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标 题: 第03章 鉴别科学革命发生与否的证据
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年05月25日21:16:57 星期五), 站内信件
科学中的革命
第三章 鉴别科学革命发生与否的证据
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对科学革命的讨论,不可能完全避免这样一组相关的问题:(1)什么是革命?(2
)
我们怎样才能说一场革命是否业已发生了?乍看上去,它们似乎可能并非是迥然不同的
,
尤其在相信所有完美的定义一定要具有“操作”成分时更是如此。结果表明,对科学中
的革命是否发生,即使没有清晰的定义,也是有可能进行有效的检验的。
库恩(1962)把科学中的革命表征为:当一系列的“反常”已经导致了一场“危机
”
时所发生的(用他的原话来说)“范式”的转换,这样的表征有助于我们系统地阐述一
个定义并进行检验。然而,在试图使反常、危机和范式这三个概念精确化时,我们却又
面临着一个三重问题。此外,还有(业已提及过的)这个问题,即库恩的图式并非丝毫
不差地适用于所有的科学革命。
对于革命由什么构成的定义问题,我也无法轻而易举地给出一个答案。我重申一下
,
具有历史意义的是,在现代科学存在以来的四个世纪左右的时间里,科学家和科学的观
察者们已经倾向于把某些事件称之为革命了。这些事件包括概念的根本性变化,标准的
或已经被接受的解释规范中的彻底更迭,出现新的假设、公理,可接受性知识的新的形
式,以及包括部分或全部这些性质同时还具有其他性质的新的理论。牛顿革命导致了具
有根本性的万有引力概念,而且实现了用数学语言来表述和发展自然哲学的目的;笛卡
尔革命被断定是以“机械论哲学”为基础的,它用物质和运动来解释所有现象;气体的
分子运动理论、放射性概念等的引入,都是以概率论为基础的,而量子理论甚至对简单
的非概率的因果理论予以否认;进化论否定物种是固定不变的,而且,它还引入了一种
不允许对个别事件进行预测的科学;相对论不仅敲响了绝对时空的丧钟,而且从根本上
改变了显然过于简单的同时性概念;哈维革命提出了这样一种思想:血液通过动脉从心
脏流出,又通过静脉流回心脏,它就这样不断地循环着,而且,哈维革命还拒绝了这样
一种源远流长并且得到了完全确认的学说:血液只不过是静脉中的涨潮和落潮,它是不
断地从肝脏中产生出来的。在所有这些事例中,都出现过通常曾被(而且现在仍被)称作
革命的事件。无论我们是否喜欢“革命”这个词,无论我们是否有能力提出一个适用于
所有这些例子以及其他一些例子的定义,这都是一个历史事实。
在这里,我的主要目的是弄清楚被人们承认已经发生过的那些革命,而不是抽象地
去分析某一个概念,因而,我的研究方法始终都是,考察人们是怎样来理解科学中的革
命的。而这就需要同时进行一种四项一组的系列检验,这组检验也许普遍适用于过去四
个世纪中所发生的所有重要的科学事件。这些检验纯粹是以历史和事实为基础的。构成
它的第一部分是目击者的证明,即当时的科学家和非科学家们的判断。我想,在这些目
击者中,有哲学家,政治学家,从事政治事务的人,社会科学家,新闻工作者,文学界
人士,甚至还有很有修养的外行人。当丰特奈尔记录下他对所处的时代的印象时,牛顿
和莱布尼兹仍然在世,并且还在为微积分的发展而工作,丰特奈尔的印象是,他们的创
造已经在数学中引起了一场革命。在牛顿去世后的十年中,克雷洛为牛顿的《原理》而
欢呼,称它是力学科学革命的“新纪元”。拉瓦锡对化学革命的根本性改革,被他同时
代的许多科学家看作是化学中的一场革命。而很多与达尔文同时代的人,则把进化论描
写成一场生物学中的革命。在本世纪20年代和30年代,即大陆漂移说的地位从论著中的
革命转变成科学中的革命很久以前,对于地球科学家而言,显而易见,魏格纳有关大陆
