科学革命的结构-第17节
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，而且即使那时他们也一定不能被没想为相同的。）除非我们改变从中的变量的定义，我们导出的陈述就不是牛顿学说的。如果我们真的改变它们，我们就不能严格地说，至少不是现在普遍公认的“导出”的意义上说导出了牛顿定律。当然，我们的论据已经说明了为什么牛顿定律好象在任何时候都是起作用的。它也证明了比如说一个行动中的汽车司机这样做是正确的，他仿佛生活在牛顿学说的宇宙里。同样类型的论据常常用来证明向测量员讲授地心说天文学是正确的。但是这论据仍然没有完成它想要做的事。那就是说，它还没有证明牛顿定律是爱因斯坦定律的一种极限情况。因为在向极限过渡时，不只是这定律的形式改变了。同时我们还必须改变基本的结构单元，这宇宙就是由这些基本结构单元组成的，那些定律是适用于这个宇宙的。
改变确立了的和熟悉的概念的意义这种需要对爱因斯坦理论的革命影响来说是主要的。尽管比从地心说到日心说，从燃素说到氧，或者从粒子到波的变化更巧妙，这最终的概念变化仍旧是以前确立的规范的决定性的破坏。我们甚至可以把它看成是科学中革命性的重新定方向的原型。正因为它并不包含引进补充的对象或概念，从牛顿力学过渡到爱因斯坦力学特别清楚地说明了科学革命是概念的变位，科学家就是通过这种概念来观察这世界的。
这些意见是以证明在另一种哲学观念中什么可以被认为是当然的。至少对于科学家来说，一个被抛弃的科学理论和它的后继者之间大多数明显的差别是真实的。尽管过时的理论始终能被看成是它的最新的后继者的一种特殊情况，它必须为此目的而被改造。同时这种改造只有在事后认识到有益时才能被接受，它是最新理论的明确的指南。而且，即使那种改造是在解释比较古老的理论时使用的一种合法工具，应用的结果全是一种受限制的理论，以致它只能重新说明已知的东西。因为它经济，那种重新说明总是有效的，但是它不足以成为研究的指南。
因此，现在让我们承认，前后相继的规范之间的差别是必要的和不可调和的。那末我们能不能更清楚地说明那些差别是什么吗？我们已经反复地说明了最明显的类型。相继的规范告诉我们有关这个宇宙的成员和那些成员的行为的各种不同的事情。那就是说，对于象亚原子粒子的存在，光的物质性和热或能量的守恒等这样一些问题，他们意见不同。这些是前后相继规范之间的实质性差别，而且他们不需要进一步的说明。但是，各种规范不止在实质上不同，因为它们不仅受自然界指导，而且也支持产生它们的科学。它们在任何时代都是被成熟的科学团体接受的各种方法、问题范围和解的标准的来源。结果是，接受一个新规范常常必须重新定义相应的科学。某些老问题可以移交给另一门科学或者被宣布为完全“不科学的”。其他以前不存在或者无足轻重的问题，有了新规范，可以成为重大科学成就的原型。而且随着问题的变化，把真正科学的解同仅仅是形而上学的思辨、文字游戏或者数学游戏区别开来的标准常常也在变化。从一次科学革命中出现的常规科学的传统，同以前已经过时的传统不仅是不相容的，而且事实上常常是不能相提并论的。
牛顿的工作对标准的十七世纪科学实验传统的冲击，为规范改变的这些微妙作用提供了一个惊人的例子。在牛顿以前，这个世纪的“新科学”已经诞生了，终于成功地抛弃了亚里士多德学派和经济学派用物体的本质表达的说明。说一块石头降落是因为它的“本性”驱使它趋向宇宙的中心，已经成为看来仅仅是一种同义反复的文字游戏，某种它以前不是这样的东西。从今以后，感觉现象的全部通量，包括色、味、甚至重都要用基础物质的基本粒子的大小，形状，位置和运动来说明了。把其他性质归因于这基本的原子是乞灵于神秘，因而越出了科学的范围。一位医生由于把一种安眠效能归属于鸦片而说明了鸦片的效能是催眠，当莫利哀嘲笑这位医生时，他正确地抓住了这种新精神。在十七世纪后半期，许多科学家宁愿说，鸦片粒子的圆形使它们能镇静被他们激动的神经。①
