浅析数字时代科学变革的新特征及其研究路径

2024-05-16陈祥凤龙芳敏王俊利

科学咨询 2024年5期

陈祥凤，龙芳敏，王俊利*

（1.右江民族医学院生物医药与大健康现代产业学院；2.右江民族医学院医学检验学院；3.右江民族医学院基础医学院，广西百色 533000）

科学技术进步日新月异。在第三次生命科学革命、第四次工业革命以及互联网、大数据时代到来的多重背景下[1-3]，科技变革已对诸多领域产生深远影响。其中，数字变革在教育领域的体现尤为突出。2023年2月13日，世界数字教育大会在北京隆重开幕[4]。新的科技革命和产业革命的加速推进，要求科学工作者必须深入分析科技革命路径、敏锐掌握科技变革动向、积极迎接科技变革挑战，从而勇立时代潮头、引领时代潮流。因此，剖析数字时代科技变革路径，精准把握时代脉搏，主动迎接并融入变革，已成为时代赋予科学工作者的重要使命。

一、把握科学革命脉搏的钥匙

（一）库恩范式

托马斯·库恩提出了范式（paradigm）的概念（以下简称库恩范式），并在其著作《科学革命的结构》中对其进行了全面系统的阐述[5]。他认为，范式通常指那些公认的科学成就，在特定时期内为科学共同体提供典型的问题和解答[6]。进一步来说，范式是科学共同体成员所共有的信念、理论、方法和范例的集合体，代表着一种共同的科学传统和世界观[6]。

（二）库恩范式的局限性

尽管库恩范式作为科学哲学的核心概念，对科学研究尤其是科学革命的研究具有重要的哲学价值，但因其本身概念的极强可塑性和模糊性，在传播和使用过程中容易导致概念的误用和歧义。许多学者对库恩范式的概念辨析、哲学定位等进行了深入研究和讨论，并对其中的矛盾和问题提出了自己的观点[6-9]。科学哲学指引科学的发展，是研究科学发展与科学革命的重要工具。充分探讨库恩范式的现实困境并找到其突破点，对于科学哲学的发展和科学研究的进步都具有深远的意义。

（三）库恩范式的哲学重构与范式模式的构建

1.库恩范式哲学的反思与补充

玛格丽特·马斯特曼在《范式的本质》中列举了范式在使用中存在的至少21种不同含义[5，9]，揭示了库恩范式概念的模糊性和多样性。库恩本人也对玛格丽特·马斯特曼的质疑进行了回应和补充阐述。尽管库恩作为物理学家、科学史家和科学哲学家[10]，对科学革命的结构进行了深入研究和解析，但其范式概念在使用方法上的不明确性导致了在指导科学研究时的误用或错用。科学的发展是一个动态过程，因此，库恩范式应建立起能够适应科学革命动态变化的模式，而非仅仅停留在静态描述上。优化库恩范式的使用成为当前亟待研究的课题。

2.范式模式的构建

库恩在《科学革命的结构》中阐述了科学（尤指自然科学）发展的实证[5]，其提出的范式具有极强的塑性，因此，对范式的使用产生诸多不便。

为了解决范式作为静态描述难以很好地运用于科学革命研究的困境，本文提出了范式模式的概念。范式模式包含范式形体、范式和范式模式的定义。具体而言，范式形体是指一个特定共同体的部分成员以特定视角在实践中所形成的具有全部或部分“此特定共同体的成员所共有的共性”的基本范畴、命题、方法原则构成的理论话语。而范式则是指一个特定共同体的成员在实践中所形成的具有所有“此特定共同体的成员所共有的共性”的基本范畴、命题、方法原则构成的理论话语。范式模式是运用“范式形体－范式”的科学哲学工具进行科学研究或科学革命研究的模式。

范式形体与范式的关系可通过图1进行阐述。范式形体之间可以是衍生、独立共存或交集的关系，不存在不可通约性。而范式之间是独立的，具有不可通约性（自然科学与社会科学范式的不可通约性表现形式不同，下文将详细阐述）。范式形体来源于特定共同体成员中的部分实践，而范式则指引着各范式形体的发展以完善其自身。在实际运用中，我们应该合理使用“范式形体－范式”的模式开展研究，以实现范式模式的哲学价值。

