科学发展与范式的跳跃

科学发展与范式的跳跃

“模型”一词由史密斯库恩提出。库恩认为,范式包含本体论、认识论和方法论等基本层面,它是科学共同体普遍接受的一系列信念、理论和方法之总和。在库恩的理念中,任何科学理论都是一种范式,科学的发展从本质上说就是范式的飞跃。在科学范式飞跃的过程中,会遇到种种阻力。一开始往往是少数科学家在旧的、人们广泛接受的科学范式里,发现了其解释不了的“反常现象”,于是会尝试用新的理论取而代之。一个新范式的确立并不是一蹴而就的,旧的范式虽然最终会被历史所淘汰,但在当时,旧范式的代言者必然会作出拼死挣扎,直到新的范式赢得大部分科学家的认可为止。纵观科技发展史,旧范式所造成的阻力以及新范式突破阻力的方式可划分为以下四种情况。一、dna是遗产传播的载体,现代科学发展的认社会大文化背景会决定一个国家的管理方式和科技政策。如明清时期中国闭关自守的文化传统决定了当时在科技政策上必然缺乏与他国的交流。明代医学家吴又可为了攻克“瘟病”,在前人工作的基础上,立足当时实际,写出了《瘟疫论》一书,并提出了其著名的“戾气说”,从病因、发病过程、传染途径和治疗方法等方面对“瘟疫”进行了系统论述社会大文化背景也决定了当时人们的思维高度。从本质上说,新的科学范式是革命的、进步的,它有时会与人们长期形成的思维习惯格格不入,这也可能导致新的科学范式无法被人们所接受。例如,当美国的奥斯瓦尔德·西奥多·埃弗里等发现了DNA的遗传特性后,由于当时人们只对蛋白质的研究较为充分,对DNA缺乏一定认识,因此不愿意相信DNA是遗传信息的载体。埃弗里等科学家发表了其实验报告后,非但没有得到同行的认可,反而引起了科学界的怀疑、反对和非难,这导致埃弗里等人的研究成果在十年左右的时间里没有得到社会的足够重视新的科学范式往往是原有理论所无法解释的,因此人们对旧科学理论的迷信会造成科学发展的阻力。比如,19世纪末,法国数学家亨利·勒贝格对“黎曼积分”进行了大胆的改进,提出了“新的点集测度”概念,并在此基础上创建了“勒贝格积分”。但当时的学者受传统“黎曼积分”的束缚,不愿接受“勒贝格积分”,并对亨利·勒贝格进行污蔑和人身攻击。面对这种局面,亨利·勒贝格不屈不挠地对自己的理论进行深入研究,并将“勒贝格积分”应用于概率论、调和分析等领域,逐渐形成了以“勒贝格测度”和“勒贝格积分”为基础的新的数学工具。直到1910年,“勒贝格积分”才得到学界的公认同样的情况也出现在科学的各个领域里,比如,受传统“地壳固定论”的束缚,魏格纳的“大陆漂移说”推迟了数十年之久才得到认可;传统的“活力论”认为,生物体内有一种特殊的生命“活力”,它控制和规定着生物体的全部生命特性,受这种荒谬理论的误导,维勒“人工尿素的合成”未能及时得到公认;受牛顿“经典力学”的束缚,爱因斯坦的“相对论”不能及时为人们所接受;受传统“欧氏几何学”的束缚,高斯不敢公开发表自己关于“非欧几何学”的研究成果,等等。要克服和避免这种现象,就必须大力提高民众的科学文化水平。想让人们快速接受一种新的科学范式,民众的认知水平和科学鉴别能力是关键。在中世纪的欧洲,宗教神学统治一切,科学根本没有独立发展的权利。在中国古代的很多王朝,封建统治者遵循“民可使由之,不可使知之”的理念,往往对民众采取“愚民政策”,广大群众没有科学研究的自由,只有官方组织的科学研究才得到认可。当今社会,虽然已彻底改变了旧时代的状况,人们的科学文化水平有了显著提高,但人类对自然界的认识是无止境的,随着现代科学知识的总量急剧增加,也对民众的认知水平和鉴别能力提出了更高要求。对此,政府要采取强有力的措施,大力普及前沿科学技术知识,从而保证未来新的科学范式能得到迅速的公认和更快的传播。二、提升科学工作者的马克思主义哲学教育和科学方法论错误的哲学思想之所以可以阻碍科学范式的飞跃,一方面是因为它会让科学家本人的世界观和方法论受到局限,另一方面是因为它决定了整个社会思想观念的大环境。正如恩格斯所指出的:“不管自然科学家采取什么样的态度,他们还是得受哲学的支配。问题只在于:他们是愿意受某种坏的时髦哲学的支配,还是愿意受一种建立在通晓思维的历史和成就的基础上的理论思维的支配。”在一个社会,如果国家层面的哲学思想发生了错误,对自然科学发展的影响是极其严重的。