Структура научных революций

После того как первоначальный текст работы был написан, многие другие мои друзья помогли мне  в его доработке. Они, я думаю, простят меня, если я назову из них  только четверых, чьё участие было наиболее значительным и решающим: П. Фейерабенд из Калифорнийского университета, Э. Нагель из Колумбийского университета, Г. Р. Нойес из Радиационной лаборатории  Лоуренса и мой студент Дж. Л. Хейльброн, который часто работал непосредственно  со мной в процессе подготовки окончательного варианта для печати. Я нахожу, что  все их замечания и советы чрезвычайно  полезны, но у меня нет основания  думать (скорее, есть некоторые причины  сомневаться), что все, кого я упомянул выше, полностью одобряли рукопись в её окончательном виде.

Наконец, моя признательность  моим родителям, жене и детям существенно  иного рода. Разными путями каждый из них также вложил частицу своего интеллекта в мою работу (причём так, что как раз мне труднее  всего это оценить). Однако они  также в различной степени  сделали нечто ещё более важное. Они не только одобряли меня, когда  я начал работу, но и постоянно  поощряли моё увлечение ею. Все, кто  боролся за осуществление замысла  подобных масштабов, сознают, каких усилий это стоит. Я не нахожу слов, чтобы выразить им свою благодарность.

Беркли, Калифорния

Т. С. К.

февраль, 1962

I

Введение

РОЛЬ ИСТОРИИ

История, если её рассматривать  не просто как хранилище анекдотов  и фактов, расположенных в хронологическом  порядке, могла бы стать основой  для решительной перестройки  тех представлений о науке, которые  сложились у нас к настоящему времени. Представления эти возникли (даже у самих учёных) главным  образом на основе изучения готовых  научных достижений, содержащихся в  классических трудах или позднее  в учебниках, по которым каждое новое  поколение научных работников обучается  практике своего дела. Но целью подобных книг по самому их назначению является убедительное и доступное изложение  материала. Понятие науки, выведенное из них, вероятно, соответствует действительной практике научного исследования не более, чем сведения, почерпнутые из рекламных  проспектов для туристов или из языковых учебников, соответствуют реальному  образу национальной культуры. В предлагаемом очерке делается попытка показать, что подобные представления о  науке уводят в сторону от её магистральных  путей. Его цель состоит в том, чтобы обрисовать хотя бы схематически совершенно иную концепцию науки, которая  вырисовывается из исторического подхода  к исследованию самой научной  деятельности.

Однако даже из изучения истории  новая концепция не возникнет, если продолжать поиск и анализ исторических данных главным образом для того, чтобы ответить на вопросы, поставленные в рамках антиисторического стереотипа, сформировавшегося на основе классических трудов и учебников. Например, из этих трудов часто напрашивается вывод, что содержание науки представлено только описываемыми на их страницах  наблюдениями, законами и теориями. Как правило, вышеупомянутые книги  понимаются таким образом, как будто  научные методы просто совпадают  с методикой подбора данных для  учебника и с логическими операциями, используемыми для связывания этих данных с теоретическими обобщениями  учебника. В результате возникает  такая концепция науки, в которой  содержится значительная доля домыслов и предвзятых представлений относительно её природы и развития.

Если науку рассматривать как  совокупность фактов, теорий и методов, собранных в находящихся в  обращении учебниках, то в таком  случае учёные — это люди, которые  более или менее успешно вносят свою лепту в создание этой совокупности. Развитие науки при таком подходе  — это постепенный процесс, в котором факты, теории и методы слагаются во всё возрастающий запас достижений, представляющий собой научную методологию и знание. История науки становится при этом такой дисциплиной, которая фиксирует как этот последовательный прирост, так и трудности, которые препятствовали накоплению знания. Отсюда следует, что историк, интересующийся развитием науки, ставит перед собой две главные задачи. С одной стороны, он должен определить, кто и когда открыл или изобрёл каждый научный факт, закон и теорию. С другой стороны, он должен описать и объяснить наличие массы ошибок, мифов и предрассудков, которые препятствовали скорейшему накоплению составных частей современного научного знания. Многие, исследования так и осуществлялись, а некоторые и до сих пор преследуют эти цели.

