杨成波
范式的英文是“paradigm”,由希腊文“paradeigma”演化而来。1962年,美国科学史家及哲学家托马斯·库恩(Thomas S.Kuhn)在《科学革命的结构》中将其作为一个核心概念重新加以诠释以描绘自然科学研究结构的共同存在形式。英国学者玛格丽特·玛斯特曼(Margaret Masterman)在《范式的本质》中通过分析库恩对范式的21种用法将范式解说为“理论体系、研究规则和方法的结构,并认为它规范着研究者的价值取向和观察世界的角度,决定着问题的提出、材料的选择、抽象的方向、合理性标准的确立以及问题的解决。”[1]库伯(Guba,E.G)在《关于另类范式的对话》中通过分析库恩对范式的21种用法认为“范式是指导人们从事研究活动的一套信念,其中实证主义范式是传统的范式”,范式需在本体论、认识论和方法论方面分别回答事实存在的真实性关系、认知者与被认知者的关系及探索知识时采取什么方法。[2]“根据库恩的观点,理论体系本身只是科学研究的成功,仅凭理论体系不能说明科学发展的本质,而研究‘范式’的整体变化,却可以使我们更加清晰地把握科学发展的脉络”。[3]
受惠于17世纪以来近代科学的快速发展,运动训练科学形成至今深刻地影响着运动训练实践的进程,极大地推进了竞技成绩向人类运动“极限”的不断逼近。然而,建立在近代科学认识论和方法论基础上的运动训练科学在面对实践进程中不断涌现的复杂性问题时解释力却不断下降。
本文试图对近代运动训练科学研究范式的特征进行梳理,对近代运动训练科学研究范式应用于理论研究和指导训练实践过程中的局限做出讨论,为运动训练科学研究范式的转化提供思路。
运动训练科学是一门与运动训练实践紧密相关的本源性应用学科,主要任务是揭示运动训练规律、为运动训练实践活动的有效组织服务,其探索发端于19世纪后期,是运动训练独立于宗教祭祀、军事训练、医学研究及教育活动等领域的“伴生物”。20世纪60年代,伴随着《运动训练分期问题》(1964,马特维耶夫)《训练学》(1964,哈雷)等著作的问世,运动训练学科初步形成。[4-5]尤其是“马特维耶夫‘训练周期理论’的创立,对训练学科科学体系的建设起到了里程碑的作用。同样,也标志着体育科学各学科知识向运动训练科学全面转化的初步实现,标志着近代运动训练科学范式的建立”。[3]
近代科学观是以自然科学为典范形成的,强调“科学”包含“经验科学”和“事实科学”,既继承了自培根以来自然研究领域的经验论传统,强调“科学”在方法论层面上是形而下的“经验科学”,又采纳了由休谟所倡导的关于“是”与“应该”的二分法思想,强调“科学”在内容构成上是描述性的“事实科学”,主张“脱哲学化”与“脱价值化”。[6]建立于牛顿力学基础之上的近代运动训练科学研究范式受近代科学观的深刻影响,表现出明显的自然科学研究范式的倾向与特征。
第一,强调简单性法则。牛顿力学追求自然现象的简单化和以数学的精确性来演示自然界的运行过程,强调用数学方法描述宇宙运行的自然法则。简单性思想和数的关系的方法论原理推动了近代科学理论体系的建构,探究物质构成、运动规律和科学方法的简单性这一研究思想也推动了生物学、心理学、医学、社会学等领域科学研究的进展,深化了人类对自身的认识与理解。
第二,强调“决定论”。决定论对事物运动变化及其内在机制的认识过程是由外而内的,是通过对事物间外在的相互作用来理解其运动变化的根源,认为世界的发展受因果决定规律支配。在牛顿——拉普拉斯机械决定论体系中,只要知道物体运动的规律和初始条件,就可以根据它当前的状态推知它以前的状态和预测它以后的状态。[7]机械决定论反映的是一种确定性的信念,认为“某种”确定性的条件导致了人的运动行为和运动结果,可以根据条件的确定性和训练过程来预测、控制人的运动能力,即人的运动能力是环境和经验导致的确定性结果,机体的一切选择都决定于这一因果链。[8]