在唯心主义占统治地位的德国,也有大量科学范式飞跃受阻的典型例子。如物理学家欧姆早在1827年就提出了著名的“欧姆定律”,但该理论受到唯心主义物理学家鲍尔的攻击,使得“欧姆定律”在十余年后才被公众所接受要避免错误哲学思想对科学范式飞跃的阻碍,就必须加强科学工作者的马克思主义哲学教育,不断提升其理论思维能力。正如恩格斯所说:“一个民族想要站在科学的最高峰,就一刻也不能没有理论思维。”三、控制研究范式的扩张,提升科技工作者的科学素质要突破旧的科学理论对科学范式飞跃的阻碍,就必须破除人们对学术权威的迷信。不可否认,学术权威是某一学科之卓有成就者,他们可以带领和指导广大研究者在这一领域继续进行探索。但当人们对学术权威形成迷信以后,就容易将学术权威看作绝对真理的化身,从而很难认可新的科学成果或学术贡献,这就会阻碍新生科学力量的成长。当人们太过于相信学术权威的观点时,就会对不出名“小人物”的发现置之不理。例如,挪威青年数学家尼尔斯·亨利克·阿贝尔解决了数学界许多长期悬而未决的难题,并于1826年撰写了《论一类极广泛的超越函数的一般性质》一文,随后将该论文呈递给法国科学院,但后者并未对阿贝尔的研究成果产生兴趣。到了1829年,阿贝尔饮恨离世,而该论文则一直到十余年后才得以发表在科学上迷信学术权威,往往会导致一种现象,即“马太效应”。关于“马太效应”,英国学者罗伯特·默顿曾指出:“对已有相当声誉的科学家做出的科学贡献给予的荣誉越来越多,而对那些不出名的科学家则不承认他们的成绩。”要突破迷信学术权威对科学范式飞跃的阻力,就必须积极更新科学研究方法,因为新的方法往往能取得新的研究结论而突破旧的范式。比如,德国物理学家马克斯·玻恩,因对量子力学的基础性研究而获得了1954年的诺贝尔物理学奖。1926年,玻恩在其著作《碰撞过程的量子力学》中详细论述了“对波函数的统计学诠释”过程,实现了量子物理学研究方法的创新。玻恩后来又陆续发表论文和专著,详细论证并发展了这一量子物理学的新方法,使得量子力学成为一门统计性的数学物理理论。在当时,人们普遍接受的观念是拉普拉斯等学者提出的“决定论”,玻恩的新方法可以说是方法论领域的一大飞跃。随后,量子力学领域的众多学者(如普朗克、爱因斯坦、德布罗意、薛定谔等)也陆续认可了这种新方法,从而推动了量子物理学的进步。要突破迷信学术权威对科学范式飞跃的阻力,还要相信科学理论总是不断进步的,并敢于承认年轻学者的新发现。作为一项探索性的活动,科学研究必然会面临失败的风险。要使年轻学者产生更多有价值的发现,就必须积极提升科技工作者的科学素质。在科研环境相近的前提下,科技工作者的科学素质在很大程度上决定了科学研究的效果。对年轻学者来说,也要积极提高自身的科研素质,历练自己顽强、坚毅的品质,既要忠于科学事业、尊重他人的劳动成果,也要淡泊名利、有忘我的精神,勇于为科学事业献身。四、保守思想,阻碍科学范式的实现按照马克思主义的观点,科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量。在反动阶级利益受到新的科学范式影响时,他们就会企图将新的科学范式扼杀于摇篮之中。正如列宁所说:“如果数学上的定理一旦触犯了人们的利益(更确切些说,触犯了阶级斗争中的阶级利益),这些定理也会遭到强烈的反对。”沙皇俄国出于维护自身利益的目的,也对科学家采取了十分严厉的迫害手段。如生理学家谢切诺夫在其著作《大脑反射》中详细描述了人脑的生理活动过程,对于推动神经科学的发展作出了巨大贡献。但因为该理论支持了唯物主义思想而遭受沙皇政府的批判,随后谢切诺夫的教授职位被剥夺,并被列入“危险分子”名单,沙俄政府对其生活进行了长期的监视和骚扰历史上的统治阶级或旧势力往往会墨守成规,坚持保守思想,阻碍科学范式的飞跃。以中国古代历法改革为例,如南北朝的祖冲之经过精密观测和推算,改变了旧历法,制订出了与实际更相符的“大明历”,并将这一立法呈献给朝廷。但以戴法兴为首的保守派极力反对历法改革,并认为“大明历”是“诬天背经”。又如,北宋科学家沈括在充分研究天体运行规律的基础上,提出了著名的“十二气历”,这一历法对于合理安排农业生产十分有利,但在守旧派的极力阻挠下,这一理论被湮没了约八百年之久。恩格斯曾指出,自然科学就是在普遍的革命