科學革命的特征

■ 李醒民

科學發展或科學進步既有常規的、長期的、緩慢的、漸變式的進化，也有罕見的、短期的、迅速的、突變式的革命——科學革命。科學革命有諸多特征。庫恩明確指出：“每一次科學革命都迫使科學共同體拋棄一種盛極一時的科學理論，而贊成另一種與之不相容的理論。每一次革命都將產生科學所探討的問題的轉移，專家用以確定什么是可接受問題或可算作是合理的問題的解決標準也相應地產生轉移。而且每一次革命也改變科學思維方式，以至于我們最終將需要做這樣描述，即在其中進行科學研究的世界也發生改變。這些改變，連同幾乎總是伴隨這些改變而產生的爭論一起，都是科學革命的決定性特征。”他進而由這些特征——科學革命引起科學理論、問題、評價標準、思維方式等變化——概括出，科學革命是世界觀的改變：“范式一改變，這個世界也隨之改變。……在革命之后，科學家所面對的是一個不同的世界。”

其實，科學革命的特征何止于此。我們在這里不妨再列舉一些自以為有趣的、比較重要的特征，供讀者仔細品味。

第一，科學革命很少發生。我們不贊成波普爾的不斷革命論，因為真正重大的范式轉換是比較罕見的事情，從而科學革命在科學史上也是稀有的。嚴格講，在科學歷史上，僅有兩次波瀾壯闊的科學革命。第一次是17世紀的近代科學革命，即伽利略—牛頓革命；第二次是19世紀和20世紀之交的物理學革命，即相對論-量子力學革命。

第二，科學革命意義深遠。其意義不亞于任何政治、經濟、思想、文化、宗教的變革。法國歷史學家柯瓦雷將科學革命導致的觀念變革，譽為自古希臘以來“人類思想所完成或經受的一場最為意義深遠的革命”。它的意義如此深遠，以至于人類文化 “幾個世紀以來都還沒有領會其意義，甚至在今天，它也常常被低估和誤解”。幾年后，英國歷史學家巴特菲爾德做出如下著名論斷：科學革命“使基督教興起以來的一切事物相形見絀，使文藝復興和宗教改革降格到純粹插曲之列。……（它是）現代世界和現代精神的真正起源”。像巴特菲爾德等科學史家一樣，任鴻雋早就賦予近代科學革命以崇高的歷史意義。他說：“自科學發明以來，世界上人的思想、習慣、行為、動作，皆起了一個大革命，生了一個大進步。”他把這一事件視為“近世歐洲文化的……一個新紀元”，“近世和古代不同的起點”，“東西兩方學術思想分界的根源”。

第三，科學革命并非由具體實驗事實直接引起。往往由概念問題和理論問題引起并伴隨這些問題的解決而結束，反常的實驗事實在這里往往僅起到刺激和啟示作用。這是因為，科學革命是范式轉變，是概念框架的變革，實驗事實常常不足以撼動內容龐大、結構嚴謹的舊范式，也難以從中歸納和抽象出新的概念框架。在第一次科學革命中，伽利略和牛頓的絕對時間、絕對空間、參照系、質量（慣性質量和引力質量）、力（包括引力）、加速度等科學概念應運而生，力學三定律和萬有引力定律等科學原理脫穎而出，然而這一切并不是由經驗事實歸納出來的，而是思維自由創造和理智自由發明的產物。在第二次科學革命中，相對論是為了解決經典力學和電動力學不協調而生發的，并不是由邁克耳孫—莫雷實驗引起的。量子論的誕生雖然起初與黑體輻射等實驗事實有關，但是該實驗并不能歸納或抽象出能量子的概念，更不必說量子論其后的發展明顯是由概念和理論問題導向的了。

第四，科學革命盡管是范式轉換，但是它并不完全否定先前已被確認的事實和理論，只是對它們予以新的詮釋或劃定適用范圍，確鑿的實驗事實和可靠理論中的真關系被保留下來，正如相對論對牛頓力學所做的那樣。因此，科學革命盡管是徹底的革命，也具有繼承性和整體化的要素，它粉碎的只是舊概念框架。在談到科學革命時，彭加勒清醒地認識到，科學理論并非只能以短命結構出現，在新理論中能辨認出舊理論存留下來的本質特征。波普爾認為：“科學革命不管多么徹底，都必須保留前人的成就，因而不可能真正同傳統決裂。”

第五，科學革命伴隨著科學家的情感反應。馬奧尼引入范式激情（paradigmpassions）概念來說明，科學家的許多情感與他對范式的恰當性感知有聯系。如果范式是解決問題和明顯進步的，那么他的感情可以從自鳴得意延伸到激情滿懷。另一方面，如果范式遇到困難，那么他可能做出灰心、憂慮、沮喪的反應。依據目前的滿意程度和范式問題的本性，他可能熱情歡迎或極力反對競爭觀點的出現。

第六，科學革命者并不是科學狂想者，而是富有想象力、具有哲學頭腦、腳踏實地的科學家。這從兩次科學革命的主將和風云人物——伽利略、牛頓、愛因斯坦和一批量子物理學家（諸如普朗克、玻爾、玻恩、海森伯、德布羅意、薛定諤、泡利、狄拉克等）——身上可以明顯看出。拉德納說得十分正確：“革命者并非是已被證明為正確的狂想者。狂想者也不是尚未獲得時機的革命者。狂想者與革命者乃是截然不同的兩類思想家，……雖然我們可能要等待歷史來確定誰是革命者，但是我們無須等待歷史來確定誰是狂想者。”

第七，科學革命并不完全是一個孤立過程。科學革命盡管是由科學內部的概念和理論危機引發的，并且隨著新概念和理論的出現、新范式的建立而結束，但是它與外部環境并不是斷然隔絕的。多爾比說得有道理，不應該把科學革命看做是完全自我驅動的文化過程。它是較大文化變革的一部分，這種變革影響到商業、技術、醫學、藝術、音樂、文學和宗教。也許能夠把它與根本的政治和經濟體制變革聯系起來。于是，我們理解科學革命的方式是我們自己社會的函數，同樣也是我們歷史地研究過去考察的函數。赫斯甚至提出科學革命生態學和客觀性社會學的概念：“新教、近代資本主義和近代科學能夠被視為對生態條件集合而言的平行建制反應。這個觀念有助于驗明客觀性共同體和客觀知識的物質基礎，它是客觀性社會學的主要構成成分。”