运动的思想将会引起一场革命。所有这些革命都通过了第一个检验——当时的目击者的
证明。
上述例子中有三个是这样:对革命的发生起着主要作用的科学家(拉瓦锡、达尔文
、
魏格纳)都明确地指出,他们本人的工作大概会引起一场革命。这种与其他目击者一致
的意见,会增加这些目击者们证明的力量。不过,这种特殊的证据不多,对此,显然不
应看得过重,因为大多数科学家由于科学事业常规的束缚,常常过于谦虚或过于拘谨,
以致于无法对他们自己的创造作出这样的评价。另一方面,假如没有目击者证实事件的
发生(例如19世纪的孟德尔或巴贝奇的科学革命),对于一场科学革命实际上已经发生
这类事后的历史评价,我是不会过分相信的。
一个科学家也许会以为,他正在引起或者已经引起了一场革命,尽管以后的事件表
明,这样一场革命从未发生过。西默的电学理论和马拉的光学理论就是两个例子。此外
,
正如我们在第2章中所看到的那样,在许多事例中,科学革命运动根本就未发展成为全面
的革命——我们只举几个例子,如催眠术、N射线以及聚合水等就是如此。因而,我们需
要进一步的检验以补充目击者的证明。
第二项检验就是,对据说曾经发生过革命的那个学科以后的一些文献进行考察。对
写于1543年与1609年之间的天文学论文和教科书的研究表明,哥白尼的思想和方法并未
被采用。由此可以说,这一检验暗示着在那些年月里并不存在哥白尼革命。与此形成对
照的是,18世纪的大部分数学著作——无论是专业论文。报刊上的文章还是教科书——
都是按照新的微积分思想(不是莱布尼兹的规则系统,就是牛顿的规则系统)撰写的,
从而为丰特奈尔有关微积分的发明是数学革命的新纪元这一论述,提供了具有确证作用
的证据。类似地,假如我们把1687年以后(含有强有力的万有引力天体力学成分的)数
学天文学与《原理》发表以前的天文学加以对照和比较,我们就有了证明牛顿革命的证
据。显然,这项检验本身至多能在重组的程度上得出这么一种主观的判断:它是否足以
构成一场科学革命。不过对于在某一科学的重要著作中没有发现此种影响这样的否定性
判断而言,这种检验却是确定性的。在许多情况中,证据的确是不容置疑的(例如,在
微积分那个例子中),至少是得到了有力的确证。前两项检验结果合起来,向我们强烈
地暗示着某一场革命发生过。
第三项检验是,有相当水平的历史学家、尤其是科学史学家和哲学史学家们的判断
。
这里大概不仅要包括现在的和近代的历史学家的判断,而且还要包括很久以前的历史学
家的判断。18世纪的历史学家J.-S.巴伊就是一个例子,这位历史学家曾著述过与哥
白尼有关的16世纪的一些事件。历史学家或具有历史学家头脑的学者们(如哲学家、社
会学家以及其他社会科学家)并不要求去验证牛顿革命、化学革命或达尔文革命。把对
所有这三项检验的肯定回答结合在一起,就能十分有力地令人确信:这些事件就是革命
。
历史学家们可能普遍地把某一时期看作是革命时期,但从当时占统治地位的观点来看,
这些时期并非如此。一个主要的例子,我们不妨再提一下,就是哥白尼革命。我们会看
到,那种认为在16世纪就已经发生过了一场哥白尼的天文学革命的观点,其实是由后来
的历史学家们,首先是18世纪的蒙塔克勒和巴伊,发明出来并使之保留下来的虚构之物
。
古代目睹者的证明与以后的历史学家的观点之间的这种不一致,也许已经结历史学家们
提出了警告,劝他们对这种尚未证实的革命应持怀疑态度。通过对这种情况中的那些事
件加以严密的分析就会使人们明白:错误是怎样产生的,它是怎样取决于与开普勒和伽
利略相关的那些事件的,而这些事件却是在哥白尼的论文发表(1543)半个或半个多世
纪以后发生的。然而,这毕竟是一个历史事实:在大约两个世纪中,历史学家和科学家
都曾相信有过一场哥白尼革命。对这种在事件发生很久之后做出的判断,一定要进行批
判性考察,尤其当人们面对当代的历史证据标准而作出这样的判断时更应如此。
