2017年8月31日

《科學革命的結構》導讀

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哈金(Ian Hacking
  
                        巨作很罕見。本書是巨作,讀了就知道。
跳過這篇導讀。讀過書之後,如果你想知道這本書在半個世紀以前是怎麼形成的,它的影響,以及針對它的論點而發生的爭論,再來讀本文。如果你想知道一位過來人現在對這本書的評斷,再來讀本文。
本文是本書的導言,而不是孔恩其人與其事功。孔恩提到這本書的時候,通常只寫《結構》二字;口語,他會直言「那本書」。我遵從這個用法。《必要的張力》【註一】 是一本精彩的論文集,收集了孔恩在《結構》出版前後不久發表的哲學論文(而不是歷史論文)。它可以視為對《結構》的一系列評論與擴充,因此當作指南讀物,再適合不過了。



 《必要的張力》,圖片源於

                 由於本文是為了介紹《結構》而作,討論的範圍以《必要的張力》為限。不過,我想提醒大家,孔恩在交談時,往往會說《黑體與量子不連續》【註二】 正是應用《結構》的實例。這書研究的是十九世紀末普朗克(Max Planck, 1858-1947)發動的第一次量子革命。

                 正因為《結構》是巨作,我們可以用各種方式讀它,運用它。本文表達的只是許多可能看法中的一種。《結構》導致一批關於孔恩其人其事的書。《史丹佛哲學百科》有一篇短文介紹孔恩一生的研究貢獻,非常精彩,不過觀點與本文不同。【註三】孔恩對於自己一生與學思的回顧,可參閱一篇1995年的訪問稿,收在《結構之後》一書。【註四】 討論孔恩的書,他最欣賞的是《重建科學革命》。【註五】 孔恩的著作清單可以在《結構之後》找到。【註六】

              關於《結構》,有件事怎麼強調都不為過,那就是:像所有的巨作一樣,它是充滿熱情的作品,亟欲撥亂反正。甚至從它毫不起眼的開篇第一句就可以看出:「要是我們不把歷史看成只是軼事或年表的堆棧,歷史便能對我們所深信不疑的科學形象,造成決定性的變化。」【註七】孔恩想改變我們對於科學的理解科學正是令人成為萬物之靈的那些活動,無論是福是禍。他成功了。

1962

                  本版是《結構》五十週年紀念版。《結構》出版於1962年,很久以前的事了。科學已經起了根本變化,當年科學的女王是物理,孔恩是受過專業訓練的物理學家。懂物理的人不多,但是每個人都知道物理是行動重地。冷戰正在進行,因此大家都知道核子彈的事。美國的學童必須演習在空襲時蜷縮到課桌底下;每個城鎮一年至少做一次空襲警報演習,每個人都得就地尋求掩蔽。反對核武的人拒絕尋求掩蔽以示抗議,警察會逮捕,有些人真的遭到拘捕下獄。19629月,民歌手狄倫(Bob Dylan, 1941-)首次表演〈滂沱大雨將落〉;每個人都以為那是指核彈落塵。那一年10月,古巴飛彈危機爆發,那是1945年以來世界最接近核子戰爭的一刻。物理與核子威脅在每個人的心頭。

