科学发展模式与生物进化论的可类比性研究

张茂婷

摘 要：库恩的科学发展模式是其科学哲学理论的核心内容，在后期其科学发展模式形成一种后达尔文主义的多元进化论的科学进步观思想，将科学发展与生物进化相类比，认为科学进步与生物进化一样，是一种无目标的演化。虽然库恩的这种类比思想受到了一定的批评，但不可否认，库恩的这一类比形象的解释了科学发展，是合理而有价值的。首先，科学发展与生物进化在构成要素及其特点上有很大的相似性，共同体和种群都具有核心要素及变化性，范式间的不可通约和物种间的隔离机制分别保证了两个集体的特殊性。其次，在发展机制上科学发展与生物进化都是渐变与突变的结合发展，新科学的产生与新物种的形成都具有类似的模式。科学发展与生物进化都是一个无目标的演化过程。

关键词：科学发展模式；生物進化论；后达尔文主义

一、引言

库恩作为科学发展的多元进化论的代表人物，在后期自称为“后达尔文主义的康德主义”。将自己的科学发展模式与生物进化论进行类比，认为科学发展与生物进化有许多的相似之处，库恩从三个方面考察了科学发展模式与生物进化论的可类比性。第一：科学领域中的新的分界与生物进化中物种形成的类似；第二：科学发展单元与物种形成单元的类似；第三：科学所处的世界与生物所处的生境之间的类似。库恩在提出了这三点类比之后，也分别进行了一定的论证。但库恩的这种区分和论证缺乏说服力。首先库恩的这三种区分不够全面也不够系统，这三点也不是完全的并列关系，新的分界与物种形成的相似和生境的相似都可以归入到发展机制的类比中；其次，库恩对于生物进化论的理解也存在一定的偏颇，库恩所依据的是达尔文的进化理论，但现代遗传科学的发展证明了达尔文的理论存在着诸多的不足。尽管如此，库恩强调过程和模式的相似性的类比，为寻找更完善的科学发展模式提供了一种可能的路径，是非常有意义和和价值的。因此，本文基于库恩的这几点类比进行改进和补充，以库恩的科学发展模式及综合进化论为基础，将科学发展模式与生物进化论的可类比性总结为两个方面：一是科学发展与生物进化的组成要素及其特征的相似性；二是科学发展与生物进化在进化机制上的相似性。并对这两点进行论证，从而说明库恩将科学发展模式与生物进化论进行类比的合理性及价值。为其后达尔文主义思想辩护。

二、可类比性之基本组成要素

科学发展模式与生物进化论的第一个可类比性就在于科学发展与生物进化的基本组成要素结构及其特征相似，科学共同体和生物种群都是由依赖同一核心要素的个体聚集形成的集合，以此为基础的共同体间关系与种间关系都具有一定的隔离性质。

1.共同体与种群的构成

科学发展中互相交流的科学共同体是其组成和发展的基本单位。科学共同体即拥有共同信仰的，共同兴趣的，坚持同一套范式的科学家组成共同体，对他们所共同关注的问题进行研究和探讨。以库恩的话来说，科学共同体成员间“共有一本词典，该词典为引导和评价他们的研究提供了基础。”[1]当然，这一词典并不完全等同于范式，但却是组成共同体的前提条件。生物进化的基本单位是种群，种群是在某一特定时间占据某一特定空间的一群由同种生物个体所组成的集合。[2]同一种群的生物共用一个基因库。由此，科学发展与生物进化在做成要素共同体和种群都是具有同一核心要素的个体的集合。

