ChúngTa.com

Cuốn sách "The Structure of Scientific Revolutions” của Thomas S. Kuhn ra đời năm 1962 (được bổ sung thêm “Lời bạt" trong lần xuất bản thứ hai năm 1970) là một sự bác bỏ có tính chất quyết định) quan niệm vốn có về sự phát triển của khoa học theo cách tích lũy đồng thời làm rõ bản chất của khái niệm “cách mạng khoa học" mà những cách hiểu trước đó chưa thể xem là thích hợp. Công trình này đã đưa ra một hình ảnh rõ ràng và đơn giản về sự phát triển của khoa học: Một khuôn mẫu (paradigm) (một cấu trúc cơ bản ổn định nảy sinh từ một số khám phá được chấp nhận bởi cộng đồng khoa học) xuất hiện rồi bị thay thế bởi một khuôn mẫu mới do trong quá trình nghiên cứu theo khuôn mẫu cũ đã xuất hiện những dị thường ngày càng phát triển sâu rộng dẫn đến khủng hoảng không thể khắc phục được, trong thời kỳ phát triển bình thường, khuôn mẫu định hướng và thúc đẩy toàn bộ sự phát triển của khoa học - khoa học chuẩn, cách mạng khoa học chính là sự thay thế khuôn mẫu cũ bằng khuôn mẫu mới.

Công trình của Kuhn đã gây được sự chú ý rộng rãi không phải chỉ ở những người nghiên cứu về sự phát triển của khoa học mà còn trong nhiều lĩnh vực khác. Các khái niệm "khuôn mẫu”, "khoa học chuẩn", "cộng đồng khoa học"... đã được nhiều tác giả sử dụng, với nghĩa rộng rãi hơn và có thể được sửa đổi, để đánh giá hiện trạng và sự phát triển của một số lĩnh vực hoạt động khác, thí dụ như các khoa học thông tin (information sciences) với đánh giá là đang trong trạng thái "đa khuôn mẫu” hay "tiền khuôn mẫu”.

Trên tờ "New York Times" số ra ngày 19/6/1996, Lawrence Van Gelder đã viết về tác phẩm của Kuhn như sau: "[Cuốn sách của ông] đã ảnh hưởng đến... các nhà khoa học... các nhà kinh tế, các nhà sử học, các nhà xã hội học và các nhà triết học, gây nên sự tranh cãi đáng kể. Nó đã được bán tới khoảng một triệu bản với 16 thứ tiếng và là tài liệu đọc được yêu cầu trong nhiều giáo trình cơ sở về lịch sử và triết học khoa học".

Bài này sẽ giới thiệu về công trình của Kuhn, thực chất là một bản tóm tắt chi tiết cuốn "The Structure". Trước khi trình bày vấn đề này (Phần II) chúng tôi sẽ điểm qua một vài quan điểm vốn có về sự phát triển của khoa học theo cách tích lũy (Phần I). Chúng tôi cũng sẽ nói đến nhưng chỉ là để minh họa một số ý kiến đánh giá công trình của Kuhn (Phần III) và một vài nghiên cứu mở rộng lý thuyết của Kuhn sang những lĩnh vực khác (Phần IV).

I - Quan niệm về sự phát triển của khoa học theo cách tích lũy

Theo quan niệm đã được lan truyền một cách rộng rãi thì khoa học phát triển một cách tuyến tính, có tính chất tích luỹ, ví như một cái nhà được xây dựng với viên gạch này đặt lên viên gạch khác, có thể là chậm chạp nhưng mỗi ngày một cao hơn.