1962年版的《結構》,圖片源於


         俱往矣。冷戰事過境遷,物理不再是行動重地。1962年的另一件大事是:諾貝爾生醫獎頒給克里克(Francis Crick, 1916-2004)與華生(James Watson, 1928-),表彰他們的DNA分子生物學研究;諾貝爾化學獎頒給佩魯茲(Max F. Perutz, 1914-2002)與肯德魯(John C. Kendrew, 1917-1997),表彰他們的血紅素分子生物學研究,那是變化的先聲。今天生物技術當道,孔恩以物理科學與物理學史做為科學的模型。讀完本書後,你必須決定他對物理科學的觀察,有多少在現在生機蓬勃的生物技術世界中仍然站得住腳。還有資訊科學,還有計算機對於科學實作的影響。甚至實驗也走樣了,因為計算機模擬已改變了實驗,甚至取代了部分實驗。此外,每個人都知道計算機改變了通訊模式。在1962年,科學研究成果是在科學集會中、研討會中宣布的,或是以論文預印本、正式刊登於專業期刊的論文公諸於世。今天發表研究成果的主要模式,是透過電子檔案庫的管道。
過去半個世紀還發生了另一個根本變化,它影響了《結構》的核心基礎物理學。在1962年,有兩套宇宙觀互相競爭:穩態宇宙與大霹靂。它們對於宇宙的圖像與起源,構想完全不同。1965年之後,以及幾乎是幸運地發現了宇宙背景輻射之後,只剩下大霹靂充滿待解的問題,成為常態科學研究。1962年,高能物理似乎繼續不斷地發現新粒子。現在稱為標準模型的理論從混沌中理出了秩序,我們還不清楚如何將重力整合到標準模型中,不過它的預測極為精確,教人驚豔。基礎物理學也許不會再發生革命了,然而出人意料的事必不可免,也不會少。
如此說來,《科學革命的結構》這本書也許我說的是也許與科學史上過去的時代比較相干,與今日的科學實踐關係不大。
但是這本書到底是歷史還是哲學?19683月,孔恩發表一場演講,一開頭他便堅決地說:「我在各位面前是以職業科學史家的身分發言,……我是美國歷史學會的會員,而不是哲學學會。」【註八】 但是當他重新組織自己的過去,他越來越強調自己一直對哲學情有獨鍾。【註九】 雖然《結構》對科學史社群產生了立即而重大的衝擊,它對科學哲學、甚至大眾文化的影響可能更為深遠。筆者便是以這一觀點撰寫這篇導言的。
結構
本書將結構與革命放在書名中,一副理所當然的模樣。孔恩不但認為科學革命是事實,還認為它們有一結構。他仔細描繪了這一結構,並為結構中的每一節點取了好用的名字。他有發明箴言的天賦;他的命名已經掙得非比尋常的地位,因為一開始那些詞雖然顯得晦澀,有一些現在已成了日常用語。以下便是孔恩為科學革命勾畫出的過程:一、常態科學(第二~四節孔恩認為《結構》只是一本書的綱要,而不是書,因此《結構》裡只有「節」而無所謂「章」);二、解謎(第四節);三、典範(paradigm;第五節)(paradigm這個英文字當年是罕用字,但是《結構》問世之後,這個字逐漸流行,至今已覺不新鮮);四、異常(現象/事例)(第六節);五、危機(第七~八節);六、革命(第九節),建立新典範。
那就是科學革命的結構:常態科學擁有典範,致力於解謎;接著出現了嚴重的異常事例,導致危機;最後以一新典範解決危機。另一個著名的詞並沒有出現在各節的題名上:不可共量(incommensurability)。它的意思是,在革命與典範轉移的過程中,新概念、新主張與舊的無法進行嚴密的比較。即使使用同樣的字詞,意義也不一樣。從這個概念衍生出另一個概念:新理論取代舊理論,不是因為它真實,而是因為世界觀變了(第十節)。本書以一個教人不安的想法作結:科學的進展並不是一條通往真理的直線,而是脫離不妥當的世界觀,脫離與世界不妥當的互動(第十三節)。
讓我們一一檢視這些點子。用不著說,這一結構乾淨利落得不像話。科學史家抗議道,歷史不是那個樣子的。但是,孔恩能洞見這一簡潔的通用結構,正因為他不是科學史家,得歸功於他身為物理學家的本能。孔恩對科學的刻畫,一般讀者都能懂。那幅科學圖像有個優點,就是大致是可以測驗的。科學史家可以仔細觀察他們熟悉的重大變化,判斷是否符合孔恩的結構。不幸的是,《結構》出版後,質疑「真理」概念的懷疑學派興起,那些學人也濫用了孔恩的想法。孔恩並沒有這種意圖,他熱愛事實,追求真理。
革命
革命一詞讓我們首先想到的都是政治事件:美國革命、法國大革命、俄國革命。每件事都推翻了,新的世界秩序開始了。首先將這個概念擴展到科學的也許是康德。康德認為史上有兩次重大的思想革命,可是在他最偉大的傑作《純粹理性批判》第一版(1781)中,隻字未提(這也是一本罕見的巨作,但不像《結構》一般引人入勝!)。第二版的序(1787),他以算得上絢麗的文字提到了那兩個革命事件。【註十】 一個是數學實作的變化,從巴比倫、埃及習用的技術轉變成希臘式的以從公理推出的定理證明幾何命題。第二個是實驗方法與實驗室的興起,那一系列變化的起點,康德追溯到伽利略(Galileo)。僅僅兩大段中,革命一詞便重複了好幾次。
請留意,雖然我們將康德視為純學者,他可是生活在一個動盪的時代。人人知道整個歐洲即將發生巨變,更別說兩年後就爆發了法國大革命。康德發明了科學革命這個概念【註十一】,但是他在一個腳註中承認,他並沒有尋繹歷史細節【註十二】 我身為哲學學者,覺得他的坦誠十分有趣,也無可厚非。
孔恩第一本討論科學與科學史的書並不是《結構》,而是《哥白尼革命》【註十三】。科學革命這個概念已經十分流行,第二次世界大戰後,有許多著作討論十七世紀的那一場科學革命。培根(Francis Bacon)是革命的先知,伽利略是燈塔,牛頓(Isaac Newton)是太陽。