判定科学家属于哪一科学共同体的最直接和最核心的依据就是其所信仰的范式是什么。不同共同体的最根本区别也是在于范式的不同。范式是科学共同体成员所公认的一套范例，为其成员进行的科学研究提供最基本的模型和前提条件，任何之后想要加入该科学共同体的科学家或学生都必须学习并认同范式才能成为共同体成员。科学共同体是信仰并坚持同一范式的科学家的组成的集合；种群是进化的基本单位同时也是物种的最基本的结构单元。而判断一个生物个体是否属于某一种群的关键并不在于该个体在形态和结构上与种群成员的相似，而在于该个体的所有基因都能在该种群的基因库中找到。并且该个体有能力与种群内的异性生物繁殖出可育后代。因此同科学共同体承认同一个范式一样，种群内的个体共用同一个基因库，这个基因库既确保了种群的自我延续，又确保了种群的持续孤立。种群便是由这些共用同一套基因的个体组成的集合。科学发展和生物进化在科学共同体和种群在构成要素上的相似是二者类比的基础。

2.共同体间关系与种间关系的隔离特征——范式不可通约与种间隔离机制

范式的不可通约是库恩理论中非常重要的一个方面，尽管这种提法本身遭到不少的诟病，但是不可忽视其与生物进化中物种间的隔离机制有着极大的相似性。

隔离机制是生物学家区分不同物种的最重要参考标准。隔离机制是生物个体的生物学特征，这种特征防止了同域而不同物种之间的配育。[3]这种隔离机制是物种最重要的特定性状。从一定意义上说，正是这种隔离机制使得不同的物种可以保持自身的特点，而不至于所有物种都杂交归于一种。而库恩所讲的不可通约性也使得不同的范式能够保持自身特色，而不至于毫无价值。不可通约指各范式之间的不可翻译，认为缺少翻译的情况下，为一科学共同体所认可的许多解释和问题表述，对另一个共同体的成员就难以理解。这就说明不同的范式有其独特的话语体系和预言环境，这就相当于隔离机制是物种的特定性状，不可通约就是不同范式具有独特性的前提条件。

三、可类比性之发展模式

共同体和种群在构成，特征以及相互间关系上的相似性构成了科学发展模式与生物进化论类比的基础，在此基础上，便要说明二者更根本的可类比性，即二者在进化机制上的相似。

1.新科学产生与新物种形成特点相似

首先，新科学的产生与新物种的形成是系统内部突变与外部环境共同作用的结果。

库恩认为，新理论是从常规科学中产生的，最终通过革命形成新的范式，从而形成新科学被大家所接受。库恩认为，新理论产生的前奏就是现有理论在进行解谜活动中的持续失败。库恩以哥白尼革命的示例来说明常规技术解谜活动崩溃这一内在原因在新理论产生中所起到的核心作用。此外，库恩指出，“历法改革的社会压力，以及其他的历史因素……在成熟科学中——像上面所列举的外在因素，在决定崩溃的时机、在认识到崩溃的难易程度以及在特别引起注意而使崩溃首先发生的领域等方面，具有重要的意义。”[4]因此，新科学的产生是在共同体内部解谜活动崩溃的核心作用以及外部历史社会原因的推动下实现的。endprint

而对于新物种的形成来说，物种内部以及环境的作用都是必不可少的。新物种形成的三个基本环节为：突变和基因重组，自然选择，隔离。突变和基因重组都是基因层面的作用，突变和基因重组为进化提供原材料，是新物种产生的首要条件。二者都是发生在个体细胞进行分裂的时期，所以突变和基因重组可以看做是产生新物种的内部原因。至于自然选择，则更多的体现出生存环境对于进化的作用。自然选择是对表型的选择，是对有利变异的保存和对有害变异的排除，经过自然选择，原物种中适应环境的个体被留下，从而决定进化的方向。所以，新物种的形成同新科学的产生一样，需要内部的突变及外部的环境共同作用完成。

其次，新科学产生和新物种形成的时间无法準确确定，产生过程具有连续性。

库恩在《<结构>之后的路》中写道：“第一，革命——在科学发展的诸领域间制造了新的分界——非常像生物进化中的物种形成事件······而是物种形成（speciation），而且物种形成所呈现的问题（例如，难以确定物种形成事件，直到它发生了一段事件后仍然难以确定，以及甚至在之后也不可能确定它的发生时间）非常类似与革命型转变所呈现的问题，以及由于新的科学专业的出现和新专业的个性化所呈现的问题。”[5]

