2019年11月9日 星期六

〈《科學革命的結構》之後〉-陳瑞麟

《孔恩:評論集》,朱元鴻、傅大為編,臺北市 : 巨流,2001

  1. 1983 年孔恩發表了《可共量性、可比較性、可溝通性》(Commensurability, Comparability, Communicability)(以下簡稱 CCC)一文
    呈獻了「局部的不可共 量性」(local incommensurability)和「詞彙結構」(lexical structure)或「分類結構」 (taxonomic structure)的新提法
    正式地標誌了他開始走上《科學革命的結構》之後的道路。

    本文的主線將循著孔恩 後期思想的路線,而環繞在「分類結構」與「不可共量性」這兩
    個核心觀念上─ ─這也是「《結構》之後」的另一層涵意。
  2. 不可共量性與不可翻譯性
    1.  孔恩堅持「不可共量性是任何科學知識的歷史、發展與演化觀點之基本必要的成分(essential component)。」(Kuhn 1991: 3)
      甚至更明確地主張"不可共量"就是"不可翻譯",其意味著"無法將 自己理論中的核心詞項(kernel terms),在完全不損失其原來的意義之下,一一對 應地「翻譯」為敵對理論的科學詞項。翻譯不可能只依賴指稱或外延,而必定涉及意義和內涵(Kuhn 1983)"

      換言之,就算兩個在不同理論間的科學詞項是擁有相同的指稱物,也不表示它們就可以互譯,還要考慮其理論背景──不同的理論 擁 有 自 己 一 套 獨 特 的 詞 彙 結 構 (lexical structure) 或 分 類 結 構 (taxonomic structure)。
      該結構讓同一個科學詞項的意義和內涵不同,因而無法一一對應地互 譯。 
    2. 問題意識:
      如何展示理論的詞彙結構?
      不同理論的詞彙結構又是如何地不可互譯?
      有科學史的實例來支持嗎?
  3. 科學理論的詞彙結構之轉變
    1. 作者選擇黑體問 題的例子,來介紹了孔恩的論証:單一詞彙的意義之隱然變化,如何相關了整體詞彙結構之轉變,又如何進一步導致科學理論的革命
    2. 黑體問題
      所謂黑體問題是研究種種不反光的物體(因而通常呈現黑色或深褐色)在受 熱過程中輻射出不同色彩的現象,亦即受熱物體的色彩會隨著溫度的改變而改 變
      譬如一根鐵棒在受熱到一定程度時是紅色的(即發出紅色光),隨著溫度增 加,將會發出白熾的亮光。
      1. 普朗克(Max Plank)在二十世紀初首先應用波茲曼(Ludwig Boltzmann)的古典統計方法
        1. 波茲曼
          波茲曼的方法是在考察氣體行為時發展出來的。他把氣體認知為很多細微分 子的聚集,在一個密閉容器內快速碰撞。如何從這樣的碰撞模型中來計算分子的 總動能?

          首先,波茲曼在心上把總能量 E 劃分 為許多小尺度的微室(cells)或元素(elements),每個微室的能量以 e 來表示,e 的 數值可以有許多種;接著他想像分子散漫地分佈在這些微室之間,不同微室中的 分子速度不同,不同微室的分子數目也不相同。如此可能得出許多不同的分佈, 再把總能量不等於 E 的分佈排除掉。藉著機率理論,就可以得到最可能產生的 分佈。
        2. 普朗克
          普朗克同樣想像一種充滿了輻射(光、熱、輻射波)的容器 (container)或洞穴(cavity),進一步他想像洞穴擁有很多他稱作「共鳴器」(resonators) 的東西(就像細小的電音叉,只對某種頻率的輻射有所感應)。這些共鳴器吸收 輻射中的能量
          普朗克的問題是:由每個共鳴器所選出的能量如何依賴於它的頻 率?又能量在這些共鳴器上的頻率分佈是什麼?

