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问题。但另外一些，包括上文某些作为例证的，却似乎阴影重重。不管他能想出什么措词来，某些科学界成员总要反对的。不过，只要研究工作传统的内部联系可以按照规则来理解，这方面的共同根据就需要有某种说明。于是，想寻找一套足以形成某一常规研究传统的规则，就会接连不断地碰到重大挫折。
但只要认清这种挫折，就有可能找到根源。科学家们都会同意牛顿、拉瓦锡、麦克斯韦或爱因斯坦对一些突出的问题作出了似乎永恒的解答，他们却不会同意那种使解答具有永恒性的特有的抽象特征，尽管有时不一定意识到。就是说，科学家们在鉴别规范时可以一致，而在全面解释规范或使之合理化时意见不一致，甚至根本没有想去进行这样的解释或合理化。缺乏标准的解释，或没有一致同意归结为一些规则，就不能阻止规范指导研究。直接检查规范也能部分决定常规科学，但这个过程往往也要借助于而不依赖于规则和假设的形成。尽管一种规范的存在甚至并不一定意味着有什么整套规则的存在。①
这些说法的第一个后果，是不可避免地提出了问题。没有一套强有力的规则，还有什么能够把科学家限制到特定的常规科学传统呢？“直接检查规范”这个短语可能意味着什么呢？近年来路德维希·维特根斯坦（Ludwig Wittgenstein）对这一类问题提出了部分答案，尽管是在一种十分不同的上下文中提出的。而这种上下文关系却更为基本，更为熟悉，从而可以首先考虑他的论证形式。维特根斯坦问道，为了毫不含糊而且不会挑起争论地使用“椅子”、“树叶”或“游戏”等词，我们必需了解些什么呢？②
①迈克耳·波朗依（Michael Polanyi）曾天才地提出了一个非常类似的命题，证明科学家的许多成就都依赖于“不言而喻的知识”，也就是通过实践而获得的、不能明确分析的知识。见他的《个人知识》（芝加哥，1958年），特别是第V、VI章。
②路德维希·维特根斯坦：《哲学探讨》，G。E。M。安斯孔伯（Ansbe）译（纽约，1953年）；第31～36页。但维特根斯坦对于那一种必然要支持他所勾画的命名方法的世界，他却简直什么也没有说。因此以下所说的不能全部归之于他。
这个问题是很古老的，而且，只要说我们必然自觉地或直观地知道一张椅子、一片树叶或一场游戏是什么，这个问题一般也就得到了解答。这就是说，我们必须抓住全部的游戏和唯一的游戏所共有的某一组属性。但维特根斯坦的结论却说，只要有了我们使用语言的方式以及我们用来表述的那种世界，并不一定再有这样一套特征。讨论许多游戏或椅子或树叶所共有的某些属性，虽然常常可以帮助我们学会使用相应的词，但是并不存在一组既可以用到这一类的所有成分、同时也可以用到它的个别成分的特征。碰上一种前所未见的活动，我们就会用“游戏”这个词，因为这时我们所看到的活动同以前学会用这个名字来称呼的许多活动，很象是“一家人”。简言之，对维特根斯坦来说，游戏、椅子、树叶都是自然界的不同家族，每一个家族都有一张重选、交叉的相象之网。这张网充分说明，我们已成功地识别了有关的对象或活动。只要我们所说的家族互相重迭并且逐渐互相溶合起来——就是说，只要不是天生的家族——那么我们在识别和命名方面所获得的成功就会证实，相应于我们所使用的每一类名称都有一组共有的特征。
对于各种从单一常规科学传统内部所产生的研究问题和研究技巧，有些同类的东西也很有效。这并不是说，这些共同性的东西就满足了某些表面的甚至完全可以揭示出来的整套规则和假设，它们赋予传统所具有的特点并使之在科学思想中不断加强起来。这只是说，它们可以通过这种相象，通过模拟抱有疑问的科学界已承认是成就的科学某一组成部分而联结起来。科学家总是按照在学习和后来接触的文献中得到的模型进行工作，但他们往往并不怎么了解或者不怎么需要了解，是些什么样的特征使这些模型具有科学界规范的地位。正因为这样，他们再也不需要整套规则了，他们参与其中的研究传统所显示的这种一致性，并不意味着下面还有一套基本规则和假设可以通过历史研究和哲学研究而揭示。科学家们通常并不去问，也不去争辩，某一个问题或解答是怎样合理的，这就很容易使我们以为，至少是直觉地以为他们知道答案。这只能表明，无论是问题还是答案同他们的研究工作都没有什么关系。研究工作可以明明白白地从一套规则中引出来，但规范却比任何一套这样的规则都要更为优先，更为适合，更加完整。
