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说说库恩的理论

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快刀浪子


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说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

库恩的理论争论很大,有人认为很了不起,有人非常不屑。我的看法大致处于两者之间,认为他的理论还是有些意思。下面简单介绍一下库恩的理论,再谈谈自己的看法。

1947年夏天,库恩还在读物理学博士,当时要做一个力学史方面的演讲。他阅读了亚里士多德的著作,发现他的理论不仅是错误的,而且不可理喻。在反复阅读后,库恩恍然大悟,原来亚里士多德力学所用的概念和现在的含义不一样,所要解释的现象也不完全相同。于是他的理论变成可以理解的了。用库恩后来的话说,从亚里士多德物理学到牛顿物理学经过了范式的转换。

库恩在这件事上受到了启发,经过多年酝酿,于1962年出版了《科学革命的结构》一书,系统地阐述了他的科学观。 后来又出版了《必要的张力》、《结构之后的路》,对原来的观点进行一些修正。

1、范式

库恩理论的核心概念是范式(paradigm)。范式这个概念有点含糊,大概意思是,不同范式的世界观不同,理论的核心要素理论的框架也不相同。科学革命前后的理论属于不同的范式,比如牛顿力学和爱因斯坦的相对论就属于不同的范式,革命后绝对的时空观变成相对的时空观。

库恩认为科学发展分为常规科学和科学革命不同的阶段。在常规科学阶段,积累新的实验数据,完善现有的理论,知识是累积式增长的。在理论遇到大量的反常后,就会发生科学革命,发生范式转换。范式的转变是通过顿悟瞬间完成的,是一种飞跃。这时候科学发展是非累积性的,革命前的很多知识甚至一些问题都被抛弃了,保留下来的知识也在新范式下得到了不同的理解。

2、不可翻译

库恩原来提出,革命前后的新旧理论是不可通约的(incommensurable)。有人把不可通约理解成不可比较(uncomparable),认为库恩是相对主义者。库恩不认同,后来用不可翻译(untranslatable)代替了不可通约。

不同范式下的核心概念反映了不同的理论不同的世界观,不同范式对事物的分类标准不同。概念处于相互联系之中,只有通过和其他概念的关系才能确定一个概念的意义。这些因素都会导致某范式下的一些概念,无法用另一个范式的语言翻译出来。

比如,“燃素”这个概念,无法用现代的化学术语翻译。量子力学中的波函数、叠加态等概念也不能翻译成经典物理中的词汇。即使在两个范式下都存在的词汇,有时也无法互相翻译。比如在古希腊人的观念中,太阳、月球、水星、金星、太阳、火星、土星和木星都归为行星。在哥白尼革命后,太阳成了恒星,地球被归入行星,而月球成了地球的卫星。分类发生了变化,而且出现了“卫星”这个新的类别。在古希腊,“太阳是行星”这句话是真的,但它无法翻译成现代科学的语言。

3、翻译和解释

库恩区分了翻译(translation)和解释(interpretation)两个概念,不可翻译不意味着一定不可解释。翻译是指一个词汇用另外一组词汇等价地表达出来,而解释不用如此严格。比如,燃素虽然无法翻译成现代化学术语,但仍然可以用现代化学术语进行解释,从而获得一定的理解。

革命后新理论无法翻译成旧理论的词汇,那支持旧理论的人如何明白新理论的意思呢?首先要学会新理论。如何学呢?用旧理论的词汇对新理论进行解释,获得理解。更重要的是,学习如何使用新理论。会用了,自然就理解了,这和我们学习语言的过程是一样的。学习语言,就是在语境中学习,在使用中学习。就库恩自己的例子,也是在看书过程中,学习亚里士多德如何用他的理论来解释自然现象,然后才明白以前的概念和现在的含义不同。

4、两可图

库恩还用两可图进行类比,说明科学革命的性质。两可图是在同样的线条中看到了不同的物体,而科学革命是在同样的数据中看到了不同的理论。

下面这张图既可以看做是花瓶,也可以看成是两张脸,关键是把白色部分还是黑色部分看成是背景。



脸和花瓶属于不同的范式。它们是一个整体,要么看到脸,要么看到花瓶,不会有一个中间状态。不可能同时看到两者,部分是脸部分是花瓶。范式的转换是顿悟,是瞬间完成的,没有过渡状态。

花瓶词汇和脸的词汇是不可翻译的,不能用鼻子眼睛等词汇组合起来翻译花瓶这个词,这些词汇最多可以用来描述花瓶。虽然如此,看到花瓶的人仍然可以和看到脸的人交流,帮助他也能看到花瓶。