Một hệ quả của quan niệm trên là sự tăng trưởng của kiến thức đến một lúc nào đó có thể đạt tới một điểm mà ở đó hầu như mọi sự đều là đã biết, việc xây dựng tòa lâu đài khoa học đi đến chỗ hoàn tất. Một tác giả tiêu biểu của quan niệm này, theo Rescher, là Charles Sanders Peirce (1839-1914). Nhà triết học này xem lịch sử khoa học như là một sự phát triển qua hai giai đoạn: giai đoạn ban đầu hay sơ bộ trong đó người ta dò tìm cấu trúc tổng quát của các quan hệ đinh tính giữa các tham số khoa học, và giai đoạn thứ hai mà nội dung là tinh vi hóa định lượng, có nghĩa là tìm cho đủ các giá trị đúng của các tham số có trong các phương trình mà cấu trúc tổng quát của chúng đã được xác định trong giai đoạn trước. Khi giai đoạn thứ nhất đã được vượt qua thì sự phát triển của khoa học trong giai đoạn sau chỉ còn là tăng thêm các chi tiết và độ chính xác, xác định những số lẻ tiếp theo cho giá trị của những đại lượng mà giá trị gần đúng của chúng đã được xác lập - cái công việc mà vào cuối thế kỷ XIX, trước các thành tựu mà khoa học đã đạt được lúc bấy giờ), một số nhà khoa học đã nghĩ rằng chỉ có thể là như vậy.

Quan niệm về sự phát triển của khoa học theo cách tích lũy cũng đã từng được rút ra từ sự nghiên cứu về xã hội học khoa học. Trong những năm 1930, Robert K. Merton đã nghiên cứu về sự phát triển của khoa học trong khuôn khổ lý thuyết cấu trúc-chức năng, xem nó như là một hệ thống xã hội chịu sự chi phối của những chuẩn mức đặc thù mà sự tuân thủ chúng sẽ đảm bảo tính khách quan của các kết quả nghiên cứu. Các chuẩn mực đó, một cách lý tưởng, theo Merton, bao gồm: chủ nghĩa cộng đồng), chủ nghĩa phổ dụng, sự tìm hiểu vô tư và chủ nghĩa hoài nghi có tổ chức. Chủ nghĩa cộng đồng chỉ tính chất tập thể của hoạt động khoa học: khoa học là một tài sản công cộng, kết quả của những cố gắng chung. Chủ nghĩa phổ dụng chỉ sự giao lưu của kiến thức nhờ tôn trọng một số phương pháp quan sát và giải thích chặt chẽ. Sự tìm hiểu vô tư là cái đối lại của tất cả những động cơ bên ngoài khoa học của các nhà nghiên cứu, đặc biệt là về chính trị và kinh tế. Nhờ những quy tắc kiểm tra rất chặt chẽ áp dụng cho các chuẩn mức đó, sẽ có thể ngăn ngừa được sự bịp bợm cũng như sự xuất hiện những khoa học giả hiệu. Cuối cùng, chủ nghĩa hoài nghi có tổ chức phân biệt hoạt động khoa học với đa số các hoạt động khác của con người ở chỗ nó loại bỏ sự phân biệt cái phàm tục với cái thiêng liêng, cái cần được tôn trọng không có phê phán với cái có thể được đưa ra phân tích. Sự tuân thủ các chuẩn mức đó trong hoạt động khoa học, về nguyên tác, sẽ bảo đảm sự tồn tại của tính duy lý, tính tích lũy và tính chất không có xung đột của kiến thức khoa học.

Những nghiên cứu về lịch sử khoa học đã cho thấy quan niệm trên đây là không đúng. Khoa học phát triển không phải theo cách "viên gạch này đặt lên viên gạch khác" mà, như Anderson đã viết có nhiều kịch tính hơn rất nhiều. Có những cuộc cách mạng khoa học không đặt viên đá này lên viên đá khác ... Nhà khoa học không chỉ là một tổng công trình sư mà còn là một chuyên gia lật đổ, và khoa học phát triển giống như một thành phố hiện đại: các ngôi nhà cũ được phá bỏ và thay thế bằng những ngôi nhà mới.

Một cách diễn đạt khác (Rescher: Khoa học tiến triển không chỉ theo cách cộng mà ở mức độ cao còn là theo cách trừ. Như Kuhn và những người khác đã lập luận một cách thuyết phục, những khám phá có ý nghĩa nhất ngày hôm nay luôn luôn là một sự lật đô các khám phá ngày hôm qua: những phát hiện lớn của khoa học không thể tránh được có một dạng mâu thuẫn với những phát hiện lớn trước đó của khoa học và bao hàm không chỉ là sự bổ sung mà còn là sự thay thế...

