🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Cấu Trúc Các Cuộc Cách Mạng Khoa Học - Thomas Kuhn full mobi pdf epub azw3 [Lịch Sử] Ebooks Nhóm Zalo CẤU TRÚC CỦA CÁC CUỘC CÁCH MẠNG KHOA HỌC THOMAS SAMUEL KUHN THE STRUCTURE OF SCIENTIFIC REVOLUTIONS Người dịch: Nguyễn Quang A Nguồn: http://vnthuquan.net Tạo lại eBook (13/06/‘15): QuocSan. MỤC LỤC: Lời giới thiệu Lời nói đầu I. Dẫn nhập: Một vai trò cho Lịch sử II. Con đường đến Khoa học Thông thường III. Bản chất của Khoa học Thông thường IV. Khoa học Thông thường như Giải Câu đố V. Vị trí hàng đầu của các Khung mẫu VI. Dị thường và sự Nổi lên của các Phát minh Khoa học VII. Khủng hoảng và sự Nổi lên của các Lí thuyết Khoa học VIII. Sự Đáp lại Khủng hoảng IX. Bản chất và sự Cần thiết của Cách mạng Khoa học X. Cách mạng như những Thay đổi về Thế giới quan XI. Tính Vô hình của các cuộc Cách mạng XII. Sự Giải quyết các cuộc Cách mạng XIII. Tiến bộ qua các cuộc Cách mạng Tái bút – 1969 1. Các Khung mẫu và Cấu trúc Cộng đồng 2. Các Khung mẫu như Hình trạng của các Cam kết Nhóm 3. Các Khung mẫu như các Mẫu Dùng Chung 4. Tri thức Ngầm và Trực giác 5. Các mẫu, Tính không so sánh được, và các cuộc Cách mạng 6. Các cuộc Cách mạng và Thuyết Tương đối 7. Bản chất của Khoa học Chỉ mục Lời giới thiệu Bạn đọc cầm trên tay cuốn thứ mười hai* của tủ sách SOS², cuốn Cấu trúc của các cuộc Cách mạng Khoa học của Thomas S. Kuhn. Cuốn sách này đã trở thành kinh điển từ lần xuất bản đầu tiên năm 1962. Bản dịch dựa vào bản xuất bản lần thứ ba năm 1996. Đây là một cuốn sách về triết học khoa học, phân tích cấu trúc của các cuộc cách mạng khoa học, cấu trúc các cộng đồng khoa học, sự phát triển của khoa học. Ông phân sự phát triển của các khoa học thành các giai đoạn tương đối “ổn định” mà ông gọi là khoa học thông thường, bị ngắt quãng bởi các thời kì được gọi là cách mạng khoa học. Trong khoa học thông thường về cơ bản không có cạnh tranh, các nhà khoa học tiến hành công việc khoa học như việc giải các câu đố. Khi các dị thường (sự không khớp giữa các tiên đoán và quan sát) xuất hiện, các nhà khoa học thường tìm cách giải quyết nó, và thường thành công. Tuy vậy có các dị thường có thể gây ra khủng hoảng. Khoa học khác thường nổi lên trong các giai đoạn như vậy. Nảy sinh nhiều trường phái khác nhau. Vì có tự do tư duy và cạnh tranh, thường chỉ có một trường phái duy nhất sống sót, và khoa học lại bước vào pha khoa học thông thường mới. Tuy ông lấy các thí dụ chủ yếu từ lĩnh vực vật lí học, cuốn sách đề cập đến khoa học nói chung, và chủ đề của nó càng có ý nghĩa đối với các khoa học xã hội, các khoa học “chưa” thật “trưởng thành”. Khái niệm paradigm do ông đưa ra được thảo luận chi tiết trong cuốn sách này. Theo từ điển các từ Việt Nam tương ứng với paradigm là mẫu, mô hình. Do chưa có thuật ngữ Việt thống nhất tương ứng, chúng tôi tạm dùng từ “khung mẫu” để chỉ khái niệm này. Khung mẫu là cái mà một cộng đồng khoa học chia sẻ, là hình trạng (constellation) của các cam kết của một cộng đồng khoa học, là mẫu dùng chung của một cộng đồng khoa học. Có lẽ nên dùng nguyên paradigm thay vì “dịch” ra tiếng Việt. Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc thường chỉ phiên âm các khái niệm mới, không đặt vấn đề “dịch” khái niệm ra tiếng mẹ đẻ vì việc dịch như vậy là không thể làm được và không có ý nghĩa [ma trận xuất phát từ matrix phiên âm qua tiếng Trung Quốc là một ví dụ khá quen thuộc]. Trong bản dịch này khung mẫu không phải là từ “được dịch” của paradigm, nó là một từ được dùng để chỉ khái niệm paradigm. Bạn đọc đừng bận tâm paradign, khung mẫu, matrix, ma trận “có nghĩa” là gì, chúng chỉ là những cái tên, các nhãn của các khái niệm. Phải tiếp cận với các khái niệm trước và sau đó dùng các tên hay các nhãn như vậy để gọi chúng. Ta sẽ bắt gặp thêm các khái niệm như cộng đồng khoa học, cách mạng khoa học, khoa học thông thường, khoa học khác thường, v.v. trong cuốn sách này. Tất nhiên trong một cộng đồng ngôn ngữ việc thống nhất tên gọi của các khái niệm là hết sức quan trọng. Cuốn sách sẽ bổ ích cho các triết gia, các nhà sử học, các nhà khoa học (tự nhiên và xã hội), các sinh viên, và tất cả những ai quan tâm đến khoa học, đến sáng tạo. Người dịch đã cố hết sức để làm cho bản dịch được chính xác và dễ đọc, song do hiểu biết có hạn nên khó thể tránh khỏi sai sót. Phần chỉ mục nội dung, ở mỗi mục chính, có kèm theo thuật ngữ tiếng Anh để bạn đọc tiện tham khảo. Mọi chú thích của tác giả được đánh bằng số. Tất cả các chú thích đánh dấu sao (*) ở cuối trang là của người dịch. Trong văn bản đôi khi người dịch có đưa thêm từ hay cụm từ để cho câu được rõ nghĩa, phần đó được đặt trong dấu [như thế này]. Bản dịch chắc còn nhiều thiếu sót mong bạn đọc thông cảm, lượng thứ, và chỉ bảo; xin liên hệ theo địa chỉ Tạp chí Tin học và Đời sống, 54 Hoàng Ngọc Phách Hà Nội [25/B7 Nam Thành Công], hoặc qua điện thư [email protected] [email protected] 06-2005 Nguyễn Quang A Lời nói đầu Tiểu luận này là báo cáo được xuất bản đầy đủ đầu tiên về một công trình khởi đầu được hình dung ra gần mười lăm năm trước. Khi đó tôi là một nghiên cứu sinh về vật lí lí thuyết sắp hoàn thành luận văn của mình. Một sự dính líu may mắn với một cua thử nghiệm dạy khoa học vật lí cho người không nghiên cứu khoa học đã lần đầu tiên đưa tôi đến với lịch sử khoa học. Tôi hoàn toàn ngạc nhiên, rằng việc tiếp xúc với lí thuyết và thực hành khoa học lỗi thời đã làm xói mòn triệt để một số quan niệm cơ bản của tôi về bản chất của khoa học và các lí do cho thành công đặc biệt của nó. Đó là các quan niệm mà tôi đã rút ra một phần từ bản thân quá trình đào tạo khoa học và một phần từ một chí thú có từ lâu với triết học khoa học. Chẳng hiểu sao, dù tính hữu dụng sư phạm của chúng và vẻ hiển nhiên trừu tượng của chúng có thế nào, các quan niệm này không hề hợp với công việc mà nghiên cứu lịch sử phơi bày. Thế mà chúng đã và vẫn là cơ bản cho nhiều thảo luận về khoa học, và vì thế có vẻ đáng theo đuổi kĩ lưỡng sự thất bại của chúng về vẻ thật. Kết quả đã là một sự dịch chuyển quyết liệt trong các dự định sự nghiệp của tôi, một sự dịch chuyển từ vật lí học sang lịch sử khoa học và sau đó, dần dần, từ các vấn đề lịch sử tương đối dễ hiểu quay trở lại các lo ngại triết học ban đầu đã dẫn tôi đến với lịch sử. Trừ một vài bài báo, tiểu luận này là tác phẩm đầu tiên trong các công trình đã xuất bản của tôi trong đó các mối lo ngại ban đầu này chi phối. Một phần nào đó nó là một nỗ lực để giải thích cho bản thân tôi và các bạn bè trước hết tôi đã bị kéo từ khoa học sang lịch sử khoa học như thế nào. Cơ hội đầu tiên của tôi để theo đuổi sâu vài trong các ý tưởng nêu ra dưới đây là ba năm với tư cách một Nghiên cứu sinh Trẻ của Hội các Nghiên cứu sinh của Đại học Hardvard. Không có giai đoạn tự do đó thì sự chuyển đổi sang một lĩnh vực nghiên cứu mới chắc đã khó hơn nhiều và có thể đã không đạt được. Một phần thời gian trong các năm đó tôi đã dành cho lịch sử khoa học đích thực. Đặc biệt tôi đã tiếp tục nghiên cứu các tác phẩm của Alexandre Koyré và đầu tiên làm quen với các tác phẩm của Emile Meyerson, Hélène Metzger, và Anneliese Maiser.[1] Sáng tỏ hơn hầu hết các học giả khác gần đây, nhóm người này đã cho thấy cái gì giống như suy nghĩ khoa học trong một thời kì khi các chuẩn mực khoa học rất khác các chuẩn mực ngày nay. Mặc dù tôi ngày càng nghi ngờ một vài trong số các diễn giải lịch sử cá biệt của họ, các công trình của họ, cùng với Great Chain of Being của A. O. Lovejoy, đã chỉ đứng sau các nguồn tư liệu gốc trong tạo hình quan niệm của tôi về lịch sử các ý tưởng khoa học có thể là gì. Phần lớn thời gian của tôi trong các năm ấy, tuy vậy, được dùng để khám phá các lĩnh vực không có quan hệ rõ ràng với lịch sử khoa học nhưng trong đó nghiên cứu ngày nay phơi bày ra các vấn đề giống các vấn đề mà lịch sử đã làm cho tôi chú ý. Một chú thích bắt gặp tình cờ đã dẫn tôi đến các thí nghiệm mà Jean Piaget đã làm sáng tỏ cả các cuộc đời khác nhau của đứa trẻ đang lớn và quá trình chuyển tiếp từ một [cuộc đời] sang [cuộc đời] kế tiếp.[2] Một trong các đồng nghiệp của tôi bảo tôi đọc các bài báo về tâm lí học tri giác, đặc biệt các nhà tâm lí học phái Gestalt; đồng nghiệp khác giới thiệu cho tôi những suy ngẫm của B. L. Whorf về ảnh hưởng của ngôn ngữ lên thế giới quan; và W. V. O. Quine mở ra cho tôi các câu đố triết học về sự phân biệt giải tích-tổng hợp (analytic synthetic).[3] Đó là loại khám phá có tính ngẫu nhiên mà Hội các Nghiên cứu sinh cho phép, và chỉ qua đó mà tôi đã có thể bắt gặp cuốn chuyên khảo hầu như không được biết đến của Ludwik Fleck, Entstehung und Entwicklung einer wissenschaftlichen Tatsache (Basel, 1935), một tiểu luận thấy trước nhiều ý tưởng riêng của tôi. Cùng với một nhận xét của một Nghiên cứu sinh Trẻ khác, Francis X. Sutton, công trình của Fleck đã làm cho tôi thấy rõ là các ý tưởng đó có thể cần được đặt trong xã hội học của cộng đồng khoa học. Tuy dưới đây bạn đọc sẽ thấy ít dẫn chiếu đến các công trình hay các đối thoại này, tôi mang ơn chúng theo nhiều cách hơn là bây giờ tôi có thể tái dựng lại hay đánh giá. Trong năm cuối với tư cách một Nghiên cứu sinh Trẻ, một lời mời giảng cho Viện Lowell ở Boston đã tạo cơ hội đầu tiên cho tôi để thử quan niệm vẫn đang phát triển của tôi về khoa học. Kết quả là một loạt gồm tám bài giảng công khai, được trình bày tháng Ba, 1951, về “Truy tìm Khoa học Vật lí – The Quest for Physical Science”. Trong năm tiếp theo tôi bắt đầu dạy lịch sử khoa học đích thực, và gần một thập niên các vấn đề giảng dạy trong một lĩnh vực tôi chưa bao giờ nghiên cứu một cách có hệ thống đã không để cho tôi có mấy thời gian cho trình bày tường minh các ý tưởng đầu tiên đã kéo tôi vào lĩnh vực đó. Tuy vậy, thật may mắn các ý tưởng đó đã tạo một nguồn của định hướng ngầm định và của cấu trúc-vấn đề nào đó cho phần lớn việc giảng dạy bậc cao hơn của tôi. Vì thế tôi có các sinh viên để cảm ơn vì các bài học có giá trị cả về khả năng đứng vững của các quan điểm của tôi và về những kĩ thuật thích hợp cho việc truyền đạt chúng một cách hiệu quả. Cùng các vấn đề và định hướng mang lại tính thống nhất cho hầu hết các nghiên cứu lịch sử chiếm đa số, và rõ ràng khá đa dạng, mà tôi đã công bố kể từ khi kết thúc học bổng nghiên cứu sinh của tôi. Nhiều trong số chúng đề cập đến vai trò trọn vẹn do siêu hình học này hay kia đã đóng trong nghiên cứu khoa học sáng tạo. Những nghiên cứu khác khảo sát cách trong đó các cơ sở thí nghiệm của một lí thuyết mới được tích tụ và được những người cam kết với một lí thuyết cũ không tương thích tiêu hoá ra sao. Trong quá trình chúng mô tả loại phát triển mà dưới đây tôi sẽ gọi là “sự nổi lên-emergence” của một lí thuyết hay phát minh mới. Ngoài ra có các ràng buộc khác như vậy. Chặng cuối cùng trong sự phát triển của tiểu luận này bắt đầu với một lời mời làm việc cho năm 1958-1959 ở Trung tâm Nghiên cứu Cao cấp về các Khoa học Hành vi – Center for Advanced Studies in the Behaviorial Sciences. Lại một lần nữa tôi có khả năng chú tâm hoàn toàn vào các vấn đề được thảo luận dưới đây. Thậm chí quan trọng hơn, sống một năm trong một cộng đồng chủ yếu gồm các nhà khoa học xã hội, tôi đã đối mặt với các vấn đề không được dự kiến trước về những khác biệt giữa các cộng đồng như vậy với cộng đồng các nhà khoa học tự nhiên mà trong đó tôi đã được đào tạo. Đặc biệt, tôi bị ấn tượng bởi số lượng và mức độ của các bất đồng không úp mở giữa những nhà khoa học xã hội về bản tính của các vấn đề và các phương pháp khoa học chính đáng. Cả lịch sử lẫn sự quen biết làm cho tôi nghi ngờ rằng những người hành nghề khoa học tự nhiên có những câu trả lời vững chắc hơn hay vĩnh cửu hơn cho các câu hỏi như vậy so với các đồng nghiệp khoa học xã hội của họ. Thế nhưng, không biết làm sao, sự thực hành thiên văn học, vật lí học, hoá học, hay sinh học thường không gây ra các tranh cãi về những cái cơ bản mà ngày nay thường có vẻ như căn bệnh địa phương giữa, thí dụ, các nhà tâm lí hay các nhà xã hội học. Việc thử khám phá ra nguồn của sự khác biệt đó đã khiến tôi nhận ra vai trò trong nghiên cứu khoa học của cái từ đó tôi đã gọi là các “khung mẫu – paradigm”*. Những cái này tôi coi là các thành tựu khoa học đã được công nhận một cách phổ quát mà trong một thời gian cung cấp các vấn đề mẫu và các lời giải cho một cộng đồng của những người thực hành. Một khi cái miếng hình ghép của tôi khớp vào chỗ trong câu đố ghép hình, thì một bản thảo của tiểu luận này hiện ra nhanh chóng. Câu chuyện tiếp theo của bản thảo đó không cần được kể ở đây, nhưng phải nói vài lời về hình thức mà nó vẫn giữ được qua các lần soát xét lại. Cho đến khi một phiên bản đầu tiên được hoàn thành và phần lớn được soát xét lại, tôi đã dự kiến rằng bản thảo sẽ xuất hiện chỉ riêng như một tập trong Bách khoa thư Khoa học thống nhất – Encyclopedia of Unified Science. Các biên tập viên của công trình tiên phong đó đã đầu tiên cố thuyết phục, rồi giúp tôi cam kết vững chắc, và cuối cùng kiên nhẫn chờ đợi kết quả với sự tế nhị lạ thường. Tôi mang ơn họ rất nhiều, đặc biệt Charles Morris, vì tạo ra kích thích cơ bản và vì khuyên tôi về bản thảo được hình thành. Các giới hạn về chỗ của Bách khoa thư, tuy vậy, khiến cho tất yếu phải trình bày các quan điểm của tôi ở dạng cực kì cô đọng và giản lược. Tuy các sự kiện tiếp theo có giảm nhẹ các giới hạn đó một chút và đã làm cho việc công bố độc lập đồng thời là có thể, công trình này vẫn là một tiểu luận hơn là một cuốn sách đầy đủ tầm cỡ mà đề tài của tôi cuối cùng sẽ đòi hỏi. Vì mục tiêu cơ bản nhất của tôi là thúc đẩy một sự thay đổi nhận thức và đánh giá về các dữ liệu quen thuộc, tính giản lược của sự trình bày đầu tiên này không nhất thiết là hạn chế. Ngược lại, các bạn đọc mà lĩnh vực nghiên cứu riêng của họ đã chuẩn bị cho họ loại tái định hướng được chủ trương ở đây có thể thấy hình thức tiểu luận cả có tính gợi mở hơn lẫn dễ tiêu hoá hơn. Nhưng nó cũng có các nhược điểm, và chúng có thể biện hộ cho sự làm sáng tỏ của tôi ngay ở đầu về các loại mở rộng cả ở quy mô lẫn ở độ sâu mà tôi hi vọng cuối cùng sẽ được bao gồm trong một phiên bản dài hơn. Có sẵn nhiều bằng chứng lịch sử hơn nhiều mức tôi có chỗ để khai thác dưới đây. Hơn nữa, bằng chứng có từ lịch sử khoa học sinh học cũng như vật lí. Quyết định của tôi ở đây để chỉ đề cập riêng đến vật lí học một phần là do để tăng tính chặt chẽ của tiểu luận và một phần do năng lực hiện tại. Ngoài ra, cách nhìn về khoa học được trình bày ở đây gợi ý tiềm năng kết quả của một loạt loại nghiên cứu mới, cả lịch sử và xã hội. Thí dụ, cách trong đó các dị thường, hay các vi phạm sự mong đợi, thu hút sự chú ý của một cộng đồng cần nghiên cứu chi tiết, cũng như sự nổi lên của các khủng hoảng có thể do thất bại lặp đi lặp lại để làm cho một dị thường phù hợp với sự mong đợi gây ra. Hoặc lần nữa, nếu tôi đúng rằng mỗi cách mạng khoa học làm thay đổi viễn cảnh lịch sử của cộng đồng trải nghiệm nó, rồi sự thay đổi viễn cảnh đó sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc của các sách giáo khoa và các sách báo nghiên cứu sau cách mạng. Một tác động như vậy – một sự dịch chuyển về phân bố của tài liệu tham khảo được trích dẫn trong các chú giải của các báo cáo nghiên cứu – nên được nghiên cứu như một chỉ số khả dĩ đối với sự xuất hiện của các cuộc cách mạng. Nhu cầu cô đọng khắc nghiệt cũng đã buộc tôi phải thôi thảo luận một số vấn đề chính. Sự phân biệt của tôi giữa các giai đoạn trước và sau-khung mẫu (pre- and post-paradigm) trong sự phát triển của một khoa học, chẳng hạn, là quá giản lược. Mỗi trường phái mà sự cạnh tranh của chúng đặc trưng cho giai đoạn sớm hơn được cái gì đó rất giống một khung mẫu hướng dẫn; có các hoàn cảnh, tuy tôi nghĩ chúng là hiếm, trong đó hai khung mẫu có thể cùng tồn tại một cách hoà bình trong giai đoạn muộn hơn. Sự chiếm hữu đơn thuần một khung mẫu không hoàn toàn là một tiêu chuẩn cho quá độ phát triển được thảo luận ở Mục II. Quan trọng hơn, trừ các lời nói ngẫu nhiên ngắn hi hữu, tôi đã không nói gì về vai trò của tiến bộ công nghệ hay về các điều kiện xã hội, kinh tế và trí tuệ bên ngoài trong sự phát triển của các khoa học. Tuy vậy, ta không cần nhìn xa hơn Copernicus và lịch để nhận ra rằng các điều kiện bên ngoài có thể giúp một dị thường đơn thuần thành một nguồn khủng hoảng sâu sắc. Cùng thí dụ có thể minh hoạ cách theo đó các điều kiện ngoài khoa học có thể ảnh hưởng đến dải của các lựa chọn khả dĩ sẵn có cho người cố gắng kết thúc một khủng hoảng bằng đề xuất một cải cách cách mạng này hay cải cách cách mạng khác.[4] Xem xét tường minh các tác động như thế này, tôi nghĩ, sẽ không làm thay đổi các luận đề chính được trình bày trong tiểu luận này, nhưng chắc chắn sẽ đưa thêm vào một chiều giải tích của tầm quan trọng hàng đầu cho sự hiểu biết tiến bộ khoa học. Cuối cùng, và có lẽ quan trọng nhất, các hạn chế về chỗ đã ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự luận bàn của tôi về các hệ luỵ triết học của cách nhìn mang tính lịch sử này về khoa học của tiểu luận. Rõ ràng, có các dính líu như vậy, và tôi đã thử cả chỉ ra lẫn chứng minh bằng tư liệu những cái chính. Nhưng khi làm như vậy tôi thường tự kiềm chế thảo luận chi tiết các lập trường khác nhau của các triết gia đương thời về các vấn đề tương ứng. Nơi tôi bày tỏ sự nghi ngờ, nó thường hướng tới một thái độ triết học hơn là tới bất cứ diễn đạt nào trong số các diễn đạt được trình bày đầy đủ. Kết quả là, một số người biết và hoạt động với một trong các lập trường được trình bày đó có thể cảm thấy rằng tôi đã bỏ quên vấn đề của họ. Tôi nghĩ là họ sai, nhưng tiểu luận này không được dự tính để thuyết phục họ. Để thử làm việc đó cần đến một loại sách lớn hơn nhiều và rất khác. Các mẩu tự truyện mà lời nói đầu này thổ lộ được dành cho việc công nhận cái tôi có thể nhận ra như sự mang ơn chính của tôi đối với cả các công trình uyên bác lẫn các tổ chức đã giúp hình thành tư duy của tôi. Phần còn lại của sự biết ơn đó tôi sẽ thử bày tỏ bằng việc nêu tên dưới đây. Tuy vậy, điều được nói ở trên hay ở dưới đây sẽ tuyệt nhiên không nhiều hơn một ám chỉ đến số lượng và bản chất các nghĩa vụ cá nhân của tôi đối với nhiều cá nhân mà những gợi ý và phê bình của họ lúc này lúc khác đã duy trì và hướng dẫn sự phát triển trí tuệ của tôi. Kể từ khi các ý tưởng của tiểu luận này bắt đầu thành hình thời gian trôi đi đã quá lâu; một danh mục về tất cả những người có thể thấy một cách thích đáng dấu hiệu nào đó của họ trên các trang của cuốn sách này sẽ cùng rộng như danh mục về các bạn và những người quen của tôi. Trong hoàn cảnh này, tôi phải tự hạn chế mình ở vài ảnh hưởng quan trọng nhất mà ngay cả trí nhớ không hoàn hảo cũng chẳng bao giờ ngăn hoàn toàn được. Chính James B. Conant, chủ tịch khi đó của Đại học Harvard, là người đầu tiên đã dẫn tôi đến lịch sử khoa học và như thế khởi động sự biến đổi trong quan niệm của tôi về bản chất của tiến bộ khoa học. Suốt từ khi quá trình đó bắt đầu, ông đã luôn hào phóng về các ý tưởng, các phê bình, và thời gian của ông – kể cả thời gian cần để đọc và gợi ý các thay đổi quan trọng trong phác thảo của bản thảo của tôi. Leonard K. Nash, cùng ông suốt năm năm tôi đã dạy cua theo hướng lịch sử mà Dr. Conant đã khởi động, là một cộng tác viên thậm chí tích cực hơn trong các năm khi các ý tưởng của tôi bắt đầu hình thành, và đã rất thiếu ông trong các giai đoạn phát triển sau. Tuy vậy, may mắn là sau khi tôi rời Cambridge, vị trí của ông như màn hướng âm tích cực và hơn thế được đồng nghiệp của tôi ở Berkeley, Stanley Cavell, thay thế. Chính Cavell, một nhà triết học chủ yếu quan tâm đến đạo đức học và mĩ học, đạt tới các kết luận hoàn toàn phù hợp với các kết luận riêng của tôi, đã là một nguồn kích thích và động viên liên tục đối với tôi. Hơn nữa, ông là người duy nhất mà tôi đã từng có thể thăm dò các ý tưởng của mình trong những câu chưa hoàn thành. Phương thức truyền thông đó chứng thực một sự hiểu biết cho phép ông chỉ đường cho tôi vượt qua hay đi vòng qua nhiều rào cản lớn gặp phải khi tôi chuẩn bị bản thảo đầu tiên của mình. Kể từ khi phiên bản đó được phác thảo, nhiều bạn khác đã giúp tôi trình bày lại nó. Tôi nghĩ, họ sẽ thứ lỗi cho tôi nếu tôi chỉ nhắc đến bốn đóng góp tỏ ra có tác động sâu xa và quyết định nhất: Paul K. Feyerabend ở Berkeley, Ernest Nagel ở Columbia, H. Pier Noyes ở Lawrence Radiation Laboratory, và sinh viên của tôi, John L. Heilbron, người đã thường làm việc gắn bó với tôi trong chuẩn bị phiên bản cuối cùng cho in ấn. Tôi thấy việc họ dành cho tôi và các gợi ý của họ là cực kì bổ ích, nhưng tôi không có lí do gì để tin (và lí do nào đó để nghi ngờ) rằng hoặc họ hay những người khác được nhắc tới ở trên chấp thuận bản thảo được sinh ra trong tính toàn vẹn của nó. Những lời cảm ơn cuối cùng của tôi, dành cho cha mẹ, vợ và các con tôi, hẳn là một loại khác. Trong chừng mực nào đấy tôi có lẽ sẽ là người cuối cùng để nhận ra, mỗi trong số họ nữa đã cống hiến các thành phần trí tuệ cho công trình của tôi. Nhưng, ở các mức độ khác nhau, họ cũng đã làm cái gì đó quan trọng hơn. Tức là, họ đã để cho tôi làm và thậm chí khích lệ sự hiến dâng của tôi cho việc đó. Bất cứ ai đã vật lộn với một dự án giống như của tôi sẽ nhận ra cái giá đôi khi họ phải trả. Tôi không biết cảm ơn họ thế nào. T. S. K. BERKELEY, CALIFORNIA Tháng 2, 1962 I. Dẫn nhập: Một vai trò cho Lịch sử Lịch sử, nếu được xem như một kho cho nhiều hơn chuyện vặt hay sắp xếp theo niên