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从一种处在危机中的规范过渡到一种新的规范，由此而能出现常规科学的一种新传统，远不是一个积累的过程，不是靠老规范的分析和推广而达到的。不如说它是这领域按新原理的一种重建，是一种改变这领域的某些最基本的理论推广，以及它的许多规范方法和应用的重建。在过渡时期，会有一大批问题，既能由老规范解决，也能由新规范解决，在这些问题之间决不会完全重迭。但是解决的方式也会有决定性的差别。当过渡完成时，同行会改变对这领域的观点、方法和目的。一个有洞察力的历史学家在考察由于规范改变而重定科学方向的经典情况时，最近把它描述为“拾起拐棍的另一头，”象以前一样处理同一堆数据的一种方法，但是，要给它们一个不同的框架，而使它们处在一个新的相互关系的体系中。①其他注意到科学进展的这个方面的人们强调了它在改变形象化方式方面的同一性：“纸上的这个符号最初看来象一只鸟，现在看来象一只羚羊，或者反过来也是这样”。②那种类似的事物可能是使人误解的。科学家们没有看到某些东西象其他一些东西；相反，他们仅仅看到它。我们已经考虑了某些由于说普里斯特利把氧看成非燃素气体而造成的某些问题。还有，科学家们并不保持这种方式的主体在各种观察方法上来回变换的自由。然而，方式的变换，特别因为它在今天是如此熟悉，因而对全面的规范变换中发生什么，是一个有用的基本的样板。
①赫柏特·勃特菲尔德（
Herbert Butterfield）：《现代科学的起源；1300～18O0年》（伦敦，1949年），第1～7页。
②汉生；前引书。第
1章。
前面的预期可以帮助我们认识危机是新理论涌现的一种适当的前奏，特别因为我们已经在讨论发明的出现中考察了同一过程的小型版本。正因为新理论的出现破除了科学实践的一种传统，并引进了一种在不同规则下和在不同论述领域中实施的新传统，很可能只有当第一种传统已经感到严重地走入迷途时才会发生。但是，那种议论仅仅是研究危机状态的前奏，而且，不幸它所导致的问题要求心理学家的能力甚至比要求历史学家的能力更多。非常研究象什么？反常现象是怎样成为定律似的东西的？当科学家们还只意识到某些东西已经不行了，在某个水平上根本错了，而他们的训练还没有使他们准备去讨论这个水平时，科学家们怎样继续前进呢了那些问题需要深远得多的研究，它应当不完全是历史的。随之发生的必然会是比以前所进行的更加有试探性和更加不完备。
一个新规范出现，至少在酝酿时，常常在危机前已经发展到某种程度，或者已经被明确地认识到了。拉瓦锡的工作提供了一个恰当的例子。他的莫明其妙的笔记在第一次彻底研究燃素说中的重量关系以后和在普里斯特利的著作已经全面地揭示了气体化学中这次危机以前不到一年已经存放在法国科学院里了。或者再举一个例子，托马斯·扬（
Thomas Young）关于光的波动理论的第一个报告，在光学危机发展的很早时期就已经问世了，这个问题，没有扬的帮助，人们几乎不会重视，只是在他写成以后的十年期间，它已经成长为国际性的科学上的流言。在这类情况下，人们只能说，规范的次要的瓦解和常规科学规则的最初的模糊，都足以促使某人用新方法去观察这领域。插在最初感到困难和认识到一个有用的候补者之间的必然是基本上无意识的。
