科學革命與科學教科書

李廣良

托馬斯·庫恩的《科學革命的結構》一書在多處討論了科學教科書的問題，雖然篇幅不大，但是與對科學革命和科學范式的討論交織在一起，對于從科學事業、科學的歷史進程特別是科學革命的視角，對科學教科書進行科學哲學的反思，以及對科學教科書編撰、出版實踐的改進更新，有著深刻的啟發。

1 科學教科書及其功用

理解科學教科書是什么，首先讓我們厘清它不是什么：它不是科學經典著作，不是科學論文。總結庫恩在本書中的論述，科學著作可以分為三大類：（1）科學經典著作；（2）科學教科書（以及與之相關的三小類科學著作，容后文詳述）；（3）科學論文（包括研究報告）。這三類科學著作各有其特點和功用。

科學經典著作是為科學建立范式的著作，如亞里士多德《物理學》、托勒密《天學大全》、牛頓《自然哲學的數學原理》和《光學》、富蘭克林《電學》、拉瓦錫《化學》、賴爾《地質學》等。正是通過這些經典著作，科學的范式得以首次建立，并終結了科學發展早期階段學派林立的紛爭，終止了對基本問題的無休無止的重述，開啟了常規科學的進程。值得注意的是，“經典”并不意味著“真理”。相反，經典著作可能有很多錯誤，但是正如庫恩引用的培根的方法論格言所揭示的：“真理從錯誤中比從混亂中更容易出現。”

科學論文是在范式確立之后出現的。它與科學經典著作不同，它假定讀者已經擁有了專門的知識，也就是說論文的作者與讀者共享著同一個范式。范式確立之后，科學論文而不是科學圖書成為科學家的主要成就的載體。科學圖書甚至有時候會損害科學家的專業聲望。這也使當今科學家更鐘情于生產論文而非撰寫圖書。不但自然科學家如此，而且社會科學家也有這種傾向。這與科學出版業的現狀也是吻合的，以國際著名的科技出版集團愛思唯爾（Elsevier）為例，它旗下擁有2000多種學術期刊，但是每年只出版800種新書。

借助于科學經典著作，以及科學論文及其載體——科學刊物，才出現了科學教科書，它旨在傳達當代科學語言的詞匯和語法。科學教科書的功用在于，對準備從事科學事業的入門者進行范式的訓練，以使后者能夠從教科書沒有深入探討過的地方開始研究工作，因而他可以格外集中地研究他那個團體所關注的自然現象中最微妙和最深奧的方面。以范式的視角來考察三種科學出版物的區別，簡而言之，即：科學經典著作是建立范式，科學教科書是范式訓練，科學論文是在范式框架內從事常規科學研究。

2 科學教科書的非歷史性

教科書最大的特點在于其“非歷史性”“去歷史化”：教科書總是一開始就剔除科學家對學科的歷史感。教科書的去歷史化突出地表現在它對科學革命的存在和作用的“隱瞞”，這是庫恩非常嚴重的指控。教科書提供的更像是知識和方法的堆棧，而非展現科學的歷史進程，特別是科學革命的發生。教科書描繪的是一幅影響至深卻并不真實的科學圖景，它是靜態而非動態的，是直線而非曲折通往今天的優越地位的，是保守而非革命的，是累積性而非躍遷性的，是可通約的而非不可通約的。

由此導致的一個后果就是，長期浸淫于常規科學特別是教科書傳統中的科學家，具有良好的常規科學素養，但是缺乏基本的“科學革命素養”，難以認清科學發展的真實歷史和規律，沒有開創、接受、甚至經歷科學革命的心理準備和實踐指引。所謂“科學革命素養”也應該成為所謂“科學素養”的組成部分。

如果科學革命的解決或曰范式轉變的完成，“并不是靠使它的反對者信服和領悟，還不如說是因為它的反對者終于都死了，而熟悉這個新科學真理的新一代成長起來了”，無論如何也不能說是完美的。那么，我們就有理由期待一種教科書能夠讓新一代更好地熟悉新的科學真理，也完全有理由期待這種教科書能夠使它的一部分反對者信服和領悟這個新真理，或者使這種改宗經歷更加釋然。

3 科學教科書的改進和更新

科學研究與科學教科書的編撰、出版，是高度相關又有區別的兩項事業。科學教科書的改進和更新，可以從科學哲學的反思獲得營養，比如借助庫恩科學革命的理論資源，否則難免淪為知識的累積，尤其不利于科學素養特別是科學革命素養的培育。所謂的“改進和更新”，并不是庫恩在書中提到的“全部或部分重寫”，后者涉及的是內容而非形式。作為具體從事科技出版工作的實踐者，結合對本書的理解，我在此提出對于科學教科書的改進和更新的兩條思路：

一是確保對學生進行全面的科學范式訓練，使他們對未來從事常規科學有更好的準備。以我在工作中接觸到的Academic Cell模式為例。Academic Press和Cell都是愛思唯爾出版集團的子公司，前者長于基礎科學的圖書包括教科書的出版，后者則是國際頂級生物學學術期刊群。而Academic Press和Cell竟然合作開發了Academic Cell品牌（imprint），該品牌出版的生物學教科書的特色在于，集經典教科書與最前沿論文于一身，成為基礎知識與學術訓練的完美結合。

二是為學生理解包括科學革命的歷史，乃至親身參與現實中可能發生的范式轉換，進行心理上的準備和科學素養上的訓練。簡而言之，充分融入與教科書相關聯（同時也更少與論文相關聯）的另外三小類科學出版物的內容和風格：（1）普及讀物——用較為接近日常生活的語言來描述科學成果；（2）科學哲學著作；（3）對科學生活的回顧性反思。

當然，對于普及讀物和科學哲學著作，庫恩主要是從它們都是記錄過去革命的穩定成果的角度，認為與科學教科書是一丘之貉。但是庫恩并沒有將三者畫等號。而且庫恩此書本身就是一部科學哲學著作，顯然庫恩不會進行自我指控，此書實際上已經提示了科學哲學著作的一種可能的方向。

此外，庫恩也指出了回顧性反思的誤導性例子，比如以道爾頓回顧自己的研究歷程時候顯出的直線式的或累積性的印象。但是庫恩顯然并非認為所有回顧性反思都有同樣的弊病。

總之，借助科學哲學的反思，加上科學家和出版人的創新實踐，一定能夠出現既能促進常規科學研究，又能為科學革命做出某些準備的新型科學教科書。