科学变化中的累积与革命

就像尼尼洛托曾经指出的那样(Niiniluoto 1984:75)，通常说来，人们认为科学与众不同之处正是在于其进步本性(progressive nature)。例如，有人说科学具有“一种进步的和公共的特征”(a progressive and public character)(Randall and Buchler 1942:57)，也有人说科学知识的一个基本特征就是它的“持续增长”(continued growth)(Popper 1963:125)。关于这一点，我们在1．3节已作过讨论，我们还在那里特别提了到著名科学史家乔治·萨顿对科学所做出的一种独特界定，不妨在此再引一遍(Sarton 1957:5):

定义:科学就是系统化的肯定性的知识，或者在不同时期、不同地点已被人们看成是这样的知识。

定理:获取肯定性知识并将其系统化，乃是人类特有的累积性的、进步性的活动。

推论:科学史是唯一能够说清人类进步的历史。事实上，在科学之外的其他领域，进步没有任何确定的、无可非议的意义。

正如尼尼洛托所说，“萨顿在此声称，科学进步意味着系统化的肯定性知识之累积”(Niiniluoto 1984:159)。进一步说，萨顿还把这种知识积累与追求真理联系起来，他甚至还认为科学真理与科学发现在数量上呈现出正比关系(Sarton 1957:18)。“初看起来，萨顿似乎是传统经验主义学派的典型代表，该学派把科学发展看成是真理一步一步累积起来的过程。然而，他的立场实际上要复杂得多——它含有的一些紧张关系还能解释为什么传统科学观在20世纪60年代和70年代会受到严肃的批评和重估。作为这种新近讨论的结果，人们已经开始质疑，即使在科学领域，进步概念是否具有确定无疑的意义。”(Niiniluoto 1984:159)

确实，作为一个著名的科学史家，萨顿充分意识到了科学知识不是死的，而是活的;不是静止不变的，而是经常变动的(Sarton 1957:5)。他曾对下述两类知识做过对比分析:一类是历史知识(historical knowledge)，其增长过程是缓慢的、不稳定的，而且毫无逐步趋向于某个完善目标的迹象;另一类是科学知识(scientific knowledge)，其增长过程难以预料，却丰富多彩，有时在结构方面会产生剧烈的变化(Sarton 1957:7-8)。实际上，萨顿认为，在任何一门自然科学中，针对一个特定的主题，只要科学家发现了一条全新的研究进路，就完全可能导致一场轰轰烈烈的科学革命。例如，萨顿说，我们可以大胆地宣称，500年以后的化学必将不同于现在的化学，就像现在的化学决然不同于500年以前的化学一样，而在研究方法、适用范围、基本概念、主要内容等方面所发生的革命是难以预料的(Sarton 1957:8)。正是根据诸如此类的论述，尼尼洛托将萨顿的科学观概括为如下三个基本论题(Niiniluoto 1984:160):

(1)作为对知识的系统化的探究，科学是进步的(progressive)。

(2)科学的增长是累积性的(cumulative)。

(3)科学发展包含着概念的、理论的和方法论的革命(revolutions)。

现在的问题是:如何可能同时接受这三个论题?比如说，如果科学进步是累积式的，那么它怎么可能与科学革命之间不存在矛盾?或者说，在科学发展过程中，逐渐累积与剧烈变化如何可能同时并存?面对这些问题，尼尼洛托提出了一个颇具启发性的分析框架:“许多关于科学变化的模型都可看成是试图消解(1)、(2)、(3)这三个论题之间的冲突。在多数情况下，这项工作是按以下方式进行的:接受其中两个论题，拒绝或重释所余第三论题。”(Niiniluoto 1984:160)据此，我们可以发掘出如下相关的论证线索:

首先，与朴素的经验主义(empiricism)和理性主义(rationalism)相联系，关于进步的真理累积观(the accumulationof-truth view of progress)认为论题(1)和(2)是理所当然的，但却将论题(3)理解为表达了科学发展过程中的那种极其快速的累积时期。也就是说，科学中的所谓“革命”无非是这样一个发展时期，其中一种新观念或一个新理论迅速产生出来，并在一个新的方向上激发出一系列进一步的研究。

