典範與科學的關係《科學革命的結構》

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  「典範」在科學之中扮演著舉足輕重的角色,從亞里斯多德的《物理學》、牛頓的《原理》一直到愛因斯坦的《相對論》,科學的腳步似乎隨著典範的轉移,不斷地向宇宙的真理邁進。然而,典範的出現似乎是科學發展中必然的情況(當然社會科學也是如此。)。科學在萌芽之初,科學家對自然界充滿了好奇,進而許多人便開始投入科學研究的行列,而且在同一個領域中往往會有許多科學家同時競爭著。當一個嶄新的理論被提出時,如果被大多數人所認可,便漸漸形成了一種「典範」。此時,同時發展的其他理論在失去大多數人的支持下,便會逐漸褪色或被消滅。

  在新典範成立之後,在社會普遍認同的形況下被編進了教科書。很顯然的往後新進的科學家都將會被迫接受典範的洗滌。這樣的教育感覺起來似乎會抹煞科學家的創意,但是典範又似乎累積了科學的成就。沒有典範,所有的科學家也許在從事研究之時,都必須從零開始,那這樣科學還能夠有所進展嗎?例如假如沒有亞佛加厥的分子假說,也就不會有後來的坎尼札羅所提出的化學式的統一表示法,元素週期表的發展當然也不會如期開始。所以孔恩在書中提到:「若科學家不全心全意的接受典範,則根本就不會有常態科學。」註1 我相當肯定他的說法,不過我覺得他所說的全心全意,似乎卻又太過於武斷了些。

  孔恩在書中有提到典範對於科學家而言,是從事科學領域的必備工具。典範的轉移就如同工具的演進,科學家在從事研究工作時,當他們發現工具已經不適用於目前的領域時,雖然大部分都會歸咎於自己的技巧不足。但畢竟會有一些科學家會對所信仰的權威感到懷疑,並試圖改進讓工具能更符合自己的需求。當然,科學家都必須完全信任教育所給他們的典範,科學的研究才有累積的機會,但並非一直如此。因為科學必須前進,而且典範永遠無法完全等於真理,但科學家必須試圖讓它趨近於真理。懷疑和好奇為科學之母,死忠於錯誤的典範將無法使科學有所進展。

  科學家既受典範的恩澤,當然也難以跳脫出典範所給予的框架。普利斯特里和拉瓦錫做了同樣的實驗,獲得的是同樣的產物。但普利斯特里始終拘泥於原先的舊典範,無法看到拉瓦錫所看到的東西。註2 伽利略在做自由落體實驗時,雖然實驗結果推翻了亞里斯多德在自由落體上的理論,但是伽利略在那時仍然為亞里斯多德的理論與實驗內容做辯護。註3 典範之於科學家的影響如此鉅大,當然要接受既有的規則是錯誤的事實,也是相當困難的。就如同電影「駭客任務」中,尼歐必須接受當初自己所成長的世界只是虛幻的假象一般。抗拒改變是人的天性,然而這樣的變革,也就是科學革命,卻必然對科學的進步產生重大的影響。

  孔恩所提到的「科學革命」,是淘汰典範而採用新典範的事件。註4 舊典範真的被完全淘汰了嗎?似乎答案並非如此。我想,新典範並非憑空出現,往往也需要以舊典範為基礎而被創造出來。新典範在很多時候,並非是為了推翻舊典範的理論而出現的,往往是為了補強先前典範不足的地方,或是將舊典範的觀點加以擴大延伸。至於後者,舊典範在新典範出現之後,應該還有存在的價值才對。就如同在本書中,孔恩認為牛頓的動力學和愛因斯坦的相對論動力學的關係,是科學家觀察世界的觀點著力不同所導致。註5 在新舊典範交替的科學革命中,取代性似乎並不如想像中的那麼絕對。

  不過令我疑惑的是,典範在自然科學發展的角色上是否和在社會科學上的定義相提並論呢?如中國文化上的儒家思想,似乎也是一種典範,在漢武帝獨尊儒家時,儒家在中國的文化上便建立起不可取代的地位。在此,似乎也能看出自然科學和社會科學上在本質上的差異。自然科學講究的是存乎於天地之間的真理,講求的是實驗精神,而且也是放諸四海皆準的。然而社會科學講求的是「人」的問題,當然也不會有什麼標準的答案。社會科學中的典範似乎也因為沒有一定的衡量標準,加上外在的因素(如宗教、政治等)的影響,一旦典範被成功地樹立起來,往後受到挑戰的機會也似乎微乎其微了。此時也突顯出自然科學的研究,其社群是專門而獨特的,典範則是連結這些科學家唯有的一道橋樑。