          普朗克就應用了波茲曼的機 率技術,得到的答案是當時最好的答案。問題是波茲曼的微室能量可以有很多不 同的數值而不會改變總結果,普朗克的共鳴器所能吸收的能量卻不是任意指派 的,而必須由一個公式 e=ħν 算出
          換言之,共鳴器的能量改變不是連續的,而是以 e 或 e 的整數倍作不連續的跳躍。 
        3. 普朗克與波茲曼
          在波茲曼的問題上,微室與其能量 e 只 是心靈的虛擬;在普朗克的理論裏,共鳴器與其能量 e 卻成為一個獨立分離存在 (不再是心靈虛擬的)的能量原子(energy atom)──即「量子」(quantum)──這 個概念對古典物理學來說十分陌生,也不相容於古典物理的傳統方法。普朗克本 人對這個物理結果感到害怕也不能接受,寧願只把它當成計算上的假設或設計

          換言之,相同數學方法中的相同參數 e 在兩種問 題情境中代表的並不是相同的物理存在!兩個 e 的意義並不相同,也不可互譯。 e 的意義之改變,也就更動了整個數學架構的意義。科學革命就在這種詞彙意義 的變動中發生了,這種變動也絕不是單一詞彙的改變而已,必然將牽動整體詞彙 結構的改變。
  4. 局部的不可共量性
    1. CCC 之後的孔恩理論,可以詮釋如下:科學革命發生於詞彙結構的轉變之 際,革命前後的兩個理論之詞彙結構是不可互譯的,也就是不可共量的。但不可 共量只是局部性的,亦即只發生在詞彙結構的部分詞彙之間
      然而這種局部詞彙的意義轉變,所帶來的效果卻是"整體性"的意義革命。
      1. 如果局部的詞彙意義變化總是造成 「整體性」的意義轉變,那麼我們如何能說理論間的不可共量性是局部的?
      2. 所謂「整體性」乃是指單一語言社群所使用的詞彙結構形成一個環環相扣的整體, 每個詞項的意義必定相關其它詞項、或者各詞項間是互相定義的。
      3. 兩個不同的理論各自擁有自己的整體詞彙結構,但這並不意味這兩個詞彙結構的每一部 分之意義都完全不相容。兩個不同的、各自具有整體性的詞彙結構,其局部意義 還是有可能相容甚至相同。
        正如水星、金星、火星等在托勒密和哥白尼的系統中 同樣都是行星,但這種相容也不妨礙托勒密系統和哥白尼系統各自擁有自己的整 體詞彙結構。
    2. 理論革命不僅是該詞項的指稱物之 描述方式的改變而已,還包含了挑選所有範疇(整個詞彙結構)的指稱物之所有 判準的調整或改變。
  5. 科學的「演化」
    在〈結構以來的路向〉(“The Road Since Structure”, 1991)一文中,孔恩援引達爾文的「演化論」,嘗試草繪一個科學發展與生物演化 的類比。
    1. 孔恩在《結構》一書的最後一章,指出了科學的發展並不是朝向某個目標
      其洞見上看到了科學發展與生物演化的類比性:生物演化的重點在於考察「生物物種如何從其它物種演化而來,而不是它將 會朝向什麼目標而演化」

