《科学革命的结构》：20世纪哲学名著导读

库恩：
《科学革命的结构》（1962）

■　本书精要

《科学革命的结构》内在地重塑了科学的真理形象，标志着20世纪科学哲学的转折点，开创了科学哲学的新时代，其“范式”、“不可通约”的学说也为一般的哲学研究提供了无尽的启发。

■　作者简介

托马斯·塞缪尔·库恩（Thomas Samuel Kuhn），1922年生于美国俄亥俄州辛辛那提市。至1949年，在哈佛大学先后获得学士、硕士、博士学位，专业是物理学。1951年起先后任教于哈佛大学、加州伯克利大学、普林斯顿大学、麻省理工学院，主要专业是科学史。1996年在美国马萨诸塞州坎布里奇去世。库恩曾担任美国科学史学会主席、科学哲学学会主席和科学院院士。

库恩最有名的著作《科学革命的结构》^〔1〕出版于1962年，先后以20多种语言出版，发行了上百万册，对科学史、科学哲学乃至一般哲学的研究产生了巨大而深远的影响。将近半个世纪以来，由这本小册子所代表的库恩的学术研究具有深刻的启发性、尖锐的争议性甚至可怕的颠覆性。库恩的工作以科学研究的“范式”及其革命性转换为核心塑造了科学的新形象，从内部动摇了科学日积月累不断进步的真理形象。

有人说《科学革命的结构》谋杀了科学，有人说库恩埋葬了逻辑经验论，有人指责说库恩是真理的叛逆，有人则比较和缓，说库恩打开了潘多拉的盒子，惹来无尽的烦恼和灾祸。人们有不少根深蒂固的信念和习惯，它们大都是很有用的，甚至是很正确的，不过根深蒂固并不等于正确，有用也不等于正确，因而当认真的人对根深蒂固的或者很有用的东西加以认真的推敲，人们就会感到不舒服。如果推敲的结果竟与习惯的共识根本上南辕北辙，不舒服就会变成恐慌和愤怒。的确，谁撕下了那并不存在的皇帝新衣，谁就要冒风险。库恩就是这样一个冒险者，尽管他未必存心要做冒险者。^〔2〕

■　作品内容

《科学革命的结构》原本是一篇长文，出版时也不过是一本小册子。该书1962年初版，1970年再版，1996年出了第3版^〔3〕，现今通行的版本除了“序”和“后记”共有13章，依内容可以相对分为四个部分。

引导性的“绪论：历史的作用”（第1章）是第一部分。

第二部分讨论常规科学的形成和本质，即“通向常规科学之路”（第2章）、“常规科学的本质”（第3章）、“常规科学即是解谜”（第4章）和“范式的优先性”（第5章）。

第三部分讨论科学危机和革命的发生和机制，即“反常与科学发现的突现”（第6章）、“危机与科学理论的突现”（第7章）、“对危机的反应”（第8章）和“科学革命的本质与必然性”（第9章）。

第四部分讨论科学革命的几方面重要意义，即“革命是世界观的改变”（第10章）、“革命是无形的”（第11章）、“革命的解决”（第12章）和“通过革命而进步”（第13章）。

库恩自己写的“序”主要是传记性和礼节性的，再版时加写的“后记”有针对性地澄清关于“范式”的某些理论问题，有相当的重要性。

统观《科学革命的结构》（以下简称《结构》），其总问题可以表述为：科学“进步”的机制是怎样的？这显然是一个需要借助科学的历史来回答的问题，但人们对这一历史的把握恰恰是有问题的。《结构》的第一部分就是彰显这一问题并倡导一种新科学观，具体做法是从科学史编纂学上打开缺口。

