科學革命的結構 · VI　反常和科學發現的湧現

常規科學，即我們剛剛考察過的解難題活動，是一種高度積累性的事業，它追求的目標即科學知識穩步的擴大和精確化，是有傑出成就的。在各個方面它都極其確切地符合於科學工作最通常的觀念。但科學事業一個十分典型的成果卻在落空。常規科學的目標並不在於事實或理論的新穎，就是成功時也毫無新穎之處。而科學研究卻不斷地揭示出意料之外的新現象，科學家們也一再發明出嶄新的理論。科學史甚至表明，科學事業創造了這樣一種使人驚訝的唯一有力的方法。如果科學的這一特徵同上面所說的一致，那麼在規範下進行的研究就必然是一種特別有效的引起規範變化的方式。這正是事實和理論中所包含的本質上的新東西的作用。在一套規則指導下所進行的博奕無意之中造就了這些新東西，卻需要精心製作另一套規則來吸收它們。它們一旦成為科學的組成部分，科學事業，起碼是這些新東西所在領域的專家們的科學事業，就再也不會完全一樣了。 既然先是發現，即出現新的事實，後是發明，即出現新的理論，那麼我們一定要問，這一類的變化究竟是怎樣發生的。但發現和發明的區別，也即事實和理論的區別，可以馬上證明完全是人為的。這種人為性對本文一些主要論點是一個重要線索。本節其他部分考察某些發現之後，我們很快就會看到，它們並不是孤立的事件，而是持續的事件具有一種按一定規則周期出現的結構。發現開始於感到反常，也即發覺自然界不知怎麼違反了由規範引起並支配著常規科學的預期。接著是對這個反常區域或多或少地擴大進行探索。直到把規範理論調整到反常的東西成了預期的東西為止。吸收～類新事實要求更多地調整理論，直到調整好——科學家學會以另一種方式看待自然界——一新的事實才會真正成為科學事實。 要知道新事實和新理論在科學發現中是怎樣密切糾纏在一起的，可以看一個特別著名的例子：氧的發現。起碼有三個人對此事擁有合法權利，而另外幾個化學家在十八世紀七十年代早期也一定在試管中得到過這種濃縮的氣體而不得知①。常規科學的進步，在這裡也即氣體化學的進步，準備好了徹底打開一條新的道路。最早一個取得這種氣體的比較純粹的樣品是瑞典的藥劑師 C．W．舍勒（Scheele）。但我們可以忽略他的工作，因為直到到處都在反覆宣布發現了氧以後他的工作才發表出來，從而沒有對我們這裡最為關心的歷史模式產生什麼影響。②第二個及時提出要求的是英國科學家和牧師約瑟夫·普里斯特利（Jpseph　priestley），他把紅色氧化汞加熱所釋放的氣體收集起來，作為對大量固態物質所放「空氣」的一項長期的正常研究。1774年他把這樣產生出來的氣體看成是一氧化二氮，1775年通過進一步的檢驗，又看成是所含燃素少於通常情況的普通空氣。第三個要求優先權的是拉瓦錫，他是在1774年普里斯特利實驗以後，而且很可能是受到普里斯特利暗示的結果，才開始他的關於氧的研究工作。1775年初拉瓦錫就報告過，紅色氧化汞加熱所得氣體是「沒有任何改變的空氣本身入除了] ……變得更純、更宜於呼吸。」 ③到1777年拉瓦錫可能又利用普里斯特利的第二個暗示而得出結論說，這是另一種氣體，是大氣的兩種主要成分之一，這是一個普里斯特利所永遠不能接受的結論。 ①關於氧的發現更經典的討論，見 A．N．梅耳專（Meldrum）：《十八世紀的科學革命——第一階段》（加爾各答，1930年），（第V章。最近有個不可少的評論，包括關於優先性爭論的記載，即毛利斯·道瑪（Maurice　Daumas）；《拉瓦錫——理論家和實驗家。（巴黎，1955年），第ii～iii章。更完整的記載和目錄，見T.S．庫恩：《科學發現的歷史結構》，《科學》，第CXXXVI卷（1962年6月1日），第760～764頁。 ②見烏諾·包克倫德（ Uno　Bocklund）：《舍勒給拉瓦錫的一封遺失的信》，《里希諾》（Lychnos）雜誌，1957～1958年，第39～62頁，對舍勒的作用有不同的評價。 ③ J．B．柯南特：《燃素說的衰亡：1775～1789年的化學革命》（《哈佛實驗科學案例史料》；案例2；馬薩諸塞州，坎布里奇，1950年），第23頁。這本很有用的小冊子在許多有關文獻中再版過。 這一種發現模式提出了一個問題，這問題也可以向任何一種科學家所覺察的新現象提出。究竟是誰首先發現了氧呢，是普里斯特利還是拉瓦錫，如果確是他們兩個人中間一個的話？不管是誰，又是什麼時候發現的呢？即使只有一個人提出要求，仍然可以提出這樣的問題。答案如要裁決優先權和日期，我們完全沒有興趣。但試圖提出一個答案，這本身就很能說明發現的本質，因為根本就沒有所要尋求的那種答案。發現並不是那種可以恰如其分地對它提出問題的過程。被詢問的事實——從十八世紀八十年代以來發現氧的優先權一直在爭奪不休——對科學觀念有某種歪曲的跡象，而正是這種科學觀念才使發現具有如此根本的作用。再看看我們的例子。普里斯特利要求氧的發現權，根據是他優先把那種後來認為正是氧的氣體分離出來。但是普里斯特利的樣品並不純，如果一個人手裡拿著不純的氧就算發現了氧，那麼任何一個曾經用瓶子裝過空氣的人都發現過氧。此外，如果普里斯特利是發現者，那麼什麼時候發現的呢？ 1774年他以為他得到了笑氣，這是一種他已知的氣體；1775年他又把這種氣體看作是去燃素空氣，仍然不是氧，對於燃索說化學家甚至仍然是一種完全出乎意料的氣體。拉瓦錫的要求可能更有力一些，但也帶來了同樣的問題。如果我們不肯把棕櫚葉給於普里斯特利，我們也就不能由於拉瓦錫1775年的工作而授給他，這項工作不過使他把這種氣體鑑定為「空氣本身」。我們也許可以等待一下拉瓦錫在1776年和1777年的工作，到那時他不但看到了這種氣體，還看出了這種氣體是什麼。但即使這樣來裁判也還是有問題，因為從1777年到他一生的結束，拉瓦錫一直堅持氧是一種原子「酸素」，氧氣也只是這種「素」同熱質即熱的物質結合而成。①難道我們因此就可以說氧在1777年還沒有發現嗎？這可能會誘使一些人這樣做。但是直到1810年以後才把酸素從化學中清除出去，而熱質則一直拖到十九世紀六十年代才解決。氧在這兩個日期以前早已成為一種典型的化學物質了。 ① H．邁茲熱：《拉瓦錫的物質哲學》（巴黎，1935年）；道瑪；前引書，第vii章。 顯然，我們需要有一套新詞彙和新概念來分析象氧的發現這一類事件。「發現氧」這句話雖然確鑿無疑，但又暗指：發現什麼東西只不過是我們通常（也是大成問題的）用「看到」這個概念也能包含的那樣一種簡單活動，這也會使我們誤入歧途。正因為這樣，我們才樂於假定發現同看到或摸到一樣，可以毫不含糊地歸之於某一個人或某一時刻。但是歸之於某一時刻永遠不可能，歸之於某一個人也經常不可能。撇開舍勒不談，我們有把握說在 1774年以前並沒有發現氧，我們也有可能說到1777年或稍晚一些時候發現了氧。但在這樣一些界限內，任何一種想確定發現日期的企圖都不可避免是任意的，因為發現某一類新現象必然是一樁複雜的事件，裡面既包括認清事物是那個東西，又包括認清它是什麼東西。例如試看，如果我們認為氧是去燃素空氣，我們就應當毫不動搖地堅持普里斯特利發現了氧，儘管我們仍然不大知道他是什麼時候發現的。但是如果觀察同觀察的理論化，也即事實同事實被吸收進理論，都不可分割地結合於發現之中，那麼發現就是個過程，必須花費時間。只有一切有關的觀念範疇都事先準備好，也即現象根本不屬於新類，發現那個東西和發現它是什麼東西才會毫不費力地同時一起實現。 現在我們承認發現包含一段延續的、雖然不一定很長的從觀念上吸收的過程。我們也可以說這裡面包含著規範的變化嗎？這個問題還沒有得出普遍的答案，但至少在這種情況下答案應當是肯定的。拉瓦錫在他 1777年以來的論文中所公布的內容，關於氧的發現問題少於氧的燃燒理論。這個理論是化學重新表述的重大基石，因而通常都把它叫做化學革命。