1. 哈勃的新测距

    1923年10月5号，哈勃发现M31和M33螺旋星云中存在若干个变星。根据周期--亮度关系曲线，哈勃测出这两个螺旋星云与地球的距离大约在285-300 kpc之间(1 kpc = 3262 光年)。哈勃在1924年开始把他的发现向外透露，但正规的宣布是1925年初在华盛顿D.C.召开的美国科学促进协会(A.A.A.S.)的例会上。素有“美国天文学界领袖”之称的普林斯顿大学天文台的亨利·罗素(Henry N. Russell)鼓励哈勃把他的论文从加州寄到东部，并由他在会上宣读。哈勃的发现被认为是“本年度(1924)最引人注目的科学进步”，并为他赢得美国科学促进协会的大奖。要理解哈勃工作的科学意义和哲学意义，我们需要对他的发现的历史背景作更详细的讨论。

    人类关于宇宙和星云的知识经历了一个漫长的发展过程。几乎每一个古老的文明都发展出了一套宇宙论，这种原始的宇宙论往往具有神话的或朴素自然主义的色彩。具有科学色彩的宇宙论是在近代后期才开始出现，其中里程碑包括：1750年托马斯·莱特(Thomas Wright)提出了第一个宇宙理论；1755年哲学家康德(Immanuel Kant) 推测，星云，可能像我们的银河系一样，是另外一个个单独的银河系，整个宇宙的结构就像一群岛屿；1785年威廉·赫歇尔(William Herschel)用他当时还算大的望远镜发现，从某些星云中可以分辨出单个的恒星，这些星云实际上是遥远的恒星系统；十九世纪四十年代拉普拉斯(Pierre--Simon Laplace)主张一种星云旋转的假设；1845年罗斯勋爵威廉·帕森斯(William Parsons)用他的72英寸反射望远镜发现某些星云具有螺旋的结构。

    早期天文学这方面的研究比较零星分散，其中某些工作颇具猜测性，真正决定性的工作是从二十世纪二十年代开始的。当越来越大的望远镜开始投入使用的时候，天文学家才真正有条件开始关心螺旋星云的性质和宇宙的结构。在1920年前后的美国天文学界存在著一场关于银河系的大小，宇宙的性质及岛屿宇宙理论的大辩论，即所谓的“克提斯--夏普雷大辩论”(Curtis--Shapley Debate)。（[1]，pp35-47）

2. 两种理论的对峙

    1920年4月26号在华盛顿D.C.的史密森学院召开的美国国家科学院年会上夏普雷( Harlow Shapley )和克提斯( Heber D. Curtis )各自作了一个简短的口头发言。夏普雷的主要目的是再次强调他对银河系大小的估计，即100 kpc，比荷兰天文学家开普屯(Jacobus C. Kapteyn)的估计要大10倍。螺旋星云比银河系要小许多，而且离我们相对较近，所以在银河系的界限之内。相反，克提斯则同意开普屯的估计，即银河系的直径在10--15 kpc之间。这也是当时天文学界已经接受的观点。克提斯认为螺旋星云像我们的银河系一样，也是一个个独立的银河系，近的如仙女座的星云也有150 kpc，最远的达到3000 kpc，远远超出本银河系的界限。克提斯主张古老的岛屿宇宙论。

    夏普雷和克提斯随后继续自由交换各自的观点和论文的工作草稿，在关于哪些内容应包括，哪些内容该省略达到一致的前提下，合著了论文“宇宙的规模”，发表在1921年国家研究委员会的会刊上。然而争论并没有结束，辩论的双方仍然深信各自的最初立场，科学群体继续保持分裂状态。双方都认为自己赢得了辩论，因为双方都有一些证据。双方的立场不仅是基于各自长期仔细的研究工作，而且得到他人研究工作的支持：夏普雷得到范马伦的观察支持，克提斯得到开普屯的观察支持。

    大部份争论的根源最后都集中在人类长期所面临的一个基本问题--距离的精确测定。螺旋星云的性质只有通过精确测定它们与地球的距离才能确定下来。因为这些星云的视角大小是一定的，如果这种距离被证明是极端大的话，那么这些星云不仅在银河系之外，而且规模与银河系相当。哈勃的工作正是在这种背景下出现的。通过对M31和M33螺旋星云中若干变星的发现，根据周期--亮度曲线所作的计算，哈勃令人信服地确定这两个螺旋星云与地球的距离大约在285-300 kpc之间，远大于我们对银河系直径所作的最乐观估计。哈勃为岛屿宇宙论提供了最关键，最决定性的证据。到此我们不难认识到哈勃工作的重要性，他为正确的宇宙观做出了最关键的贡献。

