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托马斯·库恩及其《科学革命的结构》

已有 2704 次阅读 2021-8-18 16:49 |个人分类:读书笔记|系统分类:人物纪事

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托马斯·库恩及其《科学革命的结构》 

一、库恩其人

1922年7月18日,托马斯·塞缪尔·库恩(Thomas Sammual Kuhn,1922-1996)出生于美国俄亥俄州的辛辛那提市的一个殷实的实业家家庭里。他17岁进入哈佛大学物理学专业学习,1943获学士学位,1946年获理学硕士学位,继而攻读博士学位。本世纪初的物理学革命在物理理论上引起的变革,经常使年轻的库恩激动不已,他的心目中只有一个目标:当一名理论物理学家

然而在1947年,发生了一件十分寻常,但是却对库恩一生的学术生涯产生决定性影响的事情。当时库恩被邀请参加一期为社会科学家举办的讲述物理学发展的讲座,他暂时中断了正在进行的博士论文的准备工作,转而仔细地研究了伽利略牛顿,乃至亚里士多德等人的力学理论。这使他第一次对科学史有所了解,然而出乎意料的是,这种对过时的理论和实践的了解,竟彻底推翻了他以前对科学的本质和获得成就的某些基本想法。因为在科学史的研究中,库恩发现,无论是新的,还是旧的力学理论体系,在它们的那些历史时期,都能解决一些实际的问题。但是,它们对相同的观察事实的解释竟没有相似之处。亚里士多德的力学体系与牛顿的体系的关系是这样,牛顿体系同爱因斯坦的体系的关系也是如此。

库恩认为,传统的关于科学本质的进步性质以及知识的不断积累增长的观点,不管怎样的言之成理,却不能说明历史研究中所呈现出来的实际情况。但是,这些观点历来都是许多科学问题讨论中的基本原则,因此库恩强烈地感到,有必要彻底揭穿它们貌似有理的假象。这样一来,库恩的专业计划就必须改变,从理论物理转到科学史。当时哈佛大学的校长,著名科学史家J.B.柯特南对库恩的这一发现和研究兴趣给予了热忱的指导和鼓励,使得库恩更加相信自己发现的意义和专业的抉择。

此后,库恩一方面继续准备博士论文,另一方面把相当一部分时间用到了科学史的研究上。1949年,他在哈佛大学获哲学博士学位。

1948库恩取得哈佛学会初级会员资格,这使他能有一个为期三年的自由学习时期。在此期间他读了法国著名科学史家A.柯依列(Koyre)、美国逻辑学家W. V. O.蒯因、瑞士心理学家让·皮亚杰等人的著作。这种多学科的丰饶的土壤促使他那颗探索科学知识增长规律的种子破土而出。

1951波士顿洛厄尔研究所邀他演讲,他在演讲中表述了其正在形成之中的科学观。自1951年起到1956年,库恩留在哈佛大学任助理教授,讲授普通教育和科学史。1957年发表了他的第一部主要著作《哥白尼:西方思想发展史中的行星天文学》。在这本著作中,库恩较为详细地分析了哥白尼提出“日心说”这一科学史事件对于力学和科学思想史所产生的变革性作用,说明了这一变革能够发生的科学史内在和外在的必备条件。

1958—1959年间库恩应邀去加利福尼亚州的一个行为科学高级研究中心工作。在这里他有机会同许多社会科学学者交流思想,在这种交流和沟通之中他终于认清了以后被他称为“范式”的东西在科学研究中的作用。

1958-1964年,库恩在加州大学柏克利分校任教,并于1961年成为该校科学史专业的正教授,讲授科学史。在1962年,发表了他的最重要的科学哲学著作《科学革命的结构》。这本书的出版引起了科学哲学界的震动,一时间,自然科学界和社会科学界都形成了研究、讨论此书的热潮,从而为库恩赢得了世界性的声誉。

这本书也是科学哲学的历史学派的奠基著作,原书只有180页,译成中文也只有12.7万字,但西方不少人却把它称之为一部“极其严谨的箴言录”。在这本书中,库恩反对那种把科学知识的增长看成直线似的积累,或者不断推翻的增长的观点,反对把科学和科学思想的历史发展过程看成逻辑或逻辑方法的过程。他依据科学史材料,提出了科学和科学思想发展的动态结构理论,第一次明确地使用了这个理论的核心概念“范式”。在这个动态结构理论中,库恩认为科学的实际发展是种受范式制约的常规科学以及突破旧范式的科学革命的交替过程。