《哥白尼革命》,圖片源於

               第一點值得注意的是(第一次瀏覽《結構》的讀者不大可能注意到),孔恩討論的不是獨一無二的、特定的一場科學革命。那是與孔恩假定蘊涵一結構的科學革命不同種類的事件。【註十四】 甚至在《結構》出版前不久,他就提出「發生過第二次科學革命」。【註十五】 那是在十九世紀初期;整個新的研究領域都數學化了。熱、光、電、磁學都有了典範,突然間,一大堆尚未分類過的現象開始有了意義。這與工業革命同時發生、攜手並進。這可以當作現代科技世界的起點。但是,這個第二次革命與第一次科學革命一樣,都沒有展現多少《結構》的「結構」。
第二點值得注意的是,孔恩的前一世代廣泛討論過十七世紀科學革命的那個世代,是在物理學發生根本革命的世界中成長的。愛因斯坦的狹義相對論(1905)與廣義相對論(1916)產生了我們難以想像的震撼力。一開始,相對論在人文、藝術領域中產生的反響,比真正的物理實驗結果大多了。沒錯,1919年英國天文學家艾丁頓(Arthur Eddington, 1882-1944)率隊到西非觀測日蝕,驗證愛因斯坦的預測,轟動一時,但是相對論整合到物理學許多分支裡是後來的事。
那時還有量子革命,也是分兩個階段完成。先是普朗克在1900年提出量子概念;19261927年完整的量子理論問世,因海森堡(Werner Heisenberg, 1901-1976)的測不準原理而大功告成。相對論加上量子論,不僅推翻了舊科學,也顛覆了基本形上學。康德認為牛頓的絕對空間與一貫的因果原理是思想的先驗原理,是我們人類理解這個世界的必要條件。物理學證明他完全錯了。因與果只是表象,不確定性潛伏於實在界的基礎。革命成了科學世界的常態。
孔恩之前,巴柏(Karl Popper, 1902-1994)是最有影響力的科學哲學家我是說他擁有最多科學家讀者,而且相信他的科學家相當多。【註十六】 第二次量子革命時巴柏正進入成年,他因而認為科學是透過臆測與否證進步的(他有一本書書名就是《臆測與否證》)。那是一個道德主義的方法論,巴柏宣稱科學史上有許多實例。首先,我們建構大膽的臆測,儘可能付諸檢驗,結果它們都經不起考驗。臆測一旦遭到否證,就必須建構合乎事實的新臆測。只有經得起否證的假說才算得上「科學」。這種黑白分明的科學觀在二十世紀初的科學革命之前,是不可思議的。
孔恩對於革命的強調可以視為巴柏否證論的下一階段。他以「發現的邏輯或研究的心理學」說明否證與革命的關係。兩人都以物理學為科學的典型,都在相對論、量子論問世之後形成自己的想法。今天的科學看來並不一樣。2009年,《物種原始論》出版一百五十年,各地都有盛大的慶祝活動。經過書、展覽、紀念活動日的洗禮,我相信許多旁觀者都會認為《物種原始論》是史上最具革命性的科學著作。然而,《結構》根本沒有提過達爾文革命。本書第十三節(頁210-211)的確使用了「天擇」概念,而且舉足輕重,但是只當作科學演化的類比。現在生命科學當道,取物理學的地位而代之,我們必須追究達爾文革命與孔恩的結構吻合的程度......(詳細全文請參該書)


