近代運動訓練科學研究范式：特征及局限

楊成波

范式的英文是“paradigm”，由希臘文“paradeigma”演化而來。1962年，美國科學史家及哲學家托馬斯·庫恩(Thomas S.Kuhn)在《科學革命的結構》中將其作為一個核心概念重新加以詮釋以描繪自然科學研究結構的共同存在形式。英國學者瑪格麗特·瑪斯特曼(Margaret Masterman)在《范式的本質》中通過分析庫恩對范式的21種用法將范式解說為“理論體系、研究規則和方法的結構，并認為它規范著研究者的價值取向和觀察世界的角度，決定著問題的提出、材料的選擇、抽象的方向、合理性標準的確立以及問題的解決。”[1]庫伯(Guba，E.G)在《關于另類范式的對話》中通過分析庫恩對范式的21種用法認為“范式是指導人們從事研究活動的一套信念，其中實證主義范式是傳統的范式”，范式需在本體論、認識論和方法論方面分別回答事實存在的真實性關系、認知者與被認知者的關系及探索知識時采取什么方法。[2]“根據庫恩的觀點，理論體系本身只是科學研究的成功，僅憑理論體系不能說明科學發展的本質，而研究‘范式’的整體變化，卻可以使我們更加清晰地把握科學發展的脈絡”。[3]

受惠于17世紀以來近代科學的快速發展，運動訓練科學形成至今深刻地影響著運動訓練實踐的進程，極大地推進了競技成績向人類運動“極限”的不斷逼近。然而，建立在近代科學認識論和方法論基礎上的運動訓練科學在面對實踐進程中不斷涌現的復雜性問題時解釋力卻不斷下降。

本文試圖對近代運動訓練科學研究范式的特征進行梳理，對近代運動訓練科學研究范式應用于理論研究和指導訓練實踐過程中的局限做出討論，為運動訓練科學研究范式的轉化提供思路。

1 近代運動訓練科學研究范式及其特征

運動訓練科學是一門與運動訓練實踐緊密相關的本源性應用學科，主要任務是揭示運動訓練規律、為運動訓練實踐活動的有效組織服務，其探索發端于19世紀后期，是運動訓練獨立于宗教祭祀、軍事訓練、醫學研究及教育活動等領域的“伴生物”。20世紀60年代，伴隨著《運動訓練分期問題》(1964，馬特維耶夫)《訓練學》(1964，哈雷)等著作的問世，運動訓練學科初步形成。[4-5]尤其是“馬特維耶夫‘訓練周期理論’的創立，對訓練學科科學體系的建設起到了里程碑的作用。同樣，也標志著體育科學各學科知識向運動訓練科學全面轉化的初步實現，標志著近代運動訓練科學范式的建立”。[3]

近代科學觀是以自然科學為典范形成的，強調“科學”包含“經驗科學”和“事實科學”，既繼承了自培根以來自然研究領域的經驗論傳統，強調“科學”在方法論層面上是形而下的“經驗科學”，又采納了由休謨所倡導的關于“是”與“應該”的二分法思想，強調“科學”在內容構成上是描述性的“事實科學”，主張“脫哲學化”與“脫價值化”。[6]建立于牛頓力學基礎之上的近代運動訓練科學研究范式受近代科學觀的深刻影響，表現出明顯的自然科學研究范式的傾向與特征。

第一，強調簡單性法則。牛頓力學追求自然現象的簡單化和以數學的精確性來演示自然界的運行過程，強調用數學方法描述宇宙運行的自然法則。簡單性思想和數的關系的方法論原理推動了近代科學理論體系的建構，探究物質構成、運動規律和科學方法的簡單性這一研究思想也推動了生物學、心理學、醫學、社會學等領域科學研究的進展，深化了人類對自身的認識與理解。

第二，強調“決定論”。決定論對事物運動變化及其內在機制的認識過程是由外而內的，是通過對事物間外在的相互作用來理解其運動變化的根源，認為世界的發展受因果決定規律支配。在牛頓——拉普拉斯機械決定論體系中，只要知道物體運動的規律和初始條件，就可以根據它當前的狀態推知它以前的狀態和預測它以后的狀態。[7]機械決定論反映的是一種確定性的信念，認為“某種”確定性的條件導致了人的運動行為和運動結果，可以根據條件的確定性和訓練過程來預測、控制人的運動能力，即人的運動能力是環境和經驗導致的確定性結果，機體的一切選擇都決定于這一因果鏈。[8]

