重构科学发现的概念框架：元科学理论、理论与实验，本文主要内容关键词为：理论论文,科学论文,重构论文,框架论文,概念论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在20世纪科学史、科学哲学以及科学社会学的发展进程中，库恩(Thomas Kuhn,1922-1996)出版于1962年的《科学革命的结构》［Kuhn 1962］是一部富于转折性的著作，一部将当时科学史、科学哲学乃至科学社会学研究中的前沿问题集成在一起加以解决并在这三个领域均产生了强烈影响的杰作。当拒斥形而上学成为一种时代潮流，当假说—演绎模式成为当时科学哲学家们理解科学的主要途径，当科学哲学的思考日益脱离历史及现实中的科学实践，库恩开始将科学思想史的分析和社会学的视角引入科学哲学的思考之中，他通过大尺度的历史比较研究提出了其基于范式及范式转换概念的科学革命学说，以常规科学和科学革命的更迭来理解科学发展的历程，他关注科学家们(科学共同体)理解自然的概念框架并在此框架中为科学家们的世界观和方法论留下了重要位置，他呼吁科学哲学家们更多地关注科学史并倡导历史的科学哲学(historical philosophy of science)。库恩的许多思想都有明确的思想前驱，他的许多结论在当时以及今天看来亦未尽合理，譬如，他过于关注科学共同体层面以及大尺度历史跨度上的宏观比较而未能深深切入科学发展过程的显微研究，未能给范式下一个清晰而明确的定义，未能以确切的科学史案例说明范式转换的过程，而不得不诉诸心理学的格式塔转换机制，提出屡屡招致相对主义指责的不可通约性概念，也未能在考虑科学理论的竞争、选择及评价问题时维护实验应有的地位，但作为一位宽口径的思想家，他回到原点重构科学哲学概念框架的做法以及由此而致的关于科学革命的思想是隽永、深刻而富于启迪的，以致《结构》之后出现的种种新道路，无不与批判、修正、超越库恩相关。
本文将表述笔者本人在重构理解科学发现的概念框架时所进行的尝试性努力及主要结果，以应《科学文化评论》刘钝主编之邀——于《科学革命的结构》出版50周年之际写一篇纪念文章。
读者将会看到，本文将要表述的理解科学的思考进程极大地受惠于库恩式的思考——历史的科学哲学式的思考。这种思考恰恰出发于库恩犹疑之处和止步之处。无疑，除库恩以外，还有众多思想家，对我们的工作产生了重要影响，如柯瓦雷(A.Koyré,1892-1964)、文德尔班(W.Windelband,1848-1915)、克罗齐(B.Croce,1866-1952)、佩格尔(W.Pagel,1898-1983)、霍尔顿(G.Holton,1922-)、汉森(N.R.Hanson,1924-1967)、拉卡托斯(I.Lakatos,1922-1974)、劳丹(L.Laudan,1941-)、哈金(I.Hacking,1936-)等，以及历史上的许多自然哲学家或科学家，如波义耳(R.Boyle,1627-1691)、牛顿(I.Newton,1642-1727)、拉瓦锡(A.L.Lavoisier,1743-1794)等。
一 直面发现的与境：穿越“科学共同体”的界面
上个世纪末，美国科学家与后现代科学解释者之间爆发了激烈的“科学战”，在此之前，持理性主义立场的科学哲学家们与后现代形式的或相对主义形式的科学解释者之间，也一直存在着激烈的论争。
激进的相对主义科学解释者甚至基于“观察渗透理论”、迪昂—蒯因整体论论题以及不充分决定性论题，完全排除了经验(实验)对于科学理论评价和选择的作用，将科学发现的过程也解释为社会学的协商过程。
库恩本人也无法认同科学知识社会学(SSK)学者对他的著作进行的强解读。《〈结构〉之后的道路》［Kuhn 2000］一方面表明了库恩对于“不可通约性”概念的坚持与维护——他尝试以某种康德主义的方式论证不同范式下的科学共同体所用的“语典(lexicon)”是不同的，并且因为这种不同最终导致不同范式或者说不同“学科基质”之间存在着不可翻译性；另一方面，在科学理论的筛选和评价问题上，他采取了一种类似于迪昂(P.Duhem,1861-1916)的态度，提出科学家可以根据“简单性”、“精确性”、“准确性”以及“科学审美意识”(迪昂诉诸“物理学家的卓识”)来进行理论评价和筛选——库恩本人试图通过这类描述在他自己与强解读之间的区别。然而，这些概念均属主体际性范畴而非客观性的概念，仍不足以展现经验在理论评价和竞争过程中所起的作用，仍无法同相对主义以及社会协商论划清界限。欲达成此目的，必须进入历史之具体，深入研究科学发现的过程尤其是科学理论的提出过程，才有可能恢复实验的生命和人类理智的尊严。
分析发现的与境，无论是从史学还是从哲学上看均存在着一些重要的学术资源，同时也均存在着一些重大困难。
从哲学上看，早年的逻辑经验主义者在划分了发现的与境与证明的与境之后，将注意力集中于证明与境中的问题，至于发现的与境，在他们看来，是一个在逻辑上说不清楚的、无法予以形式化处理的领域，所以他们甚少涉及。波普主张用猜想与反驳去理解科学发展过程，并提到形而上学可能在科学研究过程中“着床”，但他的否证逻辑分明属于证明与境的范畴。仅仅用“猜想”一词描述科学理论的提出过程是远远不够的。汉森强调“观察渗透理论”，提出要研究科学推理的过程，甚至沿着皮尔士(C.S.Peirce,1839-1914)等人提出的溯因推理(abduction)的思路进行了积极的思考，为人们提供了重要的研究方向。
从历史研究上看，迪昂曾发展过一套对科学概念进行长程历史解析的方法，柯瓦雷将新康德主义的概念史分析方法全面引入了科学思想史的分析之中，霍尔顿提出“基旨”概念并特别重视研究科学家在“个人奋斗”时期发展出的“新生态的科学”——尚未进入科学共同体层面上证明与境的科学，与霍尔顿同时代思想原子论者亦曾有过类似的努力。这些思想和进路无疑极大地有助于我们发展新的编史学进路，理解科学发现以及科学理论构建的过程，但却不足以澄清和消除相关哲学认识上的混乱。
