Структура научных революций

Предыдущие примеры взяты  из астрономии, потому что сообщения  о наблюдениях небесных явлений  часто излагаются с помощью терминов, относящихся к относительно чистому  наблюдению. Только в таких сообщениях мы можем надеяться найти полный параллелизм между наблюдениями учёных и наблюдениями над испытуемыми  в психологических экспериментах. Но мы не обязаны настаивать на такой  полной аналогии; мы многое должны выиграть от ослабления нашего требования. Если удовлетвориться обычным употреблением  слова «видеть», то мы легко сможем осознать, что уже встречались  со многими другими примерами  сдвигов в научном восприятии, которые сопутствуют изменению  парадигмы. Такое расширенное употребление терминов «восприятие» и «въдение»  вскоре потребует специального обоснования; но для начала позвольте мне проиллюстрировать  их применение на практике.

Обратим внимание снова на два наших ранее приведённых  примера из истории электричества. В течение XVII века, когда исследование учёных, интересующихся электрическими явлениями, руководствовалось той  или иной теорией «истечения», они  неоднократно видели, как мелкие частички отскакивали или спадали с  наэлектризованных тел, притягивающих  их. По крайней мере в XVII веке наблюдатели  утверждали, что они видели это  явление; и у нас нет никаких  оснований сомневаться в правильности их сообщений о восприятии больше, чем наших собственных. Используя  такую же аппаратуру, что и раньше, современный наблюдатель мог  бы видеть электростатическое отталкивание (а не механическое или гравитационное воздействие), но исторически (не считая одного всеми игнорируемого исключения) никто не видел в этом явлении  электростатического отталкивания как такового до тех пор, пока мощная аппаратура Хауксби не позволила  значительно усилить этот эффект. Отталкивание после контактной электризации было, однако, лишь одним из многих эффектов отталкивания, которые увидел Хауксби. Благодаря его исследованиям (до некоторой степени подобно тому, что имело место при переключении гештальта) отталкивание сразу стало  фундаментальным проявлением электризации, и затем оставалось только объяснить  притяжение[116 - D. Roller and D. H. D. Roller. The Development of the Concept of Electric Charge. Cambridge, Mass., 1954, p. 21—29.]. Электрические явления, наблюдаемые в начале XVIII века, были и более тонкими и более разнообразными, нежели явления, которые видел наблюдатель в XVII веке. Или другой пример. После усвоения парадигмы Франклина исследователи электрических явлений, наблюдая опыты с лейденской банкой, увидели нечто отличное от того, что они видели прежде. Прибор стал конденсатором, для которого не требовалась ни форма банки, ни форма стакана. Вместо этого были применены две проводящие обкладки, одна из которых не была первоначально частью прибора. Как дискуссии в книгах, так и иллюстрации в них свидетельствуют, что две металлические пластинки с изолятором между ними послужили прототипом для класса этих приборов[117 - См. обсуждение в VII разделе.]. В то же время получили новые описания другие индукционные эффекты, а некоторые вообще наблюдались впервые.

Сдвиги такого рода не ограничиваются областью астрономии и электричества. Мы уже отметили некоторые подобные трансформации восприятия, которые  могут быть выведены из истории химии. Мы говорили, что Лавуазье увидел кислород там, где Пристли видел дефлогистированный воздух и где другие не видели ничего вообще. Однако, научившись видеть кислород, Лавуазье также должен был изменить свою точку зрения на многие другие, более известные вещества. Он, например, должен был увидеть руду сложного состава там, где Пристли и его современники видели обычную землю, кроме этих, должны были быть и другие подобные изменения. Как бы там ни было, в результате открытия кислорода Лавуазье по-иному видел природу. И так как нет другого выражения для этой гипотетически установленной природы, которую Лавуазье «видел по-иному», мы скажем, руководствуясь принципом экономии, что после открытия кислорода Лавуазье работал в ином мире.