到此为止，这一点还完全停留在理论上：如果不是发现不了的规则作梗，规范是能够规定常规科学的。为了使这个问题更清楚，更迫切，现在让我指出为什么我们相信规范正是这样起作用的一些理由。第一个理由已充分讨论过，即发现曾指导常规科学的规则，困难是很大的。这个困难，很象一个哲学家想说明一切游戏具有什么共同点时所遇到的困难一样。第二个——前一个其实就是它的必然结果——来源于科学教育的本质。已经很清楚，科学家决不会抽象地学习概念、定律和理论本身。相反，这些理性工具，在历史上和教学中，从一开始就是同应用一起并通过应用而优先显示出来的东西。一种新理论总是同它在某一具体自然现象领域的应用一起发表的，离开应用，理论不会有任何被接受的可能。被接受以后，这种以及其他应用就随着理论一起进入了教科书，未来的工作者即由此而学到他们的专业。在这里它们并不只是一种装璜，甚至也不只是一种证件。恰恰相反，学习理论的过程依存于应用研究，包括用纸和笔以及用实验室的工具实际解题。例如，如果学习牛顿力学的学生曾发现过“力”、“质量”、空间”、“时间”等术语的意义，那一定不是由于他从课本中不完善的，尽管有时也有所帮助的定义出发，而是由于他观察并参与了用这些概念解题的过程。
这个自己动手或通过行动的学习过程，一直贯穿在整个创立专业的过程之中。随着学生们从大学一年级上到通过博士论文，给他的问题也愈来愈复杂，愈没有先例可援。但是他们继续机械模拟以前的成就，同样，他们在以后的独立科学生涯中也是按常规投身于这样的问题中，人们可以随意设想，科学家就是这样从什么地方为自己直观地抽象出博奕规则来的，但没有什么理由可以相信这一点。许多科学家们，虽然可以轻易而有把握地谈论某一已成为现有研究工作一个具体部分的个别假说，但对于说明这个领域的已有基础、合理问题和方法的特征，却未必会比外行更好一些。如果他们彻底学会了这样的抽象，他们就可以主要通过他们的研究能力来表明。而不求助于假定的博奔规则，也可以了解这种能力。
科学教育的这些结果具有这样一个反面，即提供了第三个理由去设想：规范可以通过象抽象规则一样的直接模拟指导研究。。只有在有关科学界已毫无问题地接受了某种问题解法时，常现科学才能没有规范而继续进行下去。因此，只要人们感到规范和模型不可靠，规则就重要，无关乎规则的特征也会消失。事实也正是这样。特别是前规范时期是以频繁而激烈地争论合理方法、问题和求解标准为标志的，尽管这些争论主要是促进学派的划分，而不是达到一致。我们已谈过光学和电学的一些争论，在十七世纪的化学和十九世纪的地质学中，这种争论所起的作用还要大。①而且，这样的争论也没有由于规范的出现而一劳永逸地消失掉。在常规科学时期绝大多数争论虽然并不存在，但在科学革命之前和革命期间却可以有规则地再现出来，这时规范先受冲击，以后又随时可以改变。从牛顿力学到量子力学的过渡激起了许多关于物理学的本质和准则的争论，有些争论直到现在仍在进行。②有些今天仍然在世的人还会记得由麦克斯韦电磁理论和统计力学所引起的类似辩论。③更早一些，伽里略和牛顿力学的同化分用，在科学的合理准则问题上同亚里士多德派、笛卡儿派、莱布尼茨派都发生了一系列特别著名的争论。④对于他们领域的基本问题是否已得到解决，当科学家们没有取得一致时，对规则的探求就获得了一种一般情况下所没有的作用。但只要规范仍然可靠，即使没有对合理化取得一致意见，甚至根本没有想过合理化问题，规范也能够发挥作用。
（1）关于化学，见凡梅兹热：《法国从十七世纪开始到十八世纪结束的化学原理》，（巴黎，1923年），第24…27、146～149页Z玛丽·波阿：《罗伯特·波义耳和十七世纪化学。（剑桥，1958年），第II章。关于地质学，见沃特·F·坎农（Walte
F．Cannon）：《渐变论和突变论之争》《爱西斯》杂志，第LI卷（196O年），第38～55页；C。C．吉利斯庇（Gillispie）：《发生和地质学》（马萨诸塞州，坎布里奇，1951年），第IV～V章。
