Teadusrevolutsioonide_struktuur
VI. Anomaalia ja teaduslike avastuste ilmumine
Hapniku avastamisele on õigus pretendeerida vähemalt kolmel mehel, ja nähtavasti rikastasid 1770ndate alguses katseklaasis õhku mitmed teisedki teadlased. Normaalteaduse (pneumaatilise keemia) progress valmistas läbimurret põhjalikult ette. Kõige varasem pretendent suhteliselt puhta hapniku saamisele oli Carl Wilhelm Scheele, kes aga hilise publitseerimise tõttu edasisele sündmuste käigule mõju ei avaldanud. Teine oli Joseph Priestley, kes uuris suurest hulgast tahketest ainetest eralduvaid "õhkusid" ning kogus kuumutatud elavhõbe(II)oksiidist vabanenud gaasi. Aastal 1774 määras ta selle gaasi vähendatud ehk deflogisteeritud väävelõhuks (dilämmastikoksiid), 1775. aastal tavaliseks õhuks, milles on tavapärasest vähem flogistoni, (deflogisteeritud õhuks). Kolmas pretendent Antoine Lavoisier alustas hapnikuni viinud tööd pärast Priestley 1774. aasta katseid, võib-olla Priestley vihjel. 1775. aasta alguses teatas Lavoisier, et elavhõbe(II)oksiidi kuumutamisel saadud gaas on "õhk ise ilma mingi muutuseta, [ainult et] ... ta väljub puhtamana, hingatavamana." 1777. aastaks oli Lavoisier (võib-olla Priestley teise vihje abiga) jõudnud järeldusele, et see gaas on eraldi liik, üks õhu kahest põhilisest koostisosast, millega Priestley kunagi ei nõustunud. See avastusmuster tekitab küsimuse, mille saab esitada iga uudse teadlaste teadvusse jõudnud nähtuse kohta. Kas hapniku avastas Priestley, Lavoisier või mitte kumbki? Millal see avastati (nii võib küsida ka siis, kui pretendente ei ole)? Otsitavat laadi vastust ei ole olemas. Asjaolu, et seda küsitakse, näitab, et avastusele nii põhjapanevat osa omistav kujutlus teadusest on vildak. Priestley pretensioon rajaneb sellel, et ta isoleeris hapniku esimesena. Aga tema hapnik ei olnud puhas, ja ebapuhas hapnik on igaühel, kes suleb õhu pudelisse. Ja kui Priestley oli avastaja, millal ta selle avastas? 1774. aastal pidas ta seda gaasiks, mis oli juba tuntud. 1775. aastal pidas ta seda deflogisteeritud õhuks, mis pole veel hapnik ja mis polnud ka flogistoniteooria pooldajate jaoks päris ootamatu gaas. Kui me sellega pole rahul, siis ei sobi ka Lavoisier' 1775. aasta töö, mille tulemusel ta pidas seda õhuks endaks. Ja isegi 1777. aastal ja elu lõpuni pidas Lavoisier hapnikku atomaarseks "happelisuse printsiibiks" ning väitis, et gaas moodustub alles siis, kui see printsiip ühineb soojusainega. Peaks ehk ütlema, et 1777. aastaks ei olnud hapnik avastatud? Aga happelisuse printsiip jäi keemiasse 1810. aastani ja soojusaine 1860ndateni, ometi oli hapnik (dihapnik) enne saanud standardseks keemiliseks aineks. On selge, et siin on tarvis uut sõnavara ja uusi mõisteid. Avastamine ei ole lihtne akt, mida võiks võrrelda tavalise nägemisega (mis on ise ka küsitav). Avastamisele ei saa kunagi täpset aega omistada, ja sageli ka mitte autorit. Kui Scheelet mitte arvestada, siis võib julgelt öelda, et hapnikku ei avastatud enne 1774. aastat ja tõenäolisemalt me ütleksime, et 1777. aastaks või pisut hiljem oli see avastatud. Täpsem dateerimine oleks meelevaldne, sest uut laadi nähtuse avastamine on vältimatult keeruline sündmus, mis kätkeb nii nähtuse olemasolu kui ka selle olemuse tunnistamist. Kui me peaksime hapnikku deflogisteeritud õhuks, peaksime Priestleyt kõhklematult avastajaks, aga daatum jääks lahtiseks. Kui aga avastuses on lahutamatult seotud vaatlus ja mõistestus, fakt ja teooriaga assimileerimine, siis avastus on protsess ja võtab aega. Ainult juhul, kui kõik vajalikud mõisted on juba valmis, saab avastus ühe hetkega toimuda, aga siis ei ole see nähtus uut laadi. Kas avastus kätkeb ka paradigmamuutust? Üldist vastust ei saa veel anda, aga vähemalt hapniku juhtumil on vastus jaatav. Alates 1777. aastast ei kuulutanud Lavoisier mitte niivõrd hapniku avastamist kui põlemise hapnikuteooriat. Sellest sai alguse nii suur keemia ümberformuleerimine, et seda nimetatakse keemiarevolutsiooniks. Kui hapniku avastamine poleks olnud uue keemiaparadigma ilmumise oluline osa, siis ei oleks prioriteediküsimus nii oluline tundunud. Ent hapniku avastamine ei olnud iseenesest keemiaparadigma muutumise põhjus. Lavoisier oli juba ammu veendunud, et flogistoniteooriaga on midagi valesti ja põlevad kehad neelavad mingit õhu osa. Selle kohta deponeeris ta Prantsuse Akadeemia sekretärile pitseeritud märkuse. Töö hapnikuga andis