科學革命中的范式

摘 要：庫恩認為，革命是科學的演進的形式，而范式在常規科學和科學革命中起到關鍵作用。本文試圖對范式在科學革命中發揮的作用進行簡要總結和分析。

關鍵詞：科學革命 范式 常規科學 歷史主義

一、提出背景

（一）科學革命發展觀

庫恩突破了以往科技哲學著眼于科學本身的角度，從科學史的角度闡述了他對科學發展的過程的看法。這一論述過程回答了科學的化界問題，和科學的發展模式的問題。

庫恩首先否定了教科書般的“科學累積發展觀”，即科學理論是由單個科學家個人發現的，現階段的所有的科學理論是經過歷代科學發現不斷累積的結果，并且，那些年代久遠的科學理論看起來似乎變成了當時人類的隨意猜測，變成了不可信的“神話”。在這種科學發展觀的影響下，需要搞清楚兩件事，一是要搞清楚每個科學理論的發現者是誰，另一個是要解釋清楚這些阻礙著現代科技發展的“錯誤”觀念的作用機理。但在科學史研究者那里，越來越發現這種發展觀的困難性。首先，他們無法找到每一個理論的發現者，其次，他們無法具體將傳統科學中的非科學成分和科學成分分得很清楚。傳統科學在其當下的語境中具有科學性，并非是當時科學家的想像和隨意猜測，另外，如果仔細研究就會發現，其實每一個傳統科學理論也可以通過科學的方法得出，因此，這說明了科學積累發展觀存在一定的問題。

庫恩提出的則是一種科學革命的科學發展觀，即認為科學理論是由承認相同范式的科學共同體所完成，由于個人因素的影響，科學共同體所共同承認的范式具有隨意性，而解決和去除舊有范式中的隨意性則成為了新科學發展的基礎。科學發展的過程就是由常規科學到科學危機，進而新科學進行科學革命，走向新常規科學的過程。因此，在庫恩看來，完整的科學發展的模式則是：前科學→常規科學→科學危機→科學革命→新常規科學→科學危機→……呈現為科學理論不斷更迭的過程。

（二）科學發現的隨意性

庫恩認為個人因素對科學發現具有一定影響。科學發現的結論并非由科學方法論所唯一決定，個人因素在其中也起到很大作用。如果一個人了解科學方法但不知道這一學科的具體理論，也可能擁有新的突破。他得出的結論可能是由先前他在其他領域內的經驗所啟發，可能是由研究中的偶然事件所決定的，也可能是由他的個人性格所決定的。道爾頓的原子論就是一個例子。第一，道爾頓并非化學家，但作為氣象學家的他同樣掌握了科學的研究方法，他作為化學界的門外漢，受到了古希臘哲學原子論的影響，得出了他的原子論理論，說明科學探索并非完全嚴格依照科學方法論，在科學探索過程中會受到很多偶然因素的影響。第二，這個例子中古希臘哲學原子論證明了，古代科學理論雖然看上去沒有后來的科學更嚴謹、更理性，但是其并非純粹是古代人的臆測，而是帶有一定的科學性。

二、前科學階段和科學范式的出現

庫恩認為，范式是科學理論從前科學到常規科學過渡的基本要素。

首先需要明確“范式”、“常規科學”和“前科學”這幾個基本概念。在第二章中，庫恩提到：“‘常規科學是指堅實地建立在一種或多種過去科學成就基礎上的研究，這些科學成就為某個科學共同體在一段時期內公認為是進一步實踐的基礎。”[1]而范式則是科學共同體內部公認的科學理論和科學方法論，具有兩個特點，一是該范式的學派理論憑借它能夠在學派競爭中打敗對手，吸引一批堅定的擁護者，二是該范式能夠為擁護它的研究者留下足夠豐富的問題和研究空間。庫恩又提到，范式一般用來為新加入研究的學生提供科學共同體所公認的標準和規則，在之后的研究過程中，他們不會再在這些基本前提上發生爭議，而這也是范式在共同體內部對每一個成員發揮的主要作用。

前科學則是某一領域第一個范式和常規科學建立之前的學派林立、相互競爭的階段。在常規科學階段，某一科學領域以某一種范式的科學理論為主導，人們普遍接受并認可這一科學理論。前科學階段則與此相反，表現為眾多學派和子學派的相互競爭、沒有共同的信念，每個科學家都要為該領域探索和構建理論基礎。前科學階段的科學家們更容易直面復雜而龐大的自然現象，更容易與不同領域的科學家進行交流。