第三,强调“线性思维”。由于认识能力、认识手段和处理工具的限制,近代科学范式下的运动训练科学研究都是将非线性关系当作线性关系的近似,以实现非线性关系的线性化。于是,在研究人复杂的运动行为时都力求简化或忽略一些“次要”的影响因素而将复杂系统简单化,如运动生理学把复杂的人的运动行为简化为细胞的物理运动,运动生物力学在研究人体机械运动规律时忽略肌肉变形对质量分布的影响,将人体模型简化为由多个刚性环节组成的多刚体系统,从而实现运动训练过程或运动行为的近似还原。
第四,强调“还原论”。还原论是试图从本体论和认识论着手沿着整体到部分和高层次到低层次这一路径实现对研究系统的严格还原,认为运用还原方法可实现对整体或更高层次完备、充分的认识。[9]本体论还原论认为高级运动形式可归结为低级运动形式或同一运动形式的高级层次可归结为低级层次,方法论还原论认为通过对低级物质层次可认识高级物质层次、通过对简单运动形式的认识可实现对复杂运动形式的认识。
第五,强调客观实证。实证主义范式从本体论上是一种朴素的现实主义观,认为现实位于“外界”,可以用超越时空的一般规律对其认识与表述,可以对部分规律采用因果的方式予以说明;在认识论上强调主客二分的客观主义,研究者的主观价值在在认识过程中必须予以排除,强调“价值中立”与研究的客观性;在方法论上强调采用实验的方法和量的研究方法。实证主义强调科学本质上是建立在经由观察或实验所获的经验事实基础之上,强调可证实性与可检验性。[10]
运动训练的根本任务是实现对施训对象——运动员——人类——进化过程中最高级生物身心潜力的最大化挖掘,而开始这一任务的前提是对人类生命有机体属性的深刻认识。
生命过程是复杂和多样的,具有精神和肉体的双重属性,生命的演化和发展受生物、化学、物理、社会等内外在多种因素的影响。近代科学还原论与活力论关于生命是否可以被还原、是否能够通过对部分的认识实现对生命整体的了解、物理和化学等自然科学定律是否能够解释生命规律等科学论争促使科学家从新的视角对生命有机体进行研究,系统科学和复杂性科学的研究成果也为我们认识生命的本质特征与属性提供了依据。研究结果表明生命具有如下本质特征与属性:(1)开放性与自适应性。生命总是处在开放系统中不断地与外部环境进行物质、信息与能量的交换。同时,生命又具有自身内在的目的性,是对环境的主动适应。当内环境受到外界环境干扰时它可以通过内部调节机制使生命按照预定目标不断趋向并维持某一秩序,借以不断调节新陈代谢的速度、酸碱平衡等,具有自我增强的选择机制。(2)整体性和不可还原性。生命有机体是一个不可分割的复杂结构整体,各组分属性的简单加和不能等同于它的整体属性,其生命现象和心理现象无法机械的还原为物理和化学现象。(3)多层次性和动态性。人的生命是一个具有严格等级的多层级系统,每一层级都被视为具有特定属性、用以区分不同层级系统的整体,低层级间相互作用、通过功能的涌现构成高层级系统及至更高层级的系统。生命系统通过内部层级间及与外部环境的相互作用,不断的发生自组织作用,进而涌现出整体性的行为与特征。在这一过程中,稳定与平衡只是系统调节过程中的片段,非平衡动态变化才是生命运动的常态,超循环理论也说明了一切现实的生命系统始终处于非平衡态的动态有序变化过程之中。[11-12]
图1 人的纵切面示意图(引自诸葛伟民,2009)Graph 1 Sketch of human longitudinal section
