В данном очерке я называю «нормальной наукой» исследование, прочно опирающееся на одно или несколько прошлых, научных достижений — достижений, которые в течение некоторого времени признаются определенным научным сообществом как основа для развития его дальнейшей практической деятельности. Во-первых, эти достижения в достаточной мере беспрецедентны, чтобы отвратить ученых от конкурирующих моделей научных исследовании. Во-вторых, они являются достаточно открытыми, и новые поколения ученых могут в их рамках найти для себя нерешенные проблемы.

Такие достижения я буду называть «парадигмами», термином, тесно связанным с понятием «нормальной науки». Вводя этот термин, я имел в виду, что некоторые общепринятые, примеры фактической практики научных исследований — примеры, которые включают закон, теорию, их практическое применение и необходимое оборудование, все в совокупности дают нам модели, из которых возникают конкретные традиции научного исследования. Таковы традиции, которые историки науки описывают под рубриками «астрономия Птолемея (или Коперника)», «аристотелевская (или ньютонианская) динамика» и так далее.

Приобретая парадигму, научное сообщество получает критерий для выбора проблем, которые могут считаться в принципе разрешимыми. Разработка этих проблем связана с изобретением способов получения заранее предсказуемых результатов. Конкретные задачи исследователя являются, таким образом, своеобразными задачами-головоломками, решение которых может служить пробным камнем для проверки его таланта и мастерства. Результаты нормального научного исследования расширяют область применения парадигмы, уточняют ее.

Нормальная наука не ставит своей целью нахождение нового факта или теории, ее успехи состоят не в этом. Однако в научных исследованиях вновь и вновь открываются явления, о существовании которых никто не подозревал. Они открываются непреднамеренно в ходе игры по одному набору правил, но их восприятие требует разработки другого набора правил. После того, как эти «аномальные» для существующей парадигмы явления становятся элементами научного знания, наука никогда не остается той же самой.

Что такое научные революции и какова их функция в развитии науки? Научные революции рассматриваются нами как такие некумулятивные эпизоды развития науки, во время которых старая парадигма замещается целиком или частично новой парадигмой, несовместимой со старой. Анализируя результаты прошлых исследований, историк науки может сказать, что, когда парадигмы меняются, вместе с ними меняется сам мир. Увлекаемые новой парадигмой, ученые получают новые средства исследования и изучают новые области. Но важнее всего то, что в период революций ученые видят новое и получают иные результаты даже в тех случаях, когда используют обычные инструменты в областях, которые они исследовали до этого.

Элементарные прототипы для этих преобразований мира ученых представляют известные демонстрации с переключением зрительного гештальта. То, что казалось ученому уткой до революции, после революции оказывалось кроликом. Однако в гештальт-экспериментах человек понимает, что в окружающей его обстановке ничего не изменяется, и направляет свое внимание не на изображение (утки или кролика), а на линии на бумаге, которую он разглядывает. В конце концов он может даже научиться видеть эти линии, не видя ни той ни другой фигуры, и затем сказать, что он видит именно линии, но видит их при этом то как утку, то как кролика.

В научном исследовании складывается иная ситуация. Ученый может полагаться только на то, что он видит своими глазами или обнаруживает посредством инструментов. Как правило, ученый не может переключать свое восприятие в ту или другую сторону, подобно испытуемому в гештальт-экспериментах Период, когда свет считался то волной, то потоком частиц, был периодом кризиса, и он закончился с развитием волновой механики и осознанием того, что свет есть самостоятельная сущность, отличная как от волны, так и от частицы. Поэтому в науках если и происходит переключение восприятия, которое сопутствует изменениям парадигм, то мы не можем рассчитывать, что ученые сразу же улавливают эти изменения. Глядя на Луну, ученый, признавший коперниканскую теорию, не скажет: «Раньше я обычно видел планету, а теперь я вижу спутник». Такой оборот речи имел бы смысл, если бы система Птолемея была правильной. Вместо этого ученый, признавший новую астрономию, скажет:

«Раньше я считал Луну (или видел Луну) планетой, но я ошибался».

История астрономии располагает многочисленными примерами изменений в научном восприятии. Некоторые из этих примеров не подлежат сомнению. Разве можно считать, например, случайностью, что астрономы на Западе впервые увидели изменения в ранее неизменных небесных явлениях в течение полустолетия после того, как Коперник предложил новую парадигму? Китайцы, чьи космологические представления не исключали подобных изменений на небе, зафиксировали появление множества новых звезд на небе в более ранний период. После создания теории Коперником западные астрономы конца ХVII века, используя традиционные инструменты, иногда такие примитивные, как кусок нити, неоднократно открывали, что кометы странствуют в космическом пространстве, которое считалось раньше безраздельным владением неизменных звезд и планет. Сами легкость и быстрота, с которыми астрономы открывали новые явления, когда наблюдали за старыми объектами с помощью старых инструментов, вызывают желание сказать, что после Коперника астрономы стали жить в ином мире. Во всяком случае изменения, происшедшие в их исследованиях, были таковы, как если бы дело обстояло таким образом.