      另一個洞見是科學的發展乃是許多專業領域(specialties)的演化,而不是單一 專業領域的長期演變。因為在科學革命之後,通常有比以前更多的專業領域出現
    2. 孔恩指出科學發展和生物演化有兩點類比:
      首先,專業領域的出現並不是 類比於突變,而應該類比於「物種形成」(speciation)。在生物演化中,新物種的 形成很類似於科學專業領域的出現:除非出現很久之後,否則很難指認新物種、 也很難界定出現時間等等。
      第二個類比之處在於:生物物種的區分乃是生殖,不 同物種之間無法任意交配繁殖下一代;就科學而言,不同科學專業領域的成員擁 有不同的詞彙集(lexicon),往往會阻礙彼此間的溝通(但並非不可溝通)(1991: 8)。
      1. 問題
        新專業領域的產生就是科學革命嗎?
        它的詞彙結構 和演化出它的老專業領域之詞彙結構有局部不可共量的情形嗎?
        譬如,分子生物 學和分子化學可以標誌為「革命的」嗎?
  6. 孔恩之後的科學哲學概況
    1. 孔恩的最大貢獻 並不在這兒,而是他所開發的方法,鎔鑄科學史、語言哲學、社會學、(認知) 心理學於一爐,不僅打破了原有的學科籓籬,也在各學科自身內部發動了方法論 的變革
          社會學領域也產生了緊密結合科學史的 科學社會學、甚至進行「田野調查」的科學人類學之新專業領域。
          在科學哲學 方面,除了肇始科學哲學的歷史學派之外13,還使得科學史分析成為科學哲學的 必要工具。
           《結構》之前的科學哲學家,以邏輯分析為工具;《結構》之後的科學 哲學家,則不能避開科學史。科學史被視做為研究材料、或做為印証理論的經驗 証據。
      在這種新趨向下,出現了結合認知心理學並從歷程的角度來考察科學本質 的進路,也出現了結合傳統邏輯分析的進路,兩者均大幅地開拓了科學哲學 的研究空間。
    2. 《科學革命的結構》之後,英美科學哲學的發展,大致上可以分成兩個階段。
      1. 第一個階段是 1970 年到 1980 年代中之間,歷史進路的科學哲學家如拉卡托斯、 勞丹、圖爾敏(Toulmin)、夏佩爾(Shapere)等人,均面對《結構》的挑戰,試圖批 判《結構》中的觀念和理論,並從科學史中重建科學發展的合理性
      2. 第二 個階段則從 1980 年代中起迄今,呼應了自然化進路的興起,而應用認知科學或 演化論的模型,來說明科學的理論結構和科學發展,這是本文的焦點。
    3. 環繞著孔恩後期的兩大概念「分類結構」與「不可共量性」,科學哲學產生 了三種不同的立場、觀點與進路。
      1. 一是堅持與擴張典範之不可共量性的結果而形 成的「強社會建構論」(strong form of social constructivism)
        主張不僅科學活動 和社會文化密切相關,科學定律和理論本身也非反映實在(reality)的真理,只是 一種「約定俗成」(convention)──由科學家所置身的社會與文化中瀰漫的權力、 利益、意識型態、信仰偏愛等等因素所共同建構而來的
      2. 第二種主要立場與進路可以很恰當地稱為「孔恩主義」(Kuhnism)。
        孔恩主義者直接繼承與延續孔恩的後期思想、觀點與術語,為「分類結構」與「不 可共量性」的概念精煉出更形式化與更明確的版本,而且應用在各種科學歷史的 案例分析上
      3. 第三種進路我們或可稱之為「認知學派」(cognitive school)。
        此派的科哲家 們一方面延續了孔恩的方法論精神,但並沒有繼承孔恩的思想與術語;一方面則 回應著分析哲學傳統的認知轉向。他們在方法上應用六十年代後興盛的認知科學 成果,結合歷史案例的分析,試圖探討科學理論的概念結構與概念轉變 (conceptual change),並想藉助這個新取向來重建科學發展的模式。
      4. 以下將 著重在第三種進路的呈現──這也是在英美科哲傳統中誕生的進路。
  7. 概念的連結與結構
    孔恩與孔恩主義者在論及詞彙結構時,似乎只強調唯一的一種「分類」樣 型。
    亦即在一科學種類與另一種類之間,要不是不相隸屬;就是一種隸屬於另一 種,也就是「種-類」(specie-genre)連結或「種」(kind of)連結。
    娜西姍與塔加 德則辨認出理論的概念與概念之間,總共有五種連結方式:「種連結」(kind links)、「局部-整體連結」(part-whole links)、「性質連結」(property links)、「規 則連結」(rule links)、「個例連結」(instance links)。

    細看圖表,能發現"物體"、"歷程"、"狀態"之間沒有連接,因為這三個概念是整個概念系統的基本範疇,是基本分 疇的產物,標誌著科學理論在處理對象時,必對它的論域有一個最基本的區分
  8. 概念轉變與概念革命
    塔加德的理論中,概念變遷就是 概念系統中的節點或連結產生改變,通常包含下列三種:產生新的節點或連結、原有節點的連結樣型改變了、舊的節點或連結消失了。

