库恩 | 科学革命的结构
托马斯·库恩 (Thomas S.Kuhn,1922.7.8-1996.6.17) ，美国科学史家、科学哲学中的历史主义创始人。1943年毕业于哈佛大学物理系，1949年获得哈佛大学物理学博士学位。1952年开始讲授科学史，先后任教于普林斯顿大学和马萨诸塞理工学院。
范式与共同体结构
“范式”一词在本书中出现很早，其出现方式实质上是循环的。一个范式就是一个科学共同体的成员所共有的东西，而反过来，一个科学共同体由共有一个范式的人组成。并非所有的循环性都是逻辑上错误的（我将在这篇《后记》的末尾为一个具有同样结构的论证辩护），但这一循环却是许多真实困难的根源。我们能够、也应当无须诉诸范式就界定出科学共同体；然后只要分析一个特定共同体的成员的行为就能发现范式。因此，假如我重写此书，我会一开始就探讨科学的共同体结构，这个问题近来已成为社会学研究的一个重要课题，科学史家也开始认真地对待它。初步的成果（其中许多尚未发表）表明，探讨这一问题所需要的经验技术并非无足轻重，但是有一些是现成的，其他的也一定能发展起来。大多数职业的科学家都能即刻回答出他们所属的共同体，并认为当代各种研究专业的分布，当然可由其成员至少大致明确的各个团体来确定。因此，这里我假定将能发现更系统地鉴定它们的方法。我将不去介绍这些初步的研究成果，而是简略地说明构成本书前几章基础的关于共同体的直观概念。这一概念现已为科学家、社会学家和许多史学家所广泛接受。
根据这一观点，一个科学共同体由同一个科学专业领域中的工作者组成。在一种绝大多数其他领域无法比拟的程度上，他们都经受过近似的教育和专业训练：在这个过程中，他们都钻研过同样的技术文献，并从中获取许多同样的教益。通常这种标准文献的范围标出了一个科学学科的界限，每个科学共同体一般有一个它自己的主题。在科学中、在共同体中都有学派，即以不相容的观点来探讨同一主题。但是比起其他领域，科学中的学派少得多。他们总是在竞争，而且这种竞争通常很快就结束，其结果，科学共同体的成员把自己看做、并且别人也认为他们是惟一的去追求同一组共有的目标、包括训练他们的接班人的人。在这种团体中，交流相当充分，专业判断也相当一致。另一方面，由于不同的科学共同体集中于不同的主题，不同的团体之间的专业交流有时就十分吃力，并常常导致误解。如果继续下去，还可能引发重大的、难以预料的分歧。
目前一般认为，韦伯、涂尔干、马克思提出的社会学理论与方法论形成了三大社会学范式：以涂尔干为代表的实证主义，以韦伯为代表的解释主义和以马克思为代表的批判主义。
当然，这种意义上的共同体在许多层次上都有。在含义最广的层次上，是所有自然科学家的共同体。在稍低层次上的主要科学专业团体，有物理学家、化学家、天文学家、动物学家等的共同体。就这些主要团体而言，除了其边缘性人物外，确定共同体成员的身份并不难。最高学位的学科，专业学会的成员资格，所阅读的期刊，这些通常已足以确定一个成员的身份。同样的技巧也可用以界定主要的次级团体：有机化学家以及或许其中的蛋白质化学家，团体高能物理学家，射电天文学家等等。只有在再次一级层次上才会出现经验问题。举一个现代的例子来说，你如何在一个抗菌素专家的团体公开宣布之前界定出它呢？为了这个目的，你必须借助于出席特殊的会议，了解他们的论文发表前手稿或校样的传播范围，特别是他们正式和非正式的交流网络，包括在书信往来和引文脚注中发现的联系。我认为，至少是现代的和历史上较近期的这种工作，是可以做也会有人做的。它会产生典型的百人左右的共同体，有时人数更少，也更重要。通常单个科学家，尤其是那些最有能力的，会同时或先后属于几个这种团体。
这种共同体就是本书描述为科学知识的生产者和确认者的单位。范式是为这样的团体的成员所共有的东西。若不考虑这些共有要素的性质，本书前面所描述的科学的许多方面就根本无法理解。但是其他一些方面却可以，尽管在本书中并未独立地描述它们。因此，那些方面与本文无关，在直接讨论范式之前，我们只注意一系列涉及共同体结构的问题。