    天文学界的反应相当有趣。当哈勃给夏普雷写信，告知他关于M31螺旋星云中最初两颗变星的发现的时候，夏普雷在回信中写道：“这是相当长时间以来我所读到的最令人振奋的文献。”([1], p133)  然而在私下，夏普雷曾经指着哈勃的信，对他在哈佛的秘书说：“这就是摧毁了我的宇宙的那封信。”([2], p60)  克提斯对哈勃的发现当然非常高兴，因为他曾经在一封信中写道：“我一直持有这种观点「即螺旋星云是单独的银河系」，最近哈勃关于星云中变星的观察结果似乎使这个理论变得双重确实。”([1], p138)  然而他们双方当时在公众场合仍然保持谨慎的态度，没有把这个结果写进即将发表的论文中。

    也许罗素的反应是最直接，最积极的，哈勃的发现改变了他对范马伦的测量及岛屿宇宙论的最初看法。他向哈勃表达了最诚挚的祝贺，并敦促他在即将召开的美国科学促进协会的例会上正式宣布他的结果，最后还运用他在科学界的影响力为哈勃赢得了大奖，并提名哈勃为国家科学院院士。([2], p61)   当时天文界另一有影响力的理论天文学家，剑桥的杰姆斯·金斯(James H. Jeans)，在与哈勃通讯后也修改了他的想法。人们曾经认为范马伦的测量与金斯的工作是一致的，即范马伦从金斯的星云进化理论中获得支持。然而，进一步的研究表明，在金斯的计算和范马伦的发现之间存在着无法调解的困难。在这个时候哈勃的新发现出现了，“范马伦的测量必须抛弃。”(金斯的原话，[1], p123)

3. 两个观察的对峙

    尽管哈勃的工作获得了最权威的科学组织(A.A.A.S.)的认可，但这并不等于说哈勃的测距在1925年就摆平了所有的问题。主要障碍仍然是范马伦相反的观察结果。除了1920年在华盛顿D.C.的夏普雷和克提斯之间的理论冲突，从1924年开始在洛杉矶近郊的威尔森天文台(Mount Wilson Observatory)里还存在着另外一场不大为外界所知的，哈勃和范马伦之间的观察冲突。这场冲突持续了十年，直到1935 年，哈勃与天文台同事沃尔特·巴德(Walter Baade)和瑟思·尼可尔森(Seth Nicholson)一起又重新测量了M33, M51, M81和M101号星云的距离，还重新测量了范马伦曾经用过并发现位移的相同一批摄影底版，并写成综述发表。  阿德里安·范马伦(Adriaan van Maanen)是1911年加入威尔森天文台的。1916年以前主要用一台蔡斯立体比测仪来测量恒星的自行和摄动，因此范马伦以擅长测量摄影底版上的精细位移，工作细致认真而在天文台闻名。当他把注意力转向星云的自行的时候，自然他继续用同样的方法来做同样的分析，当时他并不是在寻找与岛屿宇宙论有关的证据，直到二十年代早期，范马伦研究星云的动机仍然不是为了反对岛屿宇宙论，甚至也不是为了测距。([1], p145)  只是夏普雷在他与克提斯的争论中引用范马伦的结果作为反对岛屿宇宙论的主要证据之后，范马伦和夏普雷才开始变得热衷于他们工作的互相支持关系。在随后的几年里，范马伦的进一步工作确认了先前的测量结果，而且他总是乐于讨论工作中任何可能的错误。他的工作也得到其他天文学家的确认(Corroboration)。在与其他天文学家的交往中所显示出的个人品格也让其他天文学家乐于接受他的工作，并给予极高的评价。在哈勃发现的随后几年里，某些天文学家对范马伦的测量结果并没有丧失信任，倒认为哈勃的工作还不够令人信服。([1], p141)

