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库恩:历史的作用 /《科学革命的结构》

 hmjf 2021-09-04

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经典的含义,大概就是时时翻新,有加无已吧!每次重读库恩《科学革命的结构》,都觉得这是一本可以一生阅读的书。库恩精炼出的“科学革命的结构”是:起先,是具有一个范式和致力于解谜的常规科学;随后,是严重的反常,引发危机;最终,由于新范式的诞生,危机得以平息。我们在研究中习惯于找常规性的、符合经验规律的事实,但对于新理论而言,更应该寻找“反常”的事实。

本文为第一章:历史的作用。历史是有可能预见未来的唯一途径,但这是建立在正确认识历史基础之上的。

历史如果不被我们看成是轶事或年表的堆栈的话,那么,它就能对我们现在所深信不疑的科学形象产生一个决定性的转变。这个先前形成的、甚至由科学家们亲手描绘的科学形象,主要得自于对已有科学成就的研究。这些成就被记录在经典著作中,更近期的则被记录在教科书中。每一代新的科学家都从中学会如何从事这一行业。然而,这些书的目的不可避免地是说服和教育;从这些书中所获得的科学观根本不符合产生这些书的科学事业,正如同一个国家的文化形象不可能从一本旅游小册子或语言教科书中得到一样。本文要力图表明,我们在一些基本方面已经被教科书误导了。本文的目的是要勾画出一种大异其趣的科学观,它能从研究活动本身的历史记载中浮现出来。

如果我们主要是寻求和考察那些从科学教科书中得出的、不合历史的旧规老套的问题的回答而继续使用历史资料的话,那么,新科学观就将不可能从历史中产生。例如,这些教科书似乎经常这样暗示:科学的内容是唯一地由书中各页所述的观察、定律、理论所呈现的。这些书几乎总是使人认为,科学方法是这些教科书资料中所使用的各种操作技巧,加上把这些资料与教科书中的理论概括相联系所使用的逻辑运作而已。由此形成的一种科学观大大地影响了我们关于科学的本质及其发展的理解。

如果科学就是流行教科书中所收集的事实、理论和方法的总汇,那么,科学家便是这样一批人:他们不管成功与否,都力求为这一特殊的总汇贡献一二。科学的发展就变成一个累积的过程:事实、理论和方法在此过程中或单独或结合着而被加进到构成科学技巧和知识的不断增长的堆栈之中。而科学史则变成一门编年史学科,它记载这些成功的累积过程以及抑制它们累积的障碍。这样,关心科学发展的历史学家便明显地有着两项主要的任务:一方面,他必须确定出当代科学的每事实、定律和理论是何人何时发现或发明的;另一方面,他必须描述和解释阻碍着现代科学教科书诸成分更迅速地累积起来的错误、神话和迷信。大部分既往的研究都指向这些目标,如今有些研究仍然如此。

然而,近年来,有些科学史家已经发现,越来越难完成科学累积发展观所指派给他们的任务。累积过程的编年史家们发现,研究的愈多他们就愈难以回答这样的问题:氧是何时被发现的?能量守恒是谁首先想到的?逐渐地,其中有些人怀疑提这一类问题简直就是错误的或许科学并非是通过个别的发现和发明的累积而发展的。同时,这些历史学家们还面临着日益增多的困难,即如何区分出过去的观察和信念中的“科学”成分,与被他们的前辈们已经标明是“错误”和“迷信’的东西。例如,他们越仔细地研究亚里士多德的动力学、燃素化学或热质说(caloric thermodynamics),就越确凿地感觉到,那些曾一度流行的自然观,作为一个整体,并不比今日流行的观点缺乏科学性,也不更是人类偏见的产物。如果把那些过时的信念称作神话,那么,神话也可以通过导致现有科学知识的同类方法产生,也有同样的理由成立。另一方面,如果可以把它们称为科学,那么,科学就包含着与我们今日的信念完全不相容的一套信念。当在这两者之间择一时,历史学家们必定会选择后者,过时的理论原则上并不因为它们已被抛弃就不科学了。然而,这样的选择将很难把科学发展再看作是一个知识添加而增长的过程了。相同的历史研究不但揭示出把个别发明和发展孤立起来有困难,而且也揭示出对这些个别的贡献所构成的那种科学的累积过程的极大怀疑。

