科学革命及其结构

据著名科学史家I．伯纳德·科恩(I．Bernard Cohen)考证，最早把“革命”与“科学”联系在一起的例子，出现在弗兰西斯·培根(Francis Bacon)的《新工具》(Novum Organum［1620］)第一卷第78条语录中:

在人们的记忆和学术所展延到的25个世纪之中，我们好不容易才能拣出6个世纪是丰产科学或利于科学的发展的。因为在时间中和在地域中一样，也有荒地和沙漠。算来只有三次学术革命也即三个学术时期是可以正经算数的:第一期是在希腊人，第二期是在罗马人，第三期就在我们亦即西欧各民族了;而这三期中的每一期要算为两个世纪都还很勉强。至于介乎这三个时期中间的一些年代，就科学的繁荣成长这一点来说，那是很不兴旺的。无论阿拉伯人或者经验学者们都提不到话下，他们在这中间时期，与其说是对科学的分量有所增加，毋宁说是以大堆论文把科学磨损得像一条蹂躏了的道路一样。这样看来，科学进步之所以如此贫弱的主要原因可以恰当地说是由于过去有利于科学的时间甚为有限之故。(科恩1998:622)^[9]

其实，严格地说，弗朗西斯·培根用拉丁文所表达的是“学术革命”(doctrinarum revolutions)，而不是我们现在通常所说的“科学革命”(scientific revolutions)(参见科恩1998:624)，更何况他心目中的“革命”也不是库恩所说的“范式转换”，甚至推翻特定传统意义上的革命(参见Kuhn 1962:6)。

如果我们注意到库恩在《科学革命的结构》(特别是第九章)中常把科学革命与政治革命作类比，那么科恩的如下论述就更值得重视了:

革命这个概念的历史，不能与这个词本身使用方式的历史分割开。因为使用方式的历史有着许多与科学革命这一课题密切相关的问题。首先，“revolution”(革命)这个词本身来源于晚期拉丁语，作为一个名词，它源于拉丁文的动词“revolvere”，意为“使后退”，从而“展开”，“读完”，“重复”，以及“仔细考虑”;由此，其进一步的意思为“回归”，“再发生”。其次，名词“revolutio”(绕转)作为一个专业术语用于天文学(以及数学)，始于中世纪的拉丁语。第三，“revolution”这个词逐渐在政治意义上使用，而最终则意指一种“推翻”过程。第四，“revolution”这个词与政治事物领域中的推翻过程联系了起来，而后来，“推翻”之意不再带有“revolution”一词表示的周期性的那些涵义了;同时，“revolution”这个词开始用来意指远非通常意义上的事件了。在对革命进行反思的发展过程中，人们很早就认识到英国已经发生过一场革命(1688年的光荣革命)以及科学中正在进行着的一场革命，这一点具有相当重要的意义。18世纪初，(与我们今天使用革命这个词意义十分相似的)革命在人们看来不仅与政府有关，而且与思想领域和文化事业领域尤其是科学的发展有关;人们意识到，到了牛顿时代，一场革命已经在科学中发生了。这个时期值得注意，因为至少有三位不同的科学家认识到，他们个人的研究有可能导致(或正在导致)一场科学革命。

在18世纪的最后25年之中，美国独立战争和法国大革命用事实证明，革命是连续的政治进程和社会进程的一部分，同时，拉瓦锡(Antoine-Laurent de Lavoisier)宣布了科学中的一场新的革命:化学革命。到了这个时候，人们也开始普遍承认，曾经有过一场哥白尼革命，还曾有过一场牛顿革命以及相继而来的一些小的科学革命。(科恩1998:65—66)

有了上述背景知识，就容易理解以下所引柯瓦雷(Alexandre Koyré)的自白了:“我已经在我的《伽利略研究》^[10](Études Galileénnes)中致力于确定新旧世界观的结构模式，以及确定由17世纪科学革命所带来的变化。在我看来，它们可以归结于两个基本而又密切相联的活动，我把它们表述为和谐整体的宇宙(cosmos)的打碎和空间的几何化，也就是说，将一个有限、有序的整体，其中空间结构体现着完美与价值之等级的世界概念，代之以一个不确定的或无限的宇宙概念，这个宇宙不再由天然的从属关系联结，而仅仅由基本部分和定律的同一性联结;也就是，将亚里士多德的空间概念——世界内面被分化了的一系列处所，代之以欧几里得几何的空间概念——一个本质上无限且均匀的广延，它而今被等同于世界的实际空间。我所描述的这一精神变革当然不是一蹴而就的;革命也要时间去实现;革命也有自己的历史。”(柯瓦雷2003a:1—2)我之所以要在这里援引柯瓦雷的论述，是因为正如吴以义所说，库恩的科学史研究所受到的最大影响来自柯瓦雷，而“库恩关于科学革命结构的理论，很大程度上是建立在他的科学史研究之上的。这种研究包括他对波义耳(Robert Boyle)和17世纪的化学，对卡诺及有关的热学的专门研究，包括他对哥白尼及其时代的研究，还包括他对其他科学史家工作的研究。”(吴以义2013:120—121)。的确，这种影响有事实为证:库恩专为柯瓦雷写过4篇论文(参见吴以义2013:123—126);更重要的是，柯瓦雷关于科学革命具有历史结构的观念，在库恩《科学革命的结构》一书中得到了充分体现。

