談克華

(淮陰師范學(xué)院 馬克思主義學(xué)院， 江蘇 淮安 223001)

庫恩“范式”視域下的科學(xué)問題觀探析

談克華

(淮陰師范學(xué)院 馬克思主義學(xué)院， 江蘇 淮安 223001)

《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》一書的要義是分析“范式”如何改變以引起科學(xué)革命，而對(duì)“科學(xué)問題”的分析又幾乎是庫恩分析所有問題的切入點(diǎn)和中心線索。庫恩是在“范式”的框架下分析科學(xué)問題，又以科學(xué)問題的演進(jìn)解析“范式”的演變與科學(xué)革命的發(fā)生。他把科學(xué)問題區(qū)分為“常規(guī)問題”與“反常問題”?！俺Ｒ?guī)問題”又分為實(shí)驗(yàn)問題和理論問題，“反常問題”分為“新穎的事實(shí)”的發(fā)現(xiàn)和“新穎的理論”的發(fā)明。“常規(guī)問題”與“反常問題”有著不同的解題特征和結(jié)果導(dǎo)向。

庫恩；范式；科學(xué)問題；常規(guī)問題；反常問題

一、范式及其特征

“范式”(Paradigm)是庫恩的代表作《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》一書的核心概念，在該書中，這個(gè)詞語出現(xiàn)頻率極高，以至于庫恩自己說：“它在書中出現(xiàn)得比哪個(gè)詞都多。要問這個(gè)詞為什么沒有索引，我總是說，這條索引只能是：‘范式，pp．1—172，處處可見?！盵1]287同時(shí)，這個(gè)詞的內(nèi)涵非常豐富，“有位評(píng)論者認(rèn)為這個(gè)問題值得作一番系統(tǒng)分析，她作了一個(gè)不完全的索引，發(fā)現(xiàn)‘范式’至少有22種不同的用法：從‘一種具體科學(xué)成就’(p．11)，到‘一組特定的信念和先入之見’(p．17)，后者包括各種儀器的、理論的、形而上學(xué)等方面的承諾統(tǒng)統(tǒng)在內(nèi)(pp．39—42)”[1]287-288,所以很多人認(rèn)為“范式”一詞的詞義很模糊。庫恩本人對(duì)范式特征的直接描述主要有：“它們的成就空前地吸引一批堅(jiān)定的擁護(hù)者，使他們脫離科學(xué)活動(dòng)的其他競(jìng)爭(zhēng)模式。同時(shí)，這些成就又足以無限制地為重新組成的一批實(shí)踐者留下有待解決的種種問題。凡是共有這兩個(gè)特征的成就，我此后便稱之為‘范式’，這是一個(gè)與 ‘常規(guī)科學(xué)’密切有關(guān)的術(shù)語?！盵2]9“一個(gè)范式就是一個(gè)公認(rèn)的模型或模式(Pattern)，在這一意義上，在我找不出更好的詞匯的情況下，使用‘Paradigm’(范式)一詞似頗合適?！盵2]21“‘范式’的一種意義是綜合的，包括一個(gè)科學(xué)群體所共有的全部承諾；另一種意義則是把其中特別重要的承諾抽出來，成為前者的一個(gè)子集?！盵1]288“我把它們叫做符號(hào)概括、模型、范例”[1]290。

當(dāng)代德國哲學(xué)家保羅·何尼根-徐能(Paul Hoyningen-Huene)，是《重構(gòu)科學(xué)革命：托馬斯·S·庫恩的科學(xué)哲學(xué)》一書的作者，該書是研究庫恩思想的權(quán)威著作。他對(duì)“范式”概念進(jìn)行了概括，他認(rèn)為，首先，‘范式’代表的是科學(xué)家共同信念的集合體；另一方面‘范式’代表的是對(duì)科學(xué)的典范問題的解答。他把對(duì)這些典范問題的解答稱作是‘范例’(Exemplars)，它們是‘學(xué)科基質(zhì)’的重要組成部分。

總結(jié)上述觀點(diǎn)，歸納庫恩的用法，總的看來，如果劃分得更細(xì)一點(diǎn)，“范式”概念主要包含以下幾層意思：一、解題范例，指科學(xué)共同體公認(rèn)的對(duì)具體科學(xué)問題解答的典型案例；二、符合概括，以符合形式表達(dá)的重大科學(xué)成就和公式，如f=ma；三、科學(xué)共同體共有的關(guān)于科學(xué)成果的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)，如簡(jiǎn)單性、精確性等；四、形而上學(xué)承諾，指科學(xué)共同體共有的形而上學(xué)的、世界觀的信念和對(duì)共同的范式的信念。