Однако в последние  годы некоторым историкам науки  становится всё более и более  трудным выполнять те функции, которые  им предписывает концепция развития науки через накопление. Взяв на себя роль регистраторов накопления научного знания, они обнаруживают, что чем дальше продвигается исследование, тем труднее, а отнюдь не легче  бывает ответить на некоторые вопросы, например о том, когда был открыт кислород или кто первый обнаружил  сохранение энергии. Постепенно у некоторых  из них усиливается подозрение, что  такие вопросы просто неверно  сформулированы и развитие науки  — это, возможно, вовсе не простое  накопление отдельных открытий и изобретений. В то же время этим историкам всё труднее становится отличать «научное» содержание прошлых наблюдений и убеждений от того, что их предшественники с готовностью называли «ошибкой» и «предрассудком». Чем более глубоко они изучают, скажем, аристотелевскую динамику или химию и термодинамику эпохи флогистонной теории, тем более отчётливо чувствуют, что эти некогда общепринятые концепции природы не были в целом ни менее научными, ни более субъективистскими, чем сложившиеся в настоящее время. Если эти устаревшие концепции следует назвать мифами, то оказывается, что источником последних могут быть те же самые методы, а причины их существования оказываются такими же, как и те, с помощью которых в наши дни достигается научное знание. Если, с другой стороны, их следует называть научными, тогда оказывается, что наука включала в себя элементы концепций, совершенно несовместимых с теми, которые она содержит в настоящее время. Если эти альтернативы неизбежны, то историк должен выбрать последнюю из них. Устаревшие теории нельзя в принципе считать ненаучными только на том основании, что они были отброшены. Но в таком случае едва ли можно рассматривать научное развитие как простой прирост знания. То же историческое исследование, которое вскрывает трудности в определении авторства открытий и изобретений, одновременно даёт почву глубоким сомнениям относительно того процесса накопления знаний, посредством которого, как думали раньше, синтезируются все индивидуальные вклады в науку.

Результатом всех этих сомнений и трудностей является начинающаяся сейчас революция в историографии  науки. Постепенно, и часто до конца  не осознавая этого, историки науки  начали ставить вопросы иного  плана и прослеживать другие направления  в развитии науки, причём эти направления  часто отклоняются от кумулятивной модели развития. Они не столько стремятся отыскать в прежней науке непреходящие элементы, которые сохранились до современности, сколько пытаются вскрыть историческую целостность этой науки в тот период, когда она существовала. Их интересует, например, не вопрос об отношении воззрений Галилея к современным научным положениям, а скорее отношение между его идеями и идеями его научного сообщества, то есть идеями его учителей, современников и непосредственных преемников в истории науки. Более того, они настаивают на изучении мнений этого и других подобных сообществ с точки зрения (обычно весьма отличающейся от точки зрения современной науки), признающей за этими воззрениями максимальную внутреннюю согласованность и максимальную возможность соответствия природе. Наука в свете работ, порождаемых этой новой точкой зрения (их лучшим примером могут послужить сочинения Александра Койре), предстаёт как нечто совершенно иное, нежели та схема, которая рассматривалась учёными с позиций старой историографической традиции. Во всяком случае эти исторические исследования наводят на мысль о возможности нового образа науки. Данный очерк преследует цель охарактеризовать хотя бы схематично этот образ, выявляя некоторые предпосылки новой историографии.

