浅析库恩的《科学革命的结构》中反常的重要性

王柳亲

摘 要：库恩关于科学发展的范式理论以历史的形式向我们揭示了科学的演进过程，在这个过程中，反常作为一种征兆呼唤着科学革命，科学通过革命而进步。革命的实质是范式更迭，而范式更迭的起点是对于反常的关注，经过新旧范式的较量，最终完成范式的转换。反常在科学发展中有着极其重要的作用。

关键词：库恩 范式 反常

库恩的著作《科学革命的结构》在科学哲学史上有重要的地位，该书“系统的提出了他关于科学发展的动态模式”。[1]库恩认为科学发展经历了“常规科学-反常-危机-科学革命-常规科学....”这样一个循环模式，库恩提到“每一种科学发展都有特殊的内在结构，这种结构的模型即范式（paradigm）。”[2]范式是库恩整本书中的核心概念，也是他整个科学观的重要思想表述。本书的序言中库恩用范式来指代“那些公认的科学成就，它们在一段时间里为实践共同体提供典型的问题和解答，”[3]4尽管这一概念因其广泛指代为人所病垢，但仍不能否认这一概念对后人的启发意义，随后人们对范式的讨论也延伸到其他领域。今天我要讨论的不是范式，而是“反常”。库恩在书中说“范式为除了反常之外，所有现象提供一个在科学家视野内的确定的理论位置。”[3]89也即本质上范式的更迭是为了解决一系列的反常现象，反常是我们关注库恩的范式理论不能忽视的一个重要因素。

库恩把科学分为常规科学和非常规科学（科学革命），他认为科学的发展不是累积式的，而是由一系列科学革命推进的，由常规科学向非常规科学演进并不是一帆风顺的，最先突显的便是库恩称之为“反常”的一种现象。

“发现始于认识到反常，即始于认识到自然界总是以某种方法违反支配常规科学的范式所做的预测，于是人们继续对反常领域进行或多或少扩展性的探索。”[3]49这是库恩在《科学革命的结构》中首次提到反常，一方面明确了反常对于科学革命的重要性，另一方面强调发现反常之后需要一个长期探索的过程。

库恩以氧气和X射线的发现经过为例，指出这两个事件有一个共同的特点，那就是都注意到了反常。拉瓦锡没有观测到在燃素范式下预期的结果，伦琴注意到屏幕上本不该发光而发光了，正是对这些反常的关注而使他们开始了进一步的探索，可见“感觉到反常对导致新发现起了关键的作用”[3]53。认识到反常是一种关键性的前奏，是对于常规思维或者理论的一种重大突破，当这种反常开始进入你的视域，意味着一种新的事物在观察者的眼里埋下了种子，时机一旦成熟，这颗种子便会生根发芽。

但是，怎样才能推进这种反常的演进呢？或者库恩也提出“什么因素使得一种反常似乎值得去考察？”[3]75库恩最后也无奈地说在科学中“无划一的规定”。反常现象往往深深的违反了根深蒂固的预期，“除了理论的预期，还有仪器的预期而且这些预期在科学发展中往往起着决定性的作用。”[3]55库恩指出“觉察到某种东西出了毛病仅仅是仅仅是发现的前奏。无论是X射线还是氧，如果没有进一步实验和同化过程，它就不会突现，”[3]53尽管反常在促成范式的转换中存在着巨大阻力，我们仍然能从那些经典的科学案例中有所发现。

拉瓦锡能看到普利斯特终其一生都看不到的气体，与伦琴同时有另一位研究者也见过这样的光，究竟是什么原因使他们较其他研究者首先完成范式的转换呢？无论是拉瓦锡还是伦琴，在发现反常前就做出了对旧有范式的预判。“拉瓦锡还未从事这种与发现新气体有关的研究工作很久以前，他就确信这样两点：燃素论有错误和燃烧物体吸收大气中的某种成分”[3]52；伦琴在宣布他的发现之前，“伦琴深信，这种效应不是由于阴极射线，而是某种至少与光类似的东西引起的”[3]53。正是这样一种预判鼓励他们更坚定地去挑战固有的范式，突破众多阻力，为范式的转换迈出关键性的一步。

库恩以心理学研究中的扑克牌实验为例，形象地展示了人们对于反常现象的接收和反映过程。实验表明，受试者对于正常扑克牌的辨认是没有难度的，当反常扑克牌出现时，受试者也会误以为是正常的牌，只有将反常扑克牌出现的时间延长，受试者才会有所犹豫，继续延长这个时间，受试者会更加犹豫，直到某一刻，一些受试者突然做出正确的辨认。这个心理学实验为“科学发现过程提供了一个极其简单又极富有说服力的图式。在科学中，也像玩扑克牌一样，新事物总是随着困难一起突现出来，它违反期望所提供的背景，并以抗拒来表现自己。”[3]59

当反常现象累积起来，就会形成一种危机。在哥白尼的日心说提出之前，托勒密的天文学早已不能解释现有一些现象；热力学和量子力学的诞生也是在重重物理学危机中出现的。“科学家们所意识到的反常是如此长久和深刻，以致人们可以把它影响所及的领域恰如其分地说成是处于日益增长的危机状态中，”[3]62反常累积到一定程度，众多反常无法用旧有的理论去解决，那反常现象所在领域的危机便来临了，而“危机的意义在于：它指出更换工具的时机已经到来了。”[3]70反常和危机有着这样的关系，“在常规研究中，不断出现新现象，即反常，反常虽然不一定出现危机，但危机一定是由反常引起的”，“继危机之后，發生科学革命，新范式代替旧范式结束危机”，“常规研究中的反常、危机，是通向科学革命的路标。”[1]接下来便是为了迎接科学革命完成范式转换而进行的一系列努力。

库恩在书中这样认识反常，“这种对反常的意识开辟了一个新时期，在此时期内概念范畴被调整，直到使得最初的反常现象变为预期现象时为止。至此，科学发现就完成了。我已强调过，所有重要的科学新事物的突现都包含这一过程或与此极类似的过程。”[3]59可见，反常在库恩的科学理论中有重要的作用。纵观科学发展史，科学上新旧范式更迭的起点始于对反常现象的关注，只有发现反常并对这一现象做出合理预判，然后经过坚持不懈的探索，才能对随后出现的科学危机做出合理应对，也即最终完成科学革命实现范式转换。毫不夸张的说，库恩的整本书如果失去对反常的关注，他的范式理论将是缺失的，这种缺失将直接导致科学进程的延缓乃至停滞。因此，强调反常在库恩这本书中的作用是很有必要的。