那么，我们应该怎么理解库恩所说的“科学革命的结构”呢?在《科学革命的结构》第四版(2012年)前面部分，加上了伊安·哈金(Ian Hacking)撰写的“导读”，其中对科学革命结构的解说颇具启发意义，值得参阅:

“结构”和“革命”被置于此书^[11]的标题之中，可谓得其所哉。库恩认为，科学革命不仅确实存在，而且还具备某种结构。这种结构在书中被库恩小心翼翼地展开，结构中的每一个节点都被库恩赋予了一个有用的名字。库恩在语词的使用上具有点石成金的天赋，他的这些命名获得了不寻常的地位;尽管它们起初似乎生涩难解，但今天有些已成为日常的用语。可以下述序列为证:

(1)常规科学(第二—四章，库恩自己称之为节，因为他认为《结构》更像是一本书的纲要，而不是一本书);

(2)解谜(第四章);

(3)范式(第五章)，这一名词当初为库恩所用之时还十分冷僻，而经他使用之后，已成了一个普遍和常用之词(更不用说范式转换了!);

(4)反常(第六章);

(5)危机(第七—八章);

(6)革命(第九章):确立起新的范式。

科学革命的结构如下:起初，是具有一个范式和致力于解谜的常规科学;随后，是严重的反常，引发危机;最终，由于新范式的诞生，危机得以平息。另一个因他而著名的词语没有出现在章节标题中，这就是不可通约性。这一概念意即在革命和范式转换过程中，新的思想和主张无法与旧的做严格的比较。即便是同样的用词，它们的真实含义也已改变。由此导致的一个观念是，一个新理论之所以被选择来取代旧理论，与其说是因为其真，还不如说是因为一种世界观的转变(第十章)。此书结束于一个令人不安的思想:科学中的进步并非通往单一真理的简单直线。我们所说的进步，体现在去追求更为恰当的世界观念，和更为融洽地与世界的互动(第十三章)。(Kuhn 2012，x-xi)^[12]

与哈金在这里表述的观点基本上相吻合，吴以义选择了以下三个要点来解说库恩所说的科学革命的结构:(i)常规科学、反常与危机;(ii)革命;(iii)应该怎样写科学史。(参见吴以义2013:第五章)显然，这里所列出的要点(iii)是引人注目的。实际上，在《科学革命的结构》的第一章(“Introduction:A Role of History”)中，库恩就简要地阐发了他自己的科学史观，或者说，表达了他对“应该怎样写科学史”这个问题的思考。在此，库恩开宗明义就挑明了他要批判的对象和他想达到的目的:

只要我们不把历史看成是堆放轶事年表的储藏室，它就会使当今支配我们的科学形象(the image of science)产生一个决定性的转变。这种业已形成、甚至是由科学家亲手绘成的科学形象，主要来自于对已有科学成果的研究。这些成果被记录在经典著作中，更近期的成果则被记录在教科书中。每一代新的科学家都从这些经典著作和教科书中学会如何从事他们的行业。然而，毫无疑问，这些书本的目的只适宜于劝说和教学;从中引出的一种科学观根本不符合产生了这些书本的那项事业，因为这不会比从旅游手册和语言课本来了解一个国家的文化形象更为靠谱。本文力图表明，我们在一些基本方面已被那些经典著作和教科书误导了。本文的目的就是要勾画出一种大异其趣的科学观，它能够从研究活动本身的历史记载中涌现出来。(Kuhn 1962:1)

紧接这些议论，就像我们在前面“引言”中已提及牛顿-史密斯所说的那样，库恩将那种他认为已经误导了我们的科学观或科学形象称为“累积-发展观”(the conception of development-by-accumulation)(Kuhn 1962:2)。按此，科学的发展就是事实、定律、理论、方法等不断累积丰富的过程，有点像滚雪球，越滚越大。与此相应的科学史，则自然而然地承担起了两项主要任务:一是从正面确定当代科学中的每一事实、定律、理论、方法等是何人何时在何处发现或发明的，以便展示科学那持续不断的累积进步过程;二是从反面描述、解释有哪些因素阻碍了科学的累积进步过程。但是，库恩敏锐地觉察到，20世纪中期正在孕育着一场“编史学革命”(historiographic revolution)，科学史家已经开始探寻一些非累积性的发展线索。他认为以柯瓦雷为代表的“这些历史研究预示着一种新的科学形象的可能性”，而《科学革命的结构》就是要“勾画出这种形象的轮廓，使新编史学的某些蕴意更加明确”(Kuhn 1962:3)。结合1968年库恩为国际社会科学百科全书(International Encyclopedia of Social Science)撰写的一款条目“科学史”(History of Science)，更容易看出他试图勾画出科学新形象、重写科学思想史的关键策略是:以历史上具体的科学实践活动为依据，在坚持内史与外史彼此互补的前提下，特别强调对科学史进行社会学分析(参见Kuhn 1977:Ch．5)。

根据上述哈金的提示，可以说，从《科学革命的结构》第二章开始，库恩就用范式概念贯穿全书，依次分析了常规科学、难题解答、反常、危机，直至科学革命，最后以范式转换来表征科学革命，用不可通约性和世界观转变来突显科学革命的特征。——这些关于科学革命结构的揭晓和展示，无疑正是库恩所追求的勾画科学新形象、重写科学思想史的具体实现。