库恩是在20世纪科学史与科学哲学学科之间起着重要衔接作用的第一人。人们常常用科学哲学的“历史转向”来描述由库恩《结构》所起的作用，在此我们倒不如用“历史的科学哲学”(库恩自己用过的术语)的发展来理解这种“转向”。但是，库恩并没有真正完成他的历史使命。二十世纪七十年代科学史与科学哲学的迅速联姻和离异已充分表明，当时科学哲学家们与科学史家们尚对对方所从事的研究缺乏深入理解，两者之间甚至缺乏完成对话与合作的起码的基础和条件。库恩以范式转换理解科学革命，甚至将世界观与方法论的分析纳入了他的哲学研究进路，但基于“不可通约性”概念，他更多的是将世界观和方法论的不同看作是范式转换的结果而非原因。事实上，在库恩那里，世界观变化和世界变化是通过事后的比较来发见的。而且，库恩本人也未能将其史学研究与哲学研究很好地结合在一起，他对于拉瓦锡化学革命的理解存在明显的偏差，他也无法按照他自己的范式转换概念描述黑体辐射及量子概念产生的历史。
如果不穿越科学共同体的界面，不穿越范式的壁垒，不把在库恩看来分属不同范式的探索者放在一个合作研究的网络中——甚至是放在一个另类意义的共同体(不一定要求共享特定科学理论的共同体)中，那么，在此情形下研究具体的科学发现尤其是相关科学理论的构建过程，是不切实际的和不可能成功的。科学发现的过程往往只涉及少数参与研究和争论的科学家个体，并不要求全部科学共同体成员全面介入——这种全面介入往往是发生在证明与境中的故事①。
库恩晚年曾多次表示，若重写《结构》，他会从“科学共同体”开始写起。然而，库恩基于科学共同体的范式及范式转换概念已在某种意义上禁止他真正介入发现与境的研究，若强行介入而维持原有基本概念不变，则不可能说清楚发现的真实过程。譬如，现在我们已知道，如果我们要探讨氧化说的发现过程，就绝不能将拉瓦锡的对手，普利斯特利(J.Priestley,1733-1804)，排斥于“探讨这一发现所必须涉及的科学家群体”之外，哪怕是划一个最小的范围，亦不得如此。无论拉瓦锡与普利斯特利之间存在多少不同(包括世界观与方法论上的不同在内)，我们都不得不承认，后者的研究——哪怕只是在实验意义上——曾极大地贡献于拉瓦锡的发现和创造；而且，就贡献的重要性而言，普利斯特利也绝不亚于拉瓦锡氧化说最早、最坚定的支持者们。然而，在库恩的视域中，拉瓦锡与普利斯特利是绝不可能被共置于一个“科学发现的共同体”中理解的。
仔细审视科学发现的主体构成，历史会要求我们将分属于不同范式的科学家纳入同一个研究网络来理解。在此背景下，以“学术联合体”概念替代“学术共同体”概念，或许不失为一个较好的选择。“学术联合体”有着复杂的主体，他们走到一起，或因类似的目标，或因追求多边游戏中的共赢格局，或因为竞争，但却并非因遵循同一“范式”。当科学和技术日益渗透到现代生产和生活的各个方面，我们更需要将科学、技术实践理解为多主体共同参与的事业或活动。
二 重构理解科学发现的概念框架：元理论的视角
科学探索的过程是人凭其理智展开的与自然对话的过程，同时，也是人与人对话的过程。逻辑经验主义反对形而上学，同时将“理智”高度浓缩为“证明的逻辑”。然而，证实逻辑必然遭遇难以解决的休谟问题，而否证逻辑也必然遭遇整体性论题的严重挑战。
为什么实验会在20世纪后期一些理论优位的科学哲学探讨中失去了其应有的地位和作用？究其原因，可以认为：理论优位的科学哲学研究始终将假说—演绎模式置于科学哲学探讨的中心地位，而且，在此模式下，实验被简单地看作是对由理论推导出可观测命题的检验，只是一个个孤立的观察语句，它们彼此之间没有内在的联系，因而失去其应有的生命力，不但对科学理论的产生不起显著作用，甚至对理论的检验和评价也不起判决作用。在假说—演绎模式的大前提下形成这种典型的相对主义的哲学结论，或许合乎逻辑，但却不合乎历史及现实中的科学实践。
在此，本文并不打算从逻辑角度寻找这类论证中的破绽，也无力就人类理智如何与自然经验相互作用最终导致理论知识产生的过程和机制给出逻辑化的说明，但是，我们将尝试通过将科学探索的过程理解为元科学理论、理论与实验相互作用的过程，解析历史上的一些重要的科学发现个案——尤其是在理论失效或缺位情形下完成的科学发现或理论构建过程，借以理解科学理论赖以产生的理智背景、经验基础和一般过程。
本文非但不否认“观察渗透理论”命题，反而要对此命题予以强化，承认“观察不但渗透理论，也渗透着某些在当时条件下无法直接检验的形而上学系统”。在一般情形下，譬如，在库恩所说的常规科学时期，这类“形而上学系统”作为背景知识隐藏于科学探索的背后，并不直接走上前台影响科学探索的前沿过程；但是，在科学理论缺位或失效的情形下，正是由于这些“形而上学系统”的作用和约束，相关的经验研究以及整个科学探索才不会因理论缺位而失去其系统性。下图借用库恩式的图式来表现科学探索的系统性：
这些形而上学系统，既涉及本体论承诺，也涉及方法论原则(包括某些属于启发式范畴的连接原则在内)。本文将这些出没于不同科学领域、并对科学探索实践起引导和约束作用的形而上学系统称之为“元科学理论”。元科学理论的命名可据其本体论承诺来进行。
在此，让我们首先考虑这样一个问题，即，是否存在横跨全部科学领域且能对各领域科学探索起重要作用的统一的元科学理论呢？可以认为，当人们从哲学上将自然乃至将包括认识者自身在内的整个宇宙视为一个整体时，人们同样可以构造出关于整个自然乃至整个宇宙的本体论承诺和方法论原则。但是，对于这类关于整个世界的元理论，人们通常就把它们叫做世界观与方法论。大写的世界观与方法论位于形而上学的顶部，它们可能会在某种深层次的意义上影响到各学科领域元科学理论(后简称“元理论”)的产生与发展，并进而影响到科学发展的历程，但是，正因为总体意义上的世界观与方法论高居于形而上学的顶层，所以在通常情形下它们并不与各门具体学科领域中的探索和认识活动发生直接关联。