或许其中最引人注目的问题，就是我所说的一个科学领域的发展中，从前范式时期到后范式时期的转变。我在上面的第二章勾画过这种转变过程。在它发生之前，这一领域中众多学派逐鹿中原。其后，随着一些著名的科学成就的确立，学派的数目极大地减少，通常只剩下一个，接着一个更加有效的科学实践模式开始了。这一模式一般而言限于一定范围，并以解谜为己任，这就要求其成员承诺他们领域的基本观点才可以进行。
这种向着成熟转变的性质，应当得到比本书中所做的更为充分的讨论，尤其是那些涉及当代社会科学发展的讨论。为了这个目的，指出这种转变不需要（我现在认为也不应当）与首次获得一个范式相联系也许是有帮助的。所有科学共同体的成员，包括“前范式”时期的各学派，都共有那些我把它们集合起来称作“范式”的各种要素。随着这种向着成熟的转变而来的变化，不是一个范式的存在，而是它的性质。只有在这种变化之后，常规的解谜研究才有可能。因此，那些我以前用以与获取一个范式相联系的一门发展了的科学的许多属性，现在我把它们当作这样一种范式的结果。这种范式鉴定出具有挑战性的谜题，提供解谜的线索，并保证那些真正聪明的解谜者定会成功。只有那些勇于注意到自己的领域（或学派）中也有范式的人，才有可能感觉到：一些重要的东西在这种向着成熟的转变而来的变化中牺牲掉了。
第二个问题至少对历史学家更重要，它涉及本书中暗含的一种科学共同体与科学学科主题间的一一对应。这就是说，我反复表现出像“物理光学”、“电学”与“热学”等等必然指称着科学共同体，因为它们确实指称着学科的研究主题。我们的这种表达方式惟一能容许的另一种解释似乎是：所有这些学科都属于物理学共同体。然而这种学科与共同体的对应关系正如我的科学史同事已反复指出的，通常经不起认真的考察。例如，在19世纪中叶之前，并没有物理学共同体存在，它是后来由两个以前独立的共同体（数学和自然哲学）的一部分结合而形成的。
在今天它已是一个单一广大的共同体的学科领域，而过去则以不同方式分布在不同共同体的领域中。而其他较为狭窄的学科，例如热学和物质理论，则早已存在并无须成为任何单一科学共同体的特殊领域。不过，常规科学和科学革命都是基于共同体的活动。为了发现和分析它们，人们必须首先澄清科学的共同体结构在历史上的变化情形。一个范式支配的首先是一群研究者而不是一个学科领域。任何对于范式指导下的研究或动摇了范式的研究所做的研究，都必须从确定从事这种研究的团体入手。
一旦以这种途径去分析科学的发展，好些曾是批评家注意焦点的困难可能就会消失。例如，许多评论家以物质理论为例，认为我过分夸大了科学家对于一个范式的效忠的一致性。他们指出直到最近那些理论仍是持续的分歧和争辩的论题。我同意他们的描述，但不认为那是什么反例。至少在1920年之前，物质理论并非任何科学共同体的特殊领域或学科主题。相反地，它们是许多专家团体的工具。不同共同体的成员有时选择不同的工具，并且批评其他共同体所选的工具。更重要的是，物质理论并非那种任何单一共同体的成员都必须对其取得共识的命题。共识的需要取决于共同体的工作。19世纪上半叶的化学正提供了这么一个例子。虽然作为道尔顿原子理论的结果，化学共同体的几个基本工具（定比、倍比、化合重量）已成为公共财产，但在这一事件之后，化学家仍很有可能利用这些工具做研究，而不同意原子的存在，有时态度还非常激烈。
我相信一些其他困难和误解会以同样的方式消解掉。部分由于我所选的例子，也部分由于我对相关的共同体的性质和大小未交待清楚，有一些读者推断我的重点主要或完全在与哥白尼、牛顿、达尔文或爱因斯坦有关的较重要的革命上。然而，对共同体结构的一个更清楚的勾画，应当有助于强化我试图创造的一种大为不同的印象。对我来说，革命是一种特殊的、涉及团体承诺的某种重建的转变。但是它不必是一个大的转变，对于单一共同体之外的人而言，它也不必似乎有革命性，这种共同体或许只有不到25人。正因为这种类型的转变（在科学哲学文献中未被注意到或讨论过）在这种较小的规模上如此经常地发生，以致作为与累积性变化相对立的革命性转变才如此迫切地需要加以理解。
