浅析库恩范式的方法论功能,本文主要内容关键词为:方法论论文,库恩论文,范式论文,功能论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
注意流行概念和时髦用语的人会发现,当代著名的美国科学哲学家库恩在反思科学史过程中独创的“范式”一词非常走俏。从纯科学领域到日常思维、言谈和一般性宣传,不时可以见到库恩的这一术语。为什么库恩从科学史中引出的“范式”在其它领域得到了如此广泛的应用呢?究其原因,主要在于范式具有独特的认识论功能和方法论功能。
库恩所创立的范式是一个比较宽泛的概念,是一种不确定的概念,但又是规范和指导其成员思想行为的准则。从总体上说,库恩所谓的范式就是一种普遍承认的科学成就。具体说来,范式是指在特定时期内,根据科学共同体的理论体系和心理特征所制订的一整套原则、理论、定律、准则、方法等。它是一个包括科学、哲学、社会、心理等多重因素在内的综合体,是科学共同体所共有的全部规定。这是一种逻辑上不能再分的功能单位,它在科学的进化和发展中具有非同一般的作用。这里,我们暂时撇开库恩的范式及科学革命观的非理性主义和相对主义的因素,着重探讨范式作为一种方法在科学进化和发展中所起的积极作用。
一、范式是科学的划界标准和开展科学活动的基础
究竟什么是科学,科学研究的基础和出发点是什么?库恩一反传统的可证实性和可证伪性的划界标准,冲破“科学始于观察”的古典经验论,指出科学之所以成为科学就在于范式的形成。库恩把科学发展分为“前科学”、“常规科学”、“科学革命”三个基本阶段。他认为历史上每一个研究领域在成为一门真正科学的过程中都经历了“从前科学到科学”的过渡。从前科学到科学的转变,其标志是科学研究者获得一种共同的范式:“他们已获得一种证明有可能指导整个集体进行研究的范式。除了事后认识到这种好处,很难另外找到什么标准可以明确宣布某一个领域成为一门科学。”①因为,在前科学阶段,科学工作者对于他们所从事的学科的原理、概念甚至观察现象的描述,都完全不一样,而且经常发生争论。在那个时期,某个领域有多少名重要的科学工作者,就有多少种理论。比如电学的前科学时期:“在那时候,几乎有多少重要的电学实验家,……对电的本质就有多少看法。”②。
富兰克林正是适应这一要求,把关于电现象的各种观点、概念纳入一种占统治地位的自然观中,消除了各种观点、概念无拘无束运动和变化的状态。富兰克林的工作,为大多数电学工作者提供了一致采纳的一般性原理和假设,提供了应用这些假设的定律和技术。在富兰克林及其后继者的努力下,电学家才有了一个共同的范式,他们的工作才有了一定的方向。这时,电学才成为科学。
亚里士多德以前的动力学、阿基米德以前的静力学、布朗以前的热学、玻义耳以前的化学、赫顿以前的地质学等等,在没有共同的范式以前都是前科学。只有获得了共同的范式,它们才能在各自的领域成其为科学。
库恩把范式作为科学的划界标准,对科学研究有着十分重要的指导意义,同时对我们分析和判别交叉科学、横断科学、边缘科学的科学性也有非常重要的现实意义。例如,当前气功和人体特异功能的研究算得上一个热门。按库恩的标准,它是处于前科学时期,具体表现为该领域大量的实验报告、各种解释和观点、各种学科流派杂然并存。如果一旦对其各类主要观点进行一番归类、分析、比较,再借助一定的哲学思想与理论物理学的方法将其统摄起来,那么,人体科学这个领域的范式就可能产生,人体科学也可能随之步入常规科学而向前发展。