当代的科学教科书汇集了科学的成就和方法，以此培养未来可能从业的科学家，也向普通公众进行教育，它告诉人们何时何地何人对何种科学问题提出了何种解答，这种解答对目前这些成就和方法做出了什么贡献，又有哪些内部和外部的阻碍力量在这个光辉的进步历程中被英勇地克服了，等等。这样，科学的历史就被叙述成了一个“渐进累积的过程”（Cumulative Process），科学史也就是科学成就编年史。但是库恩根据自己专深的科学史研究，认为“这些书的目的不可避免地是说服和教育；从这些书中所获得的科学观根本不符合生产这些书的科学事业”^〔4〕，这种科学观既大大影响了对科学的本质和发展的理解，自身也是不能成立的。库恩发现：“越仔细地研究亚里士多德的动力学、燃素化学或热质说，就越确凿地感觉到，那些曾一度流行的自然观，作为一个整体，并不比今日流行的观点缺乏科学性，也不更是人类偏见的结果”（第2页），如果说过时的信念不过是神话，那么导致现今科学的方法也一样会导致和支持神话，如果说它们也是科学，那么其中包含的却是与今日科学信念不相容的另一套信念。如果说科学还是科学而不是神话，那么这种两难局面就意味着科学知识的历史并不是简单的增长过程，其中一定阶段性地发生着根本的转换。新的科学史编纂以及新的科学观就以研究这类根本性的转换为宗旨。

科学研究活动并不是单个人孤立从事的活动，而是团体性活动。为了能够顺畅地开展研究，科学共同体一般要就如下事项达成共识：构成宇宙的基本实体是什么？这些基本实体怎样彼此相互作用？又怎样与感官相互作用？关于这些实体可以正当地提什么问题？用什么技艺寻求问题的解答？（参阅第4页）这类共识本身并不是科学知识，而是使科学知识得以可能的一套信念（Beliefs），它们是科学共同体从事科学研究的前提性承诺。库恩认为这些承诺带有历史性、偶然性甚至个体性，正是它们预定了科学知识的类型，构成了成熟科学维持自身并不断拓展的底层，教育着一代代的科学从业者。这些承诺及其成就的变迁带来科学知识系统的大转换，或者说科学革命。在深入描述科学革命之前，《结构》先行重新描述常规科学（Normal Science），这构成第二部分内容，即第2至第5章。

所谓常规科学，指“坚实地建立在一种或多种过去科学成就基础上的研究，这些科学成就为某个科学共同体在一段时期内公认为是进一步实践的基础”（第9页），这些成就在当代由科学教科书来表述，此前则由著名的科学经典（例如亚里士多德的《物理学》、托勒密的《天文学大全》、牛顿的《自然哲学的数学原理》、拉瓦锡的《化学》、赖尔的《地质学》）来表述。库恩认为，这样的科学经典具有两个基本特征：“他们的成就空前地吸引一批坚定的拥护者，使他们脱离科学活动的其他竞争模式。同时，这些成就又足以无限制地为重新组成的一批实践者留下有待解决的种种问题。”（第9页）具备这两个特征的科学成就称为“范式”（Paradigms），范式暗暗地规定了一门科学的概念、定律、理论和观点，充分彻底地发挥一种范式的可能性往往要经过多代科学家共同的努力。

一门科学要达到常规科学的地步，或者说获得自己的一个范式，要经过十分艰难的过程，而且所获范式也不是一劳永逸的。数学和天文学很早就获得了自己的范式，化学、电学、光学等就很晚。以物理光学为例，今天的物理教科书告诉学生光是光子，既有波动性也有粒子性。这种特征只是20世纪初由普朗克、爱因斯坦等人的工作确立起来的。此前人们普遍认为光是一种横波运动，这是19世纪早期杨和菲涅尔的光学著作确立的范式，而18世纪的范式则是牛顿的《光学》所确立的微粒说。“物理光学范式的这些转变，就是科学革命，而一种范式通过革命向另一种范式的过渡，便是成熟科学（Mature Science）通常的发展模式”（第11页）。但是在17世纪以前，关于光的本质却是学说众多，莫衷一是，有人认为光是固体射出的粒子，有人认为光是眼与物之间介质的变形，等等，每一派都从某种特定的形而上学吸取力量，都强调实际上是自己的理论特别能够解释的现象，别的观察现象则以特设性的说明来对付，或者暂且搁置一边以待将来。重要的是，某种理论“要作为范式被接受，它必须优于它的竞争对手，但它不需要，而且事实上也绝不可能解释它所面临的所有事实”（第16页）。正是范式的非全能性预示了科学革命的内在可能性。

