Структура научных революций

Кун Томас

Часто новая парадигма возникает, по крайней мере в зародыше, до того, как кризис зашёл слишком далеко или был явно осознан. Работа Лавуазье представляет собой как раз этот случай. Его запечатанные заметки хранились во Французской Академии меньше года после досконального изучения соотношения весов в теории флогистона и до того, как публикации Пристли показали в полном объёме кризис в пневматической химии. Опять-таки первые расчёты Томаса Юнга в волновой теории света были сделаны на очень ранней стадии развития кризиса в оптике, когда этот кризис был почти незаметным, если не принимать во внимание того, что — без какой бы то ни было помощи Юнга — кризис перерос в международный научный скандал в течение 10 лет после его первой публикации. В подобных случаях можно сказать только то, что незначительного преобразования в парадигме и первых симптомов неопределённости в правилах нормальной науки бывает иногда достаточно для внедрения нового способа рассмотрения данной области исследования. То, что происходит между первым ощущением беспокойства и распознанием имеющейся альтернативы, должно происходить в значительной мере бессознательно.

Однако в других случаях (например, теорий Коперника, Эйнштейна и современной теории атома) проходит значительное время между первым осознанием крушения старой и возникновением новой парадигмы. Когда это происходит, историк может уловить по крайней мере некоторые намёки на то, чту представляет собой экстраординарная наука. Сталкиваясь с общепризнанной фундаментальной аномалией в теории, учёный сначала пытается выделить её более точно и получить её структуру. Хотя он и осознаёт, что правила нормальной науки не могут быть теперь совершенно верными, он будет стараться

внедрить их более настойчиво, чем ранее, чтобы представить себе, где именно и насколько они могут помочь в его работе в области затруднений. В то же время он будет искать способы усиления кризиса старой парадигмы, пытаясь сделать этот кризис более полным и, возможно также, более продуктивным, чем он был в те времена, когда проявлялся в экспериментах, результат которых считался известным наперёд. И в этом стремлении, более чем в любой другой период постпарадигмального развития науки, учёный будет выглядеть в полном соответствии с преобладающим в воображении каждого из нас образом учёного. В таком случае он будет, во-первых, казаться человеком, ищущим наудачу, пытающимся посредством эксперимента увидеть то, что произойдёт; он будет искать явления, природу которых он не может полностью разгадать. В то же время, поскольку ни один эксперимент не мыслим без некоторой теории, учёный в кризисный период будет постоянно стараться создать спекулятивные теории, которые в случае успеха могут открыть путь к новой парадигме, а в случае неудачи могут быть отброшены без глубокого сожаления.

Сообщение Кеплера о его длительной борьбе за правильное представление о движении Марса и описание Пристли его реакции на быстрое увеличение числа новых видов газов дают классические примеры исследований более стохастического типа, создаваемых осознанием аномалии [92] . Однако, вероятно, наилучшие иллюстрации можно взять из современных исследований по теории поля и изучения элементарных частиц. Если бы не было кризиса, который заставил увидеть пределы правомерности правил нормальной науки, разве могли бы казаться оправданными огромные усилия, затраченные на открытие нейтрона? Или если правила не были бы явно нарушены в некотором уязвимом месте, разве были бы предложены и проверены радикальные гипотезы несохранения чётности? Подобно многим другим исследованиям в физике в течение последнего десятилетия, эти эксперименты частично имеют целью локализовать и определить источник всё ещё рассеянного множества аномалий.

92

Об исследовании Кеплера относительно Марса см.: J.L.E.Dreyer. A History of Astronomy from Thales to Kepler, 2d ed., N. Y., 1953, p. 380—393. Незначительные ошибки не мешают краткому изложению Дрейера служить в качестве материала, необходимого в данном случае. О Пристли см. его собственную работу. J. Priestley. Experiments and Observations on Different Kinds of Air. London, 1774—1775.