對(duì)于庫恩來說，雖然其著作的核心工作是討論“范式”，但是對(duì)“范式”的討論是借助對(duì)“科學(xué)問題”的討論而展開的。他對(duì)于“科學(xué)問題”思想的貢獻(xiàn)，主要在于他將科學(xué)活動(dòng)過程區(qū)分為常規(guī)科學(xué)時(shí)期和科學(xué)革命時(shí)期，又將科學(xué)問題進(jìn)一步區(qū)分為“常規(guī)問題”和“反常問題”，然后構(gòu)造了科學(xué)進(jìn)步、科學(xué)演變的一般模式(圖1)：

圖1 科學(xué)進(jìn)步、科學(xué)演變的一般模式

二、常規(guī)時(shí)期科學(xué)問題的分類

常規(guī)科學(xué)時(shí)期，范式規(guī)定了需要解決的科學(xué)問題的范圍、問題的提出方式、問題的解決方式，等等?？茖W(xué)共同體成員“把自然界塞進(jìn)一個(gè)由范式提供的已經(jīng)制成且相當(dāng)堅(jiān)實(shí)的盒子里。常規(guī)科學(xué)的目的不是去發(fā)現(xiàn)新類型的現(xiàn)象，事實(shí)上，那些沒有被裝進(jìn)盒子內(nèi)的現(xiàn)象，常常是完全視而不見的”[2]22。常規(guī)科學(xué)時(shí)期的科學(xué)問題主要有兩類，即實(shí)驗(yàn)問題和理論問題。

(一)范式規(guī)范下有待通過觀察與實(shí)驗(yàn)解決的科學(xué)問題。

和范式相關(guān)的第一類活動(dòng)是科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中要解決的科學(xué)問題主要有以下這些：確定范式所預(yù)見的科學(xué)事實(shí)的范圍；測(cè)量理論與事實(shí)的一致性程度；確定某些物理常數(shù)；確定定律規(guī)律；測(cè)試范式的應(yīng)用范圍。

首先，范式?jīng)Q定了哪些現(xiàn)象是值得關(guān)注的，哪些事實(shí)是值得研究的，哪些問題是值得解決的。“首先是范式所表明的特別能揭示事物之本質(zhì)的那類事實(shí)。通過運(yùn)用這些事實(shí)解決問題，范式就能使這些事實(shí)以更大的精確性和在更多樣的情況下得以確定。”[2]23確認(rèn)科學(xué)事實(shí)，或者增進(jìn)這些已知事實(shí)的準(zhǔn)確性，擴(kuò)大其范圍，在實(shí)驗(yàn)科學(xué)與觀察科學(xué)文獻(xiàn)要解決的問題中占有重要的比例。為此需要制作大批特殊的、復(fù)雜的儀器。“范式的存在決定了什么樣的問題有待解決；范式理論往往直接地隱含在能夠解決問題的儀器設(shè)計(jì)之中。”[2]24-25

其次，因范式而產(chǎn)生的科學(xué)理論需要與其所預(yù)見的自然界的狀況進(jìn)行比較，以確定理論與事實(shí)的一致性程度。為此，特殊的儀器也將被設(shè)計(jì)出來。

“第三類實(shí)驗(yàn)和觀察，我想，它已囊括盡常規(guī)科學(xué)搜集事實(shí)的活動(dòng)。這項(xiàng)活動(dòng)包括從事闡明范式理論的經(jīng)驗(yàn)工作，解決范式理論中某些殘剩的含糊性，以及容許解決那些先前只是注意到但尚未解決的問題?！盵2]25這段話表明，范式促使科學(xué)家持續(xù)地從事某一類的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和觀察，從而解決某些科學(xué)問題。這又包含三種情況：

第一，首先是在那些數(shù)學(xué)內(nèi)容較多的科學(xué)中，一些旨在闡明范式理論的某些實(shí)驗(yàn)是用來確定某些物理常數(shù)的。例如：“天文單位、阿佛加德羅常數(shù)、焦耳系數(shù)、電荷等等的確定。如果沒有范式理論規(guī)定問題并擔(dān)保有一個(gè)穩(wěn)定解的存在，就不可能構(gòu)思出這些精心的實(shí)驗(yàn)工作，也不可能做任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)?！盵2]25