所有这些怀疑和困难的结果是在科学研究中发生了编史学革命,尽管这场革命目前仍处在早期阶段。科学史家已经逐渐地开始提出问题,并且追踪不同的、通常是非积累的科学发展线索,但并未全然认识到他们这样做的意义。科学史家不再追求一门旧科学对我们目前优势地位的永恒贡献,而是尽力展示出那门科学在它盛行时代的历史整体性。例如,他们不问伽利略的观点与现代科学观点之间的关系,而是问他的观点与他所在的科学团体,即他的老师、同辈及直接后继者之间是什么关系。而且,他们坚持在研究该团体与其他类似团体的意见时,采取一种通常与现代科学观点非常不同的观点。从这种新的观点出发,能够给那些意见以最大的内在一致性并且可能与自然界更紧密地契合。这些工作所取得的成果,最好的典型也许体现在柯瓦雷的著作中。这些著作告诉人们,科学并非像旧编史学传统的著作家们所讨论的那种事业。这些历史研究至少已提示出一种新科学形象的可能性。本文旨在勾画出这个形象的轮廓,使新编史学的某些含义更加明确。

在这种努力的过程中,科学的哪些方面将突现为其显著特征呢?为了表达的方便,我们首先要提出的是,方法论的指导法则本身不足以对许多类型的科学问题提供唯一的实质性的结论。一个奉命去考察电学或化学现象却不知道电学或化学为何物,只知道什么是科学的人,他可能会合理地得出许多不相容结论中的任何一个。在这些合理的可能性之间,他得出这一特殊结论可能是由他先前在其他领域内的经验所决定的,可能是由他研究中的偶然事件所决定的,也可能是由他个人的性格决定的。例如,关于恒星的哪些信念,被他带到化学或电学的研究中去了呢?与新领域有关的许多可设想的实验,他又选择了哪种先做呢复杂现象的哪些方面造成的结果冲击了他,使他选择了对了解化学变化的本质或电亲和力的本质特别有关的方面?至少对个人,有时对科学共同体而言也同样,对于像这类问题的回答往往是科学发展的基本决定因素。

例如,我们将在第二章中看到,大多数科学的早期发展阶段,是以许多不同的自然观不断竞争为特征的,每一种自然观都部分地来自于科学观察和科学方法的要求,并且全都与科学观察和科学方法的要求大致相容。这些不同学派之间的差别,不在于方法的这个或那个的失效——这些学派全都是“科学的”——差别在于我们将称之为看待世界和在其中实践科学的不可通约的方式(incommensurable ways)。观察和经验能够并且必须大幅度地限制可容许的科学信念的范围,不然就没有科学了。但是,观察和经验不可能单独决定这种信念的特定实质。在一段确定的时间内,一个科学共同体所信奉的信念之诸组成成分中,总是有一种明显的随意因素,其中包含着个人的与历史的偶然事件在内。

然而,这种随意性因素并不意味着任何科学团体无需一套共同接受的信念就能实践科学事业。它也决不意味着,科学团体在一段时期里事实上所承诺的这种特殊信念组合是不重要的。对于一个科学共同体来说,在它认为还没有获得像下述问题的确切答案以前,有效的研究是很难开始的:宇宙是由什么样的基本实体构成的?这些基本实体是怎样彼此相互作用的?这些基本实体又是怎样与感官相互作用的?对这些实体提出什么样的问题才是合理的?在寻求问题解答中应使用什么样的技术?至少在成熟科学中,对于像这样一些问题的答案(或答案的替代物)已坚实地植根于学科的启蒙教学中,由此使学生准备好去从事专业的实践。由于这种教育既严格又刻板,这些答案因而得以深植在科学家的头脑中。科学教育的这种成效,很好地说明了常规研究活动的奇特功效,也说明了常规研究活动在任何确定的时间内都有明确的方向。当我们在第三、四、五章考察常规科学时,我们将要描述作为持久而忘我努力的这种研究强把大自然塞进由专业教育所提供的概念箱子里。同时,我们将要发问,如果没有这类概念箱子,研究是否还能进行,尽管在概念箱子的历史起源中以及偶然地在它们尔后的发展中都存在着随意性因素。