与前面的修正关系密切的最后一个修正，也许有助于促进这种理解。许多批评者怀疑危机——共同察觉到有些事不对劲——是否像我暗示的那样总是出现在革命之前。然而我的论证并不依赖“危机是革命的一个绝对必要的条件”这一前提；危机只需要作为通常的前奏，即提供一种自我矫正的机制，以保证常规科学的严密性不会永远不受挑战。革命也可由其他途径引发，尽管我认为这种例子极少。此外，我现在要指出缺乏对于共同体结构的适当讨论，模糊了我的下述观点：危机并非必须由经历它们、并且有时还承受作为其结果的革命的共同体的研究工作来引发。像电子显微镜这样的新仪器或麦克斯韦理论这种新定律，都可能在某个专业中发展起来，却在另一个同化了它们的领域中造成危机。
范式是团体承诺的集合
现在转而来谈范式我们要问范式可能是什么。这是本书中遗留下的最不清晰也是最重要的问题。一位持赞同态度的读者（她与我同样相信“范式”代表了本书中最重要的哲学成分）整理出一份不完全的分析索引，并肯定这个词在本书中至少有二十二种用法。我现在认为，这些用法的主要差异是由于文笔上的不一致（例如牛顿定律有时是一个范式，有时是一个范式的一部分，有时又是范式性的），要消除它们并不困难。但是在这种编辑加工之后，这个词仍有两种非常不同的用法，必须把它们区分开。其中含义较广的用法在本节讨论，另一种用法则在下节分析。
我们用刚才谈过的方法确定了一个专家组成的特殊共同体后，人们通常或许会问：这个共同体的成员究竟共有哪些东西，足以解释他们彼此间专业交流的比较充分和专业判断的颇为一致？对于这个问题，我在原书中提供的答案是：一个范式或一套范式。但是范式的这种用法与下面讨论的用法不同，这个词是不适当的。科学家自己会说他们共有一个理论或一组理论，如果这个词最终能在这一意义上来重新理解，我会很高兴。然而，在当今科学哲学的用法中“理论”一词所意指的结构，在其性质和范围上都远比这儿所需要的要狭窄。在范式能摆脱其眼下的含义之前，为避免混淆我宁愿用另一个词。这个词我建议用：“学科基质”（disciplinary matrix）：用“学科”一词是因为它指称一个专门学科的工作者所共有的财产；用“基质”一词是因为它由各种各样的有序元素组成，每个元素都需要进一步界定。所有或大部分我在原书中当作范式、范式的一部分或具有范式性的团体的承诺对象，都是学科基质的组成成分，并因而形成一个整体而共同起作用。不过，我不再把它们当作一个整体来讨论。我也不会在这儿开列一份其成分的详尽清单，但是指出学科基质的主要成分种类既可以澄清我目前研究途径的性质，也可同时为我下一个主要论点铺路。
一种重要的成分我称之为“符号概括”，我用这一名称来指那些团体成员能无异议也不加怀疑地使用的公式，它们都很容易用（x)(y)(z）φ（x、y、z）之类的逻辑形式来表达。它们都是学科基质中的形式的或易于形式化的成分。有时它们以符号形式出现：f=ma或I=V/R。其余的则通常以文字表述，如：“元素以固定的重量比例相结合”，或“作用等于反作用”。如果像这样的公式不能为大家普遍接受的话，团体成员在他们的解谜事业中，就找不到得以施展其数学和逻辑操作的强有力技巧的立足点。虽然分类学的例子使人们觉得常规科学不用这种公式也能进行，但极为普遍的是，一门科学的力量看来随着其研究者所能使用的符号概括的数量的增加而增强。