但是前科學階段存在很多問題。在早期搜集事實的活動中，由于沒有共同認可的研究規范，研究文獻往往混雜著“不科學”的成分。另外，由于搜集事實的活動永遠反映的是自然界事實的部分，自然史往往遺漏了對后來科學家具有重要啟發意義的細節。最后，自然史缺少對材料的批判性思考和整理，往往很多不同領域的現象并列描述起來，成為一個 “現象大雜燴”。這些都使得前科學階段的研究過程和研究結果十分多樣，也十分隨機。

因此，范式的出現對于前科學狀態顯得尤為重要。前科學階段學派林立，對世界的認識多種多樣，人們無法對自然界達成相對統一的認識，而當一個學派的理論和方法成為該領域的范式之后，自然界才變得可以詮釋，對自然的認識才能更加深入。另外，當范式確立之后，科學家們才可以按照范式確立的規則篩選該研究領域研究范圍內所需的自然現象，并進行深入研究，脫離前科學階段“現象大雜燴”的狀態。只有這樣才標志著一個領域進入到成熟的科學狀態。

三、范式在常規科學中的作用

（一）科學的變化

在范式出現之后，科學往往會產生變化。一是研究范圍的縮小。科學家不再研究范式規定之外的自然現象，僅在范式規定的框架下發展理論、進行深入研究，并力圖運用范式解釋一切自然現象，當出現現象同范式不符時，科學家會修改范式使之更精確，能夠解釋更多的現象。二是科學論著越來越精深，越來越專業化。起初科學家的著述面向對這一領域感興趣的人，較為淺顯易懂，而當科學愈加成熟，科學家的著作就越專業化，只展示給同行，只需獲得同行認可。

（二）范式規定常規科學的研究范圍

當科學成為常規科學之后，便進入了范式規定范圍內的研究領域。這種狀態的科學不要求創新、發現不同的理論和方法，而是尋求范式理論和經驗現象的最大契合。因此，關于以事實為研究對象的科學通常只做三件事：揭示同范式所論述的事物本質最契合的經驗現象、盡可能多地證明經驗現象同范式相一致、當經驗現象同范式不一致時，盡可能修補范式使其包含更多現象。

因此，常規科學的研究成為了“帶著鐐銬的舞蹈”，擁護常規科學的科學家們不去創立一種新方法，而是將常規科學愈發精致化以擴大范式涵蓋的應用范圍，庫恩稱其為“解謎”活動。在這個解謎活動中，范式作為科學研究的公認的前提和基礎提供謎面，而科學家們依靠著聰明才智解出范式所規定的答案而不會動搖范式本身。

（三）范式在常規科學中的重要作用

在這里，庫恩將范式和規則區別開來，認為范式優于規則，即使沒有規則，范式也能夠知道常規科學的研究。他列舉了四個理由。一是，指導過特定科學研究傳統的諸規則極其困難。二是范式植根于教育的本性之中。三是范式通過直接模仿以指導研究，只要范式不受損害，那么即使合理性沒有一致意見或對合理性根本無任何考慮，范式仍能發揮其指導功能。四是范式代替規則將使我們對科學領域和專業的多樣性更容易理解。

四、范式的轉換

（一）危機和革命

新范式只有在常規科學的解謎活動失敗之后才會出現，常規科學的危機便成為了新范式發展的契機。由于常規科學研究是在范式規定之下進行的探究，而常規科學的范式永遠不能完整地反映整個世界圖景，因此常規科學的研究內容具有局限性。任何一個科學理論都不能斷言它能夠完全展現世界的運行狀態。但隨著時間的推移和研究的深入，新的經驗現象會不斷涌現，而面對這些經驗現象，固有范式則體現出兩種選擇。當范式調整、新的經驗現象能夠被同化之后，常規科學便擴大了應用范圍，而當常規科學的范式走到了極限，調整和修正后的常規科學再也不能同新的現象很好地契合時，新的范式則煥發出生機。

因此，科學危機的解決依靠的是范式的轉換，新范式取代舊范式成為了科學革命的過程。新范式需要在舊有范式和眾多候選范式的競爭中爭取科學共同體的信任，使其將對舊有范式的信任轉移到自己身上。

