Структура научных революций

Невольно хочется сказать, что отличие взглядов химиков, которые  рассматривали растворы как соединения, от взглядов их преемников касалось только определений. В одном отношении  дело могло обстоять именно таким  образом. Но это справедливо не в  том смысле, что делает определения  просто конвенционально удобными. В XVIII веке химики не могли в полной мере отличить с помощью операциональных  проверок смеси от соединений, возможно, их и нельзя было отличить на тогдашнем  уровне развития науки. Даже если химики прибегали к таким проверкам, они должны были искать критерий, который  позволил бы рассматривать такой  раствор как соединение. Различение смеси и раствора составляло элемент  их парадигмы — элемент того способа, которым химики рассматривали всю  область исследования, — и в  этом качестве он обладал приоритетом  по отношению к любому отдельно взятому  лабораторному эксперименту, хотя и  не по отношению к накопленному опыту  химии в целом.

Но поскольку химия  рассматривалась под таким углом  зрения, химические явления стали  примерами законов, отличных от тех, которые возникли с принятием  новой парадигмы Дальтона. В частности, пока растворы рассматривались как соединения, никакие химические эксперименты, сколько бы их ни ставили, не могли сами по себе привести к закону кратных отношений. В конце XVIII века было широко известно, что некоторые соединения, как правило, характеризовались кратными весовыми отношениями своих компонентов. Для некоторых категорий реакций немецкий химик Рихтер получил даже дополнительные закономерности, в настоящее время включаемые в закон химических эквивалентов[130 - J. R. Partington. A Short History of Chemistry. 2d ed. London, 1951, p. 161—163.]. Но ни один химик не использовал эти закономерности, если не считать рецепты, и ни один из них почти до конца века не подумал о том, чтобы обобщить их. Если и наблюдались очевидные контрпримеры, подобно стеклу или растворению соли в воде, то всё же ни одно обобщение не было возможно без отказа от теории сродства и без перестройки концептуальных границ области химических явлений. Такое заключение стало неизбежным к самому концу столетия после знаменитой дискуссии между французскими химиками Прустом и Бертолле. Первый заявлял, что все химические реакции совершались в постоянных пропорциях, а второй отрицал это. Каждый подобрал внушительное экспериментальное подтверждение для своей точки зрения. Тем не менее два учёных спорили друг с другом, хотя результаты их дискуссии были совершенно неубедительны. Там, где Бертолле видел соединение, которое могло менять пропорции входящих в него компонентов, Пруст видел только физическую смесь[131 - A. N. Meldrum. The Development of the Atomic Theory: (1) Berthollet's Doctrine of Variable Proportions. — «Manchester Memoirs», LIV, 1910, p. 1—16.]. Этот вопрос невозможно было удовлетворительно решить ни экспериментом, ни изменением конвенционального определения. Два исследователя столь же фундаментально расходились друг с другом, как Галилей и Аристотель.

Такова была ситуация в  те годы, когда Дальтон предпринял исследование, которое в конце  концов привело его к знаменитой атомистической теории в химии. Но до самых последних стадий этих исследований Дальтон не был химиком и не интересовался химией. Он был метеорологом, интересующимся (для себя) физическими  проблемами абсорбции газов в  воде и воды в атмосфере. Частью потому, что его навыки были приобретены  для другой специальности, а частично благодаря работе по своей специальности  он подходил к этим проблемам с  точки зрения парадигмы, отличающейся от парадигмы современных ему  химиков. В частности, он рассматривал смесь газов или поглощение газов  в воде как физический процесс, в  котором виды сродства не играли никакой  роли. Поэтому для Дальтона наблюдаемая гомогенность растворов была проблемой, но проблемой, которую, как он полагал, можно решить, если будет возможность определить относительные объёмы и веса различных атомных частиц в его экспериментальной смеси. Требовалось определить эти размеры и веса. Но данная задача заставила Дальтона в конце концов обратиться к химии, подсказав ему с самого начала предположение, что в некотором ограниченном ряде реакций, рассматриваемых как химические, атомы могут комбинироваться только в отношении один к одному или в некоторой другой простой, целочисленной пропорции[132 - L. К. Nash. The Origin of Dalton's Chemical Atomic Theory. — «Isis», XLVII, 1956, p. 101—116.]. Это естественное предположение помогло ему определить размеры и веса элементарных частиц, но зато превратило закон постоянства отношений в тавтологию. Для Дальтона любая реакция, компоненты которой не подчинялись кратным отношениям, не была ещё ipso facto[133 - Тем самым (лат.). — Прим. перев.] чисто химическим процессом. Закон, который нельзя было установить экспериментально до работы Дальтона, с признанием этой работы становится конститутивным принципом, в силу которого ни один ряд химических измерений не может быть нарушен. После работ Дальтона те же, что и раньше, химические эксперименты стали основой для совершенно иных обобщений. Это событие может служить для нас едва ли не лучшим из типичных примеров научной революции.

