范式及范式的转换

美国科学哲学家库恩（Thomas Kuhn，1922-1996）所写的书《科学革命的结构》揭示了科学发展史中少为人知的一面，即科学的革命是如何发生的以及这种革命所带来深刻的世界观的改变。这本书深深地影响了学术界，其中“范式转换” （paradigm shift）这个词也成为日常用语的一部分。让我们就跟随库恩，了解一下科学革命及范式转换的概念，并对科学家的思维方式作些反思。

  1、范式的概念 

在某个科学领域发展的早期阶段，科学家们会以不同的方式描述和诠释他们所观察到的相同现象，这表现出了“学派林立”的特点。[1]然而，一旦某位科学家的理论胜过其他竞争对手并被该领域的科学共同体所接受成为一个范式，其他学派就会逐渐消失。[2]当然，并不是所有的理论都能成为范式。只有当一个实验性的理论能够很好地解释实验数据时，科学发现才会出现，而该理论也就成为了范式。[3]

这意味着，科学家使用实验数据来评估理论的可靠性和有效性。然而，这种方法并不完全符合严格的逻辑推理原则。在逻辑上，如果A是B的充分条件，那么如果有A就一定有B，但如果有B并不意味着一定有A。这是一种严格的逻辑关系。这就像：如果下雨地一定是湿的，但地是湿的并不一定下雨了，可能是洒水车刚开过去造成的。尽管科学方法依赖实验数据和归纳推理，科学家通过不断的实验和验证努力确保理论的可靠性和有效性。这种方法仍然是进行科学研究的重要而有效的工具。然而，我们也需要认识到，科学理论成为范式的过程并不完美。

“范式”（paradigm）是一个非常重要的概念。一方面，范式代表着某个特定团体的成员所共有的信念、价值观、技术等构成的整体；另一方面，它指该整体中具体难题的解答，这些解答被用作模型或例子，可以替换明确的规则，成为解决正常科学中其他问题的基础。[4]用更通俗易懂的语言来说，范式就像是一种科学研究的传统。

科学团体在进行科学研究时，通常会依据一定的信念和假设进行指导和支撑，这些信念构成了传统的重要组成部分。在相当长的时间内，这些信念被团体成员视为理所当然的常识，并在科学研究中起到指导作用。然而，随着科学的不断进步，一些传统信念可能会被证明是错误的，这让我们对前人持有明显错误观念的想法感到惊讶。

在十八世纪时，牛顿的《光学》理论指出光是由物质微粒组成的，这个理论被当时的物理学家们接受，成为光学领域的范式。然而，到了十九世纪，扬氏（Thomas Young, 1773-1829）和菲涅耳（Augustin-Jean Fresnel, 1788-1827）提出了光的波动理论，这个理论被写进教科书，成为了新的范式。到了二十世纪，爱因斯坦提出了光的量子学说，揭示出光具有波粒二象性，这个理论成为了光学的最新范式。这种范式转换被库恩称为科学革命。[5]

从这个典型的例子可以看出：范式是个框架，帮助人理解；然而，它也有不足，会阻碍后来的人有新的发现或对理论进行突破和发展。科学家在探索现实的本质的过程，有时就像盲人摸象一样（这里没有任何贬义的成分），只能看到一部分，但如果将这部分当作全部就会产生误差，所以，科学家需要对自己的理论和结论保持谦卑。

同时，光的波粒二象性有其深刻的寓意：不是非此即彼，而是亦此亦彼。在很多情况下，非此即彼的思维方式将会给人的认知带来极大的障碍。我们已经看到，而且将会看到更多这样的例子。好在越来越多的人已经意识到亦此亦彼的思维方式的益处，也许这就是不少现代西方人很欣赏中国的太极图和“塞翁失马焉知非福”所蕴含的道理。

范式能帮助科学家选择自己要研究的问题。一般来说，科学家会根据范式来判断哪些问题是有解的，哪些问题不属于该领域研究的范围，应该被排斥在外。这使得常规科学能够专注于解决那些能被解决的问题并迅速发展。[6]但是，这种做法同时也会人为地限制科学家的视野，使得科学本身变得僵化。[7]