第二，范式規(guī)定的另一類實(shí)驗(yàn)是用來確定定律規(guī)律的，范式往往是發(fā)現(xiàn)定律的前提條件。定律有時(shí)候看起來似乎是通過考察和測(cè)量發(fā)現(xiàn)的，而測(cè)量又似乎是僅僅為了測(cè)量而測(cè)量。其實(shí)不然，發(fā)現(xiàn)定律所進(jìn)行的測(cè)量和實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)經(jīng)常是在具有理論承諾、范式承諾的條件下進(jìn)行的。庫恩舉例說：“庫侖的成功，取決于他構(gòu)造出特殊的儀器用來測(cè)量點(diǎn)電荷之間的作用力(以前測(cè)量電力作用通常的盤式天平藥儀器，根本找不出其間的一致性或簡(jiǎn)單的規(guī)律性)。但庫侖的這種儀器設(shè)計(jì)反過來又取決于以前對(duì)電的這樣一種認(rèn)識(shí)，即：每一個(gè)電流體粒子超距地作用于每一個(gè)其他的粒子。庫侖所尋求的正是這些粒子之間的力，只有這樣的力才能被可靠地假定為與距離有一種簡(jiǎn)單的函數(shù)關(guān)系。”[2]26這里，庫侖成功的關(guān)鍵是具有一個(gè)正確的范式承諾：每一個(gè)電流體粒子超距地作用于每一個(gè)其他的粒子。

第三，還有一類實(shí)驗(yàn)旨在測(cè)試范式的范圍，使范式應(yīng)用的范圍更明晰?！皬囊唤M現(xiàn)象中發(fā)展出來的范式，當(dāng)它應(yīng)用于其他十分密切相關(guān)的現(xiàn)象時(shí)，往往會(huì)含糊不清。于是，實(shí)驗(yàn)就需要在范式被應(yīng)用于有意義的新領(lǐng)域的各種可能方式中，選擇出一種最合適的方式。”[2]26

(二)常規(guī)科學(xué)時(shí)期的理論問題。

包括確定重要事實(shí)、理論與事實(shí)相一致、闡明理論三類問題。

第一類問題是確定重要事實(shí)。這既是上述的觀察和實(shí)驗(yàn)工作的重要部分，也是常規(guī)理論工作的一部分，但這只不過是常規(guī)理論工作的一小部分。從實(shí)驗(yàn)和觀察的角度看，解決這類科學(xué)問題，就是通過制作更復(fù)雜精確的儀器確定范式所指示的事實(shí)的范圍。而從理論問題的角度看，就是不斷完善現(xiàn)存的理論去預(yù)測(cè)具有內(nèi)在價(jià)值的事實(shí)信息。天文歷書的制作，透鏡特性的計(jì)算，以及無線電傳播曲線的繪制，都是這類問題的實(shí)例。

第二類問題是理論與事實(shí)相一致，也就是科學(xué)理論的精確性問題。要達(dá)到理論預(yù)言與自然的一致，在理論方面經(jīng)常存在一些困難。比如：牛頓的大多數(shù)定理，“除了少數(shù)幾個(gè)假設(shè)性的和尚未發(fā)展的之外，也都忽略了空氣阻力效應(yīng)。這些都是合理的物理近似。不過，既是近似，它們就限制了牛頓的預(yù)測(cè)與實(shí)際的實(shí)驗(yàn)之間所期望的一致程度?！盵2]29所以，科學(xué)研究中這些相符程度的有限性就為他們的后繼者們留下了許多迷人的理論問題。而解決這類科學(xué)問題的重要方法就是發(fā)展數(shù)學(xué)技巧。牛頓時(shí)代的許多巨匠致力于發(fā)展數(shù)學(xué)，以滿足無論是牛頓還是他同代的大陸力學(xué)學(xué)派所未曾想到過的問題所需要的應(yīng)用。例如：他們?yōu)榱黧w動(dòng)力學(xué)和振動(dòng)法問題發(fā)表了大量文獻(xiàn)，創(chuàng)造了一些非常有效的處理這些問題的數(shù)學(xué)技巧。

第三類問題是重新闡明理論。歐洲許多最杰出的數(shù)學(xué)物理學(xué)家常常致力于以一種等效的、但邏輯上和美學(xué)上又更加滿意的形式重新表述力學(xué)理論。他們希望用一種邏輯上更連貫一致的形式將力學(xué)中那些明顯和暗含的意義展示出來，同時(shí)使之能更統(tǒng)一更明確地應(yīng)用于新的力學(xué)問題?！八麄兊墓ぷ鞑恢皇钱a(chǎn)生新信息，而且使范式更加精確，這是因?yàn)樗麄兿嗽醮嬖谟谒麄儞?jù)以工作的范式中的模棱兩可之處。在許多科學(xué)中，大多數(shù)常規(guī)研究都屬于這一類?！盵2]31

三、常規(guī)問題的解題特征

庫恩將解答常規(guī)問題形象地比作解謎活動(dòng)，“解答常規(guī)研究問題，即以一種新的方式實(shí)現(xiàn)預(yù)期，這就需要解決所有各種復(fù)雜儀器方面、概念方面以及數(shù)學(xué)方面的疑難。成功的人，證明自己是一位解謎(Puzzle Solver)專家，而謎所提出的挑戰(zhàn)正是驅(qū)使他前進(jìn)的重要力量?！盵2]33

