T.S. Kuhn

1. T.S. Kuhn 2010春台大哲學系科學哲學第五講

2. Kuhn與科學革命 • Kuhn的名著The Structure of Scientific Revolutions（first published in 1962）引發了重大迴響。 • Glymour has described Kuhn’s The Structure of Scientific Revolutions as “very likely the single most influential work on the philosophy of science that has been or will be written in the 20th century” • It is currently the most widely read. Since its publication in 1962, the University of Chicago Press has sold over one-and-a-half million copies of the English-language edition, and the book had been translated into at least nineteen languages.

3. Kuhn與科學革命 • What made Kuhn’s book so controversial was its rejection of many of the ways of thinking about science that had become standard during the first half of the twentieth century. Instead of giving logical analyses of individual scientific theories or constructing formal models of concepts such as explanation and confirmation, Kuhn turned to psychology, sociology, and history in order to draw a picture of science that, he claimed, was far more faithful to the original than anything that philosophers of science had yet proposed. • 傳統以來對於科學的看法，不管是歸納論者還是否證論者，不但都無法與科學史的研究相互印證，反而有所牴觸：科學運作的方式，科學理論在歷史中的演變模式都不是傳統哲學所認為的那個樣子。

4. Kuhn與科學革命 • Kuhn嘗試提出一套與科學史的研究更貼近的看法。 • Kuhn挑戰邏輯經驗論者所區分開的「發現的脈絡」和「證成的脈絡」。透過檢驗歷史來提問哲學問題，來回答哲學中所謂證成、合理性、進步的問題，更能掌握科學的本質。 • 原本邏輯經驗論者有關科學本性為何的抽象進路，在Kuhn那裡，代之以歷史研究的具體進路。

5. 科學的演變模式 • 前科學（pre-science）＝＞ • 常態科學（normal science）＝＞ • 危機（crisis）＝＞ • 科學革命（scientific revolution）＝＞ • 新的常態科學（new normal science）＝＞ • 新的危機（new crisis）…

6. 前科學時期 • 一門學科在尚未成形之前，往往學派林立，眾說紛紜，沒有大家共同接受的基本看法。這是前科學期的現象。一門學科若永遠停留在這個階段，則沒有成有成熟科學的機會。 • 有些學科會逐漸脫離這個階段，研究者會形成一些共識。他們會發展出一套大家共同接受的基本觀點與研究方法。

7. 常態科學時期 • 所謂的常態科學，指的便是在典範(paradigm )所提供之架構下所進行的科學研究活動。 • 典範指的是如何從事科學研究的一整套方法、規範：包括了對於世界的看法、蒐集與分析資料的方法、以及進行科學思惟和活動的習俗或常規。 • 在《結構》一書中，Kuhn對於典範之意義的界定並不是很明確，Masterman甚至分出了21種不同的意思。 • 但大致說來，有兩種主要的意思：一種即如上述，另一種比較狹隘的典範意思則指的是極為成功的範例（exemplar）。例如，Mendel對於豌豆的成功實驗範例；或是Newton之相當成功的力學範例；Maxwell之相當成功的電學範例。這些成功的範例作為他人之啟發，指出一條如何進行研究的道路，是指引其他科學家從事科學研究的模範。

8. 常態科學時期 • 常態科學的特徵：well organized。 • 在常態科學時期，科學家通常同意哪些問題算是重要的，並且對於這些問題應該如何處理的方式有共識，加上對於怎樣才算是解決這些問題有共識。 • 此外，對於世界大致上是什麼樣子也有一致的看法。

9. 常態科學時期 • 有了典範的指導，常態科學時期的科學家們不會浪費時間精力去爭辯基本原理是否成立。 • 典範扮演凝聚共識的角色。沒有典範的指導，便沒有辦法凝聚共識針對重要的問題努力尋求解答。莫衷一是、無所適從的結果便是各行所是，不會在成果上有持續的累積與進展。 • 科學研究工作需要通力合作與共識，所以不能老是把時間花在質疑基本原理究竟是否成立。典範扮演的正是凝聚共識的角色。

10. 常態科學時期 • 在常態科學期間，科學家從事puzzle-solving的工作。此時的科學家試著使用典範所提供的工具與概念來描述現象、建造模型、創造新現象。換言之，即嘗試把現象裝進典範的架構之下，從而精煉典範。 • Kuhn之所以使用puzzle而非problem，乃是由於所謂的puzzle指的是我們雖然尚未解決，但卻是的確有解的。然而所謂的problem卻有可能是無解的。 • 常態時期的科學家們所做的是典範指出有解，但尚未被解決，因而有待被解決的puzzle。

11. 常態科學時期 • 典範的作用也在於指出哪些是有待解決的good puzzles，讓科學家有所適從。 • 科學家們儘可能在理論上以及在實驗上去擴展典範的勢力範圍，但卻對於與典範相關的其本原理不採取批判的態度。 • 在常態科學時期內的科學家們對於以典範來解決puzzles是深具信心的。 • 當他們無法獲得預期的結果時，他們不會指責典範出了問題，而是認為自己哪裡出錯了，並且嘗試修改自己可能犯下的錯誤。Only a poor workman blames his tool.