另一方面，到目前为止，科学的不同知识领域并没有真正实现统一，固然人们通过还原论来理解人类知识不同板块之间的关系，但还原论并不能解决所有问题，如与突现有关的现象及知识，就无法进行还原论的理解。因此，在目前科学发展阶段，只有当元理论发生混乱或失效时，人们才会重新回到世界与方法论层面探讨构造新型元理论的可能及途径。当代科学哲学中远远谈不上结束的科学实在论与反实在论之争，或许可以视为一种在物理学元理论层面上发生一定程度混乱的情形下爆发的论争。
元理论因学科或研究领域有异、时代有异、研究者有异而不尽相同，但是，元理论无不能够在科学探索实践的历史长河中保持其核心信念长期不变且长期发挥作用。譬如，在化学史上，有元素论与原子论两大类元化学理论。在光学史上，有微粒论与波动论两大类元光学理论。元理论往往是二元或多元的，而且，不同元理论下展开的科学实践往往是交织在一起的，换言之，科学探索活动往往是跨元理论的——用库恩的术语来说，是跨范式的。
不同学科、不同领域各有其特殊的元理论，而且不同学科的元理论之间也存在各种具体的关联，如结构上的同构，方法论上的一致性，等等。因此，在此还需要就元理论下一个更清晰的、适于进行历史理解和哲学分析的操作定义：元理论系指特定领域里科学家个体就其研究对象给出的本体论承诺及进行相关研究的主要方法论原则。
元理论并不是孤立的科学信念，而是以一个或一组本体论承诺为核心，辅之以一些方法论原则或运用规则，而形成一个有结构的整体——正是在此意义上，我们不将之称为“元科学信念”或霍尔顿所说的“基旨”，而称其为“元科学理论”。
不同科学领域中的元理论的主要内涵只能通过科学史的研究来锁定，而且，在科学史上，元理论在早期往往表现为形而上学学说，但发展到一定高度后则有可能转化为或从中孕育出现当代科学理论中的核心命题。因此，元理论不是一成不变的，其发展形式主要表现为元理论的升级或不同元理论的综合。
此外，科学家在运用元理论时可能千变万化、因人而异。一般说来，可以通过元理论中的本体论承诺来识别元理论的类型以及其下属理论(谱系)的类型。元理论所标识的科学探索过程(包括其下属理论的发展、演变、更迭过程在内)是一个开放的过程，它允许跨元理论的学术互动。
元理论有多方面的作用：
其一，元理论并不直接解释实验或观察现象，但它们从根本上影响着科学探索尤其是实验探索的方向，同时也禁止一些与之相冲突的实验探索。如波义耳主张“微粒哲学”，反对一切形式的元素论或要素论，他对于元素论批判导致元素论化学发生元理论升级，而升级后的元素论化学在探索方向中发生了重大转变(参见案例1)；另一方面，微粒哲学并不能直接解释现象，但却对其空气泵实验、光学实验以及炼金术和化学实验的探索方向发生重要影响。
其二，在理论缺位情形下，元理论与实验探索相互作用共同导致新理论产生，并且元理论规定着新理论的类型。在元理论的作用下，实验探索在理论缺位时仍能成其为一个有效的整体；而且，在元理论配置适当且实验条件充分的情形下，实验系统可在元理论的牵引下不断进化——在此，我们将此进程称为“实验的精致化进程”——最终到达新理论以及足以判决新旧理论的相关判决性实验(组)。研究实验的精致化进程，从科学史角度看，首先是要将参与研究或争论的科学家的实验系统(尽可能全面)按时间顺序进行列表分析，再考察实验的条件、类型、作用以及它们与元理论之间的关联。这常常是一项极艰巨的工作。
在本文视域中，判决性实验(组)是在元理论牵引作用下进行的适当的实验精致化进程的自然结果，如果这一进程可以在有限时间内顺利达成其预期目标的话。但是，我们所说的“判决性实验”已不是假说—演绎模式意义上以分立的观察语句形式出现的判决性实验，它们并非凭一己之力、也并非仅仅通过否证来进行判决并完成理论检验、评价和选择。它们往往是“知其然且知其所以然”类型的实验，其作用类似于培根所说的“路标的事例”，它们能够从整体上提升、激活此前不具备判决能力的实验系统，使之具备从整体上拒斥旧理论、支持新理论的能力——而且，虽然获得支持的新理论并不一定是终极知识，但经过判决的旧理论是很难再次复活的。
其三，在一般情形下，作为背景知识信念系统影响着科学家的观点和方法。
在元理论、理论、经验的概念框架下理解科学变化，可以发见三大类科学变化：
第一大类科学变化与元理论中的本体论承诺相关。科学变化从反常现象开始，反常现象逐渐导致原有科学理论失效，科学家们开始在各自相信的元理论框架下进行新实验探索并尝试提出新理论，如果实验的精致化进程能够顺利完成，则必将到达新理论及相关的判决性实验；如果不能完成这一进程，新理论始终不能建立起来，则可能导致科学家升级或更换元理论中的本体论承诺，甚至将不同元理论的本体论承诺放在一起进行综合更新，引出新型元理论。
在此意义上，可进一步在科学史上观察到三个亚类的科学变化：
其一，新理论得以建立而元理论类型保持不变(方法论上可能有进化，如，化学分析从定性分析发展到定量分析)，新旧理论从属于同一种元理论，有着同样的类型。譬如，拉瓦锡化学革命过程中处于竞争之中的氧化说与燃素说，均从属于元素论型的元理论。又如，哥白尼用日心学替代地心说，亦没有对当时的元天文学理论(本轮—均轮模型及相关计算方法)构成根本突破——在此意义上，倒是可以说，开普勒的椭圆轨道更富于创新性——它不但提供了新的模型，还要求引入或建立新的计算方法。
其二，科学探索导致了新理论的建立，同时，也导致元理论类型发生变化或综合。譬如，元素论与原子论在19世纪初期开始发生综合，导致现代化学完整的学科基本理论的建立。在本文视域中，这类变化更堪当“科学革命”之名。“科学变化”不同于库恩基于“范式”之间不可通约性或不可翻译性定义的“科学革命”概念，但在日常语言意义上，我们不妨将涉及元理论变化的重大科学变化看作是科学革命。其实，任何“科学革命”，在科学思想史的显微镜下无不是以思想变化的最小步伐进行的，只有在经过一段时间的连续进步之后才得以完成；也只有在截取长时段研究的起点与终点并加以比较的情形下，才会给人以突变之感。