我认为,“19世纪的统计学和统计思维领域中曾经有过一场伟大的科学革命”这一
判断,是一个正确的历史判断。从阿道夫·凯特尔、J.克拉克·麦克斯韦、路德维格·
玻尔兹曼以及约翰·赫歇尔等人的著作中,也许可以发现这场革命的一些模糊迹象。可
是我不知道,对于这场革命,同时代的人有过多少明确的阐述(尽管赫歇耳紧接着就进
行了评论),就像化学革命期间和达尔文革命期间同时代的人所做的那样。这所意味的
也许不是别的,而是我们的无知,它反映出我们对这个问题的历史相当原始的知识状态
。
既然很少有严肃的历史学家关心或曾经关心过概率和统计学的发展,因而,革命的第三
项标准在这里就不十分适用了。不过还有第四项标准亦即最后一项检验标准,它也许适
用于统计革命,这就是今天这个领域从事研究的科学家们的总的看法。在这里,20世纪
的物理学家、生物学家和社会科学家大都认识到,在他们自己的时代,以统计学为基础
的物理学(放射物理学和量子物理学)、生物学(遗传学)和社会科学的建立,已经对
过去构成了一种明显的突破,而且,已经有过一场统计学革命了。
在这第四项检验中,我对现存的科学传统,对构成了正在从事自己事业的科学家所
接受的作为文化遗产一部分的神话,给予了相当的重视。神话在科学中起着有一定意义
但却又不恰当的评价作用,我敢肯定,这种作用类似于神话在一般社会中所起的作用。
当然,有关科学英雄和据信是由他们导致的革命的神话,并不能成为过去事件的历史证
据,但是,它们却给我们提供了证明某些重要时期确实存在过的线索,这些重要时期是
指科学发展的形成时期。科学家们对于自己过去的总的看法,加强了另外三项检验所提
供的那些证据。
无论如何,第四项检验并不是独立于前三项检验的。显而易见,科学家们有可能受
历史学家们的影响,而历史学家们也有可能受科学家们的影响。也许,科学家和历史学
家都迷恋某一种悠久的传统,就像在化学革命中那样。甚至一种在错误基础上建立起来
的传统,也会对以后的历史学家和科学家产生强烈的影响,就像前面提及的哥白尼革命
明显地表现出来的那样。
一个颇具启发性的例子,就是我们这个时代中的地球科学的革命,在这个例子中,
所有四项检验的结果都是同样的。这场革命的基本概念是,地球表面的陆地曾经有过而
且现在依然有着一种相对的运动,亦即大陆漂移。当艾尔弗雷德·魏格纳在1914年的战
争前首次提出大陆漂移理论时,它便被地球科学家普遍地认为是具有革命性的,而且,
它在本世纪20年代和30年代得到了广泛的讨论(尽管它尚未真正地被地质学家和地质物
理学家共同体接受)——从而通过了第一项检验:同时代的科学家的看法。此外,魏格
纳本人充分地意识到了他的思想的革命性。在本世纪60年代和70年代,建立在板块构造
思想基础上的新型的大陆漂移理论成为地球科学家信念的一部分时,他们都愿意把这种
变化说成是一场革命。地球科学的文献证明,一场戏剧性变化已经在这一学科中发生了
,
它与一场革命没有什么不同。这样,大陆漂移理论就通过了第二项和第四项检验。最后
,
在进行第三项检验时我们也许会注意到,历史学家已经写出了一些著作,在这些著作中
,
大陆漂移思想的出现及其对它的承认,被描述为一场科学中的革命。许多历史学家和科
学家在讨论大陆漂移理论时,甚至援引库恩的思想,用范式和范式的转换来描述这个问
题。在这个例子中,既然我们所有的检验都被考虑到了,那么,对于已经发生了一场革
命还能有什么怀疑吗?大陆漂移理论通过了鉴定革命的所有检验。
对于我来说,同时代人的证明具有十分重要的意义。在后人的判断中,对革命事业
的考虑,比对革命的长期影响或对革命以后科学史的考虑要少,与此不同,同时代见证
人所提供的,则是对正在进行之中的事业的直接洞察。举例来说,这个事实就很有现实
意义:达尔文不仅相信他的新思想将会导致一场革命,而且在1859年出版的《物种起源
》
的结论中也确确实实是这么说的。他对“自然史中的重大革命”作了预见,像他这样在
已经出版的著作中如此大胆地发表这么一个声明(在这个例子中,就是在主要的出版物