實際上，如果從氧的發現中並沒有湧現出化學新規範的本質部分，那麼我們從一開始所討論的優先權問題就決不會顯得這麼重要了。既然這樣，一種新現象及其發現者所具有的價值，將隨著我們估計現象違反規範預見程度的大小而改變。但應注意，氧的發現後來雖然很重要，它本身卻沒有引起化學理論的變化。遠在拉瓦錫在這個發現中還沒有起什麼作用很久以前，他就深信燃素說有點不對頭，燃燒物體也吸收了大氣中的一點什麼。在一本密封的筆記里他記下了很多這方面的內容，　 1772年把它寄存在法國科學院的秘書那裡。①對氧的這些研究工作從形式和結構上大大補充了對拉瓦錫早期看法的某些失誤。這些工作告訴他一件他還在準備去發現的事情——從空氣中燒掉的物質的性質。預感到的困難一定起過重要作用，使拉瓦錫能夠在象普里斯特利一樣的實驗中看到了後者所看不到的一種氣體。反過來說，必須有一次重大的規範修改才能看到拉瓦錫所看到的東西，這事實必然是普里斯特利在其漫長的一生中依然不能看到的主要原因。 另外還有兩個簡明得多的事例，可以大為加強上述論點，同時也可以幫助我們闡明發現的本質，理解發現從科學中湧現出來的條件。為了表明有所發現的主要方式，我們所選擇的這兩個事例不但彼此不同，也和氧的發現不同。第一個事例是 X射線，這是一個經典的通過偶然事件而發現的事例，這種類型的湧現，比那種我們更易於理解的科學公報中非個人完成的典型事例更為頻繁。事情開始於物理學家倫琴中斷了陰極射線的正常研究，因為他注意到，在放電過程中，從離開遮蔽好的儀器一定距離外，鉑氰化鋇螢幕在發光。再進一步的研究——經過了倫琴很少離開實驗室的激動人心的七個星期——表明，光是從陰極射線管沿直線發出來的，射線投出的陰影不可能由磁鐵或其他許多東西而偏轉。在倫琴公布這個發現以來，他深信這種效應不是由於陰極射線，而是由於某種至少類似於光的作用。② ①關於拉瓦錫不滿的原因最權威的敘述；是亨利·蓋拉克（ Henry　Guerlac）的書：《拉瓦錫——關鍵的一年；他在1772年作燃燒實驗的背景和起源》（紐約州，伊薩卡，1961年）。 ② L．W．泰勒（Taylor）：《物理學，先驅的科學》（波士頓，1941年）；第790～794頁；T.W．查莫斯（Chalmers）：《歷史研究》（倫敦，1949年）。第218～219頁。 這麼一個簡要的梗概也可以表明，它同氧的發現具有驚人的類似之處：在用紅色氧化汞作實驗以前，拉瓦錫已作過一些去燃素規範下沒有得到預期結果的實驗；倫琴的發現則開始於確認他的螢幕在不應當發光時發出光來。在這兩種情況下所覺察到的異常——就是說，覺察到規範沒有使研究者有所準備的現象——在準備以什麼方式覺察新事物方面發揮了重大作用。但是，也是在這兩種情況下覺察到出了點什麼紕漏，則只是發現的前奏。沒有進一步的試驗和吸收的過程，無論是氧或者是 X射線都不會出現。倫琴研究到什麼時候才可以說他確實發現了X射線呢了無論如何並不是只看到一個發光螢幕的一瞬間。起碼還有另外一個研究者看到過那種光，使他後來大為懊惱的是，他什麼也沒有發現。①同樣清楚的是，發現的時間也不能推前到倫琴的研究工作最後一周，那時他已在探索他已經發現的新射線的特性了。我們只能說，X射線是在 1895年11月8日到12月28日之間在維爾茨堡（Wurzburg）湧現出來的。 ① E．T惠泰克（Whittaker）：《以太和電的理論的歷史》，第1卷（第2版；倫敦，1951年），第358員，注1。喬治·湯姆遜爵士（Sir　George Thoomsom）曾告訴我第二件交臂失之的事。威廉·克魯克斯爵士（Sir  William Crookes）由難以辨別的模糊底片而引起注意，他也曾處在這個發現的思路上。 但在第三個方面，存在於氧和 X射線的發現之間的這種重要的相似之處，就遠沒有那麼明顯了。X射線的發現和氧不同，至少它並投有在以後十年中涉及理論上任何明顯的激變。那麼，在什麼意義上可以說吸收這個發現也要求規範的變化呢？