    哈勃是在芝加哥大学约克斯天文台(Yerkes Observatory)作研究生时开始研究星云的，他1917年的博士论文是《微弱星云的摄影研究》。当他1919年加入威尔森天文台时，60英寸和100英寸反射望远镜都已投入使用，他的工作是被分派用周期--亮度关系曲线来研究螺旋星云中的变星；同时，夏普雷在1921年离开天文台去哈佛以前也是被分派用同样的方法研究球状星团。夏普雷和瑞切(George Ritchey)都相信，螺旋星云中的凝聚物是处于形成过程中的恒星，而哈勃则认为它们是已经形成的恒星。在他与夏普雷的通信中哈勃认为：“关于M87中的团状物，在没有确切显示它们不是恒星之前，我倾向于称它们为恒星。我相信它们是恒星，但是在获得更清楚的底版以前，我不打算费心去辩护这种观点，当然也不打算以此为基础作任何进一步推测。”(哈勃给夏普雷的信，1922年7月5号)

    哈勃发现的第一颗变星不是从螺旋星云，而是1923年7月从不规则星云NGC6822中用100英寸反射望远镜发现的。哈勃推导出其距离为70万光年，即214 kpc，远在本银河系之外。NGC6822星云的成功测距证实了用周期--亮度关系曲线给遥远星体测距的可行性，然后哈勃把注意力转向螺旋星云。

    周期--亮度关系曲线最初是由哈佛天文台的亨利耶塔·利维特小姐 (Henrietta Swan Leavitt) 在1908年发现的，在观察麦哲伦星云中的变星时她发现了亮度和周期之间的相关性。1913年丹麦天文学家赫兹普润(Ejnar Hertzsprung)进一步发现其相关曲线与银河系中变星的相关曲线是一致的。夏普雷在1916年最后校准了曲线，并用它来测定银河系边际的球状星团的距离，夏普雷由此发现太阳系不在银河系的中心。([1], p132) 使用该相关曲线，天文学家可以从观察到的周期算出它本身的绝对亮度。因为星光的亮度随著距离的增加而逐步递减，比较绝对亮度和观察亮度就可以得出距离。相比之下，范马伦的“测量星体自行”的方法更加直接，但细微位移的测量本身不太容易，且含糊性较大；“变星”方法计算没有什么含糊性，但它是基于一个当时尚待讨论的假设，即亮度和周期之间的相关性。

    哈勃和范马伦之间的观察对峙可分为三个阶段。第一次冲突发生在1924年底和1925年之间，这也是哈勃当时不情愿急于发表他的发现的原因。正如哈勃在他给罗素的信中所解释的，“我不情愿急于发表的真正原因，正如你可能已经猜到的，是它与范马伦的旋转结果之间的尖锐冲突。调和两套观察数据肯定是有吸引力的，但尽管如此，我认为测到的旋转结果必须抛弃。”([2], p62)威尔森天文台的天文学和物理俱乐部曾在每周一次的例会上安排了调和事宜。哈勃批评了范马伦所谓的从尼可尔森、科斯定斯基(Kostinsky)、萧腾(Schouten)和隆德马克(Lundmark)那里获得确认的说法。范马伦显然比尼可尔森的测量经验更丰富；范马伦的旋转方向与科斯定斯基和萧腾所确定的旋转方向相反；隆德马克的旋转值比范马伦的旋转值小得多。范马伦不可能从他们那里获得任何确认。

    然而，范马伦的工作仍然被认为是称职的、和谐一致的。哈勃试图从中查出任何可能的系统性错误，比如大气或光学象差、星光等级错误、等等。哈勃的查错工作一直持续到1925年，这期间除了在美国科学促进协会宣读的那篇论文，哈勃推迟或放弃了他大部份论文的发表。哈勃最终也没有找到任何系统性错误，也仍然不情愿在外界场合与范马伦进入公开辩论。对峙的第一阶段告一段落，因为范马伦需要更多的时间来调整他的工作，哈勃也需要花精力去解决某些更重要的问题，即速度--距离的相互关系和宇宙的膨胀问题。

    对峙的第二阶段发生在1931年，当时天文台台长沃尔特·亚当斯(Walter S. Adams) 要求哈勃和范马伦重新测量摄影底版以消除他们的冲突。范马伦的测量是基于间隔11年(1910--1921)的摄影底版；哈勃的测量是基于间隔22年(1910--1932)和15年(1917--1932)的摄影底版。某些底版是哈勃和同事休马森( M.L. Humason)拍摄M33，M51，M81和M101所获得的新结果。双方仍然获得他们各自与从前同样的结果。哈勃仍然没有从范马伦的测量中找到任何决定性的系统性错误。