12. 常態科學時期 • 所有典範在任何特定的時間都有若干有待解決、但卻無法解決的異例（anomaly, a puzzle which resists solution is an anomaly）。一個典範不會因為有異例無法被解決便被否決。如果一個典範因為有異例便不足取，那麼科學事業便會由於動盪不定而根本建立不起來，也根本不會有什麼樣的科學成就。 • 例子：Newton對於月球軌道的計算；Uranus之軌道的偏離與Neptune的發現；Mercury之軌道的偏離。

13. 危機與革命 • Kuhn認為，在常態科學時期內，某些不具有典範地位的科學理論的確時而被經驗給否決，時而被經驗給驗證。事實上，典範也能提供這些選取理論的原則。 • 然而，要放棄整個典範是十分困難的。典範的放棄只有在下述兩個條件成立時才可能： • （1）累積到一定數量的異例始終無法被解決。 • （2）一個敵對的典範出現以後。

14. 危機與革命 • 當科學家們因為始終無法被解決的異例數量的累積增加而失去對典範的信心時，常態科學便遇上了危機。 • 危機出現於既有的典範不再能夠啟發、引導科學家從事研究活動，而又沒有新的典範來重建科學研究的秩序時。此時，原本與典範相關但不被質疑的基本原理成為論辯的議題。科學家再次爭論一些非常基本的哲學議題。 • 沒有危機，科學家就不會嘗試新的典範的可能。但沒有新典範的出現，科學家也不會放棄舊典範。

15. 危機與革命 • Kuhn的說法使得科學不會對於異例完全沒有反應，但也不會過度反應。亦即對於異例有足夠的抗拒力，但並非完全可以抗拒異例。 • 當科學對於異例有足夠的抗拒力時，它才能有成長的空間，不至於夭折。 • 當科學不是完全可以抗拒異例時，它才能因應經驗事實而修改調整並更正。 • Kuhn也認為何時該聽從異例的指示而放棄典範，而何時該抗拒異例而保護典範，並無法經由一定的方法論規則而完全決定。

16. 危機與革命 • 所謂的科學革命，指的便是舊典範被新典範給取代。這樣的取代無法完全訴諸理論的測試以及被經驗證據給支持的方法論規則便能獲得說明。 • 典範的轉換有如宗教信仰的「皈依」（conversion）或是gestalt switch。其中科學家個人的特質和社會脈絡等等歷史的偶然條件都有影響。 • 例如：當年反對Copernicus天文學說的人，大多由於宗教的理由，不願意放棄地球為宇宙中心的觀點。 而Copernicus天文學說終於取代了Ptolemaic system，也不完全由於前者較後者簡單，或得到較多觀察資料的支持，社會的需求也是重要的因素。原來Ptolemaic system對歲差（precession of the equinoxes）的預測一向不太準確，而且越來越不準確。當時社會上對曆法改革的迫切要求，使得Ptolemaic system的這個缺陷顯得極為嚴重，而構成典範的危機。

17. 危機與革命 • 新舊典範的取代之所以無法完全訴諸理論的測試以及被經驗證據給支持的方法論規則便能獲得說明，乃是由於這些評判證據的規則本身也是隨著典範變遷而改變的。 • 換言之，新舊的典範各有一套評判證據的規則。而即使新舊典範在評判理論優劣上的規則有所共通，這些共通的規則或是由於有歧義而無法取得一致的認定；或是由於彼此之間有所拉鋸而發揮不了作用。

18. Kuhn與Popper的對照 • （1）對Popper而言，科學的特徵在於永遠保持開放的態度、批判的立場，即使對於基本原理也不例外。但Kuhn則認為對於基本原理採取這樣的批判立場不但無助於科學的成長，反而會妨礙科學的進行。 • （2）為Popper而言，科學進行的方式，不管是在革命期間或是非革命期間基本上都是一樣的，始終都是大膽臆測與力求否決的過程。但為Kuhn而言，在常態科學與科學革命期間，科學進行的方式是不同的。在常態科學期間，有清楚的、能達成共識的論證評判標準；但在革命期間則沒有這種共同接受的評判標準。所謂的進步，也只在常態科學期間內才有。

19. 問題討論 • 常態科學期間，在特定的領域內，只能有一個典範在指導嗎？不能同時有兩個以上的典範在競爭下共存嗎？ • Kuhn是否誇大了常態科學時期科學家對於典範的信奉程度？ • 科學家在常態科學時期內對於典範的完全信奉果真有助於科學的發展嗎？ • 在科學革命發生的前夕，必然有危機的出現嗎？

20. 典範的不可共量 • Kuhn否認科學革命前後，典範的變遷過程可以完全依據證據、理由、論證而獲得說明。Kuhn認為沒有一套方法論規則可用以評判理論的優劣，可作為指導典範取捨的完全依據。在典範的取捨上，證據、理由、論辯所扮演的角色是有限的。 • 事實上，Kuhn認為典範彼此之間是不可共量的（incommensurable）。