    就整個概念系統來看,概 念變遷則可以分成二種:
    (1) 概念系統的發展:增加了一些節點與連結,但並未 改變整個基本結構
    (2) 概念系統的取代:一個新的概念系統,其基本結構整個 地不同於舊的概念系統,因而讓科學家放棄舊的而選擇新的。
    換言之,新的概念 系統取代了舊的概念系統。這種取代性的概念變遷,即是「概念革命」(conceptual revolution)。

    牛頓的概念系統:

    在牛頓的概念系統中,不僅有新的概念出現,而且諸概念的各類型連結之間,都 和亞里斯多德的原概念系統截然不同。因此它當然是亞氏系統的概念革命。
    1. 塔加德面臨的問題
      為什麼一個科學理論的概念系統會取代另一個概 念系統?
      他主張「說明的融貫性」(explanatory coherence)是最關鍵性的因素,也 就是:當 A 概念系統比 B 概念系統擁有更大的說明融貫性時,科學家會接受 A 概念系統
      1. 「融貫性」是傳統知識論的重 要概念,它是一組命題的性質,可以化約到兩個命題之間的一致關係

        若 P 和 Q 是說明融貫的,則有下列 四種可能性:
        1. P 是 Q 的說明之一部分。
        2. Q 是 P 的說明之一部分。
        3. P 和 Q 一起做為某個 R 的說明之一部分。
        4. 若 P 是 R 的說明(之一部分);Q 是 S 的說明(之一部分),且 P 和 Q 是類比的(analogous)。

        相反地,如果兩個命題彼此矛盾或對同一組現象提供了競爭性的說明(competing explanation),則此兩命題是「說明不融貫」。
      2. 以牛頓力學和笛卡兒渦漩理論(vortex theory)為例,塔加德指出,這兩個系統彼此不融貫。但牛頓系統的確擁有更大的說明融貫性,因為:
         (1) 牛頓系統能說明很多笛卡兒不能說明的事實
        (2) 牛頓演示了在笛卡兒的系 統中存在著負面證據
        (3) 牛頓系統比笛卡兒系統更簡潔,也擁有更大的內部融 貫性

         因此,牛頓的系統儘管受到笛卡兒派的強力挑 戰,仍然贏得主導權,而支配了十八九世紀的科學。
        「說明融貫性」是一個「合 理的判準」,可以說是拉卡托斯(Lakatos)立場更精緻的發展。總之,在塔加德看 來,概念革命仍是在合理性的規範下進行。

        (渦漩理論只能對行星運動和自由落體提供質性的(qualitative)說明,但牛頓力學 則能說明像伽利略自由落體定律和克卜勒第三行星定律之類的數值律(numerical laws)。
        此外,牛 頓批判笛卡兒,證明他的渦漩理論不能說明克卜勒第三定律;而且,笛卡兒使用大約 70 條原則 來說明 20 個證據;牛頓則使用 50 條原則來說明超過 30 個證據,因而牛頓系統比笛卡兒系統更 簡潔)
    2. 我們必須注意的是:塔加德似乎把概念系統等同於科學理論,因而概念革命 就是科學革命。然而,概念革命並不完全等於科學革命。僅就理論來看,科學 理論就不只是概念系統,還包括原理、定律、模型等等,更遑論科學革命尚必需 考慮實驗與工具。
  9. 吉爾的科學之演化模型
    吉爾提倡「自然化」(naturalized)的科學哲學研究,亦即以「自然化或科學 化」的方法來研究「科學的本質」一類的傳統哲學課題。
    在「理論結構」的議題上,吉爾應用「模型分類」來發展了一個科學理論的認知結構。 在「科學發展」的議題上,吉爾則以為:「一個科學的理論,就像現代演化論一 般,必須建立在能掌握科學發展的『深層結構』之模型上。」(Giere 1988: 17)
    所 以他提議了科學發展與生物演化的類比,並進一步勾勒一個科學的「演化模型」
    1. 吉爾指出,標準的演化模型有三項成分:
      (1)「變異」(variations):群體成員 特徵的隨機變異(random variations)
      (2) 「選擇」(selection):不同特徵的有機體 相對於環境則有不同的適應度
      (3) 「傳遞」(transmission):特徵的遺傳(Giere 1988: 17-18; 1999: 48-49)。
      那麼,這個演化模型如何模釋科學的發展呢? 
    2. 首先,演化理論是「理論和概念的演化」或者「科學家和科學社群的演化」?
        吉爾主張後者,因為一個「自然化的關於科學的理論」應該也是個「因果理論」, 只有科學家才有因果力量
       換言之,透過科學家的發展和選擇,理論和概念才 得以生成、留存或改變。
       更精確地說是,抱持種種理論和概念的種種科學社群之 演化:支持不同理論和概念的科學社群,在科學活動的環境中彼此競爭,設法擴 大自己對環境的適應度,以便能在環境變動中生存下來

