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认为概念至少部分地是从它们在某个理论中所起的作用而推导出它们意义的主张，可以从以下一些历史的回顾中得到支持。与流行的神话相反，对于伽利略在力学方面的革新，实验根本不是关键。他在阐明他的理论时所提到的许多"实验"，其实是思想实验。这对于那些认为新颖理论来自实验结果的那些人来说是难以置信却又不可否认的，但是如果人们接受这一点，即精确的实验只有在有了能够产生以精确的观察陈述为其形式的预见的精确理论时才有可能进行，那就完全可以理解的了。人们也许会争辩说，伽利略当时正处于为创立一种新的力学作出重大贡献的过程之中，那种力学在后来阶段证明是能够为详细的实验提供支持的。他的努力包括思想实验、类比和例证性隐喻，而不是详细的实验，对此不必惊奇。可以提出这样的论据，其大意是：一个概念，无论是"化学元素"、"原子"、"无意识"或别的什么概念的典型历史是，概念最初总是作为一种模糊的观念而出现的，后来随着它在其中起作用的那个理论取得更为精确而融贯的形式而逐渐明晰起来。电场这一概念的出现可以解释为对这种观点的支持。这一概念在19世纪前半世纪被法拉第首次引入时是十分含糊的，而且是借力学上的类比，包括使用例如拉长的绳这样的东西以及以隐喻的方式使用"张力"、"功率"和"力"之类术语之助，被清楚表达出来的。随着电场与其他各种电磁量之间的关系变得更加明确，场的概念也就变得越来越好界定了。一旦麦克斯韦又一次借助力学类比引入了他的位移电流，就有可能使得以麦克斯韦方程式表现出来的那个理论具有较大的融贯性，而那些方程式则清楚地鉴定了所有各种电磁量之间的相互关系。正是到了这一阶段，一向被认为是各种场的力学基础的以太才被弃置不用，场这一被清楚界定的概念才获得了自己的独立地位。
在这一节里，我试图通过科学工作和论证在其中进行的理论框架来为探讨科学建立一个逻辑基础。在这一章和以后两章里，我们要查看从事这一观念的三位重要科学哲学家的工作。
2介绍托马斯·库恩
托马斯·库恩(Kuhn, 1970a)在他的《科学革命的结构》一书中对归纳主义和证伪主义科学观提出了重要挑战，该书首次发表于1962年，八年以后重新印刷，附加一篇澄清性的后记。从那时以来，库恩的观点在科学哲学中一直引起反响。库恩是作为物理学家开始其学术生涯的，后来才把注意力转移到科学史方面来。在这样做的时候，他发现他关于科学的性质的先入之见发生了动摇。他终于认识到，传统的科学观，论是归纳主义的还是证伪主义的，都经不起历史证据的比较。库恩认为应该使理论和他所理解的历史境况更加符合，他的科学观后来就是作为这样一种努力而发展起来的。他的理论的一个关键特点是，强调科学进步的革命性质，这里的革命意味着放弃一种理论结构并代之以另一种不相容的理论结构。另一个重要特点是，科学共同体的社会学特征起着重要作用。库恩关于科学如何进步的图景可以概括为下列开放的图式：
前科学--常规科学--危机--革命--新的常规科学--新的危机
在一门科学形成以前的杂乱无章和五花八门的活动，在某个范式得到某一科学共同体的坚持时，终于变得有结构、有方向。构成一种范式的是：某一特定科学共同体成员们所采纳的、一般性理论假定和定律，以及应用这些假定和定律的技术。在一种范式内工作的人们，不论这种范式是牛顿力学、波动光学、分析化学或是别的什么，都是在从事库恩所说的常规科学。常规科学家将在他们为了解释和适应实验结果所揭示的实在世界某些有关方面的表现而进行的努力中，阐明和发展范式。在这样做的时候，他们会不可避免地经历困难，遇到明显的证伪。如果对这类困难失去了控制，危机状态就发展起来。危机的解决，发生在全新的范式出现并吸引越来越多科学家的忠诚，直到原先那个破绽百出的范式终于被放弃的时候。不连续的变化构成一次科学革命。新的范式，充满了希望而不是被显然无法克服的困难所困扰的范式，现在指引着新的常规科学活动的进行，直到它也陷入严重的麻烦和新的危机，结果是引起新的革命。
在先了解这样一个梗概之后，再让我们进一步对库恩图式的各个成分作一番仔细的考察。
3 范式和常规科学
一门成熟的科学是由单一的一种范式所支配的。1 范式为在它所支配的科学内合法的工作规定标准。它协调并且指导在该范式内工作的一群常规科学家"解决难题"的活动。按照库恩的观点，有一个能够维持常规科学传统的范式的存在，是区别科学与非科学的特征。牛顿力学、波动光学和经典电磁学全都曾经构成也许仍然构成范式，因而有资格成为科学。大部分现代社会学缺乏范式，因而也就没有资格成为科学。
正如下文将要说明的那样，缺乏精确的定义是范式的本性。尽管如此，仍然有可能对组成范式的某些典型的组成部分加以描述。在这些组成部分中，有明确陈述的基本定律和理论假定。例如牛顿的运动定律形成了牛顿范式的一部分，而麦克斯韦的方程式则形成了经典电磁理论范式的一部分。范式也包括把基本定律应用到各种不同类型境况中去的标准方法。例如，牛顿的范式将包括把牛顿的各种定律应用到行星运行、钟摆、台球冲撞以及其他诸如此类的现象上去的方法。为了使范式的定律能够对实在世界产生影响所必需的仪器制造和仪器使用技术，也包括在范式之内。牛顿的范式应用于天文学，包括各种合格的望远镜的使用，以及使用望远镜的技术和对用望远镜收集到的数据加以校正的各种技术。范式的另一个组成部分由一些非常一般的形而上学原则所组成，这些原则对范式内的工作起指导作用。在整个19世纪，支配着牛顿范式的，大致是像这样的一种假定："应该把整个物理世界解释为按照牛顿运动定律在各种力的影响下运转的机械系统"，而17世纪笛卡尔的纲领则包括这样一个原则："虚空是没有的，物理宇宙是一台大钟，其中所有的力都表现为推力"。最后，所有的范式都包含一些非常一般的方法论规定，如："认真努力使你们的范式与自然相匹配"，或"把使范式与自然相匹配的努力的失败看成是严重问题"。
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