《科學革命的結構》讀書會（四）：保守的常態科學如何為科學革命提供了基礎？
〈《科學革命的結構》讀書會（四）：保守的常態科學如何為科學革命提供了基礎？〉2025-01-12
在前面的章節裡，孔恩說明了常態科學的特徵，指出科學家們的主要工作並不是發現新現象或發明新理論，而是去填補現有科學典範的空缺，讓它更深、更廣、或更精細。然而，雖然常態科學本身具有這樣的保守特性，但孔恩卻指出，常態科學的存在卻恰恰是典範得以被改變、新現象得以被發現的關鍵。
為了說明這一點，孔恩從「異常現象與科學發現」開始談起。孔恩指出「發明與發現，或者事實與理論的區分，根本就是人為的」。科學家首先會察覺到異常現象，但是，在典範理論經過調整，使異常現象成為可預期的常態現象之前，這些新發現的事實都不會被認為是科學事實。在後面的一些例子裡我們甚至會看到，在缺乏那顆「覺得有問題的心」之前，這些異常現象經常無法被真正看見。
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為了說明「發現」與我們想像的不一樣，孔恩首先舉了科學史上關於「發現氧氣的人是誰？」的爭議。孔恩指出，科學史上至少有席耳（C.W.Scheele）、卜利士力（Joseph Priestley）與拉瓦錫（Antoine Lavoisier）三個人可以正當地宣稱自己是第一個發現氧氣的人。
對孔恩來說，這個第一人問題沒有答案，因為科學發現的過程其實並不適合我們問那種問題。而對於這個問題的探究卻有助於我們理解「科學發現」究竟是怎麼回事。事實上，雖然卜利士力和拉瓦錫都透過實驗得到了「純化的空氣」，但直到1775年前，他們沒有人認為自己得到的是「氧氣」。
卜利士力一開始認為自己得到的是笑氣、後來認為那是「除去了燃素的空氣」；而拉瓦錫最初也只是認為那是「更純的空氣」，直到1777年以後的論文，他才得到了那個卜利士力終生反對的結論：「那種氣體是空氣的兩種主成分之一」。
但是進一步來說，1777以後拉瓦錫論文的重要性並不只是在於它「發現了氧」，更重要的是，那是由別於燃素論的「氧的燃燒理論」。事實上，發想氧這件事情本身並不是化學理論變遷的肇因。之所以拉瓦錫可以在卜利士力做過的實驗中看見一種卜利士力自己無法看見的氣體，是因為在做這項實驗之前，拉瓦錫就已經深信燃素說有問題，並相信燃燒的過程中，物體吸收了空氣中的某些成分。
而由於卜利士力仍處於燃素說的典範之中，所以雖然他比拉瓦錫更早「得到」氧氣，卻不可能真正地「發現」氧氣。這讓我想到《地。-關於地球的運動-》中的皮耶司特伯爵，他曾在年輕的時候看見「完滿的金星」。然而，在那個時代的天文學典範中，地球是宇宙的中心，金星與太陽都是繞著地球轉，照射的角度也是固定的，所以金星永遠都會有缺角。如果能觀察到「完滿的金星」，就意味著「天動說」不成立。
但皮耶司特伯爵沒有因此否認天動說，而是一輩子相信自己當天「看錯了」，甚至一度想要逃避天文學的大任。而隨著自己研究天文學的時間愈來愈長，他就更不可能再去「看見」那顆完滿的金星，即便他知道當前的天文學有問題，也只能在這個逐漸崩潰的典範中尋找亡羊補牢的辦法。
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而在X光的例子裡，當時的既存理論並未向燃素說排斥氧氣那樣排斥X光的存在。但科學家們仍就沒辦法「看見」X光，因為X光的存在違反了當時研究者們根深柢固的期望，以及他們使用儀器、設計實驗的方法。
在倫琴之前，克魯克斯爵士（William Crookes）就已經注意到實驗室裡的感光片偶爾會有無法解釋的曝光，但他並未真正把握住這個「發現的機會」。甚至，倫琴使用的陰極射線管就是克魯克斯發明的。
但即便「發現」在科學中應該是一件好事，當時的科學家們其實隱隱地不希望知道還有這樣一種光。因為這樣的光的發現，意味著過去完成的常態科學計畫現在都必須重做，過去一直使用的儀器必須用鉛板覆蓋，以免X光外洩。過去的研究從來沒有控制過X光變數，因為科學家們根本不知道它的存在。過去的工具典範喪失了典範地位，就像氧氣的發現讓關於燃燒的理論典範失去效用一樣。
為了讓這個「發現異常」的過程更好理解，孔恩還舉了一個科學史以外的例子。當時的心理學家做了一個關於認知的實驗：
實驗者會快速地展示包含著「異常牌」（譬如黑心4）的撲克牌到受試者面前。一開始，受試者會毫不困惑地把異常牌誤認為典範中存在的牌（譬如紅心4或黑桃4）。隨著撲克牌暴露時間的增長，受試者會遲疑、困惑，但還是認錯。直到最後（有時非常突然），大部分受試者會毫不猶豫說出正確花色。並且，在認出兩三張異常牌後，受試者會變得能夠輕易辨認出其他異常牌。
這樣的例子與科學家接受異常現象的情況十分相似。科學家一開始會「看不到異常現象」，或嘗試把它整併地當成某些常態現象。但隨著這些異常變多、變嚴重或長時間解決不了，科學社群最終會修正自己的典範（也就是說，撲克牌的花色可以不是原來的四種），讓這個異常現象變成新的常態現象。這個現象甚至會變得像是「從一開始就是這樣」般地自然（因為它成為了新理論構成的基礎）。
然而，在這個實驗中，有幾個受試者即便把暴露時間拉長到平均時常的四十倍時，還有超過百分之十的異常牌會認錯。並且，沒辦法便是異常牌的人，往往感到極為不適。或許，前面提到的皮耶司特伯爵就屬於這類的科學家。雖然非常不適，但沒有辦法就是沒有辦法。
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對孔恩來說，常態科學研究本身雖然保守、且並不希望典範被改變。但是常態科學的研究反而可以透過「讓科學家發現更重要的異常現象」促進典範改變。
我們一般人也會發現很多異常，但就像撲克牌實驗中的人一樣，如果沒有真的花費夠長的時間心力盯著那些異常，我們就只會把它當成和它很像的正常。又或者，我們雖然發現一些異常，但那些異常早就是別人看見、研究過，並給出過解答的。它們只是常態科學中的某道「謎」，而非真正的異例。
然而透過常態科學的持續研究，科學研究的目標變得更深、更廣、更精確，也有更好的儀器去把事情研究得更精細。這時科學家將有機會看向過去的人沒有關注的地方、發現一些過去的人沒有機會發現到的異常。
而且因為他們對常態科學很熟，所以他們知道這些異常特別在哪，也知道什麼東西對理論核心是有衝擊的，並因此能夠辨識出那些最重要的異常。就像去正視夜裡那顆完滿的金星，正視科學遭遇的危機，開啟科學革命的道路。
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