論范式理論所揭示的科學發展模式

馮開靜

庫恩第一次接觸到科學史，就讓他對以往關于科學發展模式的學說產生了質疑。由此，他本人便從理論物理轉向了科學史的研究，所著的《科學革命的結構》，一經問世便在科學和哲學兩屆引起轟動，中心思想“范式”也成為一時的顯學。

一、不同的科學發展模式之爭

科學哲學中把科學發展的內在規律性、主要特征、內在機制的概括和描述的探究理路稱為科學發展的模式。其中，邏輯經驗主義的直線累積觀、奎因的整體主義、波普爾的不斷革命的證偽主義和庫恩的以范式為核心的歷史主義都是探究科學發展模式的不同學術流派。

邏輯實證主義可以追溯到17 世紀培根的“歸納主義”，惠威爾在《歸納科學史》一書首次論述了科學發展模式如同支流匯入江河，科學的進步就是將過去的理論不斷歸并的過程。沿此理路，邏輯經驗主義認為：由于科學發現的方法是“歸納法”，隨著科學實踐的推進，經驗觀察的內容總是不斷增加的，所以科學在真命題不斷積累中得以增長，在此基礎上形成了“累積式”的科學發展觀。即科學的發展是一個直線式的不斷積累的過程，是一種量上的漸進。整體主義的奎因看到邏輯經驗主義理論的“兩個教條”并闡述自己的整體主義科學觀。邏輯經驗主義主張所有科學理論都可以拆分為獨立的命題，并可以不通過經驗事實驗證真偽的方法有失偏頗。相反，科學理論系統具有自身調整的能力，它自身能夠根據經驗事實的變化調整相關的科學命題內容，以保持在一定限度內科學整體的“真值”。

證偽主義的波普爾敏銳地看到歸納法和證實主義之間“一榮俱榮、一損俱損”的關系，因此他要建立起與之不同的方法，以期能夠更合理地闡明科學性質、任務和發展趨勢。他認為，一切科學理論都是猜測和假說，它們不會被最終證實，但隨時都會被證偽。科學知識的積累實則是個不斷解決問題的過程，“科學和知識的增長永遠始于問題，終于問題——愈來愈深化的問題，愈來愈啟發新問題的問題。”面對問題，他認為首先要針對該問題提出假說以作嘗試性解決，然后努力尋找與之不相符合的事例，并根據事例對這個假設消除謬誤，乃至完全否定。在第一次嘗試性解決失敗之后，再提出更好的假設，再證偽從而消除謬誤，隨之又產生新的問題……如此反復，問題也就愈發深入廣泛。“理論在內容上通過批判的證偽機制不斷演化與完善，它將獲得更高的可證偽度，其逼真度也隨之提高。”因此，試錯法對假說的修正永遠是無止境的。總之，波普爾的證偽主義揭露了科學發展是個動態的、不斷革命的過程，科學只有在不斷革命的質變中、在反反復復的證偽中獲得向前發展的動力。

奎因的整體主義開啟了科學的整體論研究視角，從動態的角度論述了科學進步是科學理論整體更迭的推進模式，這直接啟發了庫恩。波普爾雖然抨擊了邏輯經驗主義的科學線性累積觀，但“證偽主義只是一種將科學知識的增長描繪成千篇一律的方法論”。于是庫恩提出以“范式”為核心的科學革命觀。科學發展不是單純的線性積累的過程，也不是波普爾式的“不斷革命”式增長，而是由常規科學時期的量的積累和范式革命的轉換這種質的跳躍共同作用的結果。

二、范式與科學革命

在《科學革命的結構》中，范式的核心意思可總結為，范式是科學家觀察自然的向導和從事研究的依據。它能夠開拓新的認識領域，擴大和深化研究范圍和背景條件。是一個成熟科學家共同體所接納的研究方法、問題領域和解題標準的源頭活水，還留下了有待解決的問題的可能性空間。在庫恩看來，范式的轉變與穩定直接支配著科學發展。所以科學的發展過程是受范式影響下的以“前科學—常規科學—危機和革命—新的常規科學”為周期不斷交替發展的過程。

