第一章 導言：歷史的角色

(1)如果不把歷史僅僅看成逸事或年表的貯藏所，歷史就能徹底改變現(xiàn)在支配我們的科學形象。這幅之前形成的形象甚至是由科學家自己描繪的，主要來自于對已有科學成就的研究。這些成就記錄在經(jīng)典中，更晚近的記錄在教科書中，每一代新科學家都從這些著作中學習如何從事這一行當。然而不可避免地，這些書旨在說服和教學，從中得出的科學概念不可能符合產(chǎn)生這些書的科學事業(yè)，就像一國的文化形象不能從旅游指南或語言教科書中得到一樣。本書試圖表明，教科書在一些根本方面誤導了我們。它旨在概述一種非常不同的科學概念，這種概念可以從研究活動本身的歷史記錄中產(chǎn)生。

(2)不過，如果我們繼續(xù)尋求和考察歷史資料主要是為了回答從科學教科書中得出的那種不合歷史的刻板形象所引出的問題，新概念就不會產(chǎn)生。例如，教科書似乎常常暗示，書中各頁所描述的觀察、定律和理論唯一地例證了科學的內(nèi)容。這些書幾乎總是讓人以為，科學方法僅僅是用以收集教科書資料的操作技巧，以及將這些資料與教科書中的理論概括聯(lián)系起來的邏輯操作罷了。由此產(chǎn)生的科學概念對我們理解科學的本質(zhì)和發(fā)展產(chǎn)生了深刻影響。

如果說科學就是現(xiàn)行教科書中收集的一系列事實、理論和方法，那么科學家就是力爭為這些東西作出貢獻的人，不論成功與否。科學的發(fā)展成了一個逐漸累積的過程，事實、理論和方法單獨或一起加入日益增長的科學技巧和知識?？茖W史這門學科則將這些連續(xù)不斷的增長和對累積的阻礙載入編年史。這樣一來，關(guān)心科學發(fā)展的歷史學家似乎有兩項主要任務(wù)：一方面，他必須確定當時每一項科學事實、定律和理論是何人在何時發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的；另一方面，他必須描述和解釋現(xiàn)代科學教科書的各個組成部分受到了哪些錯誤、神話和迷信的阻礙，從而無法更快地累積起來。許多科學史研究都曾指向這些目標，今天也不例外。

(3)然而近年來，一些科學史家發(fā)現(xiàn)越來越難以履行累積發(fā)展觀賦予他們的職責。作為累積過程的編年史家，他們發(fā)現(xiàn)，研究越多就越難回答這樣一些問題：氧氣是什么時候發(fā)現(xiàn)的？誰最先想出了能量守恒概念？其中有些人逐漸懷疑，提出這類問題根本就是錯誤的。也許科學并不是通過累積一個個發(fā)現(xiàn)和發(fā)明而發(fā)展的。與此同時，這些歷史學家還發(fā)現(xiàn)，他們越來越難以區(qū)分過去的觀察和信念中的“科學”成分與被其前輩信手貼上“錯誤”和“迷信”標簽的東西。例如，他們越是仔細地研究亞里士多德的力學、燃素化學或熱質(zhì)熱力學，就越是確定，那些曾經(jīng)流行的自然觀作為一個整體并不比今天流行的自然觀更不科學，也并不更是人類特有習性癖好的產(chǎn)物。如果將這些過時的信念稱作神話，那么神話也可以通過現(xiàn)在產(chǎn)生科學知識的方法和理由產(chǎn)生出來。而如果將它們稱作科學，那么科學就包含著與我們今天的信念完全不相容的一套信念。面對這兩種選項，歷史學家必定會選擇后者。從原則上講，過時的理論并非因為已經(jīng)遭到拋棄就是不科學的。然而，這樣的選擇很難把科學發(fā)展看成一個累積增長的過程。歷史研究表明，很難把一個個發(fā)明和發(fā)現(xiàn)孤立起來看待，這讓人有理由對形成這些個別科學貢獻的那種累積過程產(chǎn)生深刻的懷疑。

