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而在本世纪，普朗克的辐射定律和玻尔的原子这两项惊人的定量的成就，很快就说服了许多物理学家去采纳他们。虽然从整个物理科学来看，这两项贡献所造成的问题比它们解决的问题要多得多。①
①关于量子理论造成的问题；请参看F．雷喜：《量子理论》（伦敦，1922年，英文版），第二、四至九章。关于这一段里的其他例子，请参看这一章前面的参考文献。
可是，已经解决了引起危机的问题这种要求本身很少是充分的。它也不能始终合法地提出。事实上，哥白尼的理论并不比托勒密的理论更准确，而且也没有直接导致日历上的任何改进。还有光的波动理论，在它首先被宣布以后有好几年，在分辨偏振效应方面，甚至不如它的对手光的粒子理论那样成功，而这就是光学危机的主要原因。有时标志非常研究特点的不严谨的实验会产生规范的候补者，最初对已经引起危机的问题根本没有帮助。当这种情况发生时，证据必须从这个领域的其他部分提出，它往往是随随便便的。只要这种新规范允许预言老规范流行时完全没有意料到的现象，就能在那些领城里提出特别有说服力的论据。
例如，哥白尼的理论使人联想到行星应当象地球一样，金星应当显示出相，而且宇宙应当比以前曾经设想的要巨大得多。结果，在他死后六十年，望远镜突然显示了月亮上的山脉，金星的相，以及大量的以前没有料想到的恒星，那些观察特别是在非天文学家中间为新理论带来了大量改变信仰的人。①至于波动理论，专业人员改变信仰的一个主要根源更富有戏剧性。当弗雷内尔能说明圆盘的阴影中心上有一个白点存在时，法国的抵抗相对地说突然完全瓦解了。甚至他也没有预料到这种效应，而他的反对者之一泊松一开始就已经证明，只要弗雷内尔的理论是荒谬的，这种效应就是必然的。②因为它们的冲击价值，以及因为它们从一开始就如此明显地没有“纳入”新理论，象这些论据证明是特别有说服力的。有时即使有问题的现象在说明它的理论第一次被引进以前很久就已经观察到了也能利用额外的力量。例如，爱因斯坦看来没有预料到广义相对论会精确地说明水星近日点的运动中这种著名的反常现象，当这样做时，爱固斯坦体会到了相应的胜利。③
①T。S。库恩，前引书第219～225页。
②且T．惠特克：《以太和电的理论的历史》，第一卷（第二版，伦敦；1951年，英文版），第108页。
③请参看同上，第二卷（1953年，英文版），第151～18O页，关于广义相对论的发展。关于爱因斯坦对这种理论同观察到的水星近日点的运动精确一致的反应，请参看在P．A．希耳泼编的：《阿尔伯特·爱因斯坦，哲学家…科学家》（伊凡斯顿，伊利诺斯；1949年，英文版），第101页。
迄今讨论过的关于一种新规范的一切论据，是以竞争者有较好的解决问题的能力为基础的。对于科学家来说，那些论据通常是最有意义和最有说服力的。前面的例子对于它们的巨大号召力的根源应当没有怀疑。但是，我仍将有理由短暂地回到那些论据，这些论据不论是个别地还是集体地都不是使人非相信不可的。幸而，也还有另一种考虑，能导致科学家们拒绝一种老规范和支持一种新规范。这些论据很少弄得非常明确，要求个人有适当的或者美的感觉，新理论被说成比旧理论‘更美”，“更适当”，或者“更简单”。很可能这样一些论据在科学中不如在数学中有效。大多数新规范的早期说法是不成熟的。随着时间的推移，才能提出充分的美的要求，大多数团体已经用其他方法被说服了。然而，美的考虑的重要性有时可以是决定性的。虽然，美的考虑往往只能把少数科学家吸引到一种新理论方面来，它的最后胜利也许就依赖于那些科学家。如果他们没有因为和个人的理由很快接受它，规范的新的候补者也许决不会得到充分发展，以吸引整个科学团体的忠诚。
为了看到这些比较主观的和美的考虑的重要性，请记住规范争论的是什么？当规范的候补者首先提出来的时候，它很少解决得了它所面临的几个问题，那些解大多数是不完备的。直到刻卜勒、哥白尼的理论几乎没有改进由托勒密做出的行星位置的预言。当拉瓦锡把氧看成“完全是空气本身”的时候，他的新理论完全不能应用于新气体激增所提出的各种问题，普里斯特利在他的反攻中以巨大的成功提出了这一点。象弗雷内尔的日点那样的情况是很少的。通常，只有在新规范已经提出，接受和利用以后很久才提出显然是决定性的论据——佛科摆以解释地球的自转或者斐索实验以证明光在空气中比在水中运动得更快。产生这些论据是常规科学的一部分，而且它们的作用不是在规范争论中而是在革命以后的教科书中。
