【科学专栏】什么是科学(8)

      归纳主义和否证主义的优点和不足我们已经有所了解,它们关注的是方法论的角度,但随着科学发展越来越复杂,除了从分析单个理论中解释科学是什么外,还需关注科学整体发展态势,是什么推动了科学发展。在否证主义出现不久,相继出现了三种科学官,库恩的科学革命,拉卡托斯的科学研究纲领,费耶阿本德的无政府主义科学论。这次先来介绍库恩的科学革命。

       库恩在1962年发表了他的最重要的科学哲学著作《科学革命的结构》。这本书的出版引起了科学哲学界的震动,一时间,自然科学界和社会科学界都形成了研究、讨论此书的热潮,从而为库恩赢得了世界性的声誉。这本书也是科学哲学的历史学派的奠基著作,原书只有180页,译成中文也只有12.7万字,但西方不少人却把它称之为一部“极其严谨的箴言录”。在这本书中,库恩反对那种把科学知识的增长看成直线似的积累,或者不断推翻的增长的观点,反对把科学和科学思想的历史发展过程看成逻辑或逻辑方法的过程。他依据科学史材料,提出了科学和科学思想发展的动态结构理论,第一次明确地使用了这个理论的核心概念“范式”。在这个动态结构理论中,库恩认为科学的实际发展是种受范式制约的常规科学以及突破旧范式的科学革命的交替过程。

书中内容摘抄 

1. 概述

       需要把理论看作结构的一个理由起源于对科学史的研究。历史研究揭示,重要科学的演化和进步显示出一种为归纳主义和证伪主义的解释所忽略的结构。托马斯·库恩(Kuhn, 1970a)在他的《科学革命的结构》一书中对归纳主义和证伪主义科学观提出了重要挑战。。他的理论的一个关键特点是,强调科学进步的革命性质,这里的革命意味着放弃一种理论结构并代之以另一种不相容的理论结构。另一个重要特点是,科学共同体的社会学特征起着重要作用。库恩关于科学如何进步的图景可以概括为下列开放的图式:

       前科学--常规科学--危机--革命--新的常规科学--新的危机

       在一门科学形成以前的杂乱无章和五花八门的活动,在某个范式得到某一科学共同体的坚持时,终于变得有结构、有方向。构成一种范式的是:某一特定科学共同体成员们所采纳的、一般性理论假定和定律,以及应用这些假定和定律的技术。在一种范式内工作的人们,不论这种范式是牛顿力学、波动光学、分析化学或是别的什么,都是在从事库恩所说的常规科学。常规科学家将在他们为了解释和适应实验结果所揭示的实在世界某些有关方面的表现而进行的努力中,阐明和发展范式。在这样做的时候,他们会不可避免地经历困难,遇到明显的证伪。如果对这类困难失去了控制,危机状态就发展起来。危机的解决,发生在全新的范式出现并吸引越来越多科学家的忠诚,直到原先那个破绽百出的范式终于被放弃的时候。不连续的变化构成一次科学革命。新的范式,充满了希望而不是被显然无法克服的困难所困扰的范式,现在指引着新的常规科学活动的进行,直到它也陷入严重的麻烦和新的危机,结果是引起新的革命。

2. 详述

       按照库恩的观点,有一个能够维持常规科学传统的范式的存在,是区别科学与非科学的特征。牛顿力学、波动光学和经典电磁学全都曾经构成也许仍然构成范式,因而有资格成为科学。大部分现代社会学缺乏范式,因而也就没有资格成为科学。

       常规科学包括作出详尽的努力来阐明范式,以改善它与自然之间的匹配。一种范式总是很不精确和开放的,为完成大量那类工作留有充分的余地。常规科学家们必须对他们在其中工作的范式不加批评。只是由于如此,他们才能集中精力去详尽地阐明范式和从事深入探索自然所必需的秘传性工作。正是在基本原理上不再存在分歧,把成熟的常规科学与不成熟的前科学的相对说来是杂乱无章的活动区别开来。按照库恩的说法,前科学的特征就是基本原理上的分歧不一和争论不休,严重到详细的秘传性工作无法进行。

       仅仅存在某一范式内未解决的难题,并不能构成危机。库恩承认范式总会遇到困难。总是会有反常存在。只有在一系列特殊的条件下,那些反常才会发展到动摇人们对范式的信心。这样的反常将被认为是特别严重的,如果它被看成是对于范式基本原理的打击,而又顽固地拒不屈服于常规科学共同体成员们为了消除它而进行的努力。。对反常的严重性产生影响的还有它拒不屈服于消除它的努力的时间长短。严重反常的数目则是影响到危机发作的又一因素。一旦某一范式已经被削弱和动摇到它的支持者对它失去了信心的地步,革命的时机就成熟了。