5、几点看法

下面谈谈自己的看法:

A、科学的发展不完全是知识的累积,会发生科学革命,基本原理发生变化。对于熟悉科学史的人来说,这一点显而易见。但库恩毕竟是第一个系统讨论这一点的人。关于科学的发展,库恩的论述并不精确,不一定积累大量反常才发生科学革命,比如广义相对论并不是因为原来的理论遇到大量反常才提出来的。

B、范式这个概念在自然科学外的领域更有用武之地。比如人文学科,文科理论不能通过做实验来决出不同理论的胜负。如果两个理论属于不同的范式,它们用到的概念不同,基本假定不同,有时甚至连理论评价标准这些基本价值观都不一样,如何比较它们的优劣确实是个值得讨论的问题。再比如西医和中医,两者属于不同的范式,西医是科学,中医不是。中医理论无法用西医的语言翻译,尽管后者可能可以用来解释前者。

C、新旧范式下理论的不可翻译性。我感觉是正确的,关键是如何更清晰地论证这个命题,清晰地论述翻译和解释之间的关系。在这一点上,库恩后来也做了很多努力。另外,我觉得“不可翻译”在一定程度上是“概念的意义依赖于语境”这个观点的拓展深化。

D、用两可图类比科学革命既有一定的道理,也有不足。两可图中,我们必须把那些线条看成有意义的整体,因此两可图不存在中间状态。而在科学中,只要理论能有效地预测和解释现象就行了,并不要求理论必须是严谨的整体,允许其存在漏洞甚至是矛盾,尽管这是我们努力要避免的。比如,从经典力学到量子力学,在一段时间内就处于相对混乱的中间状态。据说后期库恩放弃了“范式的转换瞬间完成” 这个观点,不过我没有查阅相关的资料。

发表时间: 2014-04-30, 06:15:53 >> 察看个人资料

卢昌海


Re: 说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

快刀兄好文! 已在微博上作了推荐。

库恩此人我印象还不错, 并在以前微博中表示过 “在科学哲学家之中, 有一位是我印象较好的, 那就是库恩 (Thomas Kuhn)。 只不过那好印象并非来自他的《科学革命的结构》(The Structure of Scientific Revolutions), 而是源于他对科学史的贡献——他写过两本科学史专题著作, 更重要的则是: 他主持建立了 “量子物理学史档案馆” (AHQP)。”

他的科学哲学——就像其他人的科学哲学一样——在我眼里仍不免有很多可以商榷的地方, 这或许是科学哲学的特点吧。 不过一写起来就是时间的无底洞, 而且很多商榷之意或许他之后的科学哲学家们早已提出过了。

宠辱不惊,看庭前花开花落
去留无意,望天空云卷云舒

发表时间: 2014-04-30, 08:23:41 >> 察看个人资料

快刀浪子


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Re: 说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

谢谢昌海兄的推荐。

同意三思小新的看法。科学革命前后理论的变化没有库恩说的那么大,范式变换用在炼金术和化学、亚里斯多德物理和牛顿物理、中医和西医这种大相径庭的理论体系更合适。

发表时间: 2014-04-30, 17:45:26 >> 察看个人资料

Fantadox


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Re: 说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

我不觉得有什么不可翻译的。这这种理解困难主要是大量同名概念的含义发生改变导致的。

就好像经常有学了点生物知识的人纠正别人说:鲸不是鱼。事实上在现代生物分类出现之前,人们口中那个鱼的原始含义就包括鲸在内,甚至是泛指水里游的(例如鱿鱼、章鱼都算是鱼)。生物分类出现之后从日常语言借用了鱼这个词,却改变了这个词的含义,特指用鳃呼吸用鳍游动的水生脊椎动物。如果以现代生物分类的语言直接生硬理解过去的人关于各种生物的描述,也会觉得简直不可理喻。

这些混乱本可以通过一种方式避免,就是如果新的概念跟原有的任何概念含义都有所差别,就创造一个新名词,但这样一来又面临名词数量激增的问题,很不经济。于是人们就要经常借用一些原有的词汇表达新的概念。物理学里面的work、energy、power、force,每一个都是从日常用语里面借用的。但我们都知道在谈论物理学问题的时候这些概念跟生活中的含义毫无关系。否则我们如果以为人们日常生活中说的这些词就是物理学术语就麻烦了,你会发现人们平常说话的内容都是不可理喻的。但有些学科,比方说生物学经济学心理学等等,经常出现的一种情况就是他们说的东西跟日常生活很近,所以相关理论中的概念名称很容易被套用到生活语言中理解,但实际上含义跟日常含义又有很大区别,经常导致很严重的混乱局面。物理学和数学由于脱离生活很远,借用生活名词反而很难引起混乱,但不同时代的物理学和数学由于同名概念往往相关相近却又有重要差别,所以也容易造成混乱。