现在，这种观点已受到广泛批评，人们普遍认为它所给出的科学发展图景是十分粗糙的和过分简化的(例如，参见Kuhn 1962;Feyerabend 1975)。概括地说，累积进步观建立在三个不合理的假设之上(Niiniluoto 1984:77):第一，累积进步观不合理地假设了科学知识的认识论地位，因为经验科学的研究成果不是确定无疑的知识，而是原则上可错的猜测性的知识;第二，累积进步观还不合理地假设了科学知识的线性增长模式，因为先前的科学研究成果并非仅仅被一成不变地整合进后续的研究成果之中，而是往往要经受新的理论和概念框架的重新诠释、重新评估，甚至完全被抛弃;第三，累积进步观对科学命题具有真值的假设也是不合理的，因为即使科学中最好的理论在某些方面也一定是理想化的，它们关于实在的主张严格说来可能是假的。

面对这些批评，有人提出了这样一种辩护策略:所谓科学中的革命性进展仅仅属于科学事业的幼年阶段，而一旦科学进展到成熟时期，它就按照累积进步观所描绘的方式继续发展了。例如，著名物理学家海森伯提出的“封闭理论”概念就可看成是这种辩护策略的一种具体体现，因为据说他认为科学中所谓封闭理论就是最成熟的理论——这种理论十分成熟，以致永远有效，即使经历革命性的变化也依然如此(Böhme 1980;参比3．3节)。与此有异曲同工之妙，甚至还有人建议说，成熟科学在其发展过程中遵循着所谓“对应原理”(the correspondence principle)(Krajewski 1977;参比3．3节)。

科学实在论者(scientific realists)接受论题(1)，认为科学作为一门追求知识的认知性的事业(cognitive enterprise)，必定具有进步性。但是，有点奇怪的是，当按实在论的方式来理解科学理论时，科学中绝大多数的革命就必须被看成是一种假的理论取代另一种假的理论的过程。因此，批判实在论者(critical realists)在接受论题(1)和(3)的同时，拒不接受论题(2)，而代之以主张在科学发展过程中，科学理论的“认知优点”(the“cognitive virtues”of scientific theories)在不断得到增强。而“认知效用”(epistemic utility)就是他们所提出的测量科学理论认知优点的一个基本概念，它通常被界定为一个科学理论的似真性(truthlikeness)或逼真性(verisimilitude)，也就是真值与信息相结合的一种量度。可见，据此所理解的科学进步就是“趋近真理”(approach to the truth)的过程，或者说是日益趋近于对实在作出全面描述和解释的过程。对于威尔弗雷德·塞拉斯(Wilfrid Sellars)来说，解释融贯性(explanatory coherence)就是科学理论的首要认知效用(参见Niiniluoto 1984:161)。

再看波普尔的证伪主义，它主张科学是(或应该是)处于永远革命(permanent revolution)的状态。具体地说，波普尔试图将(1)、(2)、(3)三个论题结合起来，而他采取的基本策略是把逼真性基本上理解为一个具有累积性的概念。根据他关于逼真性的一种定义，如果理论T2至少能够衍推出所有可由理论T1衍推出的真语句，那么T2就比T1更加接近真理(Popper 1979:Appendix 2)。波普尔主张一个新的科学理论应该与其前任理论相矛盾，所以科学中显著的进步总是具有革命性的特征。然而，他又认为，与政治革命不同，科学革命因其必定也具有保守性的一面而能得到合理的评判，因为新的科学理论必须能够对其前任理论的成功给出充分的解释(Popper 1975)。这样，科学必然是一项进步性的认知事业，而这种独特的进步，一方面具有革命性的特征，另一方面又具有累积性的特征。于是，上述三个论题看起来似乎得到了统一。