一旦确立了范式，科学就进入了常规科学时期，这时候科学家不再像从前那样长篇大论地面对所有可能感兴趣的人撰述著作来阐释本学科的各个有关方面，而是面对专业同事撰写专门的论文。前范式（Pre-Paradigm）时期的科学著作普通读者都比较容易读懂，专业界限不明确，而在既定范式之下的科学论文则排斥外行人，科学也因此而成熟。库恩冷静地指出：“人们哀叹专业科学家与他在其他领域内的同事之间的鸿沟正在日益加深，虽然这种哀叹已习以为常且也确实正当，但对于这种鸿沟与科学进步内在机制之间的基本关系却注意得太少。”（第19页）

更为重要的是，常规科学研究也是对相应范式的不断完善过程。作为范式，亚里士多德的运动分析、托勒密的行星位置计算、麦克斯韦的电磁场数学化等等的成功，一开始是并不完善的，而是留下了大量“扫尾”工作。这主要包括三个方面：第一是对范式的典型事实进行深入研究，大量第一流人才乐此不疲，时间、财力和仪器（如同步加速器和巨型望远镜）投入巨大。第二是对可与范式预测直接对照的事实进行研究，在范式理论日益数理化的时候，这方面的研究尤其重要。第三是阐明理论与事实之间更广泛更精确的关系，例如精确测定各种常数的值。库恩写道：“这三类问题——确定重要事实、理论与事实相一致、阐明理论——我认为已经涵盖了常规科学的文献，不论是经验科学的还是理论科学的文献。当然，它们并没有涵盖科学的全部文献。还有一些非常规的问题，而且也许正是为了获得这些问题的解决，才使整个科学事业特别值得为之献身。但是非常规问题并不是那么容易出现的。它们只能在特定场合才能突现，需要在常规研究的进程之中为之做好准备。因此，甚至是最好的科学家所从事的绝大多数问题，通常也不超出上述三种类型。在范式指导下工作绝无他途可寻，而抛弃了范式，也就等于终止了范式所规定的科学实践活动。我们很快会发现，这种抛弃范式的事确曾不止一次地发生过。它们是科学革命所赖以转动的轴心。”（第31页）

需要注意的是，范式只是强有力的示范而不是一套明确呈现的研究规则，它是研究者在实践性的学习中所掌握的，它相当于波兰尼（Michael Polanyi）所指出的默会知识（Tacit Knowledge）^〔5〕，它是不能向外行人分条列款完全陈述出来的。库恩把范式指导之下的常规科学研究比喻为游戏性的解谜活动，“各种承诺——概念的、理论的、工具的和方法论的——所形成的牢固网络的存在，是把常规科学与解谜联系起来的隐喻的主要源泉。因为这个承诺构成的网络提供了各类规则，它们告诉成熟科学的专业实践者世界是什么样的，他的科学又是什么样的，如此他就能满怀信心地集中钻研由这些规则和现有知识已为他界定好了的深奥问题。这时科学工作者个人所接受的挑战就是为未解之谜求得一个解”（第38—39页）。范式就是制谜的示范，而谜一定是有解的，无解的谜不成其为谜。

在第三部分，《结构》开始集中讨论科学革命问题，即第6至第9章。(www.xing528.com)

虽然常规科学研究意在持续稳定地扩展科学知识的广度和精度，虽然强大的范式开拓出了十分广阔的研究空间，但是范式毕竟不能解释一切事实，即使是累积性的拓展过程，也充满了各种不确定性，这就带来了常规科学研究中时时涌现的异常现象和事实。单纯的异常现象并无重大意义，它们可以被解释为是各种偶然的不可控因素的偶然影响。异常现象要有意义，必须和新概念或者说新范式的不自觉或自觉的摸索联合起来。

