Т. Кун. Структура научных революций.

НА ПУТИ К НОРМАЛЬНОЙ НАУКЕ

В данном очерке термин «нормальная наука» означает исследование, прочно опирающееся на одно или несколько прошлых научных достижений - достижений, которые в течение некоторого времени признаются определенным научным сообществом как основа для его дальнейшей практической деятельности. В наши дни такие достижения излагаются, хотя и редко в их первоначальной форме, учебниками - элементарными или повышенного типа. Эти учебники разъясняют сущность принятой теории, иллюстрируют многие или все ее удачные применения и сравнивают эти применения с типичными наблюдениями и экспериментами. До того как подобные учебники стали общераспространенными, что произошло в начале XIX столетия (а для вновь формирующихся наук даже позднее), аналогичную функцию выполняли знаменитые классические труды ученых: «Физика» Аристотеля, «Альмагест» Птолемея, «Начала» и «Оптика» Ньютона, «Электричество» Франклина, «Химия» Лавуазье, «Геология» Лайеля и многие другие. Долгое время они неявно определяли правомерность проблем и методов исследования каждой области науки для последующих поколений ученых. Это было возможно благодаря двум существенным особенностям этих трудов. Их создание было в достаточной мере беспрецедентным, чтобы привлечь на длительное время группу сторонников из конкурирующих направлений научных исследований. В то же время они были достаточно открытыми, чтобы новые поколения ученых могли в их рамках найти для себя нерешенные проблемы любого вида.

Достижения, обладающие двумя этими характеристиками, я буду называть далее «парадигмами», термином, тесно связанным с понятием «нормальной науки». Вводя этот термин, я имел в виду, что некоторые общепринятые примеры фактической практики научных исследований — примеры, которые включают закон, теорию, их практическое применение и необходимое оборудование, — все в совокупности дают нам модели, из которых возникают конкретные традиции научного исследования. Таковы традиции, которые историки науки описывают под рубриками «астрономия Птолемея (или Коперника)», «аристотелевская (или ньютонианская) динамика», «корпускулярная (или волновая) оптика» и так далее. Изучение парадигм, в том числе парадигм гораздо более специализированных, чем названные мною здесь в целях иллюстрации, является тем, что главным образом и подготавливает студента к членству в том или ином научном сообществе. Поскольку он присоединяется, таким образом, к людям, которые изучали основы их научной области на тех же самых конкретных моделях, его последующая практика в научном исследовании не часто будет обнаруживать резкое расхождение с фундаментальными принципами. Ученые, научная деятельность которых строится на основе одинаковых парадигм, опираются на одни и те же правила и стандарты научной практики. Эта общность установок и видимая согласованность, которую они обеспечивают, представляют собой предпосылки для нормальной науки, то есть для генезиса и преемственности в традиции того или иного направления исследования.

Поскольку в данном очерке понятие парадигмы будет часто заменять собой целый ряд знакомых терминов, необходимо особо остановиться на причинах введения этого понятия. Почему то или иное конкретное научное достижение как объект профессиональной приверженности первично по отношению к различным понятиям, законам, теориям и точкам зрения, которые могут быть абстрагированы из него? В каком смысле общепризнанная парадигма является основной единицей измерения для всех изучающих процесс развития науки? Причем эта единица как некоторое целое не может быть полностью сведена к логически атомарным компонентам, которые могли бы функционировать вместо данной парадигмы. Когда мы столкнемся с такими проблемами в V разделе, ответы на эти и подобные им вопросы окажутся основными для понимания, как нормальной науки, так и связанного с ней понятия парадигмы. Однако это более абстрактное обсуждение будет зависеть от предварительного рассмотрения примеров нормальной деятельности в науке или функционирования парадигм. В частности, оба эти связанные друг с другом понятия могут быть прояснены с учетом того что возможен вид научного исследования без парадигм или по крайней мере без столь определенных и обязательных парадигм, как те, которые были названы выше. Формирование парадигмы и появление на ее основе более эзотерического типа исследования является признаком зрелости развития любой научной дисциплины