然而，波普尔的不断革命观却被费耶阿本德推向了极端，并进一步引出了科学基本上是一项无政府主义事业(anarchistic enterprise)的结论。但颇具讽刺意味的是，这种观点竟然最终致使费耶阿本德坚持一种奇怪的累积式科学发展观，因为他认为追求知识其实就是不断地为那些互不相容的、甚至不可通约的理论提供与日俱增的机会，或者说让那些五花八门的理论全都平等地汇入无政府主义的科学探究巨流之中(Feyerabend 1975:30)。

与上述各派相比，可以说库恩的见解独具特色:他试图凭借“常规科学”和“科学革命”两个基本范畴以及它们之间的独特关系，以求达成“累积”与“革命”之间的和平共处。简要地说，在库恩看来，常规科学是累积性的，而科学革命是非累积性的;常规科学受着一个特定范式的支配，而科学革命则是一个范式取代另一个范式的过程;常规科学是一套难题解答方式之深化和扩展，而科学革命却是一套难题解答方式取代另一套难题解答方式的过程。正是在《科学革命的结构》这本库恩的成名作中，他主张用“难题解答”(puzzle-solving)来表征常规科学(Kuhn 1962:Ch．IV)。如他所说:

如果常规科学的目的不是追求重大的实质性创新——如果在实现预期结果过程中的失败通常被看成是一个科学家的失败——那么为什么这些问题还值得研究呢?……至少对于科学家来说，常规研究中所得到的结果是重要的，因为这些结果扩展了范式的适用范围，提高了运用范式的精确性。但是，这个回答还不能说明科学家对常规研究的问题所表现出来的热情和专注。比如说，没有人会只是由于将要获得的信息很重要，就倾注多年心血去研发一台更好的分光仪，或者去改进对振动问题的一个解。通过计算星历表，或者利用现有仪器来做进一步的测量所获得的资料，往往也很重要，但科学家通常对这些活动不屑一顾，因为这些活动大多是重复以前已操作过的程序。这种拒斥提供了一条说明常规研究问题之所以如此迷人的线索。虽然常规科学的结果能够预期，而且往往相当详尽，以致其余那些尚待认识的问题本身显得不太重要，但达致其结果的方式依然很成问题。为一个常规研究的问题求得解答，就是以一种新的方式实现其预期的结果，而这就需要解决各种各样复杂的仪器、概念和数学方面的难题。成功人士会证明自己是一位内行的难题解答者(expert puzzle-solver)，而特定难题所提出的挑战就是驱使他前进的一种重要动力。(Kuhn 1962:35-36)

关于难题解答与科学共同体所共有的范式之间的关系，库恩指出:

存在着由各种概念、理论、仪器和方法论的承诺所形成的牢固网络，这是那种使常规科学与难题解答联系起来的隐喻得以产生的一个主要源泉。因为这个网络提供的规则会告诉一个成熟专业的从业者，世界是什么样的，他的科学又是怎样的，所以这个成熟专业的从业者就会满怀信心、专心致志去研究已由这些规则和现有知识为他界定好的专业难题。于是，他个人所面临的挑战就是为余留下来的特定难题求得一个解答。正是诸如此类的方方面面有关难题和规则的讨论，阐明了常规科学实践的本质。可是，另一方面，这样的讨论也可能会严重地使人误入歧途。尽管显然存在着一些规则，而且一个科学专业的所有从业者在特定时期都信奉这些规则，但这些规则本身却可能难以具体地刻画这些专家在实践中所共有的一切。常规科学是一种具有高度确定性的活动，但它无需完全由规则所决定。这就是为什么在本文^[1]开始时我引进了共有的范式(shared paradigms)，而不是引入共有的规则、假设和观点(shared rules，assumptions，and points of view)来作为常规研究传统连贯性的源泉之原因。我认为规则导源于范式，但即使没有规则，范式也能

指导研究。(Kuhn 1962:42)

最后，至于累积性的常规科学是怎样为跳跃性的科学革命准备条件的，库恩曾给出了如下简要的说明:

常规科学是累积性的，它的成功在于科学家能按常规范式选择那些可由现已近乎存在的概念和仪器加以解决的问题。(这就是过分关注有用的问题，而忽视这些问题与现有知识和技术的关系，很容易抑制科学发展的原因所在。)然而，正在努力解决一个由现有知识和技术所界定的问题之人，恰恰不是在四处探寻［以求创新］。他知道要达到什么目的，并以此来设计他的仪器，引导他的思路。只有在他关于自然界的预期，以及关于他的仪器的预期出了差错的情况下，出乎意外的新发现才会突现出来。通常说来，这种新发现的重要性本身将与预期中的反常现象之奇异程度和对付难度成正比。因此，显而易见，在那种揭示反常的范式与随后把反常变成似律现象的范式之间，一定会存在冲突。［我们在本书］第六章^[2]中所考察的那些通过解构［旧］范式而获得［新］发现的例子，并非仅仅是我们所遇到的历史上的偶发事件。并不存在其他的有效方式，发现在其中得以发生。(Kuhn 1962:96-97)

人们常用一个简约的图示来表达库恩所谓“科学革命的结构”(参比2．2节):

前科学——常规科学1——反常和危机——科学革命——常规科学2。

也许可以说，这一图示表明，在库恩的心目中，常规科学与科学革命并不冲突，因为如上所说，它们都被统摄于“范式”概念之下:常规科学受着一个特定范式的支配，科学革命是新范式取代旧范式的过程。但是，这里的尖锐问题是:如上所说，根据库恩的观点，不同方式之间是不可通约的。因此，在科学革命中，我们就不能说新范式比旧范式更加符合实在，当然也不能说新理论比旧理论更加接近真理。然而，对于库恩来说，在一定意义上仍然可以坚持科学革命是进步性的，如他所说:

因为科学成就的单位是已被解决的问题，而且科学共同体非常清楚哪些问题已经解决了，所以很少有科学家会轻易被说服，从而采纳一种致使先前已解决的问题重新受到质疑的观点。自然界本身必须首先通过使以前的成就变为疑问来破坏职业安全感，而且即使这种情况发生了，一个新的候选范式也出现了，科学家仍会不愿接受它，除非他们确信以下两个非常重要的条件得到了满足。第一，新的候选范式必须看起来解决了一些用其他方式难以解决的著名的和广为人知的难题。第二，新范式必须允诺保留科学通过先前范式所获得的绝大部分具体的解答难题的能力。新奇本身并不是科学所向往的东西，科学在这一点上不同于许多其他的创造性领域。结果，虽然新范式很少或从未拥有其前任范式所具有的全部能力，但它们通常还是保留了大量以往成就中最具体的部分，而且除此之外，它们还总是允许再添加一些具体的难题解答。(Kuhn 1962:169)

当然，正如尼尼洛托所评论的那样:“然而，这里的进步不是累积性的，因为必须要抛弃一些旧范式解决了的问题，原因在于这些问题在新范式中毫无意义。(范式变革中的这种情形有时叫做‘库恩损失’［Kuhn's loss］。)因此，库恩在论题(2)和(3)之间的妥协致使他这样重新评价论题(1):科学无论如何不能用预设了真理概念的认知术语来刻画，而宁可把理论看成是解决问题的工具。”(Niiniluoto 1984:162)

与库恩不同，拉卡托斯似乎倾向于将他所谓“进步的研究纲领”(progressive research programmes)和“退化的研究纲领”(degenerative research programmes)跟逼真性概念联系起来。例如，他曾在回应别人的批评时这样说过:“我认为，进步的研究纲领彼此连续替换之序列，很可能会产生出逼真性得到持续增强的理论。”(Lakatos 1971:175)可以说，拉卡托斯实际上接受了这样一种累积进步观:当一个理论T2取代另一个理论T1时，除了那些超过T1的内容已经得到证认以外，T2还应该包含T1的那些所有未被反驳的经验内容(Lakatos 1970:116)。但是，劳丹却与拉卡托斯不同，而与库恩相近，他主张科学是解决问题的活动，而不是追求真理的行为(参见下节内容)。