科研范式的確定會(huì)帶來學(xué)術(shù)的積累和進(jìn)步，對于過往科學(xué)理論和體系的發(fā)展的探究有助于對科學(xué)這個(gè)概念的更深刻理解。物理學(xué)就經(jīng)歷光的微粒說和波動(dòng)說的爭論，各有各的證據(jù)來支持，牛頓支持的粒子說可以解釋光的直線運(yùn)動(dòng)和反射，惠更斯則有衍射現(xiàn)象支持波動(dòng)學(xué)說，并最后由德布羅意提出的波粒二象性來解釋不同時(shí)候可以不同理論來理解特定現(xiàn)象。這種從經(jīng)典物理到量子物理的過渡，本質(zhì)上是不同尺度應(yīng)用的理論不一樣，隨著我們研究的深入，更加細(xì)化的研究可能有其它的適用理論，并且能夠在微觀層次解釋，并最終能夠回到宏觀層次的理論。而這給我們關(guān)于世界觀的突破，在微觀層次上，世界的本質(zhì)是概率，是不確定性。我們生命科學(xué)中孟德爾提出的遺傳分離和自由組合定律就類似于此，把性狀的出現(xiàn)與某種遺傳因子對應(yīng)，如同顆粒(Aa×Aa--AA:Aa:aa=1:2:1)，前瞻性地預(yù)見基因的存在，之后Avery等人找到DNA是生物的遺傳物質(zhì)作為這種概念的對應(yīng)，以及Watson和Crick的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，讓我們的研究能夠經(jīng)歷物理的宏觀到微觀的過程，從遺傳學(xué)探究到分子生物學(xué)，有足夠多的理由相信我們也在經(jīng)歷這種科研范式的轉(zhuǎn)換。并且基因在生物學(xué)的概念不斷擴(kuò)大，我們可以細(xì)化到DNA序列的各種元件如啟動(dòng)子，增強(qiáng)子等等，甚至可以找到染色質(zhì)上的組蛋白和DNA之間的各種化學(xué)修飾對基因表達(dá)調(diào)控的影響，如DNA甲基化抑制基因表達(dá)，組蛋白乙酰化促進(jìn)基因表達(dá)，染色質(zhì)可接近性和三維基因組結(jié)構(gòu)等等表觀遺傳學(xué)修飾圖譜讓我們不斷深入。隨著高通量測序技術(shù)的普遍化，就如同之前PCR技術(shù)，我們能夠?qū)ι懈顚哟蔚恼J(rèn)識(shí)，現(xiàn)在積累的生物學(xué)數(shù)據(jù)，讓人不由得期待能夠利用人工智能算法等等實(shí)現(xiàn)生物底層機(jī)制的發(fā)現(xiàn)，經(jīng)歷又一次的科學(xué)革命。
對于不同范式之間的不可通約性，我們可以描述為認(rèn)知障，即科學(xué)的很多假設(shè)是我們進(jìn)一步深入的障礙，但是沒有這種共同前提就無從討論。因此雖然會(huì)有一定的錯(cuò)誤的可能性，而且能夠開創(chuàng)新方向的只是少數(shù)，但是只要新范式能夠?qū)κ澜缬懈举|(zhì)的認(rèn)識(shí)，我們都應(yīng)該不斷追求它。
歷史的觀點(diǎn)
歷史的價(jià)值在于其不是一個(gè)靜態(tài)的資料積累的過程，而是其發(fā)展具有一定的內(nèi)在本質(zhì)，且能夠啟發(fā)未來可能的發(fā)展道路。需要注意的是，每個(gè)發(fā)展階段，對于同樣的資料，不同的思維模式可能做出不同的詮釋，這一點(diǎn)在當(dāng)時(shí)人眼里習(xí)以為常的很多觀點(diǎn)可能在如今的社會(huì)就是匪夷所思了。但這是時(shí)代的局限性，我們都是在前人的基礎(chǔ)上一點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)步的，對于前人不可過于苛求，后人也將是這樣看待我們的。
