43.2库恩《科学革命的结构》下：为什么占星术不是科学？

库恩《科学革命的结构》下：为什么占星术不是科学？

一、引子

我们都知道，科学史上有一个著名的里程碑事件，就是哥白尼的日心说，取代了地心说。

这是发生在16世纪初的一个重要事件。这也被我们现代人认为，是一个理所当然的事情。不过呢，当代的绝大多数专业研究者，科学历史学家和科学哲学家，不这么认为。

他们通过详细的研究提出，在当时的条件下，哥白尼的理论并不是最好的。那么，为什么一个并不怎么好的理论，能够取代之前比较好的理论呢？

今天我们就要来继续阅读科学哲学的名著：库恩的《科学革命的结构》这本书。

今天的课程有以下几个部分组成：

首先，我们来具体比较一下，哥白尼的日心说和托勒密的地心说的理论。

然后，我们来看一下，为什么会出现科学革命？

紧接着，我来着重介绍一下，库恩为什么对波普尔的证伪主义不满意。

最后，我们来看一下，科学实在论和工具论的差别。

二、哥白尼的“日心说”vs.托勒密的“地心说”

在哥白尼之前的宇宙图景，大致继承了古希腊哲学家亚里士多德的观点：亚里士多德认为，天体做圆周运动，而且速度是恒定的。之后的托勒密，对亚里士多德的理论进行了一些补充和修正。

托勒密是公元2世纪的人。他的理论持续了大约14个世纪，一直到哥白尼的时代。最为关键的是，托勒密发现了行星“逆行”现象。

现代天文学告诉我们，所谓的火星、水星和土星都会出现所谓的“逆行”。但这种“逆行”并不是真正的倒过来转，而仅仅是因为我们观察的视角造成的。

托勒密和哥白尼都集中讨论过火星的“逆行”现象。托勒密为了解释火星逆行呢，他提出了三个假说，我们选取一个最好玩的来介绍一下：那就是“本轮-均轮系统”。

大家不要被这个名称吓到，其实并不难懂的。你就想象：在一个大磨盘上装了一个小磨盘。托勒密说，行星在一个小圆盘上逆时针匀速转动——这个就是小磨盘，叫做本轮；而这个小磨盘，又在一个更大的磨盘上，做匀速的逆时针转动——这个叫做均轮。而地球在第二个大磨盘的中心。 

所以说，我们在地球上的人，看到的是两个运动叠加起来运动。

如果本轮速度比较快的话，地球上观察者会看到它在做顺时针运动。这样也就解释了“逆行”。

这样托勒密就保住了亚里士多德的宇宙图景。从托勒密到哥白尼时代，他的解释一直没有受到挑战，很完美了。 

相比之下，哥白尼的理论一样复杂。而且，当时的观察数据更多地支持托勒密的理论。那么，到底是什么推动了哥白尼呢？

研究者提出，哥白尼受到了当时的新柏拉图主义影响。新柏拉图主义认为，太阳是善的形式。所以，哥白尼才提出以太阳为中心的宇宙图景。

还有呢，哥白尼相信，天体都是做匀速圆周运动。因为坚持这个假设，哥白尼的理论甚至没有托勒密的解释力强。这一点要到开普勒才发生改变。

还有，到了16世纪后半期，哥白尼的体系被人广泛阅读，并以此为依据制作了很多天文图表。只不过当时人认为，这些天文图表仅仅是工具，而并没有真实地反映宇宙。

三、为什么会发生“科学革命”？

在上一次课程里我讲过，库恩认为一个科学共同体就是接受了一套范式的人。他们从事的就是常规科学。

库恩认为：没有范式也就没有科学。 “科学家不能一面拒斥范式，一面仍然是科学家。” 

但是，常规科学有时候会出现革命。就好比一个王朝被另一个王朝推翻一样。

16世纪，哥白尼的日心说替代托勒密的日心说；还有，20世纪相对论时空观，替代牛顿的时空观，都是这样的革命。

当然，其实在哲学上，17世纪的德国哲学家莱布尼茨，就曾经对牛顿提出批评：因为，绝对的运动和绝对的位置的假设，在牛顿体系中没有其任何作用。 

今天，我就要讲讲，为什么会出现这样科学革命。

按照库恩的理论，任何一个范式里面都会出现一些难题。库恩把这些难题叫做“反常”。出现反常，不一定就要把整个范式彻底否定或者抛弃。只有当出现了一些特定的条件，反常才会动摇人们对范式的信心。