21. 典範之間不可共量的理由一 • 典範的取捨，無法訴諸經驗觀察予以分判，因為觀察並非中立客觀的，而是在理論的指導下、帶有理論的觀察（theory-ladenness of observation）。 • 科學家所觀察到的，取決於他所接受的理論。例如，Kepler所觀察到的太陽不同於Ptolemy所觀察到的太陽。而Aristotle所觀察到的落體運動，也不同於Newton所觀察到的落體運動。

22. 典範之間不可共量的理由一 • 1）Kepler’s sun (i.e. the object that Kepler observes) is at rest and Ptolemy’s sun is moving. • 2）It is logically impossible for the same object to be both at rest and in motion. • Therefore, Kepler’s sun cannot be the same as Ptolemy’s sun. • Therefore, the object that Kepler observes（Kepler’s sun）cannot be the same as the object that Ptolemy observes（Ptolemy’s sun）.

23. 典範之間不可共量的理由一 • Kuhn’s argument regarding the theory-ladenness of observation denies that observation can serve as a rational basis, however partial, for accepting or rejecting individual theories or for deciding between rival theories.

24. 典範之間不可共量的理由二 • 沒有中立於理論的觀察語言。 • Kepler用以描述其觀察的語詞「太陽」雖然與Ptolemy用以描述其觀察的語詞「太陽」是一樣的，但是這同樣的語詞在兩個理論—日心說vs.地心說—中卻具有不同的意義。 • 兩個理論中共有的語詞，只是乍看之下在談同樣的東西，其實它們所論及的根本就不是同一回事。既然它們不是在談同樣的東西，如何去說其中一個談得比另一個來得好、來得對呢？例如：Newton理論中的「質量」與 Einstein理論中的「質量」。

25. 典範之間不可共量的理由二 • Thus, Tycho Brahe could understand (and reject) the Copernican claim that the Earth is a planet moving around the sun. But, according to Kuhn, when Brahe uses the term planet in his rejection of Copernican theory, the word planet means something different for Brahe than it does for Copernicans such as Kepler. So, Kuhn concludes, there is no theory-neutral, paradigm-independent way of comparing the two theories.

26. 典範之間不可共量的理由三 • 不同的典範對於什麼是重要的問題，甚至什麼是問題的認定不同。先前典範所認為是問題的，後繼典範未必認為是問題。先前典範所能解決的問題，後繼典範不見得能解決。 • 例一：在Aristotle物理學中的等速直線運動與在Newton物理學中的等速直線運動。 • 例二：Newton的光學典範主張光是粒子，當時的物理學家就想要測定光粒子打在固體上所產生的壓力，即所謂「光壓」；但主張光波動說的人就沒有光壓的問題。

27. 典範之間不可共量的理由三 • A characteristic feature of many scientific revolutions is that the new paradigm cannot solve all the problems of its predecessor. Some problems that were solved by the old paradigm are left unsolved or simply ignored by its successor. So, Kuhn argues, no algorithm or calculation can determine a rational choice between paradigms. The scientist’s choice depends on the relative weight assigned to particular problems, and this weighting will vary from one paradigm to another.

28. 典範之間不可共量的理由四 • 不同的典範對於理論之優劣的評估標準是不同的。當評估標準不同時，沒有更高的標準可仲裁這種標準認定的歧異。 • 例如，原來的典範強調理論必須能預測新現象才算可接受的理論，而後繼的典範則強調理論必須能進行統合的說明才算可接受的理論。

29. 典範之間不可共量的理由五 • 即使有一些價值（value）或說是理論的優點（theoretical virtue）是共通於典範之間的—亦即具有這些特性的理論，不管在什麼典範之下，都會被認為是好的理論—，這些價值或標準卻往往過於瞹昧而使得信奉不同典範的科學家對它們的界定也有所不同。 • 例如，具有說明力可說是理論的優點，然而信奉不同典範的科學家卻對什麼樣的理論才算具有說明力有不同的看法。 • 又例如，簡單是理論的優點，但不同典範下的科學家對於何謂簡單的認定卻不一致。

30. 典範之間不可共量的理由五 • Newton’s theory gave a unified lawlike treatment of the phenomena with plenty of predictive power. But Newton’s European critics (especially Leibniz and the followers of Descartes) did not regard Newton’s theory as having explained anything. In their view, explanation required the provision of a plausible (or at least possible) mechanism or process, that obeyed the laws of mechanics and could causally bring about the phenomena to be explained. Newton and his followers agreed that, by relying on instantaneous action at a distance, Newton’s theory probably could not be reconciled with any such mechanism. So the parties agreed that good theories should explain, but they differed markedly in their understanding of what explanations are.

31. 典範之間不可共量的理由六 • 即使承認有一些價值（value）或說是理論的優點（theoretical virtue）是共通於典範之間，這些價值彼此之間也會有拉扯、衝突。有些理論具有優點1和2，卻不具有優點3和4和5。有些理論則具有優點3和4，卻不具有優點1、2和5。在這種情形下，很難評比這兩個理論之間的優劣。

32. 問題討論 • 關於典範之間的不可共量，你認為Kuhn的說法成立嗎？