在那些教科书写成以前，当争论在继续时，情况是很不相同的。通常新规范的反对者能合法地要求，甚至在有危机的领域里，比它的传统的对手更优越一点。显然，它处理某些问题比较好，已经揭示了某些新的规律性。但是老规范大概能象它以前应付其他挑战一样去应付这些挑战。弟卡·布拉埃的地心天文学体系和燃素理论的后来的说法，是对规范的新的候补者提出的挑战的回答。而且两者都是相当成功的。①此外，传统理海和程序的捍卫者几乎总是指向它的新对手还没有解决的问题。。但是就他们的观点来看根本不是问题。直到发现水的组成为止，氢的燃烧是支持燃素理论，反对拉瓦锡的理论的一个强有力的论据。而且在氧气理论已经胜利以后，它仍然不能解释由碳制备一种可燃气体，燃素论者曾指出这个现象作为他们的观点的强有力的支持者。②甚至在这种危机领域里，有时确实可以很接近于论据和反论据的平衡。而且在这个领域以外，这种平衡往往会明确地有利于这种传统。哥白尼摧毁了地球运动的一种历史悠久的解释，而没有代替它，牛顿对引力的一种比较古老的解释做了同样的事情，拉瓦锡对金属的共同性质做了同样的事情；等等。总之，如果规范的新的候补者必须从一开始就由精确而讲实际的人们来作出判断，他们只检查了有关的解决问题的能力，科学所经历的主要的革命是很少的。加以我们以前的叫做规范的不可比较性所产生的反论据，科学也许完全没有经历革命。
①关于布拉埃的体系，它同哥白尼的体系在几何学上完全是等效的；请参看J．L．E．德莱叶：《从泰勒斯到刻卜勒的天文学史》 第二版；纽约，1953年，英文版）第359～371页。关于燃素理论的最后的说法和它们的成就，请参看J．R．派丁顿和D。马基：《燃素理论的历史研究》，《科学记事》，第IV卷，（1939年），第113～149页。
②关于由氢提出的问题，请参看J．R．派丁顿：《化学简史》（第二版：伦敦，1951年，英文版），第134页。关于一氧化碳；请参看H。柯泼：《化学史》，第三卷，（布朗斯威克，1845年，德文版）第294～296页。
但是，规范争论并不真正是关于相对的解决问题的能力的，虽然他们通常用那些术语来表达是有充分理由的。问题是哪一种规范在将来应当指导对各种问题的研究，其中有许多问题竞争者都还不能声称完全解决了。需要在交替的检验科学方面之间作出抉择，而且在这种情况下，抉择必须以未来的希望为基础，而更少以过去的成就为基础。信奉新规范的人在早期阶段往往必须不管由解决问题提出的证据而这样做。那就是说，他必须相信新规范在它所面临的许多大问题上会成功，只知道老规范在几个问题上已经失败了。只能根据信念作出那种决定。
这就是为什么危机以前果然是如此重要的理由之一，科学家们并没有经历危机以前，很少会否认解决问题的过硬的证据，而去信奉很容易证明，并被广泛地认为是一种捉摸不定的东西。但是单有危机还是不够的。也必须有基础，虽然为了相信选中的特殊候补者它所需要的既不是合理的，也不是最终正确的。有些东西至少必须使一些科学家感到新建议是在正确的轨道上，有时只有个人的说不出的美学上的考虑不能做到那样。当大多数可以说得出的技术上的论据指向其他方向时，人们有时就会由于它们而改变信念。当最初提出时，哥白尼的天文学理论和德布洛意的物质理论两者都没有其他许多有吸引力的主要理由。爱因斯坦的广义相对论甚至今天主要是由于美学上的理由吸引着人们，在数学范围以外只有少数人能感受到的一种吸引力。
这并不是暗示，新规范的最终胜利是由于某种神秘的美学。相反，很少有人单为这些理由而抛弃一种传统。那些人往往被证明是误入歧途了。但是，只要一种规范曾经取得胜利，它就必须得到一些最初的支持者，这些人会把它推进到能产生和增加精确而实际的论据的地步。即使那些论据，当它们出现时，也不是各自具有决定意义的。因为科学家们是有理性的人，这样那样的理由最终会说服他们中间的许多人。但是没有一个理由能够或应当说服他们全体。与其说一个集体的转变，不如说发生的是专业人员的忠诚分布状态中有日益增长的转变。
规范的新的候补者一开始可以有少数支持者，有时这种支持者的动机也许是可以怀疑的。可是，只要他们是有能力的，他们就会改进它，探索它的可能性，并证明它将属于由它引导的团体。照这样继续下去，只要这种规范是一种注定要获胜的，对它有利的有说服力的论据的数量和力量就会增加。于是更多的科学家们就会转变，对新规范的探索就会继续。以这种规范为基础的实验、仪器、论文和书籍的数量就会逐渐增加。还有更多的人们相信这种新观点不会有成果，就会采取新的方式去检验常规科学，直到最后只有几个比较老的坚持者留下来。即使是他们，我们也不能说，是错误的。虽然历史学家们总能发现几个人，例如，普里斯特利，象他们所做的那样长期抗拒是不合理的，也不愿发现在某一点上抗拒是不合乎逻辑的和不科学的。他最多也许希望说，在他的整个专业已经转变以后继续抗拒的人，就根据这一事实已经不再是一个科学家了。
XIII 由于革命而进步
前面几页就这本书本身而言已经提出了我对科学发展的纲要式的描述。然而，这种描述完全不能提供一个结论。只要这种描述已经完全抓住了科学继续进化的主要结构，它同时就会提出一个特殊的问题：为什么上面概述的这种事业应当稳定地向前进步，而艺术、政治理论、或者哲学就不是这样呢，为什么进步几乎是专门留给我们叫做科学这种活动的一种特权享有的东西呢？对这个问题的最普通的回答在这本书的主体中已经被否定了。我们必须问是不是能找到代替的东西来结束它。
我们马上注意到，这个问题有一部分完全是语言学的。“科学”这个名词在很大范围内是留给确实明显地进步的那些领域的。这一点什么地方都没有关于这一门或者另一门现代社会科学是不是真正的一门科学这种经常发生的争