这些思想使库恩从专门科学史家转变为科学哲学家。1964年到1968年,库恩在普林斯顿大学任科学史和科学哲学教授,1968—1979年任派恩(M.T.Pyne)讲座科学史教授。这期间,库恩的德文、英文版的论文集《必要的张力》(1977)以及专著《黑体理论与量子不连续性》(1978)出版。在这些文章里,库恩通过一系列的科学史事件分析,进一步补充了他在《科学革命的结构》一书中对科学革命和范式所下的定义。

1979年以后,库恩应邀去麻省理工学院进行教学研究工作。一方面他在麻省理工学院所设立的“科学,技术和社会发展中心”讲授“科学知识的增长”等课程;另一方面,在语言和哲学系里为进一步扩展和深化《科学革命的结构》一书的思想而从事科学哲学的研究工作。

库恩在1968-1970年间任美国科学史学会主席,是美国科学院院土。1982年10月,在美国费城,美国科学史学会、科学哲学学会、技术史学会和科学的社会研究学会四个学会共同召开的年会上,库恩被授予萨顿勋章。

1996年6月17日,库恩因患支气管和喉癌卒于麻省康桥家中,享年73岁。

他的著作:(1)The Copernican Revolution,1957;(2)The Structure of Scientific Revolutions,1962;(3)The Essential Tension: Selected Studies in Scientific Tradition and Change, 1977;(4)Black-Body Theory and the Quantum Discontinuity,1987;(5)The Road Since Structure: Philosophical Essays,2000。

二、《科学革命的结构》

(一)内容简介

《科学革命的结构》原本是一篇长文,出版时也不过是一本小册子。该书1962年初版,1970年再版,1996年出了第3版。

该书先后以20多种语言出版,发行了上百万册,对科学史、科学哲学乃至一般哲学的研究产生了深远的影响。汉语译本有:(1)库恩:《科学革命的结构》,李宝恒,纪树立译,上海科学技术出版社1980年版。(2)孔恩:《科学革命的结构》,王道还编译,允晨文化实业有限公司1985年版。(3)库恩:《科学革命的结构》,金吾伦,胡新和译,北京大学出版社2003年版。另外,台北远流出版事业有限公司1994年也出过一个译本,与第二个译本均属“新桥译丛”,当是其修订译本。2020年4月,列入《教育部基础教育课程教材发展中心 中小学生阅读指导目录(2020年版)》。

该书从科学史的视角探讨常规科学和科学革命的本质,第一次提出了范式理论以及不可通约性、学术共同体、常态、危机等概念,提出了革命是世界观的转变的观点。它内在地重塑了科学的真理形象,标志着20世纪科学哲学的转折点,开创了科学哲学的新时代,其“范式”、“不可通约”的学说也为一般的哲学研究提供了启发。

该书通行的版本除了“序”和“后记”共有13章,依内容可以相对分为四个部分。引导性的“导言:赋予历史的一种作用”(第1章)是第一部分。

第二部分讨论常规科学的形成和本质,即“走向常规科学”(第2章)、“常规科学的本质”(第3章)、“常规科学即解难题”(第4章)和“规范的优先性”(第5章)。

第三部分讨论科学危机和革命的发生和机制,即“反常和科学发现的涌现”(第6章)、“危机和科学理论的涌现”(第7章)、“对危机的反应”(第8章)和“科学革命的本质与必然性”(第9章)。

第四部分讨论科学革命的几方面重要意义,即“革命是世界观的改变”(第10章)、“革命是无形的”(第11章)、“革命的解决”(第12章)和“由于革命而进步”(第13章)。

(二)写作背景

第二次世界大战结束后,世界从动荡不安步入了一个相对稳定的社会经济建设期。科学技术的突飞猛进催生了一系列的理论与技术创新,促使科学技术日益整体化,学科间相互交叉渗透的趋势大大增强,科学技术与社会经济的互动更加频繁。自然科学的发展表现出了与以往不同的明显的新特点,预示着人类文明史和认识史进入一个重要的时期。以往的科学更多地表现为个体劳动的特征(小科学);现代科学技术的发展,促使这种劳动方式发生改变,它使科学制度化、专业化和集约化的程度大大提高(大科学)。

自然科学家与社会科学家自觉地开展跨社会科学与自然科学的合作研究。人文社会科学有其自身的特点,它是以研究人的行为为中心展开的。人本身既高度复杂,又高度统一,集生理、心理、政治、科学、文化、经济、伦理诸要素与一身,呈现出可交叉研究的属性。由此反观自然科学,更能揭示出科学的本质。库恩正是得益于此。在20世纪50年代末,他在与社会科学家一起工作当中,发现了社会科学家共同体与自然科学家共同体之间的差异,并导致他产生恰当地描述科学“范式”的思想。以上是库恩写作的外部大环境。