作為一種類似于解謎的活動(dòng)，常規(guī)問題的解決過程具有如下特征。

(一)確信有解的存在是常規(guī)科學(xué)問題的第一個(gè)特征。常規(guī)問題和謎的相似之處就在于，它們都屬于特殊的問題范疇，一個(gè)問題如果無解或者連最聰明的人也解不出來，那它就不是謎。確信至少有一個(gè)解的存在是謎的標(biāo)準(zhǔn)，這樣它才可以用來檢驗(yàn)解謎者的創(chuàng)造力或技巧。

解決常規(guī)問題和解謎一樣，范式規(guī)定了哪些問題是可解的，屬于科學(xué)問題，然后才談得上去尋求解題方法?！翱茖W(xué)共同體取得一個(gè)范式就是有了一個(gè)選擇問題的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)范式被視為理所當(dāng)然時(shí)，這些選擇的問題可以被認(rèn)為是有解的問題。在很大程度上，只有對(duì)這些問題，科學(xué)共同體才承認(rèn)是科學(xué)的問題，才會(huì)鼓勵(lì)它的成員去研究它們。別的問題，包括許多先前被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的問題，都將作為形而上學(xué)的問題，作為其他學(xué)科關(guān)心的問題，或有時(shí)作為因太成問題而不值得花費(fèi)時(shí)間去研究的問題而被拒斥。”[2]34由此，庫恩認(rèn)為，17世紀(jì)常規(guī)科學(xué)之所以進(jìn)展如此神速，是因?yàn)椤八膶?shí)踐者們集中于解決只有缺乏才智的人才不能解決的問題上”[2]34?？茖W(xué)家們醉心于解決常規(guī)問題，是基于這樣的信念，“只要他足夠精明，他就能在解謎中獲得成功，而這個(gè)謎在他之前還沒有人能解或解得不好。”[2]35

(二)常規(guī)問題的第二個(gè)特征是解題過程受范式規(guī)定的規(guī)則的制約。常規(guī)問題和解謎的第二個(gè)相似之處在于，“如果一個(gè)問題被看成是一個(gè)謎，那么這個(gè)問題必定要有一個(gè)以上確定的解為其特征。也還必須有一些規(guī)則，以限定可接受解的性質(zhì)和獲得這些解所采取的步驟?！盵2]35

比如拼圖謎是有規(guī)則的，像所有的拼圖片都要用得上等。相似地，范式可以理解為解決常規(guī)問題的規(guī)則。規(guī)則就是承諾，由它們支配著實(shí)驗(yàn)儀器的類型，并規(guī)定了正當(dāng)?shù)厥褂眠@些儀器的方式。同時(shí)，規(guī)則也規(guī)定著理論問題可接受的解，比如：“整個(gè)18世紀(jì)，許多科學(xué)家想從牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬有引力定律推導(dǎo)出月球的被觀察到的運(yùn)動(dòng)，但始終沒有成功。由此，有些人提議用一個(gè)從小距離內(nèi)導(dǎo)出的定律取代平方反比定律。然而，這樣做等于是改變范式，就是規(guī)定出一個(gè)新謎，而不是去解舊謎。結(jié)果是科學(xué)家一直維護(hù)原來的規(guī)則，直到1750年一位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)如何才能成功地應(yīng)用這些規(guī)則?！盵2]36所以，無論是常規(guī)的實(shí)驗(yàn)問題，還是常規(guī)的理論問題，都受到范式所規(guī)定的規(guī)則的限制。

(三)常規(guī)問題的解決除了受一般的學(xué)科研究規(guī)則限定以外，還要受一些“形而上學(xué)承諾”的制約。比如：自17世紀(jì)以來，從事物理學(xué)研究的科學(xué)家大都假定，物質(zhì)是由一些微粒構(gòu)成的，而幾乎一切自然現(xiàn)象都差不多可以用微粒的形狀、大小以及它們之間的相互作用等關(guān)系來說明。庫恩認(rèn)為這種承諾既是方法論的，更是形而上學(xué)的。作為方法論的承諾，它告訴科學(xué)家，最終的基本解釋和定律必須是這樣的：解釋必須將任何已知的各種自然現(xiàn)象認(rèn)作在這些定律的支配下的各種微粒的相互作用，而那些定律又必須規(guī)定各種微粒是相互運(yùn)動(dòng)和相互作用的。作為形而上學(xué)的承諾，它告訴科學(xué)家，世界是由實(shí)體構(gòu)成的，它包含著什么類型的實(shí)體，同時(shí)又不包含著什么類型的實(shí)體：宇宙中只有各種形狀的、不斷運(yùn)動(dòng)著的物體。而這其中更重要的是，這種實(shí)體的、微粒的宇宙觀告訴科學(xué)家，他們研究的許多問題應(yīng)當(dāng)是什么，而哪些問題的研究根本就沒有意義。所以，“在這里值得注意的是使用了‘承諾’這個(gè)用語。由科學(xué)家們共有的范式，與其說是基于理性討論上的共識(shí)，莫不如說是對(duì)一定規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)的歸依，對(duì)特定研究傳統(tǒng)的歸屬更為恰當(dāng)。共識(shí)只不過是由它而帶來的結(jié)果?！盵3]