中宣布这项发现)的科学家实属罕见。达尔文的判断得到了大批与他意见相同的人的附
和。拉瓦锡和达尔文对各自思想中所蕴藏的革命的阐述,不仅分别得到了与他们同时代
人的确定性判断的支持,而且还得到了后来的历史学家和科学家们所作的评价的支持。
不过,自我评价也许是不可靠的。没有几位科学家和历史学家知道罗伯特·西默尔,而
知道他的那些人也很难同意他的这种观点:他对电学的贡献是“富有革命性的。”我们
甚至会得出更为令人信服的判断:让-保罗·马拉,不管他自己怎么评价,从未在科学中
引起过一场革命。
把自己的工作描述成革命的科学家似乎为数不多。我对这个问题进行了大约15年的
研究,在此期间得到了许多学生和朋友们的鼎力相助,有些研究助手们的研究成果也使
我获益匪浅,而这些年的研究表明,那种科学家直言不讳地称自己的贡献富有革命性
(或者认为自己的贡献将会导致一场革命、自己的贡献是革命的一个组成部分)的事例
,
充其量不过十几个,按年代顺序,这些科学家分别是:罗伯特·西默,J.-P.马拉,
A.-L.拉瓦锡,贾斯特斯·冯·李比希,威廉·罗恩·汉密尔顿,查尔斯·达尔文,
鲁道夫·菲尔绍,乔治·康托尔,阿尔贝特·爱因斯坦,赫尔曼·闽科夫斯基,马克斯
·冯·劳厄,艾尔弗雷德·魏格纳,阿瑟·H.康普顿,欧内斯特·埃弗雷特·贾斯特,
詹姆斯D.沃森,以及伯努瓦·曼德布罗特。
当然还有一些人,他们也曾引人注目地说过,他们已经创立了一门新的科学(塔尔
塔利亚,伽利略)或一门新的天文学(开普勒),或者,发明了一种“新的哲学化的方
法”(吉伯)。我们并不指望能发现很多17世纪末以前的有关科学革命的参考材料。在
18世纪声称正在引起一场革命的那三位科学家中,唯有拉瓦锡一个人的工作成功地得到
了他同时代的人以及后来的历史学家和科学家们同样的评价。
来自同时代的观察者或参与者的有关科学革命的证据,显然在一定程度上并不是十
分可靠的。较早时期遗留下来的证据可能是偶然的;即使它以某种有形的形式(出版了
的记录、日记、注释、通信以及诸如此类的东西)而存在,它也许仍然不为今天的历史
学家所知。缺乏这种明确指出一场革命已经发生(或即将发生)的文献,并非总能用来
作为没有发生革命的一种确证。换句话说,这种同时代人的证据,是我们作出一场革命
已经发生这一判断的一个充分条件,但并非总是必要条件。
从某一正在进行的讨论中获得的信息也许是非常有价值的。1858年伦敦林奈学会会
长的年度报告,就是一个很恰当的例子,这一年,达尔文和华莱士发表了他们两人对物
种通过自然选择而进化这一问题首次相互的交流。然而那位会长却说,过去的一年,并
非是以改变某门科学面貌的一场革命而著称的一年。我们是否应当设想,他对进化论的
革命含义的反应是极为迟钝的呢?不必如此。因为我们将会看到,他的报告表明,他是
相信科学中会发生革命的,而且他猜想,生命科学中一场重要革命出现的时机已经成熟
了。由此看来,他的陈述所要表明的是,并非仅仅宣布有关进化和自然选择等大胆思想
就会引起伟大的达尔文革命。对于一场即将发生的革命而言,还需要有细致而全面的文
献证明材料,以及非常完备的理论,就像一年以后达尔文在他的著作中所提供的那样。
仅仅阐述了激进的思想并不能导致达尔文革命,达尔文革命是由数量巨大的事实资料与
高层次的理论推理之间的相互作用引发的。无可否认,这四项标准终归还是些主观的标
准。显然,它们并非对每一件可能发生的偶然事件都适用。不过,它们至少提供了一些
条件,这些条件足以使我们判定革命是否业已发生,而这样的判断也许会得到进一步的
研究和批判性反思的支持。
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乡思
李觏
人言落日是天涯,
望极天涯不见家.
已恨碧山相阻隔,
碧山还被暮云遮.
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