而且也用某些对画图很重要的方面提供给科学家。在学习一种规范时，科学家获得的理论、方法和标准是在一起的，通常是一种分解不开的混和物。因而，当规范改变时，决定各种问题和提出的各种解的合法性的准则方面通常是有重要变化的。


    这种观察使我们回到了这一节由之开始的问题，即为什么在竞争着的各种规范之间作出选择时，经常会提出那些不能由常规科学的准则解决的问题，并为这个问题提供我们的第一个明确表示。两个科学学派对于问题是什么和解是什么有不同意见是不完备的有重要意义，他们在讨论各自的规范的优劣时，不可避免地会互相谈论。每一种规范都会表明它或多或少满足由它自己支配的准则，和缺少几个由它的反对者支配的那些准则，这经常导致部份循环论证的论据。逻辑联系的不完备性也还有其他理由，它们一贯地表示规范争论的性质。例如，由于没有一种规范曾解决它所定义的全部问题，同时由于没有两种规范会听任全部同样的问题不解决，规范争论总是包括这个问题；解决哪一个问题更有意义？象竞争的标准问题一样，价值问题只有用完全处在常规科学外面的准则才能回答，正是求助于外部准则最明显地使规范争论革命化。某些比标准和价值更基本的问题也成了问题。迄今我只证明了规范对于科学是基本的。现在我希望表示一种观念，即规范对于自然界也是基本的。