我觉得所谓的范式转换不过就是语言演变,这件当然是可以翻译的,了解不同『范式』下的科学知识,需要做的类似于掌握一门跟你原来语言差异不大的小外语,不过比较困难的地方是这样的外语往往没有系统化的教材可用,你往往要从各种零碎的知识中摸索理解。

至于世界观的演化,我认为这倒不是导致不同『范式』之间理解困难的直接原因,但世界观的演化往往连带发生大批词汇含义的演化。如果能熟练掌握词汇含义的改变,我认为理解不同的世界观就不存在困难。

另外,世界观这东西,或者按照哲学中的说法是关于世界的所谓·根本·看法,往往都是超出可观察范围的超经验理论,在我看来是因为很多人对世界的“本质”有着某种不可检验的信仰,如果不能把科学理论纳入到这种信仰框架下,许多人就不愿接受。

The road to hell is paved with good intentions.

发表时间: 2014-05-01, 00:16:00 >> 察看个人资料

胡一指


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Re: 说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

膜拜一下楼主的文章。作为一个不懂哲学的普通人想问一下自己思考的问题,可能与文章无关。

如果理论的是对事实,事件,现象的一种描述。 是否任取一事实,事件,现象一定存在且仅存在一个理论来描述?

发表时间: 2014-05-01, 03:52:07 >> 察看个人资料

快刀浪子


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Re: 说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

::如果理论的是对事实,事件,现象的一种描述。 是否任取一事实,事件,现象一定存在且仅存在一个理论来描述?

不知道。不过很多人相信,我也相信,事实就是你说的那样

发表时间: 2014-05-02, 00:28:15 >> 察看个人资料

快刀浪子


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Re: 说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

::我觉得所谓的范式转换不过就是语言演变,这件当然是可以翻译的,了解不同『范式』下的科学知识,需要做的类似于掌握一门跟你原来语言差异不大的小外语

语言演变不见得就是可翻译的吧。翻译是指用旧词汇的组合来表示新词汇,使得意义保持不变。
这就涉及到概念的意义问题,我觉得这个问题不容易说清。怎么确定一个概念的意义?具体概念,比如行星、鱼等概念的意义还比较清楚。抽象概念的意义就比较麻烦,比如牛顿物理的质量、同时性等概念和相对论中的相应概念含义完全相同吗

发表时间: 2014-05-02, 00:29:17 >> 察看个人资料

星空浩淼


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Re: 说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

快刀兄好文!

我在故我思

发表时间: 2014-05-03, 07:07:19 >> 察看个人资料

saintpal


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Re: 说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

::如果理论的是对事实,事件,现象的一种描述。 是否任取一事实,事件,现象一定存在且仅存在一个理论来描述?



这个问题的答案是否定的。而且理由非常显然。

发表时间: 2014-05-04, 04:50:27 >> 察看个人资料

saintpal


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Re: 说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

::如果理论的是对事实,事件,现象的一种描述。 是否任取一事实,事件,现象一定存在且仅存在一个理论来描述?



这个问题的答案是否定的。而且理由非常显然。

发表时间: 2014-05-04, 04:50:27 >> 察看个人资料

快刀浪子


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Re: 说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

::这个问题的答案是否定的。而且理由非常显然。

哦,你说得对。我把问题理解错了,还以为他问的是:是否存在唯一的理论解释这个世界的所有现象

发表时间: 2014-05-05, 04:37:14 >> 察看个人资料

星空浩淼


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Re: 说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

正常人无法向天生的瞎子解释什么是“红色”,因为正常人的语言“范式”与天生瞎子的语言“范式”,不完全相同。这可以看作是无法翻译的一个例子。

如果不能这么套用“范式”这个概念,以上就看作是一种比方。

我在故我思

发表时间: 2014-05-05, 06:01:56 >> 察看个人资料

Fantadox


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Re: 说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

