李醒民

科學革命的實質(zhì)是什么？或者說，科學革命變革的實體是什么？對此，西方學者的回答見仁見智，從未定于一尊。波普爾把理論看做科學革命變革的實體。庫恩則把范式轉換視為科學革命的實質(zhì)?；舳D在科學史研究中提出基旨分析的概念，他表明科學“革命”歸根結底就是回到古典的純一性的一種努力。拉卡托斯提出研究綱領概念，他認為拋棄退化的研究綱領，而采納進步的研究綱領，這是科學革命的基本原理。勞丹指出，科學革命不過是競爭著的研究傳統(tǒng)之間特別引人注目的、一次決定性沖突所帶來的研究傳統(tǒng)此消彼長的新格局。其他西方學者也從不同的角度對庫恩的范式論進行批判、修正和改造。例如，尼古拉斯·麥克斯韋的“形而上學藍圖”，斯尼德-斯特格米勒的“理性重組”（S綱領），夏佩爾的“域”理論等。雖說國外學者的探索是難能可貴的，他們提出的科學變革的實體都從不同方面或角度說明了科學革命的某些特征。但是，他們的構想似乎都沒有抓住科學革命的實質(zhì)之要義：或者過于單純（如波普爾的理論），或者過于龐雜，或者過于哲學化。也就是說，他們涉及的實體層次或者層次偏低，或者層次偏高，或者沒有切中要害，使人不得要領。

那么，科學革命的實質(zhì)是什么呢？科學革命就是要重建科學理論的基礎或概念框架即“科學觀念”（基本概念和基本假設）——這才是科學革命的實質(zhì)或科學革命所要變革的實體?？茖W觀念雖然在科學理論的邏輯結構中僅占很少比重，但由于它是最核心、最抽象的部分，因而反映科學對象最深刻、最本質(zhì)的聯(lián)系。借助科學觀念，科學家可以盡可能完備地理解全部感覺經(jīng)驗的關系，從而確立整個物理過程總體的因果關系?？茖W觀念蘊涵十分豐富的內(nèi)容，從中可以演繹或推導出原先料想不到的結論（如從狹義相對論的前提導出質(zhì)能關系式），甚至還隱含“尚未理解的東西的殘余”，它的更隱秘的根源有待于人們進一步揭示。

科學觀念是科學家借助經(jīng)驗事實的提示，通過思維的自由創(chuàng)造和理智的自由發(fā)明而抽象出來的。它在邏輯上不能再加以分析，是不能再簡化的邏輯元素，其中包含人們當時還不甚理解的東西。它反映在科學發(fā)展的一定歷史階段人們對科學對象的認識的深度和廣度，是當時歷史條件下科學認識的界限，只具有相對的、暫定的意義。隨著時間的推移，大量反?，F(xiàn)象和新的經(jīng)驗事實無法納入這一框架之中，它自身的尚未被理解的殘余也充分被揭示出來。這樣，原來被視為基本概念和基本假設的東西不再是“基本”的了，它從科學發(fā)展的形式變?yōu)榭茖W發(fā)展的桎梏。只有打碎舊的科學觀念，科學發(fā)展的潛力才能充分發(fā)揮出來。這時，科學革命的時機就成熟了。

科學革命并沒有拋棄已有的經(jīng)驗材料和經(jīng)驗知識，而只是改變理解這些材料和知識的準則，確定它們的合法地位?？茖W革命打碎的只是科學理論的舊框架，摧毀的只是科學理論的舊基礎。在科學革命中，即使是舊的科學觀念，也并非統(tǒng)統(tǒng)被拋棄，其中一部分是辯證的揚棄或改造。舊科學觀念中的一些只是喪失自己以前獨有的統(tǒng)治地位，從以前的不正確的、與事實不符的殼體中解放出來，被賦予新的意義。它們原有的真理顆粒被保留下來，并作為從屬成分有機地溶入基于新科學觀念建構的新理論體系之中。