"Các nhà lý thuyết về phương pháp khoa học thuộc một trường phái cũ đã mắc phải cái quan điểm coi khoa học là có tính tích luỹ và đương nhiên, có xu hướng nhìn nhận sự tiến bộ của khoa học theo sự tích lũy của nó [dẫn George Sarton, The Study of the History of Science, Cambridge, Mass., 1936, đặc biệt là trang 5 và History ofscience and the New Humanism, Cambridge, Mass., 1937, đặc biệt là các trang 10 - 11]. Nhưng trong những thập kỷ gần đây, quan điểm này đã bị tấn công ngày càng mạnh mẽ và như vậy là đúng). Y học của Pasteur và lister không cộng vào y học của Galen hay của Paracelsus mà thay thế chúng. Nhà khoa học sáng tạo ở bất kỳ việc gì cũng là một chuyên gia lật đổ nhiều như là một tổng công trình sư. Tiến bộ khoa học có ý nghĩa nói chung không phải là cộng thêm các sự kiện - theo kiểu điển các ô trong trò chơi ô chữ - mà là thay đổi bản thân cái khung. Khoa học về chủ yếu phát triển không bằng cách cộng mà bằng cách trừ và thay thế. [Chú thích: Khẩu hiệu này của triết học khoa học đương đại không phải là hoàn toàn mới. Vào lúc chuyển thế kỷ [1899], Ngài Michael Foster đã viết: Con đường [tiến bộ của khoa học] có thể không phải lúc nào cũng là đường thẳng, có thể có sự đi chệch sang phía này và sang phía kia, các ý tưởng dường như có thể quay trở lại lần này rồi lần khác cùng một điểm của cái la bàn trí tuệ, nhưng ta sẽ luôn luôn thấy rằng chúng đã đạt tới một trình độ cao hơn - chúng đã chuyển động, không phải theo đường tròn mà là đường xoắn ốc. Hơn thế nữa, khoa học không được tạo thành như việc xây dựng một cái nhà, bằng cách đặt viên gạch này lên viên gạch khác) viên gạch đã được đặt rồi thì cứ còn đấy như là nó đã được đặt cho đến lúc cuối cùng. Sự tăng trưởng của khoa học là sự tăng trưởng của một vật thể sống ...]".

II - Lý thuyết của Thomas S.Kuhn

Công trình của Kuhn bao gồm 12 chương và thêm "Lời bạt” trong lần xuất bản thứ hai năm 1970, tất cả 208 trang. Chúng tôi sẽ giới thiệu công trình này theo 3 vấn đề như sau:

1) Sự hình thành "khoa học chuẩn" và bản chất của những nghiên cứu khoa học chuẩn. Các khái niệm “khuôn mẫu và cộng đồng khoa học" được đưa ra như là những khái niệm then chốt để xem xét vấn đề này cũng như các vấn đề khác có liên quan.

2) Sự xuất hiện những "dị thường" không thể giải thích được bằng khoa học chuẩn và sự cần thiết thay đổi khuôn mẫu khi mà sự nhận biết về các dị thường kéo dài hơn và phát triển sâu hơn đến mức lĩnh vực được mô tả như là đang trong “khủng hoảng”.

3) Những vấn đề nảy sinh từ đòi hỏi thay đổi khuôn mẫu tức là vấn đề, “cách mạng khoa học".

A. Khoa học chuẩn, khuôn mẫu và cộng đồng khoa học

1. Sự hình thành khoa học chuẩn. Các khái niệm "khuôn mẫu và cộng đồng khoa học"
"Khoa học chuẩn" (nolmal science), theo đúng phát biểu của Kuhn trong lần xuất bản thứ nhất của “The Structure” là “sự nghiên cứu dựa một cách kiên quyết trên một hoặc một số thành tựu khoa học, những thành tựu mà một cộng đồng khoa học cụ thể nào đó thừa nhận trong một thời gian như là cung cấp nền tảng cho sự hoạt động tiếp tục của nó".