该书最初是为《科学统一的基础》系列丛书写的一部专论,准备收入《统一科学国际百科全书》中。

(三)作品思想

库恩认为,旧的历史观只是把历史视为一堆轶事和年表,旧的科学观只是把科学视为一堆现行课本中的事实、理论和方法的总汇,这都是不符合历史与科学形态的真实轮廓的。因而,他主张应赋予科学的历史以一种规范的含义,创立一种牵涉到社会学和社会心理学的科学哲学。基于这种观点,库恩提出了一个以“范式”理论为中心的动态科学发展模式:前科学时期——常规科学——反常与危机——科学革命——新的常规科学。

库恩认为,在任何一门科学的早期发展阶段,各种假说和理论相互排斥,各种学派之间也没有任何共同信念,这就是前科学时期。但随着观察与实验的深入发展,总会出现一些代表性的科学成就,这些成就不仅可以吸引一大批拥护者,而且还为他们留下有待深入解决的问题,这样,这些代表性的成就就成为一种“范式”,科学进入了常规科学发展时期。库恩说:“常规科学”是种严格根据一种或多种已有科学成就所进行的科学研究,某一科学共同体承认这些成就就是一定时期内进一步开展活动的基础。”可见,在库恩看来,范式就是在一定时期内规定着科学发展的范围与方向的重大科学成就,它提供给专业科学家以一种思路,形成某一特定时代的特定科学共同体所支持的共同信念。这种范式包括符号概括、模型、范例在内,具有比一般的抽象规则史优先的地位。因而,库思认为,在常规科学时期,科学的发展是受范式限制的,科学的活动就是在范式的指导下解难题或消除疑点的活动。库恩说:“正是这些因信仰范式而产生的限制,对科学的发展都成为不可缺少的。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”。这样,范式对科学的限制反而可以积极促使科学在一定范围内取得成就。但同时,库恩又认为,这种限制使科学局限于狭小的范围内,在某种程度上又不利于科学的发展。而且,解难题活动所追求的目标是科学知识的稳步扩大和精确化,即使有所成就,也毫无新颖之处。所以,随着观察与实验的深入,科学研究必须不断地揭示意料之外的新现象,逐渐发现原有范式解决不了的难题。这些难题就构成旧范式的反常。随着反常的日益增多,旧的科学范代越来越应付不了,从而陷入危机之中。

在库恩看来,由于科学家总是趋向于保留旧的范式,因而,危机的标志就是旧的科学范式在科学家的改造之下发生各种变形,出现各种各样相互冲突的解释。这时,科学革命的时机就到来了。库恩说:“科学革命在这里被当作是那些非积累的发展事例:“在其中一套较陈旧的规范全部或局部被一套新的不相容的规范所代替。”科学革命就是一种新范式取代另一种范式的变革。在库恩看来,这种变革是困难的,田为它是科学家的世界砚的根本改变,是特定的科学共同体的价念的转变。在一次革命以后,科学家将在一个不同的世界里工作;同时,科学教科书也开始重写,但它只把科学革命的结果写进去,革命本身却被掩饰起来,科学又一次波归结为似乎主要是积累起来的,因而,“革命是无形的”。然而,在库恩看来,无论如何,科学在这种革命中还是进步了。他说:“革命的解决就是科学思想的进化过程,它是由科学团体内部冲突所选择的实现未来科学的最适方式。一连串这样的革命选择的最后结果,由正常研究的各个时期分开,是一套我们称之谓现代科学知识的适应得很好的工具。”

(四)作品影响

《科学革命的结构》是从事科学史与科学哲学研究的学者们不可不读的基本文献,“科学革命”也已成为欧美大学相关科系的必修课程。在该书中,库恩所阐述的范式理论的动态发展模式是科学哲学研究中的一个进步,因此该书引导了科学哲学界的一场认识论的大变革,成为科学哲学史上一道重要的分水岭。从某种意义上说,库恩谋杀了逻辑经验论。事实上,其影响不仅仅限于科学史、科学哲学、科学社会学等相关领域,而且延伸到社会学、文化人类学、文学史、艺术史、政治史、宗教史等人文和社会科学领域。库恩在书中的重要贡献之一就在于把以往貌似堆积无序的科学进展历史“建构”出一个结构、一个关于“范式”的结构,从而发现了“科学革命的结构”。

