范式(Paradigm)是由科学史家托马斯·库恩提出的核心概念,指在特定时期内,科学共同体所共享的一整套理论、方法、信念和价值观,它为常规科学研究提供了基本框架和方向。

托勒密体系是库恩后来所谓范式者,托勒密之后,包括在中世纪的一千年里,一直为人所信奉。

在发展一种新范式的时候,革命者并不是以极为彰明的理性方式行事的,他们的反对者通常岁数较大,功成名就,但这些反对者在新思路面前对正统范式加以捍卫,并非是非理性的行为。

当理论替代理论,范式推翻范式的时候,有一样东西是经久长存的:数学关系。

展开阐述

库恩的范式理论挑战了传统的科学进步观,即认为科学是一个线性、累积地逼近真理的过程。相反,他认为科学发展是“常规科学”和“科学革命”交替的非线性过程,而“范式”是理解这一过程的关键。

范式的构成

一个范式是一个比理论更宽泛的概念,它包括:

  1. 形而上学预设:关于世界基本构成的信念,例如亚里士多德范式认为世界在目的论上是有序的,而牛顿范式则认为世界是一部由力学规律支配的机器。
  2. 符号概括:被共同体接受的核心定律和方程,如 F=ma 或元素周期表,它们是理论的核心骨架。
  3. 范例(Exemplars):教科书中经典的成功应用案例,如比萨斜塔实验、开普勒定律的应用等。科学家通过学习这些范例来掌握如何在一个范式内部解决问题。
  4. 共同的价值观:关于什么是好的理论的标准,如要求理论应是简单的、自洽的、能做出准确预测的等。

科学发展的两个阶段

  1. 常规科学(Normal Science):在主导范式的框架内进行的科学活动。此时,科学家的主要任务不是去颠覆范式,而是像“解谜”(puzzle-solving)一样,运用范式去解决尚未解决的细节问题,扩展范式的应用范围,提高其精确性。绝大多数科学研究都属于常规科学。例如,在托勒密范式下,天文学家致力于设计更精巧的本轮来修正行星轨道的观测误差。
  2. 科学革命(Scientific Revolution):当常规科学中不断出现现有范式无法解释的“异例”(anomalies),且这些异例越积越多,导致对范式根基的信任危机时,科学革命便可能爆发。此时,一个或多个新的范式会应运而生,与旧范式展开竞争。最终,新范式取代旧范式,成为新的常规科学的基础。例如,哥白尼革命就是日心说范式取代地心说范式的过程。

范式的不可共度性

库恩认为,不同范式之间是“不可共度”(incommensurable)的。这意味着:

  • 语言不同:不同范式使用相同的词语(如“质量”“空间”),但其含义已经发生了根本改变。
  • 标准不同:评价理论的标准本身也是范式的一部分,因此不存在一个中立的、客观的标准来评判两个范式孰优孰劣。
  • 世界不同:科学家在接受新范式后,他们所“看到”的世界也改变了。他们会注意到以往忽略的现象,用全新的方式来理解世界。

由于不可共度性,从一个范式到另一个范式的转变不完全是逻辑和证据决定的,它更像是一种“格式塔转换”或“改宗”,社会和心理因素在其中扮演重要角色。这一观点对传统的理性主义科学观构成了巨大冲击。

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