成功科學家的性格

邱仁宗

庫恩《必要的張力》讀后

一個科學工作者如何才能獲得成功？并沒有什么屢試不爽的秘訣。但是在總結科學發展的歷史的基礎上，可以提出一些啟發性的建議來。美國科學史和科學哲學家托馬斯·庫恩認為，成功科學家的性格在于在發散式思維和收斂式思維之間保持必要的張力。我認為這個思想十分深刻。庫恩以《必要的張力》作為他最新出版的一本論文集的書名，這本書的中譯本已由福建人民出版社于一九八一年十一月出版。

發散式思維就是指思想活躍、思想解放，反對教條、勇于革新。這種發散式思維，是科學進步所不可缺少的。沒有這種發散式思維，就不能打破束縛科學的舊框框。在哥白尼、拉瓦錫、達爾文、愛因斯坦的身上，我們可以看到鮮明的發散式思維的性格。沒有這種性格，就不能打破托勒密學說、燃素說、物種不變說和牛頓力學的舊傳統，就沒有科學革命的發生(或推遲科學革命的到來)。

發散式思維之所以不可缺少，是因為科學通過革命而進步。從培根以來，人們一直認為科學是通過一點一滴地積累而進步的。惠威爾作過一個比喻，把科學的發展比作河水從支流匯集到江河，逐漸發展壯大?，F代許多科學教科書的導言中在談到本門學科的發展時也是用這種方式描述的。如果科學真是直線的、通過一點一滴累積而發展的，那末發散式思維也就似乎不怎么必要了。事實上，科學發展到一定階段，不從另一角度、另一方向來思維，仍然沿用原來的思維方式，就不能進一步作出科學的發現和發明。

科學的發現和發明是一個有結構的過程。重大的發現和發明開始于反常，即理論(庫恩用的是范型Paradigm一詞或譯范式、規范)與觀察的不一致。一個科學工作者具有發散式思維的性格，就容易發現這種反常。在倫琴發現X線以前，至少有兩人已碰到過這種射線，但失之交臂。只具有收斂式思維而缺乏發散式思維的人總希望把反常硬納入老框框中。英國化學家普里斯特利長于實驗，輕視思維，把每次收集到的氧都用燃素說來解釋，把氧叫做“脫燃素的空氣”。當然，有些反?？梢酝ㄟ^范型的內部的調整而被同化。例如天王星軌道的異?？梢酝ㄟ^增加一些輔助假說(天王星外層有顆行星干擾了它的運動)來使之被牛頓力學同化。但是重大的反常是原來的范型同化不了的，必須建立新的范型才能同化它。如以太理論無論如何同化不了邁克爾遜、莫雷實驗的結果(以太相對地球的運動速度各個方向都等于零)，只有愛因斯坦理論才能同化它。建立新范型是科學上的重大發現和發明，沒有發散式思維，是根本不行的。

但是單單具有發散式思維的性格也是不行的?？茖W并不是都處于革命前夜的情況。當一個有前途的、生機勃勃的范型在前進時，尤其是在剛產生時，總會遇到不少反常，甚至可以說“淹沒在反常的海洋之中”。如果一有反常就放棄范型，那也就沒有科學的進步。那時就需要科學工作者按照已建立的范型百折不撓地用他們的聰明才智去解決范型提出的難題，從實驗和理論兩個方面去擴展、豐富、發展范型。這種維持傳統、捍衛傳統的思想型式就叫做收斂式思維。

在科學發展的一定階段，必須堅持傳統才能使科學取得進步。門捷列夫提出元素周期律后，化學家不斷地按照這個定律在空格上發現新的元素，如果一遇到反常放棄這個定律，就不能作出這種性質的發現。這種科學發現可以說是“找到了正在找的東西”。象前面所說的反常的發現則是“找到了不在找的東西”。如果后一種發現更需要發散式思維，那末前一種發現更需要收斂式思維。

收斂式思維可以充分發揮一個范型或一個科學家所具有的潛在的科學能力。哥白尼學說剛提出時遇到的反常并不比托勒密學說少，地動說與高塔落石落在塔基旁的觀察結果明顯不一致，哥白尼預言金星、火星的大小和光度在一年之中從地球上看起來有變化，與肉眼觀測結果也不一致。如果因為這些反常而放棄它，就會把一個具有燦爛前程的理論扼殺于襁褓之中。多虧了伽利略、開普勒、牛頓堅定地按照哥白尼開辟的方向進行工作，終于徹底打敗了托勒密學說以及支持它的亞里士多德物理學。同樣地，在整個十八世紀和十九世紀初葉，歐洲最優秀的數學家伯努里、歐拉、拉格朗日、拉普拉斯和高斯花費了畢生的精力和心血，堅持牛頓理論，使這個理論擴大應用于自然界廣泛現象，各自作出了光輝的貢獻。

既要發散式思維，又要收斂式思維，豈不矛盾嗎？確實，這兩種思想型式是矛盾的。但是這種矛盾是應該而且可以統一的。一個成功的科學家必須具有維持傳統和思想解放這兩方面的性格，因為科學是通過傳統的維持和傳統的變革而進步的。用庫恩的話來說，成功的科學研究必須在這兩種思想型式之間維持一種張力。

我認為，庫恩這個思想不僅對于我們的科學工作，而且對于其它工作也是有意義的。推而廣之，對于任何工作都需要這種“必要的張力”，都需要發散式思維和收斂式思維的結合。我們現在正處在新的歷史時期，過去的好的東西，我們要保持。同時，我們的許多方面又是不完善的，有待于改革，這又要求我們必須保持思想活躍和思想解放，不要老想走舊路子來解決新問題。

(《必要的張力》，〔美〕托馬斯·庫恩著，紀樹立、范岱年等譯，福建人民出版社一九八一年十一月第一版，1.28元)