其三，特定历史条件下，分属不同元理论类型的两种或多种理论之间出现竞争，最终以某一从属于特定元理论的科学理论的胜出而告一段落，但元理论之间并没有分出胜负。譬如，在十七世纪七十年代，微粒论下的牛顿光色理论与同时代波动论下的光色修正理论之间发生激烈竞争，最终结果是，牛顿光色理论取得胜利而修正理论一去不返；但这并不意味着，在元理论层面上，微粒论取得了终极胜利。后来，法国科学家菲涅耳(A.J.Fresnel,1788-1827)、阿拉贡(F.J.D.Arago,1786-1853)、傅科(L.Foucault,1819-1868)采用光的波动说提出新解释并就光的传播速度进行测定，得出不利于微粒论理论预测的结果，阿拉贡、傅科实验也一度被认为是可从根本上否决微粒说的判决性实验。然而，德国物理学家勒纳德(P.Lenard,1862-1947)的阴极射线研究又使微粒说得到复活。经过漫长的竞争与互动之后，这两种长期竞争的元理论才发生综合，同时消融于人们对波粒二象性的认识以及后来发展出来的场解释之中。
第二大类重大科学变化与方法论相关。从方法论角度考虑科学变化，研究方法以及工具的重大进步可以纳入重大科学变化之列，如实验方法、数学方法的确立，又如望远镜、显微镜以及今天DNA重组技术的发明。需要进一步指出的是，在自然哲学以及科学发展过程中，探索者曾运用了形形色色的方法和方法论，但概括起来，基本方法不外两大类，一是要充分运用人类理智进行自由创造(唯理论传统，笛卡尔)，一是要充分运用实验的方法去校准理智(经验论传统，培根)。16世纪、17世纪，实验方法论的确立以及与唯理论传统的结合，导致了现代科学基本方法论框架的确立：当代研究表明，伽利略不但充分运用了思想实验和数学的方法，也充分运用实验方法；皇家学会实验哲学的确立，更是这两类方法论相互融合的标志——这一贡献就应主要归功于波义耳的阐述、倡导和辩护；牛顿也采用了实验哲学的研究进路，并据之解释自己的方法和成就——且不说牛顿的炼金术、化学和光学研究大量运用实验方法和“以理智衡度真理”的方法，就其《自然哲学之数学原理》而言，情形亦复如此，他将开普勒三定律以及伽利略落体定律一概视为“现象”。
第三大类重大科学变化同时伴随着世界观和方法论的重大变化。其最突出的案例莫过于通常所说的16世纪、17世纪科学革命，整个科学史上只有为数甚少的科学变化堪称全方位的科学革命，这是其中的一次。在这一时期，发生了自然的数学化(空间的几何化)——实现本体论上的突破；确立了实验方法论，并将之与唯理论方法论结合——为现代科学方法论奠基，并出现了《自然哲学之数学原理》这样的伟大成就——为现代科学提供范例。
三 哲学路径的辨识：与新实验主义的区别
库恩的哲学思考和历史实践显现了历史的科学哲学的基本原则：科学的历史与现实，或者说，历史与现实中的科学实践，是最好的哲学导师，也是评价这类哲学思考的最后的权威。元理论、理论与实验的概念框架(后简称“元理论概念框架”)，直接导源于史学研究，同时也引导我们的史学研究。历史上的科学巨匠，如波义耳、牛顿、拉瓦锡、达尔文(C.R.Darwin,1809-1882)、麦克斯韦(J.C.Maxwell,1831-1879)、爱因斯坦(A.Einstein,1879-1955)等人，既是我们试图要给予深刻历史理解的对象，也是我们进行哲学思考的思想源泉。
在前面的论述中，我们已就元理论概念框架与库恩范式理论的主要联系与区别给出了一些说明。元理论概念框架主要指向关于科学发现过程而非证明过程的研究，尽管它关注学术互动，关注跨范式、跨样式(trans-style)、跨元理论的学术互动及创造过程，但并它不是建立科学共同体意义上的概念框架，甚至不是关注社会学过程的概念框架［荣小雪2012：第32页］。此外，它更多地关注学科及研究领域上形而上学因素的作用而非大写的世界观与方法论变化；它关注实验在理论产生以及评价过程中的价值和作用；它承认“观察渗透理论”但拒斥种种由此而致的相对主义结论(包括库恩的范式转换机制在内)；除元理论概念外，它还提出了“学术联合体”、“实验的精致化进程”以及重新定义的“判决性实验(组)”乃至“科学变化”概念——所有这些地方，均有别于库恩。
那么，元理论概念框架与哈金的新实验主义哲学路径有何联系和区别？
本文高度赞赏哈金为在哲学上恢复“实验的生命”而付出的努力以及他基于样式概念而进行的哲学思考。
哈金的哲学努力始于寻找某些中性实验——不负载理论的观察和实验，以此排除“观察渗透理论”并论证实验有(多重)独立的生命。然而，哈金并不能证明所有实验都是中性的，因此蒯因当年对分析逻辑经验主义的批判在他而言并没有完全失效。相反，元理论概念框架是从原则上承认“观察渗透理论”开始起步的，并且正是通过强化这一概念来引入元理论概念的，它通过强调在元理论作用下实验探索所给出的绝不只是假说—演绎模式下分立的观察语句，通过赋予实验以普遍而客观的科学意义，通过重构判决性实验概念，恢复实验的生命。这是一种以科学探索的整体论来对抗迪昂—蒯因整体论(理论整体论)的做法。以系统的、彼此关联的实验陈述替代分立的实验陈述，就可以在保留假说—演绎模式以及否证逻辑的合理性成分的同时避开相对主义的陷阱。
与新实验主义一样，元理论概念框架也认为，实验有能力促发科学家提出深层次的理论问题并展开理论思考，但是，区别于新实验主义，元理论概念框架虽然致力于恢复实验应有的生命力，但却并没有将实验置于基础主义的地位来加以理解，因为它同样强调人类理智的作用。