(4)所有這些懷疑和困難導致在以科學為對象的研究中發(fā)生了一場編史學革命，盡管這場革命還處于早期階段。漸漸地，科學史家們已經(jīng)開始提出新的問題，追蹤不同的、往往較少具有積累性的科學發(fā)展線索，而且在這樣做的時候往往并非完全自覺。他們不再尋求舊科學對我們目前觀點的永恒貢獻，而是試圖展現(xiàn)那門科學在當時的歷史整體性。例如，他們不問伽利略的看法與現(xiàn)代科學的看法有什么關(guān)系，而是問他的看法與他所在的群體，即他的老師、同時代人和直接的科學繼承者的看法有什么關(guān)系。不僅如此，在研究該群體與其他類似群體的看法時，他們堅持采取一種通常與現(xiàn)代科學迥然不同的觀點，這種觀點使那些看法擁有最大的內(nèi)在融貫性和與自然最密切的相符。從由此產(chǎn)生的著作（亞歷山大·柯瓦雷的著作也許最具代表性）來看，科學絕非舊編史學傳統(tǒng)的作者們所討論的那種事業(yè)。至少，這些歷史研究暗示出一種新的科學形象的可能性。通過清楚地闡明新編史學的某些含義，本書旨在勾勒出那種形象。

在這種努力的過程中，科學的哪些方面會突顯出來呢？至少在陳述順序上，首先是，方法論的指導本身并不足以對許多類型的科學問題指定唯一的實質(zhì)性結(jié)論。一個知道什么是科學卻對電學或化學一無所知的人，若受命考察電學或化學現(xiàn)象，則可能合理地得出若干不相容結(jié)論當中的任何一個。在這些合理的可能結(jié)論中，他所得出的特定結(jié)論也許取決于他之前在其他領(lǐng)域的經(jīng)驗，研究中的偶然事件，或者他個人的性格。例如，他把關(guān)于星體的哪些信念帶到了化學或電學研究中？與新領(lǐng)域相關(guān)的可設(shè)想的實驗有很多，他決定先做哪一個呢？由此產(chǎn)生的復雜現(xiàn)象的哪些方面，他覺得與闡明化學變化或電親和力的本質(zhì)特別相關(guān)？至少就個人而言，有時也就科學共同體而言，對這類問題的回答往往是科學發(fā)展的關(guān)鍵決定因素。例如，我們將在第二章看到，大多數(shù)科學在早期發(fā)展階段都有一個典型特征，那就是有若干迥然不同的自然觀在持續(xù)競爭，每一種自然觀都部分來自于科學觀察與方法的要求，而且全都與之大致相容。這些不同學派之間的區(qū)別并不在于方法上的某種缺陷——它們都是“科學的”——而在于我們所謂各個學派看待世界以及在這個世界里做科學的不可公度的（incommensurable）方式。觀察和經(jīng)驗?zāi)軌蚨冶仨毚蟠笙拗瓶扇菰S的科學信念的范圍，否則就沒有科學了。但僅憑觀察和經(jīng)驗并不能決定這樣一套特定的信念。對于某個科學共同體在某一時期所擁護的信念，總有一種由個人與歷史的偶然事件混合而成的看似隨意的要素在發(fā)揮重大影響。

(5)然而，這種隨意性要素并不表明任一科學群體無需一套共有的信念就能從事其行當，也不會使該群體在某一時期實際秉持的這套特殊信念變得不重要。在科學共同體認為還沒有明確回答一些問題之前，有效的研究幾乎不會開始，比如：宇宙是由哪些基本實體構(gòu)成的？這些基本實體是如何相互作用并與感官發(fā)生作用的？對于這些實體可以提出哪些合理的問題？在尋求解答時需要運用哪些技巧？至少在成熟科學中，這樣一些問題的答案（或其完整替代品）已經(jīng)牢固地嵌入了培養(yǎng)學生從事專業(yè)實踐的教育啟蒙中。那種教育既嚴格又刻板，因此這些答案漸漸控制了科學心靈深處。在很大程度上，正是由于答案的這種功效，常規(guī)研究活動才這么有效率、有方向。第三、四、五章考察常規(guī)科學時，我們最終想把那種研究描述為一種頑強而投入的努力，旨在把自然強行納入專業(yè)教育所提供的概念框架。同時我們會問，如果沒有這些概念框架，研究是否還能進行，不論在其歷史起源中、偶爾在其后來的發(fā)展中存在哪些隨意性要素。