四、反常問題：“發(fā)現(xiàn)”和“發(fā)明”

科學(xué)家的大部分工作是在范式指導(dǎo)下解決常規(guī)科學(xué)問題，但是恰恰是在范式指導(dǎo)下的常規(guī)研究，又“必定是一種引起范式改變的特別有效的方式”[2]48。而這種改變具體表現(xiàn)為“反常問題”的出現(xiàn)。

按照庫恩的描述，“反常問題”既指出現(xiàn)的“新穎的事實(shí)”，也指出現(xiàn)的和范式不一致的“新穎的理論”。“在一套規(guī)則指導(dǎo)下的科學(xué)活動(dòng)，往往會(huì)在無意中產(chǎn)生一些新東西，而為了消化這些新東西就需要精心制作另一套規(guī)則。當(dāng)這些新東西成為科學(xué)的組成部分之后，科學(xué)事業(yè)，至少是這些新東西所在之特殊領(lǐng)域的那些專家們的事業(yè)，就再也不會(huì)與以往相同了?！盵2]48

庫恩稱“新穎的事實(shí)”的出現(xiàn)為“發(fā)現(xiàn)”，稱“新穎的理論”的出現(xiàn)為“發(fā)明”。庫恩認(rèn)為“發(fā)現(xiàn)始于意識(shí)到反常，即始于意識(shí)到自然界總是以某種方法違反支配常規(guī)科學(xué)的范式所做的預(yù)測(cè)”[2]49；但是，庫恩又認(rèn)為“發(fā)現(xiàn)”和“發(fā)明”的區(qū)分很多時(shí)候只是人為的，二者更多的時(shí)候是糾纏在一起的。他列舉了科學(xué)史上三個(gè)典型的事例來說明科學(xué)中“反常問題”出現(xiàn)的不同情境以及“發(fā)現(xiàn)”和“發(fā)明”之間的“糾纏”關(guān)系。

第一個(gè)是氧氣的發(fā)現(xiàn)。氧氣的發(fā)現(xiàn)對(duì)于“燃素說”范式來說是個(gè)反常問題，但是氧氣被發(fā)現(xiàn)這一科學(xué)事實(shí)和“氧氣說”這一理論發(fā)明的產(chǎn)生，卻是一個(gè)復(fù)雜的問題。庫恩認(rèn)為1770年代初已經(jīng)有幾位化學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中得到了這種氣體但卻不知道它。除此以外，至少有三個(gè)人有資格說自己發(fā)現(xiàn)了氧氣，“如以時(shí)間的絕對(duì)順序而言，發(fā)現(xiàn)者當(dāng)然是舍勒(C．W．Scheele)。如以發(fā)表或研究的自覺程度而言，則是普利斯特雷(J．Priestley)。但要從科學(xué)史、從歷史進(jìn)程和影響看，與‘化學(xué)革命’相連的氧的發(fā)現(xiàn)當(dāng)然與拉瓦錫(A．Lavoisier)連在一起。”[4]131

但是關(guān)鍵是舍勒是在許多人宣布發(fā)現(xiàn)氧氣之后才宣布自己發(fā)現(xiàn)的。而普利斯特雷先把這種氣體稱為“笑氣”，后又認(rèn)為這種氣體只是燃素含量比通常少的普通空氣。拉瓦錫后來斷定這是一種別的氣體，是大氣兩個(gè)主要成分中的一個(gè)。這樣看來，氧氣的“發(fā)現(xiàn)權(quán)”應(yīng)該屬于拉瓦錫，因?yàn)樗安粌H看到了這種氣體，還知道了這是什么氣體”。這表明“新穎的事實(shí)”的發(fā)現(xiàn)，即反常問題的出現(xiàn)過程是復(fù)雜的，“含有明顯泛機(jī)械論色彩的燃素說使發(fā)現(xiàn)氧的兩位化學(xué)家舍勒和普利斯特雷都錯(cuò)過了‘碰到鼻尖的真理——距離發(fā)現(xiàn)氧化學(xué)說僅有一步之遙’”[5]98。