用這個事例否定這樣一種變化到很有力。可以肯定，倫琴及其同時代人所贊成的規範並不曾用以預測出X射線來（當時麥克斯韋的電磁理論還沒有普遍被接受，陰極射線的粒子理論還只是幾種流行觀點中的一種）。但是任何一種這樣的規範，至少從任何明確的意義上說，都無法禁止X射線的存在，正象燃素說無法禁止拉瓦錫對普里斯特利氣體所作的解釋一樣。相反，1895年公認的科學理論和實踐承認了許許多多發光的形式——可見光、紅外線、紫外線。為什麼不能把X射線作為這一類自然現象的又一種形式而接受呢？為什麼不能把它當作多發現一種化學元素一樣地收下來呢？在倫琴的時代，還在繼續尋求並找到新的元素以充實周期表上的空位。這樣的追求是常規科學的標準課題，其成功只能使人祝賀，不能使人驚訝。 但 X射線不僅引起了驚訝，而且引起了震動。開爾文勳爵（Lord　Kelv1n）宣稱這是一場精心策劃的騙局。①另外一些人雖然不能懷疑證據，但也顯然搖擺不定。X射線雖然沒有受到現成理論的阻擋，卻也深深觸犯了頑固的預想。這些預想，我認為都暗含在已有實驗程序的設計和解釋之中。到十九世紀九十年代許多歐洲的實驗室中還在廣泛布置陰極射線裝置。如果倫琴的儀器產生了X射線，那麼也一定有過許多實驗家有時曾經產生過這種射線而不自知。這種射線也許還有其他未知來源，也許以前曾經把它解釋為某種同X射線無關的行為。最低限度，有幾種久已熟知的儀器未來必須用鋁加以屏蔽。以前的正常研究已完成的工作，現在必須重新做過，因為先前的科學家們不曾掌握和控制一個有關的變量。可以肯定，X射線開拓了一個新的領域，從而為常規科學擴大了潛在的版圖。但是X射線也改變了現已存在的領域，現在這一點尤為重要。在這個過程中它否定了以前作為合乎規範的儀器類型的資格。 ① S．P．湯普遜：《拉格斯的威廉·湯姆遜·開爾文男爵的生平》（倫敦，1910年），第II卷，第1125頁。 總之，使用特定的儀器，又以特定的方式使用，結果不管自覺與否，只能容許某幾種情況出現。這裡既有理論上的預測，也有儀器作用的預測，它們對科學發展往往都有決定性作用。例如，氧發現得太遲的一部分經過情況，就是這樣一種預測。在對「空氣的良性」進行典型測試時，無論普里斯特利或者拉瓦錫都是把兩份這種氣體同一份笑氣混合，把混合物放到水上振盪，再測量殘餘氣體的體積。以前的經驗形成了這個標準程序，這種經驗使他們確信殘餘氣體所含大氣中的空氣是一份，所含任何其他氣體（或污染過的大氣）則多一些。在氧的實驗中他們二人都發現有一種殘餘物很接近於一份；接著又對這種氣體作了鑑定。只是在很久以後而且部分是出於偶然，普里斯特利才放棄了這個標準程序，試圖按別的比例把這種氣體同笑氣混合。後來他發現用四份笑氣幾乎就沒有任何殘餘物了。他支持本來的試驗程序——由大量過去的經驗所形成的程序——也曾經同時就是否定存在一種可以象氧那樣活動的氣體。① 如果說到象鈾裂變為什麼也鑑別得太遲，這樣的事情可能就更多了。核反應為什麼特別難於辨認，一個原因在於，已知轟擊鈾會產生什麼結果的人主要是針對周期表上端的元素選擇化學試驗。②這樣一種工具限制既然不斷證明走了錯路，我們是不是應當由此得出結論說科學要放棄各種標準試驗和標準工具呢？那必然帶來一種不可理解的研究方法。規範程序和應用，正象規範定律和理論一樣，都是科學所需要的，都具有同樣的作用。在任何既定時刻，它們都不可避免地要限制科學探索所容許的現象範圍。對這一點認識清楚了，我們就會同時看到，對於科學界某一特定部門來說，象 X射線這樣的發現使規範必須發生變化的重大意義——因而也必須發生程序和預測方面的變化。由此我們也可以理解，X射線的發現為什麼可能對許多科學家打開一個奇妙的新世界，為什麼又可能有力地參與導致二十世紀物理學的危機。 ①柯南特。前引書；第 18～2O頁。 ② K．K．達羅（Darrow）：《核裂變》，《貝爾公司技術期刊》，第XIX卷（1940年），第267～289頁。