◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys1.dyndns.org)(xys888.dyndns.org)◇◇ “科学革命”有那么革命吗? 李国伟   《科学革命的结构》是孔恩(Kuhn)最有名的著作,这本书使得“科学社 群”、“典范”、“常态科学”、“解迷谜活动”、“异常现象”、“危机”、 “科学革命”、“不可共量性”等等用词,都成为谈论科学史时非常好用与通用 的概念。不仅因而敞开了知识社会学的通道,也逐步引发了当代的“科学研究”。 所以1996年孔恩过世后,哲学家罗蒂(Rorty)推崇他是“二次世界大战之后, 以英文写作的哲学家中,最具影响力的一位”。   我们可以粗略地概括孔恩所描述的科学史循环进程如下:某些历史的时段里, 科学社群取得较大的共识,同意哪些现象与问题值得研究,哪里说法算是现 象的合理解释,哪样的答案才算解决掉了问题。这类共识构成一种典范,让常 态科学得以在其中进行解谜的工作。可是在这种阶段里,有时实验的结果与理 论不合,或者理论的内部发生矛盾。这些异常现象或许会恶化到发生该学科的危 机,从而导致百家争鸣、观念混杂。一直到全新而根本的理论完成一场革命,使 得科学家有了迥然不同看大自然的眼光,于是旧典范与新典范之间产生了不可共 量的转移,之后再次进入另一轮的常态科学。   虽然孔恩是泛论科学革命,然而因为他自己的物理学家背景,他所提出的典 范转移实例,主要是从亚里斯多德力学到牛顿力学,以及从牛顿力学到相对论以 及量子力学。因此有顶尖的物理学家对他的理论提出质疑时,就更具相干性,更 值得注意了。温伯格(Weinberg)是1979年的诺贝尔物理学奖得主,他也因为对 美国科学界长年的影响,而于1991年获颁国家科学奖章。他新近出版的文集 Facing Up: Science and Its Cultural Adversaries (Harvard University Press, 2001)里多处谈论到孔恩的理论,不过第17章The Non- Revolution of Thomas Kuhn一文,基本上总结了他的见解。虽然孔恩不能同意 某些景仰他的人,因受他的理论启发而走到极端的情形,但是温伯格仍然认为孔 恩的科学革命理论,其激进的部分不仅足够激进,而且还根本是错误的。   温伯格所批评的第一个失误是科学革命前后的不可共量性。他拿牛顿力学到 爱因斯坦相对论的典范转换为例,认为经过科学革命之后,并不会发生无法了解 先前科学的状况。事实上现在训练新的物理学家,还是从牛顿力学上手,即使他 们学过了相对论,仍然能以牛顿力学的眼光思考问题,不曾发生不能沟通的现象。 温伯格说孔恩维护自己立场的方法,是认为在革命前后,相同的名词其实已经有 迥然相异的意义。譬如物理学家所谓的“质量”,在相对论发展成功之前与之后, 是大相迳庭的。温伯格承认在爱因斯坦刚展开相对论革命时,人们对“质量”的 理解发生过不确定的阶段。可是尘埃底定以后,名词的定义只是往更精确、内容 更丰富的方向发展,物理学家并没有丧失理解前一个常态科学期的理论的能力。 又譬如孔恩认为有了相对论之后再谈牛顿力学,它已经不是先前的牛顿力学了, 因为先前人们并不知道它只是近似的真,而现在知道了。而温伯格以为“就像说 你现在吃的牛排不是你先前买的牛排,因为你原来不知道它筋很多,现在你知道 了。”(p. 198) 这种现象并没有使牛顿力学截然断裂,也没有使它成为错误的, 象是亚里斯多德力学或燃素说那样的失真。“近似理论并不是近似地为真。它们 可以做出一些陈述,虽然讲的是近似值,不过却是精确地为真。”(p. 208)   温伯格有一个看法很有意思,他说在常态科学阶段成熟的科学家,发觉极难 理解的是从前科学革命期间的工作。譬如,虽然有卓越的物理学家努力把牛顿的 巨著《自然哲学和宇宙体系的数学原理》翻译成现代人能理解的形式,但对多数 的物理学家而言仍然难以消化。温伯格认为在常态科学期的科学家,要了解以前 常态科学期的成熟理论并无困难,也就是不发生不可共量性。所以阅读牛顿本人 的著作也许非常艰难,但是到19世纪初牛顿力学体系已经完全成熟,今日学生在 研读相对论之前,还是得学习这种定型的牛顿力学。   温伯格认为科学革命也不必然改变我们评估理论的方法,而造成典范间的不 可共量性。他说:“我们的观念会改变,但是我们持续以差不多相同的方法评估 我们的理论:假如理论奠基于简单普遍的原则上,又能以自然的方式好好解释实 验的数据,那它就算是成功的理论。”(p. 194) 当然他也承认评估方法不是一 成不变,只是变革的程度只能算演化,不能算革命。他说:“当科学家达到对自 然的一种新理解时,他或她会经验到强烈的快感。在长时间内这类经验会教导我 们如何判断,哪种类型的科学理论会产生让我们了解自然的快感。”(p. 197)   孔恩在《科学革命的结构》接近结束时说:“更精确地说,我们可以放弃一 种明显的或隐含的观念,就是说典范的改变,能使科学家或者向科学家学习的人, 愈来愈靠近真理。”