đại, có thể tạo ra một sự biến đổi quyết định trong bức tranh về khoa học mà giờ đây chúng ta có. Bức tranh đó đã được vẽ trước đây, thậm chí bởi bản thân các nhà khoa học, chủ yếu từ nghiên cứu các thành tựu khoa học đã hoàn tất như các thành tựu này được ghi lại trong các kinh điển và, gần đây hơn, trong các sách giáo khoa mà từ đó mỗi thế hệ khoa học mới học để hành nghề của mình. Tuy vậy, mục đích của các sách như vậy chắc hẳn mang tính thuyết phục và sư phạm; một khái niệm về khoa học rút ra từ chúng không chắc hợp với hoạt động táo bạo đã tạo ra chúng nhiều hơn một bức tranh về một nền văn hoá dân tộc rút ra từ một cuốn sách mỏng quảng cáo du lịch hay một bài văn. Tiểu luận này thử chứng tỏ rằng chúng ta đã bị chúng làm lầm đường về nhiều mặt cơ bản. Mục tiêu của nó là phác hoạ một khái niệm hoàn toàn khác về khoa học cái có thể nổi lên từ tư liệu lịch sử của bản thân hoạt động nghiên cứu. Ngay cả từ lịch sử, tuy vậy, khái niệm mới đó sẽ không tới nếu dữ liệu lịch sử tiếp tục được tìm kiếm và xem xét tỉ mỉ chủ yếu để trả lời các câu hỏi do ấn tượng rập khuôn được rút ra từ các văn bản khoa học nêu ra. Các văn bản này, thí dụ, thường có vẻ hàm ý rằng nội dung của khoa học được minh hoạ bằng thí dụ một cách duy nhất bằng các quan sát, qui luật, và lí thuyết được mô tả trên các trang của chúng. Hầu như thường xuyên, cùng các cuốn sách được cho là nói rằng các phương pháp khoa học đơn giản là các phương pháp được minh hoạ bởi các kĩ thuật thao tác được dùng để thu thập các số liệu giáo khoa, cùng với các thao tác logic được dùng khi liên hệ các số liệu đó với những khái quát hoá lí thuyết của sách giáo khoa. Kết quả là một khái niệm về khoa học với các hệ luỵ sâu sắc về bản chất và sự phát triển của nó. Nếu khoa học là một hình trạng (constellation) của các sự thực, các lí thuyết, và các phương pháp được sưu tập trong các văn bản hiện hành, thì các nhà khoa học là những người, thành công hay không, đã cố gắng đóng góp một yếu tố hay yếu tố khác cho hình trạng cá biệt đó. Sự phát triển khoa học trở thành một quá trình từ từ theo đó các tiết mục này được thêm, một cách đơn lẻ và kết hợp, vào kho dự trữ tăng không ngừng, cái [kho] tạo thành kĩ thuật và tri thức khoa học. Và lịch sử khoa học trở thành một môn ghi niên đại của cả sự gia tăng liên tiếp này và các trở ngại đã ngăn cản sự tích luỹ của chúng. Quan tâm đến sự phát triển khoa học, nhà sử học khi đó hình như có hai nhiệm vụ chính. Một mặt, ông ta phải xác định ai và ở thời điểm nào đã khám phá hay phát minh ra sự thực, qui luật, và lí thuyết khoa học đương thời. Mặt khác, ông ta phải mô tả và giải thích mớ sai lầm, huyền thoại, và mê tín đã ngăn cản sự tích tụ nhanh hơn của các hợp thành của văn bản khoa học hiện đại. Nhiều nghiên cứu đã hướng theo các mục đích này, và một số vẫn thế. Tuy vậy, trong các năm gần đây vài sử gia khoa học đã thấy ngày càng khó để hoàn thành các chức năng mà khái niệm về phát triển bằng-tích luỹ phân cho chúng. Với tư cách những người ghi niên đại của một quá trình tăng thêm, họ nhận ra rằng nghiên cứu thêm làm cho khó hơn, chứ không dễ hơn, để trả lời các câu hỏi như: Oxy được khám phá ra khi nào? Ai là người đầu tiên quan niệm về bảo toàn năng lượng? Vài người trong số họ ngày càng nghi ngờ rằng đấy đơn giản là các loại câu hỏi sai để hỏi. Có lẽ khoa học không phát triển bằng tích luỹ các khám phá và phát minh riêng lẻ. Đồng thời, cùng các sử gia đó đối mặt với các khó khăn ngày càng tăng về sự phân biệt cấu thành “khoa học” của quan sát và lòng tin quá khứ khỏi cái mà các tiền bối của họ đã gắn cho cái nhãn “sai lầm” và “mê tín” rồi. Càng nghiên cứu cẩn thận hơn, thí dụ, động học Aristotlian, hoá học nhiên tố (phlogistic), hay nhiệt động học, họ càng cảm thấy chắc chắn hơn rằng những cái một thời là các quan điểm hiện hành về tự nhiên, như một tổng thể, không kém khoa học hơn cũng chẳng nhiều hơn sản phẩm của tính khí riêng của con người so với các quan điểm hiện hành ngày nay. Nếu các lòng tin lỗi thời này phải được gọi là các huyền thoại, thì các huyền thoại có thể được tạo ra bằng cùng các loại phương pháp và được tin vì cùng loại lí do mà bây giờ dẫn tới tri thức khoa học. Nếu, mặt khác, chúng phải được gọi là khoa học, thì khoa học đã bao hàm các khối lòng tin hoàn toàn không tương thích với những cái chúng ta tin ngày nay. Căn cứ vào các lựa chọn khả dĩ này, sử gia phải chọn cái sau. Các lí thuyết lỗi thời về nguyên tắc không phải phi khoa học bởi vì chúng đã bị loại ra. Tuy vậy, sự lựa chọn đó làm cho khó khăn để hiểu rõ sự phát triển khoa học như một quá trình phát triển dần lên. Cùng nghiên cứu lịch sử đó phơi bày các khó khăn về cô lập các sáng chế và phát minh riêng rẽ tạo lí do cho những nghi ngờ sâu sắc về quá trình tích tụ qua đó các đóng góp riêng rẽ này cho khoa học được nghĩ là đã hợp thành. Kết quả của tất cả những nghi ngờ và các khó khăn này là một cuộc cách mạng về ghi chép sử trong nghiên cứu khoa học, tuy là cuộc cách mạng vẫn ở các giai đoạn đầu của nó. Dần dần, và thường hoàn toàn không được nhận ra là họ đang làm vậy, các nhà sử học về khoa học đã bắt đầu hỏi những loại câu hỏi khác và lần theo các tuyến phát triển khác, và thường bớt tính tích luỹ hơn, cho các khoa học. Thay vì tìm kiếm những đóng góp lâu dài của một khoa học cổ hơn đối với ưu thế hiện tại của chúng ta, họ thử trưng bày tính nhất quán lịch sử của khoa học đó trong thời của chính nó. Họ hỏi, thí dụ, không về quan hệ của các quan điểm của Galileo đối với các quan điểm của khoa học hiện đại, mà đúng hơn về quan hệ giữa những quan điểm của ông và các quan điểm của nhóm ông, tức là, các thầy ông, những người đương thời, và những người kế tục trực tiếp trong các khoa học. Hơn nữa, họ nhấn mạnh đến nghiên cứu những ý kiến của nhóm đó và các nhóm tương tự khác từ quan điểm – thường rất khác với quan điểm của khoa học hiện đại – cái cho các ý kiến đó sự cố kết nội tại cực đại và khớp sát nhất có thể với tự nhiên. Nhìn qua các công trình sinh ra như thế, các công trình có lẽ được minh hoạ tốt nhất trong các tác phẩm của Alexandre Koyré, khoa học hoàn toàn không có vẻ là cùng hoạt động táo bạo như được các tác giả theo truyền thống lịch sử cũ hơn đã thảo luận. Bằng ngụ ý, chí ít, các nghiên cứu lịch sử này gợi ý khả năng về một bức tranh mới về khoa học. Tiểu luận này nhằm phác hoạ bức tranh đó bằng làm rõ một số trong những dính líu của việc chép sử mới. Các khía cạnh nào của khoa học sẽ nổi bật lên trong tiến trình của nỗ lực này? Thứ nhất, chí ít về thứ tự trình bày, là sự thiếu các chỉ dẫn phương pháp luận, mà với bản thân chúng, để áp đặt một kết luận duy nhất thực sự đối với nhiều loại câu hỏi khoa học. Được bảo phải khảo sát các hiện tượng điện hay hoá học, người không biết về lĩnh vực này nhưng biết cái gì là khoa học có thể đạt một cách hợp lí đến bất cứ một trong một số kết luận không tương thích nhau. Giữa các khả năng hợp lí, các kết luận cá biệt mà anh ta đi đến có lẽ được xác định bởi kinh nghiệm trước đây của anh ta trong các lĩnh vực khác, bởi những ngẫu nhiên trong khảo sát của anh ta, và bởi cấu tạo riêng của chính anh ta. Thí dụ, những lòng tin nào về các ngôi sao mà anh ta mang vào nghiên cứu hoá học hay điện học? Cái nào trong nhiều thí nghiệm có thể hình dung ra liên quan đến lĩnh vực mới mà anh ta sẽ chọn để thực hiện đầu tiên? Và các khía cạnh nào của hiện tượng phức tạp sinh ra khi đó sẽ gây ấn tượng cho anh ta như đặc biệt xác đáng cho một sự làm sáng tỏ bản chất của sự thay đổi hoá học hay của ái lực điện? Đối với cá nhân, chí ít, và đôi khi cả đối với cộng đồng khoa học nữa, các câu trả lời cho các câu hỏi như thế này thường là các nhân tố quyết định cơ bản của sự phát triển khoa học. Chúng ta sẽ lưu ý, thí dụ, trong Mục II rằng các giai đoạn phát triển ban đầu của hầu hết các khoa học đã được đặc trưng bởi sự cạnh tranh liên tục giữa một số quan điểm khác nhau về tự nhiên, mỗi quan điểm được dẫn ra một phần từ, và tất cả đại thể tương thích với, những tiếng gọi của quan sát và phương pháp khoa học. Cái phân biệt các trường phái khác nhau này đã không phải là thất bại này hay thất bại khác của phương pháp – chúng đã đều là “khoa học” – mà là cái chúng ta sẽ gọi là những cách không thể so sánh với nhau của chúng về nhìn nhận thế giới và về thực hành khoa học trong đó. Quan sát và kinh nghiệm có thể và phải giới hạn một cách mạnh mẽ dải của lòng tin khoa học được phép, vì khác đi thì sẽ không có khoa học nào. Nhưng riêng chúng không thể xác định khối cá biệt của lòng tin như vậy. Một yếu tố dường như tuỳ ý, được hoà trộn bởi sự tình cờ cá nhân và lịch sử, luôn luôn là một thành tố cấu thành của các lòng tin được một cộng đồng khoa học cho trước ở một thời điểm cho trước tán thành. Yếu tố tuỳ ý đó, tuy vậy, không biểu lộ rằng bất cứ nhóm khoa học nào có thể thực hành nghề nghiệp của mình mà không có một tập các lòng tin nhận được nào đó. Nó cũng không làm cho hình trạng cá biệt mà nhóm đó, ở thời điểm cho trước, thực ra đã cam kết, là ít hậu quả hơn. Nghiên cứu hữu hiệu hầu như không bắt đầu trước khi một cộng đồng khoa học nghĩ nó đã thu được các câu trả lời vững chắc cho các câu hỏi như sau: Các thực thể cơ bản tạo thành thế giới là gì? Những thực thể này tương tác với nhau và với các giác quan thế nào? Các câu hỏi nào có thể được hỏi một cách chính đáng về các thực thể như vậy và các kĩ thuật nào được dùng để tìm kiếm các giải pháp? Chí ít trong các khoa học chín muồi, các câu trả lời (hay những cái thay thế đầy đủ cho các câu trả lời) cho các câu hỏi giống thế này được gắn vững chắc trong nhập môn giáo dục chuẩn bị và cấp bằng cho sinh viên để hành nghề. Bởi vì việc giáo dục đó vừa nghiêm ngặt vừa cứng nhắc, các câu trả lời này có ảnh hưởng sâu sắc lên đầu óc khoa học. Rằng chúng có thể có ảnh hưởng vậy góp phần lớn để giải thích cả tính hiệu quả lạ kì của hoạt động nghiên cứu thông thường và chiều hướng nó được tiến hành ở bất kì thời gian cho trước nào. Khi khảo sát khoa học thông thường ở các Mục III, IV, và V, chúng ta sẽ muốn mô tả dứt khoát rằng việc nghiên cứu như là một nỗ lực cố gắng hết sức và tận tâm để buộc tự nhiên vào các hộp quan niệm do giáo dục chuyên nghiệp cung cấp. Đồng thời, chúng ta sẽ tự hỏi liệu việc nghiên cứu có thể tiến hành mà không có các hộp như vậy được không, dù yếu tố tuỳ ý trong nguồn gốc lịch sử của chúng và, đôi khi, trong sự phát triển tiếp của chúng có thế nào. Thế nhưng có yếu tố tuỳ ý, và cả nó nữa cũng có một tác động quan trọng lên sự phát triển khoa học, mà chúng ta sẽ khảo sát kĩ ở các Mục VI, VII, và VIII. Khoa học thông thường, hoạt động mà trong đó hầu hết các nhà khoa học chắc hẳn dùng hầu hết thời gian của họ, được khẳng định trên giả thiết rằng cộng đồng khoa học biết thế giới giống cái gì. Phần lớn thành công của hoạt động táo bạo bắt nguồn từ sự tự nguyện của cộng đồng để bảo vệ giả thiết đó, nếu cần với cái giá đáng kể. Khoa học thông thường, thí dụ, thường chặn các tính mới căn bản bởi vì chúng tất yếu mang tính lật đổ các cam kết cơ bản của nó. Tuy nhiên, chừng nào các cam kết này vẫn giữ được một yếu tố tuỳ ý, chính bản tính của nghiên cứu thông thường đảm bảo rằng tính mới lạ sẽ không bị chặn quá lâu. Đôi khi một vấn đề bình thường, vấn đề chắc có thể giải được bằng các quy tắc và thủ tục quen biết, lại cưỡng lại sự tấn công dữ dội lặp đi lặp lại của các thành viên có năng lực nhất của nhóm mà vấn đề thuộc về thẩm quyền của họ. Trong các dịp khác một thiết bị được thiết kế và xây dựng cho nghiên cứu bình thường lại không thực hiện theo cách được dự kiến, tiết lộ một dị thường không thể khớp với sự mong đợi chuyên môn, bất chấp các nỗ lực lặp đi lặp lại. Trong các con đường này và các con đường khác nữa, khoa học thông thường lạc lối hết lần này đến lần khác. Và khi nó hoạt động- tức là, khi những người trong nghề không còn có thể lẩn tránh các dị thường lật đổ truyền thống hiện hành của thực hành khoa học được nữa – thì bắt đầu các cuộc khảo sát đặc biệt dẫn những người trong nghề rốt cuộc đến một tập mới của những cam kết, một cơ sở mới cho thực hành khoa học. Các giai đoạn đặc biệt trong đó sự dịch chuyển về các cam kết chuyên nghiệp xảy ra là các giai đoạn được biết đến trong tiểu luận này như các cuộc cách mạng khoa học. Chúng là những phần bổ sung gây đảo lộn truyền thống cho hoạt động gắn với truyền thống của khoa học thông thường. Các thí dụ hiển nhiên nhất của các cuộc cách mạng khoa học là các giai đoạn trong sự phát triển khoa học mà thường đã được gắn cho cái nhãn cách mạng trước đây. Vì thế, trong các Mục IX và X, nơi bản chất của các cuộc cách mạng khoa học lần đầu tiên được khảo sát tỉ mỉ một cách trực tiếp, chúng ta sẽ đề cập lặp đi lặp lại đến các điểm ngoặt chính trong sự phát triển khoa học gắn với tên tuổi của Copernicus, Newton, Lavoisier, và Einstein. Sáng tỏ hơn hầu hết các giai đoạn khác trong lịch sử chí ít của các khoa học vật lí, các giai đoạn này để lộ ra cái mà mọi cuộc cách mạng khoa học đều có. Mỗi trong số chúng đòi cộng đồng phải loại bỏ một lí thuyết khoa học đã đi vào truyền thống để ủng hộ một lí thuyết khác không tương thích với nó. Mỗi trong số chúng tạo ra một sự dịch chuyển tiếp theo về các vấn đề có giá trị cho khảo sát khoa học kĩ lưỡng và về các tiêu chuẩn theo đó giới khoa học xác định cái gì được coi như một vấn đề có thể chấp nhận hay như một vấn đề-giải pháp chính đáng. Và mỗi trong số chúng đã làm biến đổi trí tưởng tượng khoa học theo những cách mà cuối cùng chúng ta cần để mô tả như một sự biến đổi của thế giới trong đó công việc khoa học được thực hiện. Những thay đổi như vậy, cùng với các tranh cãi hầu như luôn luôn đi cùng với chúng, là các đặc trưng định nghĩa của các cuộc cách mạng khoa học. Các đặc trưng này nổi lên với sự sáng tỏ đặc biệt từ một nghiên cứu, thí dụ, về cách mạng Newtonian hay cách mạng hoá học. Tuy vậy, một luận điểm căn bản của tiểu luận này là, chúng cũng có thể được tìm lại từ nghiên cứu của nhiều giai đoạn khác không hiển nhiên cách mạng như thế. Đối với một nhóm chuyên nghiệp nhỏ hơn nhiều bị ảnh hưởng bởi các phương trình Maxwell thì chúng cũng cách mạng như các phương trình của Einstein, và chúng cũng bị cưỡng lại một cách tương ứng. Thường xuyên, và một cách thích đáng, sự phát minh ra các lí thuyết mới khác gây ra cùng phản ứng từ một số chuyên gia mà chúng đụng chạm đến lĩnh vực hiểu biết chuyên sâu của họ. Đối với những người này lí thuyết mới hàm ý một sự thay đổi về các qui tắc chi phối thực hành trước đây của khoa học thông thường. Vì thế, chắc hẳn nó làm mất uy tín nhiều công trình khoa học mà họ đã hoàn tất một cách thành công. Đó là vì sao một lí thuyết mới, cho dù dải ứng dụng của nó có đặc biệt thế nào, hiếm khi hoặc chẳng bao giờ chỉ là một sự tăng thêm vào cái đã được biết rồi. Sự tiêu hoá nó đòi hỏi việc xây dựng lại lí thuyết trước đó và đánh giá lại sự thực trước, một quá trình về thực chất mang tính cách mạng hiếm khi được hoàn tất bởi duy nhất một người và chẳng bao giờ trong một sớm một chiều. Không ngạc nhiên là các sử gia đã có khó khăn về định niên đại một cách chính xác quá trình kéo dài này mà từ vựng của họ buộc họ coi nó như một sự kiện biệt lập. Các phát minh ra lí thuyết mới cũng chẳng phải là các sự kiện duy nhất có tác động cách mạng lên các chuyên gia mà trong lĩnh vực của họ chúng xảy ra. Các cam kết chi phối khoa học thông thường định rõ không chỉ các loại thực thể nào được chứa trong vũ trụ, mà, bằng ẩn ý, cả những thứ không được chứa trong đó. Suy ra, tuy điểm này sẽ cần thảo luận rộng hơn, rằng một sự khám phá như sự phát hiện ra oxy hay X-quang không đơn giản đưa thêm một thứ nữa vào dân cư của thế giới của nhà khoa học. Cuối cùng nó có ảnh hưởng đó, song không trước khi cộng đồng chuyên nghiệp đã đánh giá lại các thủ tục thí nghiệm truyền thống, đã thay đổi quan niệm về các thực thể mà nó đã quen biết từ lâu, và trong quá trình, đã chuyển mạng lưới lí thuyết qua đó nó đề cập đến thế giới. Sự thực và lí thuyết khoa học là không thể tách rời một cách dứt khoát, trừ có lẽ trong phạm vi của một truyền thống duy nhất của thực hành khoa học thông thường. Đó là vì sao sự khám phá bất ngờ không đơn giản [chỉ] có tính thực sự trong nội dung của nó và vì sao các tính mới lạ cơ bản hoặc của sự thực hay của lí thuyết đã làm biến đổi thế giới của nhà khoa học về chất cũng như làm nó giàu thêm về lượng. Quan niệm được mở rộng này về bản chất của các cuộc cách mạng khoa học là quan niệm được phác hoạ ra trong các trang tiếp theo. Phải thừa nhận sự mở rộng vi phạm cách sử dụng thường lệ. Tuy nhiên, tôi sẽ tiếp tục nói thậm chí về các khám phá như cách mạng, bởi vì nó đúng là khả năng về liên hệ cấu trúc của chúng với cấu trúc của, thí dụ, cách mạng Copernican cái làm cho quan niệm mở rộng có vẻ quan trọng đến vậy với tôi. Thảo luận ở trước cho biết các khái niệm bổ sung của khoa học thông thường và của các cách mạng khoa học sẽ được trình bày ra sao trong chín mục tiếp ngay sau đây. Phần còn lại của tiểu luận thử dàn xếp ba vấn đề chính còn lại. Mục XI, bằng thảo luận truyền thống sách giáo khoa, xem xét vì sao trước đây lại khó thấy các cuộc cách mạng khoa học đến vậy. Mục XII mô tả sự cạnh tranh cách mạng giữa những người đề xuất truyền thống khoa học thông thường cũ và những người ủng hộ truyền thống mới. Nó như thế xem xét quá trình, cái bằng cách nào đó, trong một lí thuyết về thẩm tra khoa học, phải thay cho các thủ tục xác nhận hay chứng minh là sai được bức tranh thông thường của chúng ta về khoa học làm cho quen thuộc. Sự cạnh tranh gữa các mảng của cộng đồng khoa học là quá trình lịch sử duy nhất từng thực sự mang lại kết quả về sự bác bỏ một lí thuyết trước đây đã được chấp nhận hay về sự chấp nhận một lí thuyết khác. Cuối cùng, Mục XIII sẽ hỏi làm sao sự phát triển thông qua các cuộc cách mạng có thể tương thích với đặc tính hình như duy nhất của tiến bộ khoa học. Tuy vậy, cho câu hỏi đó tiểu luận này sẽ không cung cấp nhiều hơn những phác thảo chính của một câu trả lời, câu trả lời phụ thuộc vào các đặc trưng của cộng đồng khoa học một việc đòi hỏi thêm nhiều khai phá và nghiên cứu. Không nghi ngờ gì, một số bạn đọc đã muốn biết rồi liệu sự nghiên cứu lịch sử có lẽ có thể có tác động hay không đến loại chuyển biến quan niệm được nhắm tới ở đây. Toàn bộ kho phương tiện của những sự phân đôi [dichotomy] là sẵn có để gợi ý rằng nó không thể làm vậy một cách thích hợp. Sử học, chúng ta nói quá thường xuyên, là một bộ môn mô tả thuần tuý. Các luận đề được gợi ý ở trên, tuy vậy, thường mang tính diễn giải và đôi khi chuẩn tắc. Lại lần nữa, nhiều trong các khái quát hoá của tôi là về xã hội học hay về tâm lí học xã hội của các nhà khoa học; thế nhưng chí ít một vài kết luận của tôi theo truyền thống thuộc về logic học hay nhận thức luận. Trong đoạn văn trên tôi thậm chí có vẻ đã vi phạm sự phân biệt đương thời rất có ảnh hưởng giữa “ngữ cảnh khám phá” và “ngữ cảnh biện hộ”. Có thể có bất cứ thứ gì nhiều hơn sự lẫn lộn sâu thẳm được biểu lộ bằng sự trộn lẫn này của các lĩnh vực và mối quan tâm khác nhau hay không? Sau khi đã cai dần những sự phân biệt này về mặt trí tuệ và các thứ khác giống chúng, tôi hầu như không thể ý thức hơn được về ảnh hưởng và sức mạnh của chúng. Đã nhiều năm tôi coi là chúng quan tâm đến bản chất của tri thức, và tôi vẫn cho rằng, viết lại một cách thích hợp, chúng có cái gì đó quan trọng để nói cho chúng ta. Thế mà các nỗ lực của tôi để áp dụng chúng, thậm chí grosso modo [đại thể], cho các tình huống thực tế trong đó tri thức được thu nhận, được chấp nhận, và được tiêu hoá đã làm cho chúng có vẻ cực kì khó giải quyết. Thay vì là những phân biệt logic hay phương pháp luận sơ đẳng, những cái như thế sẽ là có trước phân tích về tri thức khoa học, bây giờ có vẻ chúng là những phần không thể tách rời của một tập truyền thống của các câu trả lời cho chính các câu hỏi mà trên đó chúng được triển khai. Tính vòng vo đó không hề làm chúng mất hiệu lực. Nhưng nó khiến chúng thành các phần của một lí thuyết, và bằng cách làm thế, bắt chúng phải chịu cùng sự khảo sát kĩ lưỡng được áp dụng cho các lí thuyết trong các lĩnh vực khác. Nếu chúng phải có nhiều hơn sự trừu tượng hoá thuần tuý như là nội dung của chúng, thì nội dung đó phải được khám phá ra bằng cách quan sát chúng trong áp dụng đối với dữ liệu mà chúng muốn làm sáng tỏ. Làm thế nào lịch sử khoa học có thể không là một nguồn của các hiện tượng mà các lí thuyết về tri thức có thể được yêu cầu một cách thích đáng để áp dụng vào? II. Con đường đến Khoa học Thông thường Trong tiểu luận này, ‘khoa học thông thường – normal science” có nghĩa là nghiên cứu dựa một cách vững chắc vào một hay nhiều thành tựu khoa học quá khứ, các thành tựu mà cộng đồng khoa học cá biệt nào đó công nhận trong một thời kì như tạo thành nền tảng cho sự thực hành hơn nữa của nó. Ngày nay các thành tựu như vậy được các sách giáo khoa khoa học, sơ đẳng hay cao cấp, thuật lại chi tiết, tuy hiếm khi ở dạng gốc của chúng. Các sách giáo khoa này trình bày chi tiết lí thuyết được chấp nhận, minh hoạ nhiều hay tất cả các ứng dụng thành công của nó, và so sánh các ứng dụng này với các quan sát và thí nghiệm dẫn chứng. Trước khi các sách giáo khoa như vậy trở nên phổ biến ban đầu ở thế kỉ mười chín (và cho đến thậm chí mới đây ở các khoa học mới chín muồi), nhiều trong số các kinh điển nổi tiếng đã thực hiện một chức năng tương tự. Physica của Aristotle, Almagest của