哈金借用克隆比(A.C.Crombie,1915-1996)提出的“科学思维的样式(一译‘风格’)”概念，提出了自己的科学推理(后来改为“理性”)的样式概念。哈金将每一个推理(理性)样式定义为一个自我认证的、封闭的认识场域及实践途径，一个科学推理样式拥有特定的(与特定地域、特定文化相关联的)本体论、认识论及推理模式，但只有当作为研究对象的理论实体的作用被以实验的方式显现出来，才能说形成了一种特定的样式；也正是在这类显现过程之中，科学以及科学家实现了其“介入”(介入外部世界)的目的。然而，他认为不同的推理样式之间没有比较的标准，一个语句在样式1中为真，而在样式2中却没有真假性可言，这样，他将真理和客观性概念约束于科学推理的样式之内。这实际上仍未真正摆脱相对主义。
元理论概念框架坚持赋予科学实验(实验陈述)以跨范式、跨样式、跨元理论、甚至是跨文化的普遍意义。这样说，有三方面的理由。其一，的确，特定的实验在其产生之初乃至在其传播过程中，无疑是与境关联的、范式关联的、样式关联的、元理论关联的，甚至可以说，是文化关联的；但是，在交流传播过程中，作为信息接受方的、训练有素的科学家却是积极行动着的主体，他们对于实验陈述有着一种特别的理解和分析能力。实验陈述中纵有理论的渗透，也不至于让实验陈述变得完全不可理喻、不可翻译，在通常情况下，科学家有能力并且总是尝试将具有客观意义的实验陈述的知识内核从与之关联在一起的复杂与境中剥离出来，理解其科学含义并将之转化自己的实验——重新表述为与自己的实验、理论以及元理论相容、相一致的实验陈述，其效果就如同他自己完成并表述这个实验一样。譬如，氧化论者拉瓦锡绝不至于读不懂燃素论者普利斯特利的实验，也不至于没有能力将后者的实验陈述翻译(“意译”)或重新表述为氧化论者所需要的实验陈述。
对于理论语句，科学家亦会作类似处理，所以后起的理论并非与先前的理论毫无关系，尽管这类关系可能并非逻辑上的蕴含关系或数学上的推演关系。如玻尔(N.Bohr,1885-1962)互补性原理所示，没有经典力学，不可能直接产生量子力学。
其二，元理论虽然可以决定其下属理论的类型，但却并不能决定科学实验的类型——划定其适用和传播领域和边界，将其完全约束在元理论及其下属理论的范围之内。科学实验，尤其是现当代的科学实验，往往是在特定理论或特定元理论的导引下进行的，但同一领域内，不同元理论之间的不相容只是部分而非彻底的不相容，随着时间的推移和人类认识的发展，不相容的一面有可能被解除或暂时被搁置——如，元素论与原子论之间的不相容主要表现在是否承认真空的问题上，如果能够解决真空问题或是暂时将之放在一旁，则两者之间的关系可在此前提下变得相容。事实上，波义耳在17世纪就曾构想过“元素性的微粒概念”(他指的是在一切化学过程中可保持其基本结构不变的微粒)，而道尔顿则是在真空问题尚未最后揭秘的情形下实现了元素论与原子论的初步综合。据此，我们可以理解现代化学学术纲领的得以完整建立起来的历史进程和标志性事件［袁江洋、冯翔2011］。
其三，科学实验描述的是外部世界中的事件或过程，元理论或理论之间虽有差异，但科学实验一律指向同一个外部世界，这便为实验陈述的跨范式、跨样式、跨元理论传播、理解和重新表述提供了可能。
所以，本文认为，如果一个科学实验(实验陈述)在一个范式或样式中为真，那么，它往往在其他范式或样式中也同样为真，因为范式或样式上的差异并不能从根本上改变实验陈述与外部世界之间的关系，也因为来自理论或元理论的渗透或其他来自与境的影响总是可以以某种方式加以剥离和消除的。至少，在实验陈述层面，即使存在直译意义上的不可翻译性，也不存在不可再表述性。须知，翻译本身并不是目的，研究才是目的。在无法进行一字对一字的“直译”之处，科学家有理由且有能力采用“意译”。
在此举一个中国的例子，一个跨文化传播的极端例子：17世纪中西科学交流过程中出现了观察天上“食”与“不食”以确定中西历法孰是孰非的一幕，“食”与“不食”是可以明确验证的、发生于外部世界的事情，而且，在这种验证面前，尽管中西文化之间存在极大差异，尽管中国(天文)官员不一定能够正确理解西方的天文历法，均未能更改以下事实：西历在预测竞赛中获胜。“食”与“不食”，取决于相关天象是否出现，而不取决于东西历法预言背后的理论、元理论乃至价值观。
四 个案研究
在这一节，拟结合某些重要案例，进一步阐释元理论概念框架的某些结论或阐明其编史学价值。
案例1.元理论的禁止与指向作用：波义耳批判一切形式的元素论或要素论
仔细解读《怀疑的化学家》论战双方的元理论概念框架，可以看到，波义耳的基本宗旨在于批判一切形式的元素论或要素论，倡导微粒论化学——这注定是一个不可能实现的目标。表1以表格形式说明了论战双方的元理论构架，波义耳或其代言人卡尼阿德斯的目的、批判及辩护策略以及论战的结果。小括号内的内容为笔者所加说明或评论。
波义耳在全书结尾处借仲裁人埃留提利乌斯之口进行了归结，结果是化学家承认了三条方法论意义上的批判，但仍继续坚守元素—要素论立场。实际上，17世纪元素论化学正是通过接受这三条批判尤其是第二条批判，实现了元理论的升级。新的要素论以化学分析操作上不可再分的产物为简单物质，即元素或要素。同时，化学家们放弃所有物体同时由所有元素或要素组成这一辅助假定，采用要素数目不定的要素论［波义耳2007］。
后世化学家们能够走出寻找“黄金的汞”、“黄金的硫”以及“黄金的盐”的迷魂阵，得益于波义耳的批判，由批判而致的升级版的元素论元理论禁止化学家再去像以往那样做实验，不再试图从金、银以及一切金属中分别分离出它们各自所含的盐、硫、汞要素。另一方面，升级版的元理论还为化学家提示了新的研究方向，它将化学操作上不能再分的物质视同元素，据此定义可不断发现新元素，同时也可以对以往弄错了的“假元素”予以纠正。更重要的是，化学家们还由此开始研究二元复合物的组成，使定量分析从理论上的可能逐渐转为现实。
