淺析“范式”的轉(zhuǎn)換對(duì)科學(xué)研究發(fā)展的作用

鄧寓兮

摘要：范式及其轉(zhuǎn)換是庫(kù)恩理論中重要的理論概念，范式在轉(zhuǎn)換的過程中形成了理論或技術(shù)層面的增量。這種增量通過科學(xué)共同體成員的科研活動(dòng)形成對(duì)科學(xué)研究發(fā)展的推動(dòng)作用。在同一領(lǐng)域內(nèi)的某一學(xué)科內(nèi)部主要表現(xiàn)為深化學(xué)科內(nèi)部的科學(xué)研究活動(dòng);在同一領(lǐng)域內(nèi)諸多學(xué)科之間主要表現(xiàn)為融合具有某種共性的不同學(xué)科之間針對(duì)特定問題的解決要素，形成解決特定問題的新力量;在跨領(lǐng)域的科學(xué)研究活動(dòng)中主要表現(xiàn)為拓寬不同領(lǐng)域的研究視野，并形成交叉，衍生出針對(duì)新問題的新解釋與新的研究手段。

關(guān)鍵詞：范式;科學(xué)革命的結(jié)構(gòu);范式轉(zhuǎn)換

一、庫(kù)恩對(duì)“范式”及其轉(zhuǎn)換的闡述

庫(kù)恩對(duì)“范式”約有22種用法，22種含義（1）。他對(duì)于范式的總體解釋是：“范式就是一個(gè)科學(xué)共同體的成員所共有的東西?！边@種共同信念規(guī)定他們有共同的基本理論、觀點(diǎn)和方法，為科學(xué)家提供了共同的理論模型和解決問題的框架，從而形成一種共同的科學(xué)傳統(tǒng)，規(guī)定共同的發(fā)展方向，限制共同的研究范圍。它是在兩個(gè)層次上使用的：“一方面，它代表著一個(gè)特定共同體的成員所共有的信念、價(jià)值、技術(shù)等等構(gòu)成的整體。另一方面，它指圍繞那個(gè)整體的一種元素，即具體的謎題解答，把它們當(dāng)作模型或范例，可以取代明確的規(guī)則以作為常規(guī)科學(xué)中其他謎題解答的基礎(chǔ)?！本唧w而言，它包含以下四個(gè)方面的內(nèi)容：一是“符號(hào)概括”，一個(gè)科學(xué)共同體所使用的術(shù)語——語言符號(hào)系統(tǒng)。這是邏輯經(jīng)驗(yàn)主義語言本體論的時(shí)代反映。二是共同體成員共同承諾的信念或者世界觀，類似于蒯因所說的“本體論的承諾”或“形而上學(xué)的承諾”。三是特定共同體的維系紐帶——共同的價(jià)值觀，尤其體現(xiàn)在對(duì)科學(xué)一致性與反常性現(xiàn)象的區(qū)分與判斷上。四是可供模仿的共有范例，包括共同的教科書、實(shí)驗(yàn)、參考文獻(xiàn)、公理等。綜合而言，范式是一個(gè)公認(rèn)的模型或模式，是一種在新的或更嚴(yán)格的條件有待進(jìn)一步澄清和明確的對(duì)象，范式具有不可通約性。

二、范式的轉(zhuǎn)換形成了理論或技術(shù)成果的增量

庫(kù)恩認(rèn)為，范式是特定的科學(xué)共同體從事某一類科學(xué)活動(dòng)所必須遵循的公認(rèn)的模式，包括共有的世界觀、基本理論、范例、方法、手段、標(biāo)準(zhǔn)等等與科學(xué)研究有關(guān)的所有東西。范式是一個(gè)科學(xué)共同體的成員所共有的東西，而反過來，一個(gè)科學(xué)共同體由共有一個(gè)范式的人組成。（2）這就表明，范式本身是科學(xué)共同體成員個(gè)體及其所秉承的世界觀、所認(rèn)同的基本理論，所使用的研究方法，所依照的某種評(píng)定或參照標(biāo)準(zhǔn)的總和，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的有機(jī)的結(jié)合體。范式的轉(zhuǎn)換，從內(nèi)容來看，是針對(duì)新問題或新領(lǐng)域產(chǎn)生的適應(yīng)過程，在此過程中，持有某種范式的科學(xué)研究工作者通過自身知識(shí)結(jié)構(gòu)的變更，通過學(xué)習(xí)某種新的理論和技術(shù)手段，逐步改變自身對(duì)科學(xué)問題的思維方式、研究方法等，通過改變，結(jié)合科研實(shí)踐，促成范式的轉(zhuǎn)換?？梢姡妒降霓D(zhuǎn)換在一定程度上具有針對(duì)性，在庫(kù)恩的理論中，范式的轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)對(duì)常規(guī)科學(xué)在發(fā)展過程中面臨的危機(jī)，具體到科研實(shí)踐，則意味著范式的轉(zhuǎn)換是針對(duì)某種科學(xué)共同體所秉承的理論與方法等體系，在不能妥善解釋新問題時(shí)，所做的自上而下，由內(nèi)到外的變革過程。而變革的結(jié)果，庫(kù)恩認(rèn)為，范式的轉(zhuǎn)換意味著科學(xué)的革命，從而形成的新范式和消弭科學(xué)發(fā)展過程中的危機(jī)。由此而論，范式轉(zhuǎn)換的結(jié)果，是形成了能夠適應(yīng)解釋新問題的新的范式。