Ptolemy, Principia và Opticks của Newton, Electricity của Franklin, Chemistry của Lavoisier, và Geology của Lyell – các sách kinh điển này và nhiều tác phẩm khác trong một thời gian đã được dùng một cách ngầm định để xác định các vấn đề và phương pháp chính đáng của một lĩnh vực nghiên cứu cho các thế hệ kế tiếp nhau của những người thực hành. Chúng đã có khả năng làm vậy bởi vì chúng chia sẻ hai đặc trưng cốt yếu. Thành tựu của họ là chưa từng có một cách thoả đáng để thu hút một nhóm bền lâu những người ủng hộ khỏi các phương thức hoạt động khoa học cạnh tranh. Đồng thời, nó đủ mở để cho phép mọi loại vấn đề để cho nhóm được xác định lại của những người thực hành giải quyết. Các thành tựu chia sẻ hai đặc trưng này từ nay về sau tôi sẽ nhắc đến như ‘khung mẫu-paradigm’, một thuật ngữ có quan hệ mật thiết với ‘khoa học thông thường’. Bằng chọn thuật ngữ đó, tôi muốn gợi ý rằng một số thí dụ được chấp nhận của thực hành khoa học thực sự – các thí dụ bao gồm qui luật, lí thuyết, ứng dụng, và sự trang bị dụng cụ cùng với nhau – tạo ra các mô hình từ đó xuất hiện các truyền thống cố kết cá biệt về nghiên cứu khoa học. Đấy là các truyền thống mà các sử gia mô tả dưới các đề mục như ‘thiên văn học Ptolemaic’ (hay ‘Corpernican’), ‘động học Aristotlian’ (hay ‘Newtonian’), ‘quang học hạt’ (hay ‘quang học sóng’), và v.v. Nghiên cứu các khung mẫu, kể cả nhiều khung mẫu chuyên biệt hơn các khung mẫu được nêu minh hoạ ở trên, là công việc chuẩn bị chủ yếu cho sinh viên để làm thành viên của cộng đồng khoa học cá biệt mà muộn hơn anh ta sẽ hành nghề với. Bởi vì ở đó anh ta đến với những người đã học những cơ sở của lĩnh vực của họ từ cùng các mô hình cụ thể, việc thực hành kế tiếp của anh ta sẽ hiếm khi gây ra bất đồng công khai với những nguyên tắc cơ bản. Những người mà nghiên cứu của họ dựa trên các khung mẫu dùng chung đều cam kết với cùng các quy tắc và tiêu chuẩn hành nghề khoa học. Sự cam kết đó và sự đồng thuận bề ngoài mà nó tạo ra là các điều kiện tiên quyết cho khoa học thông thường, tức là, cho sự hình thành và tiếp tục của một truyền thống nghiên cứu cá biệt. Bởi vì trong tiểu luận này khái niệm về một khung mẫu sẽ thường thay cho đủ loại khái niệm quen thuộc, cần nói nhiều hơn về các lí do để đưa nó vào. Vì sao thành tựu khoa học cụ thể, như vị trí (locus) của cam kết chuyên nghiệp, lại là trước [trên] các khái niệm khác nhau, các qui luật, các lí thuyết, và các quan điểm có thể được trừu tượng hoá từ nó? Theo nghĩa nào mà khung mẫu chung là một đơn vị cơ bản cho nhà nghiên cứu sự phát triển khoa học, một đơn vị không thể hoàn toàn qui giản về các thành phần nguyên tử logic có thể hoạt động thay cho nó? Khi chúng ta đối mặt với chúng ở Mục V, các câu trả lời cho những câu hỏi này và các câu hỏi giống chúng sẽ tạo cơ sở cho một sự hiểu biết cả về khoa học thông thường lẫn về khái niệm liên quan về khung mẫu. Thảo luận trừu tượng hơn đó sẽ phụ thuộc, tuy vậy, vào một sự phơi bày trước của các thí dụ về khoa học thông thường hay về các khung mẫu đang hoạt động. Đặc biệt, cả hai khái niệm có liên quan này sẽ được làm rõ bằng lưu ý rằng có thể có loại nghiên cứu khoa học mà không có các khung mẫu, hay chí ít không đến nỗi rõ ràng và trói buộc đến thế như các khung mẫu được nói tới ở trên. Việc đạt được một khung mẫu và loại nghiên cứu bí truyền hơn mà nó cho phép là một dấu hiệu về sự trưởng thành trong sự phát triển của bất cứ lĩnh vực khoa học cho trước nào. Nếu nhà sử học lần vết tri thức khoa học của bất cứ nhóm được chọn nào của các hiện tượng liên quan theo ngược dòng thời gian, anh ta chắc bắt gặp biến thể nhỏ nào đấy của một hình mẫu được minh hoạ ở đây từ lịch sử của vật lí quang học. Các sách giáo khoa ngày nay nói cho sinh viên rằng ánh sáng là các photon, tức là, các thực thể cơ học lượng tử biểu lộ một số tính chất sóng và một số tính chất hạt. Nghiên cứu tiến hành một cách phù hợp, hay đúng hơn theo mô tả đặc trưng toán học và công phu hơn mà từ đó sự phát biểu bằng lời này được suy ra. Mô tả đặc trưng đó về ánh sáng, tuy vậy, chỉ vừa mới cỡ nửa thế kỉ. Trước khi nó được Planck, Einstein, và những người khác trong thế kỉ này phát triển, các sách giáo khoa vật lí đã dạy rằng ánh sáng là chuyển động sóng ngang, một khái niệm có gốc rễ trong một khung mẫu xuất xứ cuối cùng từ các tác phẩm quang học của Young và Fresnel vào đầu thế kỉ mười chín. Lí thuyết sóng đầu tiên cũng đã chẳng được hầu hết các nhà thực hành khoa học quang học o bế. Suốt thế kỉ mười tám Opticks của Newton đã cung cấp khung mẫu cho lĩnh vực này, nó dạy rằng ánh sáng là các hạt vật chất. Lúc đó các nhà vật lí đã tìm kiếm, vì các nhà lí thuyết sóng ban đầu đã không thấy, bằng chứng về áp suất do các hạt ánh sáng va chạm vào các vật thể rắn.[5] Những sự biến đổi này về các khung mẫu của quang học vật lí là các cuộc cách mạng khoa học, và sự chuyển đổi kế tiếp từ một khung mẫu sang khung mẫu khác thông qua cách mạng là hình mẫu phát triển thông thường của khoa học trưởng thành. Tuy vậy, nó không là hình mẫu đặc trưng của giai đoạn trước công trình của Newton, và đó là sự tương phản mà chúng ta quan tâm ở đây. Không có giai đoạn nào giữa thời cổ xa xưa và cuối thế kỉ mười bảy biểu lộ một quan điểm được chấp nhận rộng rãi duy nhất về bản tính của ánh sáng. Thay vào đó đã có một số các trường phái và các trường phái phụ cạnh tranh nhau, hầu hết tán thành một biến thể hay biến thể khác của lí thuyết Epicurean, Aristotlean, hay Platonic. Một nhóm coi ánh sáng là các hạt phát ra từ các vật thể vật chất; với nhóm khác nó là một sự thay đổi của môi trường giữa vật thể và mắt; còn nhóm khác thì giải thích ánh sáng bằng một tương tác của môi trường với một cái phát ra từ mắt; và ngoài ra đã có những sự kết hợp và sửa đổi khác. Mỗi trường phái tương ứng tìm thấy sức mạnh từ quan hệ của nó đối với siêu hình học cá biệt nào đó, và mỗi trường phái nhấn mạnh, như các quan sát mang tính khung mẫu, cụm cá biệt của các hiện tượng mà lí thuyết riêng của nó có thể giải thích nhiều nhất. Các quan sát khác được xử lí bằng những việc thảo tỉ mỉ chi tiết ad hoc [đặc biệt], hoặc chúng còn lại như các vấn đề chưa được giải quyết để cho nghiên cứu tiếp.[6] Vào những thời kì khác nhau tất cả các trường phái này đã có các đóng góp quan trọng cho nhiều khái niệm, hiện tượng, và kĩ thuật mà từ đó Newton đã rút ra khung mẫu đầu tiên được chấp nhận gần như đồng đều cho quang học vật lí. Bất cứ định nghĩa nào về nhà khoa học, định nghĩa loại trừ chí ít các thành viên sáng tạo hơn của các trường phái khác nhau này, sẽ loại trừ cả những người nối nghiệp hiện đại của họ nữa. Những người đó đã là các nhà khoa học. Thế nhưng bất cứ ai khảo sát một tổng quan về quang học vật lí trước Newton chắc có thể kết luận rằng, tuy những người thực hành của lĩnh vực đã là các nhà khoa học, kết quả thực của hoạt động của họ đã là cái gì đó ít hơn khoa học. Do có khả năng coi không khối lòng tin nào là dĩ nhiên, mỗi tác giả về quang học vật lí cảm thấy buộc phải xây dựng lĩnh vực của mình một lần nữa từ nền tảng. Bằng cách làm vậy, sự lựa chọn của ông ta về quan sát và thí nghiệm hỗ trợ là tương đối tự do, vì đã không có tập chuẩn nào của các phương pháp hay các hiện tượng mà mỗi tác giả về quang học cảm thấy buộc phải áp dụng và giải thích. Trong các hoàn cảnh như vậy, đối thoại của các sách được sinh ra thường hướng cũng nhiều đến các thành viên của các trường phái khác như đến tự nhiên. Hình mẫu này không phải là xa lạ trong một số lĩnh vực sáng tạo ngày nay, nó cũng chẳng không tương thích với các phát minh và sáng chế quan trọng. Tuy vậy, nó không là hình mẫu về sự phát triển mà quang học vật lí đã kiếm được sau Newton và các khoa học tự nhiên khác làm cho quen thuộc hiện nay. Lịch sử nghiên cứu điện trong nửa đầu thế kỉ mười tám cho một thí dụ cụ thể hơn và được biết đến nhiều hơn về cách một khoa học phát triển trước khi nó có được khung mẫu được thừa nhận phổ quát. Trong giai đoạn đó hầu như đã có nhiều quan điểm về bản tính của điện như số các nhà thực nghiệm quan trọng về điện, những người như Hauksbee, Gray, Dasaguliers, Du Fay, Nollett, Watson, Franklin, và những người khác. Tất cả rất nhiều khái niệm của họ về điện có cái gì đó chung – chúng một phần bắt nguồn từ một phiên bản hay phiên bản khác của triết học cơ-hạt đã hướng dẫn mọi nghiên cứu khoa học của thời đó. Ngoài ra, tất cả đều là các thành phần của các lí thuyết khoa học thật, của các lí thuyết đã được rút ra một phần từ thí nghiệm và quan sát và một phần đã xác định sự lựa chọn và diễn giải của các vấn đề thêm được đưa vào nghiên cứu. Thế mà tuy tất cả các thí nghiệm đều là về điện và tuy hầu hết các nhà thực nghiệm có đọc các công trình của nhau, các lí thuyết của họ không nhiều hơn một nét giống nhau trong gia đình.[7] Một nhóm ban đầu của các lí thuyết, theo thông lệ thế kỉ mười bảy, đã coi sự hút và sinh điện ma sát như các hiện tượng điện cơ bản. Nhóm này đã có khuynh hướng coi sự đẩy như một tác động thứ yếu do loại bật lại cơ học nào đó và hoãn lại càng lâu càng tốt cả việc thảo luận và nghiên cứu có hệ thống về hiệu ứng mới được Gray phát hiện, sự dẫn điện. Các “thợ điện – electrician” (thuật ngữ của chính họ)* khác coi sự hút và sự đẩy là những biểu hiện cơ bản ngang nhau của điện và thay đổi các lí thuyết và nghiên cứu của họ một cách phù hợp. (Thực sự, nhóm này đặc biệt nhỏ – ngay cả lí thuyết của Franklin đã chẳng bao giờ hoàn toàn giải thích sự đẩy lẫn nhau của hai vật được tích điện âm). Song họ cũng đã có nhiều khó khăn như nhóm đầu tiên trong giải thích đồng thời cho bất cứ gì trừ các hiệu ứng dẫn điện đơn giản nhất. Các hiệu ứng đó, tuy vậy, đã tạo điểm xuất phát cho một nhóm thứ ba nữa, nhóm hay nói về điện như một “chất lỏng” có thể chạy qua các vật dẫn hơn là như một “effuvium-xú khí” xông ra từ các vật không dẫn. Nhóm này, đến lượt, lại gặp khó khăn hoà giải lí thuyết của nó với một số hiệu ứng hút và đẩy. Chỉ thông qua công trình của Franklin và những người kế nghiệp trực tiếp của ông mới nảy sinh một lí thuyết có thể được coi là cái gì đó như có đủ năng khiếu để giải thích gần như toàn bộ các hiệu ứng này và vì thế có thể và đã tạo cho thế hệ kế tiếp của các “thợ điện” một khung mẫu chung cho nghiên cứu. Trừ các lĩnh vực, như toán học và thiên văn học, mà các khung mẫu vững chắc đầu tiên có niên đại từ thời tiền sử và các lĩnh vực, như sinh hoá học, nảy sinh bởi phân chia và tái kết hợp của các chuyên ngành đã trưởng thành rồi, các tình trạng vừa được phác hoạ ở trên là điển hình về mặt lịch sử. Mặc dù nó dính đến việc tôi tiếp tục dùng sự đơn giản hoá đáng tiếc gắn một thời kì lịch sử kéo dài với một cái tên duy nhất và được chọn hơi tuỳ ý (thí dụ, Newton hay Franklin), tôi gợi ý rằng các bất đồng cơ bản tương tự đã đặc trưng, thí dụ, cho nghiên cứu về chuyển động trước Aristotle và tĩnh học trước Archimedes, nghiên cứu về nhiệt trước Black, về hoá học trước Boyle và Boerhaave, và về địa chất học lịch sử trước Hutton. Trong các phần của sinh học – nghiên cứu di truyền, chẳng hạn – các khung mẫu được thừa nhận phổ quát vẫn là mới đây; và vẫn còn một câu hỏi bỏ ngỏ những phần nào của khoa học xã hội đã hề có được các khung mẫu như vậy chăng. Lịch sử gợi ý rằng con đường tới một sự đồng thuận nghiên cứu là cực kì khó khăn. Tuy vậy, lịch sử cũng gợi ý một số lí do cho những khó khăn gặp phải trên con đường đó. Thiếu một khung mẫu hay ứng viên nào đấy cho khung mẫu, tất cả các sự thực có lẽ có thể gắn liền với sự phát triển của một khoa học cho trước chắc có vẻ là thích đáng ngang nhau. Kết quả là, sự thu thập sự thực ban đầu là hoạt động gần như hoàn toàn ngẫu nhiên hơn là sự thu thập sự thực mà sự phát triển khoa học tiếp theo làm cho quen thuộc. Hơn nữa, thiếu một lí do để tìm kiếm dạng cá biệt nào đó của thông tin khó hiểu hơn, việc tìm kiếm sự thực ban đầu thường được giới hạn ở sự phong phú của dữ liệu đã có sẵn rồi. Đống sự thực được sinh như vậy chứa các sự kiện có thể tiếp cận được cho quan sát nhân quả và thí nghiệm cùng với một số dữ liệu bí truyền hơn từ các nghề đã được xác lập như làm thuốc, làm lịch, và luyện kim. Bởi vì các nghề thủ công là một nguồn có thể tiếp cận được dễ dàng về các sự thực những cái đã không được khám phá ra một cách nhân quả, công nghệ thường đã đóng một vai trò sống còn trong sự nổi lên của các khoa học mới. Nhưng mặc dù loại thu lượm sự thực này đã là thiết yếu cho nguồn gốc của nhiều khoa học quan trọng, bất cứ ai xem xét, thí dụ, các tác phẩm bách khoa của Pliny hay các lịch sử tự nhiên Baconian của thế kỉ mười bảy sẽ phát hiện ra rằng nó tạo ra một bãi lầy. Người ta với lí do nào đó lưỡng lự đi gọi tác phẩm sinh ra như vậy là khoa học. Các ‘lịch sử’ Baconian về nhiệt, màu, gió, khai mỏ, và v.v., được chất đầy thông tin, một số ít ai hiểu. Nhưng chúng xếp kề nhau các sự thực mà muộn hơn tỏ ra bộc lộ (thí dụ, làm nóng bằng pha trộn) với những cái khác (thí dụ, sự ấm của phân thú vật) sẽ vẫn còn quá phức tạp trong một thời gian nữa để được tích hợp chút nào với lí thuyết.[8] Ngoài ra, vì bất cứ mô tả nào hẳn đều là một phần, sử học tự nhiên điển hình thường bỏ sót trong các tường thuật vô cùng chi tiết của nó đúng những chi tiết mà các nhà khoa học muộn hơn sẽ tìm thấy các nguồn làm sáng tỏ quan trọng. Hầu như chẳng lịch sử nào trong các ‘lịch sử’ về điện, chẳng hạn, lại nói đến rằng rơm rác, bị hút vào que thuỷ tinh được chà xát, lại nảy lên. Hiệu ứng này có vẻ như cơ học, chứ không phải điện.[9] Hơn nữa, vì người thu thập sự thực tình cờ hiếm khi có thời gian hay các công cụ để là phê phán, các lịch sử tự nhiên thường để cạnh nhau các mô tả giống như ở trên với những cái khác, thí dụ, làm nóng bằng làm lạnh (hay bằng antiperistasis), mà bây giờ chúng ta hoàn toàn không có khả năng xác nhận.[10] Chỉ rất thi thoảng, như trường hợp của tĩnh học, động học, và quang học hình học cổ xưa, các sự thực được thu thập với ít sự hướng dẫn như vậy từ lí thuyết đã được xác lập trước mới nói đủ rõ để cho phép sự nổi lên của khung mẫu đầu tiên. Tình hình này là cái tạo ra các trường phái đặc trưng của các giai đoạn ban đầu của sự phát triển khoa học. Không lịch sử tự nhiên nào có thể được diễn giải khi thiếu ít nhất nhóm ngầm định nào đó của lòng tin lí thuyết và phương pháp luận đan xen nhau cho phép lựa chọn, đánh giá, và phê phán. Nếu nhóm lòng tin đó không tiềm ẩn rồi trong việc thu thập các sự thực – trong trường hợp đó ta có nhiều hơn “các sự thực đơn thuần” – nó phải được cung cấp từ bên ngoài, có lẽ bởi siêu hình học hiện hành, bởi khoa học khác, hay bởi sự tình cờ cá nhân hay lịch sử. Không ngạc nhiên rằng, khi đó, trong các giai đoạn ban đầu phát triển của bất cứ khoa học nào những người khác nhau đối mặt với cùng dải các hiện tượng, nhưng thường không hoàn toàn cùng các hiện tượng cá biệt, mô tả và diễn giải chúng theo các cách khác nhau. Cái gây ngạc nhiên, và có lẽ cũng độc nhất về mức độ của nó đối với lĩnh vực chúng ta gọi là khoa học, là các sự khác biệt ban đầu như vậy phải mãi biến mất trên qui mô lớn. Vì chúng có biến đi ở mức độ đáng kể và rồi hình như biến đi dứt khoát. Hơn nữa, sự biến đi của chúng thường do thắng lợi của một trong các trường phái tiền-khung mẫu gây ra, trường phái, bởi vì các lòng tin và nhận thức trước của riêng nó, đã chỉ nhấn mạnh phần đặc biệt nào đó của đống thông tin quá lớn và lộn xộn. Các thợ điện đó, những người nghĩ điện là một chất lỏng và vì thế đã nhấn mạnh đặc biệt đến sự dẫn, cho một thí dụ thích đáng tuyệt vời. Được hướng dẫn bởi lòng tin này, cái chắc không thể đối phó với vô số các hiệu ứng hút và đẩy được biết đến, nhiều người trong số họ đã nghĩ đến ý tưởng đóng chai chất lỏng điện. Kết quả trực tiếp của các nỗ lực của họ là bình Leyden, một công cụ có thể chẳng bao giờ được tìm ra bởi một người khai phá tự nhiên tình cờ hay ngẫu nhiên, nhưng thực ra nó được phát triển độc lập bởi ít nhất hai nhà khảo sát vào đầu các năm 1740.[11] Hầu như ngay từ đầu các nghiên cứu điện của mình, Franklin đã đặc biệt quan tâm đến giải thích cái lạ kì và, nếu điều đó xảy ra, đặc biệt bộc lộ của thiết bị đặc biệt này. Thành công của ông để làm vậy đã tạo các lí lẽ hữu hiệu nhất làm cho lí thuyết của ông là một khung mẫu, tuy là lí thuyết vẫn chưa có khả năng giải thích hầu hết mọi trường hợp được biết về sự đẩy điện.[12] Để được chấp nhận như một khung mẫu, một lí thuyết phải có vẻ tốt hơn các đối thủ cạnh tranh của nó, nhưng nó không cần và thực ra chẳng bao giờ giải thích mọi sự thực mà nó có thể đối diện. Cái mà lí thuyết lỏng về điện đã làm cho nhóm phụ đã tin vào nó, là khung mẫu Franklinian muộn hơn đã làm cho cả nhóm thợ điện. Nó gợi ý bõ công thực hiện các thí nghiệm nào và không nên thực hiện các thí nghiệm nào vì chúng hướng tới các biểu hiện thứ cấp hay quá phức tạp của điện. Chỉ khung mẫu mới làm cho công việc hữu hiệu hơn nhiều, một phần vì sự kết thúc của tranh luận giữa các trường phái đã chấm dứt sự lặp đi lặp lại liên tục của các nguyên tắc cơ bản và một phần vì sự tin tưởng rằng họ đã đi đúng hướng đã khích lệ các nhà khoa học đảm nhiệm các loại công việc chính xác, bí truyền, và ám ảnh hơn.[13] Thoát khỏi nỗi lo âu về bất cứ và mọi hiện tượng điện, nhóm được thống nhất đã có thể theo đuổi các hiện tượng chọn lọc một cách chi tiết hơn nhiều, thiết kế thiết bị đặc biệt hơn nhiều cho công việc và dùng nó ngoan cường hơn và có hệ thống hơn các thợ điện đã từng làm trước đó. Cả sự thu thập sự thực và trình bày rõ lí thuyết đã trở thành các hoạt động có định hướng cao. Tính hiệu quả và năng suất của nghiên cứu điện đã tăng lên tương ứng, cung cấp bằng chứng cho một phiên bản xã hội của châm ngôn phương pháp luận sắc sảo của Francis Bacon: “Chân lí nổi lên dễ dàng từ sai lầm hơn là từ sự lẫn lộn”.[14] Chúng ta sẽ khảo sát bản tính của việc nghiên cứu có định hướng cao này, hay dựa vào khung mẫu, ở mục tiếp, nhưng đầu tiên phải lưu ý ngắn gọn sự nổi lên của một khung mẫu ảnh hưởng ra sao đến cấu trúc của nhóm thực hành lĩnh vực ấy. Trong sự phát triển của một khoa học tự nhiên, khi một cá nhân hay nhóm đầu tiên tạo ra một sự tổng hợp có khả năng thu hút hầu hết thế hệ tiếp theo của những người thực hành, thì các trường phái cũ dần dần biến mất. Một phần sự biến mất của chúng là do các thành viên của chúng chuyển sang khung mẫu mới. Nhưng luôn luôn có ai đó vẫn bám vào một quan điểm hay quan điểm khác trong số các quan điểm cũ, và họ đơn giản bị đuổi ra khỏi giới, giới chuyên môn vì thế bỏ qua công trình của họ. Khung mẫu mới ngụ ý một định nghĩa mới và khắt khe hơn về lĩnh vực. Những người không muốn hay không thể thích nghi công việc của mình với nó phải tiến hành trong sự cô lập hay gắn mình với nhóm khác nào đó.[15] Về mặt lịch sử, họ thường đơn giản ở lại trong các bộ môn triết học từ đó có biết bao nhiêu khoa học đặc biệt đã được sinh ra. Như các chỉ báo này ám chỉ, đôi khi chính sự chấp nhận một khung mẫu là cái biến đổi một nhóm trước đây chỉ quan tâm đến nghiên cứu tự nhiên trở thành một nghề hay, chí ít, một môn học. Trong các khoa học (tuy không trong các lĩnh vực như y học, công nghệ, và luật, mà raison d’être [lí do tồn tại] chính của chúng là là một nhu cầu xã hội bên ngoài), sự hình thành của các tạp chí chuyên ngành, sự thành lập các hiệp hội chuyên gia, và sự đòi hỏi có một chỗ đặc biệt trong chương trình giảng dạy thường được kết hợp với sự chấp nhận đầu tiên của nhóm đối với một khung mẫu duy nhất. Chí ít đó là trường hợp giữa thời kì, một thế kỉ rưỡi trước đây, khi hình mẫu thể chế về chuyên môn hoá khoa học đầu tiên được phát triển và thời gian mới gần đây khi đồ lề của sự chuyên môn hoá có được uy tín riêng của chúng. Định nghĩa khắt khe hơn về nhóm khoa học có các hậu quả khác. Khi cá nhân nhà khoa học có thể coi một khung mẫu là dĩ nhiên, anh ta không còn cần, trong các công việc chính của mình, thử xây dựng lĩnh vực của mình một lần nữa, xuất phát từ các nguyên lí đầu tiên và biện hộ cho việc dùng từng khái niệm được đưa vào. Việc đó có thể được để cho các tác giả của các sách giáo khoa. Cho trước một sách giáo khoa, tuy vậy, nhà khoa học sáng tạo có thể bắt đầu nghiên cứu của mình nơi nó ngừng lại và như thế tập trung chỉ riêng vào các khía cạnh tinh tế nhất và bí truyền nhất của các hiện tượng tự nhiên liên quan tới nhóm anh ta. Và khi anh ta làm thế, các thông cáo nghiên cứu của anh ta sẽ bắt đầu thay đổi theo các cách mà sự tiến hoá của chúng chỉ được nghiên cứu quá ít nhưng các sản phẩm cuối cùng hiện đại của chúng là hiển nhiên với mọi người và ngột ngạt với nhiều người. Các nghiên cứu của anh ta sẽ không còn được biểu hiện trong các sách, như Các thí nghiệm … về Điện của Franklin hay Nguồn gốc các Loài của Darwin, nhắm tới bất cứ ai người có thể quan tâm đến nội dung chủ đề của lĩnh vực. Thay vào đó chúng thường xuất hiện như các bài báo ngắn chỉ nhắm tới các đồng nghiệp trong nghề, những người mà hiểu biết của họ về khung mẫu chung có thể được giả sử và những người tỏ ra là những người duy nhất có khả năng đọc các bài báo nhắm tới họ. Ngày nay trong các khoa học, các sách thường hoặc là sách giáo khoa hay những suy ngẫm nhìn lại quá khứ về một khía cạnh hay khía cạnh khác của đời sống khoa học. Nhà khoa học viết một cuốn sách rất có thể thấy uy tín chuyên môn của mình bị sút kém hơn là được nâng cao. Chỉ trong các giai đoạn sớm hơn, trước-khung mẫu, của sự phát triển của các khoa học khác nhau thì sách nói chung mới có cùng quan hệ với thành tựu chuyên môn, quan hệ vẫn còn giữ được ở các lĩnh vực sáng tạo khác. Và chỉ ở các lĩnh vực vẫn giữ được sách, có hay không có bài báo, với tư cách một phương tiện truyền bá cho truyền thông nghiên cứu, thì các ngành chuyên môn vẫn được thảo ra lỏng lẻo đến mức dân thường có thể hi vọng theo được sự tiến bộ bằng đọc các báo cáo gốc của những người hành nghề. Cả trong toán học lẫn thiên văn học, các báo cáo nghiên cứu ở thời cổ xưa đã không còn dễ hiểu đối với bạn đọc có trình độ giáo dục phổ thông rồi. Trong động học, nghiên cứu đã trở nên bí truyền tương tự ở cuối Thời Trung cổ, và nó lấy lại được tính dễ hiểu nói chung chỉ ngắn ở đầu thế kỉ mười bảy khi một khung mẫu mới thay thế khung mẫu đã hướng dẫn nghiên cứu thời trung cổ. Nghiên cứu điện bắt đầu đòi hỏi việc dịch cho người dân thường trước cuối thế kỉ mười tám, và hầu hết các lĩnh vực khác của khoa học vật lí đã không còn có thể tiếp cận được nói chung trong thế kỉ mười chín. Trong cùng hai thế kỉ các bước quá độ tương tự có thể được cô lập ở các phần khác nhau của các khoa học sinh học. Trong các phần của các khoa học xã hội chúng có thể đang xảy ra ngày nay. Mặc dù đã trở thành thói quen, và chắc chắn đúng, để phàn nàn về hố sâu ngày càng rộng ngăn cách nhà khoa học chuyên nghiệp khỏi các đồng nghiệp ở các lĩnh vực khác, đã chú ý quá ít tới mối quan hệ cốt yếu giữa hố sâu đó và cơ chế nội tại cho tiến bộ khoa học. Suốt từ thời cổ tiền sử, lĩnh vực nghiên cứu này sau lĩnh vực khác đã vượt qua sự chia rẽ giữa cái sử gia có thể gọi tiền lịch sử của nó như một khoa học và lịch sử đích thực của nó. Các bước quá độ này tới trưởng thành hiếm khi đột ngột hay dứt khoát đến vậy như thảo luận nhất thiết sơ lược của tôi có thể ngụ ý. Song chúng cũng đã không từ từ về mặt lịch sử, mà bao trùm toàn bộ sự phát triển của các lĩnh vực trong đó chúng xuất hiện. Các tác giả về điện học trong bốn thập niên đầu của thế kỉ mười tám đã có được nhiều thông tin về các hiện tượng điện hơn các tiền bối thế kỉ mười sáu của họ rất nhiều. Trong nửa thế kỉ sau 1740, có ít loại hiện tượng điện mới được đưa thêm vào danh sách của họ. Tuy nhiên, về các khía cạnh quan trọng, các tác phẩm về điện của Cavendish, Coulomb, và Volta trong phần ba cuối của thế kỉ mười tám có vẻ còn xa các tác phẩm của Gray, Du Fay, và thậm chí Franklin hơn so với các tác phẩm của các nhà phát minh điện đầu thế kỉ mười tám xa hơn các tác phẩm của thế kỉ mười sáu.