图1 范式形体与范式的关系

3.把握科学革命的脉络

“范式形体－范式”模式揭示的科学革命路径如图2所示。科学革命的初步形成源于某一领域的研究实践，催生了具有排斥性的新范式形体的出现。随着新范式形体的不断完善，它最终建立新的范式并推翻原有范式，从而实现了从范式I到范式II、再从范式II到范式III的转变。在此过程中，范式之间具有不可通约性，彼此相斥。这种范式转换是库恩范式的经典阐释，尤其在自然科学领域，理论层面上的不可通约性表现得更为明显。

图2 经典范式转换

对于社会科学，库恩并未给出合适的范式阐释。因此，他认为社会科学完全取得范式是悬而未决的问题[5]。实际上，社会科学的范式转换通常表现为新旧范式的更替（如图3所示）。在社会科学革命中，新范式形体的出现往往与旧范式存在交集或紧密联系。社会科学的范式转换更多表现为旧范式的衰落和新范式的兴起，在理论层面上很少出现完全相斥的推翻性质。不可通约性在社会科学中主要体现在实践层面，表现为旧范式的拥护者逐渐消失，新范式的拥护者逐渐壮大，从而完成社会科学革命。

图3 社会科学范式转换

社会科学的范式取代过程如图3所示。新的范式形体与旧范式可能具有交集、衍生或独立共存的关系。在理论层面上，它们并不完全存在不可通约性，而是处于竞争关系。谁能够占据社会科学领域研究的主动权，将范式形体扩展为范式，那么竞争的其他范式形体或范式将自动消亡，从而完成新旧交替即社会科学革命。库恩从科学史学（尤其是自然科学史学）的视角出发，用范式的不可通约性来考量社会科学，得出社会科学范式未建立（亦即社会科学不是科学）的论断是不合理的。

综上所述，范式模式的建立有效地阐述了科学研究的哲学方法论，为自然科学和社会科学的发展指明了方向。同时，范式模式的建立有助于我们对自然科学革命和社会科学革命的发生及指引作出科学的判断，进而抓住先机，先手布局，推动科学的进步与发展。

4.范式模式的运用

人类的认识历史告诉我们：“必须先研究事物，而后才能研究其过程。”[11]在科学研究领域，范式形体的出现先于范式，因具有全部或部分“一个特定共同体的成员所共有的共性”而暗示了范式形体的发展方向，即寻找完全具备所有“一个特定共同体的成员所共有的共性”的范式。构建范式模式，即构建“范式形体－范式”的科学研究思路，应当以现实科学研究基础为逻辑起点来建立范式形体。范式，作为一个特定共同体的成员在实践中所形成的具有所有“此特定共同体的成员所共有的共性”的基本范畴、命题、方法原则构成的理论话语，为范式形体指明了发展的方向，是范式模式的逻辑终点。在当前的科学研究中，学者们有时倾向于将某一研究领域的典型范式形体称为范式。这种做法并非不可取，因为具有主导地位的范式形体最有可能发展成为范式。然而，在进行科学革命研究时，我们必须确切地区分范式与范式形体，以实现其科学哲学的价值。

范式模式作为科学哲学工具，在科学发展研究和科学革命研究中具有广泛的应用价值。但在运用过程中，我们需要把握以下几个要点。首先，范式模式的使用必须以其科学哲学概念为出发点，充分体现其哲学价值。其次，范式与范式形体只是一套科学研究的哲学工具，并非无所不包的概念。我们应该明确其适用范围和限制，避免将其泛化或滥用，以保持其哲学本真。第三，在科学研究中，范式模式的重要逻辑起点是合理地确定范式形体。范式形体是基于特定共同体成员中的部分实践而形成的。因此，在构建范式模式时，我们必须以现实研究基础作为范式形体，而不可将现实研究基础直接等同于范式。同时，我们需要探究各范式形体的共性，以此明确研究范式的方向及使用的方法。范式作为科学研究的逻辑终点，是我们追求的目标和方向。最后，我们需要注意不可将范式模式概念等同于实际科学研究场景。范式模式是一种抽象的工具和思路，不能替代具体的科学研究过程。我们也不能用泛化的范式概念来解释特定科学研究中的范式概念。特定科学研究中的范式表现形式应该是对其共性的具体阐述和体现。

（四）科学革命的新形态与研究路径

学科交叉点往往就是科学新的生长点、新的科学前沿，这里最有可能产生重大的科学突破，使科学发生革命性的变化[12]。随着知识经济时代和数字化时代的来临，学科交叉融合的趋势日益显著。在这一背景下，把握科学发展与科学革命的方向成为范式模式哲学价值的重要体现。

