Структура научных революций

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 - 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.]. 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.

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 - О философских  противоречивых тенденциях, которые  сопут­ствовали развитию механики XVII века, см.: R.Dugas. La m?canique au XVIIe si?cle. Neuchatel, 1954, особенно гл. XI. Об эпизодах подобного  рода в XIX веке см. более раннюю книгу того же автора: R.Dugas. Histoire de la m?canique. Neuchatel, 1950, p. 419—443.]. 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 - T. S. Kuhn. A Function for Thought Experiments, in: «M?langes Alexandre Koyr?», 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 - О новых оптических открытиях вообще см.: V.Ronchi. Histoire de la lumi?re. 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.]. Сходную оценку можно дать многочисленным открытиям, которые приблизительно с 1895 года постоянно сопутствовали возникновению квантовой механики.

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 - A. Einstein. Loc. cit.]. 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 - 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.]. 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.

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.

Остальная часть настоящего очерка нацелена на то, чтобы показать, что историческое изучение парадигмального  изменения раскрывает в эволюции наук характеристики, весьма сходные  с отмеченными. Подобно выбору между  конкурирующими политическими институтами, выбор между конкурирующими парадигмами  оказывается выбором между несовместимыми моделями жизни сообщества. Вследствие того что выбор носит такой  характер, он не детерминирован и не может быть детерминирован просто ценностными  характеристиками процедур нормальной науки. Последние зависят частично от отдельно взятой парадигмы, а эта  парадигма и является как раз  объектом разногласий. Когда парадигмы, как это и должно быть, попадают в русло споров о выборе парадигмы, вопрос об их значении по необходимости  попадает в замкнутый круг: каждая группа использует свою собственную  парадигму для аргументации в  защиту этой же парадигмы.

Этот логический круг сам  по себе, конечно, ещё не делает аргументы  ошибочными или даже неэффективными. Тот исследователь, который использует в качестве исходной посылки парадигму, когда выдвигает аргументы в  её защиту, может тем не менее  ясно показать, как будет выглядеть практика научного исследования для тех, кто усвоит новую точку зрения на природу. Такая демонстрация может быть необычайно убедительной, а зачастую и просто неотразимой. Однако природа циклического аргумента, как бы привлекателен он ни был, такова, что он обращается не к логике, а к убеждению. Ни с помощью логики, ни с помощью теории вероятности невозможно переубедить тех, кто отказывается войти в круг. Логические посылки и ценности, общие для двух лагерей при спорах о парадигмах, недостаточно широки для этого. Как в политических революциях, так и в выборе парадигмы нет инстанции более высокой, чем согласие соответствующего сообщества. Чтобы раскрыть, как происходят научные революции, мы поэтому будем рассматривать не только влияние природы и логики, но также эффективность техники убеждения в соответствующей группе, которую образует сообщество учёных.

Чтобы выяснить, почему вопросы  выбора парадигмы никогда не могут  быть чётко решены исключительно  логикой и экспериментом, мы должны кратко рассмотреть природу тех  различий, которые отделяют защитников традиционной парадигмы от их революционных  преемников. Это рассмотрение составляет основной предмет данного раздела  и следующего. Однако мы уже отмечали множество примеров такого различия, и никто не будет сомневаться, что история может преподнести  многие другие. Скорее можно усомниться не в их существовании, а в том, что такие примеры дают весьма важную информацию о природе науки, и это должно быть, следовательно, рассмотрено в первую очередь. Пусть  мы признаём, что отказ от парадигмы  бывает историческим фактом; но говорит  ли это о чём-нибудь ещё, кроме  как о легковерии человека и незрелости его знаний? Есть ли внутренние мотивы, в силу которых восприятие нового вида явления или новой научной  теории должно требовать отрицания  старой парадигмы?

Сначала отметим, что если такие основания есть, то они проистекают  не из логической структуры научного знания. В принципе новое явление  может быть обнаружено без разрушения какого-либо элемента прошлой научной  практики. Хотя открытие жизни на Луне в настоящее время было бы разрушительным для существующих парадигм (поскольку  они сообщают нам сведения о Луне, которые кажутся несовместимыми с существованием жизни на этой планете), открытие жизни в некоторых менее  изученных частях галактики не было бы таким разрушительным. По тем  же самым признакам новая теория не должна противоречить ни одной  из предшествующих ей. Она может  касаться исключительно тех явлений, которые ранее не были известны, так, квантовая механика (но лишь в  значительной мере, а не исключительно) имеет дело с субатомными феноменами, неизвестными до XX века. Или новая теория может быть просто теорией более высокого уровня, чем теории, известные ранее, — теорией, которая связывает воедино группу теорий более низкого уровня, так что её формирование протекает без существенного изменения любой из них. В настоящее время теория сохранения энергии обеспечивает именно такие связи между динамикой, химией, электричеством, оптикой, теорией теплоты и т. д. Можно представить себе ещё и другие возможные связи между старыми и новыми теориями, не ведущие к несовместимости тех и других. Каждая из них в отдельности и все вместе могут служить примером исторического процесса, ведущего к развитию науки. Если бы все связи между теориями были таковы, то развитие науки было бы подлинно кумулятивным. Новые виды явлений могли бы просто раскрывать упорядоченность в некотором аспекте природы, где до этого она никем не была замечена. В эволюции науки новое знание приходило бы на смену невежеству, а не знанию другого и несовместимого с прежним вида.