然而，在其他情况下，例如，哥白尼、爱因斯坦和现代核理论那些情况下，在最初意识到崩溃和新规范出现之间要经过相当长的时间。当那种情况发生时，历史学家至少可以抓住几个象非常科学那样的暗示。科学家们在理论上面临一种公认的根本反常现象时，最初的努力常常是把它更加明确地孤立出来，并给予它结构。虽然意识到它们不可能完全正确，他会更加努力地推进常规科学的规则，去观察在困难领域里，恰好在哪里和在什么范围内它们能做工作，同时他会寻求扩大崩溃的方法，使它比以往更显著，或许也更有启发，当它在实验中发挥作用时，其结果被认为是预先知道的。而在以后的努力中，比科学发展的有规范以后的其他任何部分，他会更象我们的科学家的最流行的形象，常常象一个随便探索的人，试做各种实验就是要看会发生什么，期待一种效应，它的性质则是他所不能完全猜到的。同时，由于没有实验能被没想为没有某种理论的，科学家们在危机中经常会试图导致各种思辩的理论，如果成功，就可以揭示通向新规范的道路，如果不成功，就能比较安逸。
开普勒关于他同火星的运动所作的长期斗争的报告，和普里斯特利关于他对新气体激增的反应的描述，是意识到反常现象所产生的比较混乱的那种研究的经典例证。①但是，来自场论和基本粒于现代研究的一切也许是最好的说明。在危机不存在时，使它必须考察常规科学的规则能伸展得多远，探测中微子所需要的巨大努力会不会被认为已经证明是正确的？或者，如果这规则在某些未发现的点上还没有明显地崩溃，会不会提出或者检验宇称不守恒这个激进的假说？在过去的十年期间，象物理学中的其他许多研究一样，这些实验部分地试图把一组仍然在扩散的反常现象局部化和规定它的来源。
①开普勒关于火星的工作报告，见
J．L．E．德莱伊（Dreyer）：《从泰勒斯到开普勒的天文学史》（第2版；纽约，1953年），第38O～393页。偶尔的不准确并不妨碍德莱伊的摘要为这里提供所需要的资料。关于普里斯特利；见他自己的著作；特别是《对各种空气的实验和观察》（伦敦；1774～1775年）。
这种非常研究，虽然并不一般地，而常常是伴随着另一种研究。我想，特别是在公认的危机时期，科学家们必须转向哲学分析，作为解开他们的领域中的谜的工具。科学家们并不一般地需要或希望成为哲学家。确实，常规科学通常同创造性的哲学保持一定距离，也许是有充分理由的。在正常的研究工作能用规范作为一个模型、规则和假设去处理的范围内，并不需要弄得很明确。在第
V节中我们注意到，哲学分析所追索的一整套规则甚至用不着存在。但是，这不是说，寻求假设（甚至为不存在的一种传统）不可能是使思想上紧紧掌握的一种传统变弱并为一种新的传统打基础的一种有效方法。牛顿物理学在十七世纪出现以及相对论和量子力学在二十世纪出现，并不是意外事件，两者都以现代研究传统的哲学分析为先导和伴随。①这种所谓思想实验在这两个时期里应当在研究的进展中起批判性的作用。正如我在别处已经指出的，分析性的思想实验在伽利略、爱因斯坦、玻耳（BOhr）和其他人的著作中显得如此重要，完全是想要用把危机的根源同实验室中不能达到的明晰性分离开来的方法对现存的知识暴露出陈旧的规范。②
①关于伴随着十七世纪大学的哲学上的转折点，见雷奈·杜加思：《十七世纪的力学》（纳沙特尔，
1954年）；特别是第XI章。关于十九世纪类似的插曲，见同一作者的早期著作《力学史》（纳沙特尔，1950年），第419～443页。
②
T．S库恩：《思想实验的作用》，见《亚历山大·咖依列杂文集》，R．塔顿（Taton）和I·B·柯亨编，1963年由海尔曼（巴黎）出版。
随着这些非常程序单一地或集合地展开，另外一件事情也可能发生。由于把科学上的注意力集中在一个狭窄的困难地区上，和准备使科学上有才智的人去认识实验上的反常现象是什么，危机常常会产生出新的发明。我们已经注意到，对危机的意识怎样把拉瓦锡关于氧的工作同普里斯特利的工作区别开来；而且氧并不是意识到反常现象的化学家们在普里斯特利的著作中所能发现的仅有的一种新气体。或者再举一个例子，新的光学发现正好是在光的波动理论出现以前和出现期间迅速地积累起来的。某些象由反射造成的偏振问题，则是偶然事件的结果，那种偶然事件是把工作集中在一个困难地区上很可能引起的。（马勒斯