Я попытаюсь в дальнейшем избежать этого странного оборота  речи, но сначала мы рассмотрим дополнительный пример его употребления. Этот пример взят из наиболее известной части  исследования Галилея. Со времени глубокой древности многие видели, как то или иное тяжёлое тело раскачивается  на верёвке или цепочке до тех  пор, пока в конце концов не достигнет  состояния покоя. Для последователей Аристотеля, которые считали, что  тяжёлое тело движется в силу своей  собственной природы из более  высокой точки к состоянию  естественного покоя в более  низкую точку, качающееся тело было просто телом, которое падает, испытывая  сопротивление. Сдерживаемое цепочкой, оно могло достигнуть покоя в  своей низкой точке только после  колебательного движения в течение  значительного интервала времени. С другой стороны, Галилей, наблюдая за качающимся телом, увидел маятник  как тело, которое почти периодически осуществляет движение снова и снова, и так без конца. Сумев увидеть  это (а этого уже было немало), Галилей наблюдал также другие свойства маятника и выдвинул многие из наиболее значительных идей новой динамики, касающейся этих свойств. Например, наблюдая свойства маятника, Галилей получил  свой единственный важный и серьёзный  аргумент в пользу независимости  веса и скорости падения, а также  аргумент, указывающий на связь между  высотой и конечной скоростью  движения по наклонной плоскости[118 - G. Galilei. Dialogues concerning Two New Sciences. Evanston. Ill., 1946, p. 80—81, 162—166.]. Все эти явления  природы Галилей видел иначе, чем они представлялись до него.

Почему произошёл этот сдвиг восприятия? Конечно, в известной  мере благодаря гениальности самого Галилея. Но заметим, что гений не проявился здесь в большей  точности или объективности наблюдения над качающимся телом. С описательной стороны восприятие Аристотеля было столь же точным. Когда Галилей  сообщил, что период колебания маятника не зависит от амплитуды, если она  не превышает 90°, его точка зрения на колебания маятника позволила ему заметить намного больше закономерностей, чем мы можем увидеть в этой области[119 - Ibid., p. 91—94, 244.]. В процессе такого открытия включается, скорее, использование гением возможностей своего восприятия, которые помогли осуществить изменение в парадигме средневекового мышления. Галилей получил не такое образование, как Аристотель. Наоборот, для него было привычным анализировать движение на основе теории побуждения, более поздней средневековой парадигмы, которая полагала, что непрерывное движение тяжёлого тела обусловлено внутренней силой, вложенной в него творцом, положившим начало его движению. Жан Буридан и Николай Орезм — схоласты XIV века, которые дали теории побуждения её наиболее законченную формулировку, — были первыми, кто разглядел в колебательных движениях некоторую часть того, что впоследствии увидел в них Галилей. Буридан описывал движение вибрирующей струны как движение, в котором побудительная сила возникает в тот момент, когда ударяют по струне; побудительная сила в дальнейшем расходуется при колебании струны, преодолевая её натяжение; натяжение затем влечёт струну назад, вызывая возрастание побудительной силы до тех пор, пока не достигается средняя линия колебаний; после этого побудительная сила тянет струну в противоположном направлении; снова и снова возникает натяжение струны и так далее в симметричном процессе, который может продолжаться до бесконечности. Позже в том же XIV столетии Орезм схематически представил подобный анализ движения подвешенного камня, который сейчас можно считать первым обсуждением проблемы маятника[120 - M. Clagett. The Science of Mechanics in the Middle Ages. Madison, Wis., 1959, p. 537—538, 570.]. Его точка зрения, очевидно, была очень близка к точке зрения Галилея, которой последний придерживался, когда впервые начал рассматривать колебания маятника. По крайней мере у Орезма и точно так же, почти несомненно, у Галилея это была точка зрения, которая обеспечила возможность перехода от исходной аристотелевской к схоластической парадигме побуждения к движению. До тех пор пока парадигма схоластов не была создана, учёные не могли видеть никаких маятников, а только качающиеся грузы. Маятники появились благодаря изменению парадигмы, очень напоминающему переключение гештальта.