在此，尽管库恩否定新物种突变的发展形式有些偏颇，但库恩提出的无法确定新科学和新物种产生的准确时间的相同点是很有意义的。科学发展同生物进化一样是一个连续的过程，新科学的产生和新物种的形成都不是一蹴而就的事。正如前文所述，新科学产生的前提是原共同体解谜活动的持续失败，新物种的形成也需要突变的累积以及自然选择的持续进行。无法确定在哪一次解谜失败或哪一个生物个体完成生殖隔离就标志着新科学产生或新物种形成。例如，化学是何时产生的或者说化学这个词是何时真正指称这样一种科学专业的问题是很难回答的。从人类发现和使用火开始，可以说人类就开始进行化学活动，中国古代的五行学说以及古希腊的四元素说都是人类探寻物质结构及其变化理论的萌芽，这些都是属于如今人们所认可的化学，但化学究竟是什么时候确立的，是难以精确定位的。只能将化学的发展模糊的分为几个时期或进行词源学考察，但要做到精确描述是几乎不可能的。同样，新物种的形成也具有这种特点（除了生物大爆炸的情况外）。新物种从母代物种中产生的方式有很多种，最终判定新物种是不同的物种的标准就在于新物种与母代物种之间产生了遗传隔离，但这种隔离何时产生，要达到什么样的程度，都是无法精确确定的。

因此，科学发展中的新科学的产生与生物进化中新物种的形成都是难以精确定位的，两种过程页都具有连续性，不是间断的。

2.发展过程渐变与突变相结合

科学发展与生物进化在发展模式上的另一显著相似点就在于二者的发展都是以渐变与突变相结合的方式进行的。首先，常规科学阶段的发展和科学革命时期与生物群体的进化一样，是一个渐变的发展过程。常规科学阶段，科学家致力于研究已有范式，并致力于扩大和发展范式，不断地丰富范式，使范式更完善，内容更丰富，更精确。显然，这个过程不是一蹴而就的，是需要科学家不断地进行实验，分析数据，逐渐发展形成更完善的理论的。除此之外，科学革命也是一个渐进的过程。反常引发科学共同体分裂之后，产生新的理论，新旧理论并存后就进入了科学革命时期。这时，新旧理论开始竞争，这个新旧范式之间的竞争是一个相当持久的过程。就以托勒密地心说和和哥白尼日心说的更替来讲，从哥白尼日心说正式公布到被开普勒，伽利略等人证明，从而代替地心说经历了长达六十多年的时间，这个过程决不是突变就能完成的。而是需要大量的实验，数据的积累，从而证明理论，才能使更多的人信服，从而实现新旧范式的更替。这与生物进化的渐变发展十分相似。达尔文认为，在时间维度上生物是逐渐进化的。现代达尔文主义的代表迈尔也在其著作中明确指出：“当我们研究现存群体的进化变化时，我们可以发现这种渐进性。比如细菌的抗药性。当青霉素在20世纪40年代引人入时，它能非常有效的杀死许多类型的细菌。······最后，进化出了一些具备抵抗力的品系。因此，通过逐渐进化，一个曾经是非常脆弱的细菌物种进化成完全具有抵抗力的物种。”[6]这足以说明生物进化的渐变发展的特点。

除此之外，生物进化的突变发展也是众所周知的。现代生物理论讲突变分为三种：基因突变，基因重组和染色体变异。这三种生物突变为生物的进化提供了丰富的原料，使生物进化变得更不确定并有更多的可能性。正如前文所述，正是由于突变的存在为新物种的形成提供了前提条件。而对于科学发展来说，突变也是新科学产生的必要条件。库恩认为，实验室中发现的反常也是经常性的出现的，而这些反常现象就是现有范式的突发情况，而正是这些突发情况，会引起科学家特别是年轻科学家的注意，从而去探究这种突现出现的原因，为新范式的形成提供原料与条件。