这些概括看起来像是自然定律，但其作用对团体成员而言却常常不仅如此。有时它就是自然定律，例如焦耳一楞次定律，H＝RI2。发现这个定律时，共同体成员已知H、R、I代表什么，这些概括只是告诉他们以前所不知道的关于热、电流、电阻行为的某些事情。但是更常见的，正如本书前面的讨论所指出的，符号概括同时还有第二种作用，科学哲学家在分析中通常都单独讨论它。像f=ma或IV/R这种概括，一方面是定律，另一方面是式子中某些符号的定义。而且，它们的这种不可分离的合法功能和定义功能之间的平衡关系，也会随着时间变化。我将在另一种条件下再详细分析这些论点，因为对一个定律的承诺与对一个定义的承诺，其性质大不相同。定律是经常可以一点点修正的，但是定义作为同义反复则不能。例如，接受欧姆定律的条件的一部分，是对“电流”和“电阻”重新定义；假如这些词仍代表它们过去的意思，欧姆定律就不对了；这就是它会受到极力反对、而焦耳一楞次定律不会的原因。或许这种情形是典型的。我现在猜想所有的革命都无不涉及放弃这样一部分概括，即它们的功能先前的某个方面是一种同义反复。爱因斯坦究竟是表明了同时性是相对的，还是改变了同时性这一概念本身？那些认为“同时性的相对性”这一说法是悖论的人真的就错了吗？
下面我们来讨论学科基质的第二种成分，我在原书中对这种我称之为“形而上学范式”或“范式的形而上学部分”的成分已谈过许多。在我心目中它指的是下述这一类共同体成员共同承诺的信念：热是物体构成部分的动能；所有可感知的现象都是中性原子在虚空中相互作用的结果，或是由于物质和力，或是由于场效应，等等。要是我现在重写本书的话，我会把这种承诺描述为相信特定的模型，我也会把模型的范畴扩展到包括那些颇有启发性的种类：电路可以看做一个稳态流体动力学系统；气体分子的行为像是随机运动中的微小的有弹性的弹子球。虽然团体的承诺程度差别很大，但这种承诺的结果也非同小可；模型的类型尽管从启发式的到本体论的多种多样，却都具有类似的功能。例如，它们供给研究团体以偏爱的或允许的类比和比喻，从而有助于决定什么能被接受为一个解释和一个谜题的解答：反过来，它们也有助于决定未解决谜题的清单并评估其中每个的重要性。然而请注意，科学共同体的成员也许并不必须共有这些模型，甚至连启发性也不需要，虽然他们通常都是这样做的。我曾指出过19世纪上半叶化学共同体的成员并不一定要相信原子的存在。
学科基质中的第三种成分，我在这里把它们描述为价值。通常它们比符号概括和模型更能为不同的共同体所广泛共有，而且它们在使全体自然科学家觉得他们同属一个共同体上起了很大作用。尽管它们始终在起作用，但是当一个特定共同体的成员必须查明危机之所在时，或后来必须在不相容的从事研究的方式之间做选择时，则愈发显得重要。或许最牢固地持有的价值与预言有关：预言应当是精确的；定量预言比定性的更受欢迎；无论能允许的预言误差的限度如何，它应当始终能满足一个特定领域的要求等等。不过，也有一些价值是用以评价整个理论的：首先也是最重要的，它们必须允许谜题表达和谜题的解：只要可能，理论应当是简单的、自洽的、似然的、与当时采用的其他理论相容的（我现在认为本书在讨论危机的起源和影响理论选择的因素时，几乎没有考虑内部一致性和外部一致性这些价值，是一大弱点）。当然也有其他种类的价值，例如科学应当（或不必）具有社会效益，不过前面所做的讨论已足以表明我所想说的东西了。
然而，共有价值有一个方面确实值得我们特别注意。比起学科基质中的其他成分来，价值可能由共有它们的人做极为不同的应用。在一个特定团体中，对于精确度的判断相对而言（尽管不是完全）不会随时间流逝或个人因素而有多大变化。但是对于简单性、一致性、可信性等等的判断，则往往因不同的人而差异很大。对于爱因斯坦而言，旧量子论中的一个不能容忍的不一致性，使常规科学研究不可能进行，但对玻尔和其他人来说，这不过是一个可望以常规方法解决的困难。甚至更为重要的是，在必须应用价值的情形中，若分别考虑不同的价值，经常会导致不同的选择。一个理论可能比其他理论较为精确，但在一致性或可信性方面却稍逊一筹，旧量子论就是一例。简言之，尽管科学家广泛地共有一些价值，尽管对这些价值的承诺深深地植根于科学中并成为其构成要素，但是价值的应用，却有时受到那些使团体成员得以区别的科学家的个性和经历等特征的极大影响。