       引起一场科学革命的,不是个别科学家,而是作为整体的有关科学共同体放弃某一范式和采纳另一新范式。当越来越多的个别的科学家,由于各种各样的理由而改信新的范式时,也就出现了"日益扩大的专业忠诚分配的转移。"(Kuhn, 1970a, p. 158)如果这场革命成功的话,那么这种转移就会扩大,以致把有关的科学共同体的大多数人都包括在内,而只留下一些持不同意见者。这些人将被排除在新的科学共同体之外,他们也许会在哲学系中寻求避难。无论如何,他们终将死亡。

3. 评述

       库恩用通过革命实现进步来代替成为归纳主义科学观特征的积累进步。按照后一种观点,随着作出了数量上和种类上越来越多的观察,使新的观念得以形成,旧的观念得以精炼,而它们之间新的规律性关系得以发现,科学知识就持续不断地成长。从库恩独特的观点来看,这种看法之所以错误,在于它忽略了范式对实验和观察所起的指导作用。正是因为范式对于在范式内进行的科学活动具有如此广泛的影响,使得一种范式之取代另一种才不能不是革命性的。

       库恩指出存在着科学革命,这种革命包括的不仅是所作断言的范围有了变化,而且被设定为组成世界的实体的性质,以及证据和被认为合适的说明模式也有了变化,作为一个描述性事实,无疑是正确的。

       库恩在我们提出的基本问题上含糊其辞是出了名的,他自己的著作突出说明了这一点。在出版了《科学革命的结构》之后,库恩受到了提出了一种科学进步"相对主义"观的责备。我的意思是指,库恩提出了这样一种进步观,按照这种进步观,一个范式是否比它挑战的范式更好的问题得不到确定的、中性的答案,而是取决于作出评判的个人、团体或文化的价值。库恩显然对这种责备心里不安,在他添加在《科学革命的结构》第二版的后记中力图使他自己与相对主义保持距离。但库恩一方面声称他在进步问题上不是相对主义者,另一方面在他的书中有许多段落读起来表明他是相对主义立场明白无误的维护者,甚至根本否认科学进步有理性标准。

       如何说一个历史上存在过的范式比它取代的对手要好,不同于如何或为什么个别科学家改变他们的忠诚,从忠于一种范式改变到忠于另一种,或者如何或为什么他们根据一种或另一种范式工作的问题。个别科学家在他们的科学工作内作出判断和选择是出于各种各样的理由,往往受主观因素的影响,这是一回事。一种范式与其他范式之间的关系,作为事后诸葛亮看得最为清楚,这是另一回事。如果有什么独特的意义可用来鉴定科学进步的话,那就是后一类的考虑才能给出答案。这就是我为什么不满意库恩在他的1977年的著作(第13 章)中试图用集中于"价值判断和理论选择"来对付相对主义指责的缘故。

        科学是什么已不是只凭一个定义就能解释和被人理解的了,即使是各个科学分支也如是。否定归纳主义关于知识的积累是直线的是正确的,但曲线的积累是有的。

       之前我用反比例函数的图像解释科学理论如何作用于真实世界和人类真理发展的关系,看了可以更进一步地发展这个想法了。科学理论和检验一般是顺承式的,理论和理论之间也有这种关系,但也有科学革命,因为观察的技术提高了间或影响了思考的角度和层次。但不能因为(科学也没有这样做)未来技术可能的进步而守株待兔,如虚线表示,等到技术成熟时再一次性跳跃式地发展理论。正因为科学理论的提出和需求,技术手段才有发展的动力和方向。至于历史上无意间借助技术手段发现的非目标的事实,是人们思考的不细致或盲区造成的,发现之后的仔细认真的研究并得出理论就又回到技术提高影响思考的循环中。

        这种思考感觉是容易引起思维混乱的,有循环和时序的错乱感。关于曲线切线和割线的关系和它们对科学发展的作用我还需进一步的思考,一个模型是否可以很好地拟合实际情况并为之做出预测或总结,体现了这个模型的好坏,所以不仅要了解事实还要对照好模型和事实的关系。

[1]《科学究竟是什么》. A. F. 查尔默斯.商务印书馆.2007

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