第三，強調“線性思維”。由于認識能力、認識手段和處理工具的限制，近代科學范式下的運動訓練科學研究都是將非線性關系當作線性關系的近似，以實現非線性關系的線性化。于是，在研究人復雜的運動行為時都力求簡化或忽略一些“次要”的影響因素而將復雜系統簡單化，如運動生理學把復雜的人的運動行為簡化為細胞的物理運動，運動生物力學在研究人體機械運動規律時忽略肌肉變形對質量分布的影響，將人體模型簡化為由多個剛性環節組成的多剛體系統，從而實現運動訓練過程或運動行為的近似還原。

第四，強調“還原論”。還原論是試圖從本體論和認識論著手沿著整體到部分和高層次到低層次這一路徑實現對研究系統的嚴格還原，認為運用還原方法可實現對整體或更高層次完備、充分的認識。[9]本體論還原論認為高級運動形式可歸結為低級運動形式或同一運動形式的高級層次可歸結為低級層次，方法論還原論認為通過對低級物質層次可認識高級物質層次、通過對簡單運動形式的認識可實現對復雜運動形式的認識。

第五，強調客觀實證。實證主義范式從本體論上是一種樸素的現實主義觀，認為現實位于“外界”，可以用超越時空的一般規律對其認識與表述，可以對部分規律采用因果的方式予以說明；在認識論上強調主客二分的客觀主義，研究者的主觀價值在在認識過程中必須予以排除，強調“價值中立”與研究的客觀性；在方法論上強調采用實驗的方法和量的研究方法。實證主義強調科學本質上是建立在經由觀察或實驗所獲的經驗事實基礎之上，強調可證實性與可檢驗性。[10]

2 近代運動訓練科學研究范式的局限

2.1 簡單性法則弱化了對人類生命有機體本質特征與復雜屬性的認識

運動訓練的根本任務是實現對施訓對象——運動員——人類——進化過程中最高級生物身心潛力的最大化挖掘，而開始這一任務的前提是對人類生命有機體屬性的深刻認識。

生命過程是復雜和多樣的，具有精神和肉體的雙重屬性，生命的演化和發展受生物、化學、物理、社會等內外在多種因素的影響。近代科學還原論與活力論關于生命是否可以被還原、是否能夠通過對部分的認識實現對生命整體的了解、物理和化學等自然科學定律是否能夠解釋生命規律等科學論爭促使科學家從新的視角對生命有機體進行研究，系統科學和復雜性科學的研究成果也為我們認識生命的本質特征與屬性提供了依據。研究結果表明生命具有如下本質特征與屬性：(1)開放性與自適應性。生命總是處在開放系統中不斷地與外部環境進行物質、信息與能量的交換。同時，生命又具有自身內在的目的性，是對環境的主動適應。當內環境受到外界環境干擾時它可以通過內部調節機制使生命按照預定目標不斷趨向并維持某一秩序，借以不斷調節新陳代謝的速度、酸堿平衡等，具有自我增強的選擇機制。(2)整體性和不可還原性。生命有機體是一個不可分割的復雜結構整體，各組分屬性的簡單加和不能等同于它的整體屬性，其生命現象和心理現象無法機械的還原為物理和化學現象。(3)多層次性和動態性。人的生命是一個具有嚴格等級的多層級系統，每一層級都被視為具有特定屬性、用以區分不同層級系統的整體，低層級間相互作用、通過功能的涌現構成高層級系統及至更高層級的系統。生命系統通過內部層級間及與外部環境的相互作用，不斷的發生自組織作用，進而涌現出整體性的行為與特征。在這一過程中，穩定與平衡只是系統調節過程中的片段，非平衡動態變化才是生命運動的常態，超循環理論也說明了一切現實的生命系統始終處于非平衡態的動態有序變化過程之中。[11-12]

