浅析科学范式飞跃中的阻力及其突破方式

吴 恺

(武汉大学 马克思主义学院， 湖北 武汉 430072)

“范式”一词，是由美国学者托马斯·库恩提出的。库恩认为，范式包含本体论、认识论和方法论等基本层面，它是科学共同体普遍接受的一系列信念、理论和方法之总和。在库恩的理念中，任何科学理论都是一种范式，科学的发展从本质上说就是范式的飞跃。在科学范式飞跃的过程中，会遇到种种阻力。一开始往往是少数科学家在旧的、人们广泛接受的科学范式里，发现了其解释不了的“反常现象”，于是会尝试用新的理论取而代之。一个新范式的确立并不是一蹴而就的，旧的范式虽然最终会被历史所淘汰，但在当时，旧范式的代言者必然会作出拼死挣扎，直到新的范式赢得大部分科学家的认可为止。纵观科技发展史，旧范式所造成的阻力以及新范式突破阻力的方式可划分为以下四种情况。

一、社会大文化背景对科学范式飞跃的阻力及其突破方式

社会大文化背景会决定一个国家的管理方式和科技政策。如明清时期中国闭关自守的文化传统决定了当时在科技政策上必然缺乏与他国的交流。明代医学家吴又可为了攻克“瘟病”，在前人工作的基础上，立足当时实际，写出了《瘟疫论》一书，并提出了其著名的“戾气说”，从病因、发病过程、传染途径和治疗方法等方面对“瘟疫”进行了系统论述[1]。由于他的贡献，人们便能将瘟病、瘟疫和伤寒区别对待了。但由于明政府在科技政策上与他国缺乏交流，使得当时我国中医界不了解西医关于“瘟疫”的研究成果，因而无法理解吴又可所提的“病原说”“特效药”等主张，这使得吴又可有价值的理论在当时被埋没了。再如，日本曾经一度特别注重技术及其应用，忽视基础理论的研究。1952年日本化学家福井谦一等在美国《化学物理》杂志上发表《芳香烃化学反应活性的分子轨道理论》一文，创立了“分子前线轨道理论”后，其发现在日本国内不受重视。在随后的几年中，福井谦一等又进一步完善了这一理论，把“简单分子轨道理论”向前推进了一大步。后来直到1981年，福井谦一等的理论才得到国内外的公认，并由此获得诺贝尔化学奖[2]。

社会大文化背景也决定了当时人们的思维高度。从本质上说，新的科学范式是革命的、进步的，它有时会与人们长期形成的思维习惯格格不入，这也可能导致新的科学范式无法被人们所接受。例如，当美国的奥斯瓦尔德·西奥多·埃弗里等发现了DNA的遗传特性后，由于当时人们只对蛋白质的研究较为充分，对DNA缺乏一定认识，因此不愿意相信DNA是遗传信息的载体。埃弗里等科学家发表了其实验报告后，非但没有得到同行的认可，反而引起了科学界的怀疑、反对和非难，这导致埃弗里等人的研究成果在十年左右的时间里没有得到社会的足够重视[3]10。再如，美国牙医威尔斯于1844年发明了N2O麻醉剂，但由于人们不理解其中的原理，导致N2O麻醉剂没有在牙科手术中广泛应用，威尔斯本人也遭到反对和攻击；英国医生加罗德于1908年在科学史上第一次揭示了某些疾病与基因之间的关系，开辟了一个新的研究领域，但由于得不到人们的理解，使他的研究成果在三十多年时间里没有引起科学界的重视。

新的科学范式往往是原有理论所无法解释的，因此人们对旧科学理论的迷信会造成科学发展的阻力。比如，19世纪末，法国数学家亨利·勒贝格对“黎曼积分”进行了大胆的改进，提出了“新的点集测度”概念，并在此基础上创建了“勒贝格积分”。但当时的学者受传统“黎曼积分”的束缚，不愿接受“勒贝格积分”，并对亨利·勒贝格进行污蔑和人身攻击。面对这种局面，亨利·勒贝格不屈不挠地对自己的理论进行深入研究，并将“勒贝格积分”应用于概率论、调和分析等领域，逐渐形成了以“勒贝格测度”和“勒贝格积分”为基础的新的数学工具。直到1910年，“勒贝格积分”才得到学界的公认[4]。