对于前面这些章节的许多读者而言，共有价值在运作上的这个特征，似乎是我的立场的一个主要弱点。由于我坚持科学家所共有的东西并不足以使他们对像在竞争着的理论中做选择或在一般的反常和引起危机的反常间做区分这种事情上获得一致的见解，所以我有时被指责为推崇主观性甚至非理性。但是这种反应忽略了价值判断在任何领域所显示出的两个特征。第一，即使团体成员并不都以相同方式应用共有价值，它们仍然是团体行为的重要决定因素（如果不是这样的话，就不会有关于——价值理论或美学的特殊哲学问题了）。在表现作为首要价值的年代里，人们画的画并不都一样，但是当这个价值被丢弃后，造型艺术的发展模式则起了极大的变化。请想象一下在科学中如果一致性不再是一个首要的价值，将会发生什么。第二，个人的差异性在应用共有价值时，可能对科学起着必不可少的作用。必须用到价值之点，也总是必须冒风险之处。大部分反常现象能用常规方法解决；大多数对新理论的设想结果也都证明是错的。如果共同体的全部成员把每个反常都当作危机的起源，或去接受同事提出的每个新理论，科学也就终结了。另一方面，如果没人愿冒着很大的风险去对反常现象或带着新标记的理论做出反应，也就很少或干脆不会有革命了。在这一类事情中，凭借共有价值而不是共有规则作为支配个人选择的依据，或许这正是共同体用以分散风险并保证其事业长期成功的途径。
亚里斯多德认为：力是维持物体运动的原因，物体的重量和它做自由落体运动的速度成正比。这一理论统治了上千年，后来被伽利略的两个铜球同时落地的试验击破。图为小学语文课文《两个铁球同时着地》的插图。
现在来谈学科基质中的第四种要素，它并非其中的最后一种，但却是我这儿所要讨论的最后一种。对它而言，“范式”一词是完全恰当的，无论是在哲学上，还是在发生学意义上；这也是团体的共有承诺的成分中促使我选择“范式”一词来描述的首要因素。然而，由于范式一词已有自己特定的用法，这里我用“范例”来取代它。我所谓的范例，首先指的是学生们在他们的科学教育一开始就遇到的具体的问题解答，包括在实验室里、在考试中或在科学教科书每章结束时遇到的。此外，这些共有范例至少还得加上某些在期刊文献中常见的技术性问题解答，这些文献为科学家在毕业后的研究生涯中所必读，并通过实验示范他们的研究应怎么做。比起学科基质中的其他种成分，各组范例之间的不同更能提供给共同体以科学的精细结构。例如，所有物理学家都从学习同样的范例开始：如斜面、圆锥摆、开普勒轨道这样的问题；以及像游标尺、量热器、惠斯登电桥这样的仪器。但是随着他们训练的展开，会逐步用不同的范例来说明他们共有的符号概括。虽然固体物理学家和场论物理学家都共有薛定谔方程，但对这两组物理学家来说，只有这个方程最基本的应用案例是共同的。
范式是共有的范例
范式是共有的范例，这是我现在认为本书中最有新意而最不为人所理解的那些方面中的核心内容。因此，比起专业基质中的其他成分，我们应当更注重范例的讨论。一般来说，科学哲学家并不讨论一个学生在实验室里或在教科书中遇到的问题，因为这些问题被认作不过是供学生去练习应用他们所学到的东西。也就是说除非学生先学会理论及若干应用它的规则，否则他根本不会解题。科学知识蕴涵在理论和规则中；问题被用以熟悉其应用。然而，我已试图论证对于科学认知内容的这种定位是错误的。学生在做完许多习题后，再多做一些或许只能增加其熟练性。但在一开始及稍后一些时间里，做习题是在学习关于自然界的重要东西。没有这样的范例，他前面所学过的定律和理论就没有什么经验内容。
为了说明我的想法再简略地回顾一下符号概括。牛顿第二定律是一个广为人们所共有的范例，通常写作f=ma。比如说当社会学家或是语言学家发现一个特定共同体的成员都毫不置疑地表达和接受其相应的表达式时，若不做更多的研究，就不可能进一步了解这个表达式及其中各项的意义，不可能了解这个共同体的科学家如何用这个表达式与自然界相联系。确实，仅他们无异议地接受它，并用之为逻辑和数学操作的起点这一事实本身，并不意味着他们对其意义及应用等问题都意见一致。当然，他们的确在很大程度上意见一致，或者这种一致能在其后的交流中很快达成，但是人们或许正是要问在哪一点上，用什么方法来交流并达到一致？面对一个特定的实验情形，他们是如何学会挑出相关的力、质量和加速度的？
