CẤU TRÚC CỦA CÁC CUỘC CÁCH MẠNG KHOA
HỌC
THE STRUCTURE OF SCIENTIFIC REVOLUTIONS
Người dịch: Nguyễn Quang A
Chương 7
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

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.5
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

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.7
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.8
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)

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.10 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

sau đã tạo ra một số khởi điểm hứa hẹn, đặc biệt là các nỗ lực của Lorentz và
Fitzgerald, nhưng họ cũng phơi bày thêm các câu đố khác nữa và cuối cùng đã
dẫn đến chính sự gia tăng nhanh của các lí thuyết cạnh tranh nhau mà trước kia đã
thấy là cái đi kèm của khủng hoảng.14 Dựa vào khung cảnh lịch sử đó mà lí
thuyết tương đối hẹp của Einstein nổi lên năm 1905.
Ba thí dụ này là hầu như hoàn toàn điển hình. Trong mỗi trường hợp một lí thuyết
mới nổi lên chỉ sau một thất bại nổi bật trong hoạt động giải quyết-vấn đề thông
thường. Hơn nữa, trừ trường hợp của Copernicus nơi các nhân tố bên ngoài khoa
học đã đóng một vai trò đặc biệt lớn, sự sụp đổ đó và sự tăng nhanh của các lí
thuyết là dấu hiệu về nó đã xảy ra không nhiều hơn một hay hai thập niên trước
khi lí thuyết mới được trình bày rõ ràng. Lí thuyết mới dường như là một sự đáp
lại trực tiếp cho khủng hoảng. Cũng lưu ý, tuy điều này có thể không hẳn rất điển
hình, rằng các vấn đề mà đối với chúng sự sụp đổ xảy ra đã đều thuộc loại được
nhận ra từ lâu. Thực hành trước đây của khoa học thông thường đã cho mọi lí do
để xem chúng như đã được giải quyết hay hầu như được giải quyết, điều đó giúp
giải thích vì sao cảm giác thất bại, khi nó đến, lại có thể buốt nhói đến vậy. Thất
bại với một loại vấn đề mới thường gây thất vọng nhưng chẳng bao giờ gây ngạc
nhiên. Cả các vấn đề lẫn các câu đố thường không đầu hàng trước cuộc tấn công
đầu tiên. Cuối cùng, các thí dụ này chia sẻ một đặc trưng khác có thể giúp chứng
tỏ vai trò của khủng hoảng đầy ấn tượng: lời giải của mỗi trong số chúng đã được
thấy trước chí ít một phần ở thời kì khi đã không có khủng hoảng nào trong khoa
học tương ứng; và do thiếu khủng hoảng những sự thấy trước đó đã bị bỏ qua.
Sự thấy trước đầy đủ duy nhất và cũng nổi tiếng nhất, là sự thấy trước Copernicus
của Artistarchus vào thế kỉ thứ ba trước công nguyên. Người ta thường nói rằng
giả như nếu khoa học Hy Lạp đã ít suy diễn hơn và ít bị đè nặng bởi giáo điều
hơn, thì thiên văn học nhật tâm [lấy mặt trời làm trung tâm] đã bắt đầu sự phát
triển của nó mười tám thế kỉ sớm hơn.15 Nhưng đó là bỏ qua tất cả bối cảnh lịch
sử. Khi Artistarchus đưa ra gợi ý, hệ thống địa tâm [lấy trái đất làm trung tâm]
hợp lí hơn rất nhiều đã chẳng có nhu cầu nào mà một hệ thống nhật tâm thậm chí
có thể hình dung là sẽ đáp ứng. Toàn bộ sự phát triển của thiên văn học


1 A. R. Hall, The Scientific Revolution, 1500-1800 (London, 1954), p. 16.
2 Marshall Clagett, The Science of Mechanics in the Middle Ages (Madison,
Wis., 1959), Parts II-III. A. Koyré đã bày ra một số yếu tố trung cổ trong tư duy
của Galileo ở Etudes Galiléennes của ông (Paris, 1939), đặc biệt Vol. I.
3 Về Newton, xem T. S. Kuhn, “Newton’s Optical Papers,” in Isaac Newton’s
Papers and Letters in Natural Philosophy, ed. I. B. Cohen (Cambridge, Mass.,
1958), pp. 27-45. Về khúc dạo đầu cho lí thuyết sóng, xem E. T. Whittaker, A
History of the Theories of Aether and Electricity, I (2nd ed.; London, 1951), 94-
109; và W. Whewell, History of the Inductive Sciences (rev. ed.; London, 1847),
II, 396-466.
4 Về nhiệt động học, xem Silvanus P. Thompson, Life of William Thompson
Baron Kelvin of Largs (London, 1910), I, 266-81. Về lí thuyết lượng tử, xem Fritz
Reiche, The Quantum Theory, trans. H. S. Hatfield and H. L. Brose (London,
1922), ch. i-ii.
5 J. L. E. Dreyer, A History of Astronomy from Thales to Kepler (2nd ed.; New
York, 1953), ch. xi-xii.
6 T. S, Kuhn, The Copernican Revolution (Cambridge, Mass., 157), pp. 135- 43. 7
J. R. Partington, A Short History of Chemistry (2nd ed.; London, 1951), pp. 48-
51, 73-85, 90-120.
* Xem chú thích ở trang 53.
8 Mặc dù mối lo chính của họ là với một giai đoạn muộn hơn một chút, nhiều tài
liệu liên quan rải rác khắp nơi trong “Historical Studies on the Phlogiston
Theory” của J. R. Partington and Douglas Mc Kie, Annals of Science, II (1937),
361-404; II (1938), 1-58, 337-71; và IV (1939), 337-71.
9 H. Guerlac, Lavoisie – the Crucial Year (Ithaca, N. Y., 1961). Toàn bộ cuốn
sách đưa ra tư liệu về sự tiến triển và sự nhận ra đầu tiên về một khủng hoảng. Về
một tuyên bố rõ về tình hình liên quan đến Lavoisier, xem p. 35.
10 Max Jammar, Concepts of Space: The History of Theories of Space in Physics
(Cambridge, Mass., 1954), pp. 114-24.