::语言演变不见得就是可翻译的吧。翻译是指用旧词汇的组合来表示新词汇,使得意义保持不变。
这就涉及到概念的意义问题,我觉得这个问题不容易说清。怎么确定一个概念的意义?具体概念,比如行星、鱼等概念的意义还比较清楚。抽象概念的意义就比较麻烦,比如牛顿物理的质量、同时性等概念和相对论中的相应概念含义完全相同吗
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不同经验理论的相同概念必须对应相同的经验对象,换言之对这个对象可操作观测手段必须是完全相同的,否则就不对应同一个概念。不直接涉及经验对象的抽象概念都能被还原为直接涉及经验的概念,同样,只有能够被以相同方式还原为相同的直接经验概念的那些抽象概念才能被当作是同一个概念。比方说两个理论中都有同时性这个概念,仅当这两个理论给出的测量同时性的操作手段完全相同,二者中的同时性才对应同一个概念。

如果将翻译定义成词汇的直接映射,许多时候都不可直接翻译,很多词汇根本找不到直接的对应。但随便两个语言之间都会存在这种情况,大量词汇都不能直接对应,但可以用另一个语言的概念表达,虽然有时候可能会比较繁琐复杂。牛顿理论中的某些概念跟相对论中的同名概念当然未必能直接等同,换名字可以解决问题,但代价较高。不换名字代价较低但容易混淆。所以如果同时讨论两个理论中的同名概念,每次就必须明确指出是那个理论的,而单独谈论一个理论时则不必。

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发表时间: 2014-05-06, 09:30:01 >> 察看个人资料

星空浩淼


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Re: 说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

量子力学产生之后,人们习惯性地企图用经典力学语言来理解之、解释之,结果遇到很多困难和不一致性。我们可以说,用经典力学的理论体系及其语言,无法完全翻译量子力学。量子力学无法向经典力学归约。

所以后来一些先贤们,试图专门澄清这个问题,为此写出诸如“Speakable And Unspeakable In Quantum Mechanics ”此类的专著或者论文来

我在故我思

发表时间: 2014-05-06, 19:51:29 >> 察看个人资料

胡一指


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Re: 说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

谢谢 saintpal 和 快刀浪子的回答。我也觉得这个命题是错误的。

不好意思,可能其他地方已经有答案了,只是想说说自己想到的问题。

很多时候我们在找寻对一类事实的描述,

但是如何知道这类事实是否存在描述,或是否能被单一理论所描述。

发表时间: 2014-05-12, 03:25:52 >> 察看个人资料

Fantadox


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Re: 说说库恩的理论 [文章类型: 原创]

正常人无法向天生的瞎子解释什么是“红色”,因为正常人的语言“范式”与天生瞎子的语言“范式”,不完全相同。这可以看作是无法翻译的一个例子。

如果不能这么套用“范式”这个概念,以上就看作是一种比方。
——————————————————————————————————————————————

可以向天生的瞎子解释红色,只是比较繁琐。

1.通过让瞎子摆姿势而正常人不需要触摸瞎子的就可以说出瞎子姿态的相同或不同,向瞎子证明正常人具有非接触的感知外形的能力,而且这种能力可以被墙壁等物体消除。告诉他这叫视力。

2.给瞎子两个触摸起来感觉完全相同的小彩球,正常人却说这两个球的表面的某个性质有所不同,这种性质名叫颜色。瞎子虽然摸不出区别,但可以放在手里记住两个球的编号,随机挑取一个球要求正常人说出颜色,他会发现正常人说出的颜色名称总是准确滴对应他给球设定的编号。

瞎子通过上述两个实验可以确认正常人具有视力并且通过视力能够感知一种叫做颜色的表面性质。这跟物理学家通过仪器来发现和测量那些人原本无法分辨的属性的过程本质上没有区别。如果给瞎子提供一个随时可以测量颜色并且报告出来的便携仪器,而且瞎子的生活中经常需要辨别颜色,那么随着训练的深入,瞎子对颜色这个概念的把握就会越来越自如,甚至熟练到好像这台仪器已经成为他自身的感觉器官一样。

如果把人看做一台图灵机,感官和运动器官只是这台自动机的输入输出接口。接口越多,能够同时并发传递的信息就越多,这就好像多条纸带的图灵机。但多条纸带并不能提高这台图灵机能够计算的问题范围。即便这台图灵机只有一条能够输入和输出区区两个可区分信号的接口,原则上也可以计算其他具有任意多个纸带而且可以识别成千上万种不同信号的自动机解决的问题。图灵机无需考虑寿命,但人的寿命有限,接口太少效率太低很可能在有生之年完全不足以掌握最基本的生存技能。

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发表时间: 2014-07-02, 08:50:26 >> 察看个人资料
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