论范式与简单性原则之关系

崔东明

摘 要：范式对科学研究起着限定和简化的作用，规定着科学研究所遵循的基本简化原则，其本身就包含着简单性原则。简单性原则作为科学研究的基本工作原则贯通于所有范式之中，其具体内涵随着范式的更替而演化。

关键词：范式；简单性原则；简化

中图分类号：N031 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2013）20-0046-02

爱因斯坦曾总结说：“从古希腊哲学到现代物理学的整个科学史中，不断有人力图把表面极为复杂的自然现象归结为几个简单的基本观念和关系。这就是整个自然哲学的基本原理。”[1]39简单性原则作为科学研究的基本原则，贯穿于科学的整个发展历程。库恩在《科学革命的结构》一书中，指出科学团体总是在一定的范式下展开其工作。并依此给出了他的科学革命理论，认为科学革命就是抛弃旧范式、采纳新范式，就是新旧范式的不断更替。

既然科学的发展历程是范式不断更替的过程，那为何简单性原则却能够贯穿整个科学的发展历程呢？为了回答这个问题，本文以下先对范式一词的内涵展开讨论。

一、范式对科学研究的限定与简化

库恩指出：“按既定的用法，范式就是一种公认的模型或模式。”[2]21“采用这个术语是想说明，在科学实际活动中某些被公认的范例……为某种科学研究传统的出现提供了模型。”[2]9范式是一种对本体论、认识论和方法论的基本承诺，是科学家团体所共同接受的一组假说、理论、准则和方法的总和，以及这些东西在心理上形成的科学家的共同信念。简单而言，范式就是科学共同体的共同承诺集合，以及共有的范例。

范式是常规科学研究所赖以运作的理论基础和实践规范，是从事某一科学的研究者群体所共同遵从的世界观和行为方式。学术范式就是看待研究对象的方式和视角。范式决定了我们如何看待对象、看到什么、忽视什么；以及采用何种方法才是恰当的。科学共同体取得一个范式，也就取得了范式所暗含的看待世界的特有方式。范式为共同体提供了研究得以展开的预设和前提。在范式指导下工作的科学共同体，并不关心事物的所有的方面，思考的只是在范式特有的方式下所关注的事物的某个方面。

科学家一旦接受一个范式，其研究中所搜集到的事实就不再是“纯粹的事实”了。因为每个学派都强调作为范式观察结果的那些现象，而其他的观察则通过特设性的说明来对付，或者把它们作为突出的问题留待做进一步研究。在范式的指导下，事物多个方面的特点被简化为一个或较少的几个方面。科学共同体所观察到的是一个经过范式简化的世界，和范式设定无关的方面被过滤。科学“活动似乎是强把自然界塞进一个由范式提供的已经制成且相当坚实的盒子里……那些没有被装进盒子内的现象，常常是完全视而不见的” [2]22。

可见，范式对科学研究起着限定和简化的作用，规定着科学研究所遵循的基本简化原则，其本身就包含着简单性原则。

二、简单性原则的内涵随着范式的更替而演化

既然范式本身就包含着简单性原则，那范式的更替，对简单性原则又会带来何种影响？以下本文以复杂性科学的兴起为例，来分析其新旧范式更替对简单性原则产生的影响。

通过引入一个新的范畴——力，牛顿协调了机械论哲学和数学力学，实现了科学史上的第一次大综合。牛顿力学不仅将物质运动的基础简化为几条规律，还证明天上行星的运动和地上物体的运动一样具有相同的性质。这样牛顿力学就用基本层次的微粒和几条简洁的基本定律，为人们构造了一个简单的世界图景。在这个图景中，一切物体的运动，包括生物的生长，最终都被归结为基本微粒机械运动的结果。世界的复杂性可以还原为有限的若干简单的基本粒子及其相互作用，复杂是由简单构成的。

牛顿力学在描绘其世界图景的同时，也以自身作为范例规定了近代经典科学可行的研究方法，引领了近代科学近三百年的发展。牛顿之后，经典物理的各分支理论均在不同程度上被还原为机械力学。但是到20世纪，情况发生了根本的逆转。复杂性科学的兴起导致了科学研究方向的根本转变，不仅对牛顿力学甚至是整个机械论范式都做出了限定。