    对峙的第三阶段发生在1935年。哈勃再次把注意力集中在星光等级错误上，他发现旋转度和星光亮度之间的相互关系对M81和M51非常明显。哈勃最终发现星光等级错误不足以说明范马伦工作中间的问题。在一篇未发表论文的早期手稿中，哈勃认为，“旋转方向的选择现在看来不是数据本身强加于观察者，而是观察者读进数据的一种随机诠释。”([2], p70) 也许哈勃自己对指控科学界同行把随机诠释读进数据一事感到不舒服，他在后期手稿中删去了该指控，而仅仅集中讨论星光等级错误，最后肯定地说他发现了旋转度和星光亮度之间的相互关系，论文结尾处承认，“似乎不可能仅用星光等级错误来说明旋转错误。”([2], p71) 因为威尔森天文台当局的劝阻，即使该论文几经修改的最后版本也没有被发表，而是在1953年哈勃逝世后被收藏进了加州圣马利洛的杭丁顿图书馆。([2], p71) 范马伦的态度变得越来越消极，常常拒绝让别人看他的底版和测量过程，他的工作重要性逐渐消失隐退，被威尔森天文台以外的科学界所忽略。

    威尔森天文台当局的态度值得引起我们的注意。天文台在1925年和1931年为调和两套相互冲突的观察数据做了大量的工作。最后在1935年，天文台内部的论文编辑，弗里德里克·赛瑞斯(Frederick Seares)，劝阻哈勃单独发表论文；然后他还试图安排哈勃和范马伦发表联合论文。在给黑尔(George E. Hale，当时美国天文学界元老，约克斯天文台及威尔森天文台奠基人)的信中赛瑞斯写道：

    “在同一学术机构工作的两个科学家有足够的机会通过个人接触，互相直接检查对方的结果来私下调整观点的不同。学术机构本身，在我看来，有责任在论文发表以前看到所有可能的调整得以完成。如果还无法达成一致，学术机构也许有必要指定结果该如何向外界公开。

    “我认为学术机构有权力实施这种程序；但是在某些情况下更明智的选择是放弃这种权力，对不满意的一方说：「爱发表什么就发表什么，只要不在我这里」。无论如何它没有义务接受以它没有同意的方式作出的论文在它自己的出版物上发表。仅仅接受就意味著默认；除非论文有极高的学术水平和道德标准，否则接受就给人引导不力的印象，更会引起机构内部学术道德的瓦解。”([2], p71)

    哈勃显然不同意赛瑞斯的观点；他和范马伦的分岐大得无法调和。哈勃和范马伦没有发表联合论文，但他们达成了一个协议。哈勃在《天体物理杂志》上发表一篇简短的论文，提到范马伦的结果，并把它作为他的银河系外星云理论尚未解决的差异；哈勃用一张表显示了他重新测量M33，M51，M81和M101四个螺旋星云的结果；也引述了巴德和尼可尔森的对哈勃有利的测量结果；哈勃没有提范马伦工作中的系统错误。显然是因为某种预先的安排，在《天体物理杂志》中，紧接著哈勃论文的是范马伦的论文。范马伦回忆了他在测量螺旋星云的内在运动过程中意识到的可能存在的几种系统错误；基于从100英寸反射望远镜所获得的最新底版，他最近所作的测量仍然显示了同样的运动方向，但结果比以前小一些；范马伦最后承认，这个较小的结果，以及哈勃，巴德和尼可尔森的测量结果，似乎都使我们倾向于“以保守的态度来看待这里的旋转运动。”([2], p73)

    1935年《天体物理杂志》中的这两篇短文标志著哈勃和范马伦之间的观察对峙的正式结束。哈勃在这方面的大部份论文，仍然作为未发表的手稿，保存在杭丁顿图书馆。当然，哈勃的工作从天文学和宇宙论后来的进一步发展中获得了确认。而范马伦的工作则逐渐变得默默无闻。