②关于量子力学中的争论，见让·乌莫（Jean Ullmo〕：《量子物理学危机》（巴黎，1950年），第II章。
③关于统计力学；见伦尼·杜加（Rene Dugas）：《波耳兹曼关于感觉的物理学理论及其现代的发展》（纳沙特尔，1959年），第158～184、2O6～219页。关于麦克斯韦工作之被接受，见马克斯·普朗克（Max
Planck）：《麦克斯韦在德国的影响》，载《詹姆士·克拉克·麦克斯韦：纪念册，1831～1931》（剑桥，1931年），第45～65页；特别是第58～63页；西凡尼·P·汤普逊（Silvanus．PThompson）：《拉格斯（Largd）的威廉·汤姆逊·开尔文男爵（William
Thomson Baron Kelvin）》（伦敦，1910年），第11卷，第1021～1O27页。
④关于同亚里士多德派战斗的实例，见A。柯依列：《关于从开普勒到牛顿的衰落问题的史实》，《美国哲学学会会报》，第XLV卷（1955年），第329～395页。关于同笛卡尔派和莱布尼茨派的争治，见庇尔·布鲁尼特（pierre
Bru）：《十八世纪牛顿理论的引进法国》巴黎，1931年）；A。柯依列：《从封闭世界到无穷宇宙》（巴尔的摩；1957年），第XI章。
本节最后论述：承认规范比共有的规则和假设具有优先地位，还有第四个理由。本文导言中曾提出，可以有大的革命，也可以有小的革命，有的只影响附属专业的成员，有的即使是发现一种出乎意外的新现象对这种集体也可以是革命。下一节将引进一种特定的革命，为什么会有那种革命还远远没有搞清楚。如果常规科学如上面所说的那么严密，如果科学界也那么紧密结合，一次规范的改变怎么会只影响一个小小的附属集体呢？上面已说过的似乎意味着，常规科学是一种唯一整体性的统一事业，必然同它所有的规范共存亡，也同其中任何一个规范共存亡。但科学显然很少是那样，甚至决不会那样。纵观整个科学领域；看来往往倒是一种各个不同部分之间结合松弛的结构。这一点同人们非常熟悉的观测没有任何冲突。恰恰相反，用规范代替规则会造成各不相同的科学部门以及更便于了解的专业。外在的科学规则只要有，一般就会广泛为科学集体所共有，但规范却不一定。有些科学部门彼此相距很远，比方天文学同植物分类学，这里的科学工作者们受教于非常不同的书中所描述的十分不同的成就。有些人即使处于同样或密切有关的部门中，一开头就研究了许多同样的书本和成就，他们却也会在专业专门化的过程中获得相当不同的规范。
试以物理科学家所组成的又大又分歧的物理学界为例。这个集体中的每一个成员今天都学过，比方说，量子力学，其中绝大多数也在他们的研究和教学中从某一点上运用了夏子力学定律。但他们并没有都学过这些定律的同一应用，从而他们也没有以同一方式受到量子力学实践变化的影响。在专业专门化的道路上，只有少数物理学家接触到量子力学的基本原理。另外一些仔细研究了把这些原理作为规范应用于化学，还有一些则应用于固态物理学，等等。量子力学对他们每一个究竟意味着什么，这取决于他们听过什么课程，读过什么课本，还研究过哪些报刊。由此可见，量子力学定律的变化对所有这些集体虽然都是革命性的，但这种变化只表明量子力学作为规范的某一种应用，因而只是对特定的附属专业的成员才必然是革命的。对这个专业的其他部分以及研究其他物理科学的人来说，就完全不一定有这样的变化了。简言之，虽然量子力学（或者牛顿力学，或者电磁理论）是许多科学家集体的规范，但并不是对所有的人都是一样的规范。因此，它可以同时决定常规科学的某一些没有因共同扩展而相互重迭的传统。在这样一种传统之中所产生的革命并不一定也扩展到别的传统中去。
对科学专门化的后果作一个简要说明，可能会加强这全部论点的说服力。有个研究者希望知道一点科学家们怎样看待原子论，就问一个著名的物理学家和一个卓越的化学家单个氦原子究竟是不是一个分子。两个人都毫不犹豫地作了回答，但回答得不一样。化学家认为氦原子是分子，因为它象一个分子一样按照气体运动理论行动。而物理学家则认为氦原子不是分子，因为它没有显出分子的光谱来。可以认为两个人都在谈论同一个粒子，但是各人又各自从自己所受的研究训练和自已的实践出发来看这个粒子。他们解决问题的经验告诉他们一个分子必然是什么。毫无疑问，他们的经验有许多是共同的，但在目前这种情况下，经验却无法告诉这两位专家同样的事情。当我们继续讨论下去就会发现，引出重大结果的规范有时可能具有怎样的差异。