Если историк проследит развитие научного знания о любой группе родственных явлений назад, в глубь времен, то он, вероятно, столкнется с повторением в миниатюре той модели, которая иллюстрируется в настоящем очерке примерами из истории физической оптики. Современные учебники физики рассказывают студентам, что свет представляет собой поток фотонов, то есть квантово-механических сущностей, которые обнаруживают некоторые волновые свойства и в то же время некоторые свойства частиц. Исследование протекает соответственно этим представлениям или, скорее, в соответствии с более разработанным и математизированным описанием, из которого выводится это обычное словесное описание. Данное понимание света имеет, однако, не более чем полувековую историю. До того как оно было развито Планком, Эйнштейном и другими в начале нашего века, в учебниках по физике говорилось, что свет представляет собой распространение поперечных волн. Это понятие являлось выводом из парадигмы, которая восходит, в конечном счете, к работам Юнга и Френеля по оптике, относящимся к началу XIX столетия. В то же время и волновая теория была не первой, которую приняли почти все исследователи оптики. В течение XVIII века парадигма в этой области основывалась на «Оптике» Ньютона, который утверждал, что свет представляет собой поток материальных частиц. В то время физики искали доказательство давления световых частиц, ударяющихся о твердые тела; ранние же приверженцы волновой теории вовсе не стремились к этому.

Эти преобразования парадигм физической оптики являются научными революциями, и последовательный переход от одной парадигмы к другой через революцию является обычной моделью развития зрелой науки. Однако эта модель не характерна для периода, предшествующего работам Ньютона, и мы должны здесь попытаться выяснить, в чем заключается причина этого различия. От глубокой древности до конца XVII века не было такого периода, для которого была бы характерна какая-либо единственная, общепринятая точка зрения на природу света. Вместо этого было множество противоборствующих школ и школок, большинство из которых придерживались той или другой разновидности эпикурейской, аристотелевской или платоновской теории. Одна группа рассматривала свет как частицы, испускаемые материальными телами; для другой свет был модификацией среды, которая находилась между телом и глазом; еще одна группа объясняла свет в терминах взаимодействия среды с излучением самих глаз. Помимо этих были другие варианты и комбинации этих объяснений. Каждая из соответствующих школ черпала силу в некоторых частных метафизических положениях, и каждая подчеркивала в качестве парадигмальных наблюдений именно тот набор свойств оптических явлений, который ее теория могла объяснить наилучшим образом. Другие наблюдения имели дело с разработками ad hoc или откладывали нерешенные проблемы для дальнейшего исследования.

В различное время все эти школы внесли значительный вклад в совокупность понятий, явлений и техниче­ских средств, из которых Ньютон составил первую более или менее общепринятую парадигму физической оптики. Любое определение образа ученого, под которое не подходят, по крайней мере, наиболее творчески мыслящие члены этих различных школ, точно так же исключает и их современных преемников. Представители этих школ были учеными. И все же из любого критического обзора физической оптики до Ньютона можно вполне сделать вывод, что, хотя исследователи данной области были учеными, чистый результат их деятельности не в полной мере можно было бы назвать научным. Не имея воз­можности принять без доказательства какую-либо об­щую основу для своих научных убеждений, каждый ав­тор ощущал необходимость строить физическую оптику заново, начиная с самых основ. В силу этого он выби­рал эксперименты и наблюдения в поддержку своих взглядов относительно свободно, ибо не было никакой стандартной системы методов или явлений, которую каждый пишущий работу по оптике должен был при­менять и объяснять. В таких условиях авторы трудов по оптике апеллировали к представителям других школ ничуть не меньше, чем к самой природе. Такое положе­ние нередко встречается во многих областях научного творчества и по сей день; в нем нет ничего такого, что делало бы его несовместимым с важными открытиями и изобретениями. Однако это не та модель развития науки, которой физическая оптика стала следовать после Ньютона и которая вошла в наши дни в обиход и дру­гих естественных наук.

История исследования электрических явлений в пер­вой половине XVIII века дает более конкретный и более известный пример того, каким образом развивается нау­ка, прежде чем выработает свою первую всеми признан­ную парадигму. В течение этого периода было почти столько же мнений относительно природы электриче­ства, сколько и выдающихся экспериментаторов в этой области, включая таких, как Хауксби, Дезагюлье, Дюфе, Ноллет, Уотсон, Франклин и другие. Все их многочисленные концепции электричества имели нечто общее — в известной степени они вытекали из того или иного варианта корпускулярно-механической филосо­фии, которой руководствовались все научные исследо­вания того времени. Кроме того, все они были компо­нентами действительно научных теорий, — теорий, которые частично были рождены экспериментом и наблю­дением и которые отчасти сами детерминировали выбор и интерпретацию дальнейших проблем, подлежащих ис­следованию. Несмотря на то, что все эксперименты были направлены на изучение электрических явлений и боль­шинство экспериментаторов были знакомы с работами своих коллег, их теории имели друг с другом лишь весь­ма общее сходство.

