科学革命中的范式

摘 要：库恩认为，革命是科学的演进的形式，而范式在常规科学和科学革命中起到关键作用。本文试图对范式在科学革命中发挥的作用进行简要总结和分析。

关键词：科学革命 范式 常规科学 历史主义

一、提出背景

（一）科学革命发展观

库恩突破了以往科技哲学着眼于科学本身的角度，从科学史的角度阐述了他对科学发展的过程的看法。这一论述过程回答了科学的化界问题，和科学的发展模式的问题。

库恩首先否定了教科书般的“科学累积发展观”，即科学理论是由单个科学家个人发现的，现阶段的所有的科学理论是经过历代科学发现不断累积的结果，并且，那些年代久远的科学理论看起来似乎变成了当时人类的随意猜测，变成了不可信的“神话”。在这种科学发展观的影响下，需要搞清楚两件事，一是要搞清楚每个科学理论的发现者是谁，另一个是要解释清楚这些阻碍着现代科技发展的“错误”观念的作用机理。但在科学史研究者那里，越来越发现这种发展观的困难性。首先，他们无法找到每一个理论的发现者，其次，他们无法具体将传统科学中的非科学成分和科学成分分得很清楚。传统科学在其当下的语境中具有科学性，并非是当时科学家的想像和随意猜测，另外，如果仔细研究就会发现，其实每一个传统科学理论也可以通过科学的方法得出，因此，这说明了科学积累发展观存在一定的问题。

库恩提出的则是一种科学革命的科学发展观，即认为科学理论是由承认相同范式的科学共同体所完成，由于个人因素的影响，科学共同体所共同承认的范式具有随意性，而解决和去除旧有范式中的随意性则成为了新科学发展的基础。科学发展的过程就是由常规科学到科学危机，进而新科学进行科学革命，走向新常规科学的过程。因此，在库恩看来，完整的科学发展的模式则是：前科学→常规科学→科学危机→科学革命→新常规科学→科学危机→……呈现为科学理论不断更迭的过程。

（二）科学发现的随意性

库恩认为个人因素对科学发现具有一定影响。科学发现的结论并非由科学方法论所唯一决定，个人因素在其中也起到很大作用。如果一个人了解科学方法但不知道这一学科的具体理论，也可能拥有新的突破。他得出的结论可能是由先前他在其他领域内的经验所启发，可能是由研究中的偶然事件所决定的，也可能是由他的个人性格所决定的。道尔顿的原子论就是一个例子。第一，道尔顿并非化学家，但作为气象学家的他同样掌握了科学的研究方法，他作为化学界的门外汉，受到了古希腊哲学原子论的影响，得出了他的原子论理论，说明科学探索并非完全严格依照科学方法论，在科学探索过程中会受到很多偶然因素的影响。第二，这个例子中古希腊哲学原子论证明了，古代科学理论虽然看上去没有后来的科学更严谨、更理性，但是其并非纯粹是古代人的臆测，而是带有一定的科学性。

二、前科学阶段和科学范式的出现

库恩认为，范式是科学理论从前科学到常规科学过渡的基本要素。

首先需要明确“范式”、“常规科学”和“前科学”这几个基本概念。在第二章中，库恩提到：“‘常规科学是指坚实地建立在一种或多种过去科学成就基础上的研究，这些科学成就为某个科学共同体在一段时期内公认为是进一步实践的基础。”[1]而范式则是科学共同体内部公认的科学理论和科学方法论，具有两个特点，一是该范式的学派理论凭借它能够在学派竞争中打败对手，吸引一批坚定的拥护者，二是该范式能够为拥护它的研究者留下足够丰富的问题和研究空间。库恩又提到，范式一般用来为新加入研究的学生提供科学共同体所公认的标准和规则，在之后的研究过程中，他们不会再在这些基本前提上发生争议，而这也是范式在共同体内部对每一个成员发挥的主要作用。

前科学则是某一领域第一个范式和常规科学建立之前的学派林立、相互竞争的阶段。在常规科学阶段，某一科学领域以某一种范式的科学理论为主导，人们普遍接受并认可这一科学理论。前科学阶段则与此相反，表现为众多学派和子学派的相互竞争、没有共同的信念，每个科学家都要为该领域探索和构建理论基础。前科学阶段的科学家们更容易直面复杂而庞大的自然现象，更容易与不同领域的科学家进行交流。