Данный вид экстраординарного исследования часто, хотя и не всегда, сопровождается другим видом. Это бывает, я думаю, особенно в периоды осознания кризисов, когда учёные обращаются к философскому анализу как средству для раскрытия загадок в их области. Учёные в общем не обязаны и не хотят быть философами. В самом деле, нормальная наука обычно держится от творческой философии на почтительном расстоянии, и, вероятно, для этого есть основания. В той степени, в которой нормальная исследовательская работа может быть проведена за счёт использования парадигмы как модели, совсем не обязательно, чтобы правила и допущения были выражены в эксплицитной форме. В V разделе мы отмечали, что полного ряда правил, которого добивается философский анализ, не существует. Но это не означает, что поиски предположений (даже не существующих) не могут быть эффективным способом для ослабления власти старых традиций над разумом и выдвижения основы для новой традиции. Далеко не случайно, что появлению физики Ньютона в XVII веке, а теории относительности и квантовой механики в XX веке предшествовали и сопутствовали фундаментальные философские исследования современной им научной традиции [93] . Не случайно и то, что в обоих этих периодах так называемый мысленный эксперимент играл решающую роль в процессе исследования. Как я уже показал в другом месте, аналитический мысленный эксперимент, который существенным образом лежит в основе работ Галилея, Эйнштейна, Бора и других, полностью рассчитан на то, чтобы соотнести старую парадигму с существующим знанием способами, позволяющими обнажить самый корень кризиса с наглядностью, недосягаемой в лаборатории [94] .

93

О философских противоречивых тенденциях, которые сопут­ствовали развитию механики XVII века, см.: R.Dugas. La mécanique au XVIIe siècle. Neuchatel, 1954, особенно гл. XI. Об эпизодах подобного рода в XIX веке см. более раннюю книгу того же автора: R.Dugas. Histoire de la mécanique. Neuchatel, 1950, p. 419—443.

94

T. S. Kuhn. A Function for Thought Experiments, in: «Mélanges Alexandre Koyré», ed. R. Taton and I. B. Cohen. Hermann, Paris, 1964.

С развитием этих экстраординарных процедур, каждой в отдельности и всех вместе, может произойти следующее. Вследствие того, что внимание учёных концентрируется на узкой области затруднений, и вследствие подготовки научного мышления к осознанию экспериментальных аномалий такими, какие они есть, кризис часто способствует умножению новых открытий. Мы уже отмечали, чем отличается работа Лавуазье о кислороде от работы Пристли по степени осознания кризиса; но кислород был не единственным новым газом, о существовании которого химики, зная об аномалии, смогли узнать из работы Пристли. Другим примером могут служить новые открытия в области оптики, которые были сделаны незадолго до возникновения волновой теории света и в процессе её оформления. Некоторые из этих открытий, подобно поляризации при отражении, были результатом случайностей, которые давали возможность сосредоточить работу на области затруднений. (Малюс, который открыл поляризацию, представил на конкурс Академии работу о двойной рефракции, то есть по вопросу, неудовлетворительное положение дел в котором было широко известно.) Другие, подобно открытию светового пятна в центре тени от круглого диска, были предсказаны с помощью новой гипотезы, и их осуществление способствовало преобразованию этой гипотезы в парадигму для последующей работы. Были и такие, вроде открытия окрашивания поверхностей толстых и тонких пластин, которые имели дело с явлениями, часто наблюдавшимися и изредка предсказывавшимися заранее, но которые, подобно открытию кислорода Пристли, воспринимались как лежащие в одном плане с уже хорошо известными эффектами и рассматривались в ракурсе, мешающем увидеть в них то, что следовало бы [95] . Сходную оценку можно дать многочисленным открытиям, которые приблизительно с 1895 года постоянно сопутствовали возникновению квантовой механики.

95

О новых оптических открытиях вообще см.: V.Ronchi. Histoire de la lumière. Paris, 1956, chap. VII. Об объяснении этих эффектов см.: J.Priestley. The History and Present State of Discoveries Relating to Vision, Light and Colours. London, 1772, p. 498—520.