VI 反常和科学发现的涌现
常规科学，即我们刚刚考察过的解难题活动，是一种高度积累性的事业，它追求的目标即科学知识稳步的扩大和精确化，是有杰出成就的。在各个方面它都极其确切地符合于科学工作最通常的观念。但科学事业一个十分典型的成果却在落空。常规科学的目标并不在于事实或理论的新颖，就是成功时也毫无新颖之处。而科学研究却不断地揭示出意料之外的新现象，科学家们也一再发明出崭新的理论。科学史甚至表明，科学事业创造了这样一种使人惊讶的唯一有力的方法。如果科学的这一特征同上面所说的一致，那么在规范下进行的研究就必然是一种特别有效的引起规范变化的方式。这正是事实和理论中所包含的本质上的新东西的作用。在一套规则指导下所进行的博奕无意之中造就了这些新东西，却需要精心制作另一套规则来吸收它们。它们一旦成为科学的组成部分，科学事业，起码是这些新东西所在领域的专家们的科学事业，就再也不会完全一样了。
既然先是发现，即出现新的事实，后是发明，即出现新的理论，那么我们一定要问，这一类的变化究竟是怎样发生的。但发现和发明的区别，也即事实和理论的区别，可以马上证明完全是人为的。这种人为性对本文一些主要论点是一个重要线索。本节其他部分考察某些发现之后，我们很快就会看到，它们并不是孤立的事件，而是持续的事件具有一种按一定规则周期出现的结构。发现开始于感到反常，也即发觉自然界不知怎么违反了由规范引起并支配着常规科学的预期。接着是对这个反常区域或多或少地扩大进行探索。直到把规范理论调整到反常的东西成了预期的东西为止。吸收～类新事实要求更多地调整理论，直到调整好——科学家学会以另一种方式看待自然界——一新的事实才会真正成为科学事实。
要知道新事实和新理论在科学发现中是怎样密切纠缠在一起的，可以看一个特别著名的例子：氧的发现。起码有三个人对此事拥有合法权利，而另外几个化学家在十八世纪七十年代早期也一定在试管中得到过这种浓缩的气体而不得知①。常规科学的进步，在这里也即气体化学的进步，准备好了彻底打开一条新的道路。最早一个取得这种气体的比较纯粹的样品是瑞典的药剂师C．W．舍勒（Scheele）。但我们可以忽略他的工作，因为直到到处都在反复宣布发现了氧以后他的工作才发表出来，从而没有对我们这里最为关心的历史模式产生什么影响。②第二个及时提出要求的是英国科学家和牧师约瑟夫·普里斯特利（Jpseph
priestley），他把红色氧化汞加热所释放的气体收集起来，作为对大量固态物质所放“空气”的一项长期的正常研究。1774年他把这样产生出来的气体看成是一氧化二氮，1775年通过进一步的检验，又看成是所含燃素少于通常情况的普通空气。第三个要求优先权的是拉瓦锡，他是在1774年普里斯特利实验以后，而且很可能是受到普里斯特利暗示的结果，才开始他的关于氧的研究工作。1775年初拉瓦锡就报告过，红色氧化汞加热所得气体是“没有任何改变的空气本身入除了＇
……变得更纯、更宜于呼吸。” ③到1777年拉瓦锡可能又利用普里斯特利的第二个暗示而得出结论说，这是另一种气体，是大气的两种主要成分之一，这是一个普里斯特利所永远不能接受的结论。
①关于氧的发现更经典的讨论，见 A．N．梅耳专（Meldrum）：《十八世纪的科学革命——第一阶段》（加尔各答，1930年），（第V章。最近有个不可少的评论，包括关于优先性争论的记载，即毛利斯·道玛（Maurice
Daumas）；《拉瓦锡——理论家和实验家。（巴黎，1955年），第ii～iii章。更完整的记载和目录，见T。S．库恩：《科学发现的历史结构》，《科学》，第CXXXVI卷（1962年6月1日），第760～764页。
②见乌诺·包克伦德（Uno Bocklund）：《舍勒给拉瓦锡的一封遗失的信》，《里希诺》（Lychnos）杂志，1957～1958年，第39～62页，对舍勒的作用有不同的评价。
③J．B