但是情況也許比這還復(fù)雜，我們知道，“直到拉瓦錫生命終了，他還堅(jiān)持，氧是一種原子的‘酸素’，而且還認(rèn)為只有當(dāng)這種‘要素’與熱質(zhì)，即熱物質(zhì)結(jié)合在一起時(shí)才有氧氣形成。”[2]51就是說直到拉瓦錫去世，氧的概念的內(nèi)涵還沒確定，關(guān)于氧氣的理論當(dāng)然也還沒有真正形成，至多可以說，關(guān)于氧氣的理論形成了一部分，這個(gè)“新穎的理論”的最終形成，還需要一個(gè)“概念同化過程”。

這就發(fā)人深省地揭示了‘發(fā)現(xiàn)’與‘發(fā)明’的關(guān)系，‘發(fā)現(xiàn)’與‘發(fā)明’的過程糾纏在一起，“發(fā)現(xiàn)”新事實(shí)過程的時(shí)間難以界定，“發(fā)明”新理論的過程更復(fù)雜。而且‘發(fā)現(xiàn)’與‘發(fā)明’的過程是交叉的，或者用庫恩的話說，就是在科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)明中“新事實(shí)”和“新理論”多么密切地交織在一起。

第二個(gè)例子是X射線的發(fā)現(xiàn)。X射線的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)“反常問題”，這一“反常問題”出現(xiàn)于物理學(xué)家倫琴(Roentgen)在研究陰極射線之時(shí)。他發(fā)現(xiàn)X射線是從陰極射線管直線發(fā)出的，而這種輻射所造成的陰影不可能因磁鐵和附近其他許多儀器發(fā)生偏轉(zhuǎn)。倫琴深信，這種效應(yīng)不是由于陰極射線，而是由于某種與光類似的東西引起的。

但X射線的發(fā)現(xiàn)這種“反常問題”不同于氧的發(fā)現(xiàn)。氧的發(fā)現(xiàn)是違反了先前的范式，而X射線的發(fā)現(xiàn)雖然令人震動(dòng)，但已有的理論、已有的范式并不禁止X射線，只是X射線的出現(xiàn)深深違反了實(shí)驗(yàn)者根深蒂固的預(yù)期，這些預(yù)期是暗含在已確立的實(shí)驗(yàn)室程序的設(shè)計(jì)之中的：“倫琴和他的同輩們所贊成的范式不能被用來預(yù)見X射線(麥克斯韋電磁理論當(dāng)時(shí)還未被普遍接受，陰極射線的特殊理論還只是幾種流行的思辨假定中的一種)。但是至少在任何明顯的意義上，這些范式并不禁止X射線的存在，而燃素說則禁止拉瓦錫對(duì)普利斯特列氣體所做的詮釋?！盵2]54到19世紀(jì)90年代，歐洲許多的實(shí)驗(yàn)室都采用陰極射線裝置，但以前的實(shí)驗(yàn)者并沒有提到X射線。X射線這一“反常問題”的出現(xiàn)開辟了一個(gè)新領(lǐng)域，增加了科學(xué)研究的范圍，改變了科學(xué)研究的領(lǐng)域，還否定了先前的那些合乎規(guī)范的某些類型的儀器?！跋馲射線這樣的發(fā)現(xiàn)，必然會(huì)使科學(xué)共同體的一個(gè)特殊部分的范式發(fā)生變化，并因此而導(dǎo)致程序和預(yù)期這兩個(gè)方面的變化?！盵2]56

在倫琴之前，實(shí)際上已經(jīng)有許多科學(xué)家注意到了X射線，但是只有倫琴給予了認(rèn)真的觀察和研究。X射線的發(fā)現(xiàn)說明，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果超出范式所預(yù)期的結(jié)果時(shí)，科學(xué)家會(huì)以兩種截然不同的方式處理這類“反常問題”：“一是完全忽略，熟視無睹；一是調(diào)整理論使之與實(shí)驗(yàn)相合。這種調(diào)整必然是逐步的，依次擴(kuò)大調(diào)整的范圍和深刻程度，直至異常消失。那些揮之不去的異常則直接危及已建立的規(guī)范?！盵4]132

第三個(gè)例子是萊頓瓶的發(fā)現(xiàn)。萊頓瓶的例子很特殊，庫恩認(rèn)為，它可以歸為由理論推導(dǎo)出來的那一種。這很矛盾，因?yàn)楸緛怼胺闯栴}”就是指超出現(xiàn)有范式預(yù)期的那一類問題，但科學(xué)史的實(shí)際情況是，有時(shí)候在某些科學(xué)研究領(lǐng)域并沒有單一的統(tǒng)治性的范式。相反地，比如電學(xué)，倒是有許多理論處于相互競(jìng)爭(zhēng)之中，它們之中沒有一個(gè)理論能成功地使全部電學(xué)理論條理化。而競(jìng)爭(zhēng)著的電學(xué)家學(xué)派中有一派就把電當(dāng)作一種流體，這就是萊頓瓶設(shè)計(jì)的理論來源。萊頓瓶的設(shè)計(jì)本來是在流體理論的框架下進(jìn)行的，而萊頓瓶的修改也要求流體理論作重大修改，本因此而提供了“電學(xué)的第一個(gè)完整的范式”。

