对《科学革命的结构》一书的内容综述

对《科学革命的结构》一书的内容综述

摘要

本文通过对《科学革命的结构》一书中几个核心概念——“常规科学”、“范式”、“反常”和“革命”的解析剖析了库恩的核心思想。并利用库恩的理论对嘉宾讲座的内容进行了理解。

1《科学革命的结构》一书的结构

本书的主旨思想便是用“范式”来解释科学的产生和发展，从而用“范式”的变更定义了“科学革命”。并由范式建立、常规科学发展、发现反常、产生危机、进行革命这一过程构建出一个“科学革命”的“结构”。

“范式”这一概念既是本书的中心也是全书的主线。按照这一主线，我认为本书主要可分为三部分：“常规科学”、“异常”和“革命”。本书的前两部分便是我们说到了科学革命的结构的前四部份。也就是为第三部分“革命”来做出铺垫，由常规科学与危机引出第三部分基于“范式”对“科学革命”进行的建模。

我认为本书的具体结构划分应该如下：其中，第1章为全书的引言，2-4章为“常规科学”部分，6-8章为“异常”部分，9章及之后章节为“革命”部分。第5章与第6章为对“范式”这一概念的引出和解释。

下面为我对本书中核心内容与核心概念的理解。

2对书中核心概念的分析

何为常规科学？

本书在书籍的开头，便提出了一个概念——“常规科学”，这个概念对我来说是新颖的。科学为什么会有“常规”与非常规之分呢？在对本书的前两章进行理解我，我认为“常规”这次词的意思就是“非开创性的”。库恩所指的常规科学是在已有范式（或者称其为已有科学成就）下产生的，为科学共同体所公认的科学成果。将其称之为“继承性科学”或许符合这一定义的本意。

“继承”这一次也凸显了库恩所认为的常规科学的目的。库恩认为常规科学的目的是在已有范式的框架下，对世界的观察结果进行诠释。其根本目的是保持现有范式的权威性、正确性。也就是说常规科学所作的便是继承并发展范式。

常规科学的焦点问题有三个：1、关注能结束事物本质的事实。2、验证理论和观察结果的一致性。3、明确范式的经验工作。

库恩在书中用一个很有趣且贴切的词概括了常规科学——“常规科学即是解密”。作者在第四章用“解谜”一词形容了常规科学。并认为：科学家作出的各种承诺：概念的、理论的、工具的、方法论的，都可以归入解谜规则的行列之中。

因为常规科学本质便是在已有基础上“解密”，所以常规科学的侧重点不是探索新事物，而是对现有观察结果基于已有范式进行诠释来解出“谜底”。也就是说，常规科学不可能带来革命，因为不能从常规科学之中诞生新的范式。但常规科学可以识别出“异常”从而引发“危机”简介导致革命的产生。

在对“常规科学”进行定义后，本书便开始引入“范式”这一概念。

常规科学建立的基础，就是上文中不断提到的范式，这也是本书中最为重要的概念。库

恩在书中是如此定义范式的：“范式并不等同于规则，规则要求的是标准化和完整化的诠释，而范式可以看作是共同特征的内在联系，更具优先地位。范式的优越性或许在于即使没有统一的意见时，范式的作用仍然存在，范式在不同科学领域具有一定意义上的通用性。”

库恩认为范式是决定一门学科是否是科学的充要条件。在一门学科成为科学之前，学派林立，争论不休，而范式建立使得研究得以聚焦。只有有了范式，学科内的学者们才能在“同一个世界”下工作。范式的建立是学术交流的前提。

范式并不是不可变的，当常规科学发现的“反常”不能被旧有范式解释时。便会引发“危机”从而带来范式的改变，也就是科学革命。科学革命会产生新的范式或者对原有范式进行修正。

库恩在书的前半部分论证了：常规科学的研究目的既然只在于澄清范式所已经提供的那些现象和理论，而不是发现新现象和新理论。这就带来了问题，旧有范式既然不能通过常规科学来突破，那推翻旧有范式的渠道是什么？

库恩书的后半部分便回答了这一问题：通过危机引发的革命。

在第七章中，库恩指出了新理论的可能和范式的作用。随着旧有范式下常规科学的不断发展，常规科学发现的反常会逐渐增多。而逐渐增多的反常便会让科学家共同体会面对危机，这使得寻找新的范式成为可能。作者提出了三个经典的例子论证他的观点：因为新天体的不断发现，托勒密的地心说范式变得愈发复杂，均轮、本轮、轮上轮不断地增多，这使得一些天文计算变得不可能，这就导致了托勒密范式地危机，哥白尼天文学应运而生；另一个例子便是物质守恒与摩擦生热的矛盾导致了燃素说的危机，从而从危机中诞生了拉瓦锡燃烧理论；最后一个例子便是最著名的“两朵乌云”为经典力学带来的危机，量子力学和相对论彻底掀翻了物理学大厦并在其上建起了更为恢弘的高塔。

