ساختار تاریخی اکتشاف علمی

نویسنده: تامس کوون
برگردان: علی اردستانی / دانشجوی رشته علوم سیاسی دانشگاه تهران، مقطع دکترای
این مقاله درصدد تجزی و تشریح بخش کوچکی از آنچه در مطالعه علم یک انقلاب تاریخ‌شناسانه مستمر است، می‌باشد. به‌طور مشخص ساختار اکتشاف علمی موردتوجه ماست و با عنایت به این امر که خود این موضوع به اندازه کافی عجیب و غیرعادی می‌باشد، کوشش می‌شود تا به بهترین نحو ممکن آن را بررسی کند. هم دانشمندان و هم تا این اواخر مورخان معمولاً اکتشاف را به‌عنوان واقعه‌ای تلقی می‌کردند که اگرچه واجد پیش‌شرط و پیامدها و نتایجی بود، اما فی‌نفسه فاقد ساختاری درونی بود. اکتشاف به‌جای تلقی به‌عنوان پیشرفتی پیچیده که در فضا و زمان بسط یافته است، معمولاً به‌عنوان واقعه‌ای بی‌همتا مشاهده می‌شد که در زمان و مکان معینی به‌طور اتفاقی برای فرد حاصل شده است.
به‌نظر من، چنین چشم‌اندازی از اکتشاف ریشه‌های عمیقی در ماهیت اجتماع علمی دارد. یکی از چند عنصر تاریخی تکراری در کتب درسی آن است که دانشمند آتی می‌آموزد رشته او صفت پدیده‌های طبیعی خاصی برای شخصیت‌های تاریخی است که او در ابتدا کشف کرده است. درنتیجه این وجه و وجوه دیگر آموزش‌شان، اکتشاف به هدف مهمی برای بسیاری از دانشمندان بدل می‌شود.
برای اکتشاف باید یکی از نزدیک‌ترین تقریب‌ها را به حق مالکیت موجود در حرفه علمی انجام داد. وجاهت حرفه‌ای اغلب در پیوند نزدیک با چنین تملک‌ها و یافته‌هایی قرار دارد. بنابراین تعجبی ندارد که مناقشات تند مربوط به اولویت‌ و استقلال در اکتشاف، اغلب رویه هنجاری آرام اجتماع علمی را به هم می‌زنند. حتی تعجب کمتری وجود دارد که بسیاری از مورخان علم اکتشاف منفرد را به‌عنوان واحد مناسب اندازه‌گیری پیشرفت علمی تلقی نموده‌اند و مهارت و زمان زیادی را صرف تعیین زمان اکتشاف کرده‌اند. اگرچه مطالعه اکتشاف پیشنهادی شگفت‌آور است، ما به‌رغم خلاقیت و انرژی فراوانی که مصروفش می‌شود، آن تنها دانشی جدلی و کوشا (Painstaking) نیست که در تعیین زمان و مکانی که در آن اکتشاف معینی "ساخته می‌شود"، توفیقاتی نیز داشته است.
چنین شکستی در حوزه استدلال و پژوهش مؤید تز موردنظر این مقاله است. بسیاری از اکتشافات علمی، به‌ویژه جالب‌ترین و مهمترین‌شان، از نوع وقایعی که درباره آنها می‌توان سوالات "کجا؟" و به ویژه "کی و چه وقت؟" را پرسید، نیستند. حتی اگر تمام داده‌های قابل تصور مهیا و آماده باشند، چنین سوالاتی پاسخ منظم و ثابتی نخواهند داشت. با این وجود، میل و کشش دائمی ما به پرسش در مورد آنها نشانه عدم شایستگی بنیادی تصور ما از اکتشاف می‌باشد.
در اینجا همین عدم شایستگی در کانون توجه ماست و در آغاز کوشش می‌شود تا با بررسی مسأله تاریخی برآمده از تلاش‌های مربوط به تعیین تاریخ و مکان طبقه عمده‌ای از اکتشافات بنیادی به آن نزدیک شد.