Экстраординарное исследование к тому же должно иметь другие проявления и последствия, но в этой области мы едва начали ставить вопросы, на которые следовало бы дать ответ. Однако, возможно, в этом нет необходимости в настоящий момент. Предшествующие замечания должны были достаточно показать, как кризис расшатывает стереотипы научного исследования и в то же время увеличивает количество данных, необходимых

для фундаментального изменения в парадигме. Иногда форма новой парадигмы предвосхищается в структуре, которую экстраординарное исследование налагает на аномалию. Эйнштейн писал, что до того, как он получил какую бы то ни было замену для классической механики, он смог увидеть связь между известными аномалиями: излучением абсолютно чёрного тела, фотоэлектрическим эффектом и удельными теплоемкостями веществ [96] . Чаще, однако, ни одна такая структура не рассматривается осознанно заранее. Наоборот, новая парадигма или подходящий для неё вариант, обеспечивающий дальнейшую разработку, возникает всегда сразу, иногда среди ночи, в голове человека, глубоко втянутого в водоворот кризиса. Какова природа этой конечной стадии — как индивидуум открывает (или приходит к выводу, что он открыл) новый способ упорядочения данных, которые теперь все оказываются объединёнными, — этот вопрос приходится оставить здесь не рассмотренным, и, может быть, навсегда. Отметим здесь только один момент, касающийся этого вопроса. Почти всегда люди, которые успешно осуществляют фундаментальную разработку новой парадигмы, были либо очень молодыми, либо новичками в той области, парадигму которой они преобразовали [97] . И, возможно, этот пункт не нуждается в разъяснении, поскольку, очевидно, они, будучи мало связаны предшествующей практикой с традиционными правилами нормальной науки, могут скорее всего видеть, что правила больше не пригодны, и начинают подбирать другую систему правил, которая может заменить предшествующую.

96

A. Einstein. Loc. cit.

97

Это обобщение о роли молодости в фундаментальном научном исследовании настолько общеизвестно, что превратилось в штамп. Более того, достаточно взглянуть почти в любой список фундаментальных достижений в научной теории, чтобы это впечатление усилилось. Тем не менее это обобщение очень нуждается в систематическом исследовании. Г. Леман (H.C.Lehman. Age and Achievement. Princeton, 1953) приводит много любопытных данных, но он не пытается в своей работе назвать исследователей, которые участвовали в концептуальном перевооружении науки. Кроме того, в его работах не рассматриваются особые обстоятельства, если они всё-таки есть, которые способствуют продуктивности учёных в более старшем возрасте.

В результате переход к новой парадигме является научной революцией — тема, к которой мы после долгого пути наконец готовы непосредственно перейти. Однако отметим сначала один последний и, по-видимому, трудноуловимый аспект, для восприятия которого материал последних трёх разделов подготовил почву. Вплоть до VI раздела, где понятие аномалии было введено впервые, термины «революция» и «экстраординарная наука» могли казаться тождественными. Ещё важнее то, что ни один из этих терминов не может означать больше, чем термин «ненормальная наука». В этом имеется своего рода порочный круг, за который меня могли бы упрекнуть по крайней мере некоторые читатели. Практически же беспокоиться не о чём. Мы увидим, что подобный круг составляет характерную черту научных теорий. Как бы мы к нему ни относились, мы не должны оставлять его без рассмотрения. Этот раздел и два предшествующих развивали многочисленные критерии крушения нормальной научной деятельности, критерии, которые в целом не зависят от того, последует ли за этим крушением революция в науке. Столкнувшись с аномалией или кризисом, учёные занимают различные позиции по отношению к существующим парадигмам, а соответственно этому изменяется и природа их исследования. Увеличение конкурирующих вариантов, готовность опробовать что-либо ещё, выражение явного недовольства, обращение за помощью к философии и обсуждение фундаментальных положений — все это симптомы перехода от нормального исследования к экстраординарному. Именно на существование этих симптомов в большей мере, чем на революции, опирается понятие нормальной науки.