有趣的是，通常所说的“元素的单质定义”这种升级版的元素论概念，恰恰是波义耳为竖立攻击目标而替化学家们总结出来；波义耳以大量实验说明了当时被看作是结合物的金属，如金、水银等，在一切化学过程中能够保持其本性不变——其微粒可保持其基本结构稳定，故意以此引来仲裁人的反问——你所说的金和水银，不正是符合这种单质元素定义的物质吗？！然而，波义耳最终基于其个人的炼金术“证据”，坚持认为金、水银等物体的微粒结构可以通过炼金术的方式予以破坏，从而可以转变为其他任何一种物体。炼金术上的金属嬗变是他从根本上反对一切元素要素说、倡导微粒哲学的最后证言。
我们将波义耳的微粒哲学视为一套跨领域的元理论，并对波义耳在空气泵实验(主要受其微粒哲学中的真空概念的牵引)、光学实验以及《怀疑的化学家》中的化学实验进行详细列表研究，以探讨其微粒哲学与其各类实验之间的复杂互动关系。限于篇幅，在此不述。
案例2.科学家对于元理论的灵活运用：为什么是牛顿而非波义耳发现了日光的组成？
牛顿一个人与胡克(R.Hooke,1635-1703)以及欧洲光学家的论战是科学史上受人关注的著名论战。但是，一个更令人感到困惑的问题是，为什么牛顿能够发现日光组成而波义耳不能？
提出问题的大前提(在此不作论证)是，迄牛顿于1672年发表其“关于光和颜色的新理论”，所有相关研究者，波义耳、牛顿、胡克、惠更斯(C.Huygens,1629-1695)以及比他们早的笛卡尔，均清楚地看到了三棱镜(或盛水的三角锥瓶)下出现的类似于彩虹的(色散)现象。然而，在那个时代，要以数学化的形式发现日光组成，只有微粒论的路径能够做到——在当时条件下，波动论型的光学理论还难以数学化，而在微粒论视角下，借助于已发现的折射定律即可能完成有关发现。
另一方面，牛顿的微粒论思想和光学研究(此外还有炼金术及化学)均导源于波义耳或以波义耳的工作为起点。牛顿几乎是从整体上接受了波义耳的微粒哲学，包括真空与最小粒子(牛顿术语)、逐级凝结、最大的粒子(牛顿用语)等一系列概念；波义耳说自然最小质(即牛顿所说的“最小粒子”)有大小、形状和运动，由之凝结而成的微粒亦然，牛顿则追加了粒子质量和粒子力的概念。在具体的科学探索中，牛顿也采纳物体微粒结构与物体性质相关联的辅助假定(连接原则)。因此，可以认为，牛顿开始其三棱镜实验工作时，其元理论配置、光学基础知识及实验研究背景均与波义耳颇为接近，然而，波义耳虽然在时间上占先，却未能完成有关发现。
波义耳到1666年才发表《形式与性质的起源——从微粒哲学来看》，全面阐述其微粒哲学，此前他于1661年出版《怀疑的化学家》曾以非常简略的形式介绍微粒论思路。1664年，他发表《颜色实验史》，虽然有学者将之视为通向其微粒哲学的一个桥墩，但他在这部名义上是写给年轻人的著作中将理论建构的任务交给了他们(他表示自己不在文中表述其理论思考)，而专注于以培根《杂记》式的经验主义态度描述有关实验，供年轻人思考。书中第三部分描述了关于(物体)颜色产生及相关颜色变化的50个实验，最初的9个实验主要涉及与光学相关的颜色实验尤其是三棱镜实验，后面的实验则涉及物体颜色的产生和变化，包括化学中种种颜色变化和鉴别反应在内。
在有关三棱镜的实验里，波义耳清楚地描述了他所观察到的、由五种颜色组成的“一次虹”与“二次虹”，并用有关图示标明了五种颜色的顺序。继之，他还用平面镜(或水面)、凸透镜、凹透镜等工具对三棱镜中透射出来的虹光继续进行反射、折射、透射实验，发现虹光颜色不变；又用凹面反射镜投射出强烈的白光，使之与虹光叠合，致使看不到虹光，而且，在观察过程中，他还使用过遮挡技术，甚至还用上了显微镜。但是，他几乎未在相关文字中作任何理论性陈述［Boyle 1965,pp.725-727］。
我们倒是可以在《怀疑的化学家》中看到，其代言人卡尼阿德斯(在表明是波义耳的意见之后)说了这样一段话：“种种物体所以表现出种种颜色，并非是因为这种或那种要素在它们之中占有优势，而取决于它们的结构，尤其是取决于其表层成分的配置，由于这种缘故，射到眼睛的光才会有种种变化，并以种种不同的方式给视觉器官造成种种不同的印象。在此我可以谈谈三棱镜所呈现出的那一串悦目的颜色，试问，在制作三棱状的玻璃物体时增加或减少盐或者是硫或汞，又会发生什么不同的现象呢？众所周知，玻璃物体不具有这种形状，则不会产生三棱镜所能产生的那些颜色。”接下来，他马上转入对物体真正的颜色(三棱镜下出现的颜色是“视在颜色”)的探讨，谈到在玻璃容器中在不添加任何附加剂的条件下煅烧汞产生红色物体、继续煅烧又发现红色物体消失而汞重新析出的实验，进而又谈到钢片在火焰灼烧下出现的一系列颜色变化——这两个实验均不涉及三要素的增减［波义耳2007，页175］。这一大段话虽为反驳元素论的性质—要素对应规则而写，但结合《颜色实验史》，我们可以在一定程度上看清波义耳研究颜色现象的立场、态度和方法。
可以认为，其一，波义耳以颜色产生及颜色变化(包括颜色消失在内)为关注焦点，并且常常将光学上与化学上的颜色产生及变化现象并置思考。尽管他区分了“视在颜色”与“物体真正的颜色”，但他没有明确意识到“光的本色”问题——也没有像牛顿那样在一段时间中专注研究三棱镜实验。其二，他从微粒哲学的本体论立场以及培根式的方法论入手来设计、执行有关颜色实验，然而，他在理论上保持高度缄默可能是因为他在理论构作上遇到了困难。更重要的是，其三，其研究框架允许承认：在三棱镜作用下，光发生了“变化”，这样，三棱镜下出现“一次虹”和“二次虹”现象被理解为光的变化。这表明，如果他能够就此现象提出某种理论解释，那么他所提出的解释也必定是一种修正解释，尽管其类型是微粒论版本的。就是说，三棱镜下虹现象的出现，可能是因为光微粒与三棱镜相互作用时发生了细微的结构调整，导致光的颜色发生了“变化”，所以他在后续实验中总是考虑如何消除这类颜色变化的问题。