Những sách giáo khoa trong đó người ta trình bày những lý thuyết đã được chấp nhận, các ứng dụng của chúng, và so sánh các ứng dụng đó với kết quả quan sát và thí nghiệm tiêu biểu chính là sự trình bày các thành tựu hợp thành khoa học chuẩn trong thời đại của chúng. Những sách giáo khoa như vậy đã trở thành một hiện tượng quen thuộc từ đầu thế kỷ XIX. Trước đó, những tác phẩm dược xem là kinh điển như "Phlysica” của Aristotle, "Almngest”, của Ptolemy, "Principa” và "Opticks” của Newton, "Electricity" của Franklin, "Chemistry" của Lavoisier, "Geology" của Lyell… đã giữ vai trò tương tự. Chúng có hai đặc tính cơ bản sau đây:

i) Thành tựu được giới thiệu là "chưa từng có" ở mức độ nào đó để có thể lôi cuốn được một nhóm trung kiên theo nó và từ bỏ những cách hoạt động khoa học khác đang cạnh tranh,

ii) Thành tựu là "còn bỏ ngỏ" ở mức độ nào đó để dành mọi loại vấn đề cho một nhóm được xác định lại (redefined group) giải quyết.

Những thành tựu có đủ hai đặc tính trên, theo Kuhn, sẽ gọi là "khuôn mẫu”. Sự học tập khuôn mẫu sẽ chuẩn bị cho người học trở thành thành viên của một cộng đồng khoa học cụ thể mà trong đó họ sẽ làm việc. Những người đã cam kết sử dụng cùng những quy tắc và tiêu chuẩn trong hoạt động khoa học của mình là những người đã chấp nhận cùng một khuôn mẫu. Sự cam kết đó là điều kiện tiên quyết của khoa học chuẩn, của sự hình thành và phát triển một truyền thống nghiên cứu cụ thể.

Trong "Lời bạt" viết cho lần xuất bản thứ hai của cuốn sách, Kuhn đã đưa ra định nghĩa tường minh của các khái niệm "khuôn mẫu và cộng đồng khoa học" như sau: "Một khuôn mẫu là cái mà một cộng đồng khoa học chia sẻ và đảo lại, một cộng đồng khoa học bao gồm những người chia sẻ một khuôn mẫu”. Ông cũng nói thêm rằng định nghĩa này không phải là một cái vòng luẩn quẩn: "Các cộng đồng khoa học có thể và cần được tách riêng mà không cần phải dựa từ trước vào các khuôn mẫu, các khuôn mẫu sau đó có thể được phát hiện bằng cách kỹ lưỡng sự hành xử của các thành viên của một cộng đồng đã cho".

Hiển nhiên là có thể tồn tại loại nghiên cứu khoa học không có khuôn mẫu hoặc ít nhất cũng không có khuôn mẫu thật rõ rệt và thật gắn kết. Khi có được một khuôn mẫu và một loại nghiên cứu riêng biệt hơn mà khuôn mẫu đó cho phép thì đó là dấu hiệu của sự trưởng thành trong quá trình phát triển của một lĩnh vực khoa học nào đó.

Để làm thí dụ cụ thể, ta hãy xét lịch sử phát triển của quang học vật lý. Ngày nay, các sách giáo khoa đều dạy rằng ánh sáng là các photon, tức là những thực thể cơ lượng tử thể hiện một số đặc tính của sóng và một số đặc tính của hạt. Các nghiên cứu khoa học đều được tiến hành tương ứng với điều đó, nói đúng hơn, tương ứng với một phát biểu tinh vi và chặt chẽ về toán học mà từ đó đã rút ra cách nói thông thường đó. Khuôn mẫu này đã dần dần hình thành bắt đầu từ thế kỷ XX với công trình của Planck, Einstein và nhiều người khác. Trước đó, trong các sách giáo khoa, ánh sáng được giảng như là một loại sóng ngang, một quan niệm mà nguồn gốc của nó là khuôn mẫu đã hình thành từ các công trình của Young và Flesnel đầu thế kỷ XIX. Trước đó nữa, vào thế kỷ XVIII, khuôn mẫu của quang học vật lý được lấy ra từ tác phẩm "Opticks" của Newton trong đó ánh sáng được hiểu là những hạt vật chất, chứng cớ cho quan niệm này được tìm kiếm ở áp suất mà các hạt ánh sáng gây ra khi chúng đập vào các vật thể rắn.

