常规问题

维持已有理论框架的前提下提出的有待解决的疑难

常规问题是在维持已有理论框架的前提下提出的有待解决的疑难，这些疑难的解决将使原有的理论更加充实、完善和系统化，使科学知识稳步地扩大和精确化，常规问题的特点就是它将在已有理论的范围内进行解决。这个范围包括公理、原则、定律，它们的应用，以及仪器设备使用、操作方法等知识。这样，我们也可以说，常规问题的解决是不与背景知识相冲突的，它将使背景知识更加充实和完善。

简介

绝大部分常规问题属于下面三类：

一类是关于检验理论的事实问题。—方面要使支持理论的事实范围不断扩大，另方面要消除与理论相违的‘反例’。我们以哥白尼关于恒星周年视差的预见被证实过程为例，比较具体地来分析—下这类常规问题。哥白尼学说从理论上预见了金星的盈亏，恒星的视差。所谓恒星周年视差，是因为地球围绕太阳运动，所以它在一年中的不同季节，从地球在太阳系中不同的位置看恒星，应该看到恒星视位置的周期性改变。哥白尼自己曾经力争得到经验的证实，但是失败了。他认为：“恒星没有这种现象，说明它们的距离太大以至地球轨道同它相比也可忽略不计，从而不能看到视差现象。”(《天体运行论》，科学出版社，1973年版，第34页)后来，德国天文学家开普勒也力图观测到恒星视差，结果也失败了，但是他坚信总有一天会成功的。到了1616年，伽利略用自制的望远镜观察天空，发现金星也象月亮一样有盈亏了，从而使日心说获得了第一次强有力的确证。但是对于观测恒星视差，仍然未获成功。此后的三百多年间，天文学家一直都在企图测到恒星视差，以致改进望远镜以寻求视差的努力成为当时天文学研究的一个中心问题。直到1800年，俄国天文学家斯特图维观测织女星，才得出了关于恒星视差的结论。不久，德国的培塞尔和英国的亨德逊也在1837—1840年间各自独立地发现了恒星的视差现象。日心说长期面临的一个异例被克服了。这就更加有力地确证了地球相对于恒星的运动。恒星周年视差的数值问题驱使天文学家注意更加深奥的问题，仔细而深入的研究又扩大了哥白尼理论能够说明的事实领域，同时，理论本身也得以丰富和深化，从这里我们还可以看到，一个常规问题的解决，有时也要经历很长的时间，牵动众多科学家为之奔忙努力，有的科学家甚至为此献出了自己的全部生涯。

其他信息

另一类是关于理论的应用问题，即怎样应用已有的理论去解释已知的相关事实，使理论的解释能与观察的事实相符合。牛顿原来为了推导出开普勒行星运动规律，除了单个行星同太阳之间的引力，他不得不忽略此外的全部吸引作用，但这只是一种近似。望远镜的定量观测表明，行星的运动并不完全遵循开普勒定律。而牛顿万有引力定律则指出各行星之间也在相互吸引。为了使理论的预测更好地与观测事实相符合，就需要考虑两个以上相互吸引天体同时运动的情况，需要进一步修正理论预测，这就为牛顿的后继者留下了令人神往的理论应用问题。比如，到了十八世纪，科学家想从牛顿力学理论推导出人们所观察到的月球运动规律。这也是个常规的理论应用问题，因为它的解决并不能使牛顿理论本身发生变革，但它却显示了应用理论的成功，扩大了应用理论的范围。

还有一类常规问题则是关于已有理论的系统化与表述问题。所有学科中都有一个已有理论如何系统化和表述的问题，典型的案例就是对《自然哲学之数学原理》这部重要著作的重新表述，这部著作几乎记载了牛顿的全部理论。一方面，因为这是项开创性的工作，其中不可避免地有拙劣疏漏之处，另一方面，《原理》的许多涵义只有在应用中方能清楚地显示出来。因此，从十八世纪的伯努里、欧拉、达朗贝尔和拉格朗日到十九世纪的哈密顿、雅可比和赫兹，许多欧洲最卓越的数学物理学家都努力以等效的，但逻辑上和美学上更令人满意的形式对牛顿理论重新加以表述，力图展示出《原理》中的内在的和外在的涵义。这样不仅消除了《原理》中的模糊不清之处而得到了更加精确的理论，而且还产生了新的知识，使牛顿力学发展成为分析力学。

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