这种随意性因素总是存在的,而且它在科学发展中有着重要影响,这种影响将在第六、七、八章中详细考察。常规科学——大多数科学家不可避免地要在其中花费他们一生的活动——是基于科学共同体知道世界是什么样的假定之上的。而多数事业的成功得自于自然科学共同体愿意捍卫这个假定;如果有必要,他们会不惜代价为之奋斗。

例如,科学家往往要压制重要的新思想,因为新思想必定会破坏常规研究的基本承诺。不过,只要这些承诺还保留有随意性因素,那么,常规研究的真正本质保证了新思想不可能长期被压制。有时,一个应该用已知规则和程序加以解决的常规问题,科学共同体内最杰出的成员们做了反复的研究以后,仍未能获得解决。在别的场合,为常规研究而设计制造的仪器未能按预期方式运行,由此而揭示出一种反常,虽经一再努力,仍不能与共同体预期相一致。通过这些方式和其他方式,常规科学一再地误入迷津。到了这种时候,即到了科学团体不再能回避破坏科学实践现有传统的反常时期,就开始了非常规的研究,最终导致科学共同体做出一系列新的承诺,建立一个科学实践的新基础。这乃是一个非常规时期,其间科学共同体的专业承诺发生了转移,这些非常规时期在本文中称之为科学革命科学革命是打破传统的活动,它们是对受传统束缚的常规科学活动的补充。

科学革命显著的范例,是那些在科学发展中以前一直被称为革命的著名事件。因此,在第一次直接探讨科学革命本质的第九、第十章中,我们将反复讨论科学发展中的几个重大的转折点,这些转折点是与哥白尼、牛顿、拉瓦锡、爱因斯坦的名字连在一起的。至少在物理科学中,这些历史事件比大多数其他事件更能清晰地展现出所有的科学革命究竟是什么。其中的每一次革命都迫使科学共同体抛弃一种盛极一时的科学理论,而赞成另一种与之不相容的理论。每一次革命都将产生科学所探讨的问题的转移,专家用以确定什么是可接受的问题或可算作是合理的问题解决的标准也相应地产生了转移。而且每一次革命也改变了科学的思维方式,以至于我们最终将需要做这样的描述,即在其中进行科学研究的世界也发生了转变。这些改变,连同几乎总是伴随这些改变而产生的争论一起,都是科学革命的基本特征。

这些特征,通过例如牛顿革命或化学革命特别明显地呈现出来。不过,本文的一个基本论点是,对许多其他并不明显地具有革命性的事件的研究,同样也具有这些特征。对受其影响远远为小的专业团体来说,麦克斯韦方程与爱因斯坦方程同样都是革命的,相应地也同样受到抵制。其他新理论的发明,只要这些新理论触犯了某些专家的特殊职权范围,通常也会相应地激起同样的反应。对这些专家们来说,新理论意味着支配常规科学原来实践的许多规则要发生改变,因此新理论必不可免地要对他们已经成功地完成了的许多科学工作加以重新审视。这就是为什么一个新理论,无论它应用范围有多么专一,也决不会是对已有知识的一种累积。新理论的同化需要重建先前的理论,重新评价先前的事实,这是一个内在的革命过程,这个过程很少由单独一个人完成,更不能一夜之间实现。历史学家总是想要为这个延续的过程标明精确的日期,而他们的词汇又驱使他们把这个过程看成是一个孤立事件,由此导致的困难也就不足为怪了。