简单性法则指导下科学研究的特点是忽略起始条件和约束条件的复杂性,如英国化学家约翰·萨瑟兰(2009)研究发现了用生命起源前化学物人工合成核苷酸的途径,认为盐基和糖分不需要分别培养然后连接,因为它们可以自然构成一个单元,但前提是必须在“合适的条件”下。[13]运动训练科学研究的对象是人,具有开放性与自适应性、整体性和不可还原性、多层次性与动态性的复杂属性,应用以忽略起始条件和约束条件的复杂性为前提的简单性法则对其进行研究必然存在对其复杂属性的弱化。
决定论的世界观加快了运动训练与竞赛的实践进程,在尚未对运动训练过程各影响因素的作用机制做出真实解读或证实的情况下,仍然是开展运动训练的重要前提。如先后提出的解释训练过程中人体运动能力变化的“超量恢复”学说和“运动适应”理论尽管受到了人们的质疑且缺乏大量具体实验数据的支持,但在人体运动能力提高的机制仍然存在许多“黑箱”、目前的科学理论和技术还无法对其做到精确的量化解释的情况下,仍然是我们开展训练实践的依据。[14]但是,必须注意到运动训练的目的是在运动训练过程中追求对施训对象潜力的最大化挖掘,运动训练的主体和客体都是有别于物体的复杂生命系统,现阶段即使了解了生命的全部构造也无法对其功能做出精确解读。2001年,人类基因组计划(human genome project,HGP)完成了人类基因组图谱的测序,实现了人类对生命现象本质特征了解的飞跃。“人类重大疾病的蛋白质组学研究”首席科学家贺福初院士认为“基因组计划即使已确定某生物基因组内的全部基因,也不能告诉人们哪些基因在何时何地以何种程度表达”。[15]贝塔郎菲也指出生命现象不能用机械论的观点和办法解决,生命过程表现的丰富形态展现出从单细胞到组织、器官,再到无数细胞组成的多细胞有机体的独特组织体系,生命在其组成的物质和能量连续耗费与交换中保持自身,其行为是具有内在自身目的的主动方式。[16]
同时,运动训练系统具有多层次性、多情景性、开放性等特性,是许多隐性因素与教练员、运动员、训练计划等显性因素交织着的充满活力的复杂系统。[17]在复杂系统的演化过程中,当系统的变化超过一定阈值,系统进入突变分叉阶段,这时随机性与偶然性起主导作用,系统具有多种的潜在定态,它们之间既协同作用又相互竞争。[18]且系统包含着多种因素(或变量),因素与变量之间不是简单的、径直的因果关系。在训练过程中,过分强调竞技状态获得的周期性、竞技能力发展的有序性与忽略竞技能力发展的突变性、涌现性、非均衡性都是忽视系统复杂性与训练过程复杂性的表现,其结果导致了训练理论对训练实践解释力的下降。[19]
面对复杂的运动训练实践过程,对具体的运动行为与动作技术以限定起始条件的方式开展深入的研究以建立数学力学模型、实现人体运动仿真,从而为技术分析、技术控制和技术最佳化服务是必要且可行的。但是,在线性思维指导下对人体运动复杂系统的简化就会忽略对神经、肌肉和骨骼系统的内部机制的了解,进而在认识人体运动时产生对运动整体行为的肢解,也无法实现对复杂性运动行为的真实还原。在运动训练过程中表现出“比什么就练什么、练什么就长什么”的错误认识和“对机体施加的运动负荷越大、机体的恢复能力越强”的错误认知,从而造成运动员过度疲劳、甚至是伤病的出现。