این طبقه مسأله‌ساز شامل اکتشافاتی- نظیر اکسیژن، برق، پرتوهای x و الکترون- می‌شود که از پیش از سوی نظریه رسمی غیرقابل‌پیش‌بینی بود و به همین دلیل حرفه مجتمع (assemied) را با بهت و شگفتی مواجه ساخته بود. در مجموع اگرچه این نوع اکتشاف علاقه انحصاری مرا تشکیل می‌دهد، اما آن از ابتدا نوع دیگری را نیز نشان می‌دهد که تعداد خیلی کمی از همان مسایل را عرضه می‌کند. در این طبقه دوم از اکتشافات، نوترینو، امواج رادیویی، و عناصر پرکننده فضاهای خالی جدول تناوبی قرار دارند. وجود تمام این اشیا (objects) پیش از کشف‌شان از سوی نظریه پیش‌بینی شده بود، و بدین‌ترتیب کاشفان از همان ابتدا می‌دانستند به دنبال چه چیزی هستند. اگرچه این علم غیب چیزی از سختی یا گیرایی وظیفه آنها نمی‌کاهد، اما موازین و ملاک‌هایی را فراهم می‌سازد که آنان را از زمان کسب هدفشان آگاه می‌نماید. درنتیجه، مباحث ناچیزی در مورد حق تقدم و اولویت این نوع یعنی نوع دوم از اکتشافات وجود دارد، و تنها همین قلت و کمی داده‌هاست که می‌تواند مورخ را از اسناد آنها به زمان و مکان خاصی بازدارد. این واقعیات کمک می‌کند تا به هنگام بازگشت به اکتشافات مساله‌ساز طبقه اول مشکلات پیشاروی خود را مجزا کنیم. در مواردی که در اینجا بیشتر موردتوجه ماست هیچ معیار یا ملاکی که دانشمند یا مورخ را از زمان انجام اکتشاف مطلع سازد، وجود ندارد.
برای توضیح این مساله بنیادی و پیامدهای آن در ابتدا به اکتشاف اکسیژن می‌پردازیم از جایی که این اکتشاف به کرات و اغلب با دقت و مهارت فراوانی مورد مطالعه واقع شده، به احتمال شگفتی واقعی و نابی را برنمی‌انگیزد. با این وجود، مثال مزبور به‌ویژه برای توضیح نکات اصلی مناسب است. دست‌کم سه دانشمند- کارل شیله (Carl Scheele)، ژوزف پریستلی (Joseph Priestly)، و آنتوان لاووازیه (Antone Lavoisier) ادعای مشروعی برای اکتشاف داشته‌اند، و گه‌گاه مجادله‌گران نیز ادعای مشابهی را برای پیره باین (Pierre Bayen) مطرح ساخته‌اند. کار شیله اگرچه تقریباً به‌طور قطع به یقین تا پیش از پژوهش‌های مربوطه پریستلی و لاووازیه تکمیل شده بود، اما تا پیش از شناسایی مطلوب کارشان آشکار و علنی نشده بود. بنابراین، آن نقش علی روشنی نداشت، و ما با حذف آن داستان خود را ساده‌تر می‌کنیم. درعوض، مسیر اصلی اکسیژن را با کار باین شروع می‌کنیم که زمانی پیش از مارچ 1774 دریافت که می‌توان با گرم نمودن رسوب قرمز جیوه (HgO) گاز به دست آورد. این محصول هوا مانند را باین به عنوان هوای ثابت (Co2) که بیشتر شیمیدانان هواشناختی (Pneumatic) از طریق کارهای آغازین ژوزف بلک (Joseph Black) با آن آشنا شده بودند، شناسایی نمود. مواد گوناگون دیگری نیز برای کسب همان گاز شناسایی شده بودند.
در ابتدای آگوست 1774، چند ماه بعد از انتشار اثر باین، پریستلی همین آزمایش را هرچند احتمالاً به گونه‌ای مستقل تکرار نمود. با این وجود، پریستلی مشاهده نمود که فرآورده گازی به اشتعال کمک می‌کند و بدین‌ترتیب امر شناسایی را تغییر می‌دهند. به نظر او گاز به‌دست آمده از طریق گرم نمودن رسوب قرمز همان هوای نیترو (N2O) بود که او دو سال پیش آن را کشف نموده بود.