4. 哲学引申意义

    作为宇宙学史上最重要的一页和科学史上最重要的几页之一，银河系外天文发现的案例也许对我们有更多的哲学意义。然而本文将主要围绕库恩的科学范式理论来讨论其哲学意义，我们将用该案例来检验库恩的范式理论，特别是从库恩的理论所作的哲学引深意义的恰当性，比如观察与理论的关系，跨范式理解的可能性，范式的运作方式，范式转换的模式。

    克提斯和夏普雷之间的理论冲突，以及后来哈勃和范马伦之间的观察冲突，都被天文学史家描述为“两个互相竟争的体系。”([1], p46)它们的基本理论承诺不同，使用的基本研究方法不同，关心的研究问题也不同。夏普雷从范马伦那里，克提斯从哈勃那里，分别获得不同的观察支持。他们使用的专业术语的意义也不同，克提斯的“宇宙”意味著所有可观察的东西；夏普雷的“宇宙”意味著我们所在的银河系，他把宇宙看作是一个“单一的，巨大的，无所不包的体系”。([2], p54) 其后果是天文学家被分为两个不同的阵营。在这场冲突中范式的现象的确存在。我们可以用范式的理论来研究这个案例；我们也可以用该案例来说明或测试范式理论以及从范式理论所推出的哲学结论的恰当性。

    克提斯--夏普雷大辩论，在某些历史学家看来，可以与哥白尼和托勒密之间的冲突相提并论。([1], p39)  贝仁贞指出，“哥白尼和托勒密之间的区别仅集中在一点上，即太阳系的理论安排。从哲学，宗教，动机，和研究方法等方面来看，哥白尼还是相当保守的。尽管他的天体模型具有长远的深刻意义，他的科学术语和理论构造(本轮均轮的理论构造--笔者注)几乎和托勒密的相同，他的体系更象是托勒密体系的一个修改，而不象是基本思维的转换。”([1], p39) 贝仁贞似乎更强调克提斯--夏普雷大辩论的意义，甚至超过哥白尼--托勒密转换。笔者倾向以另一方式来看待这个问题。如果说天文学在哥白尼一个人手上的变化并不太大，但发生在16世纪和17世纪的天文学革命，作为一个整体，是一个大得多的变化。比较20世纪初和16--17世纪的两场天文学革命，一个明显的区别是，托勒密范式是一个长期存在，广泛被接受已达1500年，且高度制度化的理论体系，在当时社会的哲学和宗教中根基较深。某些社会机构，如梵提冈的宗教裁判所，使16世纪的天文学革命变得戏剧化，该范式转换在社会各领域有更广泛的冲击。相比之下，威尔森天文台主管论文出版的个别人权力不大，仅在本地影响力有限。夏普雷所代表的宇宙理论不是一个长期的传统，所以20世纪初的天文学革命在天文学界之外影响不大。无论如何，因为它们一个是关于宇宙结构，另一个是关于太阳系结构，从理论重要性来讲，这两场范式转换还是可以相提并论的。如果说科学革命有大小之别，这两个都是属于最大的。

    哈勃在新范式中的角色：如前所述，哈勃对M31和M33螺旋星云的测距是对我们现在所持的正确宇宙观做出的最关键的贡献。在范式的后续发展阶段，哈勃继续做出了最重要的贡献，比如1929年和1931年发表的哈勃常数和哈勃定律。哈勃的工作对爱因斯坦也产生了有力的影响。爱因斯坦最初的宇宙论假设的是一个静态的模型，既不膨胀也不收缩。然而到1930年，因为哈勃的工作，爱因斯坦不得不放弃静态模型而转向膨胀的宇宙模型。哈勃订正了我们关于宇宙结构的基本概念，并为我们的宇宙论提供了观察基础。如果说哈勃不是当代天文学范式的唯一重要贡献人，他也是少数几个重要贡献人中最重要的一位。我们可以毫不夸张地说，一场深刻的天文学革命的确在哈勃手上发生了，当代的天文学研究早已超出太阳系，以宇宙的结构，起源和演化为重点，当代的天文学范式是哈勃的范式。

