科学流变的内在结构

科学流变的内在结构

库恩生活的年代正是科学哲学作为一门独立学科逐渐兴起的年代。库恩出生那年，适逢石里克接任维也纳大学归纳科学的哲学讲座教授席位。因此，在库恩发表《结构》之时，逻辑实证主义以及源出自逻辑实证主义的波普尔证伪主义仍然是科学哲学当中的主流思潮。这两大思潮也构成了库恩最重要的思想背景。

逻辑实证主义认为科学哲学的目的就是对科学理论进行逻辑分析，为科学寻找逻辑上的基础。为此，逻辑实证主义者提出了证实原则作为判定科学与非科学（或形而上学）的标准，认为凡是科学理论都是可证实的。但波普尔与之针锋相对，提出相反的论题，认为证实并不能作为科学的判定标准，相反，科学与非科学的划分恰恰在于科学是可证伪的。它预先规定一些实验结果，如果这些结果出现，那么科学家就会放弃这些科学理论，而非科学则不会这样，它不接受任何情况的证伪。

虽然明显是对立的思想观点，但无论是证实主义还是证伪主义，都有一个重要的共性，就是它们都局限对科学进行逻辑分析，把科学当作一种既成的事实。库恩通过对科学史的研究，准确地捕捉到了这一研究思路的局限性，于是便试图将历史的维度引入到科学哲学的研究当中去。而在这一点上，给库恩以最大启发的莫过于柯瓦雷了。生活在20世纪初的柯瓦雷开启了用思想史方法研究科学史的新进路，用以取代过去的编年史方法。通过思想史的方法，柯瓦雷看到了在历史上的那些科学观念之间的联系，科学不再是一个孤立的时间，科学史也不再是一种“剪刀加糨糊”的历史。这一点给了库恩以极大的启示。库恩思想的另一重要来源是英国社会学家迈克尔·波兰尼，波兰尼思想中有一个重要概念，即科学共同体的观念。有很多学者认为库恩的范式概念其实就是波兰尼“科学共同体”的翻版，而且考察库恩的个人经历，也可以发现他的确曾经参加过波兰尼的研讨班，正因为如此，学者们也为这一概念的命名权进行过很过争论。

（一）科学史的引入与范式概念的提出

库恩有意识地引入科学史是科学哲学发展中的一个重要转折。库恩对科学史的理解带着浓厚的柯瓦雷色彩，这对于传统科学史观也是革命性的。在传统看来，科学不过是科学家个体在历史上的特定时刻发现事实的累积，因此科学史家的任务就是去记录什么人、什么时间、在什么地方发现了什么。但库恩明确摈弃了这一科学发展的辉格式观点，因为这种做法是试图将现代人的观念、想法不加批判地代入过去的历史当中，它预设了过去的一切历史都是指向一个共同的目标。与之相反，库恩要做的是对这一传统观念进行一次革命性的反驳，从而打破这种累积进步式的科学史观，他认为：“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，主要得自对已有科学成就的研究。”^[1]通过深入历史语境当中，库恩发现被我们当作谬误、偏见、迷信的那些东西在过去并不显得比我们今天的流行观念更缺少科学性，“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）”^[2]。对于这些不可通约的方式，库恩称之为“范式”（paradigm）。

作为《结构》中的核心概念，库恩认为“范式”是很难完全定义的，它是一个家族相似的概念，但库恩在很多地方都对其进行了说明。库恩认为范式有两个基本特征：“它们的成就空前地吸引了一批坚定的拥护者，使他们脱离科学活动的其他竞争模式。同时，这些成就又足以无限制地为重新组成的一批实践者留下有待解决的种种问题。”^[3]

英国学者玛格丽特·玛斯特曼研究认为，库恩在《结构》中至少以21种不同的说法表述过“范式”这一概念，而这21种表述可以分为三类：

当它表示“一种信念，一种神话，一种有效的形而上学思辨，一个规范，一个新的观察方式，一个指引感觉本身的有条理的原则，一张地图，某种决定广大实际领域的东西”时，它很清楚是一种形而上学观念或实体，而不是一种科学的观念或实体。这可以被称为形而上学范式或者元范式。

社会学意义的范式，“一个普遍承认的科学成就，像一套政治制度，也像一个公认的法律判决”，可以被称为社会学范式。

更为具体的范式，库恩把它作为一本实际的教科书或经典著作，一些供给的工具，实际的仪器设备，更带语言规范地作为一个语法范式，带有解说色彩地作为一个类比，较富心理特色的有如一个格式塔图形和一副反常的纸牌。可以被称为人工范式或构造范式。^[4]

由于范式概念的模糊，也对我们深入评判库恩的思想造成了极大困难。但我们可以大致将库恩的范式理解为是相当于一套世界观，不同范式中的科学家看到的实际上是不同的世界，这种不可通约性也是库恩范式概念的核心。以范式概念为线索，库恩划分出了科学革命的结构：前范式科学—常规科学—科学危机—科学革命—新的常规科学。