库恩的警告值得深思。一方面，从事科学研究的资源很宝贵，不应该把时间、精力和金钱浪费在那些不切实际的问题上；但另一方面，在如何决定哪些问题是不切实际、不应加以研究的问题上也需要谨慎。一般来说，某个领域中的权威人士对该领域的研究发展有着深刻的洞见，但他们也会囿于自己的范式甚至意识形态，将与自己的信念不符的问题拒之门外，具体表现在批准哪些科研项目的资金或研究人员的聘用方面。

信仰反思。对基督徒来说，旧约中的摩西律法是需要的，因为律法体现出上帝对人的心意，使人知道什么是罪。但律法只是小学老师，只能起到把人圈在其中的作用，因为它对人的罪性无能为力，只能等待基督和圣灵来。如果将摩西律法教条化，就会形成僵化的律法主义，不仅会压制律法之下的犹太人，也无法使上帝的恩典流向外族人。

而基督和圣灵来，既成全了摩西律法，又结束了律法时代；既使人脱离律法的束缚，又使律法所要求的义完全体现在跟随圣灵的基督徒生命中。认真体会上帝的心意，就会赞叹上帝的智慧和奇妙。

西乃山之约和摩西律法代表着一种范式，基督所立的新约和福音代表着一个新的范式。

2、范式的转移

在科学研究中，如果发现新的或反常现象无法被现有的范式解释，这会导致科学危机，使得原有理论或范式崩溃。这种情况常常会让科学家们感到沮丧和失败。[8]然而，这也为新理论的发展提供了机遇。因为这种科学危机动摇了现有范式的支配地位，促进了新范式的产生，从而引发了科学革命。

然而，科学革命并不是一帆风顺的。为了取代一个现有范式中的科学理论，“必须有另一个合适的候选者取代它的地位。” [9] 新理论往往会受到那些希望保持和维护现有科学研究传统的科学家的压制和抵制。某些专家也会感到被新理论触犯，因为新理论可能要求对那些使他们取得成就的科学工作重新进行审视和评价。[10]

让我们在这里暂时停下来，设身处地地思考一下身处范式崩溃的科学家们的心理活动。这样，我们或许就能理解他们的某些做法。

原有范式的崩溃，既反映出科学家对现实的观察有了新的发现，同时也显示出他们过去对现实的认知是有限的甚至是错误的。当科学家们意识到自己原来深信不疑的、全心全意支持的理论框架竟然要全然被抛弃，他们心中的挫败感是容易被理解和同理的。心理学家的研究表明：人的想法与行为常受多种动机的驱动，其中两个特别重要的动机是追求准确地看待世界的需求和维护良好自我感觉的需求，而当这两者会发生冲突时，人们往往会通过稍微曲解现实而维持自尊。[11]

因此，有些权威和专家对新理论的抗拒，或许在他们自己眼中完全是正义的、正确的，因为旧的规范的确是有用的，而且已经形成了稳定的传统，如果要将其推翻必然会导致混乱。然而，在新理论的发起者眼中，这些专家们的做法和想法就显得固执、和不可理喻了。其实，如果这些专家能谦卑地承认自己的局限和错误并优雅地接受现实，他们反而会赢得尊重。在这个方面，爱因斯坦是个很好的榜样，因为他曾多次犯下错误，但总是勇敢地改变自己的想法。[12]

再回到科学革命这个话题。一般来说，新的理论要取得范式的地位，不仅需要经过长时间的考验，而且还要忍受嘲讽和反对。

由于当时物理学家对光的理解都还停留在牛顿的粒子说范式之中，扬氏首次发表了关于光的波动理论的论文后的十年内，不仅没有受到同行们的欢迎，反而很快为国际科学界所不满。  [13]类似地，在哥白尼提出日心说之后的半个世纪内，除了一些著名的数学家和布鲁诺等少数激进的知识分子之外，“没有谁敢拥护哥白尼的理论，” 直到后来的开普勒，哥白尼的理论才逐渐得到接受。[14]因此，一个新的范式很难在短时间内确立。