可见,在库恩看来,范式是科学发展状况的测量器和指示器。它作为科学工作者在某一专业或学科中所具有的共同信念或思维模式,不是着眼于已有的知识内容,而是着眼于未来的活动。范式是活生生的行动指南,是一定领域内进行科学研究的纲领。范式不仅规定了该领域内科学工作者共同的基本理论、基本观点和基本方法,而且为他们提供了共同的理论模型和解决问题的框架。这就为科学步入常规状态奠定了基础。
二、范式是确立科学认识主体的整合机制
在前科学时期,科学工作者由于研究同一题材的方式、信念、世界观和使用的仪器设备等不同,形成了各种各样的观点,呈现出学派林立的状况。只有在某一学科出现了占统治地位的范式时,各种对立的学派才趋于消失,统一为一个学派。这时,科学的发展才有可能,科学事业才能大踏步地前进。这主要在于范式能够把一些坚定的拥护者引到一起并为他们留下各种有待解决的问题,使某一科学领域的研究方向与研究方法得以确立,其特定的认识主体──科学共同体也在范式的凝聚下得以诞生。
由于范式首先是某种科学成就,它包括一整套的信念、理论、方法与仪器设备的有机整体。它也象皮亚杰的格局和明斯基的框架等认识结构一样,是科学认知活动中必不可少的工具,它将那些处于混沌无序状态的认识成分统一起来,凝聚成一种统一的“概念容器”。它可把已有的科学成就表达为一定的语言陈述,并通过语言形式传播出去,使某个人或少数人所独有的信念转变为更多人所具有,达到集体共享。这种共享的成就“使科学家……可以高度集中到共同体所关心的最微妙、最深奥的自然现象中去,”“谁如果不肯或不能同它协调起来,就会陷入孤立,或者依附到别的集团里去。”③这就是说范式通过凝聚作用将科学家的注意力集中在某一问题上,把一批坚定的拥护者吸引过来,把他们原来杂乱无章的科学活动集中到同一方向上去,形成共同的信念并把科学研究工作者凝聚成同心协力的共同体。
科学共同体作为科学认识的主体,主要是由一些学有专长的科学工作者组成。他们接受的教育和训练是共同的,他们探索的目标是共同的,他们培养自己接班人的方式也是共同的。在共同体内部交流比较充分,专业方面的看法也比较一致。同一共同体成员阅读同样的文献,而且理解也差不多;不同的共同体由于范式不同,专业方面的交流比较困难。根据不同的范式,共同体可以分为许多层次;全体自然科学家可成为一个共同体;低一层次的是主要的科学家专业集团,如物理学家、化学家、天文学家、动物学家等各自组成的共同体;再低一层次的共同体是更为专门的科学共同体,如有机化学家甚至蛋白质化学家、固态物理学家和高能物理学家、射电天文学家等共同体。如此可以进行无穷的划分,共同体的层次是无限的。但是,无论科学共同体的层次有多少,它作为生产和证明科学知识的单位这一点是勿庸置疑的。科学事业就是由这样一些共同体所分别承担并推向前进的。
库恩把范式当作一种整合机制,将科学家凝聚成科学共同体并用科学共同体这个范畴把握了科学家作为活动的主体。而作为科学认识主体的共同体是一个社会集团,具有主观能动性,是科学发展的推动力。它拥有作为共同信念的范式,依靠范式的指导,科学共同体承担起科学事业发展的历史重任,推动科学不断前进。
三、范式是科学理论自我完善的手段和工具
库恩的范式具有两个显著的特点,一是它足以把一批坚定的拥护者吸引过来,站在同样的立场上观察、分析问题;二是它为这些拥护者留下了各种有待解决的问题,并且提供了解决问题的途径。这就是说,范式对科学工作者的心理或知觉有定向作用,甚至对科学共同体的研究工作和目标也有定向作用。这种定向在一定程度上限制了科学工作的范围,使科学研究日趋深入和细致。这与没有范式的前科学时期形成了鲜明的对照,那时的工作是杂乱无章、海阔天空的活动,很难获得扎实可靠的成果。范式产生以后则使科学研究工作成为有目的的活动,科学研究的计划性、组织性加强了。收集事实和拓展科学理论的进程大大加快,科学朝着日趋完善和精确化的方向不断发展。