思想的確立和傳播，以及在這個(gè)過程中進(jìn)一步的發(fā)展，有其內(nèi)在的規(guī)律。理論的確定并非一個(gè)簡單的逐步完善的過程，但是我們可以看到其形成完善是有一定的結(jié)構(gòu)的，從而能夠理解為什么突躍式的發(fā)展不僅僅普遍，而且是必需，就如同寒武紀(jì)物種大爆發(fā)對今日生物多樣性的重要影響。這種保守的結(jié)構(gòu)被作者稱為范式paradigm，是比較公認(rèn)的科學(xué)成就，能夠?qū)τ谔囟I(lǐng)域的問題做出經(jīng)典的回答。而不斷涌現(xiàn)的科研成果一方面擴(kuò)大人類的認(rèn)知邊界的同時(shí)，也會(huì)帶來理論的矛盾，理論上特定的范式中這些矛盾是自洽的，這個(gè)時(shí)候就需要新的觀點(diǎn)來解決這個(gè)問題。
科學(xué)以及其演變過程是一體的，因?yàn)榭茖W(xué)不是固定的知識(shí)積累過程，而是進(jìn)化論式的知識(shí)積累和突變，產(chǎn)生類似于寒武紀(jì)生物大爆炸的突躍式進(jìn)展，一下子就進(jìn)入新的階段而不是逐步積累的過程。結(jié)構(gòu)比具體的內(nèi)容更加重要，因?yàn)楸硐罂梢跃哂卸喾N選擇，但決定具體表現(xiàn)哪種表象則取決于底層的機(jī)制結(jié)構(gòu)�？茖W(xué)以及其演變過程是一體的，因?yàn)榭茖W(xué)不是固定的某些研究成果的堆積，還包括如果涌現(xiàn)出這一批成果的底層結(jié)構(gòu)。就如同線性代數(shù)的運(yùn)動(dòng)和空間是一體的，都可以使用矩陣來描述。這本質(zhì)上是一種時(shí)空觀，運(yùn)動(dòng)和包含運(yùn)動(dòng)的空間是一體的。
本書的精髓是將革命的觀念引入發(fā)展的這個(gè)過程，這種劇烈的變化帶來世界觀的改變，涉及到重新定義，革命前后的科學(xué)范式有著不可通約性，找不到某種保守的不變本質(zhì)。而這種范式作為發(fā)展的保守結(jié)構(gòu)是我們看到科學(xué)發(fā)展的底層機(jī)制，在不同學(xué)科則有不同的范式結(jié)構(gòu)。
研究過程中會(huì)出現(xiàn)各種問題和反�，F(xiàn)象，經(jīng)過科學(xué)家的各種嘗試，最終得到問題的解決，可能有革命。
革命是世界觀的改變
本質(zhì)上科學(xué)研究就是在建立對世界的認(rèn)識(shí)，并且在這種觀念的建立之后嘗試去解釋世界，這具有很強(qiáng)的可塑性，以至于我們可以看到不同時(shí)代的觀念在一定程度上是雞同鴨講，后人不必對前人的觀念有太多的優(yōu)越感，因?yàn)樗麄冎皇侨狈ξ覀冃纬捎^念的時(shí)候所擁有的素材，而前人根據(jù)有限的資料努力形成完善自洽的世界觀的過程其實(shí)和我們沒有兩樣。就如同我們現(xiàn)在能夠普遍承認(rèn)的地球是圓的，可以有航天航空事業(yè)的發(fā)展，各種照片等等資料的佐證而深信不疑，前人的天圓地方說之類的也是根據(jù)有限的資料形成的自洽的理論。理論大部分時(shí)間都可以解釋，但總會(huì)隱含著不可解釋的矛盾，對矛盾的解決最終帶來觀念的突破，即范式的轉(zhuǎn)化，需要大量的科學(xué)成果來支持，不然就是空中樓閣水上浮萍。
而觀念的形成之后，對于同一事物可以有與之前不一樣的解釋，這種詮釋與之前的詮釋會(huì)具有不可相容性，即作者所說的不可通約性。在一定程度上，客觀存在是不變的，但我們的主觀想法決定對客觀存在的理解，這可以具有很大的多樣性。理論是觀念的產(chǎn)物，如果我們的觀念發(fā)生變化，這依賴于我們的訓(xùn)練，則我們將認(rèn)知不同的世界，比如說本來是鴨子的世界變成兔子的世界。這就是我們認(rèn)知世界的基本思維元素發(fā)生變化。