[16] Lúc nào đó giữa 1740 và 1780, các thợ điện đã lần đầu tiên có khả năng coi nền tảng của lĩnh vực của họ là dĩ nhiên. Từ thời điểm đó họ theo đuổi các vấn đề cụ thể và khó hiểu hơn, và rồi ngày càng tăng dần họ báo cáo các kết quả của mình trong các bài báo nhắm tới các thợ điện khác hơn là trong các sách nhắm tới giới có học nói chung. Như một nhóm họ đã đạt cái mà các nhà thiên văn đã đạt được trong thời cổ và các nhà nghiên cứu chuyển động đã đạt được trong thời Trung Cổ, quang học vật lí vào cuối thế kỉ mười bảy, và địa chất học lịch sử ở đầu thế kỉ mười chín. Tức là, họ đã đạt được một khung mẫu tỏ ra có khả năng hướng dẫn việc nghiên cứu của toàn bộ nhóm. Trừ với lợi thế của sự nhận thức muộn, khó để tìm ra tiêu chuẩn khác chỉ ra một lĩnh vực là một khoa học một cách rõ như vậy. III. Bản chất của Khoa học Thông thường Thế thì cái gì là bản tính của việc nghiên cứu chuyên nghiệp và bí truyền hơn mà sự chấp nhận một khung mẫu duy nhất của một nhóm cho phép? Nếu khung mẫu trình bày công việc đã được làm một lần cho mãi mãi, thì nó để lại các vấn đề thêm nào cho nhóm được thống nhất giải quyết? Các câu hỏi đó sẽ có vẻ thậm chí cấp bách hơn nếu bây giờ ta lưu ý một khía cạnh trong đó các thuật ngữ được dùng đến nay có thể gây lầm lạc. Trong cách dùng đã được xác lập của nó, một khung mẫu là một mô hình hay hình mẫu được chấp nhận, và khía cạnh đó của ý nghĩa của nó đã cho phép tôi, do thiếu từ hay hơn, để chiếm đoạt từ ‘paradigm-khung mẫu’ ở đây. Nhưng sẽ rõ ngay rằng ý nghĩa về ‘mô hình’ hay ‘hình mẫu’ cái cho phép sự chiếm đoạt không hoàn toàn là cái thường dùng trong định nghĩa ‘khung mẫu’. Trong ngữ pháp, thí dụ, ‘amo, amas, amat’ là một paradigm bởi vì nó phô bày hình mẫu dùng để chia một số lượng lớn các động từ Latin khác, thí dụ, để tạo ra ‘laudo, laudas, laudat’. Trong ứng dụng chuẩn này, paradigm hoạt động bằng cho phép lặp lại các thí dụ mà bất cứ cái nào trong số đó về nguyên tắc có thể được dùng để thay nó. Trong khoa học, mặt khác, một khung mẫu hiếm khi là một đối tượng để sao chép lại. Thay vào đó, giống một quyết định pháp lí được chấp nhận trong thông luật, nó là một đối tượng cho việc trình bày rõ thêm và định rõ thêm dưới các điều kiện mới hay nghiêm ngặt hơn. Để thấy làm sao việc này có thể như thế, chúng ta phải nhận ra một khung mẫu có thể rất bị hạn chế ra sao cả về phạm vi và tính chính xác ở thời điểm nó xuất hiện đầu tiên. Các khung mẫu nhận được địa vị của chúng bởi vì chúng thành công hơn các đối thủ cạnh tranh của mình trong giải quyết các vấn đề mà nhóm những người thực hành đã nhận ra là gay gắt. Để là thành công hơn, tuy vậy, không phải là hoặc thành công hoàn toàn với một vấn đề đơn nhất hay thành công nổi bật với bất cứ số lớn nào. Thành công của một khung mẫu – bất luận là phân tích của Aristotle về chuyển động, tính toán của Ptolemy về vị trí hành tinh, ứng dụng của Lavoisier về cân bằng, hay toán học hoá của Maxwell về trường điện từ – ở khởi đầu chủ yếu là một hứa hẹn về thành công có thể được khám phá ra trong các thí dụ được lựa chọn và vẫn chưa hoàn thành. Khoa học thông thường cốt ở sự hiện thực hoá hứa hẹn đó, một sự hiện thực hoá đạt được bằng mở rộng tri thức về các sự thực mà khung mẫu phô bày ra như đặc biệt tiết lộ, bằng làm tăng mức độ phù hợp giữa các sự thực đó và các dự đoán của khung mẫu, và bằng trình bày rõ thêm về bản thân khung mẫu. Ít người, những người không thực sự thực hành một khoa học trưởng thành, nhận ra cần phải làm bao nhiêu công việc thu dọn về một khung mẫu loại này hoặc công việc như vậy có thể tỏ ra hấp dẫn đến thế nào trong thực hiện. Và những điểm này cần được hiểu. Các hoạt động nhặt nhạnh là việc thu hút hầu hết các nhà khoa học suốt sự nghiệp của họ. Chúng tạo thành cái tôi gọi ở đây là khoa học thông thường. Xem xét tỉ mỉ, dù về lịch sử hay trong phòng thí nghiệm hiện đại, việc làm khó khăn đó có vẻ là một nỗ lực để buộc tự nhiên vào cái hộp đã hình thành trước và tương đối cứng do khung mẫu cung cấp. Không phần nào trong mục tiêu của khoa học thông thường là để gây ra các loại hiện tượng mới; thực ra các hiện tượng không hợp với hộp thường chẳng hề được nhìn thấy. Các nhà khoa học thường cũng chẳng hướng tới sáng chế ra các lí thuyết mới, và họ thường không khoan dung các lí thuyết do những người khác đưa ra.[17] Thay vào đó, nghiên cứu của khoa học thông thường hướng tới trình bày rõ các hiện tượng và các lí thuyết mà khung mẫu đã cung cấp rồi. Có lẽ đấy là các thiếu sót. Các lĩnh vực được khoa học thông thường khảo sát, tất nhiên, là rất nhỏ; việc làm khó khăn đang được thảo luận ở đây có tầm nhìn bị hạn chế trầm trọng. Nhưng các hạn chế, sinh ra từ sự tin tưởng vào một khung mẫu, lại hoá ra thiết yếu cho sự phát triển của khoa học. Bằng tập trung chú ý vào một dải hẹp các vấn đề tương đối huyền bí, khung mẫu buộc các nhà khoa học khảo sát phần nào đó của tự nhiên một cách chi tiết và sâu mà khác đi thì không thể tưởng tượng được. Và khoa học thông thường có một cơ chế nội tại gắn liền đảm bảo sự làm dịu các hạn chế ràng buộc việc nghiên cứu mỗi khi khung mẫu, mà từ đó họ xuất phát, không còn hoạt động một cách hữu hiệu. Tại điểm đó các nhà khoa học bắt đầu ứng xử khác nhau, và bản chất của các vấn đề nghiên cứu của họ thay đổi. Giữa chừng, tuy vậy, trong thời kì khung mẫu thành công, giới khoa học giải quyết các vấn đề mà các thành viên của nó hầu như đã không thể tưởng tượng ra và đã chẳng bao giờ gánh vác mà không có sự cam kết với khung mẫu. Và ít nhất một phần của thành tựu đó luôn tỏ ra có tính dài lâu. Để biểu lộ ra một cách rõ ràng nghiên cứu thông thường hoặc dựa trên khung mẫu có nghĩa là gì, bây giờ hãy để tôi thử phân loại và minh hoạ các vấn đề mà khoa học thông thường chủ yếu bao gồm. Để thuận tiện tôi hoãn hoạt động lí thuyết mà bắt đầu với việc thu thập sự thực, tức là, với các thí nghiệm và quan sát được mô tả trong các tạp chí kĩ thuật qua đó các nhà khoa học thông báo với các đồng nghiệp của họ về các kết quả của sự nghiên cứu tiếp tục của mình. Các nhà khoa học thường báo cáo về các khía cạnh nào của tự nhiên? Cái gì quyết định sự lựa chọn của họ? Và, vì hầu hết quan sát khoa học cần nhiều thời gian, thiết bị, và tiền, cái gì thúc đẩy nhà khoa học theo đuổi lựa chọn đó đối với một kết luận? Tôi nghĩ, chỉ có ba tiêu điểm bình thường cho việc khảo sát khoa học căn cứ vào sự thực. Thứ nhất là lớp các sự thực mà khung mẫu đã cho thấy đặc biệt tiết lộ về bản tính của các sự vật. Bằng áp dụng chúng trong giải quyết các vấn đề, khung mẫu đã làm cho bõ xác định chúng cả với sự chính xác hơn và trong sự đa dạng hơn của các tình huống. Lúc này hay lúc khác, những sự xác định căn cứ vào sự thực quan trọng này đã được bao gồm: trong thiên văn học – vị trí và độ lớn của sao, các chu kì che khuất của các sao đôi và các hành tinh; trong vật lí học – trọng lực riêng và tính có thể nén của các vật liệu, các bước sóng và cường độ phổ, độ dẫn điện và các điện thế tiếp xúc; và trong hoá học – cấu tạo và trọng lượng kết hợp, các điểm sôi và độ axít của các dung dịch, các công thức cấu trúc và tính hoạt động quang học. Các nỗ lực để làm tăng độ chính xác và phạm vi mà với chúng các sự thực giống thế này được biết, chiếm một tỉ lệ đáng kể của các tài liệu về khoa học thí nghiệm và quan sát. Không biết bao nhiêu lần máy móc riêng biệt phức tạp đã được thiết kế cho các mục đích như vậy, và việc sáng chế, xây dựng, và triển khai máy móc đó đòi hỏi tài năng loại một, nhiều thời gian, và hỗ trợ tài chính đáng kể. Các máy đồng bộ (synchrotron) và các kính viễn vọng vô tuyến chỉ là các thí dụ mới đây nhất về độ dài mà các nhà nghiên cứu phải đi nếu một khung mẫu đảm bảo cho họ rằng các sự thực mà họ tìm kiếm là quan trọng. Từ Tycho Brahe đến E. O. Lawrence, một số nhà khoa học đã có được uy tín lớn, không từ bất cứ tính mới lạ nào của các khám phá của họ, mà từ độ chính xác, độ tin cậy, và phạm vi của các phương pháp mà họ đã phát triển cho việc xác định lại một loại sự thực đã được biến đến trước đây. Một lớp thứ hai thông thường nhưng nhỏ hơn của các xác định căn cứ vào sự thực hướng tới các sự thực mà, tuy thường không có nhiều quan tâm nội tại, có thể so sánh trực tiếp với các dự đoán từ lí thuyết mẫu. Như chúng ta sẽ thấy ngay, khi tôi chuyển từ các vấn đề thí nghiệm sang các vấn đề lí thuyết của khoa học thông thường, hiếm có nhiều lĩnh vực trong đó một lí thuyết khoa học, đặc biệt nếu nó được trình bày chủ yếu ở dạng toán học, có thể được so sánh trực tiếp với tự nhiên. Không nhiều hơn ba lĩnh vực như vậy thậm chí còn có thể tiếp cận được đến lí thuyết tương đối tổng quát của Einstein.[18] Hơn nữa, ngay cả trong các lĩnh vực nơi ứng dụng là có thể, nó thường đòi hỏi các sự xấp xỉ lí thuyết và công cụ gây hạn chế khắt khe cho sự phù hợp được mong đợi. Cải thiện sự phù hợp hay tìm ra các lĩnh vực mới trong đó sự phù hợp có thể được minh hoạ chút nào là một thách thức liên tục đối với kĩ năng và sức tưởng tượng của nhà thí nghiệm và nhà quan sát. Các kính thiên văn đặc biệt để chứng tỏ dự đoán Copernican về thị sai hàng năm; máy của Atwood, được sáng chế đầu tiên gần một thế kỉ sau Pincipia, để cho minh chứng dứt khoát định luật thứ hai của Newton; thiết bị của Foucault để chứng tỏ rằng tốc độ ánh sáng trong không khí lớn hơn trong nước; hay các bộ đếm lấp lánh [scintillation counter] khổng lồ được thiết kế để chứng tỏ sự tồn tại của neutrino – các chiếc máy đặc biệt này và nhiều cái khác giống chúng minh hoạ nỗ lực và tài khéo léo vô cùng cần để đưa tự nhiên và lí thuyết ngày càng phù hợp nhau hơn.[19] Nỗ lực đó để chứng tỏ sự phù hợp là loại thứ hai của công việc thí nghiệm thông thường, và nó thậm chí phụ thuộc hiển nhiên hơn loại đầu tiên vào khung mẫu. Sự tồn tại của khung mẫu đặt các vấn đề để giải quyết; thường lí thuyết mẫu được bao hàm trực tiếp trong thiết kế của máy móc có khả năng giải quyết vấn đề. Không có Principia, chẳng hạn, thì các đo lường được tiến hành với máy Atwood chẳng hề có ý nghĩa gì. Lớp thứ ba của các thí nghiệm và quan sát, tôi nghĩ, vét cạn các hoạt động thu thập sự thực của khoa học thông thường. Nó gồm công việc thực nghiệm được tiến hành để trình bày rõ hơn lí thuyết mẫu, giải quyết một số mơ hồ còn lại và cho phép giải quyết các vấn đề mà trước kia nó chỉ mới lưu ý đến. Lớp này tỏ ra là quan trọng nhất trong ba lớp, và sự mô tả nó cần đến sự chia nhỏ hơn. Trong các khoa học mang tính toán học nhiều hơn, một số thí nghiệm nhằm để trình bày rõ hơn được hướng tới việc xác định các hằng số vật lí. Công trình của Newton, thí dụ, cho biết rằng lực giữa hai đơn vị khối lượng cách nhau một đơn vị độ dài sẽ là như nhau cho mọi loại vật chất ở mọi vị trí trong vũ trụ. Nhưng các vấn đề của riêng ông có thể được giải quyết mà thậm chí không có sự ước lượng độ lớn của sức hút này, hằng số hấp dẫn phổ quát; và chẳng có người khác nào đã nghĩ ra thiết bị có khả năng xác định nó suốt một thế kỉ sau khi Principia xuất hiện. Sự xác định nổi tiếng của Cavendish vào năm 1790 cũng chẳng phải là cuối cùng. Bởi vì vị trí trung tâm của nó trong lí thuyết vật lí, các giá trị được cải thiện của hằng số hấp dẫn đã là một đối tượng của các cố gắng lặp đi lặp lại suốt từ đó bởi một số nhà thực nghiệm xuất sắc.[20] Các thí dụ khác cùng loại về công việc tiếp tục có thể gồm việc xác định đơn vị thiên văn, số Avogadro, hệ số Joule, điện tích, và v.v. Ít trong số các nỗ lực tỉ mỉ này đã có thể được nghĩ ra và chẳng cái nào đã có thể được thực hiện mà không có một lí thuyết mẫu để xác định rõ vấn đề và để đảm bảo sự tồn tại của một lời giải ổn định. Các nỗ lực để trình bày rõ một khung mẫu, tuy vậy, không giới hạn ở việc xác định các hằng số phổ quát. Chúng có thể, thí dụ, cũng nhắm tới các qui luật định lượng: Định luật Boyle liên kết áp suất khí với thể tích, Định luật Coulomb về sự hút điện, và công thức Joule liên hệ nhiệt được gây ra với trở kháng điện và dòng điện, tất cả đều thuộc loại này. Có lẽ không hiển nhiên rằng một khung mẫu là điều kiện tiên quyết cho việc phát hiện ra các qui luật như thế này. Ta thường nghe rằng chúng được tìm thấy bằng xem xét các đo lường được thực hiện vì chính chúng mà không có cam kết lí thuyết. Song lịch sử không cung cấp sự ủng hộ nào cho một phương pháp Baconian quá đáng đến vậy. Các thí nghiệm của Boyle đã không thể hình dung ra được (và nếu giả như được nghĩ ra nó sẽ nhận được một sự diễn giải khác hay không hề được diễn giải) cho đến khi không khí được nhận ra như một chất lỏng đàn hồi mà tất cả các khái niệm tinh vi của thuỷ tĩnh học có thể được áp dụng.[21] Thành công của Coulomb phụ thuộc vào việc xây dựng thiết bị đặc biệt của ông để đo lực giữa các điểm điện tích. (Những người trước kia đã thử đo lực điện dùng cân đĩa bình thường, v.v., đã không hề tìm thấy sự đều đặn nào). Nhưng thiết kế đó, đến lượt, lại phụ thuộc vào sự thừa nhận trước nữa rằng mỗi hạt chất lỏng điện tác động lên mỗi hạt khác ở một khoảng cách. Chính lực giữa các hạt như vậy- cái duy nhất có thể được giả thiết an toàn như một hàm đơn giản của khoảng cách – là cái Coloumb đã tìm kiếm.[22] Các thí nghiệm của Joule cũng có thể được dùng để minh hoạ các qui luật định lượng nổi lên ra sao qua trình bày rõ khung mẫu. Thực ra, quan hệ giữa khung mẫu định tính và các qui luật định lượng là tổng quát và mật thiết đến mức, kể từ Galileo, các qui luật như vậy thường được phỏng đoán đúng đắn với sự giúp đỡ của khung mẫu hàng năm trước khi máy móc có thể được thiết kế cho việc xác định chúng bằng thí nghiệm.[23] Cuối cùng, có loại thí nghiệm thứ ba nhắm tới trình bày rõ một khung mẫu. Hơn các loại khác loại này có thể giống với sự thăm dò, và nó đặc biệt phổ biến ở các giai đoạn và các khoa học đề cập nhiều hơn đến các khía cạnh định tính hơn là định lượng của sự đều đặn của tự nhiên. Thường một khung mẫu được phát triển cho một tập các hiện tượng lại mơ hồ trong ứng dụng của nó vào các hiện tượng liên quan mật thiết khác. Khi đó các thí nghiệm nhất thiết phải chọn giữa các cách lựa chọn khả dĩ về áp dụng khung mẫu cho lĩnh vực quan tâm mới. Thí dụ, các ứng dụng mẫu của lí thuyết nhiệt để làm nóng và làm lạnh bằng pha trộn và bằng thay đổi trạng thái. Nhưng nhiệt có thể được giải phóng hay hấp thụ theo nhiều cách khác – thí dụ, bằng hợp chất hoá học, bằng ma sát, và bằng nén hay hút khí – và đối với mỗi trong các hiện tượng khác này lí thuyết có thể được áp dụng theo nhiều cách. Nếu giả như chân không có một nhiệt dung, thí dụ, làm nóng bằng nén có thể được giải thích như sự pha trộn khí và chân không. Hay nó có thể do một sự thay đổi về tỉ nhiệt của các khí với thay đổi áp suất. Và ngoài ra có nhiều giải thích khác. Nhiều thí nghiệm được thực hiện để trau chuốt các khả năng khác nhau này và để phân biệt chúng; tất cả các thí nghiệm này đều nảy sinh từ lí thuyết nhiệt như khung mẫu, và tất cả đều khai thác nó trong thiết kế các thí nghiệm và trong diễn giải các kết quả.[24] Một khi hiện tượng làm nóng bằng nén được xác lập, tất cả các thí nghiệm thêm nữa trong lĩnh vực là phụ thuộc khung mẫu theo cùng cách. Cho trước hiện tượng, làm sao có thể chọn khác một thí nghiệm để làm sáng tỏ nó? Bây giờ quay sang các vấn đề lí thuyết của khoa học thông thường, chúng chia thành các lớp rất gần giống như các lớp thí nghiệm và quan sát. Một phần của công việc lí thuyết thông thường, tuy là phần nhỏ, đơn giản cốt ở dùng lí thuyết hiện hành để dự đoán thông tin về sự thực có giá trị nội tại. Việc chế tạo các lịch thiên văn, tính các đặc trưng thấu kính, và tạo ra các đường cong truyền sóng vô tuyến là những ví dụ về các vấn đề thuộc loại này. Các nhà khoa học, tuy vậy, thường coi chúng như công việc làm thuê được giao cho các kĩ sư hay các kĩ thuật viên. Không lúc nào rất nhiều trong số chúng xuất hiện trên các tạp chí khoa học quan trọng. Nhưng các tạp chí này chứa rất nhiều thảo luận lí thuyết về các vấn đề mà, đối với người không phải nhà khoa học, hẳn có vẻ hầu như y hệt. Đấy là các thao tác của lí thuyết được thực hiện, không bởi vì các dự đoán trong đó chúng được tạo ra là có giá trị nội tại, mà bởi vì chúng có thể được đối chiếu trực tiếp với thí nghiệm. Mục đích của chúng là để phô bày một ứng dụng mới của khung mẫu hay để tăng độ chính xác của một ứng dụng đã được tiến hành rồi. Nhu cầu về công việc loại này nảy sinh từ các khó khăn rất lớn thường gặp khi phát triển các điểm tiếp xúc giữa một lí thuyết và tự nhiên. Các khó khăn này có thể được minh hoạ ngắn gọn bằng xem xét lịch sử động học sau Newton. Vào đầu thế kỉ mười tám những người thấy một khung mẫu trong Principia coi tính tổng quát của các kết luận của nó là dĩ nhiên, và họ có mọi lí do để làm vậy. Không tác phẩm nào được biết trong lịch sử khoa học đã đồng thời cho phép một sự tăng lên lớn đến vậy cả về phạm vi và độ chính xác của nghiên cứu. Đối với khoảng trời Newton đã dẫn ra các định luật Kepler về chuyển động hành tinh và cũng đã giải thích các khía cạnh nào đó được quan sát theo đó mặt trăng không tuân theo chúng. Đối với trái đất ông đã dẫn ra các kết quả của các quan sát nào đó về con lắc và thuỷ triều. Với sự giúp đỡ của các giả thiết thêm nhưng ad hoc [đặc biệt], ông cũng đã có thể dẫn ra Định luật Boyle và một công thức quan trọng cho tốc độ âm thanh trong không khí. Căn cứ và trạng thái khoa học lúc đó, thành công của các việc minh chứng là cực kì gây ấn tượng. Thế nhưng căn cứ vào tính tổng quát có lí của các Định luật Newton, số các ứng dụng đã không nhiều, và Newton đã hầu như không phát triển ứng dụng nào khác. Hơn nữa, so với cái mà bất cứ sinh viên cao học nào về vật lí có thể đạt được với cùng các định luật đó ngày nay, vài ứng dụng của Newton thậm chí không được trình bày chính xác. Cuối cùng, Principia đã được dự kiến cho các ứng dụng chủ yếu cho các vấn đề cơ học thiên văn. Thích nghi nó làm sao cho các ứng dụng ở trái đất, đặc biệt cho các ứng dụng về chuyển động với ràng buộc, đã chẳng hề rõ chút nào. Các vấn đề trái đất, trong mọi trường hợp, đã được bắt đầu rồi với thành công lớn bởi một tập các kĩ thuật hoàn toàn khác ban đầu được Galileo và Huyghens phát triển và được mở rộng ra trên Lục địa trong thế kỉ mười tám bởi anh em nhà Bernoulli, d’Alembert, và nhiều người khác. Có lẽ các kĩ thuật của họ và của Principia có thể được chứng tỏ là các trường hợp đặc biệt của một cách trình bày tổng quát hơn, nhưng trong một thời gian không ai hiểu rõ hoàn toàn phải làm thế nào.