＇Malus＇做出了这个发明，他正好开始在为科学院关于双折射的得奖论文工作，一个众所周知处在一种不能令人满意状态中的问题。）其他象在圆盘阴影中心上的光点等问题，则是来自新假说的预言，一旦成功就帮助把它转化成为以后工作的规范。还有其他一些问题，象乱涂的和厚底片的颜色，则是以前常常看到和偶然注意到的，但是，象普里斯特利的氧一样，已经成为和著名效应相同的东西，以各种方法阻碍它们被看出他们是什么。①大约从1895年起，可以提出这多重发明的一个类似的报告，那就是出现量子力学的经常的伴随物。
非常研究还必须有其他表示和效应，但是在这种地区，我们很少发现那种需要问的问题。然而，也许在这一点上再也不需要了。前面的评述应当足以表明，危机如何同时打破了旧框框，并为规范的根本转移提供了必须的日渐增长资料。有时新规范的形式在非常研究给予反常现象的结构中是有预兆的。爱因斯坦写道，在他有经典力学的任何代替品以前，他已能看出黑体辐射、光电效应和比热等已知的反常现象之间的相互关系。②更经常的是预先没有自觉地看出这样的结构。相反，新的规范，或者以后环节容许的充分暗示，有时是在午夜，在深深地处于危机中的一个人的思想里突然出现的。那最后阶段的性质是什么？一个人是怎样发明（或者发现他已经发明了）一种新方法的？它给予那时聚集起来的全部资料以秩序，这一切在这里仍然是不可思议的，也许永远是这样。让我们在这里只注意有关它的一件事。达到一个新规范的这些基本发明的人们几乎总是很年轻的，或者对于他们改变规范的领域来说是很新的。
③而且，也许那问题不需要加以明确，因为，很明显，这些人很少把以前的实践提交给常规科学的传统规则，而是特别想要看出那些规则已不再适用了，并设想另一套可以代替它们的规则。
向新的规范过渡是科学革命，这是我们长期准备直接探讨的一个问题。然而，首先要江意一个最后的和显然难以捉摸的方面，在这方面，最后三章的材料已经准备了这条道路。直到第
VI节，首先引进了反常现象这个概念，“革命”和“非常科学”这种术语可以看成等效的。更重要的是两个术语没有一个比“非正常的科学”有更多的含意，这种迂回性至少会使少数读者困扰。事实上不需要这样做。我们将要发现，类似的迂回性是科学理论的特征。然而，不论是否麻烦，迂回性不再是不受限制的了。这一节和前两节已经在常规科学活动中引出了崩溃的许多准则，这种准则根本不依赖于崩溃是不是继革命之后发生的。科学家们面临反常现象或危机时，对现有的规范采取不同的态度，而且他们的研究的性质也相应地改变了。产生竞争的连接方式，愿意尝试任何事情，表示明确的不满，求助于哲学和对基本原则开展争论，这一切都是从正常研究过渡到非常研究的征兆。常规科学的观念就依赖于它们的存在，而不是依赖于革命。
①关于新的光学发现，一般见
V．隆契：《光学史》（巴黎，1956年）；第VII章。关于这些效应的一个较早的说明，见J．普里斯特利：《有关视觉、光和颜色的发明史和现状》（伦敦，1772年），第498～52O页。
②爱因斯坦，前引文。
③
关于青年在基础科学研究中的作用这种概括是如此普通以至于成了一种陈词滥调。而且，看一看对科学理论作出基本贡献的任何一张名单都会提供印象深刻的确证。然而，这种概括非常需要系统的研究。哈维·
C·雷曼的《年龄和成就》＇普林斯顿，1953年，英文版＇）提供了许多有用的资料；但是，他的研究并没有试图选出包括重新提出基本概念方面的贡献。他们也没有查问特殊情况，即使有；也伴随着科学上较晚的生产能力。
科学革命的结构
科学革命的结构
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