圖1 人的縱切面示意圖(引自諸葛偉民，2009)Graph 1 Sketch of human longitudinal section

簡單性法則指導下科學研究的特點是忽略起始條件和約束條件的復雜性，如英國化學家約翰·薩瑟蘭(2009)研究發現了用生命起源前化學物人工合成核苷酸的途徑，認為鹽基和糖分不需要分別培養然后連接，因為它們可以自然構成一個單元，但前提是必須在“合適的條件”下。[13]運動訓練科學研究的對象是人，具有開放性與自適應性、整體性和不可還原性、多層次性與動態性的復雜屬性，應用以忽略起始條件和約束條件的復雜性為前提的簡單性法則對其進行研究必然存在對其復雜屬性的弱化。

2.2 決定論忽略了運動訓練系統與訓練過程的復雜性

決定論的世界觀加快了運動訓練與競賽的實踐進程，在尚未對運動訓練過程各影響因素的作用機制做出真實解讀或證實的情況下，仍然是開展運動訓練的重要前提。如先后提出的解釋訓練過程中人體運動能力變化的“超量恢復”學說和“運動適應”理論盡管受到了人們的質疑且缺乏大量具體實驗數據的支持，但在人體運動能力提高的機制仍然存在許多“黑箱”、目前的科學理論和技術還無法對其做到精確的量化解釋的情況下，仍然是我們開展訓練實踐的依據。[14]但是，必須注意到運動訓練的目的是在運動訓練過程中追求對施訓對象潛力的最大化挖掘，運動訓練的主體和客體都是有別于物體的復雜生命系統，現階段即使了解了生命的全部構造也無法對其功能做出精確解讀。2001年，人類基因組計劃(human genome project，HGP)完成了人類基因組圖譜的測序，實現了人類對生命現象本質特征了解的飛躍。“人類重大疾病的蛋白質組學研究”首席科學家賀福初院士認為“基因組計劃即使已確定某生物基因組內的全部基因，也不能告訴人們哪些基因在何時何地以何種程度表達”。[15]貝塔郎菲也指出生命現象不能用機械論的觀點和辦法解決，生命過程表現的豐富形態展現出從單細胞到組織、器官，再到無數細胞組成的多細胞有機體的獨特組織體系，生命在其組成的物質和能量連續耗費與交換中保持自身，其行為是具有內在自身目的的主動方式。[16]

同時，運動訓練系統具有多層次性、多情景性、開放性等特性，是許多隱性因素與教練員、運動員、訓練計劃等顯性因素交織著的充滿活力的復雜系統。[17]在復雜系統的演化過程中，當系統的變化超過一定閾值，系統進入突變分叉階段，這時隨機性與偶然性起主導作用，系統具有多種的潛在定態，它們之間既協同作用又相互競爭。[18]且系統包含著多種因素(或變量)，因素與變量之間不是簡單的、徑直的因果關系。在訓練過程中，過分強調競技狀態獲得的周期性、競技能力發展的有序性與忽略競技能力發展的突變性、涌現性、非均衡性都是忽視系統復雜性與訓練過程復雜性的表現，其結果導致了訓練理論對訓練實踐解釋力的下降。[19]

2.3 線性思維影響了對運動訓練系統復雜關系的真實“還原”

面對復雜的運動訓練實踐過程，對具體的運動行為與動作技術以限定起始條件的方式開展深入的研究以建立數學力學模型、實現人體運動仿真，從而為技術分析、技術控制和技術最佳化服務是必要且可行的。但是，在線性思維指導下對人體運動復雜系統的簡化就會忽略對神經、肌肉和骨骼系統的內部機制的了解，進而在認識人體運動時產生對運動整體行為的肢解，也無法實現對復雜性運動行為的真實還原。在運動訓練過程中表現出“比什么就練什么、練什么就長什么”的錯誤認識和“對機體施加的運動負荷越大、機體的恢復能力越強”的錯誤認知，從而造成運動員過度疲勞、甚至是傷病的出現。