Однако есть ли необходимость  описывать то, что отличает Галилея  от Аристотеля или Лавуазье от Пристли, как некую трансформацию въдения? Действительно ли эти исследователи  видели различные вещи, когда рассматривали  объекты одного и того же типа? Правомерно ли вообще говорить, что учёные проводили свои исследования в различных мирах? Эти вопросы нельзя откладывать, ибо, очевидно, есть другой и намного более обычный способ описания всех исторических примеров, приведённых выше. Многие читатели, конечно, захотят сказать: то, что мы называем изменением с помощью парадигмы, есть только интерпретация учёным наблюдений, которые сами по себе предопределены раз и навсегда природой окружающей среды и механизмом восприятия. С этой точки зрения Пристли и Лавуазье оба видели кислород, но они интерпретировали свои наблюдения различным образом; Аристотель и Галилей оба видели колебания маятника, но они по-разному интерпретировали то, что видели.

Скажем сразу, что это  очень распространённое мнение относительно того, чту происходит, когда учёные меняют свои взгляды на фундаментальные  вопросы, не может быть ни заблуждением, ни просто ошибкой. Скорее это существенная часть философской парадигмы, предложенной Декартом и развитой в то же время, что и ньютоновская динамика. Эта  парадигма хорошо послужила как  науке, так и философии. Её использование, подобно использованию самой  динамики, было плодотворно для основательного уяснения того, что невозможно было достичь другим путём. Однако, о чём  свидетельствует та же динамика Ньютона, даже самый необычайный успех  не даёт впоследствии никакой гарантии, что кризис можно отсрочить на неопределённое время. Сегодня исследователи  в различных областях философии, психологии, лингвистики и даже истории  искусства полностью сходятся в  том, что традиционная парадигма  так или иначе деформирована. Эта недостаточная пригодность  парадигмы также во всё большей  степени обнаруживается историческим изучением науки, на которое главным  образом направлено здесь всё  наше внимание.

Ни один из указанных факторов, содействующих развитию кризиса, не создал до сих пор жизнеспособной альтернативы к традиционной эпистемологической парадигме, но они постепенно наводят  на мысль, какими должны быть некоторые  из характеристик будущей парадигмы. Например, я остро осознаю трудности, порождаемые утверждением, что когда  Аристотель и Галилей рассматривали  колебания камней, то первый видел  сдерживаемое цепочкой падение, а второй — маятник. Те же самые трудности  представлены, даже в более фундаментальной  форме, во вступительной части этого  раздела: хотя мир не изменяется с  изменением парадигмы, учёный после  этого изменения работает в ином мире. Тем не менее я убеждён, что  мы должны учиться осмысливать высказывания, которые по крайней мере сходны с  этими. То, что случается в период научной революции, не может быть сведено полностью к новой интерпретации отдельных и неизменных фактов. Во-первых, эти факты нельзя без всяких оговорок считать неизменными. Маятник не является падающим камнем, а кислород не есть дефлогистированный воздух. Следовательно, данные, которые учёный собирает из разнообразных объектов, сами по себе, как мы увидим вскоре, различны. Ещё более важно, что процесс, посредством которого или индивид или сообщество совершает в своём образе мыслей переход от сдерживаемого цепочкой падения к колебанию маятника или от дефлогистированного воздуха к кислороду, ничем не напоминает интерпретацию. Как можно было бы её осуществить, если учёный не имеет твёрдо установленных данных для того, чтобы интерпретировать? Учёный, принимающий новую парадигму, выступает скорее не в роли интерпретатора, а как человек, смотрящий через линзу, переворачивающую изображение. Сопоставляя, как и прежде, одни и те же совокупности объектов и зная, что он поступает именно так, учёный тем не менее обнаруживает, что они оказались преобразованными во многих своих деталях.