上述三個(gè)事例表明了“反常問題”出現(xiàn)的不同情境。同時(shí)作為“反常問題”表現(xiàn)形式的“新穎的事實(shí)”和“新穎的理論”之間有一種復(fù)雜的“糾纏”關(guān)系。另外，“新穎的理論”相對(duì)于已有的范式來說，既是一種“反常問題”，同時(shí)又可能是取代舊范式的新范式，如氧化說與燃素說。

五、反常問題的處理

庫恩劃分了科學(xué)發(fā)展的常規(guī)時(shí)期和科學(xué)革命時(shí)期，“庫恩設(shè)想的兩個(gè)階段的科學(xué)理論，主要是正?？茖W(xué)中占統(tǒng)治地位的手工操作方法的失靈。在這種情況下，人們沒有明確的規(guī)則和批評(píng)標(biāo)準(zhǔn)可以遵循?！盵6]實(shí)際上，無論在常規(guī)時(shí)期和科學(xué)革命時(shí)期都有反常問題需要解決?？茖W(xué)革命時(shí)期也不是“人們沒有明確的規(guī)則和批評(píng)標(biāo)準(zhǔn)可以遵循”，而是遵循的規(guī)則經(jīng)?！笆ъ`”。對(duì)于反常問題的處理，庫恩有諸多論述。

首先，庫恩認(rèn)為反常問題的存在是普遍的、必然的，幾乎可以說“不存在無反例的研究”，所以在常規(guī)科學(xué)時(shí)期的很長時(shí)間內(nèi)，科學(xué)家們會(huì)把反常問題當(dāng)作常規(guī)問題來研究。

在反常問題(或反例)剛剛出現(xiàn)，甚至出現(xiàn)很久的以后，大部分科學(xué)家通常都并不會(huì)把反常問題看作是反常，而更多地仍會(huì)把它們看作是處于常規(guī)科學(xué)時(shí)期的未解開的“謎”。比如：“哥白尼看做是反例的東西，托勒密的大多數(shù)后繼者卻看做是在觀察和理論之間相一致中的一個(gè)謎。拉瓦錫看做是反例的東西，普利斯特列卻看做是在燃素理論闡釋中的一個(gè)已成功地解決了的謎。愛因斯坦看做是反例的東西，洛倫菲、菲茨杰拉德和其他人卻看做是在闡釋牛頓理論和麥克斯韋理論中所產(chǎn)生的一個(gè)謎?！盵2]73因此，常規(guī)科學(xué)時(shí)期，科學(xué)家的目標(biāo)是解謎，而只有假定范式的有效性，謎的存在才有可能。所以，解謎不成只能怪科學(xué)家而不能怪理論。正如庫恩所說，低劣的木匠才會(huì)責(zé)怪他的工具。

其次，當(dāng)這種解謎工作不斷地遇到困難與阻力，這些反常問題越來越多，被意識(shí)到是反例的時(shí)候，科學(xué)家們將會(huì)對(duì)他們的理論作各種特設(shè)性的改動(dòng)并設(shè)計(jì)出大量的注釋，希望消除各種沖突。

這些反例的出現(xiàn)常常使科學(xué)家構(gòu)建一種新的不同的科學(xué)分析理論，包括增加注釋，包括修改原有理論、增加特設(shè)性條件等。在這種分析理論中，這些反例就不再是困難的來源了?！袄纾藗兘?jīng)常注意到牛頓的運(yùn)動(dòng)第二定律，雖然它是幾個(gè)世紀(jì)來艱辛的事實(shí)和理論探究的結(jié)晶，但對(duì)那些按照牛頓理論進(jìn)行研究的人來說，卻很像是一個(gè)純邏輯的陳述，任何觀察實(shí)驗(yàn)也不能駁倒它?！瘜W(xué)定比定律，在道爾頓以前，是一種偶然的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，是一種值得懷疑的概括，但在道爾頓的工作以后，它就成了化學(xué)化合物定義的一個(gè)部分，實(shí)驗(yàn)工作本身就不可能推翻它了?！盵2]72

再次，當(dāng)反常問題終于引起科學(xué)危機(jī)的時(shí)候，那么對(duì)危機(jī)的解決方式也就是對(duì)反常問題的解決，而庫恩認(rèn)為所有危機(jī)通常都以下列三種方式之一結(jié)束。