(6)不過，那種隨意性要素的確存在，對科學發(fā)展也有重要影響，我們將在第六、七、八章詳細考察。大多數(shù)科學家不得不終生從事的常規(guī)科學基于一個假設(shè)，即科學共同體知道世界是什么樣子。事業(yè)的成功大都來自共同體捍衛(wèi)這個假設(shè)的意愿，如有必要甚至不惜代價。例如，常規(guī)科學往往會壓制重要的新奇事物，因為這些事物必然會破壞常規(guī)科學的基本信念。不過，只要這些信念繼續(xù)保有隨意性要素，常規(guī)研究的本質(zhì)就會保證新奇事物不會長期受到壓制。有的時候，一個用已知規(guī)則和程序應(yīng)該能夠解決的常規(guī)問題，群體中最杰出的成員無論怎樣研究都無法解決。在另一些時候，一件為常規(guī)研究而設(shè)計制造的儀器未能按照預期方式工作，顯示出一種反常，多次努力之后仍不能符合專業(yè)預期。通過諸如此類的方式，常規(guī)科學一再出錯。這時，整個行業(yè)都不再能夠回避顛覆現(xiàn)有科學實踐傳統(tǒng)的反常，非常規(guī)的研究就開始了，最終使整個行業(yè)秉持一套新的信念，為科學實踐建立一個新的基礎(chǔ)。發(fā)生專業(yè)信念轉(zhuǎn)移的非常規(guī)事件，就是本書中所謂的科學革命。它們打破傳統(tǒng)，是對受傳統(tǒng)束縛的常規(guī)科學活動的補充。

科學革命最明顯的例子是科學發(fā)展中以前常常被稱為革命的那些著名事件。因此，在開始直接詳細考察科學革命本質(zhì)的第九、第十章中，我們將反復討論科學發(fā)展中幾個重大的轉(zhuǎn)折點，這些轉(zhuǎn)折點與哥白尼、牛頓、拉瓦錫、愛因斯坦的名字聯(lián)系在一起。至少在物理科學史上，這些事件比大多數(shù)其他事件更能清楚地顯示所有科學革命到底是怎么回事。每一場革命都迫使共同體拋棄一種確立已久的科學理論，而贊成另一種與之不相容的理論。每一場革命之后，科學探討的問題變了，同行用以確定可接受問題或合理解答的標準也變了。每一場革命都改變了科學想象，改變的方式我們最終需要這樣描述：世界發(fā)生了改變，科學研究是在不同的世界里做的。這些變化連同幾乎總是與之伴隨的爭論，是科學革命最典型的特征。

(7)通過研究比如說牛頓革命或化學革命，這些特征會特別清晰地顯示出來。不過，本書的一個基本論點是，通過研究其他許多并不明顯具有革命性的事件，同樣可以得到這些特征。對于受麥克斯韋方程影響小得多的專業(yè)群體來說，麥克斯韋方程與愛因斯坦方程同樣具有革命性，因此同樣受到抵制。很自然地，發(fā)明其他新理論往往也會激起其專業(yè)領(lǐng)域受到侵犯的某些專家的同樣反應(yīng)。對于這些人來說，新理論意味著支配常規(guī)科學先前實踐的規(guī)則即將發(fā)生變化，因此新理論不可避免會給利用這些規(guī)則成功完成的許多科學工作帶來影響。因此一種新理論，無論其應(yīng)用范圍有多么專門，很少或絕不只是對已有知識的一種增加。吸納新理論需要重建先前的理論，重新評價先前的事實，這本質(zhì)上是一個革命過程，很少由一個人完成，而且從來不是一蹴而就。歷史學家的詞匯迫使他們把這個延續(xù)的過程看成一個孤立事件，難怪他們很難為之標明確切的發(fā)生時間。