新的理论发明并非对所在领域专家具有革命性影响的唯一的科学事件。支配常规科学的承诺不仅指定了宇宙包含何种类型的实体,而且还暗示出宇宙不包含哪些类型的实体。由此可以得出(虽然这个要点将需要更进一步讨论):像氧或X射线这样的发现,并不单单是在科学家的世界中增添一个新事物而已。这种结果最终是会有的,但这要到专业共同体对传统的实验程序做出重新评价,改变共同体长期熟悉的实体概念,并在此过程中,改变据以论及世界的理论框架之后才有这样的结果。科学事实和科学理论,也许除了在单一传统的常规科学实践中之外,都是截然不可分离的。这就是为什么意外的发现的意义不仅仅限于事实这一方面,也说明了科学家的世界由于事实或理论的基本新颖性而在质上得以改变,在量上得以丰富。

这种引申了的科学革命本质的概念,在本文中将得到进一步叙述我承认,引申容易曲解惯常的用法。不过,我还得坚持认为甚至科学发现也是革命的,这是因为在我看来恰恰是有可能把发现的结构与例如哥白尼革命的结构联系起来,才使得引申了的概念如此重要。

前面的讨论显示出常规科学与科学革命这两个互补概念将怎样在随后的第九章中展开。本文的其余部分力图叙述留下的三个主要问题。第十一章通过对教科书传统的讨论,考察科学革命为什么以前是这样地难以为人所理解。第十二章描述旧常规科学传统的信奉者和新常规科学传统的拥护者之间的竞争。由此也将考虑在科学探究的理论中,将在一定程度上取代由我们惯常的科学形象所熟悉地做出的那些确证或否证程序的整个过程。科学共同体各部分之间的竞争,实际上一直是拒斥一种先前被公认的理论或采纳另一种理论的唯一的历史过程。最后,第十三章将提出通过革命而发展如何能与科学进步的唯一特征相容这个问题。不过,对这个问题,本文将提供一种答案的主要轮廓,这个答案取决于科学共同体的特征,它需要做更多的探索与研究。

毫无疑问,有些读者肯定会怀疑历史研究是否可能会影响到这里所说的那种概念转变。一整套二分法会有利于表明,不可能真正做到这一点。历史诚如我们通常所说的,是一门纯粹的描述性学科。然而上面所提示出的论点则往往是诠释性的,而有时则是规范性的。同时,我的许多概括涉及科学家的社会学或社会心理学;然而我的一些结论至少在传统上是属于逻辑或认识论的。在前一段中,我甚至似乎有可能已经违反了“发现的范围”(the context of discovery)和“辩护的范围”(the context of justification)这个当代非常有影响的区分。还有什么能比通过这种对不同领域与不同关注点的混合所展示的混乱更深刻的吗?

当在观念上放弃了这些区分以及与之类似的其他区分时,我一时还难以更清晰地意识到它们的重要性和力量。多年来我一直把它们视作关系到知识的本质,而且我现在仍然认为,经过适当的重铸,它们还能告诉我们某些重要的东西。然而,当我力图把它们应用到获得、接收和消化知识的实际情况时,甚至是广义的应用,也使得它们似乎是非常成问题的。与其说它们是应当先于科学知识的分析的基本逻辑的或方法论的分类框架,不如说它们现在似乎已成为对它们赖以展开的问题的一组传统的实质性回答的整合部分。这种循环并不会完全使它们归于无效。但这样就会使它们成为一个理论的组成部分,并且由此使它们有规则地应用于其他领域的理论而经受同样的检验。如果它们的内容有着更多更纯粹的抽象,那么我们就必须找出其内容,找的方法就是考察它们应用于意欲阐明的资料。对于科学史中的诸多现象,难道就不能合理地应用关于知识的理论去解释吗?

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