自然科学的革命往往发生在交叉领域。这一过程中的范式转换相较于库恩范式所描述的经典范式转换呈现出新的特点。交叉领域的新范式形体往往脱胎于旧的交叉领域范式。因此，当前的自然科学革命更多表现为旧范式的衰落和新范式的崛起（如图3所示）。那种完全的、不可通约的范式转换愈发少见，而划时代的、理论层面具有不可通约性的自然科学范式转换（如图2所示）已经许久未见。与此同时，社会科学革命在数字化时代的推动下也表现得愈发剧烈。数字化技术拉近了社会群体的距离，互联网络空间使得社会群体意识的交流、融合与碰撞变得更为便捷。新技术对社会科学的发展起到了强大的推动作用，社会科学革命的演进也愈发明显，范式的兴衰交替变得清晰可见，而不再是漫长而缓慢的演进过程。

针对科学革命的新形势，为有效应对其新形态并把握科学革命的动向，我们需要根据范式模式来研究科学革命的方向以及判断其演进程度。首先，根据数字化时代的科学革命态势，我们必须具备敏锐的洞察力。由于科学革命很难再从严格意义上找出完全不可通约的范式，因此，关注科学领域新兴范式形体的出现至关重要。同时，我们需要结合社会、科学、经济发展的趋势来判断这些新兴范式形体是否具有形成新范式并取代旧范式的潜力，从而捕捉到科学革命的先机。其次，我们要大力鼓励科学创新。科学创新包括基础研究创新和应用性研究创新两种形式。基础研究创新旨在建立理论层面具有不可通约性的新范式（如图2所示），而应用性研究创新则更多指向新形态的科学革命（即新旧范式无严格意义上的不可通约性，如图3所示）。因此，科学创新的求异、求新是科学革命的生长点。这些生长点相较于新兴范式更加微观，所以，鼓励科学创新、关注科研前沿是把握新的科学革命动向的必要途径。最后，在数字化时代，自然科学革命和社会科学革命出现了交融的现象。科学的新范式形体的出现不再仅仅影响一个领域，而是表现出连锁式科学革命的态势。因此，在新的科学范式形体出现时，各领域都需要聚焦关注并积极准备迎接科学革命的到来。自然科学革命可能引发社会科学革命，而社会科学革命也同样能够引发自然科学革命。

二、如何应对科学革命的挑战

科学的发展是范式建立和完善的过程，而科学革命则是范式转换的过程。面对新旧更替或交替，学者应秉持客观、科学、创新和进取的精神。由于旧范式终究会消亡，我们必须沉着应对科学革命，以极大的热情抓住科学革命的先机，并以饱满的姿态迎接其挑战。

在新形势下，科学革命的发生很少伴随着理论层面颠覆性的、不可通约的范式的建立。相反，它往往开始于新范式形体，在旧范式中生长，从而完成范式的转换。因此，科学工作者需要培养国际视野，掌握自身研究领域的科学发展动向，洞察科学革命的先机，以更好地迎接科学革命的到来。

在知识经济时代和数字化时代，科学工作者应培养广阔的胸襟，勇敢接纳科学变革。新范式的兴起必然伴随着旧范式的衰亡，这是科学发展的必然规律。科学总是在新旧交替或更替的过程中不断完善和发展。根据范式模式，新范式将为新兴范式形体指明发展方向。科学的蓬勃发展是不可阻挡的潮流，我们只有顺应它、弘扬它，抓住先机、找准契机，才能取得进步。

三、范式模式的哲学价值

要明确范式模式的定位，我们应注意以下几点：首先，范式模式是科学哲学的概念，是科学研究的哲学工具；其次，我们在特定领域运用范式模式时，需要与该领域的科学研究相结合，产生相应的范式概念，而不能将范式模式的概念泛化成包罗万象的万能工具；最后，范式模式的哲学价值体现在其作为哲学工具的运用过程中。

范式模式的哲学价值在于指导科学工作者如何面对知识经济时代和数字化时代的科技革命与产业革命。新时代的科学革命一定是链式反应，因此，我们需要根据范式模式判断科学发展的动向并做好充分准备。我们需要通过范式模式来平衡科学工作者的心态，针对自然科学革命和社会科学革命的新形态，紧紧抓住新兴范式形体与旧范式无完全不可通约性这一时代特点，把握科学革命的先机并孕育良机。