بعداً در همان ماه پریستلی در طی سفری به پاریس لاووازیه را در مورد این واکنش جدید آگاه ساخت. لاووازیه یک بار دیگر در نوامبر 1774 و در فوریه 1775 این آزمایش را تکرار نمود. اما از جایی که او تاحدودی آزمون‌ها را دلبخواهانه‌تر از پریستلی به کار می‌برد، مجدداً امر شناسایی را تغییر داد. برای او تا می 1775 گاز آزاده شده توسط رسوب قرمز نه هوای ثابت بود و نه هوای نیترو (nitrous air)، بلکه "فی‌نفسه هوای [اتمسفری] صرف بدون تغییر و دگرگونی ... جز این‌که ... به گونه‌ای خالص‌تر آشکار می‌شود،" بود. با این وجود، در همین فاصله پریستلی نیز به فعالیت خود ادامه داد و تا پیش از مارچ 1775 او نیز به این نتیجه رسید که گاز موردنظر باید "هوای معمولی (Common air)" باشد. تا این زمان تمام افرادی که گاز را از رسوب قرمز جیوه به دست می‌آوردند آن را با همان گونه‌های شناخته شده قبلی شناسایی می‌نمودند.
مابقی این داستان به‌طور مختصر گفته شده است. در طول مارچ 1775 پریستلی دریافت که گاز او از جهات چندی خیلی "بهتر" از هوای معمولی است، مجدداً یک‌بار دیگر آن را شناسایی نمود، و این‌بار آن را "هوای فلوژیستون زدوده (dep-hlogisticated air)"، یعنی هوای اتمسفری بدون فلوژیستون، نامید. این نتیجه را پریستلی در ترانسسکشنز فیلوسوفیکال (Philosophical Transactions) منتشر نمود و ظاهراً همین انتشار لاووازیه را به آزمون مجدد نتایج خود سوق داد. این آزمون مجدد در طی فوریه 1776 آغاز و در طی یک سال لاووازیه را به این نتیجه رساند که گاز مزبور در واقع بخش جداگانه‌ای از هوای اتمسفر است که او و پریستلی قبلاً به‌گونه‌ای متجانس و همگن می‌پنداشتند. با توجه به این موضوع و با توجه به شناسایی این گاز به‌عنوان یک‌گونه متمایز غیرقابل تقلیل می‌توان نتیجه گرفت که کشف اکسیژن کامل شده بود.
اما با توجه به پرسش اولیه و ابتدایی این مقاله، چه زمانی می‌توانیم بگوییم که اکسیژن کشف شده بود و در پاسخ به این سوال از چه معیارها و موازینی می‌توانیم استفاده کنیم؟ چنانچه کشف اکسیژن تنها بیان نمونه‌ای ناخالص (impure)‌ در دستان فرد است، پس این گاز در عصر باستان و توسط اولین فردی که هوای اتمسفری را در داخل بطری ریخت، "کشف" شده است. بدون تردید، برای معیاری آزمایشی ما دست‌کم به نمونه‌ای نسبتاً خالص شبیه آنچه پریستلی در آگوست 1774 به دست آورد، نیازمند هستیم. با این وجود پریستلی در طول 1774 نمی‌دانست او چیزی به جز شیوه جدیدی برای تولید گونه نسبتاً شناخته‌شده‌ای کشف نکرده است. در تمام این سال "کشف" وی به سختی از کشف قبلی باین و از کشف استفن هیلز (Stepen Hales) که همین گاز را بیش از چهل سال پیش به دست آورده بود، قابل تمییز است. به نظر می‌رسد برای کشف چیزی شخص باید نسبت به آن و آنچه کشف شده است، آگاهی داشته باشد.
