淺析數字時代科學變革的新特征及其研究路徑

陳祥鳳，龍芳敏，王俊利*

（1.右江民族醫學院生物醫藥與大健康現代產業學院；2.右江民族醫學院醫學檢驗學院；3.右江民族醫學院基礎醫學院，廣西百色 533000）

科學技術進步日新月異。在第三次生命科學革命、第四次工業革命以及互聯網、大數據時代到來的多重背景下[1-3]，科技變革已對諸多領域產生深遠影響。其中，數字變革在教育領域的體現尤為突出。2023年2月13日，世界數字教育大會在北京隆重開幕[4]。新的科技革命和產業革命的加速推進，要求科學工作者必須深入分析科技革命路徑、敏銳掌握科技變革動向、積極迎接科技變革挑戰，從而勇立時代潮頭、引領時代潮流。因此，剖析數字時代科技變革路徑，精準把握時代脈搏，主動迎接并融入變革，已成為時代賦予科學工作者的重要使命。

一、把握科學革命脈搏的鑰匙

（一）庫恩范式

托馬斯·庫恩提出了范式（paradigm）的概念（以下簡稱庫恩范式），并在其著作《科學革命的結構》中對其進行了全面系統的闡述[5]。他認為，范式通常指那些公認的科學成就，在特定時期內為科學共同體提供典型的問題和解答[6]。進一步來說，范式是科學共同體成員所共有的信念、理論、方法和范例的集合體，代表著一種共同的科學傳統和世界觀[6]。

（二）庫恩范式的局限性

盡管庫恩范式作為科學哲學的核心概念，對科學研究尤其是科學革命的研究具有重要的哲學價值，但因其本身概念的極強可塑性和模糊性，在傳播和使用過程中容易導致概念的誤用和歧義。許多學者對庫恩范式的概念辨析、哲學定位等進行了深入研究和討論，并對其中的矛盾和問題提出了自己的觀點[6-9]。科學哲學指引科學的發展，是研究科學發展與科學革命的重要工具。充分探討庫恩范式的現實困境并找到其突破點，對于科學哲學的發展和科學研究的進步都具有深遠的意義。

（三）庫恩范式的哲學重構與范式模式的構建

1.庫恩范式哲學的反思與補充

瑪格麗特·馬斯特曼在《范式的本質》中列舉了范式在使用中存在的至少21種不同含義[5，9]，揭示了庫恩范式概念的模糊性和多樣性。庫恩本人也對瑪格麗特·馬斯特曼的質疑進行了回應和補充闡述。盡管庫恩作為物理學家、科學史家和科學哲學家[10]，對科學革命的結構進行了深入研究和解析，但其范式概念在使用方法上的不明確性導致了在指導科學研究時的誤用或錯用。科學的發展是一個動態過程，因此，庫恩范式應建立起能夠適應科學革命動態變化的模式，而非僅僅停留在靜態描述上。優化庫恩范式的使用成為當前亟待研究的課題。

2.范式模式的構建

庫恩在《科學革命的結構》中闡述了科學（尤指自然科學）發展的實證[5]，其提出的范式具有極強的塑性，因此，對范式的使用產生諸多不便。

為了解決范式作為靜態描述難以很好地運用于科學革命研究的困境，本文提出了范式模式的概念。范式模式包含范式形體、范式和范式模式的定義。具體而言，范式形體是指一個特定共同體的部分成員以特定視角在實踐中所形成的具有全部或部分“此特定共同體的成員所共有的共性”的基本范疇、命題、方法原則構成的理論話語。而范式則是指一個特定共同體的成員在實踐中所形成的具有所有“此特定共同體的成員所共有的共性”的基本范疇、命題、方法原則構成的理論話語。范式模式是運用“范式形體－范式”的科學哲學工具進行科學研究或科學革命研究的模式。

范式形體與范式的關系可通過圖1進行闡述。范式形體之間可以是衍生、獨立共存或交集的關系，不存在不可通約性。而范式之間是獨立的，具有不可通約性（自然科學與社會科學范式的不可通約性表現形式不同，下文將詳細闡述）。范式形體來源于特定共同體成員中的部分實踐，而范式則指引著各范式形體的發展以完善其自身。在實際運用中，我們應該合理使用“范式形體－范式”的模式開展研究，以實現范式模式的哲學價值。

圖1 范式形體與范式的關系

3.把握科學革命的脈絡

“范式形體－范式”模式揭示的科學革命路徑如圖2所示。科學革命的初步形成源于某一領域的研究實踐，催生了具有排斥性的新范式形體的出現。隨著新范式形體的不斷完善，它最終建立新的范式并推翻原有范式，從而實現了從范式I到范式II、再從范式II到范式III的轉變。在此過程中，范式之間具有不可通約性，彼此相斥。這種范式轉換是庫恩范式的經典闡釋，尤其在自然科學領域，理論層面上的不可通約性表現得更為明顯。

