于舒昂 每周课堂记录

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科学革命的结构读书笔记

书本内容梳理

《结构》一书第一次对范式这一概念做出了清晰的阐述,引入了常规科学、危机、反常和革命的概念,建立起了科学研究发展的基本规律[1]。本文将这本书的内容从逻辑上大致分为四个部分

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常规科学与科学共同体

常规科学指坚实的建立在一种或多种过去成就基础上的研究,是一种解谜活动。其主要解决的问题是现象与理论的一致、用现存理论预测有用的信息、阐明理论的问题。常规科学的目的不在于产生新的概念或者方法,因此它看上去似乎无足轻重。但库恩明确地表明科学研究的大部分时间都处在常规科学的过程中,常规科学的重要意义在于扩展已有范式的适用范围和精确程度,作为“反常指示器”而存在。

在《结构》中,库恩对科学共同体的阐述是在同一个学科领域中的科学家,他们拥有共同的公认的研究基础,有共同的一组研究问题。概括的来讲,就是在相同范式指导下的科学家们组成的团体。科学共同体是生产科学知识的单位,是进行科学认知的最小单位。在19世纪之前,科学研究还是一种个人行为,而如今,科学研究是一项庞大的,依赖于整个社会的工作,因此科学认知的最小单位就不再是个人而是科学团体。

核心概念——范式与不可通约性

范式的概念

在库恩看来,范式是某些科学实践的公认范例——它们包括定律,理论,仪器等。范式能够吸引一大批拥护者使他们脱离其他科学研究模式;同时范式又给出一组框架内待解决的问题。只有具备以上两个特征,一套理论或是一组事实才可以被称之为范式。范式是来源于科学共同体的。想要研究一个范式就必须要分析一个科学共同体的研究行为,分析这个共同体研究的基础,研究的方法,研究的途径……范式就是这些“团体承诺”的集合,也就是“共有的范例”[2]。

不可通约性

虽然《结构》中没有专门的一部分来讲述不可通约性,但范式之间的不可通约性是库恩的理论中很重要的一点。范式是科学共同体认知世界的方式和角度,不同的科学共同体之间有着不同的知觉[3];新旧范式之间使用了一些相同的表述或是词汇,但是对这些表述的理解却完全不同,这更加使得不同科学共同体之间的分歧增加,这也就是范式的不可通约性。正因为范式具有不可通约性,库恩才会选择范式而不是共有规则或是学科作为研究科学发展的基本单位。

反常、危机和科学革命

随着常规科学的发展和范式的完善,一些不符合原本的预期的新现象开始涌现,这些新现象被称为反常。任何常规科学研究都是存在反常的,因此范式除了作为“反常指示器”而存在之外,还提供一种“阻力”——科学家们不会轻易地把反常看作革命的开始或是范式的崩溃,这也保证了常规科学的研究可以正常进行下去。当一些反常严重到导致解谜活动崩溃时;或者是一些非科学的因素(例如生产生活的需要)推动它时,危机就产生了。科学研究在这里是非积累性的,新的范式从诸多候选范式中脱颖而出,从而取代了旧的范式。这就是科学革命的过程。科学革命伴随着巨大的变化,科学家们解谜的基础发生了改变,观察这个世界的视觉也发生了改变,公认的规则,有待解决的问题都发生了改变。然而,作为知识传递的权威——教科书却往往隐藏科学革命的存在和重要性,以至于科学发展看起来像是一个线性积累的过程。

争议和时代局限性

在对于一些学科史研究的过程中可以发现,库恩的理论存在一些局限性,其中最大争议的地方在于他只选择了那些发展比较符合规律的学科(例如经典物理学和早期化学、天文学)作为自己观点的佐证而有失普遍性。

20世纪物理学的发展就提供了几个很好的例子。从相对论发展的历史来看,狭义相对论的提出确实是源自19世纪末的物理学大危机;然而广义相对论的提出却几乎可以认为与危机无关。20世纪初科学家们还没有触及到黑洞,引力红移等等与广义相对论有关的领域,自然也不可能引发危机,广义相对论的提出一部分原因是在于爱因斯坦想要推广相对性原理[6]。广义相对论毫无疑问引发了一场剧烈的革命,但这次革命却并非来源于危机。 20世纪末,新型学科(例如生命科学、计算机科学)蓬勃发展,逐渐暴露出了库恩理论的更多局限性。在这些学科中,范式之间往往存在大量的交叉因而难以用“不可通约”来描述,同时新理论,新范式的建立也不再依赖于危机和革命。随着大数据的发展,计算(computing)这一研究范式正改变着科学发展的走向,因此也有不少学者认为库恩的理论正在逐渐失效。

Final Project

选题原因

1.Kuhn理论是20世纪以来最成功的科学哲学理论

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2. * Kuhn理论并非完美

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3.我通过函数-函子-自然变换的关系,转而思考个体和系统之间的关系