樊小龙在其硕士论文中对牛顿学生笔记(1664-1665年间)以及其他两份早期光学实验手稿中的实验(1667-1672年间)进行了详细的列表分析，并采用元理论的历史理解框架，对牛顿三棱镜实验的精致化进程进行了专门的研究［樊小龙2012］。在此，我只对其中的要点进行简略的说明和必要的补充。
牛顿是在读了波义耳的《颜色实验史》后才开始进行光学研究的，在经过一段时间的研究之后，他将注意力聚焦于三棱镜实验，并将这类实验推升至“判决性实验”的高度。牛顿的判决性实验是：通过适当遮挡，对三棱镜折射出的彩色光束中的任何一种单色光进行第二次三棱镜折射，发现其折射率及颜色保持不变。他正是在此基础上引出了其关于日光组成的理论。在此，需要注意的是，波义耳观察同一三棱镜中的“二次虹”现象与牛顿进行二次折射实验在光学意义上有类似之处，而且，他在观察二次虹时也发现虹光颜色未发生变化，只是颜色顺序发生了颠倒。也许，波义耳的这一观察对牛顿拓展三棱镜实验、进行二次折射有重要影响。
牛顿也是依照微粒哲学的思路来分析、理解其实验结果的，尽管他在进行表述时从来不直接将其微粒论思路写出来。区别于波义耳，在思考光的本性问题时，牛顿抓住的是“光的不变性”——他能做到这一点，很可能是因为他将光的微小组分置于其物质层系理论中原始粒子层面或接近此层面的层面上理解，此外，他借用化学分析的理解方式将日光理解为“混合物”，将三棱镜的作用理解为单纯的分离作用②。牛顿的结论是，光有复杂组成，不同光线在三棱镜作用下因折射率不同而沿不同角度折射，发生色散；不同的光对应于不同的折射率，是光的不变性的直接体现［Newton 1959］。表2就波义耳、牛顿等人三棱镜实验及相关实验的元理论背景、方法及理论解释给出了系统解析，以供读者比较。
牛顿与波义耳分别将光微粒对应于他们相类似的物质层系分类上的不同层次，是回答本节开始提出的问题的关键。回头审视表1，可知，越是靠近“自然最小质”(波义耳)或“最小粒子”(牛顿)的物质层面，微粒的稳定性越高，而最小粒子为上帝所造，无结构可言，在人而言是不可分的、不变的，与之相应的是第一性的质及不变性。由之凝结而成的各级微粒均具有结构，应均具有相应性质，而最大的微粒及微粒团的结构决定着物体的化学性质(第二性的质)。牛顿自己未采用“第一性的质”、“第二性的质”等术语，他直接采用不变性、化学性质等术语。
波义耳常常将光微粒与火微粒视为相似的微粒［Cohen 1955］。他曾在密闭容器中煅烧金属、发现金属增重，并推断说火微粒可穿过玻璃壁与金属发生了结合［Boyle 1673:pp.706-707］。火微粒虽极其细微，但其引起的重量变化却可以测量，这说明火微粒对应于较高的微粒层级。所以波义耳总是考虑颜色产生与变化的问题，并时常将光学和化学上的颜色产生与变化过程放在一起探讨。波义耳和牛顿都清楚地知道，化学作用只能引起最大的微粒出现轻微的结构变化，并且相信只有炼金术作用才能真正破坏物体的内聚性。所有这些因素，共同导致波义耳倾向于将三棱镜下出现的虹现象视为一种光的变化。
反观牛顿，他是将光的微小组分对应于原始粒子的层级或接近此层级的层级。现在我们知道，在从“原始物质”到“活性气精”的一系列炼金术思考中，他曾这样猜测，活性气精“就是光之体(the body of light)”［Dobbs 1982］。这可以引作一个旁证。牛顿看到的是“光的色散现象”而不是“白光经三棱镜折射后出现的颜色变化现象”，他认定光在三棱镜实验过程中的始终保持其本性不变，实际上他是以光的不变性假定替代了修正理论关于颜色变化现象的任何一类修正假定。最后，请看牛顿晚年在《光学》疑问中就当年的光学争论所作的最后陈述：“到现在为止所提出的用光的新变异来说明光现象的一些假说，是否都错了呢？因为那些现象不依赖于所曾设想的这些新的变异，而是依赖于光线的各种原有而不变的性质。”［牛顿1988］
案例3.实验在发现过程中的作用：汞煅烧及汞灰还原实验
早在17世纪，波义耳就做过汞煅烧及汞灰还原实验，还做过其他类似的实验(如铅煅烧实验及加热氧化铅析出二氧化铅及金属铅的实验)，他观察到了煅烧可使金属增重的现象，同时也提出了错误的“火微粒”解释；但他做这类实验，另一个更重要的用意在于论证，不添加任何要素(如盐、硫、汞)，仅通过火作用即可改变物体微粒的构造，从而改变物体的某些性质。如在汞煅烧及汞灰分解实验中，红色物体(HgO)的出现与消失，只与微粒构造有关，而与是否添加其他要素无关。微粒论化学从根本上怀疑元素论化学家们相信的性质—要素对应规则，而相信性质取决于微粒的结构，性质变化源于微粒结构变化。
一百多年以后的1772年-1774年间，法国化学家巴扬(P.Bayen,1725-1798)又专门研究了汞灰还原实验(但他没有迅速公开发表有关研究)，在密闭、不添加任何燃素物质的条件下只通过加热汞灰得到了流动的汞和一种气体。由此，巴扬对燃素说产生了怀疑，因为按照燃素理论，金属灰须获得燃素才可还原为金属。巴扬对燃素说产生并提出怀疑的方式与波义耳针对元素论化学的怀疑方式颇为相似，但这是否与微粒论化学在法国的传播有关尚待进一步考证。
拉瓦锡是典型的元素论化学家，他坚信性质—要素对应规则，后来他正是据此构建起他的新理论。1774年7月，他作为鉴别小组成员参加了巴扬实验的重复兼鉴别实验——成立鉴别小组，是为了鉴定巴扬实验是否属实，因为巴扬公开宣称他怀疑燃素说。在巴扬实验的促动下，刚刚进入化学领域两年的拉瓦锡也对燃素说产生了一定程度的怀疑，尽管这种怀疑出于元素论式而非微粒论式的立场。他并不打算从根本上怀疑元素论化学，他要做的是事情是，找一个其他要素来替代燃素，在统一解释煅烧燃烧过程的同时解释增重现象——这一现象在燃素说诞生之初就让它受到了一定的质疑。此前两年，拉瓦锡一直在做各种金属及非金属的煅烧(燃烧)及还原实验，但恰恰没有围绕汞来进行实验。在以往实验研究中，拉瓦锡的目的在于解决煅烧实验中出现增重现象这个老问题，但这个问题的解决不一定意味着否决燃素说，也许会成为对燃素说的发展。现在，巴扬实验无疑强化了他的否定意识，使他开始(仅仅是开始)从整体上怀疑燃素说。而同时参与鉴定的另一位成员、坚定的燃素论者波美(A.Baume,1728-1794)则不信服巴扬实验的结果，并坚持要求鉴定小组又将巴扬实验重复进行了两次，但结果完全一样。在此情形下，燃素论者甚至怀疑汞灰并非是汞的煅烧产物。的确，在当时条件下，煅烧汞是一项十分困难的实验，做过此实验的人并不多。而通常医用的汞灰大多取自天然产物。