    库恩(Thomas S. Kuhn)认为，范式为科学家观察世界提供了一个概念网。不同的范式把科学家的研究导向不同的问题领域，以不同的方式来解释相同的观察数据。不同的范式具有不同的本体论、基本理论、研究方法、研究目标、甚至不同的合理性标准。所以，主张不同范式的科学家“生活在不同的世界。”([3], p118) 跨范式的理解是不可能的。“从一个处于危机中的范式向一个新范式的转移、、、远不是可以通过旧范式的延续和接合发展而达到的一个积累的过程。”([3]，pp184-185)  “、、、积累式的理论创新不仅事实上是罕见的，而且理论上也是不可能的。”([3]，p96) “相反，新范式是一下子出现的，有时是在半夜，在深陷危机的某个人的心中。”([3]，pp89-90)  范式的改变就象“格式塔转换”，不存在客观的跨范式的比较和评价标准。

    历史主义的科学哲学家通常强调观察对理论的依赖，比如费耶阿本德的“观察渗透理论”，汉森的“理论负载”。他们相信，科学家往往看到他们准备看到的，和他们想看到的。在河外发现的案例中，如果哈勃的指控是正确的话，范马伦就曾经把自己的解释读进了观察数据；而且从同一批底版，范马伦量出了明显的转动，哈勃量出的却是零转动。我们也许应该承认范式对观察的指导效果，范式和理论的确可以帮助我们看到我们应该看到的东西。

    然而，我们是否可以把该案例作为确切无误的历史事实证据呢？从现有的历史文献来看，该案例有许多方面仍处于迷雾之中。我们不难理解，当初他们分头作观察的时候会得出不同的结果；如果他们后来用同样的方法和同样的程序去量同样的底版，还是得出不同的结果，那末他们为什么没有一起来作每一步的测量？如果这样的话，那将会是什么样的结果？

    从该案例的现有历史文献状态我们能作的引申含义也不是单向的。我们需要注意的是，范马伦所作测量的最初动机并不是反对岛屿宇宙论，直到1921年以后，范马伦才开始热心接受他在大辩论中所充当的角色。至于哈勃的动机，从他1917年的博士论文中可看出，哈勃的确相信“行星态的星云也许在我们的恒星体系之内，大的旋转星云也许在我们的恒星体系之外。”([4], p529) 哈勃1919年到威尔森天文台后显然会比较关心星云的测距问题，但不太可能的是，哈勃的变星发现及随后的距离计算到底会受到这种信念的多大影响，因为“变星”方法是由包括夏普雷在内的其他人发现的方法，也是当时和哈勃信念相反的夏普雷正在使用的方法；“变星”方法在周期的观测和随后的计算方面含糊性较小，因而它受某种信念的影响也较小，小到不会对最后的结论产生实质性的影响。另一相关的历史事实是，哈勃发现了速度和距离之间的相互关系，这个发现是宇宙膨胀的主要观察证据。但是哈勃在谈到红移时总是小心谨慎，他认为红移的多普勒解释并不完全明显，他总是在考虑别的可能的解释。哈勃始终强调该相互关系的纯经验特性，尽管这一点使哈勃在宇宙论的理论发展方面落后于他人，但他的谨慎态度正好反映了他关于观察和证据的立场。

    那么从这个案例我们到底可以得出什么结论呢？每当我们进入科学史案例的细节过程，我们总是难于做出简单的结论。也许我们可以说，一方面，范式和理论对观察的指导效果的确存在；另一方面，观察仍然有它自主的力量，它不是一种“液态”的东西，你可以随意地把它装进任何形状的理论容器中。

    河外发现的案例也对跨范式理解的可能性有所启发。夏普雷在1917年曾对范马伦的结果持怀疑态度，尽管这些结果对他的理论是有利的。只是在1921年中期以后，1924年以前，他才全心全意地接受这些结果。这一点在他当时写给范马伦的表示祝贺的信中可以看出。([1], p116)  当哈勃写信告诉夏普雷他的变星发现时，夏普雷一下子就认识到了该发现的重要性，尽管它将摧毁他的宇宙理论。1925年在哈勃和范马伦的冲突中，夏普雷支持哈勃，为此还让范马伦感到失望。而且在美国科学促进协会1925年初的例会即将召开时，组织人斯得宾斯(Stebbins)发现哈勃没有提交论文，于是发电报给哈勃，建议他用快邮把他的主要结果寄到大会，然后“罗素和夏普雷可以把它加工成一篇论文。”([1], p136)