Излишне говорить, что выводы Дальтона повсеместно подверглись  нападкам, когда были впервые представлены на обсуждение. В частности, Бертолле так никогда и не удалось в  этом убедить. Причём если смотреть в  корень данного вопроса, то следует  признать, что Бертолле и не нуждался в этом. Но для большинства химиков  новая парадигма Дальтона оказалась  убедительной там, где парадигма  Пруста была уязвимой, ибо она давала выводы, намного более ёмкие и  более значительные, чем если бы она была просто новым критерием  для различения смеси и соединения. Например, если атомы могли соединяться  химически только в простых целочисленных  пропорциях, то пересмотр существующих химических данных должен был выявить  примеры как кратных, так и  постоянных соотношений. Химики перестали  писать, что двуокись, скажем, углерода содержит 56% и 72% веса кислорода. Вместо этого они стали писать, что  одна весовая часть углерода соединяется  или с 1,3, или с 2,6 весовыми частями  кислорода. Когда результаты старых лабораторных операций были записаны таким способом, отношение стало  самоочевидным; то же самое наблюдалось  при анализе многих хорошо известных  реакций и, кроме того, многих новых. Добавим к этому, что парадигма Дальтона сделала возможным уяснение работы Рихтера и признание общего характера её выводов. К тому же она навела на мысль поставить новые эксперименты, в частности эксперименты Гей-Люссака, касающиеся объёма соединяющихся газов, а они в свою очередь обнаружили другие закономерности, о которых химики ранее и не помышляли. Химики взяли у Дальтона не новые экспериментальные законы, а новый способ проведения химических исследований (сам Дальтон называл это «новой системой философии химии»), и способ этот оказался настолько плодотворным, что только небольшое число химиков старшего поколения во Франции и Англии были способны сопротивляться ему [134 - А. N. Meldrum. The Development of the Atomic Theory: (6) The Reception Accorded to the Theory Advocated by Dalton. — «Manchester Memoirs», LV, 1911, p. 1—10.]

5. В результате химики  стали работать в новом мире, где реакции происходили совершенно  иначе, нежели раньше.

Так как этот процесс продолжался, возникли и другие характерные и  очень важные изменения. Здесь и  там стали обновляться сами количественные данные. Когда Дальтон впервые  анализировал литературу по химии в  поисках данных для обоснования  своей физической теории, он обнаружил  несколько пригодных записей  реакций, однако едва ли вероятно, что  он не встретился с другими записями, которые были для него непригодны. Собственные измерения Пруста, касающиеся реакций с двуокисью меди, например, показали, что весовое отношение  кислорода в них составляет 1.47?1, а не 2?1, как требовала атомистическая теория; Пруст был как раз тем  исследователем, от которого можно  было ожидать нахождения тех пропорций, которые открыл Дальтон [135 - О Прусте см.: А.N.Meldrum. Berthollet's Doctrine of Variable Proportions. — «Manchester Memoirs», LIV, 1910, p. 8. Подробное  освещение истории постепенных  изменений в измерениях химического  состава и атомных весов ещё  предстоит осуществить, но Партингтон в цитируемом выше сочинении выдвигает  много идей, наводящих на правильное решение вопроса.]