【註一】、Thomas S. Kuhn, The Essential Tension: Selected Studies in Scientific Tradition and Change, ed. Lorenz Krüger (Chicago, IL: University of Chicago Press, 1977). 
【註二】、Kuhn, Black-Body and the Quantum Discontinuity, 1894-1912 (New York: Oxford University Press, 1978).
【註三】、Alexander Bird, “Thomas Kuhn,” in The Stanford Encyclopedia of Philosophy, ed. Edward N. Zalta, http://plato.stanford.edu/archives/fall2009/entries/thomas-kuhn/.
【註四】、Kuhn, “A Discussion with Thomas S. Kuhn” (1995), interview by Aristides Baltas, Kostas Gavroglu, and Vassiliki Kindi, in The Road since Structure: Philosophical Essays, 1970-1993, with an Autobiographical Interview, ed. James Conant and John Haugeland (Chicago, IL: University of Chicago Press, 2000), pp. 253-324.
【註五、Paul Hoyningen-Huene, Reconstructing Scientific Revolutions:Thomas S. Kuhn’s Philosophy of Science (Chicago, IL: University of Chicago Press, 1993).
【註六】見註4,頁325-335
【註七】見本書,頁11
【註八】 、Kuhn, “The Relations between the History and the Philosophy of Science,” in The Essential Tension, p. 3.
【註九】見註4
【註十】Immanuel Kant, The Critique of Pure Reason, tran. & ed. Paul Guyer and Allen W. Wood (Cambridge: Cambridge University Press, 1999), pp. 107-109.
【註十一】康德超越了他的時代,即使以思想革命而論,他也超前。知名的科學史家柯恩(I. B. Cohen, 1914-2003)對於科學革命這個概念做過詳盡的研究。他引用了十八世紀日耳曼科學家李希騰伯格(G. C. Lichtenberg, 1742-1799)的評論如下:「比較1789年前後revolution(革命)這個字在歐洲出版物上出現的次數,例如前八年(1781-1789)與後八年(1789-1797),猜猜比例是多少?」他的粗略猜測是一比一百萬。見I. B. Cohen, Revolution in Science (Cambridge, MA: Belknap Press of Harvard University Press, 1985), p. 585n4。要是比較paradigm(典範)這個字在1962年與本書出版五十週年的出現比例,我也會不揣冒昧的引用這個比例:一比一百萬。對的,2012年每一百萬次對應1962年的一次。巧的是,當年李希騰伯格評論科學,廣泛地使用了paradigm這個字。
【註十二】 、The Critique of Pure Reason, p. 109.
【註十三】、Kuhn, The Copernican Revolution: Planetary Astronomy in the Development of Western Thought (Cambridge, MA: Harvard University Press, 1957).
【註十四】現在有些懷疑論者質疑十七世紀這場科學革命究竟算不算一個「事件」。孔恩對這場科學革命有自己的看法,頗有推倒一世之智勇的氣魄,見“Mathematical versus Experimental Traditions in the Development of Physical Science” (1975), in The Essential Tension, pp. 31-65.
【註十五】、Kuhn, “The Function of Measurement in the Physical Sciences” (1961), in The Essential Tension, 178-224.
【註十六】巴柏出生於維也納,落戶於倫敦。德語世界中的其他哲學家,為了逃避納粹而前往美國,對美國哲學產生了深遠的影響。許多科學哲學家對巴柏過分簡單的觀點極為鄙視,但是職業科學家認為他說的有理。後來,正如瑪斯特曼(Margaret Masterman, 1910-1986)在1966年的觀察:「科學家現在越來越多人讀的是孔恩,不是巴柏」(p. 60)。見“The Nature of a Paradigm,” in Criticism and the Growth of Knowledge, ed. Imre Lakatos and Alan Musgrave (Cambridge: Cambridge University Press, 1970), pp. 59-90.