对于这三个例子中打破已有范式的过程，本书用“革命”一词对其加以概括。“革命”的全称为“科学革命”。之所以将这一过程命名为“革命”，是因为打破旧有范式的过程与政治革命颇有相似之处。

对于政治革命，社会危机导致了政治阵营的分化，当使用不同的评价方案不能可以解决政治权力框架内的分歧时，武力等方案变成了第一选择。

其实科学革命也是如此，当支持不同范式的科学家们无法协调彼此的“不可通约性”时，他们就会用超越传统的科学评价手段来竞争。因此，科学革命指的是中非累积事件的发展，其中所有或部分旧的模式被新的模式所取代。科学家们做作的研究在常规时期与革命时期有一定的区别。对于常规时期的科学家，他们的工作往往是在原有范式的框架下解决发现的问题，或者对已有范式进行一些修修补补（只是修正物理常数后四位既视感）。而对于革命时期的科学家，他们要做的工作便激进的多。他们要做的是用危机把原有的科学大厦砸成废墟，让住在原有范式这座建筑里的科学家们无家可归（鲁迅：我从黑屋子里醒来）。之后他们再从废墟上建起一座新的城堡。

概括来讲，政治革命的本质是“矛盾不可协调的集中爆发”，与之对应科学革命的本质“便是范式无法通约”。这就是两者根本的共同点。

本书特意强调的一点是：革命并不是对诠释方法的改变。因为范式的不可通越性，革命改变的是科学家们对世界的观察本身。两个不同范式体系下的科学家是在“不同的世界工作”。也正是因为这一点，对革命绝不是对旧有范式的改良，而是对旧世界打彻底打破。

3与大课内容结合

在大课中讲述的超导的研究历程就是一个经典的常规科学和范式研究的示例。比如在超导的研究中，超导现象的发现便是典型的突破性发现，也就是范式的建立。这打破了以往电

阻的电阻理论，因为根据经典的电阻理论，只有在温度达到绝对零度时，导体的电阻才会变为0。虽然第一个发现的超导体Hg邻近温度仅为4.2K，不具有实用价值。但它的的确确时“从0到1的突破”。

而人们之后对超导体的研究便属于“常规科学”，比如合金超导体、铜基超导体的引入；他们虽然大幅度提高了超导材料的临界温度，但是他们的成就都是基于已经发现的超导既有范式的，是对超导范式的继承，故属于常规科学。

与之不同的时铁基超导体的发现，铁基超导体虽然他的临界温度低于铜基超导体。但是他打破了超导旧范式中预言的“铁磁体不可能有超导现象”。这便可以归为“革命”。因为他们打破了既有范式，带来了范式的变革。

施一公教授和我们讲授的对于生物周期的发现过程也佐证了书中的一个观点点：常规科学无法直接带来革命。对于生物周期研究的突破性进展：生物周期蛋白。发现的契机并不是来自直接对生物周期的研究。而是当科学家对细胞内的蛋白进行研究时发现有一族蛋白会周期性的发现，这便是一个明显的“反常”。科学家便从这一反常入手，设计实验，完成了对生物周期蛋白的发现。

姚期智先生对计算机科学发展历史的讲授也完全符合库恩所提及的“科学革命”的结构。对于计算机科学，也有两次范式的革命。一就是图灵和冯诺依曼对计算机科学第一个范式的建立，图灵机和冯氏结构成为了日后计算机科学发展的基础。日后各种算法的实现和“摩尔定律”都是基于这个范式所发展的“常规科学”。因为任何算法和计算机都没有脱离图灵和冯诺依曼所定义的计算机结构。而量子计算的出现便完全的突破了冯氏结构，是属于范式的突破，而且现在量子计算的范式仍在建立当中，正需要人们的“拓荒”。

4 结论

库恩在书中利用了“范式”的概念，完整地向我们展示了一次“科学革命”发生的进程。对这本书的研读，让我对人类科学的科学发展历程有了更深入的理解。虽然我对书中对于常规科学的看法和两个范式之间的矛盾是完全不可调和的这两个看法有所不认同。但是书中的内容对我仍有着较大的启发意义，这篇文章便是这一学期的课程和本书对我的一些启发，和我对本书的一些看法。笔者水平有限，有所错漏、误解还望老师斧正。