线性思维的另一个特点是将复杂系统简化或近似化为线性系统,而线性系统遵从叠加原理,用数学式表达即为f(x)=2x,f(y)=2y,则f(x+y)=2(x+y)=2x+2y=f(x)+f(y)。传统的训练理论基于还原论思维将体能系统分解为形态、机能和运动素质,并通过力量、速度、耐力、柔韧、灵敏等素质表现,并在训练过程中从简线性思维出发通过对相对应的子项身体素质训练或复合素质训练以改善身体形态、提高身体机能,体现了线性的因果关系和确定、有序的思维方式。认为提高运动员的体能就是提高各子项的水平,从而忽视了体能要素的多元性和各要素间关联的非线性。Letzeher等和Bauersfeld等对不同水平男子铅球运动员卧推成绩与专项成绩之间的相关性研究发现,成绩为12~16m的运动员最大力量与专项成绩呈线性关系,而成绩超过19m后,卧推成绩与专项成绩呈非线性关系,说明了叠加原理的不适用性。[20]
世界本质是复杂的,线性系统或者线性关系只是复杂系统与复杂关系的子集。运动训练的多层次性、人的本质与特征复杂性说明了运动训练研究对象是一个非线性的复杂系统,复杂的运动训练系统并不是总能够进行线性分解与还原,将复杂的运动训练系统作为线性系统进行研究必然丢失重要的相关信息,且由于非线性关系的存在,“次要”因素的变化会产生重大的“蝴蝶效应”,则运动训练过程的复杂性本质也将无法得到真实还原。
还原方法是把研究对象分解为部分或下位层次加以研究的一种策略,目的是在受控实验中对研究对象进行“分析—重构”。运用还原方法,可以将研究系统置于环境之外,将其分解为部分或把高层次化约为低层次,再用部分及部分间的组合来解释或预测整体的功能,其目的是要通过对局部领域的简化和抽象来揭示自然界的基本性质及其规律。在科学研究中应用还原方法是必要且有效的,在认识事物的过程中,通过还原的方法认识部分及部分间的联系是认识整体的必要前提,可以对整体认识的更为深刻。
还原论是一种基于还原方法所形成的哲学思想,本体论还原论强调还原是科学统一性得以实现的唯一途径,认为任何运动形式都可归结为物理运动形式。本体论上的还原论主张:(1)在还原物质系统层次间的过程中不存在时间的演化维度,忽视时间的不可逆性和涌现现象。(2)预设将事物分解为组分或元素的过程中原有信息不会丢失。(3)还原过程中A的变化只会引起B方面量的变化的线性因果关系。(4)整体功能是部分功能的线性组合。方法论还原论在认识复杂性的过程中,强调将复杂事物分解为简单部分以认识其本质与规律,通过对事物部分的认识实现对整体的认识、通过对构成事物要素的考察探究事物的规律,对方法论还原论的承认意味着对本体论还原论的允诺。[21]基于本体论还原论思想就会出现通过对体能、技能、战术能力、心理能力和知识能力等竞技能力构成子系统的认识来理解竞技能力系统,忽略各子项能力间的关系及相互作用后的涌现性,认为某一方面能力的缺失可以通过其它能力的提高予以弥补,或者认为各子项竞技能力提高后运动员整体竞技能力就会提高。而通过将复杂的人体运动形式和运动过程还原为物理的、化学、力学的形式与过程,试图以简单机械的运动形式来认识高级的人体运动形式也是方法论还原论的研究范式。人类是生物进化过程中的高级生物,在运动训练科学研究中人和动物间质的差异性不能被忽略,以缺失符号机制的动物为实验对象的研究成果仅能从生物属性的角度出发部分地解释人的运动行为。
一般来说,在以适当的辅助性假设为前提运用还原方法对研究对象进行简化的过程中会造成部分信息的丢失,会造成对事物的不充分、不完备的认识。从低级运动形式或部分出发仅可推出高级运动形式或整体的部分性质,因而还原论是对还原方法的认识功能不加限制地扩大化的结果。[9]如果在运动训练科学研究中继续放大还原方法的认识功能,忽视运动形式间质的差异性与矛盾的特殊性,忽视世界的多样性与层次间的结构,将难以逃离还原论的窠臼。
采用实证主义范式,沿着研究设计——选择变量——定义变量——指标选择——概率抽样——收集数据——信效度检验——数据分析——检验假设的研究进路对运动规律或体育现象等经验事实予以证实对促进运动训练科学研究是必要的。[22]但应用实证主义范式在解释运动训练实践问题时存在着自身难以克服的困难。
