范式轉換與新實驗儀器
——對庫恩科學發展模式的一點探索

宋芝業

（內蒙古師范大學，內蒙古 呼和浩特 010022）

范式轉換與新實驗儀器
——對庫恩科學發展模式的一點探索

宋芝業

（內蒙古師范大學，內蒙古 呼和浩特 010022）

庫恩以“范式”概念展示了科學發展史的新圖景。但關于范式轉換的動力問題，以往的研究將之歸于世界觀等社會和心理因素，給人以模糊的感覺。其實，它可歸于實驗儀器的發展這一技術因素。

范式；進步；世界觀；科學儀器

（一）庫恩范式及其轉換理論

波普爾的證偽主義理論雖然否認最終能達到終極實在的可能性，但在理論的證偽過程中，我們最終所獲得的現實理論是“現已知最具普適性、信息內容最豐富、具有最深精確度的理論”，“盡管不存在可以使我們識別真理的一般標準，卻存在某種向真理進步的準則之類的東西”，科學在證偽過程中仍保持了其持續前進性的特質。

而庫恩的范式理論給了我們另外一個不同的科學發展圖景：前科學——常規科學——危機——革命——新常規科學——新的危機，不同常規科學之間的區別便是范式，范式是“由理論要素、心理要素以及聯合這兩個要素的本體論和方法論要素組成的?！睅於鹘o了不同范式之間“不可通約”的闡釋：“范式一改變，這個世界本身也改變了”，“在革命之后，科學家們所面對的是一個不同的世界”，“與其說那些擁抱了新范式的科學家像詮釋者，倒不如說他們像戴了反相眼睛的人?！狈妒绞强茖W家看待世界的一種世界觀，范式選擇是不同科學家、科學團體對特定信仰的心理歸屬。不同范式信仰的科學家是用不同的范式“透鏡”來觀察、分析他們所能“看到”的外部世界，而不同范式“透鏡”是無客觀、公正標準進行好壞評價的。在庫恩這里，范式的更換并不表明科學在“理性”意義上是進步的：前一范式和后一范式之間是平行、并列關系，不同范式之間是不等價的，范式之間的更換不是螺旋或直線的進化或退化。這樣知識的連續性被不同質的范式所隔裂，科學發展史在不同范式環罩下成為沒有質的進化性的科學碎片史。

在庫恩看來，范式轉移是科學家用另一種格式塔來重新審視他以前所面的世界。面對同一經驗事實，同一科學家在范式轉換前后形成不同的觀察詮釋。 庫恩否認范式轉換是朝著某種目的或方向前進，特別是向著真理或關于“世界實際上是什么”的無限接近，他給出了一個理由：沒有一個絕對的外在權威對范式的“退化”或“進化”進行公正評價。庫恩將范式的轉換喻化為“格式塔”式的心理學轉變，但不同于真正的格式塔實驗，在格式塔實驗中，實驗對象發生轉換時，有一個外在權威（亦或實驗規則）能明確告訴他，他的視覺已經轉換，而在范式的演替中，沒有一個外在權威告訴范式信仰者這一范式是優于另一范式的，“如果科學家有一個更高的權威來提示說他的視覺已經轉換，然而那個權威本身又會成為科學家的資料來源，那么權威的視覺也會成為他的問題”。庫恩提出了一個難題：人類認知能力的無限演進注定全知全能的歐米茄點是永不可觸及的虛幻蜃樓，既然沒有一個永恒真理作為范式評價的仲裁者，誰又能判定具有異質性的不同范式之間的“好”與“壞”呢？正如在沒有一個評價準則的情況下，評判不同生活方式和信仰一樣，沒有人有足夠的理由證明這一生活方式和信仰是優于另一種生活方式和信仰的。

庫恩：特定科學家或科學團體堅持某一范式或拒斥某一范式并不全基于理性理由，“科學家個人可以出于各種理由接受新范式，而且往往同時有好幾個理由，其中有些理由完全不屬于科學領域，”“甚至創新者的國籍、他們已有聲望以及他們的導師有時也起作用”，新范式統治地位的獲得并非完全依賴其理性說服力，其倡導者的說服和論辨能力同樣起著重要作用。在庫恩看來，新范式的成功并不意味著將舊范式信仰者的思想同化，更多是靠越來越多的新人加入其陣營和舊范式的頑固分子不斷死去來實現。范式演替的非理性因素滲入隱喻了這樣一個觀點：在范式透視下的科學事業并非理性的、按更接近自然界真實面貌方向發展的，范式選擇過程中的社會因素（權威、國籍等）和心理因素（從眾心理、頑抗、信仰）使傳統的理性的科學發展模式顯得蒼白無力。