裂變的兩種主要產物之一的氪，看來只有在充分了解了這種反應以後才能用化學方法鑑別出來。另一產物鋇幾乎直到研究末尾才從化學上鑑別出來，因為這種元素碰巧必須加到放射性溶液中才能沉澱出這種核化學家正在尋找的重元素來。由於不能把追加的鋇從放射性產物中分離出來；因而在對這種反應反覆研究了差不多五年以後，才最後提出以下的報告：「作為化學家；這一研究使我們……改變了所有上述[反應]公式中的名稱，以鋇、鑭、銫代替了鐳、錒、鍺。但是作為同物理學密切聯繫的『核化學家』，我們無法使自己完成這個同以前的全部核物理學經驗都有矛盾的飛躍。可能是一系列奇怪的偶然事件使我們的結果成了騙局。」（奧托．哈恩［Otto　Hahn]和弗雷茨·斯特勞斯曼[Fritz Strassman]） 我們關於科學發現的最後一個事例，是萊頓瓶的發現，它可以歸於理論推導那一類。起初這個術語似乎有點自相矛盾。以上所說很多都表明，理論事先預見到的發現都是常規科學的組成部分，不會產生新類型的事實。例如前面曾說過，十九世紀後半葉新化學元素的發現就是常規科學這樣引起的。但並不是所有理論都是規範理論。不管是在前規範時期還是在引起規範巨大變化的危機過程中，科學家們通常總要提出許多思辨的、模糊的理論，以指明發現的途徑。但發現卻往往並不完全是這種思辨性和試探性的假設所預期的一個。只有當實驗同試探性理論相互配合了，發現才會湧現出來，理論才會變成規範。 萊頓瓶的發現象我們考察過的其他發現一樣，也顯示了所有這些特徵。電學研究開始時一個規範也沒有。從比較可以理解的現象中所得出的許多理論，倒是在進行競爭。它們之中任何一種理論都不能把多種多樣的電學現象條理化。失敗的原因就在於一些反常現象，正是它們促成了萊頓瓶的發現。參與競爭的一個電學家學派認為，電是一種流體，這個想法使好多人都想把這種流體盛起來，辦法是一手拿一隻盛滿了水的玻璃小瓶，使水接觸正在發電的靜電發電機導線。另一隻手從發電機那裡移開小瓶使之接觸水（或與之連接的導線）時，每個研究者都會體驗到一記厲害的電擊。但是另外一些實驗卻未能為電學家提供一隻萊頓瓶。這種裝置湧現得更慢了，也無法確切地說出這個發現是什麼時候完成的。起初能夠進行蓄集電流體的嘗試，僅僅是因為研究者是站在地上手拿小瓶子進行的。電學家還必須學習到不但瓶子裡面需要一層導體塗料，外面也需要，而電流體實際上根本就不是蓄集在瓶子裡面的。在探索過程中他們偶而發現了這一點，還看到了某些其他的異常效應，於是我們稱之為萊頓瓶的裝置就湧現了。更進一步，導致萊頓瓶出現的實驗，其中有很多都是富蘭克林所完成的，也使流體說必須大大修改，從而為電提供了第一個全面的規範。 ① 在或大或小的程度上（對應於從電擊到預見結果的系列），上述三個事例所共有的特徵，也是新類型現象所由以湧現的一切新發現的特徵。這些特徵有：事先覺察的反常，逐步而又同時湧現的觀測上和概念上的認識，以及經常受到抵抗的規範範疇和規範程序的必然變化。甚至可以證明同一些特徵已滲透到感知過程本身的性質之中。在專業以外理當了解得更好的心理學實驗中，布倫納（ Bruner）和泡斯特曼（Postman）要求實驗對象從短時間受控的出示中分辨出一系列的撲克牌來。許多牌合乎正常，但也有一些作得反常，例如有一張紅色的黑桃六和一張黑色的紅心四。在一系列逐步加多的出示中，每一次實驗只給一個對象看一張牌。每次出示後問他看到了什麼，實驗總是以連續兩次辨別正確而告結束。② ① 關於萊頓瓶的不同發展階段，見 I．B．柯亨：《富蘭克林和牛頓；思辨的牛頓實驗科學以及由此而來的富蘭克林電學研究之例》（菲拉德爾菲亞，1959年），第385～386、400～406、452～467、506一507頁。惠泰克敘述過最後階段，前引書，第50～52頁。 ② J.S.布倫納和里歐·泡斯特曼：《論不快調感覺：一種規範》，《人格期刊》，第XVlll卷（1949年），第206～223頁。 