圖2 經典范式轉換

對于社會科學，庫恩并未給出合適的范式闡釋。因此，他認為社會科學完全取得范式是懸而未決的問題[5]。實際上，社會科學的范式轉換通常表現為新舊范式的更替（如圖3所示）。在社會科學革命中，新范式形體的出現往往與舊范式存在交集或緊密聯系。社會科學的范式轉換更多表現為舊范式的衰落和新范式的興起，在理論層面上很少出現完全相斥的推翻性質。不可通約性在社會科學中主要體現在實踐層面，表現為舊范式的擁護者逐漸消失，新范式的擁護者逐漸壯大，從而完成社會科學革命。

圖3 社會科學范式轉換

社會科學的范式取代過程如圖3所示。新的范式形體與舊范式可能具有交集、衍生或獨立共存的關系。在理論層面上，它們并不完全存在不可通約性，而是處于競爭關系。誰能夠占據社會科學領域研究的主動權，將范式形體擴展為范式，那么競爭的其他范式形體或范式將自動消亡，從而完成新舊交替即社會科學革命。庫恩從科學史學（尤其是自然科學史學）的視角出發，用范式的不可通約性來考量社會科學，得出社會科學范式未建立（亦即社會科學不是科學）的論斷是不合理的。

綜上所述，范式模式的建立有效地闡述了科學研究的哲學方法論，為自然科學和社會科學的發展指明了方向。同時，范式模式的建立有助于我們對自然科學革命和社會科學革命的發生及指引作出科學的判斷，進而抓住先機，先手布局，推動科學的進步與發展。

4.范式模式的運用

人類的認識歷史告訴我們：“必須先研究事物，而后才能研究其過程。”[11]在科學研究領域，范式形體的出現先于范式，因具有全部或部分“一個特定共同體的成員所共有的共性”而暗示了范式形體的發展方向，即尋找完全具備所有“一個特定共同體的成員所共有的共性”的范式。構建范式模式，即構建“范式形體－范式”的科學研究思路，應當以現實科學研究基礎為邏輯起點來建立范式形體。范式，作為一個特定共同體的成員在實踐中所形成的具有所有“此特定共同體的成員所共有的共性”的基本范疇、命題、方法原則構成的理論話語，為范式形體指明了發展的方向，是范式模式的邏輯終點。在當前的科學研究中，學者們有時傾向于將某一研究領域的典型范式形體稱為范式。這種做法并非不可取，因為具有主導地位的范式形體最有可能發展成為范式。然而，在進行科學革命研究時，我們必須確切地區分范式與范式形體，以實現其科學哲學的價值。

范式模式作為科學哲學工具，在科學發展研究和科學革命研究中具有廣泛的應用價值。但在運用過程中，我們需要把握以下幾個要點。首先，范式模式的使用必須以其科學哲學概念為出發點，充分體現其哲學價值。其次，范式與范式形體只是一套科學研究的哲學工具，并非無所不包的概念。我們應該明確其適用范圍和限制，避免將其泛化或濫用，以保持其哲學本真。第三，在科學研究中，范式模式的重要邏輯起點是合理地確定范式形體。范式形體是基于特定共同體成員中的部分實踐而形成的。因此，在構建范式模式時，我們必須以現實研究基礎作為范式形體，而不可將現實研究基礎直接等同于范式。同時，我們需要探究各范式形體的共性，以此明確研究范式的方向及使用的方法。范式作為科學研究的邏輯終點，是我們追求的目標和方向。最后，我們需要注意不可將范式模式概念等同于實際科學研究場景。范式模式是一種抽象的工具和思路，不能替代具體的科學研究過程。我們也不能用泛化的范式概念來解釋特定科學研究中的范式概念。特定科學研究中的范式表現形式應該是對其共性的具體闡述和體現。

（四）科學革命的新形態與研究路徑

學科交叉點往往就是科學新的生長點、新的科學前沿，這里最有可能產生重大的科學突破，使科學發生革命性的變化[12]。隨著知識經濟時代和數字化時代的來臨，學科交叉融合的趨勢日益顯著。在這一背景下，把握科學發展與科學革命的方向成為范式模式哲學價值的重要體現。

