成功科学家的性格

邱仁宗

库恩《必要的张力》读后

一个科学工作者如何才能获得成功？并没有什么屡试不爽的秘诀。但是在总结科学发展的历史的基础上，可以提出一些启发性的建议来。美国科学史和科学哲学家托马斯·库恩认为，成功科学家的性格在于在发散式思维和收敛式思维之间保持必要的张力。我认为这个思想十分深刻。库恩以《必要的张力》作为他最新出版的一本论文集的书名，这本书的中译本已由福建人民出版社于一九八一年十一月出版。

发散式思维就是指思想活跃、思想解放，反对教条、勇于革新。这种发散式思维，是科学进步所不可缺少的。没有这种发散式思维，就不能打破束缚科学的旧框框。在哥白尼、拉瓦锡、达尔文、爱因斯坦的身上，我们可以看到鲜明的发散式思维的性格。没有这种性格，就不能打破托勒密学说、燃素说、物种不变说和牛顿力学的旧传统，就没有科学革命的发生(或推迟科学革命的到来)。

发散式思维之所以不可缺少，是因为科学通过革命而进步。从培根以来，人们一直认为科学是通过一点一滴地积累而进步的。惠威尔作过一个比喻，把科学的发展比作河水从支流汇集到江河，逐渐发展壮大。现代许多科学教科书的导言中在谈到本门学科的发展时也是用这种方式描述的。如果科学真是直线的、通过一点一滴累积而发展的，那末发散式思维也就似乎不怎么必要了。事实上，科学发展到一定阶段，不从另一角度、另一方向来思维，仍然沿用原来的思维方式，就不能进一步作出科学的发现和发明。

科学的发现和发明是一个有结构的过程。重大的发现和发明开始于反常，即理论(库恩用的是范型Paradigm一词或译范式、规范)与观察的不一致。一个科学工作者具有发散式思维的性格，就容易发现这种反常。在伦琴发现X线以前，至少有两人已碰到过这种射线，但失之交臂。只具有收敛式思维而缺乏发散式思维的人总希望把反常硬纳入老框框中。英国化学家普里斯特利长于实验，轻视思维，把每次收集到的氧都用燃素说来解释，把氧叫做“脱燃素的空气”。当然，有些反常可以通过范型的内部的调整而被同化。例如天王星轨道的异常可以通过增加一些辅助假说(天王星外层有颗行星干扰了它的运动)来使之被牛顿力学同化。但是重大的反常是原来的范型同化不了的，必须建立新的范型才能同化它。如以太理论无论如何同化不了迈克尔逊、莫雷实验的结果(以太相对地球的运动速度各个方向都等于零)，只有爱因斯坦理论才能同化它。建立新范型是科学上的重大发现和发明，没有发散式思维，是根本不行的。

但是单单具有发散式思维的性格也是不行的。科学并不是都处于革命前夜的情况。当一个有前途的、生机勃勃的范型在前进时，尤其是在刚产生时，总会遇到不少反常，甚至可以说“淹没在反常的海洋之中”。如果一有反常就放弃范型，那也就没有科学的进步。那时就需要科学工作者按照已建立的范型百折不挠地用他们的聪明才智去解决范型提出的难题，从实验和理论两个方面去扩展、丰富、发展范型。这种维持传统、捍卫传统的思想型式就叫做收敛式思维。

在科学发展的一定阶段，必须坚持传统才能使科学取得进步。门捷列夫提出元素周期律后，化学家不断地按照这个定律在空格上发现新的元素，如果一遇到反常放弃这个定律，就不能作出这种性质的发现。这种科学发现可以说是“找到了正在找的东西”。象前面所说的反常的发现则是“找到了不在找的东西”。如果后一种发现更需要发散式思维，那末前一种发现更需要收敛式思维。

收敛式思维可以充分发挥一个范型或一个科学家所具有的潜在的科学能力。哥白尼学说刚提出时遇到的反常并不比托勒密学说少，地动说与高塔落石落在塔基旁的观察结果明显不一致，哥白尼预言金星、火星的大小和光度在一年之中从地球上看起来有变化，与肉眼观测结果也不一致。如果因为这些反常而放弃它，就会把一个具有灿烂前程的理论扼杀于襁褓之中。多亏了伽利略、开普勒、牛顿坚定地按照哥白尼开辟的方向进行工作，终于彻底打败了托勒密学说以及支持它的亚里士多德物理学。同样地，在整个十八世纪和十九世纪初叶，欧洲最优秀的数学家伯努里、欧拉、拉格朗日、拉普拉斯和高斯花费了毕生的精力和心血，坚持牛顿理论，使这个理论扩大应用于自然界广泛现象，各自作出了光辉的贡献。

既要发散式思维，又要收敛式思维，岂不矛盾吗？确实，这两种思想型式是矛盾的。但是这种矛盾是应该而且可以统一的。一个成功的科学家必须具有维持传统和思想解放这两方面的性格，因为科学是通过传统的维持和传统的变革而进步的。用库恩的话来说，成功的科学研究必须在这两种思想型式之间维持一种张力。

我认为，库恩这个思想不仅对于我们的科学工作，而且对于其它工作也是有意义的。推而广之，对于任何工作都需要这种“必要的张力”，都需要发散式思维和收敛式思维的结合。我们现在正处在新的历史时期，过去的好的东西，我们要保持。同时，我们的许多方面又是不完善的，有待于改革，这又要求我们必须保持思想活跃和思想解放，不要老想走旧路子来解决新问题。

(《必要的张力》，〔美〕托马斯·库恩著，纪树立、范岱年等译，福建人民出版社一九八一年十一月第一版，1.28元)