第一種方式，繼續(xù)調(diào)整范式，從而使常規(guī)科學(xué)最終能處理引發(fā)危機(jī)的問題。但這種調(diào)整是漸進(jìn)的、發(fā)散的，調(diào)整的最終結(jié)果往往帶來范式的改變。起初，科學(xué)家們對(duì)于反常問題的進(jìn)攻，都還能遵循范式規(guī)則，“但由于阻礙繼續(xù)存在，越來越多的進(jìn)攻就會(huì)包含著對(duì)范式做某些小的或者不那么小的修改，這些修改各不相同，各顯其能，但沒有一個(gè)會(huì)成功到足以讓團(tuán)體當(dāng)作范式來接受。隨著這種發(fā)散的修改增多(這些發(fā)散的修改越來越頻繁地被描述為特設(shè)性調(diào)整)，常規(guī)科學(xué)的規(guī)則也就越來越模糊，雖則范式依然存在，但很少有實(shí)踐者能同意別人對(duì)它的詮釋。甚至以前已經(jīng)解決了的問題的標(biāo)準(zhǔn)解答也開始受懷疑了?！盵2]76

第二種方式，擱置反常問題。因?yàn)橛袝r(shí)科學(xué)家們即使采用了各種新途徑也無法解決這一問題，科學(xué)家就會(huì)斷定，在他們所從事的領(lǐng)域的目前研究水平和狀況下不會(huì)對(duì)此問題進(jìn)行有效的解答，于是他們會(huì)把問題標(biāo)記出來，置于一旁，留待后人去解決。

第三種方式，反常問題和危機(jī)可能隨著新范式的出現(xiàn)而得以解決。關(guān)于這一點(diǎn)特別要提到的是新范式的出現(xiàn)過程中相當(dāng)重要的一個(gè)方面往往是科學(xué)家哲學(xué)觀的改變?！霸诠J(rèn)的危機(jī)時(shí)期，科學(xué)家常常轉(zhuǎn)向哲學(xué)分析，以作為解開他們領(lǐng)域中的謎的工具?！盵2]81常規(guī)科學(xué)通常與哲學(xué)保持一段距離，在常規(guī)研究工作能夠在范式指引下以范式作為模型正常進(jìn)行時(shí)，就不需要反思范式背后的哲學(xué)承諾和哲學(xué)假定。而當(dāng)科學(xué)問題的解決陷入困境時(shí)，進(jìn)行思想實(shí)驗(yàn)，重新構(gòu)造哲學(xué)假定往往是科學(xué)家擺脫傳統(tǒng)束縛、并為新傳統(tǒng)的產(chǎn)生提供哲學(xué)基礎(chǔ)的一條有效途徑，科學(xué)史也充分證明了這一點(diǎn)，“17世紀(jì)牛頓物理學(xué)的突現(xiàn)，20世紀(jì)相對(duì)論和量子力學(xué)的突現(xiàn)，并不是偶然事件，而是兩者都以相同時(shí)代研究傳統(tǒng)的基本哲學(xué)分析為先導(dǎo)和相伴隨的。在這兩個(gè)時(shí)期里，所謂的思想實(shí)驗(yàn)在研究的進(jìn)步中起到如此重要的批判作用，也不是偶然的。正如我在別處指出過的，在伽利略、愛因斯坦、玻爾和其他人的著作中占了如此重要地位的分析性思想實(shí)驗(yàn)，是經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的，以實(shí)驗(yàn)室中不能達(dá)到的明晰性，用現(xiàn)有知識(shí)暴露舊范式的缺陷，從而揭示危機(jī)的根源。”[2]81

[1] 托馬斯·庫恩.必要的張力[M].范岱年，紀(jì)樹立，等，譯.北京：北京大學(xué)出版社，2004．

[2] 托馬斯·庫恩.科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)[M].金吾倫，胡新和，譯.北京：北京大學(xué)出版社，2003.

[3] 野家啟一．庫恩：范式[M].畢小輝，譯.石家莊：河北教育出版社，2002：133．

[4] 吳以義．科學(xué)革命的歷史分析：庫恩和他的理論[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2013．

[5] 朱榮賢.回到語境的理性[M].北京：中國社會(huì)科學(xué)出版社，2016：98.

[6] L.舍法爾．評(píng)T.S.庫恩的《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》[M].關(guān)一摘，譯．哲學(xué)譯叢，1979(5)．

責(zé)任編輯：李 強(qiáng)

文學(xué)研究

N02

A

1007-8444(2017)04-0359-06

2017-05-11

2014年度國家社科基金項(xiàng)目“庫恩思想視域下的科學(xué)哲學(xué)發(fā)展進(jìn)程研究”(14BZX023)。

談克華，副教授，主要從事科學(xué)哲學(xué)、西方哲學(xué)研究。