Примеры из астрономии хороши тем, что сообщения о небесных явлениях часто излагаются с помощью терминов, относящихся к чистому наблюдению. Аналогия с психологическими экспериментами является здесь наиболее тесной. Но мы не обязаны настаивать на полной аналогии. Если использовать слово «видеть» в достаточно широком смысле, то можно обнаружить многие другие примеры трансформаций научного восприятия, сопутствующих изменению парадигмы.

Скажем, такие трансформации могут бить найдены в истории химии. Лавуазье увидел кислород там, где Пристли видел дефлогистированный воздух и где другие вообще ничего не видели. Однако, научившись видеть кислород, Лавуазье также должен был изменить свою точку зрения на другие, более известные вещества. Он, например, должен был увидеть руду сложного состава там, где Пристли и его современники видели обычную землю. Другими словами, в результате открытия кислорода Лавуазье по-иному увидел природу. И так как нет другого выражения для этой гипотетически установленной природы, которую Лавуазье «видел по-иному», мы скажем, руководствуясь принципом экономии, что после открытия кислорода Лавуазье работал в ином мире.

Следующий пример — из наиболее известной части исследований Галилея.

Со времен глубокой древности многие видели, как то или иное тяжелое тело раскачивается на веревке или цепочке до тех пор, пока в конце концов не достигнет состояния покоя. Для последователей Аристотеля, которые считали, что тяжелое тело движется по своей собственной природе из более высокой точки к состоянию естественного покоя в более низкую точку, качающееся тело было просто телом, которое падает, испытывая сопротивление. Сдерживаемое цепочкой, оно могло достигнуть покоя в своей низкой точке только после колебательного движения и значительного интервала времени. С другой стороны, Галилей, наблюдая за качающимся телом, увидел маятник как тело, которое почти периодически осуществляет движение снова и снова, и так без конца. Сумев увидеть это, Галилей наблюдал также другие свойства маятника и выдвинул многие из наиболее значительных идей новой динамики, касающейся этих свойств.

Многие читатели, несомненно, захотят сказать: то, что мы называем изменением парадигмы, есть лишь интерпретация ученым наблюдений, которые сами по себе предопределены природой окружающей среды. Однако то, что случается в период научной революции, не может быть сведено к новой интерпретации отдельных и неизменных фактов. Во-первых, эти факты нельзя без оговорок считать неизменными. Маятник не является падающим камнем, а кислород не есть дефлогистированный воздух. Еще более важно, что процесс рождения новой парадигмы ничем не напоминает интерпретацию, которая может разработать парадигму, но не изменить ее. Здесь же ученые говорят о «пелене, спавшей с глаз», об «озарении». И хотя такие проблески интуиции зависят от опыта, достигнутого с помощью старой парадигмы, они не являются логически связанными с каждым отдельно взятым элементом этого опыта, что должно было бы иметь место при интерпретации, а вместо этого они суммируют большие части опыта и преобразуют их в другой, весьма отличный опыт, который с этого времени соединен уже не со старой, а с новой парадигмой.

Поэтому коммуникация между двумя конкурирующими школами, осуществляющаяся через фронт революционного процесса, крайне ограничена. Те, кто называл Коперника сумасшедшим, когда тот утверждал, что Земля вращается, не просто ошибались или заблуждались. Неотъемлемым атрибутом объекта, который мыслился ими как "Земля", являлось неизменное положение. Соответственно открытие Коперника не было просто указанием на движение Земли, но составляло новый способ видения проблем физики и астрономии — способ, который изменил смысл как понятия "Земля", так и понятия "движение".

В заключение — несколько слов о том, как убеждаются ученые в необходимости перехода к новой парадигме. Если говорить об отдельных ученых, то они принимают новую парадигму по самым разным мотивам. Некоторые из этих мотивов — например, культ Солнца, который помог Кеплеру стать коперниканцем, — лежат вообще вне сферы науки. Другие основания могут зависеть от особенностей личности, ее биографий. Поэтому следует не только изучать аргументы, которые убеждают или переубеждают того или иного индивидуума, но анализировать тип сообщества, которое всегда рано или поздно переориентируется как единая группа. Выбор между двумя конкурирующими парадигмами оказывается выбором между несовместимыми моделями жизни научного сообщества.