3.发展的无目的性

无目标性的发展模式是库恩科学发展模式与生物进化论类比的最根本也是最重要的一点相似。库恩认为，科学发展和生物进化一样，都是一个从原始起点稳步前进但不朝向任何目标的过程。

库恩认为：“本书（《科学革命的结构》）所描述的发展过程是一个从原始开端出发的演化过程，其各个相继阶段的特征是对自然界的理解越来越详尽，越来越精致。但是这一进化过程不朝向任何目标。”[7]“所描述的发展过程”即是科学发展的过程。库恩的这一表述与达尔文的共同祖先的假说可以说是异曲同工。达尔文以南美大陆上发现的一种嘲鸫，与他在加拉帕戈斯群岛的三个岛屿上发现的三种嘲鸫对比，进行推理认为世界上的所有嘲鸫来自同一祖先，并通过这种推理最终得出结论，地球上的所有生物都有共同的祖先。地球上的所有生物都很有可能始于同一远源。[8]达尔文的这一共同由来假说逐渐的被化石等证据支持，这表明了生物进化是从一个原始的起点开始的，却没有一个固定的目标或倾向。而是如分支进化理论所显示出的生物呈现发散式进化。由此可见，生物进化是一个从原始起点开始的无目标的过程。endprint

尽管库恩的科学发展模式并没有明确提出科学的原始开端是什么，但库恩却明确指出了科学发展不朝向任何既定的目标，也不会越来越接近真理，并且其中深度和专门化程度的增加所带来的进步也是非目的性的。这一点与生物进化的非目的性过程是相一致的。

由此，可以看出，无论是科学发展还是生物进化都是通过一个共同的原始开端进化而来的，并且对于新物种的选择和新科学的选择似乎并不存在固定的标准。正如库恩所说，新范式被接受是基于科学共同体成员的心理选择，范式的更替是一种格式塔的转变。

四、结论与反思

综上所述，科学发展与生物进化在构成要素和发展机制上都存在着明显的相似性。第一，二者的构成要素都是一个集体性的组织单位，并且共同体和种群都具有变化性，且集体之间具有不可交流性，科学共同体之间表现为范式的不可通约，种群之间表现为物种的隔离机制。第二，科学共同体的发展模式也具有極大的相似性，新科学的产生类似于新物种的形成，科学发展与生物进化的过程都包含了渐变和突变的发展形式。并且，科学发展与生物进化都是一种无目标的演化过程。

尽管从上文的论证中我们可以得出以上结论，但并不意味着科学发展模式可以套用生物进化论的规律，科学发展模式与生物进化论的研究对象是本质上不同的过程。科学发展模式是对于人们认识世界的科学理论的变化规律的探究，在库恩看来就是常规科学，革命等等的一系列过程。而生物进化论是对于生物发展变化的探究，其本生属于科学理论。对科学发展模式与生物进化论进行类比并对其合理性进行论证是为了更好的阐述并寻找修正库恩理论的可能路径。库恩的这种类比不仅有利于更好的理解科学发展和生物进化，也为对科学发展模式的探究提供了一种新的思路和观点。借助生物进化论，或许能构建出一个更加完善，更加经得起推敲的科学发展模式。

参考文献：

[1]美·托马斯·库恩，结构之后的路[M]邱慧译.北京：北京大学出版社，2012：92.

[2]周长发编著，进化论的产生与发展[M]北京：科学出版社，2012：218.

[3]美·恩斯特·迈尔，进化是什么[M]田洺译，上海：世纪出版集团、上海科学技术出版社，2009：169.

[4]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，2003：64.

[5]美·托马斯·库恩，结构之后的路[M]邱慧译北京：北京大学出版社，2012：91.

[6]美·恩斯特·迈尔，进化是什么[M]田洺译，上海：世纪出版集团、上海科学技术出版社，2009：189.

[7]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，2003：153.

[8]美·恩斯特·迈尔，进化是什么[M]田洺译，上海：世纪出版集团，2009：23.endprint