即使出示的時間最短，許多對象也辨得清絕大多數牌，而稍微延長一點時間，所有的對象就把所有的牌都辨清了。對於正常的牌一般總是辨別得了，但對反常的牌則幾乎總是表面上毫不猶豫或困惑地看成了正常牌。例如，黑色的紅心四要麼看成是黑桃四，要麼看成是紅心四。人們可以沒有感到任何問題就立即把它歸之於一個由先入為主的經驗所準備好的概念範疇中。人們甚至不大會說實驗對象看到同他所要辨別的東西有點什麼異樣。比方看到了紅色的黑桃六，有的說那是黑桃六，但出了點紕漏——黑底上有紅鑲邊。再拉長出示時間，就會引起更多的猶豫和混亂，直到最後，有時大多數對象會一下子毫不猶豫地辨別清楚了。而且，認過兩三張這樣的怪牌以後，他們再對付別的牌就沒有更多困難了。 但也有少數對象始終不能對他們的範疇作必要的調整。即使把辨明正常牌所需平均出示時間延長 40倍，仍然有百分之10的怪牌認不出來。失敗者往往自己感到十分苦惱。有一個叫了起來：「什麼花色我也認不出來。那回簡直不象是一張牌。我不知道現在它又是什麼顏色，究竟是一張黑桃還是一張紅心。我現在簡直不能確定一張黑桃是什麼樣子了。我的天呀！」①下一節我們將看到科學家的行為也常常是這樣。 ① J．S.布倫納和里歐·泡斯特曼：《論不協調感覺；一種規範》，《人格期刑》，第XVIII卷（1949年），第218頁。我的同事泡斯特曼告訴我，即使事先知道一切紙牌及其表現她還是發現人們在看到這種自相矛盾的牌時所引起的嚴重不安。 這個心理學實驗，不管是作為隱喻，還是因為反映了思維本質，總是為科學發現的過程提供了一個異常簡單而又異常有說服力的公式。科學也象撲克牌實驗一樣，新事物總是隨同困難一起湧現出來，這種困難是通過由於違反了預期的根據所造成的障礙而表現的。起初，即使在後來發現有反常現象的情況下，也只能感受到預想的和通常的東西。但進一步的認識就會使人們覺察到有點什麼不對頭了，並把這種效應同以前曾經出過紕漏的事情聯繫起來。於是，對反常的覺察就開闢了一個調整理性範疇的時期，一直調整到最初的反常現象成為預期現象為止。到這時發現就完成了。我已強調過這種過程以及與之十分類似的過程，總是同科學上重大新事物的湧現糾纏在一起的。現在讓我再指出，認清了這個過程我們最後就可以開始看到，常規科學的目的儘管並不在於尋求新事物，起初甚至還傾向於壓制新事物，但也可以同樣有效地引起新事物的產生。 在任何一門科學的發展中，最初公認的規範經常令人感到，它已十分成功地說明了為什麼絕大多數觀察和實驗易於為科學工作者所理解。因此，更進一步的發展一般總是要求製造精緻的裝置，也即發展深奧的詞彙和技巧，並把概念加以精煉，不斷地使它同它在一般常識中的原型區別開來。這個專門化的過程一方面使科學家的視野受到極大的限制，使規範變化也受到相當的阻礙。科學愈來愈嚴格了。另一方面，在科學界由於規範的引導而集中注意的領域中，常規科學也帶來了知識的細節，帶來了任何別的辦法都達不到的觀察與理論的精確配合。而且，這些細節和配合的精確性，價值超過了它本身所具有的並不總是很大的固有意義。如果沒有那種主要為了達到預期作用而製造的特殊儀器，就不可能最終導致新事物的出現。而且，就是有了這種儀器，新事物一般也只能出現於這些人面前，他們確切知道他們應當期待什麼，因而他們能夠認清出了什麼岔子。反常現象看來只是違反規範所提供的背景。規範愈是確切，愈是廣泛，它對反常現象、從而也即對規範變化的時機提供愈是靈敏的指示器。在科學發現的正常方式中，即使是對變化的阻力也具有一種作用，下一節對此將作更全面的討論。保護規範不會太容易遭到拋棄，因而阻力就可以保證科學家也不會輕易受到迷惑，使規範發生改變的反常現象也不會侵入現存知識的核心。科學上的重大新事物常常同時從幾個實驗室湧現出來，這個事實正是常規科學頑強的傳統性標誌，也是傳統的探索為自己準備好了變化方式的標誌。