[25] Hãy giới hạn sự chú ý một lúc vào vấn đề về tính chính xác. Chúng ta đã minh hoạ rồi khía cạnh kinh nghiệm của nó. Đã cần đến thiết bị đặc biệt – như máy móc của Cavendish, máy Atwood, hay các kính thiên văn được cải thiện – để cung cấp số liệu đặc biệt mà các ứng dụng cụ thể của khung mẫu Newton đòi hỏi. Những khó khăn tương tự trong nhận được sự phù hợp đã tồn tại ở phía lí thuyết. Để áp dụng các định luật của mình cho các con lắc, thí dụ, Newton đã buộc phải coi quả lắc như một điểm khối lượng để cho một định nghĩa duy nhất về độ dài con lắc. Hầu hết các định lí của ông, ít ngoại lệ mang tính giả thuyết và sơ bộ, cũng bỏ qua ảnh hưởng của sức cản không khí. Đấy là các phép xấp xỉ vật lí đúng đắn. Tuy nhiên, với tư cách các phép xấp xỉ chúng đã hạn chế sự phù hợp được mong đợi giữa các dự đoán của Newton và các thí nghiệm thực sự. Cùng những khó khăn xuất hiện thậm chí rõ hơn trong ứng dụng lí thuyết Newton vào bầu trời. Những quan sát bằng kính thiên văn đơn giản cho thấy rằng các hành tinh không hoàn toàn tuân theo các định luật Kepler, và lí thuyết Newton cho thấy chúng không phải. Để dẫn ra các định luật này, Newton đã buộc phải bỏ qua mọi sức hút hấp dẫn trừ sức hút giữa cá nhân các hành tinh và mặt trời. Vì các hành tinh có hút lẫn nhau, chỉ có thể mong đợi sự phù hợp gần đúng giữa lí thuyết được áp dụng với quan sát bằng kính thiên văn.[26] Sự phù hợp đạt được, tất nhiên, đã nhiều hơn sự thoả mãn đối với những người nhận được nó. Trừ một số vấn đề ở trái đất, không lí thuyết khác nào có thể làm gần tốt đến thế. Không ai trong số những người nghi ngờ tính hợp lệ của công trình của Newton đã làm vậy bởi vì sự phù hợp hạn chế của nó với thí nghiệm và quan sát. Tuy nhiên, các hạn chế này về sự phù hợp để lại nhiều vấn đề lí thuyết quyến rũ cho những người kế tục Newton. Đã cần đến những kĩ thuật lí thuyết, thí dụ, để xử lí chuyển động của nhiều hơn hai vật thể hút nhau đồng thời và để khảo sát tính ổn định của các quĩ đạo bị xáo động. Các nhà toán học giỏi nhất châu Âu đã bận rộn với vấn đề giống thế trong thế kỉ mười tám và đầu thế kỉ mười chín. Euler, Lagrange, Laplace, và Gauss tất cả đã thực hiện một số trong hầu hết các công trình lỗi lạc nhất của họ về các vấn đề nhắm tới cải thiện sự phù hợp giữa khung mẫu Newton và quan sát bầu trời. Nhiều trong số các nhân vật này đã làm việc đồng thời để phát triển toán học cần thiết cho các ứng dụng mà cả Newton lẫn trường phái Lục địa đương thời của cơ học đã thậm chí chẳng thử. Họ tạo ra, thí dụ, các tài liệu rất rộng lớn và một số kĩ thuật toán học rất hùng mạnh cho thuỷ động học và các vấn đề về các dây dao động. Các vấn đề ứng dụng này giải thích cho cái có lẽ là công trình khoa học lỗi lạc và chi phối nhất của thế kỉ mười tám. Có thể phát hiện ra các thí dụ khác bằng xem xét giai đoạn hậu khung mẫu trong sự phát triển của nhiệt động học, lí thuyết sóng về ánh sáng, lí thuyết điện từ, hay bất cứ ngành khoa học nào khác mà các định luật cơ bản của chúng là hoàn toàn định lượng. Ít nhất trong các khoa học có tính toán học hơn, hầu hết công trình lí thuyết là thuộc loại này. Nhưng không phải tất cả đều là loại này. Ngay cả trong các khoa học toán học cũng có các vấn đề lí thuyết của việc trình bày rõ khung mẫu; và trong các thời kì khi sự phát triển khoa học chủ yếu là định tính, các vấn đề đề này át hẳn. Một số vấn đề, trong cả các khoa học định lượng hơn và định tính hơn, mục tiêu đơn giản để làm rõ bằng trình bày lại. Principia, thí dụ, đã không luôn tỏ ra là một tác phẩm dễ áp dụng, một phần bởi vì nó giữ lại một số vụng về không tránh khỏi trong một công trình táo bạo đầu tiên và một phần bởi vì rất nhiều ý nghĩa của nó đã chỉ ẩn tàng trong các ứng dụng của nó. Đối với nhiều ứng dụng ở trái đất, trong mọi trường hợp, một tập dường như không có quan hệ của các kĩ thuật Lục địa có vẻ hùng mạnh hơn rất nhiều. Vì thế, từ Euler và Lagrange trong thế kỉ mười tám cho đến Hamilton, Jacobi, và Hertz trong thế kỉ mười chín, nhiều nhà vật lí toán lỗi lạc nhất của châu Âu đã hết lần này đến lần khác cố gắng trình bày lại lí thuyết cơ học ở một dạng tương đương nhưng thoả mãn hơn về mặt logic và thẩm mĩ. Tức là, họ đã muốn trưng bày các bài học rõ ràng và ẩn tàng của Principia và của cơ học Lục địa trong một phiên bản chặt chẽ hơn về mặt logic, một phiên bản ngay lập tức đồng đều hơn và ít lập lờ hơn trong việc áp dụng nó cho các vấn đề mới được trau chuốt của cơ học.[27] Các trình bày lại tương tự của một khung mẫu đã xảy ra lặp đi lặp lại trong mọi khoa học, nhưng phần lớn đã tạo ra những thay đổi đáng kể hơn trong khung mẫu so với các trình bày lại của Principia được nhắc đến ở trên. Những thay đổi như vậy là kết quả từ các công trình kinh nghiệm đã được mô tả trước đây như nhắm tới trình bày rõ khung mẫu. Quả thực, đi phân loại các công trình loại đó như kinh nghiệm là việc tuỳ tiện. Hơn bất cứ loại nghiên cứu thông thường khác nào, các vấn đề về trình bày rõ khung mẫu đồng thời mang tính lí thuyết và thực nghiệm; các thí dụ đưa ra ở trước sẽ phục vụ tốt ngang nhau ở đây. Trước khi ông có thể xây dựng thiết bị của mình và đo lường với nó, Coulomb đã phải áp dụng lí thuyết điện để xác định thiết bị của ông phải được xây dựng ra sao. Kết quả của các đo lường của ông là một sự làm tinh lí thuyết đó. Hoặc lại nữa, những người thiết kế các thí nghiệm để phân biệt các lí thuyết khác nhau về làm nóng bằng nén nói chung cũng là những người đã dựng lên các phiên bản cần so sánh đó. Họ đã làm việc cả với sự thực và với lí thuyết, và công việc của họ không đơn giản tạo ra thông tin mới mà tạo ra một khung mẫu chính xác hơn, nhận được bằng loại bỏ những mập mờ mà phiên bản gốc vẫn giữ lại và dựa trên đó họ đã xuất phát. Trong nhiều khoa học, hầu hết công việc thông thường là thuộc loại này. Tôi nghĩ, ba lớp vấn đề này – xác định các sự thực quan trọng, làm khớp các sự thực với lí thuyết, và trình bày rõ lí thuyết – vét cạn các tài liệu của khoa học thông thường, cả thực nghiệm lẫn lí thuyết. Tất nhiên, chúng không vét cạn hoàn toàn toàn bộ tài liệu chuyên môn khoa học. Cũng có các vấn đề lạ thường, và rất có thể sự giải quyết chúng là cái làm cho công việc mạo hiểm khoa học như một tổng thể lại đặc biệt xứng đáng đến vậy. Nhưng các vấn đề đặc biệt, lạ thường không phải để yêu cầu. Chúng nổi lên chỉ trong các dịp đặc biệt do sự tiến bộ của nghiên cứu khoa học thông thường chuẩn bị. Vì thế, chắc chắn tuyệt đại đa số các vấn đề được ngay cả các nhà khoa học giỏi nhất đảm đương thường rơi vào một trong ba loại (lớp) được phác thảo ở trên. Công việc dưới khung mẫu không thể được tiến hành theo cách khác, và rời bỏ khung mẫu là ngưng thực hành khoa học do nó xác định. Chúng ta sẽ mau chóng phát hiện ra rằng những sự từ bỏ như vậy có xảy ra. Chúng là các điểm tựa mà quanh đó các cuộc cách mạng khoa học rẽ ngoặt. Nhưng trước khi bắt đầu nghiên cứu các cuộc cách mạng như vậy, chúng ta cần một cái nhìn bao quát hơn về theo đuổi nghề khoa học thông thường dọn đường cho cách mạng. IV. Khoa học Thông thường như Giải Câu đố Có lẽ đặc tính nổi bật nhất của các vấn đề nghiên cứu thông thường mà chúng ta vừa bắt gặp là chúng hướng ít ra sao đến việc tạo ra các tính mới lạ chính, về mặt quan niệm hay hiện tượng. Đôi khi, như trong đo lường bước sóng, tất cả mọi thứ trừ chi tiết huyền bí nhất của kết quả đã được biết từ trước, và độ rộng điển hình của sự dự tính chỉ hơi rộng hơn. Các phép đo của Coulomb, có lẽ, không cần phải khớp với qui luật bình phương nghịch đảo; những người đã nghiên cứu về làm nóng bằng nén thường đã sẵn sàng [chấp nhận] bất cứ kết quả nào trong nhiều kết quả. Thế nhưng ngay cả trong các trường hợp giống thế này dải của các kết quả dự kiến, và như thế có thể tiêu hoá được, luôn luôn nhỏ so với dải mà trí tưởng tượng có thể hình dung. Và dự án mà kết quả của nó không rơi vào dải hẹp hơn đó thường chỉ là một thất bại về nghiên cứu, một thất bại không gây mất uy tín cho tự nhiên mà cho nhà khoa học. Thí dụ, trong thế kỉ mười tám người ta ít chú ý đến các thí nghiệm đo sức hút điện với các dụng cụ như cân đĩa. Bởi vì chúng đã tạo ra các kết quả chẳng nhất quán cũng không đơn giản, chúng không thể được dùng để làm rõ khung mẫu mà từ đó chúng được dẫn ra. Vì thế, chúng vẫn chỉ là các sự thực, không có quan hệ và không thể liên hệ được với sự tiến bộ liên tục của nghiên cứu điện. Chỉ khi nhìn lại, khi đã có một khung mẫu tiếp sau, chúng ta mới có thể thấy các đặc tính nào của các hiện tượng điện mà chúng biểu lộ. Coulomb và những người đương thời của ông, tất nhiên, cũng đã có khung mẫu muộn hơn này hay một khung mẫu, khi áp dụng cho vấn đề hút, mang lại cùng những mong đợi. Đó là vì sao Coulomb đã có khả năng thiết kế thiết bị cho một kết quả có thể tiêu hoá được bằng làm rõ khung mẫu. Nhưng nó cũng là lí do vì sao kết quả đó không làm ai ngạc nhiên và vì sao nhiều người đương thời với Coulomb đã có khả năng tiên đoán nó trước. Ngay cả dự án mà mục đích của nó là làm rõ khung mẫu không hướng tới sự mới lạ bất ngờ. Nhưng nếu mục tiêu của khoa học thông thường không phải là các sự mới lạ trọng đại chủ yếu – nếu sự thất bại để đến gần hơn kết quả dự kiến thường là thất bại do nhà khoa học – thì vì sao các vấn đề này vẫn được tiến hành? Một phần của câu trả lời đã được trình bày rồi. Đối với các nhà khoa học, chí ít, các kết quả thu được trong nghiên cứu thông thường là quan trọng bởi vì chúng thêm vào phạm vi và độ chính xác mà với nó khung mẫu có thể được áp dụng. Tuy vậy, câu trả lời đó không thể giải thích cho nhiệt tình và sự hiến dâng mà các nhà khoa học biểu hiện cho các vấn đề nghiên cứu thông thường. Chẳng ai đi dành hàng năm, thí dụ, để phát triển một phổ kế tốt hơn hay để tạo ra một lời giải được cải thiện cho vấn đề về các dây dao động đơn giản bởi vì tầm quan trọng của thông tin sẽ nhận được. Số liệu thu được bằng tính lịch thiên văn hay bằng các phép đo thêm với một thiết bị hiện có thường quan trọng không kém, nhưng các hoạt động này thường bị các nhà khoa học từ chối bởi vì chúng chủ yếu là sự lặp lại các thủ tục đã được tiến hành trước rồi. Sự từ chối cung cấp một manh mối cho tính quyến rũ của vấn đề nghiên cứu thông thường. Mặc dù kết quả của nó có thể được dự kiến, thường rất chi tiết đến mức bản thân cái còn lại để biết là không đáng quan tâm, [nhưng] cách để đạt kết quả vẫn rất đáng ngờ. Đưa một vấn đề nghiên cứu thông thường đến một kết luận là đạt được cái dự kiến theo một cách mới, và nó đòi hỏi việc giải mọi loại câu đố phức tạp về công cụ, quan niệm, và toán học. Những người thành công chứng tỏ mình là một chuyên gia giải-câu đố, và sự thách thức của câu đố là một phần quan trọng của cái thường lôi kéo anh ta. Thuật ngữ ‘câu đố’ và ‘giải-câu đố’ nêu bật nhiều trong các chủ đề đã ngày càng trở thành nổi bật ở các trang trước. Các câu đố, hoàn toàn theo ý nghĩa thông thường được sử dụng ở đây, là loại đặc biệt của các vấn đề có thể được dùng để kiểm tra tài khéo léo hay kĩ năng về giải quyết. Các minh hoạ từ điển là ‘trò chơi đố xếp hình’ và ‘trò chơi đố ô chữ’, và chính các đặc trưng mà các trò chơi này chia sẻ với các vấn đề khoa học thông thường là cái bây giờ chúng ta cần cô lập ra. Một trong số đó vừa được nhắc tới. Không phải là tiêu chuẩn tinh tuý trong một câu đố rằng kết quả của nó là lí thú hay quan trọng về bản chất. Ngược lại, các vấn đề thực sự cấp bách, thí dụ, cách điều trị một bệnh ung thư hay đồ án của một nền hoà bình dài lâu, thường không hề là các câu đố, chủ yếu bởi vì chúng có thể không có lời giải nào. Hãy xem xét trò chơi đố xếp hình mà các miếng được chọn ngẫu nhiên từ một trong hai hộp đố hình khác nhau. Vì vấn đề đó thường chắc thách đố (tuy nó có thể không) ngay cả những người có tài khéo léo nhất, nó không thể được dùng như một kiểm tra về kĩ năng giải quyết. Theo bất cứ ý nghĩa bình thường nào nó không hề là một câu đố chút nào. Mặc dù giá trị nội tại không là tiêu chuẩn cho một câu đố, sự tồn tại chắc chắn của một lời giải là [tiêu chuẩn]. Tuy vậy, ta đã thấy rằng một trong các thứ mà một cộng đồng khoa học nhận được với một khung mẫu là một tiêu chuẩn để chọn các vấn đề có thể chắc chắn có lời giải khi khung mẫu được coi là dĩ nhiên. Trong phạm vi lớn đấy là các vấn đề duy nhất mà cộng đồng sẽ thừa nhận là khoa học hoặc khuyến khích các thành viên của nó thực hiện. Các vấn đề khác, gồm nhiều vấn đề trước đây là thông thường, bị từ chối như siêu hình, như liên quan đến môn khác, hay đôi khi như quá khó giải quyết để bõ thời gian làm. Về vấn đề đó, một khung mẫu có thể thậm chí cô lập cộng đồng khỏi các vấn đề xã hội quan trọng các vấn đề không thể qui giản về dạng câu đố, bởi vì chúng không thể được phát biểu bằng các công cụ khái niệm và phương tiện mà khung mẫu cung cấp. Các vấn đề như vậy có thể là một sự rối trí, một bài học được minh hoạ một cách xuất sắc bởi nhiều mặt của chủ nghĩa Bacon thế kỉ mười bảy và bởi một số khoa học xã hội đương thời. Một trong các lí do vì sao khoa học thông thường có vẻ tiến bộ nhanh đến vậy là những người thực hành nó tập trung vào các vấn đề mà chỉ sự thiếu khéo léo của họ có thể ngăn cản họ giải quyết. Tuy vậy, nếu các vấn đề của khoa học thông thường là các câu đố theo nghĩa này, chúng ta không còn cần phải hỏi vì sao các nhà khoa học lại tấn công chúng với nhiệt tình và hiến dâng như vậy. Một người có thể bị lôi cuốn đến với khoa học vì mọi loại lí do. Trong số chúng có, mong muốn được là hữu ích, sự kích thích khám phá lĩnh vực mới, hi vọng tìm ra trật tự, và khát vọng để kiểm tra tri thức đã được xác lập. Các động cơ này và ngoài ra các động cơ khác cũng giúp để xác định các vấn đề cá biệt mà muộn hơn anh ta sẽ tiến hành. Hơn nữa, mặc dù kết quả đôi khi gây thất vọng, có lí do chính đáng vì sao các động cơ như thế này phải đầu tiên lôi cuốn và sau đó dẫn anh ta đi.[28] Hoạt động khoa học như một tổng thể đôi lúc có tỏ ra hữu ích, mở ra lĩnh vực mới, để lộ ra trật tự, và kiểm nghiệm lòng tin đã được chấp nhận từ lâu. Tuy nhiên, cá nhân theo đuổi vấn đề nghiên cứu thông thường hầu như không bao giờ làm bất cứ cái nào trong các thứ này. Một khi đã làm, các động cơ của anh ta là loại khá khác. Cái sau đó thách thức anh ta là niềm tin chắc rằng, nếu anh ta đủ tài giỏi, anh ta sẽ thành công trong giải một câu đố mà chẳng ai đã giải trước đó hay đã giải khéo đến vậy. Nhiều trong số các đầu óc khoa học lớn nhất đã dành tất cả sự chú ý chuyên nghiệp của họ cho các câu đố đòi hỏi khắt khe thuộc loại này. Trong hầu hết các cơ hội bất cứ lĩnh vực chuyên sâu cá biệt nào không đưa ra cái gì khác để làm, một sự thực làm cho nó không ít quyến rũ hơn đối với một loại thói nghiện đích thực. Bây giờ quay sang khía cạnh khác, khó hơn, và tiết lộ hơn của sự tương tự giữa các câu đố và các vấn đề của khoa học thông thường. Nếu được phân loại như một câu đố, một vấn đề phải được đặc trưng bởi nhiều hơn một lời giải chắc chắn. Phải cũng có các qui tắc giới hạn cả loại các lời giải có thể chấp nhận được lẫn các bước dẫn đến chúng. Để giải một trò chơi đố ghép hình, thí dụ, không chỉ là “tạo ra một bức tranh”. Hoặc một đứa trẻ hay một nghệ sĩ đương thời có thể tạo ra một bức tranh bằng rải các miếng được chọn, như một hình thù trừu tượng, trên một nền không rõ nét nào đó. Bức tranh được tạo ra như vậy có thể hay hơn nhiều, và chắc chắn độc đáo hơn bức tranh mà từ đó câu đố được tạo ra. Tuy nhiên, một bức tranh như vậy không là một lời giải. Để đạt một lời giải tất cả các miếng phải được dùng, mặt trơn của miếng phải được úp xuống, và chúng phải khít vào nhau mà không phải ép cho đến khi không còn lỗ hổng nào. Đó là một số qui tắc chi phối các lời giải đố ghép hình. Có thể dễ dàng phát hiện ra các hạn chế tương tự đối với các lời giải chấp nhận được của trò chơi ô chữ, các câu đố, các thế cờ, và v.v. Nếu chúng ta có thể chấp nhận một cách sử dụng được mở rộng đáng kể của từ ‘qui tắc’ – một cách dùng đôi khi sẽ đánh đồng nó với ‘quan điểm đã được xác lập’ hay với ‘định kiến’ – thì các vấn đề có thể truy cập tới trong phạm vi một truyền thống nghiên cứu phô bày cái gì đó rất giống tập này của các đặc trưng câu đố. Người xây dựng một thiết bị để xác định các bước sóng quang học không được thoả mãn với một cái thiết bị chỉ đơn thuần gán các số cá biệt cho các vạch phổ cá biệt. Anh ta không chỉ là một người thám hiểm hay nhà đo lường. Ngược lại, bằng cách phân tích máy móc của mình theo lí thuyết quang học được xác lập, anh ta phải chứng tỏ rằng các số mà thiết bị của anh ta tạo ra là các số đi vào lí thuyết với tư cách các bước sóng. Nếu sự mập mờ còn lại nào đó trong lí thuyết hay thành phần chưa được phân tích nào đó của máy móc của anh ta ngăn cản anh ta hoàn tất luận chứng đó, các đồng nghiệp của anh ta rất có thể kết luận rằng anh ta đã chẳng hề đo được gì cả. Thí dụ, các cực đại tán xạ-electron mà muộn hơn được chẩn đoán như các chỉ số của bước sóng electron đã không có tầm quan trọng rõ ràng nào khi đầu tiên được quan sát và ghi lại. Trước khi chúng trở thành các số đo của bất cứ thứ gì, chúng phải được liên hệ với một lí thuyết tiên đoán ứng xử như sóng của vật chất chuyển động. Và thậm chí sau khi quan hệ đó đã được chỉ ra, máy móc phải được thiết kế lại sao cho các kết quả thí nghiệm có thể tương quan dứt khoát với lí thuyết.[29] Cho đến khi các điều kiện đó được thoả mãn, không có vấn đề nào được giải. Các loại hạn chế tương tự đã ràng buộc các lời giải có thể chấp nhận đối với các vấn đề lí thuyết. Suốt thế kỉ mười tám những nhà khoa học thử dẫn ra chuyển động quan sát được của mặt trăng từ các định luật chuyển động và hấp dẫn của Newton đã thất bại để làm vậy một cách nhất quán. Kết quả là, một số người trong số họ đã gợi ý thay định luật bình phương nghịch đảo bằng một định luật trệch khỏi nó ở các khoảng cách nhỏ. Để làm việc đó, tuy vậy, sẽ là đi thay đổi khung mẫu, đi định nghĩa một câu đố mới, và không phải là đi giải câu đố cũ. Khi điều đó xảy ra, các nhà khoa học đã giữ các qui tắc cho đến khi, vào năm 1750, một trong số họ phát hiện ra chúng có thể được áp dụng thành công thế nào.[30] Chỉ một sự thay đổi về các qui tắc của trò chơi có thể cung cấp một lựa chọn khả dĩ. Nghiên cứu các truyền thống khoa học thông thường phơi bày nhiều qui tắc thêm, và các qui tắc này cung cấp nhiều thông tin về các cam kết mà các nhà khoa học nhận được từ các khung mẫu của họ. Chúng ta có thể nói các qui tắc này rơi vào các loại chủ yếu nào?[31] Hiển nhiên nhất và có lẽ ràng buộc nhất được minh hoạ bởi các loại khái quát hoá mà chúng ta vừa nhắc tới. Đấy là các tuyên bố dứt khoát về định luật khoa học và về các khái niệm và lí thuyết khoa học. Trong khi chúng tiếp tục được kính trọng, các tuyên bố như vậy giúp để nêu ra các câu đố và để hạn chế các lời giải có thể chấp nhận được. Thí dụ, các định luật Newton đã thực hiện các chức năng này trong các thế kỉ mười tám và mười chín. Chừng nào chúng còn làm vậy, lượng-vật chất còn là một phạm trù bản thể học cơ bản cho các nhà khoa học vật lí, và các lực hoạt động giữa các mẩu vật chất còn là chủ đề trội cho nghiên cứu.[32] Trong hoá học các qui luật về các tỉ lệ cố định và xác định, trong một thời gian dài, đã có một lực chính xác tương tự – nêu vấn đề về trọng lượng nguyên tử, ràng buộc các kết quả có thể chấp nhận của các phân tích hoá học, và thông báo cho các nhà khoa học các nguyên tử và phân tử, hợp chất và hỗn hợp là gì.[33] Các phương trình Maxwell và các định luật nhiệt động học thống kê ngày nay có cùng ảnh hưởng và chức năng. Tuy vậy, các qui tắc như thế này không phải là duy nhất cũng chẳng thậm chí là loại lí thú nhất được nghiên cứu lịch sử phô bày. Ở mức thấp hơn và cụ thể hơn mức của các định luật và lí thuyết, thí dụ, có vô số các cam kết đối với các loại trang bị dụng cụ được ưa thích và đối với các cách theo đó các công cụ được chấp nhận có thể được dùng một cách hợp pháp. Các thái độ thay đổi đối với vai trò của lửa trong các phân tích hoá học đã đóng một vai trò sống còn trong sự phát triển hoá học ở thế kỉ mười bảy.[34] Helmholtz, ở thế kỉ mười chín, đã gặp sự kháng cự mạnh từ các nhà sinh lí học đối với ý kiến là thí nghiệm vật lí có thể làm sáng tỏ lĩnh vực của họ. [35] Và ở thế kỉ này lịch sử lạ kì của phép sắc kí hoá học lại minh hoạ sự kéo dài của các cam kết công cụ cho các nhà khoa học các qui tắc chơi cũng nhiều như các định luật và lí thuyết.