線性思維的另一個特點是將復雜系統簡化或近似化為線性系統，而線性系統遵從疊加原理，用數學式表達即為f(x)=2x，f(y)=2y，則f(x+y)=2(x+y)=2x+2y=f(x)+f(y)。傳統的訓練理論基于還原論思維將體能系統分解為形態、機能和運動素質，并通過力量、速度、耐力、柔韌、靈敏等素質表現，并在訓練過程中從簡線性思維出發通過對相對應的子項身體素質訓練或復合素質訓練以改善身體形態、提高身體機能，體現了線性的因果關系和確定、有序的思維方式。認為提高運動員的體能就是提高各子項的水平，從而忽視了體能要素的多元性和各要素間關聯的非線性。Letzeher等和Bauersfeld等對不同水平男子鉛球運動員臥推成績與專項成績之間的相關性研究發現，成績為12～16m的運動員最大力量與專項成績呈線性關系，而成績超過19m后，臥推成績與專項成績呈非線性關系，說明了疊加原理的不適用性。[20]

世界本質是復雜的，線性系統或者線性關系只是復雜系統與復雜關系的子集。運動訓練的多層次性、人的本質與特征復雜性說明了運動訓練研究對象是一個非線性的復雜系統，復雜的運動訓練系統并不是總能夠進行線性分解與還原，將復雜的運動訓練系統作為線性系統進行研究必然丟失重要的相關信息，且由于非線性關系的存在，“次要”因素的變化會產生重大的“蝴蝶效應”，則運動訓練過程的復雜性本質也將無法得到真實還原。

2.4 還原論放大了還原方法的認識功能

還原方法是把研究對象分解為部分或下位層次加以研究的一種策略，目的是在受控實驗中對研究對象進行“分析—重構”。運用還原方法，可以將研究系統置于環境之外，將其分解為部分或把高層次化約為低層次，再用部分及部分間的組合來解釋或預測整體的功能，其目的是要通過對局部領域的簡化和抽象來揭示自然界的基本性質及其規律。在科學研究中應用還原方法是必要且有效的，在認識事物的過程中，通過還原的方法認識部分及部分間的聯系是認識整體的必要前提，可以對整體認識的更為深刻。

還原論是一種基于還原方法所形成的哲學思想，本體論還原論強調還原是科學統一性得以實現的唯一途徑，認為任何運動形式都可歸結為物理運動形式。本體論上的還原論主張：(1)在還原物質系統層次間的過程中不存在時間的演化維度，忽視時間的不可逆性和涌現現象。(2)預設將事物分解為組分或元素的過程中原有信息不會丟失。(3)還原過程中A的變化只會引起B方面量的變化的線性因果關系。(4)整體功能是部分功能的線性組合。方法論還原論在認識復雜性的過程中，強調將復雜事物分解為簡單部分以認識其本質與規律，通過對事物部分的認識實現對整體的認識、通過對構成事物要素的考察探究事物的規律，對方法論還原論的承認意味著對本體論還原論的允諾。[21]基于本體論還原論思想就會出現通過對體能、技能、戰術能力、心理能力和知識能力等競技能力構成子系統的認識來理解競技能力系統，忽略各子項能力間的關系及相互作用后的涌現性，認為某一方面能力的缺失可以通過其它能力的提高予以彌補，或者認為各子項競技能力提高后運動員整體競技能力就會提高。而通過將復雜的人體運動形式和運動過程還原為物理的、化學、力學的形式與過程，試圖以簡單機械的運動形式來認識高級的人體運動形式也是方法論還原論的研究范式。人類是生物進化過程中的高級生物，在運動訓練科學研究中人和動物間質的差異性不能被忽略，以缺失符號機制的動物為實驗對象的研究成果僅能從生物屬性的角度出發部分地解釋人的運動行為。

一般來說，在以適當的輔助性假設為前提運用還原方法對研究對象進行簡化的過程中會造成部分信息的丟失，會造成對事物的不充分、不完備的認識。從低級運動形式或部分出發僅可推出高級運動形式或整體的部分性質，因而還原論是對還原方法的認識功能不加限制地擴大化的結果。[9]如果在運動訓練科學研究中繼續放大還原方法的認識功能，忽視運動形式間質的差異性與矛盾的特殊性，忽視世界的多樣性與層次間的結構，將難以逃離還原論的窠臼。

2.5 實證主義范式弱化了對運動訓練實踐特殊性的認識

采用實證主義范式，沿著研究設計——選擇變量——定義變量——指標選擇——概率抽樣——收集數據——信效度檢驗——數據分析——檢驗假設的研究進路對運動規律或體育現象等經驗事實予以證實對促進運動訓練科學研究是必要的。[22]但應用實證主義范式在解釋運動訓練實踐問題時存在著自身難以克服的困難。