在科学革命中，新的传统与旧的传统之间存在竞争和冲突的关系。由于不同范式之间的差别逻辑上彼此不相容，无法调和，并且在本质上是不可通约的，因此范式的转移实际上是新的范式彻底推翻、摧毁旧的范式。[15]范式转移一旦完成，整个学科都会发生改变，因为定义正当问题、概念和解释的标准都已经发生了变化。[16]此外，范式的改变不仅仅是科学家们对观察到的现象有了不同的诠释，而且是他们确实能看到以前没有看到的、不同的东西。也就是说，科学家们的世界观发生了改变。[17]

这听起来似乎不太容易理解，但哲学家的洞见和心理学家的研究都告诉我们同一个事实：人能看到什么，有时会受自己的信念和动机等复杂因素的影响。

奥地利哲学家维特根斯坦（Ludwig Wittgenstein, 1889-1951）指出，不同眼光的人面对同一幅图画会看到不同的东西：人看到的是兔子还是鸭子，取决于人的视角或方位。心理学发现：感觉（sensations）是感觉器官接收到的信息，知觉（perceptions）指大脑对这些信息进行处理、将感觉信息组成有意义的模式。所以，“‘看见’和‘听见’发生在大脑之中，而非眼睛或耳朵之内。”[18]这种经由大脑而被构建的知觉会受人的“需求、期望、态度、价值观以及信念的影响，”当然，人也会因此产生错觉。[19]

所以，范式的改变，即信念的改变，的确会影响科学家的知觉，使他们“看到”了原先看不到的东西，他们因此对世界的看法也就随之改变了。而这种世界观的改变是非常深刻的。

正是因为范式转变是一种革命性的过程，科学家往往不愿放弃自己长期坚持的传统理论。他们仍然相信旧的范式最终会解决所有问题，因此改变自己所效忠的范式是一种不可强制的信仰改变经历。[20]在科学史上，这种现象很常见。量子力学的创始人和诺贝尔物理学奖获得者普朗克曾经感慨地说：“新的科学真理的胜利不是因为它的反对者被说服和领悟，而是因为它的反对者最终都去世了，新一代的科学家成长起来了并接受了这个新的科学真理。” [21]

信仰反思。这里提到的“改宗经历”，指的是背弃自己原来的信仰、改信另一个宗教。从科学家经历科学革命的感受以及心理学研究的成果，我们可以得出结论：人往往总是要坚持自己认为是正确的观念，不愿承认自己过去持有的观念是错误的。而这种坚持使得他们看不到发生在他们眼前的事件，甚至还会对自己看到的事件进行曲解。

从这个角度来看，就很容易理解有些法利赛人因为已经相信耶稣是罪人，所以他们对那生来瞎眼被耶稣医治的事实视而不见，反而自己被耶稣称为瞎眼的。（约9）同时，这也说明新约《圣经》中“悔改”的重要性，因为悔改的意思就是改变想法。一旦人改变了想法，就是从黑暗中转向光明，眼睛被打开、能够看到从前看不到的东西。（徒26:18）

3、质疑教科书

库恩认为，普通大众对科学的认识是错误的，因为教科书通常会忽略科学革命的存在和意义，即科学事业的历史发展中经历过的偏见、失败和混乱。[22]这使得科学家缺乏历史感，而且英国数学家、哲学家怀特海曾指出：“不敢忘记其创始者的科学是个死掉的科学。”这说明科学界缺乏历史意识。[23]

在这种“蔑视历史”的精神下，每次科学革命后重写的科学教科书都在重新建构历史的过程中隐藏了科学革命的真相，使其变得模糊和无形，甚至否定了这些革命的作用。这种曲解对科学历史的影响不仅局限于科学家自身，也会误导一般公众对科学事业的本质和发展产生错误的理解。[24]

当然，教科书不是历史书，为了教学目的而对科学发现过程的发展去历史化并非“为尊者讳，为亲者讳，为贤者讳”，更不是有意识地篡改历史。然而，这种做法造成的结果和影响是给读者带来错误的印象和认知。我们将会看到：这种‘非历史性’的方法，也表现在对《圣经》的解读，即神学家用哲学家的方法诠释《圣经》，造成了很多的误解和曲解甚至僵化的教义，这将在第三章看得更清楚。