第一,应用实证主义范式的前提是在本质上将体育运动视为可以还原为物理的或生物的自然事实,这需要我们在研究肇始就要以简单性法则和因果决定论为指导在主观上弱化人的复杂属性(简单性法则和决定论在运动训练科学研究中的局限前文已有论述);第二,应用实证主义范式需将体育运动视为独立于人的主观意识之外的客观存在、强调“主客二分”与研究的客观性。但运动训练实践活动是以人为主体的同时实现对以人自身为客体的改造过程,运动训练实践过程的主客同体性难以被忽视。人除了自然属性还具有社会属性,在研究过程中研究对象的确立、研究范围的确定等都受到主观因素的影响;第三,运动训练实践与研究中经验的不可或缺与隐性知识的难以证实。经验是人在社会实践中同他周围的自然世界的直接的联系中产生的认识和知识。经验的认识阶段既包括感性经验,又包括理性思维的程序,经验的东西本身就是感性的东西和理性的东西的统一。[23]在运动训练实践过程中,面对不断涌现的复杂实践问题,教练员和运动员的感性经验不能被排斥,战机的捕捉、心理状态的判断等都依赖于感性经验。在运动技术的统计与分析过程中,通常的做法是以数据说明事实。但数据的获得依赖于研究者的“经验”,如在乒乓球技术统计中关于失分原因的归因统计,即失分的原因应归因于主动失误还是被动失误即依赖于统计者的经验判断。运动训练实践知识包含显性知识与隐形知识,而隐性运动技术知识是指运动员个体所拥有的特殊知识,依赖于个体的不同体验、直觉和洞察力,隐性运动技术知识多以经验形态存在,具有独占性和难言性。[24]可见,隐性知识对于占有者而言都难以言表,则更加难以证实。
此外,实证主义研究范式的研究对象是经验事实,而科学之所以成为科学,经验事实的支撑只是某种必要条件而非充分条件。科学的建立还必须有理念的基础,科学据以建立的理念基础往往是由超理性的思维过程所创造的。经验观察为科学提供事实的或实证的支撑,其特点是从感性的经验直觉过渡到经验理性,而思维创造则为科学提供理念的支撑,它们共同为科学建构提供了重要基础。[25]运动训练科学作为自然科学及社会科学的理论体系、研究方法、研究成果的受惠者,其科学建构也必须遵循这一规律,不能仅依赖于对经验事实研究成果的支撑。
研究范式的差异,会使不同的研究者在同一时空考察同一现象时对事物及事物间关系的认识产生不同的看法。近代运动训练科学研究范式的形成过程,是脱胎于科学主义的产物,是以自然科学为典范形成的,经验主义—实证主义科学观深刻的影响着研究者的范式选择,也影响着对运动训练实践及运动训练科学研究的认知。
20世纪70年代以来,复杂性科学及其研究范式的兴起为运动训练科学研究范式的转向提供了一个新的视角,部分研究者已不断尝试应用复杂性科学范式对传统训练理论进行反思、认识与重释。一方面部分运动训练科学研究自发的通过对既有理论的再认识,研究成果逐步萌动了复杂性思想。另一方面,复杂性科学范式的兴起也初步促进了运动训练科学范式的复杂性转向。“复杂性”“非线性”“混沌”“涌现”“演化”“生成”“突变”等复杂性科学概念不断地出现在运动训练科学研究中,试图从方法论角度实现整体论与还原论的融贯,并应用复杂性范式重新认识与解释运动训练实践中不断涌现的复杂性问题。但鉴于复杂性科学兴起的时间及运动训练科学范式向复杂性范式转向的时间尚短,在运动训练科学研究范式的转向过程中,既需克服近代运动训练科学研究范式的局限,又需要充分认识到采取近代科学范式所取得的研究成果在认识和指导运动训练实践过程中发挥的巨大作用,以实现对整体论与还原论的超越为目标,不断完成运动训练科学研究范式的转化与应用。