4.具体的,结合《科学革命的结构》一书,找到具体的可供写作的例子——科学共同体中的科学家

Details

  1. 从历史的角度,梳理个体和系统的关系是怎样随着历史变迁的
  2. 时至今日,科学研究已经是一种集体行为(通过文献调研论证),那么在这样的系统中个体的作用是什么?是不是已经没有作用了?是不是个体变得平庸了?
  3. 具体例子:量子力学
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选题陈述

选题的原因是因为阅读了《科学革命的结构》这本书,这是一本讲科学哲学的书,讨论了科学是怎样发展的,是怎样进步的。这本书很重要的一个概念就是科学共同体,以科学共同体为基本概念孕育出了范式,常规科学,科学革命等一系列概念。目前比较常见的研究这本书的文献主要是对“范式”这一概念以及“科学进步观”的讨论和研究,对于科学共同体这一概念往往大家都接受,或者说默认了科学共同体是产生科学知识的最小单位,或者一句话带过说曾经科学研究是一种个人行为,现代的科学研究是团体行为。我主要是把这一块的内容展开。首先是从时间上展开,科学研究是怎么从个人变成团体行为的。这是第一部分。第二部分就是我认为现代杰出科学家作用在逐渐发生转变,不需要一个科学家扛起整个学科或者整个团队,这一块是我主要的问题意识体现的点,这一块别人的研究比较少,我主要想通过一个近代科学史爱因斯坦的例子。来表明现代的杰出科学家往往不只局限于科研这一个领域,因为有足够完善的体系支撑,不需要做很多细节具体的工作,也正是因为体系的完善,其实是失去了很多的创造力,所以科学家和科学共同体之间的关系是这样的。

正文

一、个体向群体的转变

科学起源于人类对于自然界的好奇。在古希腊时期,古希腊贵族对于纯粹的逻辑推理有一种特殊的痴迷,因而将对于复杂世界的探究局限于自己的大脑之中。这种纯粹的逻辑思考很快就无法满足自然科学的需求,柏拉图、亚里士多德等人先后创立了各自的自然哲学体系,虽然他们的思想有所不同[1],但相较于前人都更为注重“观察这个世界本身”的重要性。在这种方法论的指导下,自然科学(或者称自然哲学)开始萌芽。日心说是早期自然科学发展的一座纪念碑。哥白尼因为对天文学的热爱,力图用现代的(16世纪)理论来改善托勒密的理论。他在长达20年的时间里反复观测行星位置但是并没有发现与托勒密体系的太大差异,出于偶然的原因他开始思考在其他的行星上看天空的样子[2],很快取得了突破。结合观测的数据他发现太阳与地球的距离在20年内没有变化,因而太阳应当是宇宙的中心。日心说在被哥白尼独立提出之后的很长一段时间内没有任何形式的传播,布鲁诺在提出其“宇宙无限”思想的同时也大力宣传哥白尼的日心说,最终被判为“异端”[3]而烧死在鲜花广场上。

16世纪,科学研究的方式进行了第一次显著的进步,其原因在于个人的能力难以处理与日俱增爆炸式的信息[4],一些有远见的科学家(例如费马、莱布尼兹等)纷纷开始筹建学院。他们建立学院的初衷几乎都带有浓厚的理想主义,以弗朗西斯·培根为例,他在《新大西岛》一书中构建了一个理想的科学国度,由理想的的科学家组织“所罗门宫”管理[5]。正是在这样理想主义的推动下,一批有想法的科学家开始向皇室贵族申请经费和支持,利用自己的学识、经验和人脉建立了早期的学院,这是科学共同体的最早雏形——它提供了比较统一的报告和交流规范,成为了科学家们宣布成果的平台 。然而科学家们在宣布成果之外几乎没有任何的合作,学院只是一个信息交流平台而没能构建起团队协作的新范式。

References

  1. 柏拉图认为“事物的本质寓于事物之内,是内在的而非超越的”,而亚里士多德认为“为了把握世界的真理,必须重视感性经验” 参见:文兴吾,《科技进步与社会发展导论》,成都:四川人民出版社,2016年,第102-103页。
  2. 文兴吾,《科技进步与社会发展导论》,成都:四川人民出版社,2016年,第133页。
  3. 同样有学者认为布鲁诺被烧死的原因更多的在于他泛神论、多神论的思想而非主要因为日心说。但无论如何,他都对日心说的推进做出了不可磨灭的贡献。
  4. 由于航海技术和科学实验手段、精度的发展,对未知世界信息的获取速度远远超过科学家个体处理这些信息的速度,大量科学家在重复着的同样工作(很经典的例子就是牛顿与莱布尼兹对于微积分发明人的争夺)。科学发展效率低的问题被严重地暴露出来。
  5. 文兴吾,《科技进步与社会发展导论》,成都:四川人民出版社,2016年,第236页。