首先，前科學階段是一個無研究共識，解釋世界的體系和觀點相互角逐，各種學說、理論、研究方法都充斥其中的階段。如牛頓以前的物理光學領域的研究，“由于沒有采取共同的信念作保證，所以，每一位物理光學的著作家都被迫重新為這個領域建造基礎”。由于沒有可靠的研究基礎，每個研究者需從零開始，并且大量的工作都屬于重復性、無創新性的。而且學派林立，缺少共通的約束力成見大于信念，導致這一階段很多科學理論的來源乃至結論都是極為不可靠的。

其次，某一種解釋范式在角逐中得到科學共同體的公認，“這個過程也是形形色色科學實踐模式逐漸形成較為統一的傳統的過程。隨著科學傳統的形成，新范式確立并進入常規科學階段”。一旦范式被奠定，科學家就在共同信念之下進行具體的研究，以“解謎”為主要任務，具體表現為“接受牛頓力學為范式的科學共同體，物質的量就是科學家基本的本體論范疇，而作用于物質間的力則是他們研究的主要課題”，在常規科學時期下，克服一個又一個所謂的“科學難題”的，科學共同體不斷地解謎使得科學知識在這一時期呈累進式增長。

再次，范式被確立的前提是它能有效地解決前一范式所不能解決的“科學難題”，但是新的范式仍要面臨難題。當這種范式面臨一些它不能有效解決的難題，而且越來越多并威脅到范式核心原理的合理性的時候，這時范式就進入了所謂的“反常和危機”階段。反常和危機的存在意味著科學的發展不會總是一帆風順的，在這一階段，除了要做解謎工作外還要應對來自反常現象的沖擊。科學共同體可以通過擴大、修改、提出輔助性假設等途徑對范式進行調整。

最后，通過調整范式已經不足以應對日漸增多的反常時，那就需要一個全新的范式替代舊的范式以適應危機，科學革命是舊范式全部或部分的被一個完全不能并立的嶄新范式所取代的階段。科學由此進入新的常規科學階段。“那些符合科學發現，對科學研究對象具有更強解釋力，并且與即成的理論既不存在矛盾的范式最終成為新范式。”科學發展中這種范式的轉變既是一種格式塔的轉換，也是科學家世界觀的轉變。

三、范式理論的意義

范式理論揭示了科學是個漸進與革命、量變與質變辯證發展過程，解決了“批判有余而建設不足”的波普爾式的科學發展模式弊端。證偽主義認為科學總是存在著一個個否證的階段，誠然科學事業的發展有賴于后來的理論否定了先前的理論，“但他過分地夸大了否定的作用，割裂新舊理論之間的繼承。沒有繼承，就沒有創新，否定也就失去了意義”。片面地強調批判性和革命性，忽視科學發展靜態的增長和常規科學時期的建設性活動的積累。所以“雖然說科學的發展存在著革命的部分但在總體上來看還是連續上升的。革命只是局部的，像是一條延伸的波浪線，局部有小突起小跳躍，總體還是向一個方向平穩發展的”。一味地證偽既不利于成熟理論的繁衍，也不利于新理論的成長。正如證偽主義的后繼者拉卡托斯所主張，當科學家對由諸多輔助性假設組成的“保護帶”做出調整和及時鞏固，從而保證科學研究綱領的“內核”免受一些經驗事實的反駁，同樣推動科學的正向前進。

科學的作用在于能有效地解決實際問題，范式的作用在于它能有效啟發科學研究解決實際的思路和方向，并貫穿始終。范式理論能為科學研究者提供了解決實際問題的模本和思路，范式一旦確立，科學家在共同的信念的驅使下收斂思維，把目光聚焦在范式的問題域里進行科學研究。當碰到無解的難題越來越多時，研究者就要突破既有框架，破除和拋棄過去在科學統治地位的不可靠思想和觀點。但是這并不意味著科學家從此拒斥范式，只是在新舊范式之間需要保持一種“必要的張力”，產生變革性的思想，對舊觀念以破除作用。