科學的哲學發展史中的孔恩

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傅大為,陽明大學科技與社會研究所教授

※有關第三版翻譯版本的討論,請參閱傅大為老師於2020/09/18撰寫的註記〈孔恩《科學革命的結構》翻譯第三版:一個2020的註記〉

二十世紀英美科學的哲學的一些歷史因緣
十九世紀末,歐洲哲學傳統的風貌大概是這樣的:黑格爾的傳統慢慢衰退,學者不斷地在爭論到底他們的大師的原意究竟是什麼,但他們卻越來越無法從哲學來了解當時正在迅速變遷的世界。唯心傳統慢慢從歐洲的舊中心轉移到一些邊緣地帶,如英、美等國。同時,歐洲的舊中心卻發展出幾條極具活力的新路徑(主要在德國):胡塞爾(E. Husserl)反對心理主義、歷史主義,弗列格(G. Frege)也反對那些充滿歷史味、心理主義味道的東西。配合著十九世紀末數學與邏輯的新發展,他們很明顯地走上一條清晰的、非歷史的、非心理性的路徑,而這種路向的典範科學當然是邏輯與數學。弗列格(胡塞爾後來發展現象學,此處就略過不提)於是和當時歐洲許多邏輯學家共同推進這個新思潮。弗氏重新改革亞里斯多德以來的形式邏輯,發展出一套強有力而應用廣泛的符號邏輯,並且相關聯地也發展了集合論,企圖進一步整理整個數學的領域。另外,希伯特(D. Hilbert)也提出了一整套「形式化」數學的大計畫。皮亞諾(G. Peano)也已經將算學系統予以公理化。同時,牛頓力學在當時的發展也越來越數學化,形成所謂的「理性力學」(rational machanics)。馬赫(E. Mach)與赫茲(H. R. Hertz)等人都注意到力學中內在性、分析性的數學結構。赫茲甚至嘗試將一部分物理學公理化。
在這個大背景下,羅素、懷海德(A. N. Whitehead)的《數學原理》,以及「將數學化約成邏輯」的口號就更為突出,深深地推動了當時的新思潮。同時,以維也納大學波茲曼物理學講座教授席立克(M. Schlick)為中心的「維也納學圈」(以下簡稱「學圈」)也大步向前邁進。它吸引了柏林大學物理教授萊興巴哈(H. Reichenbach)、想用羅素的符號系統來形式化特殊相對論的物理學研究生卡納普(R. Carnap),另外還有物理學家如法蘭克(P. Frank)、韓波(C. Hempel)、法學家考夫曼(F. Kaufmann)、社會學家諾依哈(O. Neurath)等。一些邊緣人物如早期的維根斯坦、早期的巴柏、許多當時年輕的哲學研究生(這些研究生後來多成為美國分析哲學中的重鎮)也都或參與或附和地加入了許多「學圈」的活動。
M. Schlick,取自wiki
從一開始,「學圈」便把赫茲的暫時目標公理化力學加以絕對化,並以他的《力學原理》為範本來引導「學圈」的邏輯大計畫:公理化與形式化自然科學。「學圈」中的物理學家在接受邏輯新思潮的洗禮後,開始覺得他們原來的物理語言太曖昧,需要進一步的加以澄清、定義,這使得他們一開始便非常重視科學中的推論過程與邏輯結構。
另一方面,「學圈」一開始便專注在牛頓力學與相對論這些時代寵兒的形式數學結構上,氣勢上顯得咄咄逼人。他們以邏輯與數學分析為利器,根據他們對科學史中一小段的一部分之權威的信心,提出劃分有意義與無意義的檢證標準(或說是區分科學與形上學的判準)。重視科學理論的邏輯結構、並用邏輯分析來區分科學與非科學這兩個特性一開始便多少決定了二十世紀上半期英美科學的哲學(以下簡稱「科哲」)的發展。
首先,科哲的目標並不在了解自然科學,「學圈」中的物理學家特別重視如何以邏輯程序去了解為什麼相對論否定了牛頓力學,以及科學間彼此的「邏輯化約關係」(如把熱力學化約到統計力學中)等。進一步,他們從當代最先進的物理學中挑選出一套「邏輯檢證結構」來討論一些較不成熟的科學(如生物、社會科學等)中應該改進的地方。他們也討論一點科學史的發展,但大部分是集中在他們的邏輯利器的光輝史上(如邏輯史、幾何史、時空問題的演變、決斷實驗史等)。【註一】
其次,為了要改進他們的檢證標準,這些科哲學者並不需要太熟悉普通科學演進史的內容。這是因為對集團中的人來說,檢證標準本來就不是用來解釋科學史上的科學家的行為的。相反地,科學家的行為正需要一個客觀標準來「澄清與糾正」。所以,改進檢證標準的壓力不是來自科學史,而是來自一些基於邏輯考慮的反例。因此在他們看來,科哲的檢證標準基本上是一個邏輯問題。
但是,邏輯的利刃是兩面都鋒利的。當初提出的許多檢證標準極易被許多反例攻擊。(這些反例往往與科學理論沒有多大的關係。例如,在討論檢證原則時,有人提出這樣的反例:既然「所有的烏鴉都是黑色的」這一命題與「凡不是黑色的東西就不會是烏鴉」的命題在邏輯上等同,那麼如果我們目前看到一雙白鞋子,是不是說我們就為「所有的烏鴉都是黑色的」這一命題提供了一次符合檢證的例證呢?因為,顯然地,我們所看到的白鞋子是「凡不是黑色的東西就不會是烏鴉」這一命題的例證之一。這樣的看法邏輯上看來毫無毛病,但顯然與我們的直覺有所牴觸。要證實所有烏鴉都是黑色的話,我們直覺上覺得必須找烏鴉來看看,而與有沒有白鞋子、黃帽子似乎是不相干的。但問題就出在這裡。科哲學者為此投擲上百篇以上的論文與精力,希望解決這邏輯與直覺方面的矛盾。)【註二】 於是科哲學者花了幾代的功夫一直在修改這檢證標準,或修改什麼是可被檢證的基本單位。相關的一個問題是:一個科學理論如何能夠被驗證?卡納普、萊興巴哈認為驗證的工具是歸納邏輯,巴柏則反對歸納邏輯而提出「否證邏輯」。於是又有成百的論文在討論歸納邏輯的基礎問題。在這種情況之下,歸納邏輯、概率論、多值邏輯、甚至後來的模態邏輯在分析哲學家的推動之下倒是有長足的發展。但是,發展出這麼多精緻而繁麗的邏輯系統之後,它們和科學研究之間究竟有什麼關係呢?這些系統可以澄清與糾正科學思維與語言嗎?即使真的有可能,科學家會接受糾正嗎?如果科學家認為他們根本不必接受這些邏輯教育訓練就可以研究科學,且認為科哲對他們的糾正無關緊要,這些科學家就是非理性嗎?這些問題仍然存在。
仔細反省之後,我們可以說二十世紀前期的科哲發展似乎慢慢地遠離了科學本身。科哲學者對科學的了解並沒有較大幅度的進步,往往還落後於更早期的科哲學者,如杜恩(P. Duhem, 1861-1916)。他們先前用來研究科學的工具,如「邏輯結構」、「歸納邏輯」等,到後來反而成為被專心研究的對象。工具成了目的。早期提出一套「檢證標準」的使命感,現在大致上都已經放棄了。對「科學解釋」的問題,現在不少人是以「整體主義」(holism)的態度來看。【註三】但是這種把一切打成混沌一片的態度,似乎對科學提不出什麼比較具體的見識,反而與分析哲學的其他研究方向有更密切的溝通與合流(如語言哲學、意義問題等)。