Lavoisier' rahulolematusele flogistoniteooriaga kindlama kuju ja struktuuri. Ta sai lihtsalt teada, mis gaas see on, mis põlemisel neeldub. Röntgenikiirguse avastamine on juhusliku avastuse klassikaline näide. Sellised avastused leiavad aset sagedamini, kui teaduslike aruannete ebaisikulisuse nõuded meil kergesti näha võimaldavad. Wilhelm Conrad Röntgen katkestas normaalteaduse raames toimunud katoodkiirte uurimise pärast avastust, et baariumplaatinatsüaniidist ekraan helendab, kui tema varjestatud aparaadis on gaaslahendus. Järgnenud seitsme palavikulise nädala jooksul, mil Röntgen harva laborist lahkus, selgus, et põhjuseks on kiirgus, mis lähtub sirgjooni mööda gaaslahendustorust, see heidab varje, magnet ei kalluta seda kõrvale ja palju muud. Enne avastusest teatamist veendus Röntgen, et efekti ei tekita mitte katoodkiired, vaid tegur, millel on vähemalt mingi sarnasus valgusega. Röntgenikiirguse avastamisel on silmatorkavaid sarnasusi hapniku avastamisega: enne elavhõbe(II)dioksiidiga katsetamist oli Lavoisier teinud katseid, mille tulemused ei olnud flogistoniparadigmaga kooskõlas; Röntgeni avastus algas arusaamisest, et ekraan helendab, kuigi ei peaks helendama. Mõlemal juhus etendas anomaalia (nähtus, milleks paradigma pole uurijat ette valmistanud) olulist osa uudsuse tajumise ettevalmistamisel. Kuid mõlemal juhtumil oli tajumus, et midagi on valesti, kõigest avastuse eelmäng. Ei hapnik ega röntgenikiired ei ilmunud ilma edasise katsetamise ja assimileerimiseta. Kuidas tuleks röntgenikiirte avastamist dateerida? Igatahes pole see esimene hetk, kui Röntgen vaatles üksnes helendavat ekraani. Vähemalt üks uurija oli ka seda helendust vaadelnud, kuid ei avastanud midagi. Peaaegu sama selge on, et avastus ei toimunud uurimise viimasel nädalal, kui Röntgen uuris juba avastatud kiirguse omadusi. Saab öelda ainult, et röntgenikiirgus ilmus Würzburgis 8. novembri ja 28. detsembri vahel 1895. Ent erinevalt hapniku avastamisest ei olnud röntgenikiirguse avastamine järgneva 10 kuu jooksul segatud ühessegi ilmsesse teoreetilisse mullistusse. Mis mõttes siis saab öelda, et selle avastuse äraseedimine nõudis paradigmamuutust? Tolleaegsete paradigmade abil ei saanud küll räntgenikiirgust ennustada (James Clerk Maxwelli elektromagnetismi teooria polnud veel üldtunnustatud ja katoodkiirte teooria oli vaid üks mitmest spekulatsioonist), kuid need ka ei keelanud ilmsel moel röntgenikiirguse olemasolu, nii nagu flogistoniteooria keelas Antoine Lavoisier' tõlgenduse Joseph Priestley gaasile. Vastupidi, aktsepteeritud olid nähtav valgus, infrapunakiirgus ja ultraviolettkiirgus. Miks röntgenikiirgust ei võetud uue liikmena tuntud nähtuste klassis nagu uusi keemilisi elemente? Röntgenikiirgus kutsus esile vapustuse, Lord Kelvin pidas seda algul isegi pettuseks. See rikkus sügavalt juurdunud ootusi, mis Kuhni arvates implitsiitselt kätkesid käibivate laboriprotseduuride konstruktsioonis ja tõlgenduses. Elektronkiiretorud olid laialt kasutuses, nii et röntgenikiirgus oli pidanud tekkima ka teistes laborites, ilma et seda oleks teatud. Need kiired, millel võis olla ka teisi allikaid, võisid osaleda teisiti seletatud efektide tekitamises. Vähemalt pidi neid aparaate nüüd tinaga varjestama hakkama. Kõik varasemad katsed tuli üle korrata, sest üks tegur oli olnud kontrolli alt väljas. Röntgenikiirgus avas küll normaalteadusele uue valdkonna, kuid muutis juba olemasolevaid valdkondi: varem paradigmaatilised instrumendid jäid paradigmaatilisusest ilma. Otsus kasutada teatud aparaati teatud viisil kätkeb eeldust, mis piirab võimalikke asjaolusid. Instrumentaalsed ja teoreetilised ootused on etendanud teaduse arengus otsustavat osa. Üks niisugune ootus oli osa hapniku avastamise loost. Kasutades standardset "õhu headuse" testi, segasid nii Priestey kui ka Lavoisier ühe mahuosa oma gaasi ühe mahuosa lämmastikhappega ning mõõtsid gaasilise jäägi ruumala. Varasem kogemus kinnitas, et õhu puhul on see jääk üks mahuosa ning teiste gaaside ja saastunud õhu puhul suurem. Katsetes hapnikuga leidsid mõlemad, et jääk on ligi üks mahuosa, ning määrasid gaasi vastavalt sellele. Alles palju hiljem ja osalt juhuslikult loobus Priestley standardsest protseduurist, proovides segada lämmastikhapet oma gaasiga teistes proportsioonides. Osutus, et nelja mahuosa lämmastikhappe korral jääki peaaegu ei ole. Algne protseduur kätkes eeldust, et ei ole gaase, mis käituvad hapniku kombel.