庫恩并不否認科學在特定階段的進步，但這種進步僅是限于范式框架下的進步，“只有在常規科學時期，進步似乎才既明顯又確定”。范式在一開始并非是很明析的，當某一范式以自己的吸引力招募到一些范式信仰者以后，接下來的工作便是盡力地闡明范式（即解謎活動），并使范式最大限度地將自然現象的解釋權納入自己麾下，這種明析范式的努力便導致了特定范式構架下科學知識廣度和精度的擴展，即范式內科學的進步，“一個科學共同體是解決它的范式所規定的問題或謎題的極為有效的工具，而解決這些問題的結果必然是進步”。但問題是：既然不同范式之間是世界觀的不同、不同范式內的居戶是不可通約、不可理解的，那么此范式內進步成果（常規科學的解題活動）在彼范式的地位如何呢？它是否也能化約為彼范式的進步呢？

將此范式的忠誠轉移到另一范式，一個充分和理想的理由是：新范式能夠解決舊范式所無法解釋的反?，F象，同時新范式對舊范式的研究成果具有包容性，新范式能保留舊范式的大部分解題能力，但“并非解題能力是范式選擇的唯一或確定的根據，新范式不可能保留舊范式的全部解題能力”，“即使在舊范式遇到危機的領域中，新范式也不比舊范式優越”，此范式的信仰者總能指出彼范式所不能解釋的、不能解決的問題，雖然彼范式是后來的勝利者，比如在氧氣理論獲得人們的承認后，它仍不能解釋為什么碳可以制備出可燃的氣體，而燃素論者則認為這個現象已被其成功解釋過且是支持其理論的有力論據。范式所確立的合法問題選擇標準和合法解釋標準消解了此范式內“對深奧問題的闡釋努力所帶來的進步在另一范式中的進步意義”，當范式改變以后，新范式將會對前范式已解答的問題進行格式塔式轉換后的新理解，由于不同范式間的不可理解性、不可通約性，不同范式對同一問題（或相同的理解對象）的不同解釋在質上不具有可比性。不同常規科學內的進步不能跨越范式溝壑。

這是一幅平行的范式進步圖景：進步是限制于某范式內的進步，各范式擁有各自的進步，各范式內的進步在整個范式圖景中是等質的，這種范式內的進步并不表征整個范式更替鏈在方向上的進步。

（二）新實驗儀器促進范式轉換

庫恩否認科學進化（范式演替）的方向性，“這一進化過程不朝向任何目標”。作為二十世紀最博學、最有影響的學者之一，其范式觀是建立在大量科學史料的基礎之上的，但實際的科學發展史，從科學的幼年期到科學文明高達發達的今天，卻在庫恩的范式“剪刀”下成為一段段不可通約的思維碎片史，成為沒有任何目標和方向的發展史?？茖W發展中，范式和其替代范式在質上真的是“不可通約”的“非連續史”嗎？科學的實際發展難道僅僅是一個思維轉換游戲嗎？

庫恩用范式概念構建了科學發展“常規科學——革命——新的常規科學”動態發展模式，凸顯了邏輯經驗主義靜態和積累的科學發展觀的歷史不符性，同時庫恩對科學發展中的非理性（包括信仰的偏執，說服與論辯，權威等）作用進行了有意義的探討，這一角度后被SSK學者進行了激進的解讀，但是庫恩的“范式的不可通約性”、“無目標性”思想所具有的相對主義傾向也成為眾矢之的，夏皮爾、拉卡托斯、尼古拉斯·麥克米等科學哲學思想家對庫恩的思想進行了這樣那樣的批判，其共有點便是對庫恩范式的“不可通約性”和“范式演替之間的非理性連續”表示懷疑。夏皮爾認為，所謂不可通約總是關于科學連續與不連續的爭端，并提出了“理由推理鏈條理論”以說明科學發展的連續性：科學發展的理由——背景信息的修改、確信也是有理由的，以此前溯，環環聯扣，便可呈現科學理由的長鏈，科學理由長鏈便構成了科學的演化發展史，包括此進程中的連續與突變，理由長鏈保證了科學發展中的連續性。李醒民提出了“進化----革命”互補圖景，“進貨與革命互相轉換，即進化轉換為革命，革命又轉化為進貨，周而復始，以至無窮，而每一次掀起環，都使科學發展到一個新的更高階段”。[4]他們企圖在此范式——彼范式的更演中架起理性橋梁，以尋求科學演化的某種方向性（亦或某種進步理由）。