P. Duhem,取自wiki
另一方面,對「歸納邏輯」的研究後來也使他們遠離當初心目中的科學。他們討論「決策理論」(decision theory)、討論「理性行為」、討論概率論、討論統計學的基礎與運用問題。於是半世紀之久的歸納邏輯家逐漸與時代的新寵兒統計學家合流。科學的哲學並沒有死,只是它的名字、內容與目的逐漸改變了。科學的哲學是否該有個「回歸科學本身」的運動呢?沉默了近半個世紀的「科學史」從五年代開始,正朝著這個方向去推動科學的哲學。
科學史研究的一些發展對科學哲學的影響與挑戰
在過去,英美研讀科哲的學生可以不必選讀大一的科學課程,甚至可以忘掉高中所學的科學知識,但不能不懂邏輯、歸納法、語意學等基本的教材。英美的科學的哲學始於受「邏輯與數學發展」的感召,其發展的利器也是那兩面鋒利的邏輯分析。所以上述的科哲發展情形,以及科哲教育的格調,應該不會使人感到驚訝。但是,這一發展路數也逐漸地讓出一條路來:從科學史、或「科學發展」的觀點來討論科學的哲學。我們也許可以這樣猜想:如果「科學史」這個研究導向有足夠的推動力的話,未來攻讀科哲的研究生也許可以不懂高等符號邏輯、語意學,卻不能不讀科學史、科學社會學、甚至哲學史這些基本教材。這種科哲典範的大轉變是可能的,但到現在仍不明顯。
讓我們現在從科學史這門學問的發展史來看它可能給科學的哲學帶來什麼新視野。
從十七世紀歐洲科學革命後,科學的地位便不斷地提高。幾百年來不斷地有人編集一大堆資料來證明科學的進展,並展示出人類科學知識的最新形象。因此這類大部頭著作往往只有些史料的價值,而且這些史料在「以今觀古」的科學進步史觀的籠罩下,也受到了一定程度的扭曲。
W. Whewell,取自wiki
現代科學史的研究大約始於修艾爾(W. Whewell, 1794-1866)、馬赫、杜恩這幾個人的努力。過去修艾爾被彌爾(J. S. Mill)的光芒蓋過,埋沒了近一世紀,他的思想全貌在七年代之後才引起學者的注意,現在已是大家熱烈討論的對象。馬赫的實證論過去可能被庸俗化了,最近費耶阿本德甚至用馬赫的一些思想來鍼砭維也納學圈以來的科哲傳統。【註四】至於杜恩的思想,連「學圈」的科哲傳統也從其中受益極多。杜恩從哥白尼革命與十九世紀光學革命等科學史研究中歸結出「簡約論」或「約定論」(conventionalism)做為科學理性原則(例如,因為哥白尼系統比托勒米的在直覺上更為簡約,所以大家約定採用哥白尼的系統,雖然當時並沒有天文證據支持哥白尼的優於托勒米的說法)。從邏輯觀點來看,他的「簡約論」或「決斷實驗無用論」非常簡單,何必費勁投身於科學史才歸結得出來呢?我想這正是科學史的要點。從邏輯觀點看來簡單,正表示邏輯與科學發展二者關係十分薄弱。在傅科(J. B. L. Foucault)從事決定粒子說正確還是波動說正確的決斷實驗之前,歐洲的光學界早已接納波動說。並不是科學家都了解這個簡單的邏輯問題,因而不重視決斷實驗。從科學發展的觀點來看,光學界棄粒子說而採波動說,尚有更重要的理由。當我們要解釋科學發展與知識的成長時,高度抽象的邏輯在豐富的歷史過程中總是顯得空泛而不切題。另外,從孔恩以來,科學史界已大致確定哥白尼革命並不是建立在「簡約性」之上,而使杜恩的簡約論大受打擊。有趣的是,從邏輯的觀點來看,如果兩個理論都能解釋同一套觀測資料,比較簡潔的理論應當較優。但是科學史告訴我們:科學界面對兩個能解釋同一套資料的理論,不一定挑中較簡約的那一個。那麼科學知識的成長與科學發展的理性基礎究竟何在?研究科學的哲學,我們得(至少暫時)跳出邏輯,走入歷史。
科學史大約在侉黑(A. Koyré, 1892-1964)之後才成為一門獨立的學問。二十世紀上半期科學史的一些新發展,大致來自幾方面的影響。首先是哲學史方面,因為研究哲學史需要同情地去了解彼時的觀念系統,而不是冒冒然地用現代哲學的觀點去評判古人得失。研究科學史出身的侉黑大概是過去在這一方面做得最成功的人。他的《伽利略研究》(Etudes Galiléennes, 1939)一書,對十七世紀的科學做了詳盡的文獻分析(textual analysis),這一方法幾乎是在他之後的科學史家從事研究工作的範本。另外,新康德學派研究哲學史所使用的預設分析(presupposition analysis),應用到科學史上也極有助於了解許多科學研究的傳統。【註五】
A. Koyré,取自wiki
其次,科學史研究的許多新發現,使得科學史對科學革命、科學發展、理性等概念有了更新的意義。杜恩對中世紀以及文藝復興時代的科學史研究,使我們重新「發現」中世紀的科學,以及它在十七世紀的科學(如伽利略的)中扮演非常重要的角色。侉黑則進一步在內容分析上顯示:伽利略科學在反對亞里斯多德科學的意義上並不是向前走,而是開倒車回到柏拉圖主義的傳統。另外,巴特斐(H. Butterfield)、孔恩等人研究的結果也發現,十七世紀的科學革命真正借助於「實驗方法」的地方並不多。彼時科學革命的特點在於:從傳統觀念的資源中重新組合與轉化出一套新的觀念系統來。培根當初「自然誌」的實驗、歸納等大計畫則仍然停留在口號階段。採集、編纂無數自然誌與「實驗」的工作,在當時雖然有波義耳(R. Boyle)、虎克(R. Hooke)等人的努力,卻在笛卡兒、牛頓諸科學的籠罩之下慢慢失去了影響力。