اما در مورد این موضوع شخص چقدر باید بداند؟ آیا پریستلی به هنگام شناسایی این گاز به‌عنوان هوای نیترو به اندازه کافی به موضوع نزدیک شده بود؟ اگر نه، آیا او و لاووازیه به هنگام تغییر امر شناسایی به هوای معمولی به گونه‌ای مهم به موضوع نزدیک شدند؟ و درباره شناسایی بعدی پریستلی در مارچ 1775 چه چیزی باید گفت؟ هوای فلوژیستون زدوده هنوز نه اکسیژن است و نه حتی برای شیمیدان فلوژیستونی یک نوع گاز کاملاً غیرمنتظره، بلکه ترجیحاً یک هوای اتمسفری به‌ویژه خالص می‌باشد. بنابراین، به‌نظر می‌رسد برای کار لاووازیه که او را نه‌تنها به تجزی این گاز بلکه به دیدن آنچه بود نیز رهنمون ساخت، باید تا 1776 و 1777 صبر کرد.
با این وجود، حتی همین تصمیم را می‌توان مورد تردید قرار داد، زیرا لاووازیه در 1777 و تا پایان عمرش تاکید می‌ورزید که اکسیژن یک "اصل اسیدی" اتمی است و گاز اکسیژن تنها هنگامی تشکیل می‌شود که این "اصل" با کالوریک (caloric)، یعنی ماده حرارت (heat)، متحد شود. بنابراین، آیا می‌توان گفت که اکسیژن هنوز در 1777 کشف نشده بود؟ ممکن است عده‌ای دچار چنین وسوسه‌ای شوند.. اما اصل اسیدی تا بعد از 1810 از شیمی طرد نگردید، و کالوریک نیز تا دهه 1860 دوام آورد. با این وجود، مدت زمان زیادی بعد از این دو تاریخ، اکسیژن به صورت یک ماده شیمیایی استاندارد بدل گردید. علاوه‌بر این، احتمالاً به‌نظر می‌رسد که موضوع کلیدی این است که آن‌چنین منزلتی را تنها براساس کار پریستلی و بدون استفاده از بازتفسیر هنوز جزیی و کم اهمیت لاووازیه به دست آورده بود.
به‌نظر من، ما به واژگان و مفاهیم جدیدی برای تجزیه و تحلیل وقایعی نظیر کشف اکسیژن نیاز داریم. اگرچه بدون تردید این گفته نیز درست است که جمله "اکسیژن کشف شد" با بیان اینکه کشف چیزی یک عمل ساده منفرد قابل اسناد صریح به یک فرد یا زمانی مشخص است، گمراه‌کننده می‌باشد. با این وجود، هنگامی که این اکتشاف غیره منتظره پیش‌بینی نشده باشد؛ اسناد اخیر همواره و اولی اغلب غیرممکن است. برای مثال، با نادیده گرفتن شیله با اطمینان می‌توان گفت که اکسیژن تا پیش از 1774 کشف نشده بود؛ همچنین احتمالاً می‌توانیم تاکید ورزیم که آن در 1777 یا کمی بعد از آن کشف شده بود. اما در بطن چنین حدودی هر تلاشی برای تعیین تاریخ این کشف یا برای اسناد آن به یک فرد به‌گونه‌ای اجتناب‌ناپذیر دلبخواهانه خواهد بود. علاوه بر این، آن تنها به این دلیل باید دلبخواهانه باشد که کشف پدیده‌ای جدید ضرورتاً فرایند پیچیده‌ای است که مستلزم شناختن آن چیز و چه چیزی آن می‌باشد. مشاهده و مفهوم‌سازی یا واقعیت و همسانی (assimilation) واقعیت با نظریه، به‌گونه‌ای جدایی‌ناپذیربا کشف چیزهای جدید علمی مرتبط می‌باشند. به‌گونه‌ای اجتناب‌ناپذیر، این فرایند در طی زمان بسط می‌یابد و به‌طور طبیعی تعدادی از مردم را دربرمی‌گیرد. تنها برای اکتشافات موجود در طبقه دوم- اکتشافاتی که ماهیتشان پیشاپیش مشخص است- کشف آن چیز و کشف چه چیزی آن می‌تواند به‌طور هم‌زمان و آنی روی دهد.