所谓的曲解和误解，都发生在人的理性层面、思想层面，使人有错误的观念。这种无意识的举动却造成如此严重的后果，也许是当事人始料未及的。后面，我们也将看到：天主教会的权威对某些教义、教条的坚持，也会使人对上帝、圣经和教会产生误解。如果不消除这种拦阻人认识上帝的高垒，很多人将继续活在错觉中而不自知。

《科学革命的结构》出版后，引起了广泛的讨论和反响。该书深刻揭示了科学发展中的范式转移和科学革命的本质，并对传统科学史观提出了质疑。随着时间的推移，该书的影响力逐渐扩大，成为了一部具有里程碑意义的著作。[25]不过，一些人对库恩的观点持批评态度，认为他的理论过于激进和悲观。于是，库恩在第二版中增加了一章后记，以回应批评者的反应和澄清一些误解，[26]以更好地表达他的观点。这种反应和修正反映了科学研究的本质，即科学是一个不断发展的领域，不断地更新和修正自己的理论和观点。

信仰反思。读者对库恩的书有不同反应甚至误解，从一个方面证明了心理学家的发现，即读者自身的信念、动机、价值观会影响他们自己对这本书的理解和诠释，使其偏离了作者的原意而不自知。同样，不同的人戴着各自的有色眼镜阅读《圣经》，也会读出不同的教义并以为那就是真理。这促使我们要更谦卑地反省自己的信仰，因为我们也有可能对《圣经》的诠释或理解并不全面甚至并不准确，可自己却对此毫无觉知。

为了更具体地理解科学革命给人类的思维方式带来的深远影响，我们将聚焦两次重要的物理学革命。由于本书的目的是关注人类思想的变化，下面的内容不会谈及这两次革命的细节，而是关注它们给后人的世界观带来的巨大改变。

[1] 托马斯·库恩著，金吾伦、胡新和译。《科学革命的结构》（北京大学出版社，2003年），页15。这个译本是根据库恩（Thomas S. Kuhn）著 The Structure of Scientific Revolutions (The University of Chicago Press, 1996) 第三版翻译的。

[2] 同上，页16。

[3] 同上，页57。

[4] 同上，页157。

[5] 同上，页11。

[6] 同上，页34。

[7]  同上，页60。

[8]  同上，页69，77。

[9] 同上，页71。

[10] 同上，页5-6。

[11] 埃略特·阿伦森、提摩太·D·威尔逊、罗宾·M·埃克特著，侯玉波等译。《社会心理学》（北京：世界图书出版公司北京公司，2012），页17-18。

[12] Carlo Rovelli, Translated by Erica Segre and Simon Carnell. There are places in the world where rules are less important than kindness: and other thoughts on Physics, Philosophy and the world. (New York, NY: Riverhead Books, 2022), p.77-81.

[13] 库恩，《科学革命的结构》，页79。

[14] 埃德温·阿瑟·伯特著，张卜天译。《近代物理科学的形而上学基础》（长沙：湖南科学技术出版社，2012），页35，39。当时，天文学被视为“天的几何学”（页29）。

[15]  库恩，《科学革命的结构》，页88，94-95。

[16] 同上，页97。

[17] 同上，页101。

[18] Dennis Coon, John O. Mitterer著，郑刚等译。《心理学导论——思想与行为的认识之路》（第13版）（北京：中国轻工业出版社，2014），页142。

[19] 同上，页158-9。

[20] 同上，页137。

[21] Max Planck, Scientific Autobiography and Other Papers, trans. F. Gaynor (New York, Philosophical Library, 1949), pp. 33–34.

[22] 库恩，《科学革命的结构》，页1，123。

[23] 同上，页125-6。

[24] 同上，页126-8。

[25]  Robert J. Richards and Lorraine Daston (ed.), Kuhn's Structure of Scientific Revolutions at Fifty: Reflections on a Science Classic (Chicago, University of Chicago Press, 2016), 2.

[26] 库恩，《科学革命的结构》，页185；172，178。