在较早时期，用神秘性质的词句来解释已经成为多产的科学工作的不可缺少的部分。尽管如此，十七世纪新提出的机械粒子解释已被证明对许多科学都有巨大效果，使他们摆脱了用普遍接受的难以解决的问题，并建议同其他问题来代替它们。例如，在力学中，牛顿的运动三定律，与其说是新实验的产物，倒不如说是企图用最初的中性粒子的运动和相互作用重新解释著名的观察的产物。只要考察一个具体说明就行了。由于中性粒子只要靠接触就能相互作用，机械粒子的自然观就把科学上的注意力指向崭新的研究主题，由碰撞改变微粒的运动。笛卡儿宣布了这个问题，并提出了它的第一个被公认的解。惠更斯（ Huyghens）、雷恩（Wren）、沃利斯（WalliS）更进一步推进了这个问题，部分靠摆锤碰撞实验，主要靠把以前著名的运动特征应用于新问题。而牛顿则把他们的结果纳入他的运动定律。第三定律的“作用”和“反作用”相等，是由双方对碰撞所经验到的运动量的变化决定的。运动的同样的变化提供了第二定律中含有的动力学上的力的定义。在十七世纪，在这种情况下，就象其他许多情况下一样，微粒规范引起了一个新问题和那个问题的大部分解。②
①关于一般微粒论，见玛利·波瓦：《机械哲学的确立》，《奥西利斯（ Osiris）》，第X卷（1952年），第412～541页。关于粒子形状对味的效应，同上，第483页。
② R．杜加斯：《十七世纪的力学》（纳沙特尔，1954年）第177～185，284～298，345～356页。
然而，尽管牛顿的许多工作是针对由机械粒子世界观引伸出来的各种问题和概括出来的标准的，由他的工作引起的规范的效果是科学上合理的各种问题和标难的进一步的和部分破坏性的变化。引力被解释为每一对物质粒子之间的一种应有的吸引，象经院学者的“降落倾向”一样同样是一种神秘的性质。因而，当微粒论的标准仍然有效的时候，寻求引力的力学解释，对那些把《原理》当作规范来接受的人来说，是一个最富有挑战性的问题，牛顿很注意这个问题，他的十八世纪的许多后继者也是如此。从外表上看唯一的选择是抛弃牛顿的理论，因为它不足以说明引力，那种抉择也是广泛被采纳了的。然而，这些观点没有一个取得最后胜利。没有《原理》，不论是对实验科学还是对遵守十七世纪的微粒标准的工作，都是不可能的，科学家们逐渐地接受了引力确实是固有的观点。到十八世纪中期，那种解释已经普遍地被接受了，结果是真正回复到经院学者的标准（这种回复不同于倒退）。固有的吸引和排斥把大小、形状、位置和运动连结成为物理上不能再简化的物质的原初性质。①
① I．B．柯享：《弗兰克林和牛顿：对思辩的牛顿实验科学及其一例，弗兰克林在电学中的工作的探究》（菲拉德尔菲亚，1956年；第VI～Vll章）。
物理科学的标准和成问题的领域中的变化又一次成为理所当然的。例如，到 1740年，电学家们可以谈论电流的吸引“效力”而没有因此招致一个世纪以前呈现在莫利哀的医生面前的嘲笑。当他们这样做的时候，电的现象愈加表现出一种不同于当它们被看成是力学以太的效应时所显示的秩序，那种效应只是靠接触才能起作用。特别是当电的超距作用本身有资格成为研究题目时，我们现在叫做由感应生电的现象，可以被认为是它的效应之一。以前，当完全看到时，它被归日于“大气”的直接作用，或者在任何电学实验中不可避免的漏电。感应效应这种新观点是弗兰克林分析莱顿瓶和电学的一种新的牛顿规范出现的关键。力学和电学也不是受到合法化地寻找物质固有的力的影响的唯一科学领域。一大批十八世纪关于化学亲和力和置换的文献，也是由牛顿主义的这种超力学方面引伸出来的。化学家们相信各种化学品种之间的吸引有微小差别，他们提出以前没有想到的各种实验，并寻求各种新的反应。没有这种资料和在那过程中提出的化学概念，拉瓦锡特别是道尔顿的后期工作就会是不可理解的。①决定可以容许的问题、概念和解释的标准方面的变化能改变一门科学。在下一节中我甚至要提出一种感觉，他们在改变这个世界。