1774年10月普利斯特利造访巴黎，拉瓦锡在宴请普利斯特利时听他说到在加热汞灰时制得了汞和一种具有强烈助燃性质的气体(后者一度认为是“笑气”，后来在做了一系列更适当的鉴别实验之后，才将之称为“脱燃素空气”)。已参加过巴扬实验鉴定的拉瓦锡此时已对燃素说已产生了一定程度怀疑，更能充分理解普利斯特利所做汞灰煅烧实验的独到之处。这种独到之处在于，作为一位燃素论者，他将关注的重点放在实验所产生的气体上而非不添加碳还原出汞上，而且普利斯特利当时至少点明了这种气体不是固定空气这一点。此时的拉瓦锡肯定有如梦方醒之感，他意识到这种气体可能就是他要在实验中寻找的东西。因为在此前的巴扬实验中，鉴定小组也发现实验中产生了气体，但当时考察的重点在于不添加碳而析出汞，而且，巴扬和包括拉瓦锡在内的鉴别小组成员均将这种气体错误地当作是固定空气。交谈之后，拉瓦锡很快便进行了印证实验，将此气体导入生石灰水，发现液体仅稍有浑浊而未产生白色沉淀，这初步证明了普利斯特利的说法。由此，拉瓦锡开始将密闭条件下的汞煅烧及汞灰还原实验列为实验研究的重中之重，他采用并改进了当时气体化学研究的高端工具，采用并发展了更精准的定量分析手段并在实验精度上最终胜过了普利斯特利。
冯翔在其博士论文阶段就拉瓦锡1772年-1777年间所做的大多数化学实验进行过列表和分类，他尝试用元理论的概念框架重新解释拉瓦锡化学革命，提出判决性实验可根据发现与境、证明与境之别分为两类，并找出了拉瓦锡实验系统中的判决性实验(组)［冯翔2010］。后来，荣小雪也以拉瓦锡提出氧化说的过程为案例、探讨了元理论在溯因推理过程中的作用。
我们的主要结论是：
其一，拉瓦锡与普利斯特利均属于元素论化学阵营，两者均从元素论角度考虑问题，均采纳了单质元素的操作定义，均承认元素—性质对应规则，均采用了包括定性分析与定量分析在内的化学分析原则。而且，两人之间不仅存在着激烈的竞争，也存在着高强度的、积极的学术互动。如表3所示，拉瓦锡与普利斯特利在理论构作或选择上持完全相反的态度，但这并没有妨碍、反而促进了这两个对手之间的学术互动——尤其是实验层面上的互动，可以说，从这两人首次见面开始，拉瓦锡的每一次进步，都在客观上受惠于其对手的实验和批判。总之，实验，尤其是反常实验，以及基于它们进行的跨元理论思考，对于新理论的产生有重大启发力，而实验的精致化则是理论构作成功的保证。
其二，关于拉瓦锡判决性实验(组)的构成及其对整个实验系统的激活作用，我们曾经指出，拉瓦锡通过5年的实验探索，到达了这样一组判决性实验，即汞煅烧及汞灰还原实验、汞在碳作用下的还原实验以及碳燃烧实验。这三个实验都是当时精确定量化了的实验。通过这三个实验，拉瓦锡揭示了一切煅烧、燃烧过程的机制，他证明，汞灰还原为汞可不需要燃素，汞以及其他金属还原实验均不需要使用斯塔尔的燃素理论来解释，因为在金属灰还原过程中加入焦炭，其用途恰恰在于夺取金属灰中所含的纯净空气，即氧气，而不在于为金属灰提供燃素使之重新变为金属。所以，所有的煅烧、燃烧实验均支持氧化说，反对燃素说，因为燃素说解释不但不能说明金属增重现象，不但在反应机理上全部是错的，而且，还弄反了简单物质与复杂物质之间的顺序。
结语
元理论概念框架以这样一种方式来恢复实验的生命：科学探索及发展的进程是元理论、理论、实验这三方面的交互作用的进程，即使是在理论缺位情形下，实验探索仍然不是一盘散沙，仍可以在元理论的约束和牵引作用下保持为一个整体。此时，理论的构作(以及新实验的设计、未知实验现象的发现乃至理论问题的提出)是元理论与实验不断发生相互作用的过程中完成的。实验陈述具有跨范式、跨样式或跨元理论的普遍意义，而且，基于实验而进行的跨元理论恰恰是科学发现过程最为积极的创造因素。在理论得以产生之先，往往会经历“实验的精致化进程”，但并非所有的实验精致化进程均能够在短时间内顺利完成，只有在那些顺利完成的情形下，才会出现“判决性实验(组)”并同时到达新理论。判决性实验之所以称为“判决性实验”，是因为它们能够从整体上提升并激活整个实验系统，使之对新理论构成一致支持并对旧理论构成一致否决。
注释：
①对于发现者本人而言，发现的与境与证明的与境是同一的，发现者需要说服他自己相信新理论、排斥旧理论，同样的，对于发现者来说，证明的与境主要是指发现者及支持者说服他人、说服科学共同体的过程，当然，在此证明与境中，发现的故事也可能还会继续发生。
②这种与化学相关的理解初见于笔者所著《思想之网——牛顿》有关光学研究的一章［袁江洋1997］。现在可以补充的证据是，牛顿在陈述其光色理论的原始论文中，数次使用“mixture”等化学术语；而且，1675/6年元月，在致皇家学会秘书奥尔登堡(H.Oldenburg,1615-1677)的一封关于光的本性和颜色的原因的通信中，在其参考文献中列出了数篇化学文献——有趣的是，科学史家玛丽·博厄斯(M.Boas)曾据此探讨牛顿开始化学研究的时间问题［Boas 1952］。后来牛顿又在《光学》附录中收入化学问题，这都表明牛顿的化学与光学研究之间存在着思想上的关联。
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