培根式的諸科學,如化學、熱學、電學、磁學等,要到十八、十九世紀才慢慢開花結果。總之,歐洲近代科學的傳統不是一個「理性、啟蒙」的近代傳統,而是兩個傳統;一是古典的傳統(包括力學、天文學、數學等),一是培根式的科學。另外,在古典的傳統中,角逐歐洲近代科學后冠的歷史,並非牛頓流派一支獨秀的歷史。十七世紀(及十八世紀前半)是牛頓流派與笛卡兒派互相競爭新科學、新自然哲學這些頭銜而激烈鬥爭的時代。牛頓科學最後勝利,使得後世對近代科學興起過程的看法都改變了。其實,十七世紀這種對峙的局面,大大地影響了近代科學、哲學的發展。笛卡兒派的挑戰方向,逼使牛頓派的發展走向一特定的方向,也使得後來笛卡兒的新科學流派在啟蒙的伏爾泰(Voltaire,牛頓在法國的天才宣傳家)口中成了「傳統、舊勢力的一部分」。
科學史界在二十世紀的新發展,其影響所及大致可以分為三個方面來談。(這裡所說的科學史,指內在史或思想史的部分。至於科學史的外在史或社會史,在二十世紀後半段也有長足的發展,尤其是近年來,已有超過科學思想史的趨勢。但因它與孔恩沒有直接關係,這兒就略過不表。)【註六】
首先,新發展嚴重地打擊了「啟蒙時代」自十八世紀以來所代表的光明、理性、希望的形象。它向所有繼承啟蒙理想的近代與現代學術挑戰,包括以維也納學圈為主流的英美科學哲學界。啟蒙時代的人或隱或顯地仰望的幾位巨人,如伽利略、牛頓、培根、笛卡兒等人的形象,以及他們在前啟蒙時代的許多活動,現在都慢慢被發現與過去他們的「啟蒙形象」頗不相稱。杜恩可能是最早指出牛頓科學方法論中的宣傳性質的人(因為它在邏輯上實在不易站得住腳)。大概是他率先開始打破兩百年來歐洲牛頓崇拜的習俗。不過這一點也同時呈現出科學史上的一個有趣的問題:嚴格的邏輯論證在科學活動中十分重要嗎?(整個維也納學圈的發展,都在企圖建立一個肯定的論點)。事實上,當初牛頓為了抗拒強大的笛卡兒學派的挑戰,才提出「不臆想假說」這一嚴格經驗哲學的宣傳口號的。這個口號,以及後來在哲學上進一步的論證(如洛克〔John Locke〕所做的)對牛頓派的科學發展非常重要。另外,費耶阿本德很早就指出宣傳性的論證(大多為無效論證)在伽利略科學發展中的重要性。【註七】 其實,伽利略、克卜勒等人所代表的古典科學的傳統既然有這麼多的資源借自中世紀,那麼,啟蒙時代的光明、理性與中世紀的黑暗、玄想相對立的傳統看法,就產生很大的問題了。同樣地,在面對歐洲十九世紀唯心傳統時,許多承自這種啟蒙式對立提法的新提法(如科學-形上學、有意義-無意義、可檢證-不可檢證等等)也都面臨許多新的挑戰。【註八】
其次,在對前啟蒙時代的巨人及其傳統做內容分析及預設分析時,許多人發現這些科學研究傳統的預設中有不少「形上學」的因素(如早期的博特〔E. A. Burtt〕、拉夫喬伊〔A. O. Lovejoy〕,稍後的侉黑,以及最近的孔恩等人之研究所顯示的)。伽利略的柏拉圖式的思考方式,以及他「在思惟中做實驗」(thought experiment)的格調,笛卡兒明白地用上帝的許多屬性來推演慣性律、動量不減律,牛頓在「經驗科學」之外對「精神性的以太」的玄思、對煉金術的專注等,都是最明顯的例子。這些「形上學」的因素往往在科學發展中扮演很重要的啟迪(heuristic)角色。啟迪的方向往往決定了一個科學研究傳統的發展路數。但這種「發現的邏輯」(logic of discovery),傳統的科哲學者向來不予重視,認為那是心理學的領域。但是科學史的許多研究正是以發展或社會學的眼光,分析指出這種啟迪方向的重要性。啟迪方向不但是可以分析的,而且是了解科學結構與發展的重要線索。於是維也納學圈的另一個根本的區分「驗證情境」相對於「發現情境」也顯得問題重重。
最後,對許多「科學革命」(一個新理論完全替代一個舊理論的歷史事件)做科學史的研究,所得的結果也非常有趣。「學圈」當初在劃分科學與形上學的區別時,一定也涉及過這麼一個問題:一個科學理論憑什麼優於另一個科學(或玄學)理論?大致上,他們提出如歸納邏輯、否證邏輯(conjecture & refutation)等判準來決定。可是,既然是「科學的哲學」,這些判準是不是便能解釋科學史上的許多革命事件呢?自哥白尼革命起,科學史便進入了「革命時代」,笛卡兒革命、牛頓革命、化學革命、光學革命、達爾文革命相繼而起,更不要提還不滿一百年的相對論、量子論的革命了。有趣的是那些判準都不能解釋這些革命的發生與發展。這個尷尬情況已為侉黑的一些聲音最大的私淑弟子(如孔恩)很有力地指出來了。如果情況真是這樣的話,科學的哲學專家肯不肯說幾乎整部科學史都是非理性的呢?因為科學的發展不符合他們的理性判準。他們大概不太願意隨便犧牲科學在過去的光輝形象,因此又提出「應然-實然」(ought-is)的區分;但仍不能解決問題。對所有的科哲專家而言,這個源自科學史的挑戰關係到科學的哲學的未來發展,非得卯上全力與之周旋不可。由於這是一個發展性很強的研究領域,筆者不擬在這裡做什麼臆測。
上面是對二十世紀以來科學的哲學、哲學史的發展與孔恩有關係的部分的簡短介紹,可以做為討論、研讀孔恩及《科學革命的結構》(以下簡稱《結構》)一書的背景資料。下面要談的是《結構》這本書的發生,與它出版後所導致的發展......(「詳細全文請參該書」)