（二）前范式科学

库恩认为，在真正意义上的科学形成之前，通常每一个研究者会代表不同的学派，他们基于不同的基础进行研究。在这种状况下的科学家缺少共享的概念和实验技术。这些不同的学派之间互相竞争经济和社会资源。由于缺乏共同的研究基础，在这一阶段的研究中科学家对于事实的搜集基本上是随意的，因此，在前范式时期的科学中很难说存在着真正的进步，这种所谓的科学甚至不能被称作真正的科学。

在库恩看来，科学的诞生正是始于共同范式的形成，由于某些复杂的社会心理因素的作用，一个研究领域的大多数研究者接受了一套共同的准则，从而形成了一个科学共同体，以这套标准为分界线，一门学科就从人类的知识体系当中独立出来，成为一门专业化的科学。

范式的产生会导致一个重要后果，“当个别科学家能够接受一个范式时，他在他的主要工作中不再需要力图重新建立他的领域，不需要从第一原理出发并为引进的每一个概念进行辩护。这项工作可以留给写教科书的人去做”^[5]。这样，“有创造力的科学家可以从教科书中未深入探讨过的地方开始他的研究工作，因而他可以格外集中地研究他那个团体所关注的自然现象中最微妙和最深奥的那些方面”^[6]。这也就使得科学的进步成为了可能。而从范式的形成开始，科学也就成为了真正的科学。

（三）常规科学

在库恩看来，“范式之所以获得了它们的地位，是因为它们比它们的竞争对手能更成功地解决一些问题，而这些问题又为实践者团体认识到是最为重要的。不过，说它更成功既不是说它能完全成功地解决某一个单一的问题，也不是说它能明显成功地解决任何数目的问题。”^[7]共同体对于范式的信心是以某种类似宗教皈依的心理为基础的，科学家充分信任一种范式，虽然目前的范式还并不完善，但是它承诺能够解决更多的问题。一旦这种信心形成，常规科学就开始了。

根据库恩的描述，大量的常规科学都是在做一些“扫尾”工作，库恩通过一个比喻描述了常规科学的目标，他把常规科学比作是将自然界塞进一个由范式提供的相当坚实的盒子里。常规科学的目的既不是去发现新类型的现象，事实上，那些没有被塞进盒子里的现象，常常被科学家完全视而不见；常规科学也不试图发明新理论，而且也往往难以容忍别人发明新理论。相反，常规科学研究乃在于澄清范式所已提供的那些现象与理论。常规科学家用范式去更精确地理解自然，他们通过实验来提高它们的测量的精确度。他们也努力缩小观察与理论预测之间的差距，并消解原始范式的模糊性。他们还试图通过吸收以前未关注的现象扩展范式的应用范围。库恩将常规科学家的工作称为“解谜”（puzzle-solving）。在常规科学家看来，范式中虽然还有很多未解的问题，但它们在原则上是可以解决的，科学家的工作就是通过范式所允许的复杂的实验、理论和数学方式来为这些谜题求解。在这个意义上，所有科学家做出的新的发现在某种程度上都是理论本身已经预期到的。

（四）反常与科学危机

在库恩看来，常规科学（或者说范式）本身是稳定的，但并不是超稳定的，也就是说，常规科学并非是一经形成就永不再改变的。虽然常规科学家并不会有意地去制造意料之外的结果，但这种情况却时有发生，因为“对一个科学理论来说，极为成功绝不是完全的成功”^[8]。然而，库恩认为，对于常规科学家而言，他们并不会像波普尔所认为的那样把这种情况视为对原有理论的证伪。

在这一点上，库恩继承了迪昂和蒯因的看法。根据迪昂—蒯因论题，对于单个理论的证伪是不可能的，因为科学理论本身是一个整体，正如蒯因所说，“具有经验意义的单位是整个科学”^[9]，“我们关于外在世界的陈述不是个别的，而是作为一个整体来面对感觉经验的法庭的”。^[10]如果某一观察结果与理论预测不符，那么被证伪的只能是所有理论的合取式，但这一证伪并不能指向某一具体的理论，所以经验证伪的对象必然是科学理论的整体，因此我们不可能像波普尔所认为的那样仅仅通过观察经验就抛弃一个理论。

对于库恩来说，反常现象既夹杂着理论，也夹杂着观察，这就使得反常现象与解谜之间变得难以区分。尤其是对于常规科学家而言，他们并不会把反例看作是反常现象，相反，他们只是把它们当作需要被解答的谜题而已。因为，“科学中像制造业中一样，更换工具是一种浪费，只有在不得已时才会这么做”^[11]。不过即便如此，持续不断出现的反常现象还是会带来科学危机，因为这意味着科学范式没有能够做到它所承诺的东西。而为了解决危机，科学家会试图提出各种理论，如果常规理论的各种尝试都以失败告终，那么新理论的出现就是可能的了。