IX

ПРИРОДА И НЕОБХОДИМОСТЬ НАУЧНЫХ РЕВОЛЮЦИЙ

Эти замечания позволяют нам наконец рассмотреть проблемы, к которым нас обязывает само название этого очерка. Что такое научные революции и какова их функция в развитии науки? Большая часть ответов на эти вопросы была предвосхищена в предыдущих разделах. В частности, предшествующее обсуждение показало, что научные революции рассматриваются здесь как такие некумулятивные эпизоды развития науки, во время которых старая парадигма замещается целиком или частично новой парадигмой, несовместимой со старой. Однако этим сказано не всё, и существенный момент того, что ещё следует сказать, содержится в следующем вопросе. Почему изменение парадигмы должно быть названо революцией? Если учитывать широкое, существенное различие между политическим и научным развитием, какой параллелизм может оправдать метафору, которая находит революцию и в том и в другом?

Один аспект аналогии должен быть уже очевиден. Политические революции начинаются с роста сознания (часто ограничиваемого некоторой частью политического сообщества), что существующие институты перестали адекватно реагировать на проблемы, поставленные средой, которую они же отчасти создали. Научные революции во многом точно так же начинаются с возрастания сознания, опять-таки часто ограниченного узким подразделением научного сообщества, что существующая парадигма перестала адекватно функционировать при исследовании того аспекта природы, к которому сама эта парадигма раньше проложила путь. И в политическом и в научном развитии осознание нарушения функции, которое может привести к кризису, составляет предпосылку революции. Кроме того, хотя это, видимо, уже будет злоупотреблением метафорой, аналогия существует не только для крупных изменений парадигмы, подобных изменениям, осуществлённым Лавуазье и Коперником, но также для намного менее значительных изменений, связанных с усвоением нового вида явления, будь то кислород или рентгеновские лучи. Научные революции, как мы отмечали в конце V раздела, должны рассматриваться как действительно революционные преобразования только по отношению к той отрасли, чью парадигму они затрагивают. Для людей непосвящённых они могут, подобно революциям на Балканах в начале XX века, казаться обычными атрибутами процесса развития. Например, астрономы могли принять открытие рентгеновских лучей как простое приращение знаний, поскольку их парадигмы не затрагивались существованием нового излучения. Но для учёных типа Кельвина, Крукса и Рентгена, чьи исследования имели дело с теорией излучения или с катодными трубками, открытие рентгеновских лучей неизбежно нарушало одну парадигму и порождало другую. Вот почему эти лучи могли быть открыты впервые только благодаря тому, что нормальное исследование каким-то образом зашло в тупик.

Этот генетический аспект аналогии между политическим и научным развитием не подлежит никакому сомнению. Однако аналогия имеет второй, более глубокий аспект, от которого зависит значение первого. Политические революции направлены на изменение политических институтов способами, которые эти институты сами по себе запрещают. Поэтому успех революций вынуждает частично отказаться от ряда институтов в пользу других, а в промежутке общество вообще управляется институтами не полностью. Первоначально именно кризис ослабляет роль политических институтов, так же, как мы уже видели, он ослабляет роль парадигмы. Возрастает число личностей, которые во всё большей степени отстраняются от политической жизни, или же если не отстраняются, то в её рамках поведение их становится более и более странным. Затем, когда кризис усиливается, многие из этих личностей объединяются между собой для создания некоторого конкретного плана преобразования общества в новую институциональную структуру. В этом пункте общество разделяется на враждующие лагери или партии; одна партия пытается отстоять старые социальные институты, другие пытаются установить некоторые новые. Когда такая поляризация произошла, политический выход из создавшегося положения оказывается невозможным. Поскольку различные лагери расходятся по вопросу о форме, в которой политическое изменение будет успешно осуществляться и развиваться, и поскольку они не признают никакой надынституциональной структуры для примирения разногласий, приведших к революции, то вступающие в революционный конфликт партии должны в конце концов обратиться к средствам массового убеждения, часто включая и силу. Хотя революции играли жизненно важную роль в преобразовании политических институтов, эта роль зависит частично от внеполитических и внеинституциональных событий.