[36] Khi chúng ta phân tích sự khám phá ra tia-X, chúng ta sẽ thấy các lí do cho các cam kết thuộc loại này. Ít cục bộ và tạm thời hơn, tuy vẫn không thay đổi các đặc trưng của khoa học, là các cam kết ở mức cao hơn, mức gần như-siêu hình học mà nghiên cứu lịch sử phô bày đều đặn đến vậy. Thí dụ, sau khoảng 1630, và đặc biệt sau sự xuất hiện của các tác phẩm khoa học hết sức có ảnh hưởng của Descartes, hầu hết các nhà khoa học vật lí đều cho rằng vũ trụ bao gồm các hạt cực nhỏ và mọi hiện tượng tự nhiên có thể được giải thích dưới dạng hình thù, kích thước, chuyển động và tương tác của các hạt. Cái tổ đó của các cam kết tỏ ra mang tính cả siêu hình lẫn phương pháp luận. Do siêu hình, nó bảo các nhà khoa học vũ trụ chứa và không chứa các loại thực thể nào: đã chỉ có vật chất có hình thù trong chuyển động. Do có tính phương pháp luận, nó bảo họ các định luật và các giải thích cơ bản cuối cùng phải như thế nào: các định luật phải qui định chuyển động hạt và tương tác, và sự giải thích phải qui bất cứ hiện tượng tự nhiên nào về hoạt động hạt dưới các định luật này. Tuy nhiên còn quan trọng hơn, quan niệm hạt về vũ trụ nói cho các nhà khoa học nhiều vấn đề nghiên cứu của họ phải thế nào. Thí dụ, một nhà hoá học, như Boyle, đón nhận triết học mới đã gây sự chú ý đặc biệt đến các phản ứng có thể được xem như các sự biến tố (transmutation). Rõ hơn bất cứ thứ gì khác những cái này để lộ ra quá trình sắp xếp lại hạt, phải làm cơ sở cho mọi thay đổi hoá học. [37] Các tác động tương tự của thuyết hạt có thể quan sát thấy ở nghiên cứu về cơ học, quang học, và nhiệt. Cuối cùng, ở một mức còn cao hơn, có một tập các cam kết mà không có nó không ai là một nhà khoa học. Nhà khoa học, thí dụ, phải lo để hiểu thế giới và để mở rộng độ chính xác và phạm vi mà với nó thế giới được sắp xếp. Cam kết đó, đến lượt, phải dẫn anh ta đi nghiên cứu kĩ khía cạnh nào đó của tự nhiên rất chi tiết hoặc cho mình hay nhờ các đồng nghiệp. Và, nếu sự xem xét cẩn thận đó bộc lộ các ổ mất trật tự rõ ràng, thì những cái này phải thách thức anh ta tinh lọc lại các kĩ thuật quan sát hay làm rõ thêm lí thuyết của mình. Rõ ràng vẫn còn các qui tắc khác như thế này những cái luôn luôn ảnh hưởng đến các nhà khoa học. Sự tồn tại của mạng lưới mạnh này của các cam kết – về quan niệm, lí thuyết, công cụ, và phương pháp luận – là một nguồn chủ yếu của phép ẩn dụ liên hệ khoa học thông thường với việc giải câu đố. Bởi vì nó cung cấp các qui tắc nói cho những người thực hành một chuyên ngành cả thế giới và khoa học của anh ta là như thế nào, anh ta có thể tập trung với sự đảm bảo vào các vấn đề huyền bí mà các qui tắc và tri thức hiện có xác định cho anh ta. Sau đó cái thách thức cá nhân anh ta là làm sao để đưa câu đố còn lại đến một lời giải. Về các khía cạnh này và khía cạnh khác một thảo luận về câu đố và về các qui tắc làm sáng tỏ bản tính của thực hành khoa học thông thường. Thế mà, theo cách khác, sự làm sáng tỏ đó có thể dẫn đến lầm lạc đáng kể. Tuy hiển nhiên có các qui tắc mà mọi người thực hành một chuyên ngành gắn bó với ở một thời kì cho trước, bản thân các qui tắc đó không chỉ rõ mọi thứ mà thực tiễn của các chuyên gia ấy có chung. Khoa học thông thường là một hoạt động được xác định cao, nhưng nó không nhất thiết được xác định hoàn toàn bởi các qui tắc. Đó là vì sao, ở đầu tiểu luận này, tôi giới thiệu các khung mẫu dùng chung hơn là các qui tắc dùng chung, các giả thiết, và các quan điểm như nguồn cố kết cho các truyền thống nghiên cứu thông thường. Các qui tắc, tôi gợi ý, xuất phát từ các khung mẫu, nhưng các khung mẫu có thể hướng dẫn nghiên cứu ngay cả khi thiếu các qui tắc. V. Vị trí hàng đầu của các Khung mẫu Để khám phá ra quan hệ giữa các qui tắc, các khung mẫu, và khoa học thông thường, đầu tiên hãy xem nhà lịch sử cô lập các vị trí cá biệt của cam kết vừa được mô tả như các qui tắc được chấp nhận. Sự điều tra lịch sử tỉ mỉ về một chuyên môn cho trước ở một thời gian cho trước tiết lộ một tập các minh hoạ tái diễn đều đặn và gần như chuẩn của các lí thuyết khác nhau trong những ứng dụng quan niệm, quan sát, và công cụ của chúng. Đấy là các khung mẫu của cộng đồng, được biểu lộ trong các sách giáo khoa, các bài giảng, và các bài tập phòng thí nghiệm của nó. Bằng nghiên cứu chúng và tập luyện với chúng, các thành viên của cộng đồng tương ứng học nghề của mình. Tất nhiên, nhà lịch sử sẽ phát hiện ra thêm một vùng nửa tối bị choán bởi các thành tựu mà địa vị của chúng vẫn còn bị nghi ngờ, nhưng lõi của các vấn đề đã được giải quyết và các kĩ thuật sẽ thường là rõ ràng. Bất chấp các mơ hồ hi hữu, các khung mẫu của một cộng đồng khoa học trưởng thành có thể được xác định tương đối dễ. Việc xác định các khung mẫu dùng chung, tuy vậy, không phải là sự xác định các qui tắc dùng chung. Việc đó đòi hỏi một bước thứ hai và là bước thuộc loại hơi khác. Khi đảm nhận việc đó, sử gia phải so sánh các khung mẫu của cộng đồng với nhau và với các báo cáo nghiên cứu thịnh hành của nó. Khi làm vậy, mục tiêu của ông ta là phát hiện có thể cô lập các yếu tố nào, rõ rệt hay ẩn tàng, mà các thành viên của cộng đồng đã có thể trừu tượng hoá từ các khung mẫu bao trùm hơn của họ và đã triển khai ra như các qui tắc trong nghiên cứu của họ. Bất cứ ai đã thử mô tả hay phân tích sự tiến hoá của một truyền thống khoa học cá biệt sẽ nhất thiết tìm kiếm các nguyên lí được chấp nhận và các qui tắc thuộc loại này. Hầu như chắc chắn, như mục trước cho biết, ông ta sẽ ít nhất thành công một phần. Nhưng, nếu kinh nghiệm của ông ta có giống kinh nghiệm của riêng tôi chút nào, ông ta sẽ thấy rằng tìm các qui tắc là cả khó hơn và ít thoả mãn hơn tìm các khung mẫu. Một số khái quát hoá mà ông ta dùng để mô tả các lòng tin chung của cộng đồng sẽ không thành vấn đề. Tuy vậy, các khái quát hoá khác bao gồm những cái được dùng như các minh hoạ ở trên, sẽ có vẻ là một cái bóng quá nặng nề. Diễn đạt đúng theo cách đó, hay theo bất cứ cách nào khác ông ta có thể hình dung, chúng hầu như chắc chắn đã bị một số thành viên của nhóm mà ông nghiên cứu từ chối. Tuy nhiên, nếu sự cố kết của truyền thống nghiên cứu phải được hiểu ở dạng các qui tắc, cần đến sự định rõ nào đó về điểm chung trong lĩnh vực tương ứng. Kết quả là, việc dò tìm một tập các qui tắc có đủ khả năng tạo thành một truyền thống nghiên cứu cho trước trở thành một nguồn thất vọng liên tục và sâu sắc. Nhận ra sự thất vọng đó, tuy vậy, làm cho có thể để chẩn đoán nguồn của nó. Các nhà khoa học có thể đồng ý rằng một Newton, Lavoisier, Maxwell, hay Einstein đã tạo ra một lời giải hình như lâu dài cho một nhóm các vấn đề nổi bật và vẫn bất đồng, đôi khi không có ý thức về sự bất đồng, về các đặc trưng trừu tượng cá biệt làm cho các lời giải đó dài lâu. Tức là, họ có thể đồng ý trong sự nhận diện của họ về một khung mẫu mà không đồng ý về, hoặc thậm chí không thử tạo ra, một diễn giải đầy đủ về nó hay sự hợp lí hoá nó. Thiếu một diễn giải chuẩn hay một sự qui thống nhất về các qui tắc sẽ không cản trở một khung mẫu hướng dẫn việc nghiên cứu. Khoa học thông thường có thể được xác định một phần bằng trực tiếp kiểm tra các khung mẫu, một quá trình được giúp đỡ bởi nhưng không phụ thuộc vào việc trình bày các qui tắc và các giả thiết. Thật vậy, sự tồn tại của một khung mẫu thậm chí không cần ngụ ý rằng tồn tại bất cứ tập đầy đủ nào của các qui tắc.[38] Chắc hẳn, tác động đầu tiên của các tuyên bố đó nêu ra các vấn đề. Khi thiếu một tập các qui tắc có đủ khả năng, cái gì giới hạn nhà khoa học đối với một truyền thống khoa học thông thường cá biệt? Lối nói ‘sự kiểm tra trực tiếp các khung mẫu’ có nghĩa là gì? Các câu trả lời một phần cho các câu hỏi giống thế này được Ludwig Wittgenstein trình bày, tuy trong một ngữ cảnh rất khác. Bởi vì ngữ cảnh đó vừa sơ đẳng hơn vừa quen thuộc hơn, sẽ có ích để đầu tiên đi xem xét dạng lập luận của ông. Wittgenstein hỏi, chúng ta cần biết gì để áp dụng các từ như ‘ghế’, hay ‘lá’ hay ‘trò chơi’ một cách rõ ràng và không có lí lẽ gây bực mình?[39] Câu hỏi đó rất cổ xưa và nói chung được trả lời bằng nói rằng chúng ta phải biết, có ý thức hay qua trực giác, một cái ghế hay chiếc lá, hay trò chơi là gì. Tức là, chúng ta phải nắm được tập của các thuộc tính chung cho tất cả các trò chơi và chỉ cho các trò chơi. Wittgenstein, tuy vậy, kết luận rằng, căn cứ vào cách chúng ta dùng ngôn ngữ và loại thế giới mà chúng ta áp dụng nó vào, không cần đến tập đặc trưng nào như vậy. Tuy một thảo luận về một số thuộc tính được một số trò chơi hay ghế hay lá chia sẻ thường giúp chúng ta học áp dụng từ tương ứng ra sao, không có tập nào của các đặc trưng đồng thời áp dụng được cho tất cả các thành viên của một lớp và cho riêng chúng. Thay vào đó, đối mặt với một hoạt động trước đó chưa quan sát thấy, chúng ta áp dụng từ ‘trò chơi’ bởi vì cái chúng ta đang quan sát có “nét giống-họ hàng” sát với một số hoạt động mà trước đó chúng ta đã học để gọi bằng cái tên ấy. Nói tóm lại, đối với Wittgenstein các trò chơi, các ghế, và các lá là các họ tự nhiên, mỗi họ được cấu tạo bởi một màng lưới của các sự giống nhau chồng chéo. Sự tồn tại của một mạng lưới như vậy giải thích đủ cho thành công của chúng ta trong nhận diện đối tượng hay hoạt động tương ứng. Chỉ nếu các họ mà chúng ta gọi tên chồng lên nhau và hợp nhất với nhau – tức là, chỉ nếu không có các họ tự nhiên – thì sự thành công của chúng ta trong nhận diện và gọi tên mới cung cấp bằng chứng cho một tập của các đặc trưng chung tương ứng với mỗi lớp tên chúng ta áp dụng. Cái gì đó cùng loại rất có thể đúng cho các vấn đề nghiên cứu và kĩ thuật khác nhau nảy sinh trong phạm vi một truyền thống khoa học thông thường duy nhất. Cái chung của những cái này không phải là chúng thoả mãn tập rõ rệt nào đó hay thậm chí tập có thể khám phá ra đầy đủ của các qui tắc và các giả thiết những cái cho truyền thống ấy các đặc trưng của nó và ảnh hưởng của nó lên trí óc khoa học. Thay vào đó, chúng có thể có quan hệ bởi sự giống nhau và bởi sự bắt chước phần này hay phần kia của bộ sưu tập khoa học mà cộng đồng đang nói đến đã thừa nhận rồi như trong số các thành tựu vững chắc của nó. Các nhà khoa học làm việc từ các hô hình nhận được qua giáo dục và qua tiếp xúc sau đó với tài liệu khoa học, thường không hoàn toàn biết hay cần biết các đặc trưng nào đã cho các mô hình này địa vị của các khung mẫu của cộng đồng. Và bởi vì họ làm như thế, họ không cần đến tập đầy đủ các qui tắc. Sự cố kết, do truyền thống nghiên cứu trong đó họ tham gia biểu lộ, có thể không ngụ ý ngay cả sự tồn tại một tập cơ sở của các qui tắc và giả thiết mà sự khảo sát lịch sử hay triết học thêm có thể tiết lộ. Rằng các nhà khoa học thường thường không hỏi hay tranh luận cái gì làm cho một vấn đề hay lời giải cá biệt hợp pháp, xui ta đi giả sử rằng, chí ít qua trực giác, họ biết câu trả lời. Song có thể nó chỉ ngụ ý là hình như câu hỏi không và câu trả lời cũng không có liên quan đến nghiên cứu của họ. Các khung mẫu có thể trước, trói buộc hơn, và đầy đủ hơn bất cứ tập nào của các qui tắc cho nghiên cứu có thể được trừu tượng hoá một cách dứt khoát từ chúng. Cho đến đây điểm này là hoàn toàn có tính lí thuyết: các khung mẫu có thể xác định khoa học thông thường mà không có sự can thiệp của các qui tắc có thể được phát hiện ra. Bây giờ hãy để tôi thử làm tăng cả sự sáng sủa lẫn sự khẩn cấp của nó bằng cho biết một số lí do để tin rằng các khung mẫu có hoạt động theo cách này. Lí do thứ nhất, đã được thảo luận khá đầy đủ, là khó khăn gay gắt của việc khám phá ra các qui tắc hướng dẫn các truyền thống khoa học thông thường cá biệt. Khó khăn đó gần hệt như khó khăn mà nhà triết học gặp phải khi thử nói tất cả các trò chơi có cái gì chung. Lí do thứ hai, mà cái thứ nhất thực sự là một hệ quả, có gốc rễ trong bản tính của giáo dục khoa học. Phải là rõ rồi, các nhà khoa học chẳng bao giờ học các khái niệm, qui luật, và lí thuyết một cách trừu tượng và tự họ. Thay vào đó, đã gặp các công cụ trí tuệ này từ đầu trong đơn vị trước về mặt lịch sử và sư phạm cái phơi bày chúng với và qua các ứng dụng của chúng. Một lí thuyết mới luôn được công bố cùng với các ứng dụng cho dải nào đó của các hiện tượng tự nhiên; không có chúng thậm chí nó không là một ứng viên để chấp nhận. Sau khi nó đã được chấp nhận, cũng các ứng dụng ấy hay các ứng dụng khác đi cùng lí thuyết vào các sách giáo khoa từ đó nhà thực hành tương lai sẽ học nghề của mình. Chúng không phải ở đó chỉ như đồ trang trí hay thậm chí như tư liệu. Ngược lại, quá trình học một lí thuyết phụ thuộc vào nghiên cứu ứng dụng, kể cả thực hành giải quyết-vấn đề cả với bút chì và giấy lẫn với các các công cụ trong phòng thí nghiệm. Nếu, thí dụ, nhà nghiên cứu động học Newtonian từng khám phá ra ý nghĩa của các từ như ‘lực’, ‘khối lượng’, ‘không gian’, và ‘thời gian’, anh ta làm vậy ít hơn từ các định nghĩa không đầy đủ tuy đôi khi hữu ích trong sách giáo khoa của mình so với bằng quan sát và tham gia vào áp dụng các khái niệm này cho giải quyết-vấn đề. Rằng quá trình học bằng luyện tay hay học bằng hành (làm) tiếp tục suốt quá trình nhập môn chuyên nghiệp. Khi sinh viên xuất phát từ khoá học năm thứ nhất tới và đến cuối luận văn tiến sĩ của mình, các vấn đề được phân cho anh ta trở nên phức tạp hơn và ít hoàn toàn có tiền lệ hơn. Song chúng tiếp tục theo gương các thành tựu trước y như các vấn đề mà anh ta thường thường bận rộn với trong sự nghiệp khoa học độc lập tiếp sau của mình. Người ta tự do để giả sử là, ở đâu đó dọc đường nhà khoa học đã trừu tượng hoá các qui tắc của trò chơi cho bản thân mình một cách trực giác, nhưng có ít lí do để tin điều đó. Tuy nhiều nhà khoa học nói dễ dàng và khéo về các giả thuyết cá nhân cá biệt làm nền tảng cho một bộ phận cụ thể của nghiên cứu hiện thời, họ khá hơn thường dân một chút về mô tả đặc trưng các cơ sở đã xác lập của lĩnh vực của họ, các vấn đề chính đáng và các phương pháp của nó. Nếu họ có học được các sự trừu tượng hoá như vậy chút nào, họ chứng tỏ nó qua khả năng của họ để thực hiện nghiên cứu thành công. Khả năng đó, tuy vậy, có thể được hiểu mà không cầu viện đến các qui tắc giả thuyết của trò chơi. Các hậu quả của giáo dục khoa học có một nghịch đề cung cấp một lí do thứ ba để giả sử rằng các khung mẫu hướng dẫn nghiên cứu bằng làm mẫu trực tiếp cũng như qua các qui tắc được trừu tượng hoá. Khoa học thông thường có thể tiến triển không có các qui tắc chỉ chừng nào mà cộng đồng khoa học có liên quan chấp nhận các cách giải quyết-vấn đề cá biệt đã đạt được mà không có nghi ngờ. Các qui tắc vì thế phải trở nên quan trọng và sự hờ hững đặc trưng về chúng phải biến mất mỗi khi cảm thấy các khung mẫu hay các mô hình là bấp bênh. Hơn nữa, đó chính xác là cái có xảy ra. Đặc biệt, thời kì trước-khung mẫu được đánh dấu đều đặn bằng các cuộc tranh luận thường xuyên và sâu sắc về các phương pháp hợp pháp, các vấn đề, và các tiêu chuẩn của lời giải, tuy chúng đúng hơn phục vụ cho việc xác định rõ các trường phái hơn là để tạo ra sự thoả thuận. Chúng ta đã lưu ý đến vài tranh luận này trong quang học và điện học rồi, và chúng đã đóng một vai trò thậm chí lớn hơn trong sự phát triển của hoá học thế kỉ mười bảy và của địa chất học đầu thế kỉ mười chín.[40] Vả lại, các tranh luận như thế này không biến mất dứt khoát với sự xuất hiện của một khung mẫu. Tuy hầu như không tồn tại suốt các thời kì của khoa học thông thường, chúng tái diễn một cách đều đặn đúng trước và trong các cuộc cách mạng khoa học, các thời kì khi các khung mẫu đầu tiên bị tấn công và sau đó dễ bị thay đổi. Quá độ từ cơ học Newton sang cơ học lượng tử gây ra nhiều tranh luận về cả bản chất và các tiêu chuẩn của vật lí học, một số vẫn tiếp tục.[41] Có những người còn sống ngày nay có thể nhớ đến các lí lẽ tương tự do lí thuyết điện từ của Maxwell và cơ học thống kê gây ra.[42] Và còn sớm hơn, sự đồng hoá của cơ học Galileo và Newton đã gây ra một loạt tranh luận đặc biệt nổi tiếng với những người theo Aristotle, Decarstes, và Leibnitz về các tiêu chuẩn hợp pháp đối với khoa học.[43] Khi các nhà khoa học bất đồng về liệu các vấn đề cơ bản của lĩnh vực của họ đã được giải quyết chưa, việc tìm các qui tắc có được một chức năng mà nó bình thường không có. Tuy vậy, trong khi các khung mẫu còn vững chắc chúng có thể hoạt động mà không có thoả thuận về hợp lí hoá hay không hề có bất cứ sự hợp lí hoá nào được thử cả. Lí do thứ tư để cho các khung mẫu một địa vị trước địa vị của các qui tắc và giả thiết dùng chung có thể kết thúc mục này. Dẫn nhập cho tiểu luận này đã gợi ý rằng có thể có các cuộc cách mạng nhỏ cũng như các cuộc cách mạng lớn, một số cuộc cách mạng ảnh hưởng chỉ đến các thành viên của một chuyên ngành con, và đối với các nhóm như vậy ngay cả sự phát hiện ra một hiện tượng mới và bất ngờ có thể là cách mạng. Mục tiếp theo sẽ giới thiệu các cuộc cách mạng được lựa chọn thuộc loại đó, và còn xa mới rõ làm sao chúng có thể tồn tại. Nếu khoa học thông thường cứng nhắc đến vậy và nếu các cộng đồng khoa học kết chặt với nhau đến vậy như thảo luận ở trước ngụ ý, làm sao một sự thay đổi khung mẫu có thể tác động chỉ đến một nhóm nhỏ? Cái được nói cho đến đây có vẻ như hàm ý rằng khoa học thông thường là một hoạt động chuyên môn nguyên khối duy nhất và thống nhất, nó phải đứng vững hay sụp đổ với bất cứ khung mẫu nào trong các khung mẫu của nó cũng như với tất cả chúng cùng nhau. Nhưng khoa học hiếm khi hay chẳng bao giờ giống như thế. Thay vào đó, xét tất cả các lĩnh vực cùng nhau, nó thường có vẻ là một cấu trúc hơi xiêu vẹo với ít cố kết giữa các phần khác nhau của nó. Tuy vậy, không gì được nói cho điểm này xung đột với quan sát rất quen thuộc đó. Ngược lại, thay các khung mẫu cho các qui tắc phải làm cho tính đa dạng của các lĩnh vực và các chuyên môn khoa học dễ hiểu hơn. Các qui tắc tường minh, khi chúng tồn tại, thường thường là chung cho nhóm khoa học rất rộng, nhưng các khung mẫu không cần là vậy. Các nhà thực hành các lĩnh vực tách biệt xa, thiên văn học và thực vật học phân loại chẳng hạn, được giáo dục bằng tiếp xúc với các thành tựu hoàn toàn khác nhau được mô tả trong các sách rất khác nhau. Và ngay cả những người, ở trong cùng lĩnh vực hay ở các lĩnh vực có quan hệ mật thiết với nhau, bắt đầu bằng nghiên cứu cùng các sách và các thành tựu, có thể đạt được các khung mẫu khá khác nhau trong tiến trình chuyên môn hoá nghề nghiệp. Hãy xét, để cho một thí dụ duy nhất, cộng đồng khá lớn và đa dạng gồm tất cả các nhà khoa học vật lí. Mỗi thành viên của nhóm đều học các định luật của cơ học lượng tử, chẳng hạn, và hầu hết họ áp dụng các định luật này ở điểm nào đó trong nghiên cứu hay giảng dạy của họ. Nhưng không phải tất cả họ đều học cùng các ứng dụng của các định luật này, và vì thế không phải tất cả họ bị những thay đổi trong thực hành cơ học lượng tử ảnh hưởng theo cùng cách. Trên con đường chuyên môn hoá nghề nghiệp, ít nhà khoa học vật lí bắt gặp chỉ với các nguyên lí của cơ học lượng tử. Những người khác nghiên cứu chi tiết các ứng dụng khung mẫu của các nguyên lí này vào hoá học, còn số khác vào vật lí chất rắn, và v.v. Cơ học lượng tử có nghĩa là gì cho mỗi trong số họ phụ thuộc vào anh ta đã học các cua nào, đã đọc các sách giáo khoa nào, và nghiên cứu các tạp chí nào. Suy ra rằng, tuy một thay đổi về qui luật cơ học lượng tử sẽ có tính cách mạng cho tất cả các nhóm này, một sự thay đổi phản ánh chỉ một ứng dụng khung mẫu này hay ứng dụng khác của cơ học lượng tử chỉ có tính cách mạng cho các thành viên của một chuyên ngành con cá biệt. Đối với phần còn lại của nghề và đối với những người thực hành các khoa học vật lí khác, sự thay đổi đó không nhất thiết cách mạng chút nào. Vì thế, có thể xác định đồng thời nhiều truyền thống của khoa học thông thường chồng chéo nhau mà không là bao trùm. Một cuộc cách mạng xảy ra bên trong một trong các truyền thống này không nhất thiết mở rộng ra các truyền thống khác nữa. Một minh hoạ ngắn gọn về ảnh hưởng của chuyên môn hoá có thể cho toàn bộ chuỗi điểm này thêm sức thuyết phục. Một nhà điều tra nghiên cứu, người hi vọng học cái gì đó về các nhà khoa học coi lí thuyết nguyên tử là gì, đã hỏi một nhà vật lí xuất sắc và một nhà hoá học xuất chúng liệu một nguyên tử helium duy nhất có là hay không là một phân tử. Cả hai trả lời không do dự, nhưng các câu trả lời của họ không phải như nhau. Đối với nhà hoá học nguyên tử helium là một phân tử bởi vì nó ứng xử như một phân tử đối với lí thuyết động lực khí. Mặt khác, đối với nhà vật lí nguyên tử helium không phải là một phân tử bởi vì nó không bộc lộ phổ phân tử.[44] Có lẽ cả hai đã cùng nói về một hạt, nhưng họ đã nhìn nó qua sự huấn luyện và thực hành nghiên cứu của riêng họ. Kinh nghiệm của họ trong giải quyết-vấn đề đã nói cho họ biết một phân tử phải là gì. Rõ ràng những kinh nghiệm của họ đã có nhiều cái chung, nhưng trong trường hợp này, chúng đã không nói cho hai nhà chuyên gia cùng một thứ. Khi chúng ta tiếp tục chúng ta sẽ phát hiện ra hậu quả của những sự khác biệt khung mẫu thuộc loại này đôi khi có thể thế nào. VI. Dị thường và sự Nổi lên của các Phát minh Khoa học Khoa học thông thường, hoạt động giải câu đố ta vừa khảo sát, là một hoạt động luỹ tích cao độ, rất thành công trong mục tiêu của nó, mở rộng đều đặn phạm vi và độ chính xác của tri thức khoa học. Về tất cả các khía cạnh này, với độ chính xác cao, nó hợp với hình ảnh thường dùng nhất về công tác khoa học. Thế nhưng thiếu một sản phẩm chuẩn của hoạt động khoa học. Khoa học thông thường không nhắm tới các sự mới lạ về sự thực hay lí thuyết và, khi thành công, không tìm thấy cái [mới lạ] nào. Tuy vậy, nghiên cứu khoa học hết lần này đến lần khác liên tục phát hiện ra các hiện tượng mới và bất ngờ, và các nhà khoa học đã không biết bao lần sáng chế ra các lí thuyết mới triệt để. Lịch sử thậm chí gợi ý rằng hoạt động khoa học đã phát triển một kĩ thuật hùng mạnh vô song để tạo ra những ngạc nhiên thuộc loại này. Nếu đặc trưng này của khoa học phải được hoà hợp với cái đã được nói, thì nghiên cứu dưới một khung mẫu phải là một cách hữu hiệu một phần để gây ra sự thay đổi khung mẫu. Đó là cái mà sự mới lạ về sự thực và lí thuyết làm. Được tạo ra tình cờ bởi một trò chơi dưới một tập các qui tắc, sự tiêu hoá chúng [các sự mới lạ] đòi hỏi dựng lên một tập qui tắc khác. Sau khi chúng đã trở thành một phần của khoa học, hoạt động khoa học chẳng bao giờ lại hoàn toàn như cũ, chí ít hoạt động của các chuyên gia mà trong lĩnh vực cá biệt của họ sự mới lạ được coi là hợp lệ. Bây giờ chúng ta phải hỏi những thay đổi loại này có thể xảy ra thế nào, đầu tiên xem xét các phát minh, hay những mới lạ về sự thực, và sau đó các sáng chế, hay những mới lạ về lí thuyết. Rằng sự phân biệt giữa phát minh và sáng chế hay giữa sự thực và lí thuyết, tuy vậy, sẽ tức thì tỏ ra là cực kì nhân tạo. Tính nhân tạo của nó là một manh mối quan trọng cho nhiều trong các luận điểm chính của tiểu luận này. Xem xét các phát minh được chọn lựa ở phần còn lại của mục này, chúng ta mau chóng thấy rằng chúng không phải là các sự kiện cô lập mà là các thời kì kéo dài với một cấu trúc tái diễn đều đặn. Phát minh bắt đầu với sự nhận thức về sự dị thường, tức là với sự thừa nhận rằng không biết làm sao tự nhiên đã vi phạm các mong đợi của khung mẫu những cái chi phối khoa học thông thường. Sau đó nó tiếp tục với một sự thăm dò ít nhiều được mở rộng về lĩnh vực dị thường. Và nó khép lại chỉ khi lí thuyết mẫu đã được hiệu chỉnh sao cho dị thường trở thành cái được mong đợi. Sự đồng hoá một loại sự thực mới đòi hỏi nhiều hơn sự hiệu chỉnh thêm vào lí thuyết, và cho đến khi sự hiểu chỉnh đó hoàn tất – trước khi nhà khoa học đã học để nhìn tự nhiên theo một cách khác – sự thực mới không hoàn toàn là một sự thực khoa học chút nào. Để thấy sự mới lạ về sự thực và lí thuyết đan xen nhau thế nào trong phát minh khoa học, hãy xét một thí dụ cá biệt nổi tiếng, sự khám phá ra oxy. Ít nhất ba người khác nhau có đòi hỏi chính đáng đối với nó, và nhiều nhà hoá học khác, vào đầu các năm 1770, hẳn đã làm giàu không khí trong bình ở phòng thí nghiệm mà không biết đến nó.