Bản chất của ánh sáng theo quan niệm hạt của Newton là cơ sở của khuôn mẫu đầu tiên trong lịch sử quang học vật lý. Trước đó, trong suốt thời gian từ thời kỳ Cổ đại cho đến cuối thế kỷ XVII, không có một quan niệm duy nhất nào về bản chất của ánh sáng được chấp nhận một cách rộng rãi. Có nhiều trường phái cạnh tranh với nhau xung quanh vấn đề này, các trường phái đó bắt nguồn từ các học thuyết khác nhau: Epicurus, Aristotle, Plato. Một trường phái coi ánh sáng như là những hạt phát ra từ các vật thể vật chất, một trường phái khác - đó là sự biến đổi của môi trường nằm giữa vật thể và mắt người quan sát, một trường phái khác nữa - ánh sáng là tương tác giữa môi trường và một cái gì đó từ mắt phát ra... Các trường phái này ở những thời điểm khác nhau đã có những đóng góp vào khối các khái niệm, hiện tượng và kỹ thuật mà từ đó Newton lần đầu tiên đã rút la khuôn mẫu hầu như được mọi người chấp nhận cho quang học vật lý.

Ta có thể nói gì về các nhà nghiên cứu thuộc các trường phái khác nhau trước Newton ? Có thể nói tất cả họ đều là nhà khoa học. Song sự lựa chọn của họ về các quan sát và thí nghiệm là tương đối tự do vì không có một tập hợp phương pháp hay hiện tượng nào mà tất cả các nhà nghiên cứu về quang học vật lý đều bị buộc phải sử dụng và giải thích. Trong điều kiện như vậy, khi viết một cuốn sách, tác giả của nó thường nhắm vào các thành viên của các trường phái khác cũng như là nhắm vào chính tự nhiên. Tình hình này không phải là xa lạ trong một số lĩnh vực sáng tạo ngày nay nhưng không còn là quen thuộc nữa trong quang học vật lý sau Newton cũng như một số lĩnh vực khoa học tự nhiên khác.

Ngoại trừ những lĩnh vực như toán học và thiên văn học mà những khuôn mẫu vừng chắc đầu tiên của chúng đã được hình thành ngay từ thời kỳ Cổ đại, và những ngành như sinh hóa học đã xuất hiện từ sự phân chia và tổ hợp những chuyên ngành đã trưởng thành, quá trình hình thành các khuôn mẫu của quang học vật lý trình bày ở trên là điển hình về phương diện lịch sử. Trong các lĩnh vực khác, những cái mốc đánh dấu sự hình thành của khuôn mẫu đầu tiên, cũng tức là sự xuất hiện của khoa học chuẩn, có thể kể ra như sau: nghiên cứu về chuyển động: Aristotle, tĩnh học: Archimedes, nhiệt: J.Black, hóa học: R.Boyle và H.Boerhaave, địa chất học lịch sử: J.Hutton. Trong sinh học, trừ một số bộ phận, thí dụ như nghiên cứu về di truyền học, những khuôn mẫu đầu tiên được chấp nhận một cách phổ biến là những sự kiện không xa thời kỳ của chúng ta. Trong khoa học xã hội, chưa rõ có một bộ phận nào đã có được những khoa học như vậy. Con đường đi đến một sự thoả thuận vững chắc trong khoa học quả là vô cùng gian khổ!

2. Bản chất của khoa học chuẩn

Ta sẽ xét riêng các hoạt động thực nghiệm (thu thập sự kiện) và các hoạt động lý thuyết.

a) Các hoạt động thực nghiệm
Cụ thể là các thí nghiệm và quan sát được các nhà khoa học giới thiệu từ trong các tạp chí chuyên môn nhằm thông báo cho các bạn đồng nghiệp về các kết quả nghiên cứu đang tiến hành.

Các hoạt động này có ba tiêu điểm (và không thể nhiều hơn) như sau:

i) Thu thập những sự kiện mà khuôn mẫu đã chỉ ra là chứa đựng bản chất của sự vật. Những sự kiện này xứng đáng được xác định với độ chính xác cao hơn và trong những tình huống rộng lớn hơn.

Thí dụ: Trong thiên văn học: vị trí và cấp sáng của các sao, chu kỳ thiên thực của các hành tinh, trong vật lý học: bước sóng và cường độ các vạch phổ, độ dẫn điện của các vật liệu, trong hóa học: điểm sôi và đô axit của các dung dịch...