有些问题是可以在这个范式里解决的。有些问题是这个范式无法解决的。如果一个范式无法解决的问题太多，也就出现了危机。

库恩讨论了出现危机之后的三种结果： 

第一种是，常规科学最终能够解决危机，然后一起回归常态； 

接用王朝的比喻来说，就是起义和政变被镇压了下去。

第二种是，问题无法解决，科学界只好把问题记录下来，然后放在一边，等后来来解决问题；好比说，起义者自己离开了王朝，决定到别的地方去居住。于是在原来的王朝境内，也就没有什么战乱了。

第三种，新范式和老范式并存，它们相互竞争，进入所谓的“范式战争”。它们彼此认为对方是无效的。 

按照库恩的说法，新范式并不是逐渐出现的，而是一夜之间就出来的。他说：“新范式都是一下子突现出来的，有时是在午夜，在一个深深的陷入危机的人头脑中。”

例如，在拉瓦锡之前的人，提出过燃素说来说明燃烧的原理。但是，拉瓦锡用氧化来说明燃烧，根本就不需要假设存在什么燃素。再比如，在牛顿力学出现之前：

当时的人认为，力的作用只有通过接触才能发生。就像保龄球，或者台球那样，只有发生的撞击，物体的运动状态才会发生改变。但是，牛顿力学就完全不一样。

人们要接受，是存在超距离作用的，就像引力一样。物体和物体并不需要接触才会有力的相互作用。星球和星球就是这样。

有时候，我们甚至可以说，接受了不同范式的人，好像是活在截然不同的世界里一样。

库恩把这种范式转换叫做“格式塔转换”，甚至是可以和宗教上的改宗类比的。也就是说，范式转换，就好像一个人接受了完全不同的信仰体系。仅仅通过逻辑是没有办法来判断，哪一个范式要比其他的范式更好。

按照库恩的术语来说，范式和范式是“不可公度的”，或者说不说“不可通约的”。

为什么我认为，天文学要比占星术好呢？因为，天文学家不断地通过修正自己的观察工具，例如制造更大的望远镜。来获得很多的经验证据。

但是占星学家却没有这样的手段，他们只能用肉眼，或者非常简陋的望远镜来看星象。

这样天文学家就可以发现很多反常现象，来对以往的理论提出质疑。关键还在于，天文学能够提出一套范式，而占星术不能，所以它还在前科学的阶段。

四、库恩反对波普尔

我在上一次课程就讲过，库恩是既反对归纳主义，又反对波普尔的证伪主义。今天就要来讲一讲，库恩为什么要反对波普尔的证伪主义。

波普尔有一个著名的提法：科学开始于问题。换句话说，人们总是有一种对自然界的猜测，猜测总是从问题开始的。因为人们经常会看到与常识不一致的现象。 

有了这些矛盾，于是人们就开始猜，有些猜想是没有根据的，属于胡乱猜。所以，波普尔说，理论就是大胆的猜测。 

波普尔把自己的哲学立场叫做“批判理性主义”。 

波普尔对此有一个形象的比喻：他说人的理性好像一个探照灯，它以假设来给出观察的角度和方向，并且照亮未知的领域。 

但是，证伪主义有一个很大的问题。

首先，证伪本身包含了一个逻辑问题。简单来说，当我们观察到一个现象，它和理论的预测不符合。那么，这并不能直接得出结论说，是理论错了。从逻辑上分析可以说，要么是观察出问题了，要么是理论错了。两种可能性都是有的。

但是单凭逻辑，是无法判断，究竟是理论错了，还是观察出问题了。没有什么，可以让我们总是去放弃理论。也许可以接受，我们的观察出错了。

例如在哥白尼的时代，因为没有好的望远镜，一些用肉眼对金星和火星的观察结果，因为与理论不符合，就直接被放弃了。而反过来，如果科学家们严格遵守他们的方法，可能后来被认为是很好的理论，就会胎死腹中。

此外，库恩就认为，波普尔的理论派出了任何科学发展和增长的可行性。

库恩认为，没有什么所谓发现的逻辑，而只有发现的心理学。在科学中，反常、矛盾是必不可少的。在常态科学中，一种占统治地位的范式，可以保证科学的增长和发展。而波普尔提出的证伪，也仅仅是在库恩所说的范式当中，才可能进行的。