從歷史上的科學革命來看，科學觀念的改變通常有以下幾種方式：（1）徹底取代。如以地球為中心的觀念被以太陽為中心的觀念取代，原子不可分的觀念被原子有內(nèi)部結構的觀念取代，超距作用被媒遞作用取代，目的論和神創(chuàng)論（Creationism）被進化論取代。（2）舊名新意。如道爾頓的原子論雖然可以追溯到古希臘的原子論，但他把純哲學思辨變?yōu)榭茖W的論證，給原子論以真正的科學內(nèi)容。又如，經(jīng)典力學中的質(zhì)量、慣性、時間、空間等基本概念，在相對論中已被賦予新的含義和內(nèi)容。（3）合理推廣。如力學中的相對性原理在狹義相對論和廣義相對論逐步被推廣。（4）辯證綜合。如光的微粒說和波動說被綜合為波粒二象性，分立的粒子的概念和連續(xù)的場的概念被綜合為物質(zhì)波的概念。（5）包容蘊含。如能量子概念否定“自然無飛躍”的傳統(tǒng)觀念，但這只在微觀過程才顯示出來，在經(jīng)典系統(tǒng)中，由于h很小（h=6.626×1027爾格·秒），使得分立的能量譜實際上無法區(qū)分而連成一片，這時能量的連續(xù)作為極限情況被包括在新概念內(nèi)。（6）獨辟蹊徑。如自然選擇、光速不變原理、等效原理、海森伯測不準關系、泡利不相容原理等都是在科學革命中提出的新觀念。從中可以進一步看到，科學革命盡管使科學本身發(fā)生質(zhì)的變化，但是撇開具體的實驗事實和理論不談，即使在最為抽象的新、舊科學觀念之間也存在著某種繼承關系。

綜上所述，科學革命最深刻的特征是形成新科學理論體系的基礎，而這樣的基礎就是科學觀念，因此科學革命實質(zhì)上是科學觀念急劇而根本的改造。在這里，我們之所以選擇“改造”這個詞，是經(jīng)過深思熟慮的。在漢語中，改造一詞具有雙重含義：其一是，“就原有的事物加以修改或變更，使適合需要”；其二是，“從根本上改變舊的、建立新的，使適應新的形勢和需要”。這樣，“改造”一詞就能恰如其分地描繪科學觀念的各種變革方式，體現(xiàn)科學中的革命與繼承的辯證關系。我們在“改造”二字前加上“急劇”和“根本”兩個修飾語，無非是從速度上和程度上強調(diào)科學觀念的改造是迅速的、徹底的，而不是緩慢的、逐步的、局部的、審慎的、盡可能少破壞的。因此，我們所謂的科學革命，指的是一種整體性的革命，這既可以針對整個科學而言，也可以針對某一學科而言。至于某一學科內(nèi)部某個理論體系中的個別科學觀念的變化，我們一般不稱其為科學革命，而把它視為科學觀念的局部變革（也有人稱之為“局部革命”或“小型革命”）。這種變革雖然也是科學觀念的部分質(zhì)變，但并未引起整個科學觀念的根本質(zhì)變和整體質(zhì)變。

科學革命的最關鍵因素，科學革命的核心是形成本質(zhì)上全新的科學觀念。不過，在科學觀念發(fā)生急劇而根本的改造的同時，科學理論也會煥然一新。也就是說，新的科學框架不僅能容納已有的經(jīng)驗知識，而且還能容納許多新的經(jīng)驗知識，而這些新知識是無法納入舊科學框架中去的。另外，由于科學觀念與那些哲學成分有千絲萬縷的聯(lián)系，新科學觀念對舊科學觀念的否定，必然要伴隨或?qū)е滦碌淖匀挥^、方法論和思維方式等的全面變革。因此，我嘗試給科學革命下這樣一個定義：“科學革命是科學觀念急劇而根本的改造，與此同時，也伴隨或?qū)е驴茖W理論、自然觀、方法論和思維方式的全面變革?？茖W革命這一概念是關于科學進步的辯證詮釋的基本概念?！?/p>

（作者單位：中國科學院大學）