科学革命的结构

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科学革命的结构

关于作者

托马斯·库恩,美国科学史家、科学哲学家。1949年获得物理学博士学位后,执教于加州大学、麻省理工学院等,主要著作有《科学革命的结构》《哥白尼革命:西方思想发展中的行星天文学》《必要的张力》。

关于本书

这本书自1962年问世以来,影响力很快扩散到整个人文社科领域,成为引用率最高的书籍之一,而库恩的名字也与“范式”的概念关联到了一起。范式的概念准确地抓住了人类知识状态的共同特征,即对事实的知识并不总是单纯积累的,而且看待事实的视角、研究事实的方式也有可能发生根本的变化。

核心内容

科学的历史演化不仅有积累,更有很多间断和革命,不同时代的科学有不同的范式,科学家也是以完全不同的方式做研究。突破既有的范式,意味着改变某些习以为常的观念和坚信不疑的原则,而这就是科学革命。科学就是通过不断地转换范式,打破旧有框架束缚,才取得了进步。

一、一门科学成熟的标志

所谓成熟的科学,一般都具备系统全面的知识体系,有成熟的教科书供学习使用,能够清楚区分出哪些是大家已经接受的知识、哪些是有待于探索的问题。不够成熟的科学则往往做不到这些,要么是尚未形成系统的知识体系,要么就是不能有效区分已经接受的知识与有待于探索的问题,在这些科学中,一切都可以争论,学科的基础问题同时也就是研究的前沿问题。

库恩指出,即便是那些现在公认为成熟的科学,也都有过从不成熟到走向成熟的历史。一门学科从不成熟到臻于成熟,转变的标志就是大量争论烟消云散,基本共识得以确立。库恩用两个特征来概括科学成熟的标志:一是有某种理论、著作或研究成就,空前地吸引了一大批坚定的拥护者,他们不再相信对于同一类现象的研究还可以用其它的方式进行;二是这些理论、著作或研究成就能够提出丰富的问题,把追随者的目光引向解决这些问题的研究工作,而不是像原来那样,总是纠结于对基本概念的泛泛争论。这两个特征有一个更简洁的说法,就是范式的确立。库恩所说的范式,就是那些能够化解基本争论并形成共识的理论、著作与研究成就。一门科学从不成熟到成熟的标志,就是形成了一个范式,摆脱了先前那种无所适从、莫衷一是的局面。

二、科学革命的原因与模式

在稳定范式的指引下,科学研究就类似于解谜题的活动,就像小朋友做数学题,科学研究的问题原则上也存在一个答案,只要科学家充分运用既有知识做实验、计算和推理,最终能够揭示谜底。然而,总会存在这样一些问题:在既有的知识体系下根本找不到答案,或是说真正满意的解决要求重新质疑基本概念,也就是把争论重新引向基本的共识,突破原来确立的范式。

“氧气的发现”是库恩在书中经常引述的例子。氧气最早是由英国化学家普利斯特列在实验中获得的,但科学史上却把氧气的发现归功于法国化学家拉瓦锡。这里面很重要的原因,是拉瓦锡由此提出了氧化还原学说的新范式,替代了燃素说的旧范式,奠定了今天现代化学的基础。拉瓦锡的成功并不在于他多么勤奋地解答谜题,而在于反过来质疑旧范式,要求对燃烧现象做重新理解,进而“氧气是什么”的问题就顺理成章地得到了解决。

普利斯特列与拉瓦锡的这段公案并不是特例,按照库恩的看法,类似的戏码在科学史中其实在不断上演。在已确立范式的成熟科学中,总会有某些无法解决的谜题出现,库恩称之为“反常”。反常不断积累,就会使已有范式的权威与信誉大打折扣,于是由范式确立的共识不再能维持,科学家又开始了关于基本概念的争论,这又很类似于科学在不成熟阶段的情况,最终的结果是产生一个新范式替代原来的旧范式,确立新的共识来终结这些基本争论。这种范式的转换就是科学革命。任何范式都只不过是一种受多数人追捧的观点,反常是一定会出现的,这是既有范式的局限性。而范式的转换与科学革命也一定会发生,新的范式取代旧的范式,新的共识取代旧的共识,原来的局限性才能被克服,科学也才能进步。

范式的转换意味着科学家看待世界的方式、做研究的方式都发生了根本的改变,这种转换是突然的、剧烈的,并没有经过理性的评价和推理。范式的转换并不是理性的过程,无法通过理性的推理、比较新旧范式的优劣来说服科学家支持新范式,事实上,这更类似于一个“信仰改宗”的过程。科学家对旧范式的接受也并非纯然理性的选择,而是在教育和训练中形成了牢固的信仰,科学革命就是要改变这种信仰。

三、科学革命的合理性与进步性

通常人们以为,科学是完全理性的事业,科学家是以理性冷峻的目光审视世界的一帮人,库恩的这本书却告诉人们,科学研究从来不是完全理性的事业,科学家在工作中也会固执地坚持自己所偏爱的范式,即便有更好的选择摆在面前,他也依然不会被理性说服。更麻烦的是,我们也许根本就不知道范式之间如何比较,哪个更好。转换范式就是彻底改变了看待世界的方式,然而世界既可以用旧范式来把握,也可以用新范式来理解,我们只能说这是看待世界的不同方式,而无法说哪种方式更好更正确。

若按库恩的说法,牛顿的范式与爱因斯坦的范式本身不可比较,它们都只不过是看待世界的两种不同方式,无所谓谁更好或更接近真理,许多科学家由此认为,库恩极大地低估了科学的客观性与进步意义。库恩特别强调自己并不支持相对主义的立场,而是一个科学进步的真正信仰者。通常人们认为科学进步是逼近客观的真理,这样的科学进步观念存在巨大的缺陷,那就是我们永远无从判断科学的进展是否在逼近真理。库恩所说的科学进步却不是这样,他在这本书中提出的范式理论,从根本上拒绝以客观真理为尺子来衡量不同范式。

事实上,科学家们从来不评价理论是否更符合真理,而是更看重某些看得见摸得着的评价指标,譬如看哪个理论更容易作出准确的预测、更系统地解释了现象、拥有更宽的适用范围等等。评价科学革命的合理性和进步性,并不是相信科学总是逼近客观真理,而是从科学的真实演化历史出发作出判断。科学通过范式的转换,不断破除既有的思想束缚,聚焦新的谜题,朝向未知领域不断扩展,它的演化也许并未设定任何目标,认识的进步也永无止境。以往所理解的科学进步是一种不断逼近真理的神话,好像科学家有某些神奇的技能,总能够走在揭示世界真相的道路上,库恩则彻底破除了这种观念,告诉人们,科学的进步并不神秘,科学家的成功经验可以供普通人学习借鉴。

金句

1. 一门科学从不成熟到成熟的标志,就是形成了一个范式,摆脱了先前那种无所适从、莫衷一是的局面。

2. 范式的转换就是科学革命。范式的确立虽然化解了基本争论,确立了共识,但也埋下了科学革命的伏笔。

3. 科学研究从来不是完全理性的事业,科学家们在工作中也会固执地坚持自己所偏爱的范式,即便有更好的选择摆在面前,也依然不会被理性说服。

4. 科学通过范式的转换,不断破除既有的思想束缚,聚焦新的谜题,朝向未知领域不断扩展。

撰稿:徐竹

脑图:摩西

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