[45] Sự tiến bộ của khoa học thông thường, ở trường hợp này là hoá học khí lực, đã dọn đường cho sự đột phá khá kĩ lưỡng. Người sớm nhất trong những người đòi quyền đối với sự điều chế một mẫu khí tương đối tinh khiết đã là nhà bào chế thuốc Thuỵ Điển, C. W. Scheele. Tuy vậy, ta có thể bỏ qua công trình của ông vì nó không được công bố trước khi sự phát minh ra oxy đã được công bố lặp đi lặp lại ở nơi khác và như thế đã không có ảnh hưởng nào đến hình mẫu lịch sử liên quan hơn cả đến chúng ta ở đây.[46] Người thứ hai theo thời gian để đưa ra đòi hỏi là nhà khoa học và nhà thần học Anh, Joseph Priestley, đã thu khí do oxide thuỷ ngân bị đốt nóng giải phóng ra như một khoản trong một khảo sát thông thường kéo dài về “không khí” được rút ra từ nhiều chất rắn. Năm 1774 ông nhận diện khí được tạo ra như vậy như oxide nitric, và năm 1775, do các kiểm tra thêm, như không khí bình thường với lượng yếu tố cháy [nhiên tố]*ít hơn bình thường. Người đòi hỏi thứ ba, Lavoisier, bắt đầu công việc dẫn ông tới oxy sau các thí nghiệm của Priesley năm 1774 và có lẽ như kết quả của một ám chỉ từ Priesley. Đầu năm 1775 Lavoisier tường thuật rằng khí nhận được bằng làm nóng oxide thuỷ ngân đỏ là “bản thân không khí hoàn toàn không có sự thay đổi [trừ việc] .. nó tinh khiết hơn, có thể hít thở được hơn”.[47] Vào năm 1777, có lẽ với sự giúp đỡ của một ám chỉ thứ hai từ Priesley, Lavoisier đã kết luận rằng khí là một loại khác, một trong hai thành phần chính của không khí, một kết luận mà Priesley chẳng bao giờ có thể chấp nhận. Hình mẫu này của sự phát minh nêu ra câu hỏi có thể được hỏi về mỗi hiện tượng mới từng được các nhà khoa học ý thức. Nếu một trong hai, thì người đầu tiên khám phá ra oxy là Priestley hay Lavoisier? Trong mọi trường hợp, oxy được khám phá ra khi nào? Ở dạng đó, câu hỏi có thể được hỏi ngay cả nếu giả như chỉ có một người đòi duy nhất. Với tư cách một quyết định về địa vị đứng đầu [priority] và ngày tháng [của một phát minh], một câu trả lời chẳng hề liên quan đến chúng ta chút nào. Tuy nhiên, một nỗ lực để đưa ra một câu trả lời sẽ làm sáng tỏ bản chất của sự phát minh, bởi vì không có câu trả lời nào thuộc loại được tìm. Phát minh không phải là loại quá trình mà câu hỏi về nó được hỏi một cách thích hợp. Sự thực là nó được hỏi – vị trí hàng đầu cho sự phát minh ra oxy đã bị tranh giành liên hồi từ các năm 1780 – là một triệu chứng về cái gì đó lệch lạc trong hình ảnh của khoa học, hình ảnh cho sự phát minh một vai trò cơ bản đến như thế. Ngó lại thí dụ của chúng ta lần nữa. Yêu sách của Priesley đối với sự khám phá ra oxy dựa trên việc ông là người đầu tiên cô lập một loại khí muộn hơn được thừa nhận như một loại khác biệt. Nhưng mẫu khí của Priesley đã không tinh khiết, và, nếu nắm được oxy không tinh khiết trong tay là khám phá ra nó, thì việc đó được làm bởi bất cứ ai đã từng đóng chai không khí. Vả lại, nếu Priesley là nhà phát minh, sự phát minh được tiến hành khi nào? Năm 1774 ông nghĩ rằng ông đã nhận được oxide nitric, một loại ông đã biết rồi; năm 1775 ông thấy khí đó như không khí bị mất nhiên tố (dephlogisticated air), cái vẫn chưa phải là oxy hoặc thậm chí, đối với các nhà hoá học nhiên tố, là một loại khí hoàn toàn bất ngờ. Đòi hỏi của Lavoisier có thể vững chắc hơn, nhưng nó đặt ra cùng vấn đề. Nếu từ chối trao vòng nguyệt quế cho Priesley, chúng ta không thể trao nó cho Lavoisier vì công trình năm 1775 đã dẫn ông đến đồng nhất khí đó như “bản thân không khí hoàn toàn”. Có lẽ chúng ta đợi đến công trình năm 1776 và 1777 đã dẫn ông thấy không chỉ khí đó mà cả khí đó là gì nữa. Thế nhưng ngay cả phần thưởng này có thể bị nghi ngờ, vì năm 1777 và cho đến cuối đời Lavoisier đã khăng khăng rằng oxy là một “nguyên lí” nguyên tử “của tính axit” và rằng khí oxy chỉ hình thành khi “nguyên lí” đó hợp nhất với caloric, vật chất của nhiệt.[48] Chúng ta vì thế sẽ nói rằng oxy đã chưa được phát minh ra vào năm 1777? Ai đó có thể bị cám dỗ để làm vậy. Song nguyên lí của tính axit đã không bị trục xuất khỏi hoá học cho đến sau 1810, và caloric còn nấn ná cho đến các năm 1860. Oxy đã trở thành một chất hoá học chuẩn trước cả hai thời điểm đó. Rõ ràng chúng ta cần một từ vựng và các khái niệm mới để phân tích các sự kiện như sự phát minh ra oxy. Tuy rõ ràng đúng, câu, “Oxy được khám phá ra”, làm lạc lối bằng gợi ý rằng khám phá ra cái gì đó là một hành động đơn giản duy nhất có thể đồng hoá được cho khái niệm thông thường (và cũng đáng ngờ) của chúng ta về nhìn thấy. Đó là vì sao chúng ta dễ dàng cho rằng sự khám phá ra, giống như sự nhìn thấy hay sờ thấy, có thể được qui dứt khoát cho một cá nhân và một thời điểm. Nhưng việc qui sau [cho một thời điểm] luôn là không thể làm được, và thường cả việc trước nữa. Bỏ qua Scheele, chúng ta có thể nói chắc chắn rằng oxy đã không được khám phá ra trước 1774, và có lẽ chúng ta cũng có thể nói rằng nó được phát minh ra vào năm 1777 hay không lâu sau đó. Nhưng trong phạm vi các giới hạn đó hay các giới hạn khác giống chúng, bất cứ nỗ lực nào để xác định thời gian phát minh phải chắc hẳn là tuỳ tiện bởi vì khám phá ra một loại hiện tượng mới nhất thiết là một sự kiện phức tạp, dính dáng đến cả cái gì đó ấy là và nó là gì. Lưu ý, thí dụ, rằng nếu oxy là không khí bị mất nhiên tố đối với chúng ta, ta sẽ khẳng định không do dự rằng Priesley đã phát minh ra nó, tuy chúng ta vẫn chưa biết đúng là khi nào. Nhưng nếu cả quan sát lẫn sự quan niệm, sự thực và sự đồng hoá đối với lí thuyết, gắn kết không tách rời được trong phát minh, thì phát minh là một quá trình và phải tốn thời gian. Chỉ khi tất cả các phạm trù quan niệm liên quan đã được chuẩn bị trước, trong trường hợp đó hiện tượng sẽ không là một loại mới, thì khám phá ra cái đó và khám phá ra cái gì mới có thể xuất hiện dễ dàng, cùng nhau, và ở một thời điểm. Bây giờ thừa nhận rằng phát minh dính đến một quá trình kéo dài, tuy không nhất thiết lâu, về tiêu hoá quan niệm. Chúng ta có thể cũng nói rằng nó kéo theo một sự thay đổi trong khung mẫu? Vẫn chưa thể cho câu trả lời chung nào cho câu hỏi đó, nhưng chí ít trong trường hợp này, câu trả lời phải là có. Cái Lavoisier công bố trong các bài báo của ông từ 1777 trở đi không phải là sự khám phá ra oxy mà là lí thuyết oxy về sự cháy. Lí thuyết đó là hòn đá tảng cho một sự cải cách lại hoá học sâu rộng đến mức nó thường được gọi là cách mạng hoá học. Quả thực, nếu giả như sự phát minh ra oxy đã không phải là phần mật thiết của sự nổi lên của một khung mẫu mới cho hoá học, thì vấn đề địa vị đứng đầu mà chúng ta bàn ở trên chẳng bao giờ có vẻ quan trọng đến vậy. Trong trường hợp này cũng như trường hợp khác, giá trị được gán cho một hiện tượng mới và như thế cho người phát minh ra nó, thay đổi với đánh giá của chúng ta về mức độ mà hiện tượng ấy vi phạm các mong đợi do khung mẫu khêu gợi. Tuy vậy, vì muộn hơn sẽ là quan trọng, nên phải lưu ý rằng sự khám phá ra oxy bản thân nó không phải là nguyên nhân của sự thay đổi lí thuyết hoá học. Từ lâu trước khi ông đóng bất cứ vai trò nào trong sự phát minh ra loại khí mới, Lavoisier đã tin chắc rằng có cái gì đó không ổn với cả lí thuyết nhiên tố [chất cháy] và rằng các vật thể cháy hấp thu phần nào đó của khí quyển. Ngần ấy đã được ông nghi chép trong một bức thư niêm phong được kí thác cho Thư kí của Viện Hàn lâm Pháp năm 1772.[49] Cái mà công trình về oxy đã làm là cung cấp nhiều hình thức và cấu trúc thêm cho cảm giác trước đây của Lavoisier rằng có cái gì đó không ổn. Nó nói cho ông cái mà ông đã sẵn sàng rồi để khám phá – bản chất của chất liệu mà sự cháy loại khỏi bầu không khí. Nhận thức trước các khó khăn hẳn là một phần đáng kể của cái cho phép Lavoisier nhìn thấy ở các thí nghiệm, như thí nghiệm khí của Priesley, cái mà bản thân Priesley đã không có khả năng thấy. Ngược lại, sự thực rằng một sự xét lại sâu rộng khung mẫu là cần thiết để thấy cái Lavoisier đã thấy, là lí do chính vì sao Priesley đã không có khả năng thấy nó cho đến tận cuối đời ông. Hai thí dụ khác và ngắn hơn nhiều sẽ củng cố nhiều cho cái vừa được nói và đồng thời đưa chúng ta từ sự làm sáng tỏ bản chất của các phát minh tới sự hiểu biết về hoàn cảnh dưới đó chúng nổi lên trong khoa học. Trong một nỗ lực để trình bày những cách chính, theo đó các phát minh có thể xảy ra, các thí dụ này được chọn để khác cả với nhau và khác sự khám phá ra oxy. Thí dụ thứ nhất, X quang, là trường hợp cổ điển về phát minh nhờ tình cờ, một kiểu xảy ra thường xuyên hơn các tiêu chuẩn khách quan về báo cáo khoa học cho phép chúng ta dễ nhận ra. Câu chuyện về nó bắt đầu vào ngày mà nhà vật lí Roentgen ngưng khảo sát bình thường về các tia cathode vì ông để ý thấy màn hình barium platinocyanide để cách xa máy được che của ông một chút đã bừng sáng khi phóng điện đang trong quá trình. Các khảo sát thêm – cần đến bảy tuần cuồng nhiệt mà Roentgen đã hiếm khi rời phòng thí nghiệm – cho thấy nguyên nhân của sự bừng sáng đã đến thẳng từ ống tia cathode, và phát xạ ngả bóng, không thể bị nam châm làm lệch, và nhiều tính chất khác nữa. Trước khi công bố khám phá của mình, Roentgen đã tự thuyết phục mình rằng hiệu ứng của ông không do các tia cathode mà do một tác nhân chí ít có sự giống nào đó với ánh sáng.[50] Dẫu có ngắn, bản tóm tắt tiết lộ sự tương tự nổi bật với sự khám phá ra oxy: trước khi thí nghiệm với oxide thuỷ ngân đỏ, Lavoisier đã làm các thí nghiệm không tạo ra các kết quả được dự kiến dưới khung mẫu nhiên tố; phát minh của Roentgen bắt đầu với sự nhận ra là màn hình đã bừng sáng khi nó không được làm thế. Trong cả hai trường hợp sự nhận thức về cái dị thường – về một hiện tượng mà khung mẫu đã không chuẩn bị cho nhà nghiên cứu sẵn sàng – đã đóng một vai trò cốt yếu để dọn đường cho nhận thức về cái mới. Nhưng, lần nữa ở cả hai trường hợp, sự nhận biết rằng đã có cái gì đó sai chỉ là khúc dạo đầu cho phát minh. Cả oxy lẫn tia-X đã chẳng hiện ra mà không có một quá trình thêm về thí nghiệm và đồng hoá. Chúng ta phải nói, chẳng hạn, tại điểm nào trong khảo sát của Roentgen tia-X đã thật sự được khám phá ra? Trong mọi trường hợp, không phải là lúc đầu tiên khi tất cả cái ông nhận thấy đã [chỉ] là một màn hình bừng sáng. Ít nhất một nhà khảo sát khác đã nhìn thấy sự bừng sáng đó và, với sự buồn nản tiếp sau của ông ta, chẳng hề phát hiện ra gì cả.[51] Hầu như cũng rõ thế, chẳng thể đẩy thời điểm phát minh đến điểm ở tuần khảo sát cuối của ông, khi Roentgen khảo sát tỉ mỉ các tính chất của bức xạ mới mà ông đã phát minh ra rồi. Chúng ta chỉ có thể nói rằng X-quang đã hiện ra ở Würzburg giữa mùng 8 tháng 11 và 28 tháng 12 năm 1895. Trong lĩnh vực thứ ba, tuy vậy, sự giống nhau đáng kể giữa sự phát minh ra oxy và X-quang là ít rõ ràng hơn nhiều. Không giống sự phát minh ra oxy, sự khám phá ra X-quang đã không, chí ít cho một thập niên sau sự kiện, dính vào bất cứ chấn động hiển nhiên nào về lí thuyết khoa học. Thế thì, theo nghĩa nào có thể nói là sự đồng hoá của phát minh đó đã bắt khung mẫu phải thay đổi? Lí lẽ để chống một sự thay đổi như vậy là rất mạnh. Chắc chắn, các khung mẫu được Roentgen và những người cùng thời ông tán thành không thể được dùng để tiên đoán các tia X. (Lí thuyết điện từ của Maxwell đã chưa được chấp nhận ở mọi nơi, và lí thuyết hạt về tia cathode đã là một suy đoán duy nhất trong nhiều suy đoán thịnh hành). Nhưng cả hai khung mẫu đó đều không, chí ít theo bất cứ ý nghĩa hiển nhiên nào, cấm sự tồn tại của các tia-X, như lí thuyết nhiên tố đã cấm diễn giải của Lavoisier về khí của Priestley. Ngược lại, lí thuyết và thực hành khoa học được chấp nhận 1895 đã thừa nhận một số dạng bức xạ – nhìn thấy, hồng ngoại, và cực tím. Vì sao các tia-X không được chấp nhận như một dạng nữa của một lớp được biết kĩ của các hiện tượng tự nhiên? Vì sao chúng lại không được đón nhận theo cùng cách như sự phát minh ra một nguyên tố hoá học mới? Các nguyên tố mới để lấp đầy các ô trống của bảng tuần hoàn vẫn được tìm và thấy trong thời Roentgen. Đi tìm chúng đã là một dự án chuẩn của khoa học thông thường, và thành công là một cơ hội chỉ để chúc mừng, không phải để ngạc nhiên. Tia-X, tuy vậy, được đón chào không chỉ với sự ngạc nhiên mà với cú sốc. Lord Kelvin lúc đầu tuyên bố chúng như một trò lừa tinh vi. [52] Những người khác, tuy không thể nghi ngờ bằng chứng, rõ ràng đã bị choáng váng. Tuy tia-X không bị lí thuyết được xác lập cấm, nó vi phạm sâu sắc những kì vọng đã ăn sâu. Những kì vọng đó, tôi gợi ý, ngầm ẩn trong thiết kế của và diễn giải về các thủ tục phòng thí nghiệm đã được xác lập. Vào các năm 1890 thiết bị tia cathode đã được triển khai rộng ở nhiều phòng thí nghiệm châu Âu. Nếu máy của Roentgen đã tạo ra tia X, thì một số nhà thực nghiệm khác trong một thời gian hẳn phải đã tạo ra các tia này mà chẳng biết đến nó. Có lẽ những tia ấy, cũng rất có thể có các nguồn không được hoàn toàn thừa nhận, đã dính líu vào ứng xử được giải thích ở trước mà không nhắc đến chúng. Ít nhất, nhiều loại máy móc quen biết từ lâu có thể phải được che chắn bằng chì trong tương lai. Công việc đã hoàn tất trước đây dựa vào các dự án thông thường bây giờ phải làm lại bởi vì sớm hơn các nhà khoa học đã không nhận ra và kiểm soát được một biến số liên quan. Tia-X, chắc chắn, mở ra một lĩnh vực mới và như thế làm tăng thêm phạm vi tiềm năng của khoa học thông thường. Nhưng chúng cũng làm thay đổi các lĩnh vực đã tồn tại rồi, và đấy là điểm quan trọng nhất bây giờ. Trong quá trình đó chúng phủ nhận các loại trang bị máy móc theo khung mẫu trước đây, phủ nhận quyền của chúng để có tư cách đó. Tóm lại, ý thức được hay không, quyết định để áp dụng một cái máy cá biệt nào đó và dùng nó theo một cách cá biệt nào đó mang theo một giả thiết rằng chỉ loại tình huống nào đó sẽ xảy ra. Có các kì vọng trang bị cũng như lí thuyết, và chúng thường đóng một vai trò quyết định trong sự phát triển khoa học. Một kì vọng như vậy, thí dụ, là một phần của câu chuyện về sự phát minh bị muộn của oxy. Dùng một kiểm nghiệm chuẩn cho “tinh chất của không khí”, cả Priesley lẫn Lavoisier đã trộn hai dung tích khí của họ với một dung tích oxide nitric, lắc hỗn hợp khí trên nước, và đo dung tích khí còn lại. Kinh nghiệm trước đây, mà từ đó thủ tục chuẩn này đã tiến triển, đảm bảo cho họ rằng với không khí khí quyển, thì khí còn dư sẽ là một dung tích và đối với bất cứ khí khác nào (hay không khí bị ô nhiễm) nó sẽ lớn hơn [một dung tích]. Trong các thí nghiệm oxy cả hai đều thấy khí còn lại gần một [dung tích] và họ đã nhận diện khí một cách phù hợp. Chỉ muộn hơn nhiều và một phần do tình cờ mà Priesley không theo thủ tục chuẩn và thử trộn oxide nitric và khí của ông theo các tỉ lệ khác. Rồi ông thấy rằng với dung tích oxide nitric gấp bốn thì hầu như không còn khí dư nào cả. Cam kết của ông với thủ tục test ban đầu – một thủ tục được nhiều kinh nghiệm trước thừa nhận – đã đồng thời là một cam kết với sự không tồn tại của khí có thể ứng xử như oxy ứng xử.[53] Các minh hoạ loại này có thể tăng lên rất nhiều, thí dụ, bằng nhắc đến sự nhận diện bị muộn của sự phân rã uran. Một lí do vì sao phản ứng hạt nhân đó tỏ ra đặc biệt khó nhận ra đã là những người, biết phải mong đợi cái gì khi bắn phá uran, chọn các test nhắm chủ yếu đến các nguyên tố từ phía trên của bảng tuần hoàn.[54] Liệu chúng ta nên kết luận từ tính thường xuyên mà các cam kết về trang thiết bị như vậy tỏ ra lầm lạc rằng khoa học phải bỏ các test chuẩn và các trang thiết bị chuẩn? Điều đó có thể gây ra một phương pháp nghiên cứu không thể tưởng tượng được. Các thủ tục và các ứng dụng khung mẫu là cần thiết cho khoa học như các định luật và lí thuyết khung mẫu, và chúng có cùng ảnh hưởng. Chắc hẳn, chúng giới hạn lĩnh vực hiện tượng học có thể tiếp cận được cho khảo sát khoa học ở bất cứ thời gian cho trước nào. Thừa nhận ngần ấy, chúng ta đồng thời có thể thấy một ý nghĩa thực chất trong đó một phát minh như tia-X đòi phải có thay đổi khung mẫu – và vì thế thay đổi cả các thủ tục và những kì vọng – đối với một mảng đặc biệt của cộng đồng khoa học. Kết quả là, chúng ta cũng có thể hiểu làm thế nào phát minh ra tia-X có thể có vẻ mở ra một thế giới mới, lạ kì cho nhiều nhà khoa học và như vậy tham gia hữu hiệu đến vậy vào cuộc khủng hoảng đã dẫn đến vật lí học thế kỉ hai mươi. Thí dụ cuối cùng của chúng ta về phát minh khoa học, là sự khám phá ra bình Leyden, thuộc về một lớp có thể được mô tả như do lí thuyết xui khiến. Ban đầu, từ này có vẻ nghịch lí. Phần lớn cái đã được nói đến bây giờ gợi ý rằng các phát minh do lí thuyết tiên đoán trước là bộ phận của khoa học thông thường và không đưa đến loại mới về sự thực. Ở trước, chẳng hạn, tôi đã nhắc đến các khám phá ra các nguyên tố hoá học mới trong nửa cuối của thế kỉ mười chín như tiến trình từ khoa học thông thường theo cách đó. Nhưng không phải mọi lí thuyết đều là các lí thuyết khung mẫu. Cả trong các thời kì trước khung mẫu và trong các khủng hoảng dẫn đến những thay đổi lớn lao của khung mẫu, các nhà khoa học thường phát triển nhiều lí thuyết tư biện và lí thuyết chưa được trình bày rõ mà bản thân chúng có thể chỉ đường cho phát minh. Tuy vậy, thường phát minh đó không hoàn toàn là phát minh được lường trước bởi giả thuyết tư biện và có tính thăm dò. Chỉ khi thí nghiệm và lí thuyết có tính thăm dò được trình bày rõ để khớp với nhau thì phát minh mới nổi lên và lí thuyết trở thành một khung mẫu. Phát minh ra bình Leyden phô bày tất cả các đặc tính này cũng khéo như các nét đặc biệt khác mà chúng ta đã quan sát thấy trước đây. Khi bắt đầu, đã không có một khung mẫu duy nhất cho nghiên cứu điện. Thay vào đó, có một số lí thuyết cạnh tranh nhau, tất cả đều có xuất xứ từ các hiện tượng tương đối dễ tiếp cận được. Chẳng lí thuyết nào trong số đó thành công trong sắp xếp đúng toàn bộ sự đa dạng của các hiện tượng điện. Sự thất bại đó là nguồn của nhiều dị thường tạo cơ sở cho sự phát minh ra bình Leyden. Một trong các trường phái tranh đua của các thợ điện [nhà nghiên cứu về điện] đã coi điện là một chất lỏng, và quan niệm đó đã dẫn một số người thử đóng chai chất lỏng bằng cách giữ một chiếc lọ thuỷ tinh chứa đầy nước trong tay và chạm nước vào một sợi dây dẫn treo lơ lửng từ một máy phát tĩnh điện. Khi tháo bình khỏi máy và chạm tay tự do vào nước (hay sợi dây dẫn nối với nó), mỗi trong các nhà khảo sát này đã trải nghiệm một cú sốc dữ dội. Các thí nghiệm đầu tiên này, tuy vậy, đã không cung cấp bình Leyden cho các thợ điện. Thiết bị hiện ra chậm hơn, và lại là không thể để nói đúng khi nào nó được phát minh ra. Các nỗ lực ban đầu để cất trữ chất lỏng điện đã hoạt động chỉ vì các nhà khảo sát đã cầm lọ trong tay trong khi đứng trên mặt đất. Các thợ điện vẫn phải học để biết rằng bình cần một lớp phủ dẫn điện bên ngoài cũng như một lớp bên trong và rằng chất lỏng thực sự không được trữ trong bình chút nào cả. Ở đâu đó trong tiến trình khảo sát đã cho họ thấy điều này, và đã giới thiệu với họ nhiều hiệu ứng dị thường khác, dụng cụ mà chúng ta gọi là bình Leyden hiện ra. Hơn nữa, các thí nghiệm đã dẫn đến sự nổi lên của nó, mà Franklin đã thực hiện nhiều trong số đó, cũng đã là các thí nghiệm đòi xem xét lại quyết liệt lí thuyết chất lỏng và như thế tạo ra khung mẫu đầy đủ đầu tiên cho điện học.[55] Trong chừng mực ít nhiều (tương ứng với dải liên tục từ kết quả gây sốc đến kết quả được dự kiến), các đặc trưng chung đối với ba thí dụ trên là đặc trưng của tất cả các phát minh từ đó các loại hiện tượng mới nổi lên. Các đặc trưng đó bao gồm: sự nhận biết trước dị thường, sự nổi lên dần dần và đồng thời của cả sự thừa nhận về quan sát và quan niệm, và sự thay đổi tiếp theo của các phạm trù và các thủ tục khung mẫu thường đi kèm sự kháng cự. Thậm chí có bằng chứng rằng cùng các đặc trưng này được cấy sẵn vào bản chất của bản thân quá trình tri giác. Trong một thí nghiệm tâm lí học đáng được biết đến nhiều hơn nhiều ở ngoài nghề, Bruner và Postman đã yêu cầu các đối tượng thí nghiệm nhận diện một loạt các quân bài được bày ra đột ngột và được kiểm soát. Nhiều quân bài là bình thường, nhưng một số dị thường, thí dụ, một con sáu pích đỏ và một con bốn cơ đen. Mỗi cuộc thí nghiệm gồm bày chỉ một quân bài cho chỉ một đối tượng trong một đợt bày tăng dần lên. Sau mỗi lần bày đối tượng được hỏi anh ta đã nhìn thấy gì, và hai lần nhận diện đúng liên tiếp sẽ kết thúc cuộc thí nghiệm.