Какие аспекты науки выдвинутся на первый план в результате этих усилий? Во-первых, хотя бы в предварительном  порядке, следует указать на то, что  для многих разновидностей научных  проблем недостаточно одних методологических директив самих по себе, чтобы прийти к однозначному и доказательному выводу. Если заставить исследовать электрические или химические явления человека, не знающего этих областей, но знающего, что такое «научный метод» вообще, то он может, рассуждая вполне логически, прийти к любому из множества несовместимых между собой выводов. К какому именно из этих логичных выводов он придёт, по всей вероятности, будет определено его прежним опытом в других областях, которые ему приходилось исследовать ранее, а также его собственным индивидуальным складом ума. Например, какие представления о звёздах он использует для изучения химии или электрических явлений? Какие именно из многочисленных экспериментов, возможных в новой для него области, он предпочтёт выполнить в первую очередь? И какие именно аспекты сложной картины, которая выявится в результате этих экспериментов, будут производить на него впечатление особенно перспективных для выяснения природы химических превращений или сил электрических взаимодействий? Для отдельного учёного по крайней мере, а иногда точно так же и для научного сообщества, ответы на подобные вопросы часто весьма существенно определяют развитие науки. Например, во II разделе мы обратим внимание на то, что ранние стадии развития большинства наук характеризуются постоянным соперничеством между множеством различных представлений о природе. При этом каждое представление в той или иной мере выводится из данных научного наблюдения и предписаний научного метода, и все представления хотя бы в общих чертах не противоречат этим данным. Различаются же между собой школы не отдельными частными недостатками используемых методов (все они были вполне «научными»), а тем, что мы будем называть несоизмеримостью способов въдения мира и практики научного исследования в этом мире. Наблюдение и опыт могут и должны резко ограничить контуры той области, в которой научное рассуждение имеет силу, иначе науки как таковой не будет. Но сами по себе наблюдения и опыт ещё не могут определить специфического содержания науки. Формообразующим ингредиентом убеждений, которых придерживается данное научное сообщество в данное время, всегда являются личные и исторические факторы — элемент по видимости случайный и произвольный.

Наличие этого элемента произвольности не указывает, однако, на то, что любое  научное сообщество могло бы заниматься своей деятельностью без некоторой  системы общепринятых представлений. Не умаляет он и роли той совокупности фактического материала, на которой  основана деятельность сообщества. Едва ли любое эффективное исследование может быть начато прежде, чем научное  сообщество решит, что располагает  обоснованными ответами на вопросы, подобные следующим: каковы фундаментальные  сущности, из которых состоит универсум? Как они взаимодействуют друг с другом и с органами чувств? Какие вопросы учёный имеет право  ставить в отношении таких  сущностей и какие методы могут  быть использованы для их решения? По крайней мере в развитых науках ответы (или то, что полностью заменяет их) на вопросы, подобные этим, прочно закладываются  в процессе обучения, которое готовит  студентов к профессиональной деятельности и даёт право участвовать в  ней. Рамки этого обучения строги и жёстки, и поэтому ответы на указанные вопросы оставляют  глубокий отпечаток на научном мышлении индивидуума. Это обстоятельство необходимо серьёзно учитывать при рассмотрении особой эффективности нормальной научной  деятельности и при определении  направления, по которому она следует  в данное время. Рассматривая в III, IV, V разделах нормальную науку, мы поставим перед собой цель в конечном счёте  описать исследование как упорную  и настойчивую попытку навязать природе те концептуальные рамки, которые  дало профессиональное образование. В  то же время нас будет интересовать вопрос, может ли научное исследование обойтись без таких рамок, независимо от того, какой элемент произвольности присутствует в их исторических источниках, а иногда и в их последующем  развитии.