Ни одно из этих замечаний  не нацелено на то, чтобы показать, что  учёные не интерпретируют данные каждый по-своему. Наоборот, Галилей интерпретировал  наблюдения над маятником, Аристотель — над падающими камнями, Мушенбрук  — над полем заряженной банки, а Франклин — над конденсатором. Но каждая из этих интерпретаций предполагала наличие парадигмы. Эти интерпретации  составляли элементы нормальной науки, то есть предприятия, которое, как мы уже видели, нацелено на усовершенствование, расширение и разработку уже существующей парадигмы. В III разделе приводилось  много примеров, в которых интерпретация  играла центральную роль. Эти примеры  типичны для подавляющей части  исследований. И в каждом из них  учёный благодаря принятой парадигме  знал, какие имелись данные, какие  инструменты могли быть использованы для их обработки и какие понятия  соответствуют их интерпретации. Если дана парадигма, то интерпретация данных является основным элементом научной  дисциплины, которая занимается их исследованием.

Но интерпретация —  это и было основной темой предшествующего  раздела — может только разработать  парадигму, но не исправить её. Парадигмы  вообще не могут быть исправлены в  рамках нормальной науки. Вместо этого, как мы уже видели, нормальная наука  в конце концов приводит только к  осознанию аномалий и к кризисам. А последние разрешаются не в  результате размышления и интерпретации, а благодаря в какой-то степени неожиданному и неструктурному событию, подобному переключению гештальта. После этого события учёные часто говорят о «пелене, спавшей с глаз», или об «озарении», которое освещает ранее запутанную головоломку, тем самым приспосабливая её компоненты к тому, чтобы увидеть их в новом ракурсе, впервые позволяющем достигнуть её решения. Бывает и так, что соответствующее озарение приходит во время сна[121 - J. Hadamard. Subconscient intuition, et logique dans la recherche scientifique (Conf?rence faite au Palais de la D?couverte le 8 D?cembre 1945 [Alen?on, n. d.], p. 7—8). Гораздо более полное рассмотрение, хотя исключительно ограниченное математическими нововведениями, см. у того же автора: «The Psychology of Invention in the Mathematical Field». Princeton, 1949.]. Ни в одном обычном смысле термин «интерпретация» не пригоден для того, чтобы выразить такие проблески интуиции, благодаря которым рождается новая парадигма. Хотя эти интуитивные догадки зависят от опыта (как аномального, так и согласующегося с существующими теориями), достигнутого с помощью старой парадигмы, они не являются логически или даже фрагментарно связанными с каждым отдельно взятым элементом этого опыта, что должно было бы иметь место при интерпретации, а вместо этого они суммируют большие части опыта и преобразуют их в другой, весьма отличный опыт, который с этого времени будет соединён в своих деталях уже не со старой, а с новой парадигмой.