【註一】   一些科學的哲學專家仍然有豐富的科學史知識,如E. Nagel,但他們對科學史的態度究竟不同於孔恩以後科哲的某些發展。
【註二】  這個問題以及許多相關問題,請參考C. Hempel, “Studies in the logic of confirmation,” sec. 5 in Aspects of Scientific Explanation (Free Press, 1965).
【註三】  請參閱C. Hempel, “Empiricist criteria of cognitive significance,” in Aspects, pp. 101-19W. V. O. Quine, “Two dogmas of empiricism,” in From a Logical Point of View (Harvard University Press, 1961, 2nd ed.) 是從分析哲學更廣泛的角度來支持這種看法的著名論文。C. Glymour在其近著Theory and Evidence一書中則對這種看法提出反擊。
【註四】    P. K. Feyerabend, “Mach’s theory of research and its relation to Einstein,” in Studies in History & Philosophy of Science, vol. 15 (1984): 1-22.
【註五】  這兩種分析方式,大致而言差異不大。內容分析或可從詮釋學的一些觀點去了解,侉黑的Newtonian Studies (University of Chicago, 1968) 一書也是個很好的範例。另外,E. A. Burtt, The metaphysical Foundations of Modern Science (RKP, 2nd ed., 1932) 是預設分析的一個好範例。
【註六】  孔恩發現近年來有越來越多的優秀學生去研究科學史的社會學面相,但是他強調內在論與外在論(internal vs. external approach)的區分不太能成立。R. Merton1938年發表的Sciences, Technology and society in 17th-century England是名著,批評的人很多。Merton流派的著作可在他的Sociology of Science (University of Chicago Press, 1973) 一書中找到。科學社會學的另一流派,英國的愛丁堡學派,近年來的研究也十分出色,讀者可以從S. Shapin, “History of science and its sociological reconstructions” (in History of Science, Sep. 1982) 一文中窺其堂奧。研究科學組織(機構)的發展史,近年來也十分多,其中J. Ben-David, The Scientists’ Role in Society (University of Chicago, 1984) 一書洵為名著。
【註七】    請參閱費耶阿本德的名著Against Method (NLB, 1975) 6章至11章。不過,P. K. Machamer對費耶阿本德的有力反擊也值得一讀,見Studies in History & Philosophy, vol. 4 (1973): 1-46.
【註八】   當代伽利略專家S. Drake最近又想翻新伽利略的形象,不過他所描繪出的形象仍與伽利略在啟蒙時代的形象不符,請參閱Galileo at Work: His scientific biography (University of Chicago Press, 1978),或Galileo (Oxford Past Masters, 1980)