科学理论的发展,首先表现为渐进性的量变,即不断修改原有的理论,使原有理论日益充实和完善。在这一过程中,科学工作者依靠范式中的科学定律、科学概念及科学理论提供的难题和可接受性解法进行定向研究,从而实现和维持了常规科学,并使它走向细致化、精确化和深刻化。例如牛顿定律就使得十八世纪和十九的物理学家集中精力去注意研究质量与力的问题,从而推动了经典物理学的深入发展。同时,范式还严格限制了常规科学的视野,在范式的引导下科学工作者集中注意狭小范围内比较深奥的问题,深入研究范式框架内限制的难题。在范式的限制下,科学工作者有目的地进行观察和实验并同逐次的尝试性假说相结合,发现、搜集科学事实,以便进一步说明范式框架内的理论,解决它的某些含糊不清之处,解决以前引起人们注意的问题,促发一些特定的定律的发现。例如,库伦的电吸引定律,成功之处就在于他制造了一种专门仪器来测量两个点电荷之间的力,而这一设计依赖于这样的认识:每一个电流体粒子都超距作用于其他每一个粒子。
库恩指出:“正是这些因为信仰范式而产生的限制,对科学的发展却成为了不可缺少的。由于集中注意狭小范围中比较深奥的问题,范式会迫使科学家仔细而深入地研究自然界的某一部分,否则就不能想象。”④这就是说,范式扩大了与自然界的接触点。这种接触是通过范式的精确化来实现的,即“制造精致的设备,发展深奥的词汇和技能,精炼概念使之愈益减少同它们通常的常识原型的相似性。”⑤如果没有范式的指导作用,没有观察、实验同假说的结合,就不会有科学事实的顺利发现,也不可能有效地补充和丰富科学理论。
然而,随着科学理论这种连续性的累积知识的演变达到一定程度,则会面临许多长期不能解决的“反常”问题而陷入困境。这时,科学理论便进入一种局部的质变状态。
所谓反常,实质上是超出范式适用范围的新的事实的发现。只有当单个的反常事实逐渐增多时,才能发觉反常,然后自觉地去发现整类新事实。库恩认为:“它们并不是孤立的事件,而是一个延续的插曲,具有规则地重现的结构,发现始于觉察反常,即认识到自然界不知怎么违反了范式所引起的、并支配着常规科学的预期。”⑥这样,为了维护原有理论,就必须继续在这个反常领域中广泛探索,甚至调整范式,用范式吸收新事实,以达到适应反常的存在并且最后同化反常,使反常转化为预期现象。
在科学理论的局部质变中,范式又是一种吸收新事实、同化和顺应反常的机制。范式的同化、顺应作用会增强原有理论的弹性和韧性,拓展眼界,使科学工作者以新的眼光看待周围世界和自己的工作,推动科学朝着精确化的方向发展。例如,在对热的本质认识中,热的第一个规范是热素说理论。这是一个以原子论哲学为指导建立起来的范式。这个范式建立以后,热学就在热素说理论的限制下进入常规科学阶段。但是,随着深入的研究却揭示出一些意想不到的新现象,比如混合不守恒的反常。它与热素说范式的预言不相符合,是旧范式解决不了的难题。为此,布朗提出了比热的概念。在布朗的努力下反常被克服了,混合热的难题也纳入热素说的框架之内。这样,通过范式的调整,旧的理论并未抛弃,新的事实也成为了科学的事实;比热概念的增加,也就构成了热学的进步。
范式的调整适应主要有两种情况:一种是量的调整,一种是质的调整。所谓量的调整,也就是修改和补充原有范式中的一些理论假定,或增加一些辅助假说。例如,天王星轨道的反常,通过调整牛顿理论,增加一个天王星外层还有一个未曾发现的行星的辅助假说,就可同化这个反常,把它转化为预期现象。普利斯特列在氧的发现过程中也是遵循这条调整路线。但是这种调整有时并不凑效,因为反常过于“硬”,原来的范式消化不了。常规科学家也对范式丧失了信心,危机来临,这时只好作另一种调整,即质的调整。也就是放弃旧范式,另立种新范式,这就是科学革命。在科学革命阶段,旧的范式被新的范式所取代,科学理论从低级形态向更高级的形态发展,科学也随之向前推进。