(五)范式概念

库恩的科学哲学思想中,“范式”(paradigm)是一个核心概念。他在《必要的张力:科学研究的传统和变革》(1959)一文中首次引进这个概念,后在《科学革命的结构》(1962)一书中对它作了许多发挥,引起人们的注意。他对这个概念没有下明确的定义,也没有作出前后一贯的解释,以致引起人们的争议和批评。1974年,他为此特意写了《再论范式》一文,进一步补充和澄清他在这个问题上的观点。20世纪80年代后,他很少使用“范式”这个概念,而用“词典”(lexicon)一词取而代之。

“paradigms”一词来自希腊文,原意是指语言学的词源、词根,后来引伸为范式、规范、模式、模型、范例等含义。库恩在谈到这个词的用法时说:“按既定的用法,范式就是一个公认的模型或模式,这一方面的意义我找不到更合适的用语,只能借用‘范式’这个词。但是立刻可以看出,借用这个词所能表示的‘模型’和‘模式’的意义,并不完全是通常用来定义‘范式’的意思。”从更为现代的意义上来理解,它表示某种派生的思想和概念的发端与基础。库恩借用这个概念的目的,在于用它来表示科学史上某些重大的科学成就所形成的科学内在机制和社会条件,以及由这种机制和条件构成的思想和信念的基本框架,一种先于具体科学研究的思想和组织的背景。

在《科学革命的结构》一书中,库恩偏重于把“范式”和“常规科学”这两个概念联系起来考察。所谓“常规科学”,他指的是那些坚定地把一种或许多种已获得的科学成就作为基础的科学研究。这些科学成就为某一学科提出一整套规定,提出一些典型的问题及其解答,它们在许多科学经典名著中得到明确的表述。库恩认为这类著作具有两个特点:一是这些著作的成就足以把一批坚定的拥护者吸引过来,使他们不再进行科学活动中各种形式的竞争;二是这种成就又足以为一批重新组合的科学工作者留下一大堆有待解决的问题。他说:“凡是具备这两个特点的科学成就,此后我就称之为‘范式’。这是一个同‘常规科学’密切相关的术语。我采用这个术语是想说明,在科学实际活动中某些被公认的范例(examples)——包括定律、理论、应用以及仪器设备统统在内的范例——为某一种科学研究传统的出现提供了模型。”

库恩在70年代还特别强调“专业母体”(disciplinary matrix)这个概念,认为用这个概念能更准确地表述范式的含义。“专业”是指一个专门学科的实际工作者共同掌握的那种东西,“母体”由各种各样条理化的因素所组成,而每一个因素又需要加以进一步的说明。专业母体是一定专业的科学工作者共同掌握的一个有待予进一步发展的基础。这种专业母体的组成,包括大部或全部的集团规定,也就是包括《科学革命的结构》一书中所说的范式、范式成分或者合乎范式的东西。

80年代后期,库恩倾向于用“词典”一词取代“范式”一词,认为科学革命实际上是科学词典结构的改革,也就是用新词典取代旧词典。在他看来,词典是认识世界的方式,世界是通过词典来描述的,词典是一种历史的产物,不同时代的社会背景、不同的文化与不同的历史时期,各有不同的词典。词典由一套具有结构和内容的词汇组成,各种词汇构成一个相互联系的网络。前后出现的词典之间有部分交叉,即有些词汇是共有的,有些词汇则为某些词典所专有。理论与词典紧密相联,不同的理论需要用不同的词典才能得到理解,理论一旦改变,词典也需要——而且一定要随之改变。因此,通过考察词典的变化就能理解科学发展中理论的变革。

随着库恩用“词典”一词取代“范式”一词,他也同时用“言语共同体”一词取代“科学共同体”一词。因为,在他看来,拥有共同的词典是科学共同体的本质特征。这就是说,一个科学家如果接受某个科学共同体的词典,就自然成为这个科学共同体的成员,如果接受另一个科学共同体的词典,就自然成为另一个科学共同体的成员。一个科学共同体抛弃原来持有的词典,就意味着这个科学共同体的解体。一群科学家共同接受另一部词典,就意味着一个新的科学共同体业已形成。

范式转移(Paradigm shift)这个名词最早出现于托马斯·库恩的《科学革命的结构》里。这个名词用来描述在科学范畴里,一种在基本理论上从根本假设的改变。这种改变,后来亦被应用于各种其他学科方面的巨大转变。例如:在香港的教育学课程里,学生都要在毕业前写一篇短文,讲述个人对于资讯科技对教育所带来的范式转移。



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