دو مثال ساده و بسیار کوتاه پیشین به‌طور همزمان هم میزان نوعی (typical) بودن مورد اکسیژن را نشان می‌دهند و هم مسیر نتیجه‌گیری‌های بالنسبه دقیق‌تری را فراهم می‌سازند. در شب 13 مارچ 1781 ویلیام هرشل ستاره‌شناس، ورود بعدی را در مجله‌اش اعلام نمود: "در ربع نزدیک زتاتوری ... (Zeta Tauri) یا یک ستاره سحابی و یا احتمالاً یک ستاره دنباله‌دار شگفت‌انگیز وجود دارد." اگرچه عموماً گفته می‌شود که این ورود نشان‌دهنده کشف سیاره اورانوس می‌باشد، اما آن تمام موضوع نیست.
در حدفاصل 1690 و مشاهدات هرشل در 1781 همان شیء دیده شده بود و دست‌کم هفت بار توسط کسانی که آن را یک ستاره می‌پنداشتند، ثبت شده بود. هرشل به دلیل استفاده از تلسکوپی بزرگتر، تنها در این فرض که آن احتمالاً ستاره‌ای دنباله‌دار می‌باشد، با آنها تفاوت داشت! دو مشاهده دیگر در 17 و 19 مارچ با بیان اینکه شیء مورد مشاهده او در میان ستاره‌ها حرکت می‌کند، این حدس را تایید می‌کرد. بنابراین، ستاره‌شناسان در سراسر اروپا از چنین کشفی اطلاع داشتند، و در میان آنها ریاضیدانان شروع به محاسبه مدار ستاره دنباله‌دار جدید نمودند. تنها چند ماه بعد و بعد از شکست پیاپی تمامی این تلاش‌ها برای تطبیق با مشاهدات، لکسل (Lexell) پیشنهاد نمود که شیء موردمشاهده هرشل احتمالاً یک سیاره می‌باشد و محاسبات بیشتر، که به‌جای مدار ستاره دنباله‌دار از مدار سیاره استفاده می‌نمودند، تنها زمانی با مشاهدات سازگاری یافتند که چنین پیشنهادی مورد پذیرش عمومی قرار گرفت.
در چه مقطعی از سال 1781 می‌توان گفت سیاره اورانوس کشف شد؟ و آیا به ضرس قاطع می‌توان گفت که هرشل و نه لکسل آن را کشف نمود؟
و یا به داستان بسیار کوتاه کشف پرتوهای x توجه کنید که در 1895 روی داد. داستان از روزی شروع شد که رونتگن (Roentgen) فیزیکدان پژوهش متعارفی را بر روی پرتوهای کاتودی متوقف نمود. این بدان دلیل بود که مشاهده کرد صفحه‌ای پوشیده از پلاتینوسیانورباریوم (platinocyanide barium) که در مجاورت دستگاه تحت پوشش او بود، در هنگام وقوع تخلیه برقی درخشندگی می‌یابد. پژوهش‌های بیشتر- در مدت هفت هفته پرجنب‌وجوش که در طی آن رونتگن آزمایشگاه را ترک نکرد- نشان داد که علت درخشندگی به خط مستقیم لوله پرتوهای کاتودی، سایه تشعشعات و عدم امکان انحراف پرتوها با آهن‌ربا و چیزهای دیگر مربوط می‌گردد. رونتگن پیش از اعلام اکتشافش، خود را متقاعد نمود که این اثر نه به خود پرتوهای کاتودی بلکه به شکل جدیدی از تشعشع مربوط می‌شود که دست‌کم شباهتی به نور دارد،‌ یک‌بار دیگر این سوال مطرح می‌شود که چه موقع می‌توان گفت که پرتوهای x عملاً کشف شده بودند؟ به هر صورت، آن نخستین باری نبود که همه به صفحه‌ای درخشان توجه می‌کردند. دست‌کم یک پژوهشگر دیگر درخشندگی مزبور را دیده بود، و با وجود تأثر و اندوه بعدی، به هیچ اکتشافی دست نیافته بود. تقریباً روشن است که لحظه اکتشاف را نمی‌توان به نقطه‌ای در طول هفته آخر پژوهش متعلق دانست. تا این زمان رونتگن درباره خواص پرتو جدیدی که قبلاً کشف کرده بود، پژوهش می‌نمود. ما تنها می‌توانیم بگوییم که پرتوهای x در ورتسبورگ (wurzburg) در حدفاصل میان 8 نوامبر و 25 دسامبر 1895 کشف شده است.