四、范式是科学革命的内在动力
库恩关于科学革命的基本思想是:科学革命不是累积性的,从旧范式到新范式,不是后者补充、发展或包容前者,而是旧范式被破坏或抛弃,让位于新范式。“拒斥一个范式的决定总是同时也就接受另一个范式的决定。”⑦库恩认为,这是科学革命的本质所在和必然性所系。当常规科学长期解释不了应当解决的难题时,危机就出现了。这时,原范式理论的规则宣告失败,需要寻求新的范式。危机的出现,标志着旧的范式理论已无法调整和修补,以及它将为新发明的理论所代替。库恩指出:“危机的意义就在于,它可以指示更换工具的时机已到来。”⑧库恩这里所说的“工具”就是指的范式。他把范式在科学进步中的作用比喻成工具在机器制造中的作用是非常贴切、非常形象的。
一旦危机出现,进入“科学革命”阶级,就必须毫不吝啬地推翻旧范式,建立新范式。库恩指出,科学革命引起范式的更迭,归根到底是科学基本概念的变化。他说:“这种对于改变既有的习见的概念意义的需要,乃是……革命冲击的中心。……这最终的概念变革同样是对一个以往确立的范式的决定性破坏。我们甚至可能把这看作是科学中革命性重新定向的原型……科学革命是科学家借以看待世界的概念网络的一种更迭。”⑨比如爱因斯坦相对论革命的胜利,就在于爱因斯坦敢于打破牛顿的经典理论,重新界定了时间、空间和场等概念。在爱因斯坦以前,洛伦兹的收缩理论已接近狭义相对论,但由于他固守牛顿的绝对时空理论,竭尽全力调整和修补牛顿理论,拼命维护牛顿的范式,因而没能考虑到时空相对性,也就无力承担起相对论革命的历史重任。爱因斯坦则以大无畏的革命精神打破了牛顿的传统,排斥了空间的平直性和无限性,排斥了不受外力的惯性运动与惯性坐标系的特殊优越地位并代之以一切坐标系都同样适合表述的自然定律,建立起有限无边的宇宙模型,实现了物理学上的一场巨大的革命──相对论革命。
库恩生动形象地把这种由概念变革而引起的范式转化和更迭比喻成:“在革命以前在科学界中的鸭子在革命以后成了兔子。”⑩这就是说,范式的变化导致科学的世界图景的变化,即科学家世界观的改变,而对细节的看法则从属于这幅图景。因此,范式更迭导致世界观的改变,科学革命随着新范式的胜利而告终,科学也在这一过程中不断进步。
总而言之,库恩的范式作为一种整体框架,对科学研究和科学发展有着非常重要的作用。范式不仅具有认识或识别功能,而且还具有纲领性功能。在常规科学中,一种范式能够规定一门科学的具体研究问题,使事实和材料的收集以及理论表述成为高度有目的的活动。范式不同,对材料的发现与取舍乃至描述就不同,因而认识的角度和深度也不同。而在非常研究和科学革命中,范式起着决定性的作用。危机的解决以及科学革命的成败都与范式有关。库恩就是在这种意义上把范式作为科学革命学说的核心和基础。库恩运用他独创的这种多功能的范式历史地重现了科学发展规律。他突破了静态的思维和认识框架,把科学的发展从静态知识拓展为科学共同体的活动,勾画了一幅丰富多彩的科学革命图景。
注释:
①②③④⑥⑦⑧⑩库恩:《科学革命的结构》,上海科学技术出版社(1980年),第18、11、15、20、52-53、17、63、19页。
⑤⑨Thomas·S·Kuhn,The Structure of Scientific Revolutions,Znd Ed,Enlarged,The University of Chicago Presa,1970。