Những công trình nghiên cứu nhằm nâng cao độ chính xác và phạm vi của các sự kiện như trên hiện đang chiếm một tỉ lệ đáng kể trong các tài liệu khoa học thực nghiệm và quan sát. Phục vụ mục đích này, người ta đã chế tạo ra những thiết bị chuyên ngành ngày càng phức tạp và tốn kém với sự đầu tư tài năng và thời gian ngày càng phải nhiều hơn.

ii) Thu thập những sự kiện có thể so sánh trực tiếp với các tiên đoán từ lý thuyết khuôn mẫu. Lớp các sự kiện này thường ít có giá trị tự thân hơn so với lớp các sự kiện trên, quy mô của nó cũng nhỏ hơn.

Thí dụ: Các thí nghiệm kiểm tra lý thuyết tương đối rộng. Trên thực tế, ít có những lĩnh vực trong đó lý thuyết có thể so sánh trực tiếp với tự nhiên. Sự so sánh này, nếu có thể có được, thường đòi hỏi sự lấy gần đúng về lý thuyết và về dụng cụ, và như vậy đã giới hạn nhiều sự phù hợp mà chúng ta chờ đợi. Giảm bớt sự giới hạn đó hay tìm ra những lĩnh vực mới trong đó có thể chứng minh được sự phù hợp luôn luôn là một thách thức đặt ra cho những người làm thí nghiệm và quan sát.

iii) Thu nhập những sự kiện làm rõ lý thuyết khuôn mẫu, loại bỏ một số chỗ mập mờ còn tồn tại và cho phép giải quyết những vấn đề mà lúc đầu mới chỉ được nêu lên. Lớp sự kiện này là quan' trọng nhất trong số ba lớp sự kiện được thu thập trong khoa học chuẩn. Nó có thể chia thành những lớp nhỏ hơn như sau:

Xác định các hằng số vật lý, các đơn vị thiên văn… Điều quan trọng là những thí nghiệm như vậy không thể được tiến hành nếu không có một lý thuyết khuôn mẫu để xác định vấn đề và bảo đảm là có lời giải ổn định.

Làm rõ các định luật định lượng, thí dụ như định luật hút và đẩy giữa các điện tích của Coulomb. Ta không rõ có hay không có hay không có một khuôn mẫu làm tiền đề cho việc khám phá ra những định luật như vậy, song, nói chung, có thể nói rằng có một quan hệ giữa khuôn mẫu định tính và định luật định lượng, và, từ Galileo trở đi, những định luật như vậy thường được phỏng đoán một cách đúng đắn dựa trên một khuôn mẫu từ nhiều năm trước khi chế tạo được thiết bị thí nghiệm.

Chọn ra cách thích hợp trong số những cách khả dĩ áp dụng một khuôn mẫu đã cho cho một lĩnh vực mới. Loại thí nghiệm như vậy mang tính chất thám sát và thường có vai trò trong những thời kỳ và nhũng lĩnh vực mà sự quan tâm chủ yếu là khía cạnh định tính của quy luật.

b) Các hoạt động lý thuyết

Các hoạt động này cũng có thể chia thành ba lớp tương ứng gần đúng với ba tiêu điểm của các hoạt động thu thập sự kiện:

i) Một bộ phận của các hoạt động lý thuyết chuẩn, tuy nhỏ, là sử dụng lý thuyết đã có để suy ra thông tin có giá trị tự tại, thí dụ như lập các lịch thiên văn, tính các đặc trưng của thấu kính... Các nhà khoa học thường coi đây là một loại việc nhàm chán cần chuyển cho các kỹ sư hay các kỹ thuật viên.