舍勒（C. W. Sheele）据说曾制出过氧气，但这位药剂师似乎并不知道有“氧气”这种东西。普利斯特列（J. Priestley）也制得过氧气，但他并不认为这是氧气，而认为是笑气，后来又认为是燃素含量比较少的空气。拉瓦锡（Lovoisier）也制得了氧气，并认为多少与他的氧化理论相吻合。但即使是拉瓦锡也没有将他所发现的气体命名为氧气，而认为是“酸素”与热质化合成的新气体。“我们是否因此而说，氧气在1777年还没有被发现呢？有些人也许想这样说，但是酸素被逐出化学要到1810年以后，而热质则一直苟延到1860年代。但氧早在这两个日期之前，就成为一种标准的化学物质了。”（第51页）化学从燃素说转变到氧化说，氧气的“发现”具有特殊意义。“发现”并不是简单的“看见”，实际上燃素说化学的范式根本看不见氧气，氧气在那里是一种身份不明的别扭的东西。氧气必须和新的理论范式——氧化学说——及其实验上的制备和检测程序一同成长才能被“看见”。氧气一旦“发现”，化学革命就来临了。库恩在比较氧气的发现和X射线的发现时写道：“在用红色氧化汞做实验以前，拉瓦锡已经做了实验，但并没有产生在燃素范式下预期的结果；伦琴（Roentgen）的发现始于认识到他的屏上本不该发光而发光了。在这两种情况下，感觉到反常——即感觉到一种他的范式没有为研究者准备的现象——对导致新发现起了关键的作用。但还是在这两种情况中，感觉到某种东西出了毛病仅仅是发现的前奏。无论是氧还是X射线，如果没有进一步实验和同化过程，它们就不会突现。”（第53页）

异常现象的出现造成原有理论范式的调整，而当这类调整出现得越来越多时，科学即进入危机时期。危机进展的程度除了科学内部的促进因素之外，社会生活的外在因素也有重要影响，促进哥白尼革命的历法改革的社会压力即是一个显例。危机时期的科学局面多少类似于前范式时期百家争鸣的局面，科学家仿佛不得不一切重新做起。“科学家面临反常或危机，都要对现存范式采取一种不同的态度，而且他们所做研究的性质也将相应地发生变化。相互竞争的方案的增加，做任何尝试的意愿，明确不满的表示，对哲学的求助，对基础的争论，所有一切都是从常规研究转向非常规研究的征兆。”（第83—84页）

在库恩看来，既有范式开始崩解，新的范式尚未确立，危机中发生的革命是没有标准的，因为标准是由范式规定的。人们不得不在危机中进行选择，“在范式选择中就像在政治革命中一样，不存在超越相关共同体成员间的共识的标准，问题的解决依赖于大家意见的一致”（第87页），一切发生在政治革命中的论辩、说服等等也都发生在科学内部，这就是范式转变被比喻为“革命”的主要因由。

科学革命的结果是范式的转换。《结构》的第四部分讨论了革命的几个重要的方面，这就是第10至第13章。

首先，以范式转换为核心的科学革命是世界观的改变。“从现代编史学的眼界来审视过去的研究纪录，科学史家可能会惊呼：范式一改变，这世界本身也随之改变了。……只要他们与那个世界的沟通是透过他们所看的和所干的，我们就可以说：在革命之后，科学家们所面对的是一个不同的世界。”（第101页）这是一种心理学意义上的格式塔转换（Gestalt Switch），兔子耳朵变成了鸭子嘴巴。

鸭兔图

举例来说，“哥白尼看做是反例的东西，托勒密的大多数后继者却看做是在观察和理论之间相一致中的一个谜。拉瓦锡看做是反例的东西，普利斯特列却看做是在燃素理论阐释中的一个已成功地解决了的谜。爱因斯坦看做是反例的东西，洛伦兹、菲茨杰拉德和其他人却看做是在阐释牛顿理论和麦克斯韦理论中所产生的一个谜”（第73页）。在这方面，自然世界本身并不是裁判者，因为它从来都是无言的。人的感官体验也不是裁判者，因为它是被理论范式教育而形成的。直言之，并不存在超越于诸范式之上却能判决这些范式之合理性的超然裁判者，这也就是范式的不可通约性（Incommensurability）。