这一点是温伯格完全不能同意的。他特别提出《科学革命的 结构》未曾区分科学革命中有所变与有所不变的部分。物理科学有其“坚实”的 部分,也有其“松软”的部分。坚实的部分包括那些方程式,方程式里符号的操 作意义,以及方程式能适用的现象。松软的部分是当我们解释方程式为何有效时, 所抱持的对实在世界的一种视景(vision)。松软的部分确实是会变迁的,我们 不再局限于牛顿的质点与力,也不再相信马克斯威尔的以太。但是当理论成熟后, 坚实的部分就是永恒的成就。温伯格说:“我无法看出在任何一种意义下,当我 们理论的坚实部分的幅度与精确性都增加了,而却不能算做是对真理的逐渐接 近。”(p. 199) 事实上他认为推动科学发展的最大动力,就是因为我们知道存 有等待我们发现的真理,而“真理一旦发现就形成人类知识的永久部分。”如果 没有这种恒常性与累积性,我们对理论的好恶只看它是否能解决手头上的问题而 定,那我们何必费心呢?干脆把问题放弃就好了。   温伯格当然也不是说孔恩的理论一无可取,他认为:“科学革命能套进孔恩 描述的程度,好像只适用于从现代科学发生之前到之后,对自然某些层面了解的 变迁。牛顿物理的诞生是一次大典范(mega-paradigm)转移,但是自此之后我 们对运动的理解,不管是从牛顿力学到爱因斯坦力学,或从古典物理到量子物理 的改变,都没有发生能套入孔恩所描述的典范转移的事情。”(p. 205)   当顶尖的物理学家说孔恩讲的物理学史的架构是错误的时候,你可以只归咎 于当事人的知识傲慢吗?我想那会构成一种太廉价的脱逃。科学史描绘的是科学 家的面貌,当主角说你画得不像时,你不该回应说谁叫他长错了脸。其实温伯格 对于孔恩本人很欣赏与景仰,并且认为他的书颇有激发思想的作用。但是衡诸温 伯格整个的批评,我们会发觉孔恩的理论对于牛顿以下的近代科学发展史是失准 的。这也不奇怪,因为孔恩自己承认是从学习亚里斯多德物理学“格式塔” (gestalt)的幡然觉醒中,他才体会出科学进展的道理。   不过我从此产生一桩怀疑,就是在科学史里讲“结构”到底有什么意义?如 果我们从科学发展的史实里,经过分析整理后,自以为提炼出某种结构性的脉络, 但是真正吻合这种结构的例证却又非常少,这样的结构理论似乎有多此一举之嫌。 另外,在寻求科学史的结构时,似乎预设了一种信念,就是宏观的结构有其存在 的可能。虽然温伯格认为物理的真理是有累积性的,但这并不表示有一定的理路 或结构,帮我们规划通往真理的高速公路。每一次的进步都可能是局部的改善, 在累积足够成绩后,我们可以回过头说科学真理已经增多了,却无法找出成功的 蓝图,希望以后依样画葫芦。   温伯格说他在1972年第一次阅读《科学革命的结构》时,印象最深刻的部分 反而是对常态科学的描述。常态科学决非静态科学,各种风涛起伏,科学的理论 也不断地变迁。尤其自二十世纪中叶以下,经济文化发达的地区已经多元化,而 社会的变动也非常快速。当人们逐渐适应了变异就是常态的环境后,科学理论的 改变,似乎也丧失了像政治革命那样的冲击感。或者说“革命”这个字眼已经通 货膨胀到像更换内衣一样平淡无奇了。   我想提出另外一种例证,它的变迁虽然巨大,却不怎么符合孔恩式的革命。 在19世纪末,康托发展出集合论,引发了数学基础的危机。间接促成20世纪初数 学逻辑的发展,导致后来产生哥德尔的著名不完备定理,以及涂林的理论计算 机模式。但是等到数学家逐步适应了集合论的语言后,他们已经很难想象没有集 合的概念,该怎么讲最基本的数学。这并不是说现代的数学家与古代的数学家产 生不可沟通的鸿沟——事实上今日我们就是阅读欧几里得或阿基米德的作品,仍 然会赞叹其思想的精妙——而是数学家习惯了一种新的、有效率的讲话方式。让 数学表达方式改头换面的集合论,在当代数学里却变成一支极冷门、极艰深的学 问。大学数学系的学生除了学习集合论最初步的概念与符号外,根本不需要知道 当今的集合论有什么内容了。   也许有人把数学排除在科学之外,那就不需要用孔恩的眼镜去观察它了。但 是我觉得这是不正确的。数学处理的是自然知识的形式面向,讨论科学的理论如 果不能涵盖数学,从内在上就缺乏周延性。然而康托的革命,不能算是核心知识 的典范转移,也没有造成先后数学知识的不可共量性,甚至最后在真理的累积上 也未居主流。但是没有数学家能否认它对数学风貌所造成的彻底变革。   从这个例子可以得到一种启示,就是科学史里的流变,特别是在近代科学的 时代,好像难用任何结构的理论予以梳理。我们必须贴近科学家,观察他们的行 动与好恶,记录他们的轨迹。我们不必替科学家界定规范,也不需要填补形而上 的期望。最后科学史所能提供的图象,只是一幅被观察过的风景而已。可是我们 从欣赏这幅风景中,确实能获得知性了悟的愉悦。 ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys1.dyndns.org)(xys888.dyndns.org)◇◇