Однако этот элемент произвольности имеет место и оказывает существенное воздействие на развитие науки, которое  будет детально рассмотрено в VI, VII и VIII разделах. Нормальная наука, на развитие которой вынуждено тратить  почти всё своё время большинство  учёных, основывается на допущении, что  научное сообщество знает, каков  окружающий нас мир. Многие успехи науки рождаются из стремления сообщества защитить это допущение, и если это необходимо — то и весьма дорогой ценой. Нормальная наука, например, часто подавляет фундаментальные новшества, потому что они неизбежно разрушают её основные установки. Тем не менее до тех пор, пока эти установки сохраняют в себе элемент произвольности, сама природа нормального исследования даёт гарантию, что эти новшества не будут подавляться слишком долго. Иногда проблема нормальной науки, проблема, которая должна быть решена с помощью известных правил и процедур, не поддаётся неоднократным натискам даже самых талантливых членов группы, к компетенции которой она относится. В других случаях инструмент, предназначенный и сконструированный для целей нормального исследования, оказывается неспособным функционировать так, как это предусматривалось, что свидетельствует об аномалии, которую, несмотря на все усилия, не удаётся согласовать с нормами профессионального образования. Таким образом (и не только таким) нормальная наука сбивается с дороги всё время. И когда это происходит — то есть когда специалист не может больше избежать аномалий, разрушающих существующую традицию научной практики, — начинаются нетрадиционные исследования, которые в конце концов приводят всю данную отрасль науки к новой системе предписаний (commitments), к новому базису для практики научных исследований. Исключительные ситуации, в которых возникает эта смена профессиональных предписаний, будут рассматриваться в данной работе как научные революции. Они являются дополнениями к связанной традициями деятельности в период нормальной науки, которые разрушают традиции.

Наиболее очевидные примеры  научных революций представляют собой те знаменитые эпизоды в  развитии науки, за которыми уже давно  закрепилось название революций. Поэтому  в IX и Х разделах, где предпринимается  непосредственный анализ природы научных  революций, мы не раз встретимся с  великими поворотными пунктами в  развитии науки, связанными с именами  Коперника, Ньютона, Лавуазье и Эйнштейна. Лучше всех других достижений, по крайней  мере в истории физики, эти поворотные моменты служат образцами научных  революций. Каждое из этих открытий необходимо обусловливало отказ научного сообщества от той или иной освящённой веками научной теории в пользу другой теории, несовместимой с прежней. Каждое из них вызывало последующий сдвиг  в проблемах, подлежащих тщательному  научному исследованию, и в тех  стандартах, с помощью которых  профессиональный учёный определял, можно  ли считать правомерной ту или  иную проблему или закономерным то или иное её решение. И каждое из этих открытий преобразовывало научное воображение таким образом, что мы в конечном счёте должны признать это трансформацией мира, в котором проводится научная работа. Такие изменения вместе с дискуссиями, неизменно сопровождающими их, и определяют основные характерные черты научных революций.

Эти характерные черты  с особой чёткостью вырисовываются из изучения, скажем, революции, совершённой  Ньютоном, или революции в химии. Однако те же черты можно найти (и  в этом состоит одно из основных положений данной работы) при изучении других эпизодов в развитии науки, которые  не имеют столь явно выраженного  революционного значения. Для гораздо  более узких профессиональных групп, научные интересы которых затронуло, скажем, создание электромагнитной теории, уравнения Максвелла были не менее  революционны, чем теория Эйнштейна, и сопротивление их принятию было ничуть не слабее. Создание других новых  теорий по понятным причинам вызывает такую же реакцию со стороны тех  специалистов, чью область компетенции  они затрагивают. Для этих специалистов новая теория предполагает изменение  в правилах, которыми руководствовались  учёные в практике нормальной науки  до этого времени. Следовательно, новая  теория неизбежно отражается на широком  фронте научной работы, которую эти  специалисты уже успешно завершили. Вот почему она, какой бы специальной  ни была область её приложения, никогда  не представляет собой (или, во всяком случае, очень редко представляет) просто приращение к тому, что уже  было известно. Усвоение новой теории требует перестройки прежней  и переоценки прежних фактов, внутреннего  революционного процесса, который редко  оказывается под силу одному учёному  и никогда не совершается в  один день. Нет поэтому ничего удивительного  в том, что историкам науки  бывает весьма затруднительно определить точно дату этого длительного  процесса, хотя сама их терминология принуждает видеть в нём некоторое изолированное  событие.