其次，科学革命是看不见的。范式一旦重新确立，科学即再次进入常规时期，这时的科学教科书、普及读物、相应的哲学都各从自己的角度陈述新范式下的谜题、方法和成就。如果还提及从前竞争时期相关的竞争范式的话，那也只是点缀在真理旁边的、已然无足轻重的愚蠢和错误而已，战败者是没有发言权的。这样，从前的范式不是被描绘成进步的障碍，就是被描绘成现有范式的某种幼稚的萌芽，总之科学革命中发生过的、复杂而激烈的范式转换被系统地隐瞒（Disguise），换成了累积性进步的外观。这就是革命的不可见性（Invisibility of Revolution）。

再次，科学革命的具体实现。范式的转变在其现实性上是科学家的转变。“正因为它是一种不可通约物之间的转变，竞争着的范式之间的转变就不可能（借助逻辑和中性经验的推动）逐步地完成。就像格式塔转换一样，它要么必须立即整个地变（虽然不必在瞬间完成），要么就根本不变。那么，科学家是怎么完成这种转变的呢？部分答案是：他们经常不能。在哥白尼死后近百年，哥白尼学说几乎没有赢得几个信徒。《自然哲学之数学原理》一书出版后半个多世纪，牛顿的研究尚未被普遍接受，尤其是在欧洲大陆上。普利斯特列从未接受过氧气理论，开尔文勋爵也从未接受过电磁理论等等，不胜枚举。科学家自己也常常注意到这种转变的困难。达尔文在他的《物种起源》结尾处，有一段极有洞察力的话：‘虽然我完全相信此书观点的真理性……但对于观点与我完全相反的博物学家，我并没有期望能使他们信服，他们的心目中已充满从他们的观点去观察到的事实……但是我有信心面对未来，面对那些年轻的、正在成长的博物学家，他们将能毫无偏见地去看待这个问题上的两种观点。’而马克斯·普朗克在他的《科学自传》中回顾自己的生涯时，悲伤地谈到：‘一个新的科学真理的胜利并不是靠使它的反对者信服和领悟，还不如说是因为它的反对者终于都死了，而熟悉这个新科学真理的新一代成长起来了。’”（第136页）

当然，“经常不能”不意味着根本不能，转变还是有的，只是情形十分复杂，“科学家个人可以出于各种各样的理由接受新范式，而且往往同时有好几个理由。其中有些理由完全不属于科学领域，例如太阳崇拜帮助开普勒成为一个哥白尼信徒。其他理由则与科学家个人的特有的经历和个性相关。甚至创新者的国籍、他们已有的声望以及他们的导师有时也能起重要作用”（第137—138页）。总之，范式转变中的革故鼎新绝不是波普尔式的否证那样单纯，因为“如果理论与数据间稍有不合即成为抛弃理论的理由，那么所有的理论在任何时候都该被抛弃”（第132页）。事实上，“范式之间的竞争不是那种可以由证明来解决的战斗”（第133页）。

最后，科学通过革命而进步。“进步”是一个需要慎重界定才能加以稳妥使用的词汇。在常规科学时期，研究成果的确是累积性的，这可以称为进步，而且除了进步，也没有别的评价方式。唯一需要注意的是，这是在既定范式已然胜利并指导着进一步的具体研究的情况下的累积。《结构》通过对科学共同体的科学与其他游荡在科学和非科学边缘的学科进行比较，充分地展示了常规科学能够不断进步的社会原因。然而这并不是关于科学进步的全部内容，也不是最重要的内容。

科学革命时期新范式取代了旧范式，新范式既以新方式解决了旧有的重大疑难问题，还保留了以前的范式大部分的解题能力，但是毕竟新范式没有达到既解决旧范式能够解决的一切问题又能解决旧范式不能解决的问题的程度。这也就是说，科学革命和常规科学相轮替的科学的历程，称不上是朝向一个完美无缺的真理行进的历程。那么，在归根结底的意义上，进步在全部科学历史的语境中似乎就成了一个难以捉摸的东西。为此，库恩援引达尔文的进化论尝试了一种无目的的进化观：“物竞天择能产生人、高级的动物和植物的信念，是达尔文理论中最困难，也是最令人不安的方面。缺乏一个特定的目的，‘进化’、‘发展’和‘进步’这些词能有什么意义呢？对许多人来说，这些词似乎突然都成了自相矛盾的东西。”（第154—155页）但是，这恰恰是进步的最奇妙的地方，“无需一设定好的目标，一种永恒不变的真，其中的科学知识发展的每一新阶段，都是一个更好的范例”（第155页）。这如何可能呢？库恩在《结构》的最后留下了一个悬而未决的前提性问题：“然而，‘这个世界必须像个什么样子，人才可能了解它’？这一问题并非本书的创造。恰恰相反，它和科学本身一样古老，而且它仍然没有解答。”（第155页）