同样的情况也出现在科学的各个领域里，比如，受传统“地壳固定论”的束缚，魏格纳的“大陆漂移说”推迟了数十年之久才得到认可；传统的“活力论”认为，生物体内有一种特殊的生命“活力”，它控制和规定着生物体的全部生命特性，受这种荒谬理论的误导，维勒“人工尿素的合成”未能及时得到公认；受牛顿“经典力学”的束缚，爱因斯坦的“相对论”不能及时为人们所接受；受传统“欧氏几何学”的束缚，高斯不敢公开发表自己关于“非欧几何学”的研究成果，等等。

要克服和避免这种现象，就必须大力提高民众的科学文化水平。想让人们快速接受一种新的科学范式，民众的认知水平和科学鉴别能力是关键。在中世纪的欧洲，宗教神学统治一切，科学根本没有独立发展的权利。在中国古代的很多王朝，封建统治者遵循“民可使由之，不可使知之”的理念，往往对民众采取“愚民政策”，广大群众没有科学研究的自由，只有官方组织的科学研究才得到认可。当今社会，虽然已彻底改变了旧时代的状况，人们的科学文化水平有了显著提高，但人类对自然界的认识是无止境的，随着现代科学知识的总量急剧增加，也对民众的认知水平和鉴别能力提出了更高要求。对此，政府要采取强有力的措施，大力普及前沿科学技术知识，从而保证未来新的科学范式能得到迅速的公认和更快的传播。

二、错误哲学思想对科学范式飞跃的阻力及其突破方式

错误的哲学思想之所以可以阻碍科学范式的飞跃，一方面是因为它会让科学家本人的世界观和方法论受到局限，另一方面是因为它决定了整个社会思想观念的大环境。正如恩格斯所指出的：“不管自然科学家采取什么样的态度，他们还是得受哲学的支配。问题只在于：他们是愿意受某种坏的时髦哲学的支配，还是愿意受一种建立在通晓思维的历史和成就的基础上的理论思维的支配。”[5]553从科技发展史可以看出，如果科学工作者受错误哲学思想的指导，他在科研中就可能误入歧途，或否定自己原来的正确科学发现。比如，宗教神学是中世纪占统治地位的哲学思想，它对科学的前进形成了巨大障碍。那时，化学被视为炼金术，物理学被视为一种拙劣的魔术，数学被视为一种神秘的数字理论，天文学则被认为是一种占星术，这些学科都蒙上了一层唯心主义的色彩。许多科学家在科研过程中不可避免地受到宗教神学的影响，逐渐与科学相背离。如创立了“数学归纳法”的法国数学家巴斯卡，他与另一位数学家费尔玛所取得的数学成果有力推动了“概率论”理论的发展。但在艰辛的数学研究道路上，神学对巴斯卡的影响越来越大，巴斯卡开始将数学规律与神学联系起来，使得宗教神学思想主宰了其数学研究。他在数学理论研究过程中对遇到的难题不再进行缜密的思考和推导，而是将其视为神对自己的考验，于是他用一条布满荆棘的腰带刺伤自己的身体来“赎罪”。年富力强、精力充沛的巴斯卡虽然具有很高的数学造诣，却在正值壮年时放弃了数学理论研究，转而苦苦钻研神学。在肉体和精神的双重折磨下，巴斯卡很快就油尽灯枯，仅39岁就结束了自己的人生[3]12。又如，印度学者拉马努真同样具有较高的数学造诣，但他所信奉的婆罗门教要求教徒坚持食素和苦行，这种严苛的教规让拉马努真长期处于营养不良的状态，身体状态每况愈下。加之婆罗门教要求教徒不应远离家乡，这也使得拉马努真难以得到良好的数学研究条件，他在33岁就离开了人世[3]12。

