导读:
美国科学哲学家托马斯·库恩撰写的《科学革命的结构》是一本经典著作,这本书的新中译本近期出版,引起了人们对科学革命理论的再度关注。库恩认为,科学革命是一个“范式转换”的过程,即由新的科学范式取代统治科学界很长时间的旧范式,从而推动科学理论跨越式发展。
如何看待这一理论?它对我国当下的科技创新有什么启发?《解放日报》记者采访了两位科学史专家——上海交通大学教授江晓原、上海市科学学研究所研究员李辉。在他们看来,科研人员可以有更强的“范式转换”意识,要敢于正视现有科学范式中的危机,积极寻求新理论和新技术,这样才有望取得更多的创新策源成果。
壹 现有范式会被科学革命颠覆
库恩的科学革命理论源于1947年,他受哈佛大学校长柯南特委托,讲授一门科学史课程。为了备课,他阅读了亚里士多德、哥白尼、牛顿等人的科学著作。亚里士多德的《物理学》为何充满谬误,却能被欧洲学术界长期奉为圭臬?哥白尼的《天体运行论》为何能引爆革命,用日心说取代地心说?这些科学史问题引发了他的思考。
Paradigm(范式)就是库恩思考后提出的概念。他在《科学革命的结构》中写道:“按既定的用法,范式就是一种公认的模型或模式。”每个时代都有在科学界占主导地位的范式,它是一种理论框架,接受这个范式的科学家组成科学共同体,在这个理论框架内工作。
科学革命则意味着“范式转换”。《科学革命的结构》将科学进步分为这样几个阶段:前科学—常规科学—危机—革命—新的常规科学—新的危机—新的革命。
李辉介绍,在前科学阶段,某个领域缺少成熟的理论;被广泛接受的理论体系产生后,就进入了常规科学阶段,科学家们都在一个范式中开展研究;在共同构建“理论大厦”的过程中,如果出现了现有范式难以解释的科学发现,也就是所谓的“反常”,而且这类“反常”越来越多,就遭遇了科学危机;为应对危机,一些新的理论出现了,它们挑战现有范式,引爆科学革命;最终,一个新的理论占据主导地位,完成“范式转换”,从而开启了又一个常规科学阶段。
贰 策源地:科学革命还是技术革命?
库恩总结的科学进步规律是否靠谱?江晓原认为,他与拉卡托斯、科恩这两位科学哲学大家一样,都是通过研究科学史个案(如哥白尼、牛顿),提炼出一个放之四海而皆准的科学发展模式,这种研究方法本身是有缺陷的。当然,科学革命能成为经典理论,“范式”这个术语能在学术界广为流传,说明库恩的学说是极富洞见的。“《科学革命的结构》篇幅不长,有兴趣的不妨读一下。”
江晓原认为,科学革命可视作“图像革命”,因为科学理论的本质是为自然界“画图像”。霍金在“学术遗嘱”《大设计》中表示,他认同“依赖模型的实在论”,即自然界是客观存在的,但人类无法直接认识它,而是要借助科学理论等模型。图像与模型一样,都是科学家构建出来的。因此,科学革命发生后,人类看待世界的方式就会随之改变。
与科学革命不同,技术革命改变的是人类改造世界的方式。“我们经常把科学和技术混在一起讲,但我觉得最好分开。”江晓原说,“在我研究的天文学史领域,望远镜、光谱分析、射电望远镜引发的三次天文学革命,都源于新的技术应用,而不是理论创新。”
从理论思辨回到现实,这位科学史专家发问:上海在建设具有全球影响力的科创中心,是想成为科学革命还是技术革命的策源地?在他看来,技术突破和技术革命对上海更重要,因为纵观历史,日心说、相对论等一些科学革命几乎没有产业价值,而技术革命不仅能推动产业变革,也能成为科学革命的源头。“当然,在科创中心建设进程中,如果出现革命性的科学理论,我们也乐见其成。”
叁 科研人员不必囿于“常规科研”
谈及库恩理论与中国当下科技创新的关系,李辉表示,以“范式转换”为特征的科学革命是在一个比较大的历史尺度下发生的,当下是否处在科学革命过程中,我们还无法准确判断。在他看来,“大数据+人工智能”的兴起可能正在引发一场科学和技术革命,将对很多科研和产业领域产生越来越大的影响。
无论是否身处科学革命或“革命前夜”,都要提倡我国科研人员拥有“范式转换”意识。根据库恩提炼的科学进步规律,常规科学是一个比较漫长的阶段,科学共同体成员在一个范式中工作,为现有范式提供新的知识。这种“常规科研”固然重要,但是科研人员也要关注可能引爆科学革命的危机——现有范式难以解释的现象,并通过理论创新或新技术应用,力求“化危为机”,开启“范式转换”这一激动人心的革命进程。
李辉认为,推动“范式转换”契合了中央对上海提出的“强化科技创新策源功能”这一要求,如果在某个学科领域实现了“范式转换”,就肯定形成了具有全球影响力的科技创新策源。由此可见,科研人员要有“范式转换”意识,积极开展原创性引领性科学研究,敢于探索“从0到1”的突破。在绩效考核制度、人才评价制度等方面,相关部门和高校、科研机构等单位要为这类研究提供更好的保障。
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