自然科學的革命往往發生在交叉領域。這一過程中的范式轉換相較于庫恩范式所描述的經典范式轉換呈現出新的特點。交叉領域的新范式形體往往脫胎于舊的交叉領域范式。因此，當前的自然科學革命更多表現為舊范式的衰落和新范式的崛起（如圖3所示）。那種完全的、不可通約的范式轉換愈發少見，而劃時代的、理論層面具有不可通約性的自然科學范式轉換（如圖2所示）已經許久未見。與此同時，社會科學革命在數字化時代的推動下也表現得愈發劇烈。數字化技術拉近了社會群體的距離，互聯網絡空間使得社會群體意識的交流、融合與碰撞變得更為便捷。新技術對社會科學的發展起到了強大的推動作用，社會科學革命的演進也愈發明顯，范式的興衰交替變得清晰可見，而不再是漫長而緩慢的演進過程。

針對科學革命的新形勢，為有效應對其新形態并把握科學革命的動向，我們需要根據范式模式來研究科學革命的方向以及判斷其演進程度。首先，根據數字化時代的科學革命態勢，我們必須具備敏銳的洞察力。由于科學革命很難再從嚴格意義上找出完全不可通約的范式，因此，關注科學領域新興范式形體的出現至關重要。同時，我們需要結合社會、科學、經濟發展的趨勢來判斷這些新興范式形體是否具有形成新范式并取代舊范式的潛力，從而捕捉到科學革命的先機。其次，我們要大力鼓勵科學創新。科學創新包括基礎研究創新和應用性研究創新兩種形式。基礎研究創新旨在建立理論層面具有不可通約性的新范式（如圖2所示），而應用性研究創新則更多指向新形態的科學革命（即新舊范式無嚴格意義上的不可通約性，如圖3所示）。因此，科學創新的求異、求新是科學革命的生長點。這些生長點相較于新興范式更加微觀，所以，鼓勵科學創新、關注科研前沿是把握新的科學革命動向的必要途徑。最后，在數字化時代，自然科學革命和社會科學革命出現了交融的現象。科學的新范式形體的出現不再僅僅影響一個領域，而是表現出連鎖式科學革命的態勢。因此，在新的科學范式形體出現時，各領域都需要聚焦關注并積極準備迎接科學革命的到來。自然科學革命可能引發社會科學革命，而社會科學革命也同樣能夠引發自然科學革命。

二、如何應對科學革命的挑戰

科學的發展是范式建立和完善的過程，而科學革命則是范式轉換的過程。面對新舊更替或交替，學者應秉持客觀、科學、創新和進取的精神。由于舊范式終究會消亡，我們必須沉著應對科學革命，以極大的熱情抓住科學革命的先機，并以飽滿的姿態迎接其挑戰。

在新形勢下，科學革命的發生很少伴隨著理論層面顛覆性的、不可通約的范式的建立。相反，它往往開始于新范式形體，在舊范式中生長，從而完成范式的轉換。因此，科學工作者需要培養國際視野，掌握自身研究領域的科學發展動向，洞察科學革命的先機，以更好地迎接科學革命的到來。

在知識經濟時代和數字化時代，科學工作者應培養廣闊的胸襟，勇敢接納科學變革。新范式的興起必然伴隨著舊范式的衰亡，這是科學發展的必然規律。科學總是在新舊交替或更替的過程中不斷完善和發展。根據范式模式，新范式將為新興范式形體指明發展方向。科學的蓬勃發展是不可阻擋的潮流，我們只有順應它、弘揚它，抓住先機、找準契機，才能取得進步。

三、范式模式的哲學價值

要明確范式模式的定位，我們應注意以下幾點：首先，范式模式是科學哲學的概念，是科學研究的哲學工具；其次，我們在特定領域運用范式模式時，需要與該領域的科學研究相結合，產生相應的范式概念，而不能將范式模式的概念泛化成包羅萬象的萬能工具；最后，范式模式的哲學價值體現在其作為哲學工具的運用過程中。

范式模式的哲學價值在于指導科學工作者如何面對知識經濟時代和數字化時代的科技革命與產業革命。新時代的科學革命一定是鏈式反應，因此，我們需要根據范式模式判斷科學發展的動向并做好充分準備。我們需要通過范式模式來平衡科學工作者的心態，針對自然科學革命和社會科學革命的新形態，緊緊抓住新興范式形體與舊范式無完全不可通約性這一時代特點，把握科學革命的先機并孕育良機。

四、結束語

自庫恩范式在《科學革命的結構》中得到系統闡述以來，由于其極強的塑性，在科學哲學的研究中面臨諸多困境。然而，范式形體的提出及范式模式的建立為新時代科學哲學的發展注入了活力。它們為科學工作者推進科學研究、應對科學革命和科技革命提供了有力的哲學工具。