به‌نظر من، خصوصیات مشترک این مثال‌ها خصوصیت تمام رویدادهایی است که به واسطه آنها چیزهای جدید بی‌سابقه به موضوع توجه علمی بدل می‌شوند. از همین رو، بیانات کوتاه فوق را با بحث درباره سه مورد از این خصوصیات مشترک به پایان می‌بریم. چنین خصوصیاتی به احتمال ما را در تمهید چارچوبی برای مطالعات بیشتر در مورد رویدادهای گسترده‌ای که معمولاً "اکتشافات" خوانده می‌شوند، یاری می‌دهند.
در وهله نخست، توجه داشته باشید که هر سه اکتشاف- اکسیژن، اورانوس، و پرتوهای- x با تجزی آزمایشی یا مشاهدتی یک نابهنجاری، یعنی با ناکامی طبیعت برای مطابقت کامل با انتظار، شروع می‌شود. علاوه بر این، توجه داشته باشید که فرایندی که از طریق آن این نابهنجاری استنتاج می‌شود، به‌طور همزمان خصوصیات به‌ظاهر متضاد امر اجتناب‌ناپذیر و امر تصادفی را نشان می‌دهد. در مورد پرتوهای x، درخشندگی غیرعادی که سرنخ اولیه رونتگن را فراهم نمود، آشکارا نتیجه آرایش و نظم (disposition) تصادفی دستگاه وی بودند.
اما تا 1895 پرتوهای کاتودی موضوعی عادی و نرمال برای پژوهش در تمام اروپا بودند؛ این پژوهش به‌طور منظم لوله‌های پرتو کاتودی را در کنار فیلم‌ها و پرده‌های حساس قرار می‌داد.
بنابراین، تقریباً مسلم بود که تصادف رونتگن در هر جای دیگری اتفاق بیفتند، چنانچه در واقع نیز اتفاق افتاد، با این وجود، چنین بیاناتی موضوع رونتگن را بسیار شبیه هرشل و پریستلی می‌سازد. هرشل در آغاز ستاره بسیار بزرگ و بدین‌ترتیب نابهنجاری را در طی پژوهشی طولانی درباره فلک شمالی مشاهده نمود. این تحقیق، به جز میزان بزرگ‌نمایی ابزارهای هرشل، دقیقاً از همان نوعی بود که قبلاً به کرات انجام شده بود و گاهاً در مشاهدات قبلی مربوط به اورانوس به نتایجی نیز انجامیده بود. پریستلی نیز- به هنگام جدایی گازی که تقریباً شبیه هوای نیترو و سپس تقریباً شبیه هوای معمولی رفتار می‌کرد- چیزی را ناخواسته و به اشتباه درنتیجه و حاصل آزمایشی دید که در اروپا سابقه زیادی داشت و پیش از این بارها به تولید گازهای جدیدی انجامیده بود.
این خصوصیات مشعر به وجود دو شرط ضروری متعارف برای شروع رویداد اکتشاف می‌باشد. شرط نخست، که من در سراسر این مقاله عمدتاً آن راه مفروض گرفته‌ام، مهارت فردی، شعور یا نبوغ برای شناسایی چیزی است که به شیوه‌های مهمی بدکار کرده است. هیچ دانشمندی تاکنون نگفته است که ستاره ثبت‌نشده‌ای نباید خیلی بزرگ باشد، صفحه موردنظر نباید درخشنده باشد، و هوای نیترو نباید حیات را حمایت کند.