庫恩回答了“范式間是質的不同”、“范式之間更演順序是什么”，但庫恩沒有說明“為什么在特定時代先形成此范式而不是此范式的替代范或跨代范式，如為什么在17世紀末人們首先產生燃素范式而不是氧化范式”、“范式更演圖景為什么是這樣而不是另一種序列”？這種范式更演背后是否隱匿著某種力量呢？我們認為，科學儀器的改進是范式這樣演進而不是那樣演進的一個重要原因。

（三）小結

科學工具的改進所引發的人的認識及思維廣度、深度的推進是導致范式演替的一個潛在決定因素，雖然范式演替是通過格式塔式的思維突變來實現。某些范式的出現的確需要某些天才科學家“云翳頓開”，但范式產生、被接受背后的深層原因之一便是特定科學工具儀器的發明和改進引發的人類感官的擴延和深化，使人類能獲得更多的導致思維突變的經驗材料，包括對自然界認識范圍擴大的認識材料和對自然界更深入、更細化、更精深的認識材料，也使得人們在評定范式時有更多的經驗材料憑借，比如人們為什么會首先接受地球中心說范式而非“太陽中心范式”？這與當時天文觀測儀器的落后是分不開的：人類的思維憑借只是一些最基本的以地球為基點的原始材料，比如太陽的東升西落，宇宙眾星在圓形天幕上分布，行星圍繞地球四周轉動等，人們無法跳出以“以地球為觀察基點而形成的眾星繞地運動”的視野限制，所以人們對地球中心說的接受也便順理成章，在沒有望遠鏡等能形成對日心說經驗支持的天文工具發明以前，對日心說的大規模接受是不合乎人的認識能力邏輯的；在西方三角函數表沒有傳入中國之前，中國人也不清楚數表在計算中的作用。[5]同樣，為什么氧化還原范式產生于燃素范式之后呢？其中關鍵一點便是化學領域更先進工具——天平的運用，拉瓦錫運用天平精確稱量物質化學反應前后的重要變化，這種技術條件對于氧化范式的產生無疑起著決定作用；醫學領域中范式更替順序：蓋化“元氣”范式——哈維“血液循環”范式——細胞范式——最新的分子生物研究方向，這種范式演進方向與醫學領域工具和實驗方法的更新更有著直接的聯系：解剖技術的發展給了哈維發現血液循環的機會，顯微鏡的發明與改進使得細胞范式確立，電子顯微鏡是現在分子生物學產生和不斷發展的動力源泉。

雖然科學史中某些范式更替更多體現了思維直覺作用和哲學思想突變作用，如牛頓絕對時空觀向愛因斯坦相對時空觀轉變，但不可否認的是在某些范式演替中工具和實驗技術的改進的作用。問題是：由工具和實驗技術進步引發的范式更替難道沒有證明“范式轉變的進步性和向著更接受自然真實面貌的方向前進嗎”？技術的不斷進步是顯而易見的，除非你認為顯微鏡、加速器的發明與改進相比以前的簡陋儀器是一種退化，如人類能認識到細胞層次相比以前人類只認識到肉眼所能觀察層次并不是一種進步，或認為儀器并沒有在認識自然界更真實面貌過程中發揮作用，但這并不是非常有說服力的理由。我們認為，工具、實驗技術的革新導致了人的認識廣度、深度、精度的進步，而以此進步為前提導致的范式更替是朝向更真實、更全面反映自然真實面貌的方向前進的，即范式的演進是有其前進方向的。工具、實驗技術像是科學王國中的“生產力”，不斷沖破舊的范式“生產關系”的限制，向著更合乎自然界真實面貌的新范式“生產關系”演進。

[1]波普著.科學知識進化論[M].紀樹立,譯.北京:三聯書店,1987,159.

[2]李醒民.科學革命的實質和科學進步的圖像[J].科學學研究,1986,4,(4):33-40,34,39 .

[3]〔美〕托馬斯·庫恩著.科學革命的結構[M].金吾倫,胡新和,譯.北京大學出版社,2004.

[4]董杰.《大測》介紹三角公式辨析[J].內蒙古師范大學學報(自然科學版),2007(6):677-682.

G30

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1008-1151(2011)04-0187-02

2011-01-23

內蒙古師范大學科研基金項目（RWYB1021）

宋芝業（1969－），山東魚臺人，內蒙古師范大學科學技術史研究院講師，哲學博士，研究方向為數學思想史。