在發(fā)生革命的領(lǐng)域中，對專家產(chǎn)生革命性影響的科學事件并非只有新的理論發(fā)明。支配常規(guī)科學的信念不僅指明了宇宙中包含哪些實體，而且還暗示了宇宙中不包含哪些實體。因此（這一點需要進一步討論），像氧氣或X射線這樣的發(fā)現(xiàn)并非只是在科學家的世界里增添了一個新事物而已。最終結(jié)果是如此，但這要等到專業(yè)共同體對傳統(tǒng)實驗程序作出重新評價，改變共同體早已熟悉的實體概念，同時轉(zhuǎn)換據(jù)以討論世界的理論網(wǎng)絡(luò)?？茖W事實和科學理論無法截然分離，也許除非是在某個常規(guī)科學實踐傳統(tǒng)內(nèi)部。因此，意外發(fā)現(xiàn)不只具有事實上的意義。也因此，新奇的重要事實或理論不僅在量上豐富了，而且在質(zhì)上改變了科學家的世界。

(8)這種關(guān)于科學革命本質(zhì)的擴展的觀念是本書接下來所要描述的內(nèi)容。這種擴展固然超越了慣常用法的界限，但我會繼續(xù)把發(fā)現(xiàn)看成革命性的。正因為可以把發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)與例如哥白尼革命的結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，我才覺得這種擴展的科學革命觀念如此重要。前面的討論指明了常規(guī)科學和科學革命這兩個互補的概念如何在接下來的九章中得到詳細闡述。本書的其余部分則試圖解決其余三個主要問題。第十一章通過討論教科書傳統(tǒng)，考察科學革命先前為何如此難以覺察。第十二章描述舊常規(guī)科學傳統(tǒng)的擁護者與新常規(guī)科學傳統(tǒng)的擁護者之間的革命性競爭。因此在一種說明科學研究的理論中，本章考慮的過程應(yīng)當取代慣常的科學形象使我們熟悉的那種確證或否證程序?？茖W共同體各個部門之間的競爭，是實際導致拒斥一種業(yè)已接受的理論或采用另一種理論的唯一的歷史過程。最后，第十三章將會追問，通過革命而發(fā)展如何可能與科學進步這個看似獨特的特征相容。不過對于這個問題，本書只作出概略的回答，這種回答依賴于科學共同體的特征，還需要做更多探索和研究。

(9)毫無疑問，有些讀者已經(jīng)在懷疑，歷史研究是否可能造成這里所要達成的概念轉(zhuǎn)變。有一大堆二分法可以表明，這實際上是做不到的。我們也常說，歷史是一門純粹描述性的學科。然而，上面提出的論點往往是詮釋性的，有時則是規(guī)范性的。此外，我的許多概括都涉及科學家的社會學或社會心理學，但至少我有幾個結(jié)論在傳統(tǒng)上屬于邏輯或認識論。在上一段話中，我似乎已經(jīng)違背了“發(fā)現(xiàn)的語境”（the context of discovery）和“辯護的語境”（the context of justification）這個頗具影響的當代區(qū)分。像這樣把不同的領(lǐng)域和不同的事物混在一起，除了顯示極大的混亂還能顯示什么呢？

在思想上受到諸如此類的區(qū)分的長期影響，我很清楚它們的重要性和影響力。多年以來，我一直認為它們涉及知識的本質(zhì)，現(xiàn)在我仍然認為，經(jīng)過恰當?shù)母脑欤鼈兡軌蛘f明一些重要的東西。但是當我試圖把它們用于獲得、接受和吸納知識的實際情況時，即使只是粗略的應(yīng)用，它們也顯得很成問題?，F(xiàn)在，它們并非基本的邏輯區(qū)分或方法論區(qū)分，因此應(yīng)當先于對科學知識的分析，而是對于用它們來解決的問題的一組傳統(tǒng)實質(zhì)性答案不可或缺的組成部分。這種循環(huán)不會使它們失效，但的確使之成為一種理論的組成部分，于是它們也必須像其他領(lǐng)域的理論一樣接受詳細檢查。如果它們的內(nèi)容不只是純粹的抽象，我們就必須通過觀察它們在意欲闡明的資料中的應(yīng)用來發(fā)現(xiàn)那個內(nèi)容。對于可以合理地要求用知識理論來討論的各種現(xiàn)象，科學史怎么可能不是一個寶庫呢？