اما این شرط ضروری، شرط ضروری دیگری را نیز فرض می‌گیرد که اغلب مسلم انگاشته نشده است. به‌رغم سطح نبوغ و استعداد موجود برای مشاهده آنها، تا زمانی‌که ابزارها و مفاهیم به‌گونه‌ای مهم برای بیان ظهور احتمالیشان و بیان نابهنجاری‌هایی که به مثابه نقض انتظار و چشمداشت می‌باشند،‌ توسعه نیابند، نابهنجاری‌ها از مسیر عادی پژوهش علمی سربرنمی‌آورند. بیان اینکه اکتشاف غیرمنتظره‌ای تنها هنگامی شروع می‌شود که چیزی بد کار کند بدین معنی است که آن تنها هنگامی شروع می‌شود که دانشمندان از چگونگی رفتار ابزارهایشان و طبیعت به‌خوبی آگاهی داشته باشند. آنچه پریستلی را، که نابهنجاری را دید، از هیلز، که نابهنجاری را ندید، متمایز می‌کند عمدتاً به مفصل‌بندی و بیان تکنیک‌های هواشناختی و انتظاراتی مربوط می‌شود که در طی چهار دهه حدفاصل میان آنها، به وجود آمده بودند. خود تعداد مدعیان نشان‌دهنده آن است که بعد از 1770 کشف اکسیژن نمی‌توانست برای مدتی طولانی به تأخیر و تعویق افتد.
نقش نابهنجاری نخستین خصوصیت مشترک در میان سه مثال موردنظر ما در اینجاست. خصوصیت دوم را به واسطه آنکه مضمون اصلی این متن را تدارک می‌بیند، می‌توان به گونه‌ای موجزتر ملاحظه نمود.
اگرچه آگاهی از نابهنجاری نشانه شروع یک اکتشاف است، اما نشانه و علامت شروع نیز می‌باشد. آنچه ضرورتاً اتفاق می‌افتد، چنانچه قرار باشد چیزی کشف شود دوره‌ای کم‌وبیش طولانی است که در طی آن فرد و بسیاری از اعضای گروه او برای قانونی کردن نابهنجاری موردنظر مبارزه، می‌کنند. این دوره همواره و بدون استثنا متضمن مشاهدات یا آزمایشات بیشتر همراه با تفکر و تأمل مداوم می‌باشد. در این دوره، دانشمندان بارها و بارها انتظارات‌شان، معمولاً استانداردهای ابزاری‌شان و گه‌گاه بنیادی‌ترین نظریه‌های خود را مورد بازبینی قرار می‌دهند. در این مفهوم اکتشافات تاریخ درونی، تاریخچه و تاریخ آینده (pos- thistory) خود را دارا هستند.
علاوه ‌بر این، در فاصله (interval) محدود و بالنسبه محدود تاریخ درونی، لحظه یا روز منفرد و جداگانه‌ای وجود ندارد که مورخ، با وجود کامل بودن داده‌هایش، بتواند زمان وقوع اکتشاف را تشخیص بدهد و به هنگام وجود چند نفر اغلب حتی شناسایی صریح یکی از آنها به ‌عنوان کاشف غیرممکن است.
سرانجام، با بازگشت به سومین خصوصیت، به اجمال باید توجه داشت که آنچه به‌ عنوان دوره اکتشاف اتفاق می‌افتد، به پایان می‌رسد. بحث کامل درباره این مساله مستلزم ادله و شواهد بیشتر و مقاله‌ای جداگانه می‌باشد، و ما در اینجا تنها به اشاراتی در مورد دوره پس از اکتشاف اکتفا می‌کنیم. با این وجود، این موضوع به دلیل آنکه تا حدودی نتیجه منطقی مطالب پیشین است، نباید کاملاً نادیده گرفته شود.
اکتشافات اغلب به ‌عنوان افزوده‌ها یا اضافاتی صرف به ذخیره روبه‌رشد دانش علمی توصیف می‌شود. این توصیف موجب تصور اکتشافی واحد و منفرد به عنوان مقیاس مهم پیشرفت شده است. با این وجود، به نظر من آن تنها برای اکتشافاتی، نظیر عناصر پرکننده مکان‌های خالی جدول تناوبی، کاملاً مناسب است که پیشاپیش جست‌وجو و پیش‌بینی می‌شدند و بدین‌ترتیب نیازی به تنظیم، انطباق و همسانی با حرفه موردنظر نداشتند. اگرچه بدون تردید اکتشافات تحت بررسی ما افزوده‌هایی به دانش علمی هستند، اما آنها چیز بیشتری نیز هستند.