库恩认为，波普尔的证伪主义，不能用在一切科学阶段，而仅能用在革命的阶段。在常态科学的阶段，科学家必须要坚持范式。但是，任何范式最终都会被危机所推翻。就像所有的王朝都要衰亡和倒台一样。所以说，库恩的危机理论是一种心理概念，它好像一种传染病。

新范式会带来新的理论，新的规则，同时旧的理论和规则，就会被清理掉。好像上一个王朝留下的遗老遗少一样。可见，库恩所说的“科学革命”当中带有一种非理性的成分。所以在《科学革命的结构》全书结尾处，库恩把新范式的出现，比作一种新物种的出现。

这里他借用了生物学进化论的观点。在自然选择之前，生物进化本身是没有特定方向的。科学既是进化的，又是革命的。

五、科学实在论和工具论

这里再给大家介绍一个科学哲学当中的基本讨论：科学实在论（realism）和科学工具论。我们先来讲科学实在论。

科学实在论认为：科学理论本身是实在的，是真实的。科学是一种理论，不仅能够进行预测和解释，还要反映事物本来的面目和真实的情况

反过来的观点认为，科学不过是一套语言体系，它研究的对象是实在的，但是科学本身不是实在的。

这被称为“非实在论”。或者说，我们仅仅把科学视为一种工具。所以，这种立场被叫做“科学工具论”。

工具论者认为，一种理论能够进行预测和解释就可以了，至于它到底是有没有反映了现实的状况，并不重要。

其实，库恩和波普尔的差异，从根本上来说，是工具论和实在论的差异。

库恩更多的是科学工具论者；而波普尔是科学实在论者。

波普尔认为存在一个世界3：他在1972年出版的《客观知识》中提出，存在三个世界：

世界1是物理对象的世界；

世界2是心理和意识的世界；

而世界3是人类精神活动创造出来的客观世界。

科学就处在这个世界，它不会因为个人的心理活动、意识而改变，也不会因为单个物体的消失而改变。

世界3是一个客观世界的世界，它是超越主体的。

但是，库恩没有那么强的本体论。他不能接受世界3的预设，认为科学家并不外在于客观世界。他更多地认为，科学理论是工具。

库恩认为，范式对科学家来，就好比工具和工匠的关系。范式是科学生产的工具。 

如果工具很好用，科学家不会对它产生质疑，就会说一直用它来劳动，不会轻易更换它。但是如果一个工具逐渐不顺手的了，那么工匠就会开始怀疑，考虑要更换工具了。所以，有人会把库恩放入后现代的思想阵营里面去。

因为库恩深深的怀疑，科学是线性发展的，是持续和积累的。相反，库恩认为科学是不连续的、不可通约，也不是统一的。这和启蒙时代的科学观念已经相差很大。

不过也有学者指出，库恩理论当中的一些问题：例如很多新范式出现的时候，原来的老范式并没有出现什么危机。例如，爱因斯坦在1916年提出相对论之前，牛顿的万有引力学说，并没有出现很多问题，也就是说没有什么危机。

六、结尾

无论你是赞成还是反对库恩，他的一些术语，例如范式转换，已经成为家喻户晓的概念了。

我个人觉得，科学真正吸引人的是一些顿悟的时刻，突然相通了，有了一个绝妙的主意。也就是在科学史上，经常出现的科学家灵光乍现的时刻。 

例如阿基米德在洗澡的是候，突发奇想，认为物体浸在水中排出水的重量，是和它受到的浮力一样的。这就是一个大胆猜测。然后再去验证，果然如此。 

我们现在把它叫做“尤里卡时刻”。尤里卡是古希腊语，意思是：“好啊！有办法啦！”

我来总结一下今天课程的内容：

首先，我们来具体比较了一下，哥白尼的日心说和托勒密的地心说的理论。

然后，我们分析了一下，为什么会出现科学革命？

紧接着，我来着重介绍了，库恩为什么对波普尔的证伪主义不满意。

最后，我们来看一下，科学实在论和工具论的差别。

好，现在我想提出本周课程的问题，在你的生活中出现过尤里卡时刻吗？

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