在一个社会，如果国家层面的哲学思想发生了错误，对自然科学发展的影响是极其严重的。在唯心主义占统治地位的德国，也有大量科学范式飞跃受阻的典型例子。如物理学家欧姆早在1827年就提出了著名的“欧姆定律”，但该理论受到唯心主义物理学家鲍尔的攻击，使得“欧姆定律”在十余年后才被公众所接受[6]。近代科学的发展，导致了形而上学唯物主义自然观的出现，这种自然观对17、18世纪学者的影响极大，也在一定程度上阻碍了科学范式的飞跃。例如，康德对太阳系起源进行了大量的研究，并于1755年提出了著名的“星云假说”，但这一假说与形而上学自然观相悖，使得“星云假说”在随后的四十余年间并未引起人们的重视。再如，在天文学、力学、数学领域均有较高成就的科学家牛顿，在形而上学自然观影响下将天体视为恒定的事物，最终导致“绕日旋转”的“最初动因”问题无法得到合理解释，于是他便求助于上帝，提出了“(神的)第一推动力”思想。正如恩格斯所说：“哥白尼在这一时期的开端给神学写了挑战书，牛顿却以关于神的第一次推动的假设结束了这段时期。”[5]449再如，物理学家普朗克在大量科学实验的基础上，提出了“能量子”概念，开辟了量子力学的新领域。但由于受形而上学自然观的影响，他无法将自己的伟大发现贯彻到底，在量子力学的大门口徘徊了整整15年，始终无法取得进一步的突破。

要避免错误哲学思想对科学范式飞跃的阻碍，就必须加强科学工作者的马克思主义哲学教育，不断提升其理论思维能力。正如恩格斯所说：“一个民族想要站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。”[5]467马克思主义哲学是对自然界、社会历史以及人的思维一般规律的总结，它正确反映了世界的本质，是当代理论思维的精华。相对于具体科学理论而言，马克思主义哲学表现出了更广阔的视野，使人思接千载、视通万里。因此，科学工作者需要不断学习马克思主义哲学思想，借助马克思主义哲学实现理论思维能力的提升；并在总结自然科学最新成果的基础上不断丰富马克思主义哲学，推动人类理论思维的进步。

三、迷信学术权威对科学范式飞跃的阻力及其突破方式

要突破旧的科学理论对科学范式飞跃的阻碍，就必须破除人们对学术权威的迷信。不可否认，学术权威是某一学科之卓有成就者，他们可以带领和指导广大研究者在这一领域继续进行探索。但当人们对学术权威形成迷信以后，就容易将学术权威看作绝对真理的化身，从而很难认可新的科学成果或学术贡献，这就会阻碍新生科学力量的成长。

当人们太过于相信学术权威的观点时，就会对不出名“小人物”的发现置之不理。例如，挪威青年数学家尼尔斯·亨利克·阿贝尔解决了数学界许多长期悬而未决的难题，并于1826年撰写了《论一类极广泛的超越函数的一般性质》一文，随后将该论文呈递给法国科学院，但后者并未对阿贝尔的研究成果产生兴趣。到了1829年，阿贝尔饮恨离世，而该论文则一直到十余年后才得以发表[7]。又如，青年数学天才伽罗华撰文对“群论”进行了详细论述，并将论文寄送至法国科学院，该论文也没有受到重视。直到1846年，该论文才在《数学杂志》上发表，引起人们的广泛关注。再如，瑞典化学家阿伦纽斯发表了关于“电离学说”的论文后，招致了大量的猛烈攻击，英、法、德、俄等国的化学家群起而攻之。这些反对者之中不乏功成名就者，如揭示“元素周期律”的门捷列夫、发现“溶液渗透膜”的特劳贝、提出“溶液理论”的阿姆斯特朗、在“电化学”研究中卓有成就的魏德曼等。这些反对者仍然对经典电化学理论深信不疑，而把阿伦纽斯提出的“电离学说”视为十分荒谬的理论，认为该理论是毫无根据的，这导致“电离学说”长时间不被科学界所认可[8]。