       對吉爾來說,科學演化存在兩種機 制。
       一種是支持個別科學家的認知能力之生物和心理機制
       另一種是運作在社會 和制度環境上的社會機制。但後者比前者要複雜許多,所以他先處理前者
    3. 科學的基本認知機制是建立在「表徵」(representation)和「判斷」(judgement) 這一組架構上。
      所謂「表徵」即用來說明實在的科學理論或模型
      所謂「判斷」 則是選擇或接受一模型的判定(decision)或追求某一類型的模型之判定(Giere 1988, ch3, 4, 6)。
      因此,科學的演化就是在這一組認知機制上進行

      科學家的判斷,決定 他們對環境的適應度──他們所主張的理論,能不能繼續傳遞給新生代的科學 家?他們形成的科學社群,能不能繼續延續下去?在競爭後活存的表徵,將會透 過教學或學徒制而傳遞給下一世代;或者說,吸引下一世代的科學家投入這個科 學社群之中
    4. 吉爾有意將「演化」與「革命」對舉,也有意利用「演化」的生物隱喻來代 替政治隱喻的「革命」
      科學的成長是演化性的,個別的科學家與他 們的觀念,從一個顯出相當變異的群體中被選擇而留存下來。」(Giere 1999: 54) 
    5. 以生物演化來類比科學發展可能遇到的問題:
      當訴諸於演化模型時,生物演化的所有面向都能一一類比 地對應到「科學演化」上嗎?
      生物演化的「天擇」(natural selection)機制,在「科 學演化」中該如何詮釋呢?同樣也是純粹自然的「天擇」嗎?
      科學家對理論的判 斷可能是有意識的有目的,天擇卻是無意識的;那麼,抱持某一科學理論的科學 社群在競爭中留存下來,真的可以類比於毫無意識的「天擇」或純粹偶然的「突 變」後之結果嗎?
      科學理論或科學社群生存競爭的社會環境,可以類比於生物生 存競爭的大自然嗎?
      科學理論或科學社群的傳承,又能完全恰當地類比於透過基 因的生物遺傳嗎?
  10. 結論
    從本文的討論中,我們可以看到後期孔恩的兩個核心論題「分類結構」和「不可共量性」似乎有不同的命運。對孔恩來說,這兩個論題是相關共存的,但對認 知學派的科學哲學家來說,「分類結構」可以接受並值得發展;「不可共量性」則 有所保留──這顯然是英美科哲的理性傳統之影響 

覺得這篇文章想要討論什麼?
這篇文章試著討論孔恩在CCC論文發表之後,其"不可共量"與"分類結構"的意涵,以及其衍生的影響。
在這兩個概念之下,探討了"詞彙結構的轉變"、"局部的不可共量"、"演化的類比"三種概念,以及衍生的三個不同的學派,並以認知學派為主進行闡述。

我覺得這篇文章有哪些重點?或是我的心得?
我覺得後期的研究就像是孔恩典範的常態階段(如文中所說),但伴隨理論的精細化,理論化,離清楚描繪一個科學發展的圖像,似乎也越遙遠,大家只是在各自建構的理論上打空戰,對於可信的證據、史料、實驗,好像不怎麼在意了?

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