  適才說到的「典範」,原文Paradigm,原意上似乎有規範上的味道。典範是科學領域中的遊戲規則。在穩定發展的情況下,不遵守規則的人,除非改變遊戲規則或創造出新的遊戲,否則就必須被判出局。以程式設計的觀點,C++的語法是一種規則,不遵守語法的規定的程式碼就註定無法通過編譯器,成為可以執行的程式。當然,因為軟體開發需求的改變,後來就會有人覺得C++的語法有需要改進的地方,加上物件導向技術的發展進步,便修改C++的語法成為一套新的語法(即Java)。Java好比新的典範、新的規則,但卻往往能在新的典範中看到舊典範的影子。事實上,新的典範如果沒有舊的典範作為基礎,也無法憑空出現。然而舊典範卻未必會完全被新典範給取代,因為新典範的出現也許解決的一些舊典範的問題,卻也帶來了新的問題。(如同Java是較新的語法,雖然有許多優於C++的優點,卻因為本身如可移植性的優點,成為執行效率的致命傷。「已編譯Java程式」是中間碼,需要透過虛擬機器這個中介者與機器溝通,當然執行效率遠不如機器可以直接辨識的「已編譯C&C++程式」的機器碼。)孔恩不斷地在強調典範於科學革命中所扮演的角色,應該就是如此吧。

  作者在後記中所提到的「典範是共享的範例」註6,其實是相當有趣的面向。一個典範既然是眾多科學家遵循的要點,典範中所提供的範例與通式也為所有典範信仰者所共用。當科學家試圖證明典範或修正典範時,社群之間的研究似乎也會成為彼此的參考,如此,是不是也能算是一種「共享的範例」呢?孔恩在文中也強調必須以理論作為基礎,實驗才會有意義。共享的範例提供了許多符號通式,但對於該領域的科學家,他們必須了解式子所代表的意義,而不只是式子。科學家也必須能夠觀看到問題的蓋士塔是什麼,才能夠養成一種獨特的視覺能力,在社群中才能夠和其他成員看到相同的東西。

  典範幾乎是科學的核心,典範的轉移似乎也強勢的帶動了科學的發展。而孔恩把典範的重要性從科學史中完全地突顯出來。雖然在某些論述上我覺得相當的模糊而且又太過於肯切,但從他所提出的例子,以及從許多不同的觀點切入科學革命的本質,縝密的思路也讓人不由得對這本書所提出的理論感到信服。也許因為我過去是文組出身,在物理上的修行不足,讓自己很難有立場對所謂科學的本質加以評論,但是書中得一些觀點卻也讓我產生一些共鳴,也讓我有試圖去詮釋作者看法的動力,也許會和自己的觀點所出入吧!然而,一本書真正的完成是要靠讀者去努力的,不是爭論之作就難以成為劃時代的經典。我想,這也就是權威之所以為權威的原因吧!

注譯:
註1. 參照 孔恩《科學革命的結構》P.154
註2. 參照 孔恩《科學革命的結構》P.107
註3. 參照 郭奕玲、沈慧君《物理通史》P.41
註4. 參照 孔恩《科學革命的結構》P.143
註5. 參照 孔恩《科學革命的結構》P.155
註6. 參照 孔恩《科學革命的結構》P.247

參考文獻:
1. 孔恩《科學革命的結構》,遠流出版,1994
2. 郭奕玲、沈慧君《物理通史》,凡異出版,1996

 

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One comment

  • 因為軟體開發需求的改變,後來就會有人覺得C++的語法有需要改進的地方,加上物件導向技術的發展進步,便修改C++的語法成為一套新的語法(即Java)。Java好比新的典範、新的規則,但卻往往能在新的典範中看到舊典範的影子。事實上,新的典範如果沒有舊的典範作為基礎,也無法憑空出現。然而舊典範卻未必會完全被新典範給取代,因為新典範的出現也許解決的一些舊典範的問題,卻也帶來了新的問題。

    以上這段話與科學革命(revolution)的定義化精神有出入
    倒是符合evolution的觀點

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