<…>Тем не менее, история указывает и на некоторые при­чины трудностей, встречающихся на этом пути. За не­имением парадигмы или того, что предположительно может выполнить ее роль, все факты, которые могли бы, по всей вероятности, иметь какое-то отношение к раз­витию данной науки, выглядят одинаково уместными. В результате первоначальное накопление фактов яв­ляется деятельностью, гораздо в большей мере подвер­женной случайностям, чем деятельность, которая стано­вится привычной в ходе последующего развития науки. Более того, если нет причины для поисков какой-то осо­бой формы более специальной информации, то накоп­ление фактов в этот ранний период обычно ограничи­вается данными, всегда находящимися на поверхности. В результате этого процесса образуется некоторый фонд фактов, часть из которых доступна простому на­блюдению и эксперименту, а другие являются более эзотерическими и заимствуются из таких уже ранее существовавших областей практической деятельности, как медицина, составление календарей или металлур­гия. Поскольку эти практические области являются лег­ко доступным источником фактов, которые не могут быть обнаружены поверхностным наблюдением, техника часто играла жизненно важную роль в возникновении новых наук.

Но хотя этот способ накопления фактов был суще­ственным для возникновения многих важных наук, каж­дый, кто ознакомится, например, с энциклопедическими работами Плиния или с естественными «историями» Бэ­кона, написанными в XVII веке, обнаружит, что данный способ давал весьма путаную картину. Даже сомнитель­но называть подобного рода литературу научной. Бэконовские «истории» теплоты, цвета, ветра, горного дела и так далее наполнены информацией, часть которой ма­лопонятна. Но главное, что здесь факты, которые позд­нее оказались объясненными (например, нагревание с помощью смешивания), поставлены в один ряд с дру­гими (например, нагревание кучи навоза), которые в те­чение определенного времени оставались слишком слож­ными, чтобы их можно было включить в какую бы то ни было целостную теорию.

<…> С. 36-43 Никакую естественную историю нельзя интерпретировать, если отсутствует хотя бы в неявном виде переплетение теоретических и методологических предпосылок, принципов, которые допускают отбор, оценку и критику фактов. Если такая основа присутствует уже в явной форме в собрании фактов (в этом случае мы располагаем уже чем-то большим, нежели просто факты), она должна быть подкреплена извне, может быть с помощью обыденной философии, или посредством другой науки, или посредством установок личного или общественно-исто­рического плана. Не удивительно поэтому, что на ранних стадиях развития любой науки различные исследователи, сталкиваясь с одними и теми же категориями явлений, далеко не всегда одни и те же специфические явления описывают и интерпретируют одинаково. Мож­но признать удивительным и даже в какой-то степени уникальным именно для науки как особой области, что такие первоначальные расхождения впоследствии ис­чезают.

Ибо они действительно исчезают, сначала в весьма значительной степени, а затем и окончательно. Более того, их исчезновение обычно вызвано триумфом одной из допарадигмальных школ, которая в силу ее собствен­ных характерных убеждений и предубеждений делает упор только на некоторой особой стороне весьма обшир­ной по объему и бедной по содержанию информации. Те исследователи электрических явлений, которые счи­тали электричество флюидом и, следовательно, делали особое ударение на проводимости, дают этому велико­лепный пример. Руководствуясь этой концепцией, кото­рая едва ли могла охватить известное к этому вре­мени многообразие эффектов притяжения и отталкива­ния, некоторые из них выдвигали идею заключения «электрической жидкости» в сосуд. Непосредственным результатом их усилий стало создание лейденской бан­ки, прибора, которого никогда не сделал бы человек, исследующий природу вслепую или наугад, и который был создан, по крайней мере, двумя исследователями в начале 40-х годов XVIII века фактически независимо друг от друга. Почти с самого начала исследований в области электричества Франклин особенно заинтере­совался объяснением этого странного и многообещаю­щего вида специальной аппаратуры. Его успех в этом объяснении дал ему самые эффективные аргументы, ко­торые сделали его теорию парадигмой, хотя и такой, которая все еще была неспособна полностью охватить все известные случаи электрического отталкивания. Принимаемая в качестве парадигмы теория должна ка­заться лучшей, чем конкурирующие с ней другие теории, но она вовсе не обязана (и фактически этого ни­когда не бывает) объяснять все факты, которые могут встретиться на ее пути.