6. Другими словами, он  был прекрасным экспериментатором,  и его точка зрения на отношение  между смесями и соединениями  близка к точке зрения Дальтона. Но не так легко заставить  природу удовлетворять требования  соответствующей парадигмы. Вот  почему головоломки нормальной  науки столь завлекательны, а  измерения, предпринимаемые без  парадигмы, так редко приводят  к каким-либо результатам вообще. Поэтому химики не могли просто  принять теорию Дальтона как  очевидную, ибо много фактов  в то время говорило отнюдь не в её пользу. Больше того, даже после принятия теории они должны были биться с природой, стремясь согласовать её с теорией, и это движение по инерции в известной степени захватило даже следующее поколение химиков. Когда это случилось, даже процентный состав хорошо известных соединений оказался иным. Данные сами изменились. Это последнее, что мы имеем в виду, когда говорим, что после революции учёные работают в другом мире.

XI

НЕРАЗЛИЧИМОСТЬ РЕВОЛЮЦИЙ

Мы должны рассмотреть  ещё вопрос о том, как заканчиваются  научные революции. Однако прежде, чем  перейти к этому, необходимо укрепить уверенность в их существовании  и понимании их природы. Я старался подробно раскрыть сущность революций  в науке на иллюстрациях, и примеры  можно было бы умножить ad nauseam[136 - До отвращения (лат.). — Прим. перев.]. Но, очевидно, многие из них, которые были сознательно отобраны в силу их общеизвестности, обычно рассматривались не как революции, а как дополнения к существующему  уже научному знанию. Таким же образом  могут рассматриваться и любые  другие иллюстрации, которые поэтому  были бы неэффективными. Я предполагаю, что есть в высшей степени веские основания, в силу которых революции  оказываются почти невидимыми. И  учёный и дилетант заимствуют множество  своих представлений о творческой научной деятельности из авторитетного  источника, который систематически маскирует (отчасти в силу важных функциональных оснований) существование  и значение научных революций. Только когда природа этого авторитета осознана и подвергнута анализу, можно надеяться сделать исторический пример в полной мере эффективным. Кроме  того, хотя эта точка зрения может  быть полностью развита только в  заключительном разделе моего очерка, необходимо указать на один из аспектов научной работы, который наиболее чётко отличает её от любых других творческих изысканий, за исключением, возможно, теологии. С этого и  начнём свой анализ.

Говоря об источнике авторитета, я имею в виду главным образом  учебники по различным областям знания, а также популярные и философские  работы, основывающиеся на них. До недавнего  времени ни один другой значительный источник информации о достижениях  науки не был доступен, исключая саму практику научного исследования. Все эти три категории информации имеют нечто общее. Они обращены к уже разработанной структуре  проблем, данных и теории. Чаще всего  они обращены к частной системе  парадигм, с которыми научное сообщество связывает себя к тому времени, когда  парадигмы уже изложены. Цель учебников  заключается в обучении словарю  и синтаксису современного научного языка. Популярная литература стремится  описать те же самые приложения посредством  языка, более близкого к языку  повседневной жизни. А философия  науки, в особенности в мире, говорящем  на английском языке, анализирует логическую структуру того же самого законченного знания. Хотя более всесторонний подход затронул бы весьма реальные различия между тремя указанными источниками  информации, для нас значительно  интереснее рассмотреть здесь их сходство. Все три вида информации описывают установившиеся достижения прошлых революций и таким  образом раскрывают основу современной  традиции нормальной науки. Для выполнения своей функции они не нуждаются  в достоверных сведениях о  том способе, которым эти основания  были впервые найдены и затем  приняты учёными-профессионалами. Поэтому  по крайней мере учебники отличаются особенностями, которые будут постоянно  дезориентировать читателей.