    罗素是另一个跨范式科学家的好例子，他能认识到双方工作的重要性。1920年，罗素是范马伦的坚定支持者，在一封信中他曾说：“让我对你在M31中探测到的转动表示最诚挚的祝贺。我一直以极大的兴趣等待你关于螺旋星云的进一步结果，这一次的结果最令人满意地证实了你早期的结果、、、让我们和宇宙岛屿说再见。”([1], p117) 哈勃的工作出来后，罗素的态度，如前所述，非常积极。从这个案例我们很难再坚持说，主张不同范式的科学家完全生活在不同的世界。跨范式的理解是可能的。

    从库恩的理论我们所能推出的最重要的结论是科学哲学中的相对主义，即相互竞争的两个范式之间的关系是不可通约的(Incommensurable)，或者说不可比较的关系。如果跨范式的理解是不可能的，那么就不存在客观中立的标准来比较相互竞争的两个范式的优缺点，科学家在两个范式之间所作的任何理论选择本质上是盲目，主观，相对的。相反，正如河外发现的案例所显示的，如果跨范式的理解是可能的，我们显然就要从新考虑库恩的不可通约命题及我们关于科学的相对主义结论。

    至于范式的自我完备性，从一方面看，如前所述，不同范式的科学家关心不同的问题，使用不同的专业术语(夏普雷对比于克提斯)，不同的研究方法(哈勃的周期--亮度关系方法对比于范马伦的星体自行(proper-motion)测量方法)；从另一方面看，他们有时也使用同样的方法(夏普雷和哈勃都使用周期--亮度方法，尽管他们属于不同的阵营)，哈勃甚至转而使用范马伦的测量方法。所以，我们至少可以说，范式的运作并非总是那么自我封闭，那么一致和自我完整。

    最后，哈勃和范马伦之间的观察对峙在持续了十年以后，哈勃的观察结果才得到威尔森天文台的充份肯定。在天文台之外，范马伦的工作也是经历了相当长的时间之后才逐渐隐退，被人淡忘的。显然，据此案例，我们可以说，新范式的萌芽也许可能“是在半夜，在深陷危机的某个人的心中”，新旧范式的转换则不是一夜之间可以完成的，它可能持续很长时间，特别是在天文学中，科学家有时不得不等待，或者等待一次观测机会，或者等待更长的时间间隔，或者等待更大望远镜的建造，最重要的是要等待科学群体中的一个个科学家改变他们的想法以及不愿意改变想法的科学家的退休。

    笔者并不打算否定库恩的范式理论。第一，我们不应该用一个科学史案例就否定一种科学哲学理论。与自然现象不同，作为一种社会现象，科学发展的模式以及科学家的行为模式可以是千变万化的，别的案例可能与库恩的理论符合得更好；第二，即使是本文所讨论的河外发现案例也并非全面否定库恩的理论，相反，它表明范式的现象的确存在。库恩的理论正确地抓住了科学发展的某些最重要的特徵，的确是“人类思想史上的一座里程碑”，库恩的“范式”概念将长期存在下去。只是我们不得不指出，实际的科学实践不会整齐划一地按照科学哲学理论所描述的某种模式来运作，科学家的行为不会都是理性或都是非理性的。

 

【参考文献】

[1] Berendzen, R. etc., (1984) Man Discovers the Galaxies, New York: Columbia University Press.

[2] Hetherington, N. S., (1990) The Edwin Hubble Papers: Previously Unpublished Manuscripts on the Extragalactic Nature of Spiral Nebulae. Tucson: Pachart Publishing House.

[3] Kuhn, T.S., (1962) The Structure of Scientific Revolutions, Chicago University Press

[4] Whitrow, G.J., "Hubble" in Scientific Biography.

[5] Hubble, Edwin, (1936) The Realm of the Nebulae, New Haven: Yale University Press.

[6] Hubble, Edwin, (1937) "Our Sample of the Universe", Carnegie Institute of Washington, Washington, D.C..

[7] Hubble, Edwin, (1954) The Nature of Science and Other Papers, The Huntington Library: San Marino, California.

[8] Seeds, Michael A., (1989) Horizons: Exploring the Universe. Wadsworth Publishing Company: Belmond, California.

[9] Humason, M.L., (1954) "Edwin Hubble" in Monthly Notice of the Royal Astronomical Society, 114 291-295.

[10] Mayall, N.U., (1954) "Edwin Hubble--Observational Cosmologist" in Sky and Telescope, 13, 78-85.

 

（原载《自然辩证法通讯》，2004年第1期。录入编辑：乾乾）