在科学上迷信学术权威，往往会导致一种现象，即“马太效应”。关于“马太效应”，英国学者罗伯特·默顿曾指出：“对已有相当声誉的科学家做出的科学贡献给予的荣誉越来越多，而对那些不出名的科学家则不承认他们的成绩。”[9]126“马太效应”的存在，会使许多不出名的年轻人、“小人物”的科研成果很难发表，或使他们的观点很难被认可。例如，匈牙利医生塞麦尔维斯对产褥热进行了大量的实验，并提出了用漂白粉洗手以预防产褥热的消毒法，挽救了大量产妇的生命，塞麦尔维斯也因此被誉为“产妇的救星”。但随后塞麦尔维斯在维也纳开展了有关“产褥热预防”的学术演讲，其学术观点并不被学术权威科雷因所认可，于是维也纳总医院解聘了塞麦尔维斯。塞麦尔维斯为了推广“产褥热预防”的方法而积极到各大学演说，并希望留校任教，也被多所大学拒绝[10]。再如，德国数学家格奥尔格·康托尔在提出“集合论”之后，招来了以学术权威克隆尼克为首的众多学者的质疑，克隆尼克将康托尔的研究看作一种“数学疯病”，并在许多场合对康托尔进行刻薄的语言攻击，甚至阻挠康托尔获得教授职位。康托尔在遭受克隆尼克等众多学者的无情诋毁和打击后，心理受到严重影响，并患上了严重的精神疾病，不得不经常住到精神病院去接受治疗。

要突破迷信学术权威对科学范式飞跃的阻力，就必须积极更新科学研究方法，因为新的方法往往能取得新的研究结论而突破旧的范式。比如，德国物理学家马克斯·玻恩，因对量子力学的基础性研究而获得了1954年的诺贝尔物理学奖。1926年，玻恩在其著作《碰撞过程的量子力学》中详细论述了“对波函数的统计学诠释”过程，实现了量子物理学研究方法的创新。玻恩后来又陆续发表论文和专著，详细论证并发展了这一量子物理学的新方法，使得量子力学成为一门统计性的数学物理理论。在当时，人们普遍接受的观念是拉普拉斯等学者提出的“决定论”，玻恩的新方法可以说是方法论领域的一大飞跃。随后，量子力学领域的众多学者(如普朗克、爱因斯坦、德布罗意、薛定谔等)也陆续认可了这种新方法，从而推动了量子物理学的进步。

要突破迷信学术权威对科学范式飞跃的阻力，还要相信科学理论总是不断进步的，并敢于承认年轻学者的新发现。作为一项探索性的活动，科学研究必然会面临失败的风险。要使年轻学者产生更多有价值的发现，就必须积极提升科技工作者的科学素质。在科研环境相近的前提下，科技工作者的科学素质在很大程度上决定了科学研究的效果。对年轻学者来说，也要积极提高自身的科研素质，历练自己顽强、坚毅的品质，既要忠于科学事业、尊重他人的劳动成果，也要淡泊名利、有忘我的精神，勇于为科学事业献身。