在实践中，尽管这些方面很少或从未被人注意到，学生所必须学的甚至比这些还要复杂。问题并非仅直接对f=ma进行逻辑和数学的操作。这一表达式对于考察是一个定律概略，或定律框架。当学生或研究中的科学家从一个问题情形转向另一个时，操作对之进行的符号概括也改变了。对自由落体问题，f=ma成了
获取相似关系的作用，在科学史中也表现得很清楚。科学家通过模仿以往的谜题解答来解谜，常常很少求助于符号概括。伽利略发现一个球滚下斜面后，获得的速度正好使它得以滚上另一具有任意斜率的斜面上的同样高度，并学会把这种实验情形看做与带有点质量摆锤的单摆相类似。其后惠更斯解决了物理摆的摆动中心问题，他想象物理摆伸展开的形体由伽利略点摆锤组成，点摆间的约束能在摆动中的任一瞬间松开。一旦约束松开，每一点摆都将能自由摆动，而所有点摆都达其最高点时，其集合的引力中心会像伽利略单摆一样，仅上升至这一广延体的重心开始下降的位置。最后，丹尼尔·伯努利发现了使来自小孔的水流类似于惠更斯的单摆的方法。先确定水槽和喷嘴中水的引力重心的在一无限小时间间隔中的下降，再想象流出的水粒子然后以这一间隔中获得的速度，分别上升到所能达到的最高点。这些水粒子重心的上升速度，必须等于水槽和喷嘴中的重心的下降速度。按照这样的观点，长期困扰人们的流出速率问题就迎刃而解了。
克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens,1629—1695）荷兰物理学家、天文学家、数学家，他是介于伽利略与牛顿之间一位重要的物理学先驱，是历史上最著名的物理学家之一，他对力学的发展和光学的研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面也有卓越的成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。他建立向心力定律，提出动量守恒原理，并改进了计时器。
这个事例，应有助于读者开始理解我上述说法的意思，即学会从不同的问题中看出彼此间相似的情形，并将其看做同一科学定律或定律概略的应用对象。同时，它也应能表明为什么我认为我们关于自然界的重要知识得自于学习相似的过程，并因而蕴涵在观察物理情形的方式中，而不是在规则或定律中。这个例子中的三个问题都是18世纪力学家的范例，只用了一条自然定律，即所谓的“对等原理”，通常表达为：“实存的下降等于潜在的上升。”伯努利对它的运用应能显示出它是多么的重要。然而仅就这个定律的字面表述本身而言，它实际上并不重要。把它交给一个当代的物理系学生，他知道这些词语，也能做这些问题，但是现在采用的是不同的方法。再想象一下这些词句对于熟知其文字却完全不知其问题的人意味着什么。对他而言，只有在认识到“实存的下降”和“潜在的上升”是自然界的成分后，这一概括才能起作用，也就是说在学习这一定律之前，先得知道自然界中确实呈现或不呈现的有关情形。这种学习并不完全依赖文字媒介，而是文字表述与具体应用实例结合在一起；自然界与文字是共同学会的。再一次借用迈克尔·波兰尼的有用的术语，这一过程中所得到的是“意会知识”（tacit knowledge），它只能得之于科学实践，而不是纸上谈兵。
*本文节选自《科学革命的结构》后记第一、二、三小节，托马斯·库恩著，金吾伦、胡新和译，北京大学出版社2003年版。
**封面图为科学地图（map of science），红色圆圈表示范式，说明现有的论文隶属于某种科学范式。图源Nature Magzine。
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