新的范式之所以為新，是由于它是舊范式與“適應(yīng)解釋某種新問題”所衍生的新要素的有機(jī)結(jié)合，不僅是對(duì)舊范式的優(yōu)化與升級(jí)，更重要的是，范式的轉(zhuǎn)換，相對(duì)于舊范式而言，形成了“增量”。這種增量，是適應(yīng)解釋新問題，研究新領(lǐng)域的關(guān)鍵要素。這種增量，衍生自舊范式，借助于科學(xué)研究工作者的學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)，形成于對(duì)新問題的研究過程中。這種增量，既有理論成果也有技術(shù)成果。在理論方面，表現(xiàn)為舊范式對(duì)新問題的解讀、隨之產(chǎn)生的理論體系以及思維方式;在技術(shù)方面，表現(xiàn)為舊范式對(duì)解決新問題所采用的與以往不同的方式方法和技術(shù)手段。理論成果與技術(shù)成果相結(jié)合，構(gòu)成了科學(xué)共同體成員共同持有的范式。

三、增量對(duì)科學(xué)研究發(fā)展的推動(dòng)作用

范式的轉(zhuǎn)換，形成了增量。由于增量是形成新范式的關(guān)鍵要素，對(duì)解釋或解決新問題，開辟新領(lǐng)域具有重要作用，所以，由范式轉(zhuǎn)換形成的增量，在一定程度上，對(duì)科學(xué)研究總體的發(fā)展具有推動(dòng)作用。這種推動(dòng)作用，既可以表現(xiàn)在本領(lǐng)域內(nèi)某一學(xué)科中，也表現(xiàn)在領(lǐng)域內(nèi)諸學(xué)科之間，更表現(xiàn)在跨領(lǐng)域的科學(xué)研究活動(dòng)中。這種推動(dòng)作用，主要表現(xiàn)為“從對(duì)某種新問題缺乏解釋力度轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛟谝欢l件下合理的解釋或解決新問題”。

（一）某一學(xué)科內(nèi)的推動(dòng)作用案例

范式的轉(zhuǎn)換，在某一學(xué)科內(nèi)部而言，難度相對(duì)較小。轉(zhuǎn)換所形成的增量，對(duì)學(xué)科內(nèi)科學(xué)研究事業(yè)的發(fā)展，主要起著深化的作用，通過打通某種科研過程中的瓶頸障礙，實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究的深化。例如，著名物理學(xué)家吳健雄、李政道和楊振寧等與“宇稱不守恒”的案例。

1956年之前，物理學(xué)界普遍認(rèn)為“宇稱守恒”，即空間中存在左右對(duì)稱，物理規(guī)律在某種變化下守恒不變。然而，著名物理學(xué)家吳健雄、李政道和楊振寧等對(duì)此持懷疑態(tài)度。特別是在弱相互作用中，宇稱守恒尚未得到證實(shí)，在鏡像變換前后，除了左右相反之外，系統(tǒng)的行為相對(duì)于原來可能還會(huì)存在其他差異。也就是，空間不再左右對(duì)稱，物理規(guī)律不再是守恒不變。這一觀點(diǎn)在當(dāng)時(shí)足以顛覆物理學(xué)界的認(rèn)識(shí)，也會(huì)影響到人們的自然觀和認(rèn)識(shí)觀。在此背景下，吳健雄先生采用原子核實(shí)驗(yàn)技術(shù)與低溫物理技術(shù)，設(shè)計(jì)了精巧的實(shí)驗(yàn)，用兩套實(shí)驗(yàn)裝置觀測(cè)鈷60的衰變，他在極低溫（0.01K）的條件下用強(qiáng)磁場(chǎng)把一套裝置中的鈷60原子核自旋方向轉(zhuǎn)向左旋，把另一套裝置中的鈷60原子核自旋方向轉(zhuǎn)向右旋，這兩套裝置中的鈷60互為鏡像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這兩套裝置中的鈷60放射出來的電子數(shù)有很大差異，而且電子放射的方向也不能互相對(duì)稱。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了弱相互作用中的宇稱不守恒。同時(shí)，楊振寧與李政道兩位名家合作，提出了“李-楊假說”，即在基本粒子的相互作用中宇稱可能是不守恒的，簡(jiǎn)稱為宇稱不守恒定律。這一成果被認(rèn)為是現(xiàn)代物理學(xué)的重大突破，二人因此獲得1957年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