但是前科学阶段存在很多问题。在早期搜集事实的活动中，由于没有共同认可的研究规范，研究文献往往混杂着“不科学”的成分。另外，由于搜集事实的活动永远反映的是自然界事实的部分，自然史往往遗漏了对后来科学家具有重要启发意义的细节。最后，自然史缺少对材料的批判性思考和整理，往往很多不同领域的现象并列描述起来，成为一个 “现象大杂烩”。这些都使得前科学阶段的研究过程和研究结果十分多样，也十分随机。

因此，范式的出现对于前科学状态显得尤为重要。前科学阶段学派林立，对世界的认识多种多样，人们无法对自然界达成相对统一的认识，而当一个学派的理论和方法成为该领域的范式之后，自然界才变得可以诠释，对自然的认识才能更加深入。另外，当范式确立之后，科学家们才可以按照范式確立的规则筛选该研究领域研究范围内所需的自然现象，并进行深入研究，脱离前科学阶段“现象大杂烩”的状态。只有这样才标志着一个领域进入到成熟的科学状态。

三、范式在常规科学中的作用

（一）科学的变化

在范式出现之后，科学往往会产生变化。一是研究范围的缩小。科学家不再研究范式规定之外的自然现象，仅在范式规定的框架下发展理论、进行深入研究，并力图运用范式解释一切自然现象，当出现现象同范式不符时，科学家会修改范式使之更精确，能够解释更多的现象。二是科学论著越来越精深，越来越专业化。起初科学家的著述面向对这一领域感兴趣的人，较为浅显易懂，而当科学愈加成熟，科学家的著作就越专业化，只展示给同行，只需获得同行认可。

（二）范式规定常规科学的研究范围

当科学成为常规科学之后，便进入了范式规定范围内的研究领域。这种状态的科学不要求创新、发现不同的理论和方法，而是寻求范式理论和经验现象的最大契合。因此，关于以事实为研究对象的科学通常只做三件事：揭示同范式所论述的事物本质最契合的经验现象、尽可能多地证明经验现象同范式相一致、当经验现象同范式不一致时，尽可能修补范式使其包含更多现象。

因此，常规科学的研究成为了“带着镣铐的舞蹈”，拥护常规科学的科学家们不去创立一种新方法，而是将常规科学愈发精致化以扩大范式涵盖的应用范围，库恩称其为“解谜”活动。在这个解谜活动中，范式作为科学研究的公认的前提和基础提供谜面，而科学家们依靠着聪明才智解出范式所规定的答案而不会动摇范式本身。

（三）范式在常规科学中的重要作用

在这里，库恩将范式和规则区别开来，认为范式优于规则，即使没有规则，范式也能够知道常规科学的研究。他列举了四个理由。一是，指导过特定科学研究传统的诸规则极其困难。二是范式植根于教育的本性之中。三是范式通过直接模仿以指导研究，只要范式不受损害，那么即使合理性没有一致意见或对合理性根本无任何考虑，范式仍能发挥其指导功能。四是范式代替规则将使我们对科学领域和专业的多样性更容易理解。

四、范式的转换

（一）危机和革命

新范式只有在常规科学的解谜活动失败之后才会出现，常规科学的危机便成为了新范式发展的契机。由于常规科学研究是在范式规定之下进行的探究，而常规科学的范式永远不能完整地反映整个世界图景，因此常规科学的研究内容具有局限性。任何一个科学理论都不能断言它能够完全展现世界的运行状态。但随着时间的推移和研究的深入，新的经验现象会不断涌现，而面对这些经验现象，固有范式则体现出两种选择。当范式调整、新的经验现象能够被同化之后，常规科学便扩大了应用范围，而当常规科学的范式走到了极限，调整和修正后的常规科学再也不能同新的现象很好地契合时，新的范式则焕发出生机。

因此，科学危机的解决依靠的是范式的转换，新范式取代旧范式成为了科学革命的过程。新范式需要在旧有范式和众多候选范式的竞争中争取科学共同体的信任，使其将对旧有范式的信任转移到自己身上。

