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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
Brunet）：《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。
科学革命的结构
科学革命的结构
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。
③
J．B．柯南特：《燃素说的衰亡：1775～1789年的化学革命》（《哈佛实验科学案例史料》；案例2；马萨诸塞州，坎布里奇，1950年），第23页。这本很有用的小册子在许多有关文献中再版过。
这一种发现模式提出了一个问题，这问题也可以向任何一种科学家所觉察的新现象提出。究竟是谁首先发现了氧呢，是普里斯特利还是拉瓦锡，如果确是他们两个人中间一个的话？不管是谁，又是什么时候发现的呢？即使只有一个人提出要求，仍然可以提出这样的问题。答案如要裁决优先权和日期，我们完全没有兴趣。但试图提出一个答案，这本身就很能说明发现的本质，因为根本就没有所要寻求的那种答案。发现并不是那种可以恰如其分地对它提出问题的过程。被询问的事实——从十八世纪八十年代以来发现氧的优先权一直在争夺不休——对科学观念有某种歪曲的迹象，而正是这种科学观念才使发现具有如此根本的作用。再看看我们的例子。普里斯特利要求氧的发现权，根据是他优先把那种后来认为正是氧的气体分离出来。但是普里斯特利的样品并不纯，如果一个人手里拿着不纯的氧就算发现了氧，那么任何一个曾经用瓶子装过空气的人都发现过氧。此外，如果普里斯特利是发现者，那么什么时候发现的呢？
1774年他以为他得到了笑气，这是一种他已知的气体；1775年他又把这种气体看作是去燃素空气，仍然不是氧，对于燃索说化学家甚至仍然是一种完全出乎意料的气体。拉瓦锡的要求可能更有力一些，但也带来了同样的问题。如果我们不肯把棕榈叶给于普里斯特利，我们也就不能由于拉瓦锡1775年的工作而授给他，这项工作不过使他把这种气体鉴定为“空气本身”。我们也许可以等待一下拉瓦锡在1776年和1777年的工作，到那时他不但看到了这种气体，还看出了这种气体是什么。但即使这样来裁判也还是有问题，因为从1777年到他一生的结束，拉瓦锡一直坚持氧是一种原子“酸素”，氧气也只是这种“素”同热质即热的物质结合而成。①难道我们因此就可以说氧在1777年还没有发现吗？这可能会诱使一些人这样做。但是直到1810年以后才把酸素从化学中清除出去，而热质则一直拖到十九世纪六十年代才解决。氧在这两个日期以前早已成为一种典型的化学物质了。
（1）H．迈兹热：《拉瓦锡的物质哲学》（巴黎，1935年）；道玛；前引书，第
vii章。
显然，我们需要有一套新词汇和新概念来分析象氧的发现这一类事件。“发现氧”这句话虽然确凿无疑，但又暗指：发现什么东西只不过是我们通常（也是大成问题的）用“看到”这个概念也能包含的那样一种简单活动，这也会使我们误入歧途。正因为这样，我们才乐于假定发现同看到或摸到一样，可以毫不含糊地归之于某一个人或某一时刻。但是归之于某一时刻永远不可能，归之于某一个人也经常不可能。撇开舍勒不谈，我们有把握说在
1774年以前并没有发现氧，我们也有可能说到1777年或稍晚一些时候发现了氧。但在这样一些界限内，任何一种想确定发现日期的企图都不可避免是任意的，因为发现某一类新现象必然是一桩复杂的事件，里面既包括认清事物是那个东西，又包括认清它是什么东西。例如试看，如果我们认为氧是去燃素空气，我们就应当毫不动摇地坚持普里斯特利发现了氧，尽管我们仍然不大知道他是什么时候发现的。但是如果观察同观察的理论化，也即事实同事实被吸收进理论，都不可分割地结合于发现之中，那么发现就是个过程，必须花费时间。只有一切有关的观念范畴都事先准备好，也即现象根本不属于新类，发现那个东西和发现它是什么东西才会毫不费力地同时一起实现。
现在我们承认发现包含一段延续的、虽然不一定很长的从观念上吸收的过程。我们也可以说这里面包含着规范的变化吗？这个问题还没有得出普遍的答案，但至少在这种情况下答案应当是肯定的。拉瓦锡在他
1777年以来的论文中所公布的内容，关于氧的发现问题少于氧的燃烧理论。这个理论是化学重新表述的重大基石，因而通常都把它叫做化学革命。实际上，如果从氧的发现中并没有涌现出化学新规范的本质部分，那么我们从一开始所讨论的优先权问题就决不会显得这么重要了。既然这样，一种新现象及其发现者所具有的价值，将随着我们估计现象违反规范预见程度的大小而改变。但应注意，氧的发现后来虽然很重要，它本身却没有引起化学理论的变化。远在拉瓦锡在这个发现中还没有起什么作用很久以前，他就深信燃素说有点不对头，燃烧物体也吸收了大气中的一点什么。在一本密封的笔记里他记下了很多这方面的内容，
1772年把它寄存在法国科学院的秘书那里。①对氧的这些研究工作从形式和结构上大大补充了对拉瓦锡早期看法的某些失误。这些工作告诉他一件他还在准备去发现的事情——从空气中烧掉的物质的性质。预感到的困难一定起过重要作用，使拉瓦锡能够在象普里斯特利一样的实验中看到了后者所看不到的一种气体。反过来说，必须有一次重大的规范修改才能看到拉瓦锡所看到的东西，这事实必然是普里斯特利在其漫长的一生中依然不能看到的主要原因。
另外还有两个简明得多的事例，可以大为加强上述论点，同时也可以帮助我们阐明发现的本质，理解发现从科学中涌现出来的条件。为了表明有所发现的主要方式，我们所选择的这两个事例不但彼此不同，也和氧的发现不同。第一个事例是
X射线，这是一个经典的通过偶然事件而发现的事例，这种类型的涌现，比那种我们更易于理解的科学公报中非个人完成的典型事例更为频繁。事情开始于物理学家伦琴中断了阴极射线的正常研究，因为他注意到，在放电过程中，从离开遮蔽好的仪器一定距离外，铂氰化钡屏幕在发光。再进一步的研究——经过了伦琴很少离开实验室的激动人心的七个星期——表明，光是从阴极射线管沿直线发出来的，射线投出的阴影不可能由磁铁或其他许多东西而偏转。在伦琴公布这个发现以来，他深信这种效应不是由于阴极射线，而是由于某种至少类似于光的作用。②
①关于拉瓦锡不满的原因最权威的叙述；是亨利·盖拉克（
Henry Guerlac）的书：《拉瓦锡——关键的一年；他在1772年作燃烧实验的背景和起源》（纽约州，伊萨卡，1961年）。
②
L．W．泰勒（Taylor）：《物理学，先驱的科学》（波士顿，1941年）；第790～794页；T。W．查莫斯（Chalmers）：《历史研究》（伦敦，1949年）。第218～219页。
这么一个简要的梗概也可以表明，它同氧的发现具有惊人的类似之处：在用红色氧化汞作实验以前，拉瓦锡已作过一些去燃素规范下没有得到预期结果的实验；伦琴的发现则开始于确认他的屏幕在不应当发光时发出光来。在这两种情况下所觉察到的异常——就是说，觉察到规范没有使研究者有所准备的现象——在准备以什么方式觉察新事物方面发挥了重大作用。但是，也是在这两种情况下觉察到出了点什么纰漏，则只是发现的前奏。没有