IX 科學革命的性質和必然性
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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，積累至少是曆史發展會發揚的一種理想，隻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節中我們将發現，科學是積累的這種觀點同一種占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，我們将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，盡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，以及随後發生的科學思想的競争着的各學派之間的沖突。
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。
認真對待曆史事實的人，必然懷疑科學并不傾向于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，它把它的成就歸功于科學家們有規則地選擇問題的能力，那種問題能用接近于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系。
）可是，力求解決由現存知識和技術規定的問題的人，不隻是東張西望。
他知道，他想得到什麼，他設計地的工具，并适當地指導他的思想。
沒有預料到的新穎事物，新的發明，隻有在他對自然界的預期和他的儀器果然是錯誤的範圍内才能出現。
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。
于是，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沖突。
在第VI節中考察的通過規範的破壞而發明的例子并不使我們隻面臨曆史上的偶然事件。
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于發現新理論。
一種新理論可以提出的原則上隻有三種類型的現象。
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節末尾讨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别是非提供根據。
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，但是它們的細節隻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于連接現有的規範，而不是發現新規範。
隻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，其特征是它們頑固地拒絕被現有規範吸收。
隻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系中的反常現象，那麼這個成功的新理論必須容許在某些地方有不同于來自前人的預見。
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。
甚至象能量守恒那樣的理論，今天看來好象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系起來，沒有規範破壞，曆史上也不發展。
相反，它是由一次危機産生的，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。
隻是在熱質論已經被抛棄以後，能量守恒才能成為科學的組成部分。
①而且也隻有在它已經成為科學的組成部分若幹時間以後，它才能被看成是一種邏輯上較高類型的理論，一種同前人不沖突的理論。
在關于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。
雖然邏輯上包括在内仍然是連續的科學理論之間的關系中的一個可以容許的觀點，它從曆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于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于這個問題的觀點。
那種解釋同早期的邏輯實證主義密切有關，并沒有無條件地被它的後繼者抛棄，它将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沖突。
關于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讨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系時出現的。
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系所說明的那種意義上是根本上互不相容的：隻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着并且被許多物理學家有選擇地應用着。
而且，運用這種舊理論的适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，同我們滿足于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，牛頓理論好象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沖突。
如果愛因斯坦的科學似乎使牛頓力學錯了，那隻是因為有些牛頓主義者是如此不小心，以緻要求牛頓産生完全精确的結果，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，就背叛了科學的标準。
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。
隻是對這理論的過高要求
許多人相信它是這樣發展的，大多數人似乎仍然設想，積累至少是曆史發展會發揚的一種理想，隻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節中我們将發現，科學是積累的這種觀點同一種占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，我們将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，盡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，以及随後發生的科學思想的競争着的各學派之間的沖突。
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。
認真對待曆史事實的人，必然懷疑科學并不傾向于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，它把它的成就歸功于科學家們有規則地選擇問題的能力，那種問題能用接近于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系。
）可是，力求解決由現存知識和技術規定的問題的人，不隻是東張西望。
他知道，他想得到什麼，他設計地的工具，并适當地指導他的思想。
沒有預料到的新穎事物，新的發明，隻有在他對自然界的預期和他的儀器果然是錯誤的範圍内才能出現。
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。
于是，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沖突。
在第VI節中考察的通過規範的破壞而發明的例子并不使我們隻面臨曆史上的偶然事件。
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于發現新理論。
一種新理論可以提出的原則上隻有三種類型的現象。
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節末尾讨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别是非提供根據。
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，但是它們的細節隻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于連接現有的規範，而不是發現新規範。
隻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，其特征是它們頑固地拒絕被現有規範吸收。
隻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系中的反常現象，那麼這個成功的新理論必須容許在某些地方有不同于來自前人的預見。
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。
甚至象能量守恒那樣的理論，今天看來好象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系起來，沒有規範破壞，曆史上也不發展。
相反，它是由一次危機産生的，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。
隻是在熱質論已經被抛棄以後，能量守恒才能成為科學的組成部分。
①而且也隻有在它已經成為科學的組成部分若幹時間以後，它才能被看成是一種邏輯上較高類型的理論，一種同前人不沖突的理論。
在關于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。
雖然邏輯上包括在内仍然是連續的科學理論之間的關系中的一個可以容許的觀點，它從曆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于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于這個問題的觀點。
那種解釋同早期的邏輯實證主義密切有關，并沒有無條件地被它的後繼者抛棄，它将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沖突。
關于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讨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系時出現的。
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系所說明的那種意義上是根本上互不相容的：隻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着并且被許多物理學家有選擇地應用着。
而且，運用這種舊理論的适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，同我們滿足于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，牛頓理論好象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沖突。
如果愛因斯坦的科學似乎使牛頓力學錯了，那隻是因為有些牛頓主義者是如此不小心，以緻要求牛頓産生完全精确的結果，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，就背叛了科學的标準。
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。
隻是對這理論的過高要求