Trong khi đó, trên các trang tạp chí khoa học quan trọng, có rất nhiều công trình lý thuyết mà mục đích của chúng là chỉ ra một ứng dụng mới của khuôn mẫu hay tăng độ chính xác của một ứng dụng đã được thực hiện. Sở dĩ có nhu cầu về những công trình như vậy là bởi vì việc phát triển những điểm tiếp xúc giữa lý thuyết và tự nhiên thường đứng trước rất nhiều khó khăn. Chúng ta biết rằng trong "Principa", Newton đã suy ra nhiều hệ quả từ các định luật của ông, thí dụ như các định luật về chuyển động hành tinh của Kepler, hiện tượng thủy triều, chuyển động của con lắc, công thức tốc độ âm thanh trong không khí... ở trình độ khoa học lúc bấy giờ, việc chứng minh các hệ quả như vậy quả là một thành công kỳ diệu. Tuy nhiên, do tính tổng quát của các định luật được xét, số lượng các ứng dụng mà Newton đã thu được không phải là nhiều, và còn là kém chính xác so với sự suy diễn của một sinh viên vật lý ngày nay, và lại chỉ nặng về cơ học thiên thể mà thiếu chú ý đến các vấn đề của Trái Đất.

ii) Trong các hoạt động lý thuyết cũng có vấn đề độ chính xác. Thí dụ như khi Newton áp dụng các định luật của ông cho chuyển động con lắc, ông đã phải coi quả nặng như là một chất điểm. Đó là sự gần đúng vật lý và sự gần đúng đó đã giới hạn sự phù hợp giữa tiên đoán và thí nghiệm thực tế. Sự giới hạn này đã để lại nhiều vấn đề lý thuyết hấp dẫn cho những người kế tục của Newton trong thế kỷ XVIII và đầu thế kỷ XIX và họ đã tạo ra được một số kỹ thuật toán học đầy sức mạnh cho phép giải quyết các vấn đề của cơ học thiên thể, thủy động học và dây rung. Một số thí dụ khác, ta có thể tìm thấy trong nhiệt động học, lý thuyết sóng của ánh sáng, lý thuyết điện từ và một số lĩnh vực khoa học khác vào thời kỳ sau khi các khuôn mẫu của chúng được xác lập với các định luật cơ bản là hoàn toàn định lượng.

iii) Cuối cùng là các vấn đề lý thuyết của việc làm rõ khuôn mẫu. Trong thời kỳ mà sự phát triển của khoa học về chủ yếu là định tính, các vấn đề này giữ vai trò chủ đạo. Trong một số vấn đề, nội dung của việc làm rõ là phát biểu lại, thí dụ như các công trình trong các thế kỷ XVIII và XIX nhằm phát biểu lại lý thuyết cơ học của Newton dưới một dạng tương đương nhưng thỏa đáng hơn về logic và thẩm mỹ. Trong các lĩnh vực khác cũng có các công trình phát biểu lại khuôn thì đa số còn gây ra một sự thay đổi đáng kể trong khuôn mẫu chứ không chỉ là phát biểu lại. Sự thay đổi đó là kết quả của những cố gắng thực nghiệm làm rõ khuôn mẫu đã nói ở một mục trên. Thực tế, các vấn đề làm rõ khuôn mẫu đều vừa là thực nghiệm, vừa là lý thuyết. Trước khi tạo ra dụng cụ đo lực đẩy hay hút giữa các điện tích, Coulomb đã sử dụng lý thuyết điện để xác định dụng cụ đó cần phải được chế tạo như thế nào, và kết quả đo của ông đã dẫn đến việc hoàn thiện lý thuyết.

c) Nói tóm lại, tất cả các nghiên cứu khoa học chuẩn, lý thuyết cũng như thực nghiệm, đều nằm trong ba lớp vấn đề sau đây:

i) Xác định những sự kiện có ý nghĩa,
ii) Đối chiếu các sự kiện với lý thuyết,
iii) Làm rõ lý thuyết.

Bên cạnh đó, cũng có thể có những vấn đề bất thường, những vấn đề này chỉ xuất hiện trong những trường hợp đặc biệt do kết quả của chính sự tiến triển của nghiên cứu chuẩn. Như vậy, không thể tránh dược, tuyệt đại đa số các vấn đề được nghiên cứu bởi ngay cả những nhà khoa học lỗi lạc nhất phải rơi vào một trong ba lớp vấn đề nói trên. Nghiên cứu trong khuôn mẫu không thể tiến hành theo một cách nào khác, và rời xa khuôn mẫu có nghĩa là thôi không làm khoa học mà khuôn mẫu đó xác định. Như sẽ nói trong các phần sau sự rời xa đó có thể sẽ xảy ra, và đó là khởi đầu của những cuộc cách mạng khoa học.