四、反动阶级对科学范式飞跃的阻力及其突破方式

按照马克思主义的观点，科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量。在反动阶级利益受到新的科学范式影响时，他们就会企图将新的科学范式扼杀于摇篮之中。正如列宁所说：“如果数学上的定理一旦触犯了人们的利益(更确切些说，触犯了阶级斗争中的阶级利益)，这些定理也会遭到强烈的反对。”[11]47在西方社会，最大的扼杀科学成果的势力莫过于中世纪的宗教集团。虽然宗教改革以后旧教势力受到了严重打击，但当新教利益受到新科学成果威胁时，新教也会无所不用其极地扼杀新科学成果。例如，西班牙医生塞尔维特第一次提出了“心肺血液循环”理论。该理论认为人体的动脉、静脉是通过极其微小的血管联结起来的，由此而构成了人体的“心肺血液循环”。当塞尔维特正准备进一步发现“血液循环理论”时，宗教裁判所认为他的研究是对宗教的亵渎，并无情地将其用火刑杀害，使得七十多年后人们才逐渐发现血液循环机理[12]。又如，波兰天文学家哥白尼在对行星运动大量观察的基础上，完成了《天体运行论》这一著作，并首次提出了 “日心说”，这一学说否定了宗教神学长期以来提倡的“地心说”，是对宗教神学的公然挑战。因此，《天体运行论》一经问世就受到宗教神学的攻讦，并将哥白尼视为神学的“叛徒”。更有甚者，1600年，意大利学者布鲁诺因宣扬“日心说”而被活活烧死，著名的科学家伽利略也因坚持“日心说”而被判终身监禁。

沙皇俄国出于维护自身利益的目的，也对科学家采取了十分严厉的迫害手段。如生理学家谢切诺夫在其著作《大脑反射》中详细描述了人脑的生理活动过程，对于推动神经科学的发展作出了巨大贡献。但因为该理论支持了唯物主义思想而遭受沙皇政府的批判，随后谢切诺夫的教授职位被剥夺，并被列入“危险分子”名单，沙俄政府对其生活进行了长期的监视和骚扰[13]。中国封建统治者对某些科学工作者也进行了无情的摧残，如清朝的陈潢将先进的治水理念应用于黄河河道治理，调用了数十万劳力筑堤坝、疏河道，使得黄河的水流畅通无阻。在此工程之后的相当长时间里，黄河没有水灾，漕运畅通，可以说取得了清朝治理黄河前所未有的功绩。但由于他的治水理念与封建官僚相悖，封建官僚以“莫须有”的罪名将陈潢 “解京监候”，致使陈潢最终积郁成疾、惨死京城[14]。在德国，纳粹分子因种族歧视而对犹太科学家横加迫害，如针对爱因斯坦所提出的“相对论”专门成立了“反相对论公司”，极力阻挠这一理论的传播，使得许多德国科学家不得不背井离乡，逃亡国外。

历史上的统治阶级或旧势力往往会墨守成规，坚持保守思想，阻碍科学范式的飞跃。以中国古代历法改革为例，如南北朝的祖冲之经过精密观测和推算，改变了旧历法，制订出了与实际更相符的“大明历”，并将这一立法呈献给朝廷。但以戴法兴为首的保守派极力反对历法改革，并认为“大明历”是“诬天背经”。又如，北宋科学家沈括在充分研究天体运行规律的基础上，提出了著名的“十二气历”，这一历法对于合理安排农业生产十分有利，但在守旧派的极力阻挠下，这一理论被湮没了约八百年之久。

恩格斯曾指出，自然科学就是在普遍的革命中发展着，而且“它本身就是彻底革命的，还得为争取自己的生存权利而斗争”[5]446。恩格斯这一论断深刻说明，只有坚定地与反动阶级作斗争，新的科学范式才能得以确立，科学才能得到真正的进步。在当今社会，为了使科学理论能实现适时的范式飞跃，就必须在制度层面形成一套合理的科技政策。很多时候，要求人们在短期内识别一项科学成果的价值，是很困难的。因此，我们除了要提高对科学成果的评审水平、积极进行科学成果的推广之外，还要对独具慧眼的“伯乐”进行嘉奖，对大力扶持科学研究的人予以奖励。反之，对那些因为嫉妒或维护个人利益，而限制人们认识新科学成果的人，要给予应有的惩罚。

总之，在科学发展的进程中，往往会出现科学成果在发现后，其被社会大众认可的时间延迟，或其传播的空间受阻，甚至导致发现者本人受到迫害等现象。但科学的发展永远是向前的，科学家总会克服种种障碍，力图让新科学成果被社会大众所接受。社会管理者和普通大众也应从自身角度总结经验，把握规律，积极推动科学理论的范式飞跃。