托马斯·库恩所著《科学革命的结构》一书于1962年出版；出版之后，本书并没有立刻获得成功。但是在接下来的岁月里，本书总共售出超过100万本，能够与其相比的科学著作只有理查德·道金斯的《自私的基因》。现在，人们认为《科学革命的结构》是二十世纪最重要的著作之一。接下来，我们将讨论库恩笔下的四次重大的科学革命，从中您能够一窥本书的精彩内容。我们还会讨论库恩忽略的另外一场同样重要的科学革命。
哥白尼革命
为中世纪天文学定下基调的是古希腊罗马时期的学者托勒密，按照他的观点，太阳和其他行星是围绕地球运转的。但是托勒密自己也意识到，这种理论没有办法解释火星、木星和土星的运行，于是他认为，其他行星是围绕一个“本轮”运行的，而这个“本轮”本身围绕地球运行。之后，天文学家设计出更加复杂的系统，试图解释不断观测到的异常情况――按照库恩的科学革命理论，这正是出现科学革命的前兆。
16世纪初，尼古拉斯·哥白尼提出了一个新的范式：地球和其他行星是围绕太阳运行的，而不是托勒密所说的那样反过来。但是哥白尼的理论非常不完整：这也是库恩理论中科学革命的一个重要特征。为了能够在体系里解释“本轮”，哥白尼假设行星的运行轨道是正圆形的。
不是所有人都赞同哥白尼的新范式：天文学家第谷就提出了一个地心说和日心说相结合的模型。一个新的范式的扩散和受到广泛认同的过程是非常缓慢的，这非常符合库恩笔下科学革命的典型案例。
牛顿引发的科学革命
牛顿希望把所有时间和所有空间中的情况都统一到一套定律里来。他注意到了人们对于光的本质的矛盾看法，并由此出发，引发了一场“革命”――库恩认为，这是“物理光学领域第一个基本上得到大家公认的统一的范式。”
在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中，牛顿认为引力对于“宇宙间任何位置的任何物体都有同样的效果”。但是直到一个世纪之后，人们才发明出工具去测量重力这一常量。
与此同时，许多天文学家发现，月亮的运行没有按照牛顿发现的原理运行。库恩是这样描写的：“有些人建议，在物体距离较近，不适用牛顿定律的时候，就采用一种不考虑这种情况的其他定律。如果这样做的话，就相当于重新订立一个新的谜题，而不是解决原来的问题的。”在这个问题上，科学家们还是坚持牛顿的理论，直到他们有办法把月球的运行纳入新的理论框架里面。
拉瓦锡所引领的科学革命
在安东尼·拉瓦锡之前，化学家们认为，可燃物质在燃烧时会释放出一种叫做燃素的物质，而这就是燃烧的原理。拉瓦锡第一个认识到，物体在燃烧时需要空气中的某种气体――在1778年，他将这种气体命名为“氧气”。
这是否意味着，拉瓦锡发现了氧气？库恩认为，问题看上去简单，但是答案要复杂的多。库恩写道：“发现一种新的现象肯定是一件非常复杂的过程，这既需要意识到出现了某种新情况，并且搞清楚这种新情况的原因是什么。”
而且拉瓦锡也没有完全搞清楚状况：他认为氧气是一种基础性物质，只有在跟一种叫做“热质”的假想中的液体混合后才会形成某种气体，而“热质”会释放燃烧中的热。不管怎样，他对于燃烧的认识要比燃素理论深刻，他打开了通往化学研究新世界的一条康庄大道。
爱因斯坦引发的科学革命
库恩认为常规科学就是一项解谜训练。当科学家发现了一个新情况，跟常规科学蕴含的主流范式相冲突，科学家们会努力把异常情况跟之前的规范相结合。在阿尔伯特·爱因斯坦于1905年提出狭义相对论之前，当时的主流观点认为，宇宙空间中充满着看不见的物质，称为“以太”，而光则通过以太传播。
不幸的是，没有人找到过以太――常规科学必须为这种失败提供许多种合适的解释。
但是，爱因斯坦不仅仅提供了以太理论之外的另外一种合理的解释。库恩写道：“在新的范式里，旧的术语，概念和实验能够融汇成一种新的关系。在向爱因斯坦的宇宙理论转型的过程中，之前关于空间，时间，物质，力以及其他一切的各种词汇网都必须发生相应改变，在新的本质上重新建立新的基础。”
达尔文引领的科学革命
库恩本身是一个物理学家，对于达尔文所彻底改变的生命科学所提不多。但是他认为，所有的科学家都应该从达尔文引领的科学革命中学习，而其中一个经验是――不是所有的工作都必须有一个目标的。
库恩写道：“虽然进化论遇到了各种阻力，特别是宗教团体的阻力，但是这肯定不是达尔文主义者面对的最大的问题。在达尔文之前也有许多著名的进化论观点，他们都认为进化是一个有着明确目标的过程。他们认为，也许神在刚刚创造生命的时候，就已经形成了清晰的想法：人，当代的动植物究竟应该是什么样子。”
对于很多人来说，摈弃目的论是达尔文理论中最重要，而最为人忽视的贡献。《物种起源》认为，不论是神或自然，都没有设定一个特定的目标。如果说不存在某种特定的目标的话，那么“进化”、“发展”、“过程”这些词汇又意味着什么呢？
资料来源New Scientist
责任编辑 粒 灰
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《科学革命的结构》在中国
2012年11月9日，“纪念托马斯·库恩《科学革命的结构》出版50周年学术研讨会”在北京大学举行，范岱年、金吾伦、刘钝、吴国盛、胡新和等十余位中国科学史界、科学哲学界的学者出席了研讨会。与会学者分别从库恩与科学哲学、库恩与逻辑经验主义、库恩与解释学、库恩与科学实践哲学、库恩与科学编史学、库恩与科学知识社会学等角度探讨了库恩的贡献和影响，并重点讨论了库恩思想在中国的传播、接受和影响。
1980年，李宝恒、纪树立合译的《科学革命的结构》由上海科学技术出版社出版。2003年，金吾伦、胡新和合作新译的《科学革命的结构》由北京大学出版社出版。