范式的轉換是世界觀的改變。范式產生于前科學狀態中不同學派的相互角逐，不同的理論具有不同看待世界和解釋世界的方式，更具有說服力的理論便成為了第一個范式。第一個范式告訴人們世界是什么樣的，而他的科學是什么樣的，之后的常規科學繼承這種看待世界的“世界觀”，常規科學是不會改變范式的研究，只會將范式更加精深化，因此常規不會改變世界觀。而新的范式出現則提供了一套新的理論和方法解釋自然，也就提供了一種新的世界觀。新范式之下的研究者會拋棄原來范式所規定的問題，轉向研究新范式開拓出的“新世界”下的問題，盡力證明新的范式和經驗現象的吻合。新的經驗現象的發現既是范式變化的原因，也是范式變化的結果。因此，新老范式之間所揭示的是不同看待世界的方式。進一步擴大來看，不同的學派之間所展現的世界是不同的。

（二）范式轉換的困境

但是，范式的轉換過程并非一帆風順，不同的范式之間面臨著不可通約性的難題。庫恩認為，不可通約性面臨著三個問題。

一是解決問題的標準，由于不同的范式的研究領域不同，世界觀不同，因此新范式不認可舊范式認為的那些科學需要解決的最緊迫的問題。

二是新舊范式之間存在概念歧義，由于新范式往往沿用舊范式的概念、方法和測量工具，而新范式卻用新的方法解釋世界，兩者在概念運用上容易產生不同的理解。例如，對于相信地心說并進行研究的科學家來說，地球這個概念中就包含了不動這一要素，讓他們承認日心說，相當于整個改變了他們看待世界的方式，相當于動搖了他們研究的基礎。因此，舊范式的維護者往往容易從概念本源去反駁新范式對概念的用法，兩者容易在這里產生誤解。

三是不同的范式之間的科學家在“不同的世界”當中。這是最能體現范式不可通約性的一點。“一個世界包含了緩慢下降的受制約的石頭，而另一個則包含重復自身運動的單擺。在一個世界中溶液是化合物，在另一個世界中則是混合物。”[2]不同的范式理解世界的時候看到的是不同的東西，每個事物的關系也不同。科學家只會采用自己認可的事物關系解釋世界。因此，使科學家大幅度扭轉一生承認的世界觀是一件非常困難的事，不可通約性使得范式的轉換不是逐步完成的，要不根本不承認，要不全盤接受。

因此，范式是常規科學從前科學中脫穎而出、被大眾接受的標志，是常規科學得以保持和深入的綱要，也是新的科學誕生的契機和手段。

五、多元的范式

科學理論是按圖索驥逐步展示“絕對真理”嗎？庫恩并不這么認為。庫恩肯定了波普爾的否定思想，但是不同意波普爾對證偽了的理論全然否定的想法。在庫恩看來，沒有任何理論能夠在一定時期內解答所有科學問題，新的回答往往也不是完美的，正是這種不完美性提供了多種看待世界的方式，也為新的理論提供了可能。證實的概率性理論則為波普爾的全然否定彌補了部分缺陷。證實理論認為，幾乎沒有科學家在尋求絕對的標準真理，而是證明自己的理論在現有條件下能夠有多大概率解釋自然。相比于舊范式，庫恩不認為新的范式代表一種進步，而是對自然的不同解釋，解釋世界的方式有很多種。這樣十分容易陷入相對主義。

注 釋

[1] 引自托馬斯·庫恩：《科學革命的結構（第四版）》，金吾倫、胡新和譯，2013年，第7頁。

[2] 引自托馬斯·庫恩：《科學革命的結構（第四版）》，金吾倫、胡新和譯，2013年，第126頁。

參考文獻

[1] 托馬斯·庫恩. 科學革命的結構[M].北京：北京大學出版社，2013，1-252.

[2] 張之滄. 鑒定科學與非科學的原則和方法[J]. 學海，1999，（01）：44-50.

[3] 胡瑞娜.在科學哲學與科學史之間——庫恩思想中的科學革命[J].科學技術哲學研究，2017，34（05）：73-78.

[4] 張君弟.反思、重返與二階科學：一場新型科學結構的革命？[J].科學學研究，2017，35（08）：1130-1135.

[5] 王倩. 庫恩科學哲學轉向意義研究[D].新疆大學，2016.

作者簡介：劉一丹 女（19931218） 山東煙臺人 北京林業大學 碩士在讀，2016級研究生 研究方向：環境哲學。