科学技术发展的模式和规律

6
科学理论体系的结构示意
科学观念
科学定律
新事 实的 冲击
已知 事实
内核 外核
Fra Baidu bibliotek
科学事实
科学解释
科学预测
7
未知 事实
科学革命的一般特征:
• 科学革命属于知识形态与观念形态的变革。它是 人对自然的理论关系的重大突破,是新的科学理论 体系取代原有理论体系。 • 科学革命反映了整个科学世界图景的根本改观。 从而也改变了人类自然观、宇宙观和价值观,因此 也是世界观的革命。 • 科学革命是科学思维方式的根本变革,是一个认识 方法和科学方法重大变革的过程与结果,反映了人 类认识自然能力的一次飞跃。
显然 , 巴特菲尔德所说的科学革命 , 专指近代自 然科学在欧洲冲破中世纪黑暗 , 迅速崛起所引起的 变革 , 即近代第一次科学革命。在一般意义上 , 科学 革命有狭义和广义之分。 • 狭义上 , 指一个学科领域的科学革命 , 即一个新的科 学理论取代或推翻厚有科学理论。如哥白尼日心说 推翻托勒密地心说。 • 广义上 , 它是一个历史时代的科学革命 , 由于自然科 学某一领域划时代的重大发现 , 不仅引起该领域科 学理论体系的根本变革 , 而且还带动其他相关科学 领域的重大变革。而且这需要较长的过程。如哥白 尼的天文学革命 , 经过伽利略、开普勒 , 直到牛顿建 立起完整的力学及天文学理论体系才完成。
3.1 科学革命的实质与科学发展模式
• 科学革命的概念
一般认为,英国剑桥大学近代史教授巴特菲尔德 (H.Buttefield) 在其著作《近代科学的起源》(1949) 中最 早使用科学革命的概念。他用科学革命一词来描绘 16-18世 纪自然科学的变革这一划时代的事件。他指出: 这次革命不仅推翻了中世纪的而且推翻了古代世界的 权威 , 因为它不仅粉碎了经院哲学 , 而且导致亚里斯多德自 然科学的崩溃。所以它比基督教兴旺后的一切成就更加伟 大而放射出灿烂的光芒 ,并使文艺复兴和宗教改革的地位降 为两个历史插曲 , 也就是说 , 它们只是中世纪基督教组织内 部的一些变化而已。这场革命使人们已经习惯的智力工作 发生根本性的变化。它一方面改变了整物理宇宙图景和人 类生活本身的结构,一方面成为近代世界和近代精神的真正 起源,使以前定型的欧洲史的时代划分变为时代错误。 1
3
伊东峻太郎 ( 东京大学科学史教授 ):“ 科学革命不是 依赖于修正个别理论或根源于个别事实,而是依赖于 全面改变这些理论并将全部事实纳入其中 ,从而形成 具有革命意义的自然知识框架和完整自然图景,同时 又依赖于使这种转变成为可能的全新的科学方法的 产生。”(山崎俊雄等编的《现代自然科学入门》) 库恩 (Thomas Samuel Kuhn, 1922–96, 美国科学史 家):“科学革命在这里被当作是那些非积累的发展事 件,在其中一套较陈旧的规范全部或局部被一套新的 不相容的规范所代替。”“科学家们在新规范的指 引下采用新工具观察新领域 , 甚至更重要的是 , 科学 家们在革命期间用熟悉的工具观察他们以前已经观 察过的领域时看到了新的不相同的东西。”因 此,“革命是世界观的改变。”
4
科恩(I.Bernard Cohen,美国科学史家):“在科学革 命中 , 存在着新旧之间的转换联系。”“具备完 整的和详细的文献资料以及经过周密论证的理论 体系”。“在科学上 , 一次成功的革命为将来的 革命建立革命纲领”,“有特定的、狭义界的目标。 例如 , 牛顿革命的目的是建立新的理论力学体 系。” 他还为科学革命确定了“两种标准 : 一种 是按照严格的定义 ,从逻辑分析中得到的标准 ;另 一种是从历史分析出发得来的标准。许多主要的 科学革命的发生都符合这两种标准。”科恩认为, 科学革命的本质特征是“转变”。而转变是“一 个类似于宗教信仰转变的行动。” (《科学革命 史》) 5
2
• 科学革命的实质
巴特菲尔德只讲到科学革命的重大意义 ,并未 作出科学革命的实质分析。关于科学革命的实质 , 不同学者有不同的看法: 贝尔纳 (J.D.Bernal, 科学学奠基人 ): 科学革命是 许多科学观念改变的总和。他在谈到近代第一次 科学革命时指出,“许多科学观念的改变会总成为一 场科学革命,在这场革命中,由希腊人并经伊斯兰教 和基督教神学家们所神化的思想假设的庞大结构被 推翻了,而为一种彻底崭新的体系所取代,一幅新的、 量化的、原子的、无限的和人间现实的世界图景替 代了伊斯兰教和基督教的烦琐哲学家们承袭希腊人 的那幅陈旧的、定性的、连续的、有限的和宗教性 的世界图景。”(《历史上的科学》)
8
• 科学发展模式
经验主义的科学发展模式:以逻辑经验主义者卡 尔纳普(R.Carnap)为代表,认为科学知识是从观 察所取得的经验,经过归和证实的真命题。科学 发展便是这种知识的积累结果。其基本模式是:
观察
假说
检验
理论
归纳
演绎
证实
9
经验主义模式的特点: 它强调了科学发展的经验基础 ,归纳和假说的作用。 恩格斯指出 : 只要自然科学在思维着 , 它的发展形式 就是假说。但是这一模式夸大了归纳的作用,把观察 作为认识的起点绝对化了。正如恩格斯所说 :“ 单凭 观察所得的经验 , 是决不能充分证明必然性的。 ” 这种夸大归纳法的归纳主义,陷入了狭隘经验论。实 际上,观察是有选择的,因为观察渗透着理论 ,纯客观 的观察是不存在的。观察所得的事实,可以分为两个 层次 : 首先是未任何加工的自然现象 , 称为“科学事 实 1”; 如果观察者对这一现象毫不了解 , 等于视而不 见 , 若衬这一现象加以描述陈述 , 就做了最初的加工 整理 , 这是“科学事实 2” 。这就是为什么一块石头 , 矿产工程师、地质学家、建筑师和雕塑家等一不同 的人会作出不同的描述。 10
科学革命的实质概括如下:
科学革命的实质是科学事实、科学观念和科学 原理所构成的科学理论体系的根本变革 , 反映了人 对自然的理论关系的质的飞跃。其中 , 科学概念、 观念是理论体系的内核 ; 科学原理、定律则是理论 体系的外核 ; 科学事实是理论体系的客观基础。科 学革命中建立的科学理论体系能够容纳现有科学事 实并给以完满的解释 , 同时预见可能存在的未知现 象与事实。新的科学事实可能证明原有科学理论的 预见 , 也可能与此理论相悖 , 引发科学革命 , 形成新 的科学观念;观念变革是科学革命的起点,而整个理 论体系的变革则是科学革命形成的标志。