复杂性科学以复杂系统为研究对象，强调世界的复杂性，批判了经典科学简单机械论的世界观，对其还原论方法论原则提出质疑。从诞生开始，复杂性科学就力图摆脱经典科学的已有范式的羁绊，继而发展出属于自己的新范式，体现着强烈的世界观和方法论的色彩。从最初的系统理论开始，经由自组织理论，到非线性阶段，复杂性科学基本确立了自己的超越经典还原论的独立研究进路，提出了自己超越经典机械论研究纲领的新范式。

在新范式下，复杂性科学的研究者对世界的看法与经典科学有着根本的区别。他们发现，即使“在无生命物质中，新的、井然有序的结构也会从混沌中产生出来，并随着恒定的能量供应而得到维持”[3]1，研究对象作为整体都是“活”的。世界并不是被预先设定好、按照固定的轨道运行的机器了，它的未来充满着不确定性、随机性，一个微小的涨落就很可能改变它的整个航程。在新的范式下，人们身处的世界由一架机器，换成了一个类似生物体的有着多重层次的复杂系统，生命有机体成为理解世界的基本模型。

如果说经典科学是以事物所表现出的简单、机械的性质来统一对世界的理解，那复杂性科学则立足于生命的复杂性来反观世界。和主要致力于研究物体的空间运动和物质组成的经典科学相比，复杂性科学则更多地从结构和功能的角度关注研究对象作为整体所表现出的结构稳定、形态发生以及生成演化。面对始终处于时间序列中生成、演化的对象系统，对系统的结构、功能及其整体行为的描述成为科学的中心任务。

在复杂性科学创立自己研究范式的同时，也赋予了简单性原则以新的内涵。依据研究成果，复杂性科学给出了“简单”与“复杂”的新理解。在复杂系统生成、涌现的背后，复杂性科学发现了统一简单与复杂的新途径——“复杂”由“简单”生成。世界是复杂的，在复杂世界的背后是简单的规则，复杂的世界是由简单的规则所生成的。

三、简单性原则贯通所有科学范式

既然随着新旧范式的更替，简单性原则的内涵也随之发生演化。那简单性原则为何会随范式的更替而演化呢？回答这个问题，先得弄清科学研究为何要在一定的范式下进行。

“自然界没有简单的事物，只有被简化的事物。”世界本质上是复杂的。面对复杂的世界，科学研究成功与否“取决于我们能否将我们的一小部分信念视作与其他的信念不相关。我们要是无法把可入选的领域减少到易于处理的范围，就根本不能希望揭示特殊的原因和结果。”[4]16-17客观世界有无穷多个侧面，人脑只能分别从不同侧面或视角去观察和反映客观世界，进而建构知识体系。只有对世界进行合适的简化才能将科学共同体研究的注意力和重点局限在某个范围内，将被认为是无关的因素排除在外，否则无法保证科学研究顺利进行。

范式的作用恰恰在于限制科学家的视野，迫使他们将注意力集中在小范围的相对深奥的问题上。在范式依然成功的期限内，科学共同体将能解决许多问题。相反，“如果没有对范式的承诺，团体的成员就很难想得到，也不可能去研究这些问题。”[2]22-23可见，科学研究需要在一定的范式下进行，其实是复杂的世界给科学研究提出的基本要求。

特定范式看待世界的方式，决定了其对世界采用的简化方式。把世界看作机器，基于部分和整体具有同质的假设，经典科学机械论范式采用了自己特有的简化原则——还原论。相反，由于将世界看作有机体，强调其生成、演化特性，复杂性科学则要求基于对象系统的动态过程，依据其整体特性简化对象系统。每个范式都从不同的方面，通过不同的方式对世界进行简化。而正是这些特有的简化方式，保证了科学研究的顺利进行。

然而，世界毕竟是复杂的，即使是最好的理论，也需要被严格限定在它的范围之内，并不存在普遍的涵盖。单靠某一种简化是不可能总是奏效的，随着危机出现，科学研究必然要改变自己的简化方式，更换范式也就在所难免。范式更替意味着看待世界方式的变化，与之对应，对世界的简化方式也会同时做出相应的调整，一种新的统一“简单”与“复杂”的观念随之确立，自然赋予简单性原则以新的内涵。

参考文献：

[1][德]爱因斯坦.物理学的进化[M].周肇威，译.上海：上海科技出版社，1962.

[2] [美]托马斯·库恩.科学革命的结构[M].金吾伦，胡新和，译.北京：北京大学出版社，2003.

[3]赫尔曼·哈肯.协同学：大自然构成的奥秘[M].凌复华，译.上海：上海译文出版社，2001.

[4]艾耶尔.二十世纪哲学[M].李步楼，译.上海：上海译文出版社，1987.