■　简要评述

库恩受过专业的物理学训练，后来转向科学史研究，其主要成就体现在新科学史观以及新科学观的描述和论证之中，《科学革命的结构》首先是科学史性质的作品。不过库恩科学史研究的兴趣却是哲学性质的，事关认识论和形而上学，《结构》一书的巨大效应似乎也集中在哲学领域。近代以来，哲学的一个光辉榜样就是科学，科学乃是探求和体现真理的典范。哲学如能在自己的内容上达到科学的水准，哲学就似乎既使自己放心了，也使天下人信服了。为此许多哲学都为自己武装上了科学的外观。虽然也有哲学家对科学有一定的警惕和批判，也有科学家从更高的价值立场出发叙说科学的有限性，但科学还是得以在自己专门的领域中继续保持着那种崇高的文化地位。《结构》却在科学内部，在科学自己的领地打开了缺口，多少根本性地动摇了科学的真理形象和文化地位，促使人们不得不重新理解和评估科学及其形象和价值。尽管库恩终于未能精确定义“范式”、“常规科学”、“科学革命”等关键概念，没有满足执拗的逻辑要求，但这不是唯一重要的事情。《结构》的内容本身，范式等具有高度启发性的概念已经在科学史、科学哲学、哲学，以及科学学、科学社会学、知识社会学等领域产生深刻的影响，这至少也是同样重要的事情。

（黑龙江大学：马天俊）

注释

〔1〕　库恩的主要著作还有《哥白尼革命》（有汉语译本《哥白尼革命——西方思想发展中的行星天文学》，吴国盛，张东林，李立译，北京大学出版社2003年版）、《量子物理学的历史资料》、《必要的张力》（有汉语译本《必要的张力：科学的传统和变革论文选》，纪树立，范岱年，罗慧生等译，福建人民出版社1981年版；其修订版《必要的张力——科学的传统和变革论文选》，范岱年，纪树立等译，北京大学出版社2003年版）、《黑体理论和量子不连续性》等。

〔2〕　这部分内容参考过如下文献：涂纪亮《美国哲学史》第3卷第6编第4章第1节“托马斯·塞缪尔·库恩”（河北教育出版社2000年版，第113—114页），野家启一《库恩——范式》附录“库恩简略年谱”（毕小辉译，陈化北校，河北教育出版社2002年版，第255—260页），蔡汀·沙达《库恩与科学战》（金吾伦译，北京大学出版社2005年版）。

〔3〕　该书汉语译本有：（1）库恩：《科学革命的结构》，李宝恒，纪树立译，上海科学技术出版社1980年版。（2）孔恩：《科学革命的结构》，王道还编译，允晨文化实业有限公司1985年版。（3）库恩：《科学革命的结构》，金吾伦，胡新和译，北京大学出版社2003年版。另外，台北远流出版事业有限公司1994年也出过一个译本，与第二个译本均属“新桥译丛”，当是其修订译本，笔者未见该书。本文介绍《科学革命的结构》，引文出自第三个译本，部分内容叙述依据Thomas S. Kuhn, The Structure of Scientific Revolutions, Second Edition, enlardged, Chicago, The University of Chicago Press, 1970．也参考过第一和第二个译本。

〔4〕　〔美〕库恩：《科学革命的结构》，金吾伦、胡新和译，北京大学出版社2003年版，第1页。下引该书只在引文后括号内标注页码。

〔5〕　参阅《结构》第41页，以及波兰尼：《个人知识——迈向后批判哲学》（许泽民译，陈维政校，贵州人民出版社2000年版），特别是第二编“默会成分”。