范式的转换是世界观的改变。范式产生于前科学状态中不同学派的相互角逐，不同的理论具有不同看待世界和解释世界的方式，更具有说服力的理论便成为了第一个范式。第一个范式告诉人们世界是什么样的，而他的科学是什么样的，之后的常规科学继承这种看待世界的“世界观”，常规科学是不会改变范式的研究，只会将范式更加精深化，因此常规不会改变世界观。而新的范式出现则提供了一套新的理论和方法解释自然，也就提供了一种新的世界观。新范式之下的研究者会抛弃原来范式所规定的问题，转向研究新范式开拓出的“新世界”下的问题，尽力证明新的范式和经验现象的吻合。新的经验现象的发现既是范式变化的原因，也是范式变化的结果。因此，新老范式之间所揭示的是不同看待世界的方式。进一步扩大来看，不同的学派之间所展现的世界是不同的。

（二）范式转换的困境

但是，范式的转换过程并非一帆风顺，不同的范式之间面临着不可通约性的难题。库恩认为，不可通约性面临着三个问题。

一是解决问题的标准，由于不同的范式的研究领域不同，世界观不同，因此新范式不认可旧范式认为的那些科学需要解决的最紧迫的问题。

二是新旧范式之间存在概念歧义，由于新范式往往沿用旧范式的概念、方法和测量工具，而新范式却用新的方法解释世界，两者在概念运用上容易产生不同的理解。例如，对于相信地心说并进行研究的科学家来说，地球这个概念中就包含了不动这一要素，让他们承认日心说，相当于整个改变了他们看待世界的方式，相当于动摇了他们研究的基础。因此，旧范式的维护者往往容易从概念本源去反驳新范式对概念的用法，两者容易在这里产生误解。

三是不同的范式之间的科学家在“不同的世界”当中。这是最能体现范式不可通约性的一点。“一个世界包含了缓慢下降的受制约的石头，而另一个则包含重复自身运动的单摆。在一个世界中溶液是化合物，在另一个世界中则是混合物。”[2]不同的范式理解世界的时候看到的是不同的东西，每个事物的关系也不同。科学家只会采用自己认可的事物关系解释世界。因此，使科学家大幅度扭转一生承认的世界观是一件非常困难的事，不可通约性使得范式的转换不是逐步完成的，要不根本不承认，要不全盘接受。

因此，范式是常规科学从前科学中脱颖而出、被大众接受的标志，是常规科学得以保持和深入的纲要，也是新的科学诞生的契机和手段。

五、多元的范式

科学理论是按图索骥逐步展示“绝对真理”吗？库恩并不这么认为。库恩肯定了波普尔的否定思想，但是不同意波普尔对证伪了的理论全然否定的想法。在库恩看来，没有任何理论能够在一定时期内解答所有科学问题，新的回答往往也不是完美的，正是这种不完美性提供了多种看待世界的方式，也为新的理论提供了可能。证实的概率性理论则为波普尔的全然否定弥补了部分缺陷。证实理论认为，几乎没有科学家在寻求绝对的标准真理，而是证明自己的理论在现有条件下能够有多大概率解释自然。相比于旧范式，库恩不认为新的范式代表一种进步，而是对自然的不同解释，解释世界的方式有很多種。这样十分容易陷入相对主义。

注 释

[1] 引自托马斯·库恩：《科学革命的结构（第四版）》，金吾伦、胡新和译，2013年，第7页。

[2] 引自托马斯·库恩：《科学革命的结构（第四版）》，金吾伦、胡新和译，2013年，第126页。

参考文献

[1] 托马斯·库恩. 科学革命的结构[M].北京：北京大学出版社，2013，1-252.

[2] 张之沧. 鉴定科学与非科学的原则和方法[J]. 学海，1999，（01）：44-50.

[3] 胡瑞娜.在科学哲学与科学史之间——库恩思想中的科学革命[J].科学技术哲学研究，2017，34（05）：73-78.

[4] 张君弟.反思、重返与二阶科学：一场新型科学结构的革命？[J].科学学研究，2017，35（08）：1130-1135.

[5] 王倩. 库恩科学哲学转向意义研究[D].新疆大学，2016.

作者简介：刘一丹 女（19931218） 山东烟台人 北京林业大学 硕士在读，2016级研究生 研究方向：环境哲学。