成功科學(xué)家的性格

邱仁宗

庫恩《必要的張力》讀后

一個科學(xué)工作者如何才能獲得成功？并沒有什么屢試不爽的秘訣。但是在總結(jié)科學(xué)發(fā)展的歷史的基礎(chǔ)上，可以提出一些啟發(fā)性的建議來。美國科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)家托馬斯·庫恩認(rèn)為，成功科學(xué)家的性格在于在發(fā)散式思維和收斂式思維之間保持必要的張力。我認(rèn)為這個思想十分深刻。庫恩以《必要的張力》作為他最新出版的一本論文集的書名，這本書的中譯本已由福建人民出版社于一九八一年十一月出版。

發(fā)散式思維就是指思想活躍、思想解放，反對教條、勇于革新。這種發(fā)散式思維，是科學(xué)進步所不可缺少的。沒有這種發(fā)散式思維，就不能打破束縛科學(xué)的舊框框。在哥白尼、拉瓦錫、達爾文、愛因斯坦的身上，我們可以看到鮮明的發(fā)散式思維的性格。沒有這種性格，就不能打破托勒密學(xué)說、燃素說、物種不變說和牛頓力學(xué)的舊傳統(tǒng)，就沒有科學(xué)革命的發(fā)生(或推遲科學(xué)革命的到來)。

發(fā)散式思維之所以不可缺少，是因為科學(xué)通過革命而進步。從培根以來，人們一直認(rèn)為科學(xué)是通過一點一滴地積累而進步的?；萃栕鬟^一個比喻，把科學(xué)的發(fā)展比作河水從支流匯集到江河，逐漸發(fā)展壯大。現(xiàn)代許多科學(xué)教科書的導(dǎo)言中在談到本門學(xué)科的發(fā)展時也是用這種方式描述的。如果科學(xué)真是直線的、通過一點一滴累積而發(fā)展的，那末發(fā)散式思維也就似乎不怎么必要了。事實上，科學(xué)發(fā)展到一定階段，不從另一角度、另一方向來思維，仍然沿用原來的思維方式，就不能進一步作出科學(xué)的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。

科學(xué)的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明是一個有結(jié)構(gòu)的過程。重大的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明開始于反常，即理論(庫恩用的是范型Paradigm一詞或譯范式、規(guī)范)與觀察的不一致。一個科學(xué)工作者具有發(fā)散式思維的性格，就容易發(fā)現(xiàn)這種反常。在倫琴發(fā)現(xiàn)X線以前，至少有兩人已碰到過這種射線，但失之交臂。只具有收斂式思維而缺乏發(fā)散式思維的人總希望把反常硬納入老框框中。英國化學(xué)家普里斯特利長于實驗，輕視思維，把每次收集到的氧都用燃素說來解釋，把氧叫做“脫燃素的空氣”。當(dāng)然，有些反?？梢酝ㄟ^范型的內(nèi)部的調(diào)整而被同化。例如天王星軌道的異常可以通過增加一些輔助假說(天王星外層有顆行星干擾了它的運動)來使之被牛頓力學(xué)同化。但是重大的反常是原來的范型同化不了的，必須建立新的范型才能同化它。如以太理論無論如何同化不了邁克爾遜、莫雷實驗的結(jié)果(以太相對地球的運動速度各個方向都等于零)，只有愛因斯坦理論才能同化它。建立新范型是科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，沒有發(fā)散式思維，是根本不行的。

但是單單具有發(fā)散式思維的性格也是不行的。科學(xué)并不是都處于革命前夜的情況。當(dāng)一個有前途的、生機勃勃的范型在前進時，尤其是在剛產(chǎn)生時，總會遇到不少反常，甚至可以說“淹沒在反常的海洋之中”。如果一有反常就放棄范型，那也就沒有科學(xué)的進步。那時就需要科學(xué)工作者按照已建立的范型百折不撓地用他們的聰明才智去解決范型提出的難題，從實驗和理論兩個方面去擴展、豐富、發(fā)展范型。這種維持傳統(tǒng)、捍衛(wèi)傳統(tǒng)的思想型式就叫做收斂式思維。

在科學(xué)發(fā)展的一定階段，必須堅持傳統(tǒng)才能使科學(xué)取得進步。門捷列夫提出元素周期律后，化學(xué)家不斷地按照這個定律在空格上發(fā)現(xiàn)新的元素，如果一遇到反常放棄這個定律，就不能作出這種性質(zhì)的發(fā)現(xiàn)。這種科學(xué)發(fā)現(xiàn)可以說是“找到了正在找的東西”。象前面所說的反常的發(fā)現(xiàn)則是“找到了不在找的東西”。如果后一種發(fā)現(xiàn)更需要發(fā)散式思維，那末前一種發(fā)現(xiàn)更需要收斂式思維。

收斂式思維可以充分發(fā)揮一個范型或一個科學(xué)家所具有的潛在的科學(xué)能力。哥白尼學(xué)說剛提出時遇到的反常并不比托勒密學(xué)說少，地動說與高塔落石落在塔基旁的觀察結(jié)果明顯不一致，哥白尼預(yù)言金星、火星的大小和光度在一年之中從地球上看起來有變化，與肉眼觀測結(jié)果也不一致。如果因為這些反常而放棄它，就會把一個具有燦爛前程的理論扼殺于襁褓之中。多虧了伽利略、開普勒、牛頓堅定地按照哥白尼開辟的方向進行工作，終于徹底打敗了托勒密學(xué)說以及支持它的亞里士多德物理學(xué)。同樣地，在整個十八世紀(jì)和十九世紀(jì)初葉，歐洲最優(yōu)秀的數(shù)學(xué)家伯努里、歐拉、拉格朗日、拉普拉斯和高斯花費了畢生的精力和心血，堅持牛頓理論，使這個理論擴大應(yīng)用于自然界廣泛現(xiàn)象，各自作出了光輝的貢獻。

既要發(fā)散式思維，又要收斂式思維，豈不矛盾嗎？確實，這兩種思想型式是矛盾的。但是這種矛盾是應(yīng)該而且可以統(tǒng)一的。一個成功的科學(xué)家必須具有維持傳統(tǒng)和思想解放這兩方面的性格，因為科學(xué)是通過傳統(tǒng)的維持和傳統(tǒng)的變革而進步的。用庫恩的話來說，成功的科學(xué)研究必須在這兩種思想型式之間維持一種張力。

我認(rèn)為，庫恩這個思想不僅對于我們的科學(xué)工作，而且對于其它工作也是有意義的。推而廣之，對于任何工作都需要這種“必要的張力”，都需要發(fā)散式思維和收斂式思維的結(jié)合。我們現(xiàn)在正處在新的歷史時期，過去的好的東西，我們要保持。同時，我們的許多方面又是不完善的，有待于改革，這又要求我們必須保持思想活躍和思想解放，不要老想走舊路子來解決新問題。

(《必要的張力》，〔美〕托馬斯·庫恩著，紀(jì)樹立、范岱年等譯，福建人民出版社一九八一年十一月第一版，1.28元)