而在库恩看来，这些经验观察上的反例导致的结果就是科学危机最终会以三种结果收场：第一，范式最终同化了反常现象，使得常规科学实践得以继续；第二，反常没能被范式所解决，而留待进一步的研究和分析；第三，通过科学革命的方式，旧范式被新范式所取代，从而使反常得以解决。

（五）科学革命

科学危机时期在很大程度上与前范式时期是相同的，在每个研究者之间都不存在一个可以被共同认可和接受的研究范式，因此缺乏一个统一的科学共同体，每一研究之间几乎都是独立存在的，没有共同对话和进一步推进研究的基础。科学家们会提出各式各样的理论来解决问题，这些理论中可能也包含着新的候选范式。在库恩看来，这些理论之间是不可通约的，它们缺少共同遵循的规则和制度，因此范式争论的各方无法完全通过逻辑和实验来说服对方，在这种情况下，就只有诉诸非理性的社会心理因素，才能促使危机得以解决。在这个意义上，科学危机和政治危机是可类比的。

范式之间的不可通约性体现在三个方面：首先，竞争者的范式的支持者对于候补范式所应解决问题的清单看法不同；第二，新范式由旧范式中产生，因此借用了许多旧范式的要素，但这些要素在新范式中却被赋予了新的意义；第三，在某种意义上看，竞争者的范式的支持者是在不同的世界中从事他们的事业。^[12]

说明这种不可通约性最好的例证就是托勒密与哥白尼对宇宙体系的说明。初看就会发现，地心说和日心说所描绘的宇宙是很不相同的，我们几乎无法从一种体系推导出另一种体系，但两种体系观却都能得到一定程度的经验证据的支持。那么，我们如何从这两种相互冲突的体系中做出取舍呢？描述的精确性并不能作为标准，因为很多学者已经指出地心说获得的经验证据的支持力度甚至还不及日心说；也有学者指出是由于简单性，但库恩在《哥白尼革命》中的研究也表明了所谓的简单性只是一个神话，虽然初看起来地心说的确会比日心说繁复得多，但更为细致的分析就会发现其实日心说并不比地心说简单多少。由此，库恩就得出结论认为单纯的内史并不能说明科学革命的原因，而必须借助于外部的社会历史因素，也就是某些非理性因素。

由于不同范式间的不可通约性，科学的发展不可能像传统的实证主义者认为的那样是通过累积方式实现的，而只能是通过革命的方式。在革命中，科学本身的标准被重新定义，也就是说新范式重新规定了科学所要解决的问题和可能的答案，科学家也由常规科学家变成了危机中的科学家，由解谜者变成了范式的检验者。

在库恩看来，范式的转换意味着世界观的改变，库恩还借用格式塔心理学的实验来说明这一论点，在革命之后，科学家所面对的是一个不同的世界，“革命之前科学家世界中的鸭子到革命之后就变成了兔子”^[13]。在范式转换中，虽然论证和理性也会发挥重要的作用，事实上，接受新范式的最普遍的理由在于新的范式能够解决旧范式所不能解释的反常现象。但是，库恩还是强调了理性的理由并不能充分说明范式转换，美学的或主观的因素也会在其中发挥作用。通过对范式转换的描述，库恩事实上既拒斥了逻辑实证主义者的证实观，也拒斥了波普尔的证伪主义。

科学革命的最终结果是新的范式最终取代了旧有的范式，从而使科学进入了一个新的常规科学时期，科学家重新树立起对新范式的信心，也再次由范式检验者转变成解谜者。之后科学就进入了新一轮的循环之中。

库恩否认科学是按照逻辑实证主义者所描绘的那样通过经验材料的累积而进步的，但库恩并不否认科学本身是进步的。在库恩看来，虽然范式之间是不可通约的，但这并不意味着科学革命中不存在进步，恰恰相反，库恩认为科学正是通过科学革命的范式实现进步的。库恩所理解的这种进步与传统的进步观大为不同，这是一种类似于达尔文自然选择式的进步，它并不指向某一个最终的目的。但在某一个意义上这又确实是进步的，因为新范式相比于旧范式而言具有更强的适应性，它能够通过融贯一致的逻辑结构解决更多的问题。正是在这个意义上，库恩认为科学虽然不是累积的，但却是进步的。而通过这一点，库恩进而否认了关于科学的传统看法，即科学是以追求终极真理为目标的。在库恩看来，这一看法歪曲了科学发展的真实历史，他转而采取一种实用主义的态度来看待科学，认为科学与真理无关，科学的真正价值在于解决问题，而也正是因为这一点，使得库恩招致了很多坚持科学真理的合理性的学者们的坚决反对。