Ту же роль, которую сыграла флюидная теория электричества в судьбе подгруппы ученых, придержива­ющихся этой теории, сыграла позднее и парадигма Франклина в судьбе всей группы ученых, исследовав­ших электрические явления. Благодаря этой теории можно было заранее предположить, какие эксперимен­ты стоит проводить и какие эксперименты не могли иметь существенного значения, поскольку были направ­лены на вторичные или слишком сложные проявления электричества. Только парадигма могла сделать такую работу по отбору экспериментов более эффективной. Частично это объясняется тем, что прекращение бес­плодных споров между различными школами пресека­ло и бесконечные дискуссии по поводу основных прин­ципов. Кроме того, уверенность в том, что они на правильном пути, побуждала ученых к более тонкой, эзотерической работе, к исследованию, которое требо­вало много сил и времени. Не отвлекаясь на изучение каждого электрического явления, сплотившаяся группа исследователей смогла затем сосредоточить внимание на более детальном изучении избранных явлений. Кроме того, она получила возможность для создания многих специальных приборов и более систематического, целе­направленного их использования, чем кто-либо из уче­ных, делавших это ранее. Соответственно возрастала эф­фективность и продуктивность исследований по электричеству, подтверждая тем самым возможность - распро­странить на общество проницательное методологическое изречение Фрэнсиса Бэкона: «Истина все же скорее воз­никает из заблуждения, чем из неясности...».

Природу этих в высшей степени направленных, осно­ванных на парадигме исследований мы рассмотрим в следующем разделе. Однако, забегая вперед, необходи­мо хотя бы кратко отметить, каким образом возникно­вение парадигмы воздействует на структуру группы, разрабатывающей ту или иную область науки. Когда в развитии естественной науки отдельный ученый или группа исследователей впервые создают синтетическую теорию, способную привлечь большинство представи­телей следующего поколения исследователей, прежние школы постепенно исчезают. Исчезновение этих школ частично обусловлено обращением их членов к новой парадигме. Но всегда остаются ученые, верные той или иной устаревшей точке зрения. Они просто выпадают из дальнейших совокупных действий представителей их профессии, которые с этого времени игнорируют все их усилия. Новая парадигма предполагает и новое, бо­лее четкое определение области исследования. И те, кто не расположен или не может приспособить свою работу к новой парадигме, должны перейти в другую группу, в противном случае они обречены на изоляцию.

Исторически они так и оставались зачастую в лабирин­тах философии, которая в свое время дала жизнь столь­ким специальным наукам. Эти соображения наводят на мысль, что именно благодаря принятию парадигмы груп­па, интересовавшаяся ранее изучением природы из про­стого любопытства, становится профессиональной, а предмет ее интереса превращается в научную дисцип­лину. В науке (правда, не в таких областях, как меди­цина, технические науки, юриспруденция, принципиаль­ное raison d'etre которых обеспечено социальной необ­ходимостью) с первым принятием парадигмы связаны создание специальных журналов, организация научных обществ, требования о выделении специального курса в академическом образовании. По крайней мере так обстоит дело в течение последних полутора веков, с тех пор, как научная специализация впервые начала при­обретать институциональную форму, и до настоящего времени, когда степень специализации стала вопросом престижа ученых.