第一，應用實證主義范式的前提是在本質上將體育運動視為可以還原為物理的或生物的自然事實，這需要我們在研究肇始就要以簡單性法則和因果決定論為指導在主觀上弱化人的復雜屬性(簡單性法則和決定論在運動訓練科學研究中的局限前文已有論述)；第二，應用實證主義范式需將體育運動視為獨立于人的主觀意識之外的客觀存在、強調“主客二分”與研究的客觀性。但運動訓練實踐活動是以人為主體的同時實現對以人自身為客體的改造過程，運動訓練實踐過程的主客同體性難以被忽視。人除了自然屬性還具有社會屬性，在研究過程中研究對象的確立、研究范圍的確定等都受到主觀因素的影響；第三，運動訓練實踐與研究中經驗的不可或缺與隱性知識的難以證實。經驗是人在社會實踐中同他周圍的自然世界的直接的聯系中產生的認識和知識。經驗的認識階段既包括感性經驗，又包括理性思維的程序，經驗的東西本身就是感性的東西和理性的東西的統一。[23]在運動訓練實踐過程中，面對不斷涌現的復雜實踐問題，教練員和運動員的感性經驗不能被排斥，戰機的捕捉、心理狀態的判斷等都依賴于感性經驗。在運動技術的統計與分析過程中，通常的做法是以數據說明事實。但數據的獲得依賴于研究者的“經驗”，如在乒乓球技術統計中關于失分原因的歸因統計，即失分的原因應歸因于主動失誤還是被動失誤即依賴于統計者的經驗判斷。運動訓練實踐知識包含顯性知識與隱形知識，而隱性運動技術知識是指運動員個體所擁有的特殊知識，依賴于個體的不同體驗、直覺和洞察力，隱性運動技術知識多以經驗形態存在，具有獨占性和難言性。[24]可見，隱性知識對于占有者而言都難以言表，則更加難以證實。

此外，實證主義研究范式的研究對象是經驗事實，而科學之所以成為科學，經驗事實的支撐只是某種必要條件而非充分條件。科學的建立還必須有理念的基礎，科學據以建立的理念基礎往往是由超理性的思維過程所創造的。經驗觀察為科學提供事實的或實證的支撐，其特點是從感性的經驗直覺過渡到經驗理性，而思維創造則為科學提供理念的支撐，它們共同為科學建構提供了重要基礎。[25]運動訓練科學作為自然科學及社會科學的理論體系、研究方法、研究成果的受惠者，其科學建構也必須遵循這一規律，不能僅依賴于對經驗事實研究成果的支撐。

3 結語

研究范式的差異，會使不同的研究者在同一時空考察同一現象時對事物及事物間關系的認識產生不同的看法。近代運動訓練科學研究范式的形成過程，是脫胎于科學主義的產物，是以自然科學為典范形成的，經驗主義—實證主義科學觀深刻的影響著研究者的范式選擇，也影響著對運動訓練實踐及運動訓練科學研究的認知。

20世紀70年代以來，復雜性科學及其研究范式的興起為運動訓練科學研究范式的轉向提供了一個新的視角，部分研究者已不斷嘗試應用復雜性科學范式對傳統訓練理論進行反思、認識與重釋。一方面部分運動訓練科學研究自發的通過對既有理論的再認識，研究成果逐步萌動了復雜性思想。另一方面，復雜性科學范式的興起也初步促進了運動訓練科學范式的復雜性轉向。“復雜性”“非線性”“混沌”“涌現”“演化”“生成”“突變”等復雜性科學概念不斷地出現在運動訓練科學研究中，試圖從方法論角度實現整體論與還原論的融貫，并應用復雜性范式重新認識與解釋運動訓練實踐中不斷涌現的復雜性問題。但鑒于復雜性科學興起的時間及運動訓練科學范式向復雜性范式轉向的時間尚短，在運動訓練科學研究范式的轉向過程中，既需克服近代運動訓練科學研究范式的局限，又需要充分認識到采取近代科學范式所取得的研究成果在認識和指導運動訓練實踐過程中發揮的巨大作用，以實現對整體論與還原論的超越為目標，不斷完成運動訓練科學研究范式的轉化與應用。