[56] Ngay cả với các lần bày ngắn nhất nhiều đối tượng đã nhận diện hầu hết các quân bài, và sau một sự tăng nhỏ tất cả các đối tượng nhận diện tất cả các quân. Với các quân bài bình thường những sự nhận diện này thường đúng, nhưng các quân bài dị thường hầu như luôn luôn được nhận diện, mà không có do dự rõ ràng hay bối rối, như quân bình thường. Quân bốn cơ đen, chẳng hạn, được nhận diện như con bốn pích hay cơ. Không có bất cứ nhận biết nào về rắc rối, nó lập tức được khớp với một phạm trù quan niệm được chuẩn bị bởi kinh nghiệm trước. Người ta có thể không thậm chí muốn nói rằng các đối tượng đã nhìn thấy cái gì đó khác cái họ đã nhận diện. Với một sự bày tăng thêm đối với các quân dị thường, các đối tượng bắt đầu do dự và biểu lộ nhận thức về tính dị thường. Thí dụ, được bày ra với con sáu pích đỏ, một số người sẽ nói: Đó là con sáu pích, nhưng có cái gì không ổn với nó – màu đen có viền đỏ. Tăng việc bày thêm nữa dẫn đến nhiều do dự và lẫn lộn hơn nữa cho đến cuối cùng, và đôi khi hoàn toàn đột ngột, hầu hết các đối tượng đưa ra nhận diện đúng mà không có do dự. Hơn nữa, sau khi làm việc này với hai hay ba quân dị thường, họ có ít khó khăn thêm với các quân khác. Tuy vậy, vài đối tượng đã không bao giờ có khả năng tiến hành điều chỉnh cần thiết về các phạm trù của họ. Ngay cả đến lần thứ bốn mươi việc bày ra trung bình cần thiết để nhận diện đúng các quân bình thường, hơn 10 phần trăm các quân bài dị thường đã không được nhận diện đúng. Và các đối tượng thất bại khi đó thường trải qua đau buồn sâu sắc. Một trong số họ đã kêu lên: “Tôi không thể đọc được hoa [của quân bài], bất kể nó là gì. Thậm chí khi đó nó còn chẳng giống một quân bài. Tôi không biết bây giờ nó có màu gì hay liệu nó là quân pích hay cơ. Bây giờ thậm chí tôi còn không chắc một quân pích nhìn thế nào. Trời ạ!”[57] Trong mục tiếp chúng ta sẽ đôi khi thấy các nhà khoa học cũng ứng xử theo cách này nữa. Hoặc như một phép ẩn dụ hay vì nó phản ánh bản tính của tâm trí, thí nghiệm tâm lí học đó cung cấp một sơ đồ đơn giản tuyệt vời và có sức thuyết phục cho quá trình phát minh khoa học. Trong khoa học, như trong thí nghiệm quân bài, tính mới lạ nổi lên chỉ với khó khăn, được biểu lộ bằng sự kháng cự, dựa vào một cái nền do kì vọng cung cấp. Khởi đầu, chỉ có cái dự kiến và thông thường được trải nghiệm ngay cả dưới các hoàn cảnh nơi muộn hơn sự dị thường được quan sát. Sự làm quen thêm, tuy vậy, có dẫn đến nhận thức về cái gì đó không ổn hay không liên hệ kết quả với cái gì đó đã sai lầm trước đây. Sự nhận thức đó về dị thường mở ra một giai đoạn trong đó các phạm trù quan niệm được điều chỉnh cho đến khi sự dị thường ban đầu trở thành cái được dự kiến. Tại thời điểm đó sự phát minh đã hoàn tất. Tôi đã đề xuất rằng quá trình đó hay một quá trình rất giống thế dính dáng đến sự nổi lên của tất cả những mới lạ khoa học cơ bản. Bây giờ hãy để tôi chỉ ra rằng, nhận ra quá trình, ít nhất chúng ta có thể bắt đầu hiểu vì sao khoa học thông thường, một sự theo đuổi không hướng trực tiếp đến các sự mới lạ và thoạt nhìn có khuynh hướng ngăn cản chúng, tuy vậy lại hữu hiệu đến vậy để khiến chúng nảy sinh. Trong sự phát triển của bất cứ khoa học nào, khung mẫu nhận được đầu tiên thường cảm thấy giải thích hoàn toàn thành công cho hầu hết quan sát và thí nghiệm dễ tiếp cận đối với những người thực hành khoa học ấy. Sự phát triển thêm, vì thế, nói chung cần phải xây dựng thiết bị tinh vi, phát triển từ vựng bí truyền và các kĩ năng, và trau chuốt các khái niệm làm cho chúng ngày càng ít giống các nguyên mẫu lẽ thường, thường dùng của chúng. Sự chuyên nghiệp hoá đó, một mặt, dẫn đến một sự hạn chế rất lớn tầm nhìn của nhà khoa học và đến một kháng cự đáng kể đối với sự thay đổi khung mẫu. Khoa học trở nên ngày càng cứng nhắc. Mặt khác, bên trong các lĩnh vực mà khung mẫu hướng sự chú ý của nhóm, khoa học thông thường dẫn đến thông tin chi tiết và đến một độ chính xác của sự phù hợp lí thuyếtquan sát không thể đạt được bằng cách khác. Hơn nữa, mức chi tiết và sự phù hợp chính xác đó có một giá trị vượt lên trên sự quan tâm nội tại không phải luôn luôn rất cao của họ. Không có các máy móc đặc biệt được xây dựng chủ yếu cho các nhiệm vụ được thấy trước, thì các kết quả cuối cùng dẫn đến sự mới lạ không thể xảy ra. Và ngay cả khi có máy móc, sự mới lạ thường chỉ hiện ra với người, biết với độ chính xác cái anh ta phải mong đợi, và có khả năng nhận ra rằng cái gì đó đã sai. Dị thường chỉ xuất hiện tương phản với cái nền do khung mẫu cung cấp. Khung mẫu càng chính xác và càng có ảnh hưởng rộng rãi, thì nó cung cấp một chỉ báo càng nhạy cảm về dị thường và vì thế về cơ hội cho sự thay đổi khung mẫu. Trong phương thức bình thường của phát minh, ngay cả sự kháng cự đối với thay đổi cũng có một tác dụng sẽ được khảo sát tỉ mỉ và đầy đủ hơn ở mục tiếp theo. Bằng đảm bảo rằng khung mẫu không dễ dàng đầu hàng, sự kháng cự đảm bảo rằng các nhà khoa học sẽ không nông nổi mất trí và rằng các dị thường dẫn đến thay đổi khung mẫu sẽ xuyên qua tri thức hiện tại đến tận lõi. Chính sự thực rằng một sự mới lạ khoa học đáng kể rất thường xuyên nổi lên đồng thời từ nhiều phòng thí nghiệm là một chỉ số cả cho bản tính truyền thống mạnh mẽ của khoa học thông thường và cho tính đầy đủ mà với nó sự theo đuổi truyền thống đó dọn đường cho sự thay đổi của chính nó. VII. Khủng hoảng và sự Nổi lên của các Lí thuyết Khoa học Tất các các phát minh được xem xét ở Mục VI đã là các nguyên nhân của hay các đóng góp cho sự thay đổi khung mẫu. Hơn nữa, các thay đổi trong đó các phát minh này liên can đến, đã đều là huỷ diệt cũng như xây dựng. Sau khi phát minh đã được đồng hoá, các nhà khoa học đã có khả năng giải thích một dải rộng hơn các hiện tượng tự nhiên với độ chính xác cao hơn cho một số hiện tượng đã biết trước đó. Nhưng món lợi đó chỉ đạt được bằng vứt bỏ một số lòng tin hay các thủ tục chuẩn trước kia và, đồng thời, bằng thay các thành phần đó của khung mẫu trước bằng các thành phần khác. Những chuyển dịch loại này, tôi đã chỉ rõ, liên đới đến tất cả các phát minh đạt được qua khoa học thông thường, không kể các phát minh không gây ngạc nhiên đã được dự kiến trước tất cả trừ các chi tiết của chúng. Các phát minh, tuy vậy, không phải là các nguồn duy nhất của những sự thay đổi khung mẫu phá huỷ-xây dựng này. Trong mục này chúng ta sẽ bắt đầu xem xét những thay đổi tương tự, nhưng thường lớn hơn nhiều, nảy sinh từ sáng chế ra các lí thuyết mới. Sau khi đã chứng tỏ rồi rằng trong các khoa học, sự thực và lí thuyết, sự phát minh và sự sáng chế, không tách biệt một cách dứt khoát và dài lâu, chúng ta có thể lường trước sự chồng chéo giữa mục này và mục trước. (Gợi ý không thích hợp rằng Priesley đã khám phá ra oxy đầu tiên và Lavoisier sau đó đã sáng chế ra nó có những sự hấp dẫn của nó. Đã gặp oxy như phát minh rồi; không lâu chúng ta sẽ lại gặp nó như sáng chế). Khi bàn đến sự nổi lên của các lí thuyết mới chúng ta sẽ chắc hẳn mở rộng sự hiểu biết của mình về phát minh nữa. Mặc dù vậy, sự chồng chéo không phải là sự đồng nhất. Các loại phát minh được xem xét ở mục trước đã không, chí ít một mình, chịu trách nhiệm về các thay đổi khung mẫu như các cuộc cách mạng Copernican, Newtonian, hoá học, và Einsteinian. Chúng cũng không chịu trách nhiệm về những sự thay đổi nhỏ hơn một chút, bởi vì có tính chuyên nghiệp riêng hơn, về khung mẫu do lí thuyết sóng ánh sáng, lí thuyết nhiệt động học, hay lí thuyết điện từ của Maxwell gây ra. Làm sao các lí thuyết như thế này có thể nảy sinh từ khoa học thông thường, một hoạt động thậm chí ít hướng tới sự theo đuổi chúng so với các phát minh? [109] Tất cả các hiện tượng tự nhiên này ông đã thấy một cách khác với cách chúng đã được nhìn thấy trước đó. [59] Lí thuyết mới của Newton về ánh sáng và màu bắt nguồn trong khám phá rằng không lí thuyết nào trong các lí thuyết tiền khung mẫu có thể giải thích độ dài của phổ, và lí thuyết sóng thay cho lí thuyết Newton được công bố ở giữa sự lo ngại ngày càng tăng về các dị thường trong quan hệ của các hiệu ứng nhiễu xạ và phân cực đối với lí thuyết của Newton.[60] Nhiệt động học đã sinh ra từ sự đụng độ của hai lí thuyết vật lí tồn tại ở thế kỉ mười chín, và cơ học lượng tử sinh ra từ đủ loại khó khăn xunh quanh phát xạ vật đen, tỉ nhiệt, và hiệu ứng quang điện.[61] Hơn nữa, trong tất cả các trường hợp này trừ trường hợp của Newton, nhận thức về dị thường đã kéo dài đến mức và thấm sâu đến mức người ta có thể mô tả thích đáng các lĩnh vực bị nó ảnh hưởng như ở trong một trạng thái khủng hoảng ngày càng tăng. Bởi vì nó đòi hỏi sự huỷ hoại khung mẫu lớn và những sự thay đổi trọng đại về các vấn đề và kĩ thuật của khoa học thông thường, một giai đoạn bất an nổi bật đã thường đi trước sự nổi lên của các lí thuyết mới. Như người ta có thể chờ đợi, sự bất an đó gây ra bởi sự thực là các câu đố của khoa học thông thường đã liên tục không xảy ra như chúng lẽ ra phải xảy ra. Sự thất bại của các qui tắc hiện tại là khúc dạo đầu của một sự tìm kiếm các qui tắc mới. Đầu tiên hãy để ý đến trường hợp đặc biệt nổi tiếng về thay đổi khung mẫu, sự nổi lên của thiên văn học Copernican. Khi lí thuyết trước nó, hệ thống Ptolemaic, được phát triển trong hai thế kỉ cuối trước và hai thế kỉ sau Christ, đã thành công đáng khâm phục trong tiên đoán các vị trí thay đổi của cả các sao và các hành tinh. Không hệ thống cổ xưa khác nào đã hoạt động tốt đến vậy; cho các sao, thiên văn học Ptolemaic vẫn được dùng rộng rãi ngày nay như một phép gần đúng kĩ thuật; cho các hành tinh, các tiên đoán của Ptolemy tốt như của Copernicus. Nhưng, đối với một lí thuyết khoa học, thành công đáng khâm phục chẳng bao giờ là thành công hoàn toàn. Về cả vị trí hành tinh và độ chính xác của các phân điểm [phân xuân, phân thu], các tiên đoán của hệ thống Ptolemy chẳng bao giờ hoàn toàn phù hợp với các quan sát tốt nhất sẵn có. Giảm hơn nữa những khác biệt nhỏ đó tạo thành nhiều vấn đề chính của nghiên cứu thiên văn thông thường cho nhiều người nối nghiệp Ptolemy, hệt như một nỗ lực tương tự để đưa quan sát bầu trời và lí thuyết Newtonian đến với nhau đã tạo ra các vấn đề nghiên cứu thông thường cho những người nối nghiệp Newton thế kỉ mười tám. Trong một thời gian các nhà thiên văn học đã có mọi lí do để giả sử rằng các nỗ lực đó sẽ thành công như các nỗ lực đã dẫn đến hệ thống Ptolemy. Cho trước một sự khác biệt cá biệt, các nhà thiên văn học đã lúc nào cũng có khả năng loại trừ nó bằng đưa ra sự hiệu chỉnh cá biệt nào đó trong hệ thống các đường tròn hỗn hợp của Ptolemy. Nhưng khi thời gian trôi đi, một người ngó tới kết quả thực của nỗ lực nghiên cứu thông thường của nhiều nhà thiên văn học có thể nhận thấy rằng tính phức tạp của thiên văn học đã tăng lên nhanh hơn nhiều độ chính xác của nó và rằng một sự khác biệt được điều chỉnh ở một chỗ chắc lại xuất hiện ở nơi khác.[62] Bởi vì truyền thống thiên văn học đã bị gián đoạn lặp đi lặp lại nhiều lần từ bên ngoài và bởi vì, thiếu in ấn, truyền thông giữa các nhà thiên văn học bị hạn chế, các khó khăn này chỉ được nhận ra chậm chạp. Nhưng đã có nhận thức. Vào thế kỉ mười ba Alfonso X đã có thể tuyên bố là nếu giả như Chúa đã hỏi ý kiến ông khi tạo ra vũ trụ, ngài đã có thể nhận được lời khuyên hay. Ở thế kỉ mười sáu, bạn đồng nghiệp của Copernicus, Domenico da Novara, đã cho rằng chẳng có hệ thống nào phức tạp và không chính xác đến vậy như hệ thống Ptolemaic lại có thể có lẽ là đúng của tự nhiên. Và bản thân Copernicus đã viết trong Lời nói đầu cho De Revolutionibus rằng truyền thống thiên văn học mà ông kế thừa cuối cùng đã chỉ tạo ra một quái vật. Vào đầu thế kỉ mười sáu một số ngày càng tăng các nhà thiên văn học giỏi nhất châu Âu đã nhận ra rằng khung mẫu thiên văn học đã thất bại trong áp dụng cho chính các vấn đề truyền thống của nó. Sự thừa nhận đó đã là điều kiện tiên quyết cho sự bác bỏ của Copernicus đối với khung mẫu Ptolemaic và cho sự tìm kiếm khung mẫu mới của ông. Lời nói đầu nổi tiếng của ông vẫn cung cấp một trong những mô tả cổ điển về một trạng thái khủng hoảng.[63] Sự thất bại của hoạt động kĩ thuật giải câu đố thông thường, tất nhiên, không phải là thành phần duy nhất của khủng hoảng thiên văn học mà Copernicus đối mặt. Một luận bàn mở rộng sẽ cũng thảo luận áp lực xã hội đối với cải cách lịch, một áp lực làm cho câu đố về tiến động [precession] là đặc biệt cấp bách. Ngoài ra, một giải thích đầy đủ hơn sẽ xem xét sự phê phán trung cổ về Aristotle, sự nổi lên của Chủ nghĩa Tân Plato Phục hưng, và các yếu tố lịch sử quan trọng khác nữa. Nhưng sự sụp đổ kĩ thuật vẫn là cái lõi của khủng hoảng. Trong một khoa học trưởng thành – và thiên văn học đã trở thành vậy trong thời cổ – các nhân tố bên ngoài như được nêu ở trên có ý nghĩa chủ yếu trong quyết định thời gian của sự sụp đổ, sự dễ dàng mà nó có thể được nhận ra, và các lĩnh vực trong đó sự sụp đổ xảy ra đầu tiên bởi vì nó được chú ý đặc biệt. Tuy cực kì quan trọng, song các vấn đề thuộc loại đó nằm ngoài giới hạn của tiểu luận này. Nếu ngần ấy là rõ ở trường hợp của cách mạng Copernican, hãy chuyển qua một thí dụ thứ hai và khá khác, khủng hoảng đi trước sự xuất hiện của lí thuyết oxy về sự cháy của Lavoisier. Trong các năm 1770 nhiều nhân tố đã kết hợp để gây ra một cuộc khủng hoảng trong hoá học, và các sử gia không hoàn toàn đồng ý về hoặc bản chất của chúng hoặc tầm quan trọng tương đối của chúng: sự nổi lên của hoá học khí nén và vấn đề về các quan hệ trọng lượng. Lịch sử vấn đề đầu tiên bắt đầu vào thế kỉ mười bảy với sự phát triển bơm không khí và sự triển khai nó trong thí nghiệm hoá học. Trong thế kỉ tiếp theo, dùng bơm đó và một số công cụ khí nén khác, các nhà hoá học ngày càng nhận ra rằng không khí phải là một thành phần tích cực trong các phản ứng hoá học. Nhưng với ít ngoại lệ – lập lờ đến mức chúng có thể không là ngoại lệ chút nào – các nhà hoá học tiếp tục tin rằng không khí là một loại gas duy nhất. Cho đến 1756, khi Joseph Black chứng tỏ là không khí cố định (CO₂) có thể phân biệt được một cách nhất quán khỏi không khí bình thường, hai mẫu gas đã được nghĩ là khác nhau chỉ ở độ không tinh khiết của chúng.[64] Sau công trình của Black nghiên cứu về các loại gas tiến triển nhanh chóng, đáng kể nhất là trong tay của Cavendish, Priesley, và Scheele, những người cùng nhau đã phát triển một số kĩ thuật mới có khả năng phân biệt một mẫu gas khỏi mẫu khác. Tất cả những người này, từ Black đến Scheele, đã tin vào lí thuyết nhiên tố* và thường áp dụng nó trong dự kiến và diễn giải các thí nghiệm. Đầu tiên Scheele đã tạo ra oxy bằng một chuỗi thí nghiệm tinh vi được dự kiến để phi nhiên tố (dephlogisticate) nhiệt. Thế mà kết quả thực của các thí nghiệm của họ là đủ loại mẫu gas và các đặc tính gas tỉ mỉ đến mức lí thuyết nhiên tố ngày càng tỏ ra ít có khả năng đối phó với kinh nghiệm thí nghiệm. Tuy chẳng ai trong các nhà hoá học này đã gợi ý rằng lí thuyết phải được thay thế, họ đã không có khả năng áp dụng nó một cách nhất quán. Vào lúc Lavoisier bắt đầu các thí nghiệm của mình dựa vào không khí đầu các năm 1770, hầu như số các phiên bản của lí thuyết nhiên tố nhiều như số các nhà hoá học khí nén.[65] Sự tăng nhanh các phiên bản của một lí thuyết là một triệu chứng rất thông thường của khủng hoảng. Trong lời nói đầu của mình, Copernicus cũng than phiền về nó. Tính mập mờ tăng lên và tính hữu dụng giảm đi của lí thuyết nhiên tố cho hoá học khí nén, tuy vậy, đã không phải là nguồn duy nhất của khủng hoảng mà Lavoisier đối mặt. Ông cũng lo nhiều đến giải thích sự tăng trọng lượng mà hầu hết các vật thể trải qua khi bị cháy hay bị nướng, và đó lại là một vấn đề có tiền sử dài. Chí ít vài nhà hoá học Hồi giáo đã biết rằng một số kim loại tăng trọng lượng khi bị nướng. Trong thế kỉ mười bảy nhiều nhà khảo sát đã kết luận từ cùng sự thực này rằng một kim loại bị nướng hút thành phần nào đó từ bầu không khí. Nhưng trong thế kỉ mười bảy kết luận đó có vẻ không cần thiết cho hầu hết các nhà hoá học. Nếu các phản ứng hoá học có thể làm thay đổi thể tích, màu, và kết cấu của các thành phần, vì sao chúng lại không làm thay đổi trọng lượng? Trọng lượng đã không luôn được coi là số đo của lượng vật chất. Ngoài ra, sự tăng trọng lượng khi bị nướng vẫn là một hiện tượng cô lập. Hầu hết vật thể tự nhiên (thí dụ, gỗ) mất trọng lượng khi bị nướng như lí thuyết nhiên tố muộn hơn bảo chúng phải vậy. Tuy vậy, trong thế kỉ mười tám các câu trả lời thoả đáng ban đầu này đối với vấn đề tăng trọng lượng trở nên ngày càng khó duy trì. Một phần bởi vì cân ngày càng được dùng như một công cụ hoá học chuẩn và một phần vì sự phát triển của hoá học khí nén đã làm cho có thể và đáng mong muốn để giữ lại các sản phẩm khí của các phản ứng, các nhà hoá chất phát hiện ra ngày càng nhiều trường hợp trong đó sự tăng trọng lượng đi kèm việc nướng. Đồng thời, sự tiêu hoá dần lí thuyết hấp dẫn của Newton đã dẫn các nhà hoá chất đi đến khăng khăng rằng tăng trọng lượng phải có nghĩa là tăng lượng vật chất. Các kết luận đó đã không dẫn đến loại bỏ lí thuyết nhiên tố, vì lí thuyết đó có thể được điều chỉnh theo nhiều cách. Có lẽ nhiên tố đã có trọng lượng âm, hay có lẽ các hạt lửa hay cái gì đó khác đã chui vào vật bị nướng khi nhiên tố bốc ra. Ngoài ra còn có những cách giải thích khác. Nhưng nếu vấn đề tăng trọng lượng đã không dẫn đến sự bác bỏ, nó đã có dẫn đến một sự tăng số lượng các nghiên cứu đặc biệt trong đó vấn đề này có vẻ quan trọng. Một trong số đó, báo cáo “Về nhiên tố được coi như một chất có trọng lượng và [được phân tích] về mặt thay đổi trọng lượng do nó tạo ra trong các vật thể mà với chúng nó hợp nhất” đã được đọc ở Viện Hàn lâm Pháp đầu năm 1772, năm đã kết thúc với sự kí thác lời ghi chú nổi tiếng của Lavoisier cho Thư kí Viện Hàn lâm. Trước khi lời ghi chú đó được viết, một vấn đề đã ở bên rìa ý thức của các nhà hoá chất trong nhiều năm đã trở thành một câu đố nổi bật chưa được giải.[66] Nhiều phiên bản khác nhau của lí thuyết nhiên tố được trau chuốt để thoả mãn nó. Giống các vấn đề của hoá học khí nén, các vấn đề về tăng trọng lượng đã làm cho ngày càng khó hơn để nhận biết lí thuyết nhiên tố là gì. Mặc dù vẫn được tin và được tín nhiệm như một công cụ công tác, một khung mẫu của hoá học thế kỉ mười tám đã mất dần địa vị độc tôn của nó. Ngày càng tăng, nghiên cứu do nó hướng dẫn đã giống với nghiên cứu được tiến hành dưới các trường phái cạnh tranh nhau của giai đoạn trước khung mẫu, một hiệu ứng khác của khủng hoảng. Như thí dụ thứ ba và cuối cùng, bây giờ hãy xét khủng hoảng cuối thế kỉ mười chín trong vật lí học dọn đường cho sự nổi lên của lí thuyết tương đối. Một căn nguyên của khủng hoảng đó có thể truy về đến thế kỉ mười bảy khi một số nhà triết học tự nhiên, nổi bật nhất là Leibnitz, đã phê phán việc Newton giữ lại một phiên bản được cập nhật của khái niệm cổ điển về không gian tuyệt đối.[67] Họ đã rất gần, nhưng chẳng bao giờ hoàn toàn, có khả năng để chứng tỏ rằng các vị trí tuyệt đối và các chuyển động tuyệt đối chẳng hề có chức năng nào trong hệ thống của Newton; và họ đã thành công trong việc gợi ý sức quyến rũ thẩm mĩ đáng kể mà một quan niệm hoàn toàn tương đối về không gian và chuyển động muộn hơn có thể biểu lộ. Song phê phán của họ là thuần tuý logic. Giống các nhà Copernican ban đầu những người phê phán các chứng minh của Aristotle về sự ổn định của trái đất, họ đã không mơ rằng chuyển đổi sang một hệ thống tương đối có thể có các hậu quả quan sát. Không ở điểm nào họ liên hệ các quan điểm của họ tới bất cứ vấn đề nào nảy sinh khi áp dụng lí thuyết Newton cho tự nhiên. Kết quả là, các quan điểm của họ đã chết với họ ở các thập niên đầu của thế kỉ mười tám, được hồi sinh chỉ vào các thập niên cuối thế kỉ mười chín khi chúng có một quan hệ rất khác đối với thực hành vật lí. Các vấn đề kĩ thuật, mà một triết lí tương đối về không gian cuối cùng có quan hệ với, đã bắt đầu bước vào khoa học thông thường với sự chấp nhận lí thuyết sóng ánh sáng sau khoảng 1815, tuy chúng không gây ra khủng hoảng nào cho đến các năm 1890. Nếu ánh sáng là chuyển động sóng lan truyền trong một [môi trường] ether cơ học do các Định luật Newton chi phối, thì cả quan sát bầu trời và thí nghiệm trên trái đất trở nên có khả năng tiềm tàng để nhận ra sự trôi dạt qua ether. Trong những quan sát bầu trời, chỉ các quan sát về quang sai hứa hẹn đủ chính xác để cung cấp thông tin xác đáng, và sự phát hiện ra trôi dạt ether bằng các phép đo quang sai vì thế trở thành một vấn đề được thừa nhận cho nghiên cứu thông thường. Thiết bị rất đặc biệt được xây dựng để giải quyết nó. Tuy vậy, thiết bị đó đã không phát hiện ra sự trôi dạt nào có thể phát hiện được, và vấn đề vì thế được chuyển từ các nhà thí nghiệm và quan sát sang các nhà lí thuyết. Trong các thập niên giữa thế kỉ Fresnel, Stokes, và những người khác đã nghĩ ra nhiều trình bày rõ hơn của lí thuyết ether để giải thích sự thất bại quan sát trôi dạt. Mỗi trong các trình bày này giả sử rằng một vật thể chuyển động lôi một tỉ lệ nào đó của ether theo nó. Và mỗi cái đều đã đủ thành công để giải thích các kết quả tiêu cực không chỉ của quan sát bầu trời mà cả của thí nghiệm trên mặt đất nữa, kể cả thí nghiệm nổi tiếng của Michelson và Morley.[68] Vẫn không có mâu thuẫn nào trừ xung đột giữa các trình bày khác nhau. Do thiếu các kĩ thuật thí nghiệm xác đáng, mâu thuẫn đó chẳng bao giờ trở nên gay gắt. Tình hình lại thay đổi chỉ với sự chấp nhận dần dần lí thuyết điện từ của Maxwell trong hai thập niên cuối của thế kỉ mười chín. Bản thân Maxwell đã là một nhà Newtonian tin rằng ánh sáng và hiện tượng điện từ nói chung là do những sự dời chỗ thay đổi của các