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科学革命和科学的进步  

2008-09-24 11:22:51|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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科学的进步是在已有的规范基础上进行科学革命来实现的。我们不能否认常规科学的作用,是常规科学引发了难题和危机。只不过常规科学只局限于对“难题”的解决,而“危机”的处理需要科学革命。但是科学最重要的进步,是依靠革命,而不是简单常规科学的积累。同时,常规科学和科学革命并不是线性前进的,而是一个反复循环的过程。由于危机引发科学革命,新理论的成熟演化成规范的补充部分,再次进入常规科学工作,孕育新的危机,等待新的科学革命的到来。正是这样的循环促进了科学的发展。一种规范经过革命向另一规范逐步过渡,正是成熟科学的通常发展模式。这些观点,库恩从化学、物理学、生物学等其重大理论的发展进行了论证。另外库恩指出教科书的目的是帮助读者了解已存在的规范并为一批重新组合起来的科学工作者留下各种有待解决的问题。

一、规范的产生

科学界在初始阶段存在着很多分歧,其中就包括“研究框架”的界定。各个领域重大发现的突破,使本领域的科学家接受一种墨守成规的准则、标准。这样就形成了最初的“规范”。科学界利用规范的一个收获是,只要接受了这种规范,就有了一个标准来选择那些可以肯定有解的问题。存在这样一种成规的牢固框架——概念、理论、仪器以及方法论方面的成规——就会产生一种把常现科学同解决难题联系起来的隐喻。规范成为指导研究工作的限定条件。规范的产生是在科学家争论过程中形成的,规范时期是以频繁而激烈地争论合理方法、问题和求解标准为标志的,尽管这些争论主要是促进学派的划分,而不是达到一致。一旦形成就会被编入教科书,为新人提供规范基础。

二、常规科学

   “规范”的形成,促进了各专业领域的划分。科学家在选择了自己所在领域的规范后,就开始了已定框架下的研究工作。所谓“常规科学”是指严格根据一种或多种已有科学成就所进行的科学研究。常规科学本质是以理论探求事实、以事实证明理论、同时运用事实和理论。他们的研究限定在规范之内,不仅在于解决难题,还使规范变得更加精细。常规科学的本质就是,对专业研究的不断精细化、标准化并以此引发更多的难题为下一步的研究提出要求——解决难题。常规科学的内容可归为三类即以理论探求事实、以事实证明理论、理论与事实的匹配。

三、难题和反常

常规科学的目标并不在于事实或理论的新颖,而科学研究却不断地揭示出意料之外的新现象,科学家们也一再发明出崭新的理论。先是发现,即出现新的事实,后是发明,即出现新的理论。 发现包含一段延续的、虽然不一定很长的从观念上吸收的过程,在这一过程中会出现好多待以解决的难题。但是理论事先预见到的发现都是常规科学的组成部分,不会产生新类型的事实。

不管是在前规范时期还是在引起规范巨大变化的危机过程中,科学家们通常总要提出许多思辨的、模糊的理论,以指明发现的途径。但发现却往往并不完全是这种思辨性和试探性的假设所预期的一个,这就出现了反常现象。觉察到的反常,逐步而又同时涌现到观测上和概念上的认识,以及经常受到抵抗的规范范畴和规范程序中。新事物总是随同困难一起涌现出来,这种困难是通过由于违反了预期的根据所造成的障碍而表现的。反常现象违反规范所提供的背景。规范愈是确切,愈是广泛,它对反常现象、从而也即对规范变化的时机提供愈是灵敏的指示器。

四、危机

各种发现或者反常,促进了规范的变化。而且,这些发现是建设性的,同样也是破坏性的。常规科学长期解不开它所应当解开的难题为现有规范带来了不稳定。现有规则的失败,正是寻求新的规则的前奏。以拉瓦锡的氧燃烧理论的涌现为前导的危机,进行空气元素的提取;哥白尼天文学的涌现;为相对论的涌现开辟道路的十九世纪末期物理学危机。在每个事例中,新理论都只能在常规解题活动已宣布失败以后才涌现。新理论就象是对危机的直接回答。每一次危机的解决在有关科学未发生危机时至少可以部分预见得到;但在没有危机的情况下却又总是忽视了这样的预见,因为如果新发现不会对已有规则带来补充或帮其解决疑难问题,它就很难引起重视。总之危机召唤新理论来补充或改变已有规则。

五、科学革命

所谓“科学革命”则是指该学科采用新的范式来指导自身的研究。科学革命的产生,常常是因为出现迫切需要解决的新问题,不能由当时的学科范式所解决,引起危机,从而使科学家开始关注与当前范式不同的新范式,从中选定新的范式,来化解危机。危机是新理论出现所必需的前提条件,它迫使科学家去寻找新方案,但在开始阶段他们并没有抛弃把他们引进危机的规范。抛弃一个规范的决定,始终是同接受另一个规范的决定同时发生的。 从一种处在危机中的规范过渡到一种新的规范,远不是简单累积的过程。一个新规范出现,至少在酝酿时,常常在危机前已经发展到某种程度,或者已经被明确地认识到了, 向新的规范过渡是科学革命。

(一)科学革命的本质和必然性:科学革命是非积累的发展事件,是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。由积累而获得没有预料到的新颖事物必然带来反常现象与常规的冲突。其中顽固地拒绝被现有规范吸收的反常现象会引起新理论。前后相继的规范之间的差别是必要的和不可调和的。接受一个新规范常常必须重新定义相应的科学。因而,当规范改变时,决定各种问题和提出的各种解的合法性的准则方面通常是有重要变化的。当现有规范不足以应付危机时,迫使科学家寻找新的理论来补救已有规范,引发科学革命。

(二)革命是世界观的改变:革命使科学家重新审视所研究的领域,从新的角度探索理论。常规科学最终只能导致对反常现象的认识和危机。教科书把现代常规科学的各种实验、概念、定律和理论尽可能处理成分离的和几乎是连续的。而科学的发展却是非线性连续的,不是简单的累加。新规范是从旧规范产生的,使科学家相信新规范在旧规范所面临的许多大问题上会成功。规范的新的候补者一开始可以有少数支持者,只要他们是有能力的,他们就会改进它,探索它的可能性。照这样继续下去,只要这种规范是一种注定要获胜的,对它有利的有说服力的论据的数量和力量就会增加。从而改变大部分科学家的看法。

(三)由于革命而进步:关于常规科学,使各科学领域变得更专业化、精细化。在研究过程中发现问题、解决问题完善了现有规范。革命常常使科学团体在专业上关心的范围变得狭隘,使它专门化的范围增加,主要表现在科学专业的激增上。科学革命把人们引入新的研究领域。促进科学的发展。

科学革命和科学进步逻辑图

“规范”是贯穿科学进步的主线,在旧规范过渡到新规范的进程中,起决定作用的是科学革命。前革命时期旧规范可以解决难题,但是反常现象为旧规范带来危机,必然引发科学革命。科学革命产生新理论,新理论会补充到旧规范或改变就规范从而形成新的规范。新规范形成后又开始了孕育新的科学革命的历程。正是在这中一次次的循环中促进了科学的进步。

                                                                                                                             杨光  030081318

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