Более четкое определение научной группы имеет и другие последствия. Когда отдельный ученый может принять парадигму без доказательства, ему не прихо­дится в своей работе перестраивать всю область заново, начиная с исходных принципов, и оправдывать введение каждого нового понятия. Это можно предоставить авто­рам учебников. Однако при наличии учебника творче­ски мыслящий ученый может начать свое исследование там, где оно остановилось, и, таким образом, сосредото­читься исключительно на самых тонких и эзотериче­ских явлениях природы, которые интересуют его группу. Поступая так, ученый участвует прежде всего в изме­нении методов, эволюция которых слишком мало изуче­на, но современные результаты их использования оче­видны для всех и сковывают инициативу многих. Ре­зультаты его исследования не будут больше излагаться в книгах, адресованных, подобно «Экспериментам... по электричеству» Франклина или «Происхождению видов» Дарвина, всякому, кто заинтересуется предметом их ис­следования. Вместо этого они, как правило, выходят в свет в виде коротких статей, предназначенных только для коллег-профессионалов, только для тех, кто пред­положительно знает парадигму и оказывается в состоя­нии читать адресованные ему статьи.

В современных естественных науках книги представляют собой либо учебники, либо ретроспективные раз­мышления о том или ином аспекте научной жизни. Про­фессиональная репутация ученого, который пишет книгу, может не повыситься, а упасть вопреки его ожиданиям. Лишь на ранних, допарадигмальных стадиях развития наук книга обычно выражала то же самое отношение к профессиональным достижениям, которое она все еще сохраняет в некоторых областях творчества. И только в тех областях, где книга наряду со статьями или без них остается по-прежнему средством коммуникации между исследователями, пути профессионализации об­рисовываются столь расплывчато, что любитель мо­жет льстить себя надеждой, будто он следит за про­грессом, читая подлинные сообщения ученых-исследо­вателей. В математике и астрономии исследовательские сообщения перестали быть понятными для широкой аудитории уже в античности. В динамике исследование приблизилось к эзотерическому типу в конце средних веков и вновь обрело более или менее понятную для всех форму, правда на короткий период, в начале XVII века, когда новая парадигма заменила ту парадигму, которой динамика руководствовалась в эпоху средне­вековья. Исследования электрических явлений потребо­вали их истолкования для непрофессионалов к концу XVIII века, а большинство других областей физической науки перестали быть понятными для широкого читателя в XIX веке. В течение тех же двух столетий подобные преобразования можно было наблюдать и в различных разделах биологических наук. В социальных науках с ними можно встретиться и сегодня. Хотя становятся привычными и вполне уместными сожаления по поводу углубления пропасти, все больше разделяющей профес­сионального ученого и его коллег в других областях, слишком мало внимания уделяется взаимосвязи между этим процессом углубления пропасти и внутренними ме­ханизмами развития науки.

С доисторических времен одна наука вслед за другой переходили границу между тем, что историк может на­звать предысторией данной науки как науки, и соб­ственно ее историей. Эти переходы в стадии зрелости редко бывают такими внезапными и такими явными, как я представил их в своем вынужденно схематическом из­ложении. Но с исторической точки зрения они не были и постепенными и не могут рассматриваться как соиз­меримые по длительности с общим развитием тех обла­стей науки, в пределах которых они совершаются. Те ученые, которые писали об электричестве в течение пер­вых четырех десятилетий XVIII века, располагали зна­чительно большей информацией об электрических явлениях, чем их предшественники в XVI—XVII веках. В течение полувека после 1740 года к спискам этих явлений было добавлено лишь немного данных. Тем не менее, в ряде важных моментов работы Кавендиша, Ку­лона, Вольты по электричеству в последней трети XVIII века выглядят более ушедшими вперед по сравнению с работами Грея, Дюфе и даже Франклина, чем работы этих первооткрывателей в области электричества начала XVIII века по сравнению с подобными исследованиями в XVI веке. Где-то между 1740 и 1780 годами исследо­ватели электрических явлений впервые оказались в со­стоянии принять основания своей области без доказа­тельств. С этого момента они охотнее обращались к более конкретным и специальным проблемам и все чаще стали публиковать результаты своих исследований в статьях, предназначенных для других исследователей в области электричества, предпочитая такой способ ком­муникации книгам, адресованным широкому кругу читателей. Образовав особую научную группу, они до­стигли того, чего добились астрономы античного мира, специалисты в области кинематики в средние века, фи­зической оптики в конце XVII века и исторической гео­логии в начале XIX столетия. Иными словами, они при­шли к парадигме, которая оказалась способной направ­лять исследование всей группы в целом. Трудно найти другой критерий (если не считать преимуществ ретро­спективного взгляда), который бы так ясно и непосред­ственно подтверждал, что данная отрасль знании стала наукой.