科學(xué)革命的實(shí)質(zhì)

李醒民

科學(xué)革命的實(shí)質(zhì)是什么？或者說，科學(xué)革命變革的實(shí)體是什么？對(duì)此，西方學(xué)者的回答見仁見智，從未定于一尊。波普爾把理論看做科學(xué)革命變革的實(shí)體。庫(kù)恩則把范式轉(zhuǎn)換視為科學(xué)革命的實(shí)質(zhì)。霍耳頓在科學(xué)史研究中提出基旨分析的概念，他表明科學(xué)“革命”歸根結(jié)底就是回到古典的純一性的一種努力。拉卡托斯提出研究綱領(lǐng)概念，他認(rèn)為拋棄退化的研究綱領(lǐng)，而采納進(jìn)步的研究綱領(lǐng)，這是科學(xué)革命的基本原理。勞丹指出，科學(xué)革命不過是競(jìng)爭(zhēng)著的研究傳統(tǒng)之間特別引人注目的、一次決定性沖突所帶來的研究傳統(tǒng)此消彼長(zhǎng)的新格局。其他西方學(xué)者也從不同的角度對(duì)庫(kù)恩的范式論進(jìn)行批判、修正和改造。例如，尼古拉斯·麥克斯韋的“形而上學(xué)藍(lán)圖”，斯尼德-斯特格米勒的“理性重組”（S綱領(lǐng)），夏佩爾的“域”理論等。雖說國(guó)外學(xué)者的探索是難能可貴的，他們提出的科學(xué)變革的實(shí)體都從不同方面或角度說明了科學(xué)革命的某些特征。但是，他們的構(gòu)想似乎都沒有抓住科學(xué)革命的實(shí)質(zhì)之要義：或者過于單純（如波普爾的理論），或者過于龐雜，或者過于哲學(xué)化。也就是說，他們涉及的實(shí)體層次或者層次偏低，或者層次偏高，或者沒有切中要害，使人不得要領(lǐng)。

那么，科學(xué)革命的實(shí)質(zhì)是什么呢？科學(xué)革命就是要重建科學(xué)理論的基礎(chǔ)或概念框架即“科學(xué)觀念”（基本概念和基本假設(shè)）——這才是科學(xué)革命的實(shí)質(zhì)或科學(xué)革命所要變革的實(shí)體。科學(xué)觀念雖然在科學(xué)理論的邏輯結(jié)構(gòu)中僅占很少比重，但由于它是最核心、最抽象的部分，因而反映科學(xué)對(duì)象最深刻、最本質(zhì)的聯(lián)系。借助科學(xué)觀念，科學(xué)家可以盡可能完備地理解全部感覺經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系，從而確立整個(gè)物理過程總體的因果關(guān)系。科學(xué)觀念蘊(yùn)涵十分豐富的內(nèi)容，從中可以演繹或推導(dǎo)出原先料想不到的結(jié)論（如從狹義相對(duì)論的前提導(dǎo)出質(zhì)能關(guān)系式），甚至還隱含“尚未理解的東西的殘余”，它的更隱秘的根源有待于人們進(jìn)一步揭示。

科學(xué)觀念是科學(xué)家借助經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的提示，通過思維的自由創(chuàng)造和理智的自由發(fā)明而抽象出來的。它在邏輯上不能再加以分析，是不能再簡(jiǎn)化的邏輯元素，其中包含人們當(dāng)時(shí)還不甚理解的東西。它反映在科學(xué)發(fā)展的一定歷史階段人們對(duì)科學(xué)對(duì)象的認(rèn)識(shí)的深度和廣度，是當(dāng)時(shí)歷史條件下科學(xué)認(rèn)識(shí)的界限，只具有相對(duì)的、暫定的意義。隨著時(shí)間的推移，大量反常現(xiàn)象和新的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)無(wú)法納入這一框架之中，它自身的尚未被理解的殘余也充分被揭示出來。這樣，原來被視為基本概念和基本假設(shè)的東西不再是“基本”的了，它從科學(xué)發(fā)展的形式變?yōu)榭茖W(xué)發(fā)展的桎梏。只有打碎舊的科學(xué)觀念，科學(xué)發(fā)展的潛力才能充分發(fā)揮出來。這時(shí)，科學(xué)革命的時(shí)機(jī)就成熟了。

科學(xué)革命并沒有拋棄已有的經(jīng)驗(yàn)材料和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，而只是改變理解這些材料和知識(shí)的準(zhǔn)則，確定它們的合法地位。科學(xué)革命打碎的只是科學(xué)理論的舊框架，摧毀的只是科學(xué)理論的舊基礎(chǔ)。在科學(xué)革命中，即使是舊的科學(xué)觀念，也并非統(tǒng)統(tǒng)被拋棄，其中一部分是辯證的揚(yáng)棄或改造。舊科學(xué)觀念中的一些只是喪失自己以前獨(dú)有的統(tǒng)治地位，從以前的不正確的、與事實(shí)不符的殼體中解放出來，被賦予新的意義。它們?cè)械恼胬眍w粒被保留下來，并作為從屬成分有機(jī)地溶入基于新科學(xué)觀念建構(gòu)的新理論體系之中。