Чтобы больше узнать о том, какими могут быть эти различия в  опыте, нужно вернуться к Аристотелю, Галилею и вопросу о маятнике. Какие данные делали взаимодействие их различных парадигм и их общей  среды доступным каждому из них? Рассматривая сдерживаемое цепочкой падение, аристотелианцы должны были измерять (или по крайней мере обсуждать  — аристотелианцы редко измеряли) вес камня, высоту его вертикального  падения и время, требующееся  ему, чтобы достичь состояния  равновесия. Эти понятия вместе с  представлением о сопротивлении  среды были концептуальными категориями, рассмотренными аристотелевской наукой при анализе падающего тела[122 - Т. S. Kuhn. A Function for Thought Experiments, in: «M?langes Alexandre Koyr?», ed. R. Taton and I. B. Cohen. Hermann, Paris, 1964.]. Нормальное исследование, направляемое ими, не могло создать законы, которые открыл Галилей. Оно могло лишь привести и привело, хотя и другим путём, к серии кризисов, из которых возникло представление Галилея о колебании камня. В результате этих кризисов и других интеллектуальных изменений, помимо этого, Галилей увидел качание камня совершенно иным образом. Работы Архимеда о плавании тел позволили считать среду несущественным фактором; теория побуждения представила движение симметричным и непрерывным. А неоплатонизм направил внимание Галилея на фактор движения по окружности[123 - A. Koyr?. Etudes Galil?ennes. Paris, 1939, I, p. 46—51; и «Galileo and Plato». — «Journal of the History of Ideas», IV, 1943, p. 400—428.]. Поэтому он измерял только вес, радиус, угловое смещение и период колебаний, которые были заданы точно, так что их можно было истолковать таким образом, что в результате получились законы Галилея для маятника. В данном случае интерпретация оказалась почти излишней. Если принимались парадигмы Галилея, то закономерности, подобные закономерностям колебания маятника, были почти доступны для проверки. В самом деле, как иначе мы объясним открытие Галилея, что период колебания гири маятника совершенно независим от амплитуды, — открытие, которое нормальная наука, начиная с Галилея, вынуждена была вырвать с корнем и которое сейчас мы совершенно не можем документально подтвердить. Закономерности, которые не могли существовать для аристотелианцев (и которые фактически никогда точно не подкреплялись наблюдением), были для человека, наблюдающего за качанием камня, как это делал Галилей, выводами из непосредственного опыта.

Возможно, этот пример слишком  фантастичен, так как аристотелианцы не записывали никаких обсуждений о  колебаниях грузов. Для их парадигмы  это было чрезвычайно сложное  явление. Но аристотелианцы действительно  обсуждали более простой случай свободного падения груза, и при  этом явно обнаруживаются те же самые  отличия в въдении. Размышляя  над падением камня, Аристотель видел  изменение его состояния, а не процесс. Он измерял движение поэтому  общим пройдённым расстоянием и  общим временем движения, параметрами, которые определяют то, что мы сегодня  могли бы назвать не скоростью, а  средней скоростью[124 - Т. S. Kuhn. A Function for Thought Experiments, in: «M?langes Alexandre Koyr?».]. Подобным же образом, в силу того что камень направлялся своей природой к достижению конечного пункта покоя, Аристотель считал главным параметром для любого момента движения расстояние до конечной точки, а не расстояние от начала движения[125 - Koyr?. Etudes… II, p. 7—11.]. Эти концептуальные параметры лежат в основании и определяют смысл большинства его хорошо известных «законов движения». Однако частично с помощью парадигмы побуждающей силы, частично посредством концепции, известной как доктрина множественности форм, схоластическая критика отошла от подобного способа рассмотрения движения. Камень, который движется под действием побуждающей силы, накапливает её всё больше и больше по мере того, как он отдаляется от исходного пункта; следовательно, соответствующим параметром становится расстояние от начала, а не расстояние до конца движения. Кроме того, аристотелевское понятие скорости было расщеплено схоластами на понятия, которые вскоре после Галилея стали соответствовать нашим понятиям средней скорости и мгновенной скорости. Но когда мы смотрим через призму парадигмы, элементами которой являлись эти понятия, то в падении камня, подобно колебанию маятника, непосредственным образом обнаруживаются законы, им управляющие. Галилей не был одним из первых, кто предположил, что камни падают с постоянным ускорением[126 - Clagett. Op. cit., chaps. IV, VI and IX.]. Кроме того, он доказал свою теорему, относящуюся к этому вопросу вместе со многими её следствиями до своих экспериментов на наклонной плоскости. Эта теорема была ещё одной теоремой в структуре новых закономерностей, доступных гению в мире, который определялся совместно природой и парадигмами и в котором Галилей и его последователи были воспитаны. Живя в этом мире, Галилей мог бы тем не менее в случае необходимости объяснить, почему Аристотель видел мир именно так, как он его видел. Однако непосредственное содержание опытов Галилея с падающими камнями было совсем не таким, как у Аристотеля.