（二）多學(xué)科之間的推動(dòng)作用案例

諸多學(xué)科的研究事業(yè)之間范式轉(zhuǎn)換所形成的增量對(duì)科學(xué)研究發(fā)展所起的推動(dòng)作用主要表現(xiàn)在“打通領(lǐng)域內(nèi)部科學(xué)研究事業(yè)的發(fā)展通道，融合具有某種共性的不同學(xué)科之間針對(duì)特定問題的解決要素，形成解決特定問題的新力量”。例如，自然科學(xué)領(lǐng)域，“以太”從笛卡爾引入物理學(xué)之后，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)信息科學(xué)領(lǐng)域。

“以太”（ether）來源于希臘語aither，意為充滿天空的物質(zhì)，被古希臘哲學(xué)家認(rèn)為是組成世界的不可缺少的物質(zhì)。法國(guó)哲學(xué)家、物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家笛卡爾在1644年前后，為解決物體之間相互作用力的本質(zhì)問題，將以太引入了物理學(xué)領(lǐng)域，他認(rèn)為以太是一種看不見、摸不著、連續(xù)的、可壓縮的媒介物質(zhì);物質(zhì)之間的相互作用力必須通過中間媒介以太傳遞，不存在超距作用;空間充滿以太，不存在空無一物的空間。這對(duì)后來牛頓提出萬有引力定律起到了一定的啟蒙作用。隨后，在1807年，托馬斯·楊設(shè)計(jì)了著名的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，一系列的研究成果鞏固了以太在光學(xué)領(lǐng)域的承載介質(zhì)地位。赫茲在1887年證實(shí)了承載電磁波的介質(zhì)是電磁以太。（3）而鮑勃·邁克菲則將以太的概念引入了計(jì)算機(jī)信息領(lǐng)域，他本人也被稱為“以太網(wǎng)之父”。以太網(wǎng)（ethernet）是一種技術(shù)規(guī)范，是由Xerox公司創(chuàng)建的并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開發(fā)的局域網(wǎng)規(guī)范，也是當(dāng)前所有局域網(wǎng)采用的最為通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。將以太的概念引入計(jì)算機(jī)信息領(lǐng)域，用來表明信息、數(shù)據(jù)、信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)世界的傳輸依賴于無處不在的“以太”介質(zhì)，盡管是術(shù)語的借用與延伸，但是，這種特有術(shù)語也被學(xué)界所認(rèn)可并廣泛使用。

五、結(jié)語

范式的轉(zhuǎn)換在庫(kù)恩看來是科學(xué)的革命，也是世界觀的轉(zhuǎn)變，在實(shí)際的科學(xué)研究事業(yè)中，范式的轉(zhuǎn)換伴隨著科學(xué)共同體成員針對(duì)科學(xué)問題的研究視野、研究思路、研究方法、基本理論等要素的改造與升級(jí)。在一定程度上，范式的轉(zhuǎn)換在理論或技術(shù)層面形成了增量，這種增量為形成新范式，消弭科學(xué)發(fā)展過程中面臨的危機(jī)奠定了良好的條件;這種增量通過科學(xué)共同體成員的科研活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)研究發(fā)展的推動(dòng)作用。因此，從這一層面而言，范式的轉(zhuǎn)換通過形成理論或技術(shù)的增量，進(jìn)而對(duì)科學(xué)研究的發(fā)展產(chǎn)生推動(dòng)作用。

注釋：

Second Thoughts on Paradigms[1974]，in Exential Tension，294.見托馬斯·庫(kù)恩，著.金吾倫，胡新和，譯.科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)（第四版）[M].北京：北京大學(xué)出版社，2012：11.

托馬斯·庫(kù)恩，著.金吾倫，胡新和，譯.科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)（第四版）[M].北京：北京大學(xué)出版社，2012：9-31，101-122，156-188.

李佳偉，郭芳俠，孔繁敏，等.以太學(xué)說的發(fā)展和以太內(nèi)涵的演變[J].大學(xué)物理，2015，34（8）：58-61.

參考文獻(xiàn)：

[1]托馬斯·庫(kù)恩，著.金吾倫，胡新和，譯.科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)（第四版）[M].北京：北京大學(xué)出版社，2012.

[2]李佳偉，郭芳俠，孔繁敏，等.以太學(xué)說的發(fā)展和以太內(nèi)涵的演變[J].大學(xué)物理，2015，34 （8）：58-61.