Мы отмечали во II разделе, что возрастание доверия к  учебникам или к тем книгам, которые их заменяют, было постоянным фактором, сопутствующим появлению  первой парадигмы в любой сфере  науки. В последнем разделе настоящего очерка будет утверждаться, что преимущество зрелой науки, которое она получает благодаря таким учебникам, значительно  отличает модель её развития от модели развития других областей культуры. Предположим  как само собой разумеющееся, что  знания о науке и любителя и  специалиста основываются — как  ни в одной другой области —  на учебниках и некоторых других видах литературы, примыкающих к  ним. Однако учебники, будучи педагогическим средством для увековечения нормальной науки, должны переписываться целиком  или частично всякий раз, когда язык, структура проблем или стандарты  нормальной науки изменяются после  каждой научной революции. И как  только эта процедура перекраивания  учебников завершается, она неизбежно  маскирует не только роль, но даже существование  революций, благодаря которым они  увидели свет. Если человек сам не испытал в своей жизни революционного изменения научного знания, то его историческое понимание, будь он учёным или непрофессиональным читателем учебной литературы, распространяется только на итог самой последней революции, разразившейся в данной научной дисциплине.

Таким образом, учебники начинают с того, что сужают ощущение учёным истории данной дисциплины, а затем  подсовывают суррогаты вместо образовавшихся пустот. Характерно, что научные  учебники включают лишь небольшую часть  истории — или в предисловии, или, что более часто, в разбросанных сносках о великих личностях  прежних веков. С помощью таких  ссылок и студенты и учёные-профессионалы  чувствуют себя причастными к  истории. Однако та историческая традиция, которая извлекается из учебников  и к которой таким образом  приобщаются учёные, фактически никогда  не существовала. По причинам, которые  и очевидны, и в значительной степени  определяются самим назначением  учебников, последние (а также большое  число старых работ по истории  науки) отсылают только к той части  работ учёных прошлого, которую можно  легко воспринять как вклад в  постановку и решение проблем, соответствующих  принятой в данном учебнике парадигме. Частью вследствие отбора материала, а  частью вследствие его искажения  учёные прошлого безоговорочно изображаются как учёные, работавшие над тем  же самым кругом постоянных проблем  и с тем же самым набором  канонов, за которыми последняя революция  в научной теории и методе закрепила  прерогативы научности. Не удивительно, что учебники и историческая традиция, которую они содержат, должны переписываться заново после каждой научной революции. И не удивительно, что, как только они переписываются, наука в новом  изложении каждый раз приобретает  в значительной степени внешние  признаки кумулятивности.

Конечно, учёные не составляют единственной группы, которая стремится  рассматривать предшествующее развитие своей дисциплины как линейно  направленное к её нынешним высотам. Искушение переписать историю ретроспективно всегда было повсеместным и непреодолимым. Но учёные более подвержены искушению  переиначивать историю, частично потому, что результаты научного исследования не обнаруживают никакой очевидной  зависимости от исторического контекста  рассматриваемого вопроса, а частью потому, что, исключая период кризиса  и революции, позиция учёного  кажется незыблемой. Бульшая детализация  исторических фактов (независимо от того, берётся ли наука настоящего периода  или прошлого) и тем самым бульшая ответственность перед историческими подробностями, излагаемыми в литературе, могут придать только искусственный статус индивидуальному стилю в работе, заблуждениям и путанице. Спрашивается, зачем возводить в достоинство то, что превосходным и самым настойчивым усилием науки отброшено? Недооценка исторического факта глубоко и, вероятно, функционально прочно укоренилась в идеологии науки как профессии, такой профессии, которая ставит выше всего ценность фактических подробностей другого (неисторического) вида. Уайтхед хорошо уловил неисторический дух научного сообщества, когда писал: «Наука, которая не решается забыть своих основателей, погибла». Тем не менее он был не совсем прав, ибо наука, подобно другим предприятиям, нуждается в своих героях и хранит их имена. К счастью, вместо того чтобы забывать своих героев, учёные всегда имеют возможность забыть (или пересмотреть) их работы.