從歷史上的科學(xué)革命來看，科學(xué)觀念的改變通常有以下幾種方式：（1）徹底取代。如以地球?yàn)橹行牡挠^念被以太陽(yáng)為中心的觀念取代，原子不可分的觀念被原子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀念取代，超距作用被媒遞作用取代，目的論和神創(chuàng)論（Creationism）被進(jìn)化論取代。（2）舊名新意。如道爾頓的原子論雖然可以追溯到古希臘的原子論，但他把純哲學(xué)思辨變?yōu)榭茖W(xué)的論證，給原子論以真正的科學(xué)內(nèi)容。又如，經(jīng)典力學(xué)中的質(zhì)量、慣性、時(shí)間、空間等基本概念，在相對(duì)論中已被賦予新的含義和內(nèi)容。（3）合理推廣。如力學(xué)中的相對(duì)性原理在狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論逐步被推廣。（4）辯證綜合。如光的微粒說和波動(dòng)說被綜合為波粒二象性，分立的粒子的概念和連續(xù)的場(chǎng)的概念被綜合為物質(zhì)波的概念。（5）包容蘊(yùn)含。如能量子概念否定“自然無(wú)飛躍”的傳統(tǒng)觀念，但這只在微觀過程才顯示出來，在經(jīng)典系統(tǒng)中，由于h很小（h=6.626×1027爾格·秒），使得分立的能量譜實(shí)際上無(wú)法區(qū)分而連成一片，這時(shí)能量的連續(xù)作為極限情況被包括在新概念內(nèi)。（6）獨(dú)辟蹊徑。如自然選擇、光速不變?cè)怼⒌刃г怼⒑Ｉ疁y(cè)不準(zhǔn)關(guān)系、泡利不相容原理等都是在科學(xué)革命中提出的新觀念。從中可以進(jìn)一步看到，科學(xué)革命盡管使科學(xué)本身發(fā)生質(zhì)的變化，但是撇開具體的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和理論不談，即使在最為抽象的新、舊科學(xué)觀念之間也存在著某種繼承關(guān)系。

綜上所述，科學(xué)革命最深刻的特征是形成新科學(xué)理論體系的基礎(chǔ)，而這樣的基礎(chǔ)就是科學(xué)觀念，因此科學(xué)革命實(shí)質(zhì)上是科學(xué)觀念急劇而根本的改造。在這里，我們之所以選擇“改造”這個(gè)詞，是經(jīng)過深思熟慮的。在漢語(yǔ)中，改造一詞具有雙重含義：其一是，“就原有的事物加以修改或變更，使適合需要”；其二是，“從根本上改變舊的、建立新的，使適應(yīng)新的形勢(shì)和需要”。這樣，“改造”一詞就能恰如其分地描繪科學(xué)觀念的各種變革方式，體現(xiàn)科學(xué)中的革命與繼承的辯證關(guān)系。我們?cè)凇案脑臁倍智凹由稀凹眲　焙汀案尽眱蓚€(gè)修飾語(yǔ)，無(wú)非是從速度上和程度上強(qiáng)調(diào)科學(xué)觀念的改造是迅速的、徹底的，而不是緩慢的、逐步的、局部的、審慎的、盡可能少破壞的。因此，我們所謂的科學(xué)革命，指的是一種整體性的革命，這既可以針對(duì)整個(gè)科學(xué)而言，也可以針對(duì)某一學(xué)科而言。至于某一學(xué)科內(nèi)部某個(gè)理論體系中的個(gè)別科學(xué)觀念的變化，我們一般不稱其為科學(xué)革命，而把它視為科學(xué)觀念的局部變革（也有人稱之為“局部革命”或“小型革命”）。這種變革雖然也是科學(xué)觀念的部分質(zhì)變，但并未引起整個(gè)科學(xué)觀念的根本質(zhì)變和整體質(zhì)變。

科學(xué)革命的最關(guān)鍵因素，科學(xué)革命的核心是形成本質(zhì)上全新的科學(xué)觀念。不過，在科學(xué)觀念發(fā)生急劇而根本的改造的同時(shí)，科學(xué)理論也會(huì)煥然一新。也就是說，新的科學(xué)框架不僅能容納已有的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，而且還能容納許多新的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，而這些新知識(shí)是無(wú)法納入舊科學(xué)框架中去的。另外，由于科學(xué)觀念與那些哲學(xué)成分有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，新科學(xué)觀念對(duì)舊科學(xué)觀念的否定，必然要伴隨或?qū)е滦碌淖匀挥^、方法論和思維方式等的全面變革。因此，我嘗試給科學(xué)革命下這樣一個(gè)定義：“科學(xué)革命是科學(xué)觀念急劇而根本的改造，與此同時(shí)，也伴隨或?qū)е驴茖W(xué)理論、自然觀、方法論和思維方式的全面變革。科學(xué)革命這一概念是關(guān)于科學(xué)進(jìn)步的辯證詮釋的基本概念。”

（作者單位：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)）