在前后相继的规范之间这些非本质的差别的其他各种例子可以追溯到任何科学史的任何发展时期，暂时让我们满足于其他两个简单得多的说明。在化学革命以前，化学的公认的任务之一是要说明化学物质的性质和这些性质在化学反应期间经历的变化。借助于少数基本原理——燃素说就是其中之————化学家想要说明为什么某些物质是酸性的，而且他是金属的，可燃烧的，等等。在这个方面已经取得了某些成就。我们已经指出过，燃素说明了为什么金属如此相象，而且我们能为酸提出同样的论据。可是，拉瓦锡的改革，最后废除了化学“原理”，并且因此以剥夺化学的某些真正的和许多可能的解释能力而告终。为了补偿这个损失，需要标准上的变化。在十九世纪的许多时间里不能解释化合物的性质并不是对一种化学理论的起诉书。②
①关于电学，见同上，第 Vlll～压章。关于化学，见迈兹热，前引书，第1部。
② E．梅那逊：《同一和实在》（纽约，1930年）第X章。
或者，再举一个例子，克拉克·麦克斯韦和十九世纪光的波动理论的其他支持者相信，光波必然是通过一种物质的以太传播的。设计一种机械的介质以支持这样的波是他的许多最有才干的同时代人的一个标准问题。可是，他自己的理论，即光的电磁理论，根本没有描述能支持光波的介质，而且，很清楚要作出这样一种描述好象比它以前所提供的更难。最初，麦克斯韦的理论由于这些理由被广泛地拒绝了。但是，象牛顿的理论一样，麦克斯韦的理论已被证明难以免除，而且随着它达到规范的地位，科学界对它的态度也改变了。在二十世纪的最初十年，麦克斯韦坚持力学以太的存在看来越来越象口头上说说的漂亮话，它并没有强调这类话，而且设计这样～种以太介质的各种尝试已经被放弃了。科学家们不再认为谈论电的位移而不详细说明什么在位移是不科学的了。结果又是一套新的问题和标准，其中～个结果与相对论的出现密切有关。①
科学界对它的合法问题和标准的概念中这些波特的转变，对这篇论文的论点只有较小的意义，只要人们能假设，这种转变的出现，在方法论上总是从某种较低级的类型趋向某种较高级的类型。在那种情况下，它们的效果也会象是积累的。怪不得有些历史学家已经争辩说，科学史记录着人们关于科学本质的概念越来越成熟和精炼。②然而，要获得科学问题和标准积累发展那种情况，甚至比理论的积累发展那种情况更困难。解释引力的尝试不是针对一个实质上非法的问题，虽然富有成果，还是被十八世纪大多数科学家抛弃了；反对内在的力既不是在某种贬低意义上本来不科学的，也不是形而上学的。没有外部的标准客体那种判断。发生的既不是标准的下降，也不是标准的提高，而只不过是采用新规范所要求的一种变化。而且，那种变化从那时以来已经倒转了，而且能再次变化。爱因斯坦在二十世纪成功地证明了引力的吸收，而且那种说明已经使科学回到一组准则和问题，在这个特殊方面，更象牛顿的前人，而不是他的后继者。或者，再举一个例子，量子力学的发展已经取消了由化学革命引起的方法论上的禁令。化学家们现在极为成功地企图解释在他们的实验室里产生的物质的聚集状态和其他性质。类似的倒转甚至在电磁理论中也在进行着。在现代物理学中，空间并不是牛顿和麦克斯韦这两种理论中应用的惰性的和均匀的物质；它的某些新性质同一度赋予以太的那些性质不是不相似的；有朝一日我们会知道什么是电的位移。
①且 T．惠泰克：《以太和电的理论的历史》，第D卷（伦敦，195s年）第28～30页。
②企图把科学发展纳入这张普罗克拉