در مفهومی که در اینجا تنها تا حدودی می‌توان آن را بسط داد، آنها به شناخته‌های قبلی نیز واکنش نشان می‌دهند، دیدگاه جدید در مورد برخی از موضوعات شناخته شده قبلی فراهم می‌کنند، و به ‌طور همزمان شیوه‌ای را که در آن حتی برخی از بخش‌های سنتی علم عمل می‌کنند، تغییر می‌دهند. کسانی که در حوزه تخصصی‌شان پدیده جدیدی رخ می‌دهد، اغلب در حین مبارزه گسترده با نابهنجاری موجد کشف این پدیده، جهان و کار خود را به گونه‌ای متفاوت درک می‌کنند.
برای مثال، ویلیام هرشل به هنگام افزایش تعداد سیارات دریافت که ستاره‌شناسان برای مشاهده چیزهای جدید در آسمان شناخته شده حتی با بهره‌گیری از ابزارها بیش از خود او سنتی هستند. بنابراین چنین تغییری در دید ستاره‌شناسان باید دلیلی اساسی می‌داشت زیرا در نیمه سده بعد از کشف اورانوس، بیست جرم دیگر به هفت جرم سنتی منظومه شمسی افزوده شده بود. دگرگونی مشابهی حتی در دوره پس از کار رونتگن به چشم می‌خورد.
در وهله نخست، تکنیک‌های مرسوم برای پژوهش‌های پرتو کاتودی باید تغییر می‌کرد،‌ زیرا دانشمندان آنها را برای کنترل متغیر مربوطه ناکافی می‌دانستند. این تغییرات هم طراحی مجدد دستگاه‌های قدیمی و هم اصلاح شیوه‌های پرسش از سوالات قدیمی را شامل می‌شد. به‌علاوه، این دانشمندان عمدتاً به تجربه همان دگرگونی دیدی که در دوراهی پس از کشف اورانوس به آن اشاره شد، علاقه داشتند. پرتوهای x نخستین نوع جدیدی از تشعشع بودند که در آغاز سده از مادون قرمز و فرابنفش کشف گردیدند. اما در حدود کمتر از یک دهه بعد از کار رونتگن، به واسطه حساسیت علمی جدید (برای مثال، تیرگی شیشه‌های عکاسی) و برخی از تکنیک‌های ابزاری جدید که ریشه در کار رونتگن و جذب آن داشت، چهار پرتو دیگر آشکار شده بودند.
اغلب چنین تغییراتی در تکنیک‌های مرسوم رویه علمی حتی از دانش افزایشی خود اکتشاف مهمتر هستند. این موضوع را دست‌کم در موارد اورانوس و پرتوهای x می‌توان مشاهده نمود. در مورد اکسیژن نیز وضعیت کاملاً روشن است. کار پریستلی و لاووازیه، همانند کار هرشل تنها گونه شیمیایی جدیدی که در دوره پس از کار آنان باید شناسایی می‌شد، نبود. با این حال، در مورد اکسیژن انطباقات و سازگاری‌های مجدد موردنیاز جذب به‌ قدری عمیق و بنیادی بودند که آنها نقش اساسی و سازنده‌ای- هر چند خود به ‌خود علت نبودند- در اغتشاش عظیم نظریه و عمل شیمی که از آن زمان تاکنون به‌ عنوان انقلاب شیمی معروف شده است، ایفا نموده‌اند.
منظور آن نیست که هر کشف غیرمنتظره‌ای برای علم پیامدهای مهم و عمیقی نظیر پیامدهای کشف اکسیژن دارد، بلکه منظور آن است که چنین اکتشافاتی متضمن انطباقات و سازگاری‌های مجددی هستند که به هنگام تلالو و روشنی بیشتر به ‌عنوان انقلاب علمی شناخته می‌شوند. به ‌نظر من آنها دقیقا به این دلیل نیازمند انطباقات و سازگاری‌های مجددی این‌گونه هستند که فرایند کشف ضرورتا و به‌ گونه‌ای اجتناب‌ناپذیر فرایندی است که هم ساختار را نشان می‌دهد و هم بدین‌ترتیب در ظرف زمان گسترش می‌یابد.
پانوشت‌ها در دفتر روزنامه موجود است.