我們?nèi)祟愂歉拍畹纳�，對于底層元素的處理很多時(shí)候都是心有余而力不足，因此需要抽象形成足夠高維的產(chǎn)物，能夠在宏觀層次加以理解，比如說五行學(xué)說的金木水土火的性質(zhì)，也比如說弦論。在外人看來都是玄學(xué)，只有內(nèi)部人員才有一套自己的思維模式，并且隨著對世界解釋和預(yù)測的成功帶來越來越大的自信。
然后是為什么會(huì)發(fā)生這種觀念，即認(rèn)識(shí)世界的方式的改變呢?一方面是數(shù)據(jù)的不懂積累，另一方面是對數(shù)據(jù)的解讀即提出不同的假設(shè)并證偽，直至提出的假設(shè)暫時(shí)不能被推翻則接受為一個(gè)建立觀念的基本素材，而這將對后續(xù)的觀察和對數(shù)據(jù)的解讀產(chǎn)生重要影響。一些學(xué)科的基本假設(shè)有助于科學(xué)共同體形成一個(gè)整體，可以有可以交流的話語體系，但是隨著科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展看到這些假設(shè)的不可靠性，就需要推翻它們并形成新的假設(shè)。這種對過往假設(shè)的相信和懷疑就是科學(xué)共同體的共同信仰。世界上唯一不變的只有變化。
人類是經(jīng)驗(yàn)的奴隸，過往經(jīng)驗(yàn)對一個(gè)人的世界觀具有強(qiáng)大的塑造作用，并且在形成之后比較固定，很難改變。而科學(xué)家作為人類具有同樣的性質(zhì)，但是有更高的要求，即要努力擺脫成為經(jīng)驗(yàn)的奴隸，要不斷收集新的材料形成新的經(jīng)驗(yàn)，世界觀需要對變化更加寬容。這種經(jīng)驗(yàn)決定了對事物的闡釋方式，我們需要追求更加正確或者說矛盾更少的理論�？陀^事物不隨著我們主觀意識(shí)的改變而改變，但是如果我們的主觀意識(shí)越來越接近真實(shí)的世界的運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律，我們將從世界得到反饋，即我們的理論具有更強(qiáng)的解釋能力。
我們要避免事情發(fā)生發(fā)展是線性化的這種簡化假設(shè)，因?yàn)檎鎸?shí)情況的發(fā)展是復(fù)雜的，不是一帆風(fēng)順的，有起有伏，可能經(jīng)歷長久的停滯之后產(chǎn)生新的突變，但在一個(gè)足夠高的時(shí)間維度下，的確是可以看到前進(jìn)的趨勢，有的人就滿足于此，但科學(xué)家需要對細(xì)節(jié)有更深的探究�？茖W(xué)的發(fā)展不是有著美好藍(lán)圖然后一代接一代的科學(xué)家去添磚加瓦來構(gòu)建好宏偉的科學(xué)大廈，這藍(lán)圖并不存在。相反，更多的時(shí)候是大家在摸索的過程中逐步發(fā)現(xiàn)并不斷逼近世界的本質(zhì)。
范式其實(shí)就是一種看待世界的角度，之所以能夠從之前的范式轉(zhuǎn)換為新的范式，能夠?qū)τ谕瑯拥牟牧嫌胁煌难酃猓@只有在遇到原有范式不能解決的問題的時(shí)候產(chǎn)生。因?yàn)榉妒降霓D(zhuǎn)換不是一個(gè)主動(dòng)的過程，而是科學(xué)家在嘗試不同的解決方案的過程中所涌現(xiàn)出來的有用的方式。這種范式的轉(zhuǎn)換是劇烈的，本質(zhì)上不同看待世界的范式之間存在不可通約性。新范式之所以能夠取代舊范式，在于相信新范式的人愈來愈多，并在這個(gè)框架下繼續(xù)開拓新的領(lǐng)域，而堅(jiān)持舊范式的人也隨著在科學(xué)共同體的比例降低而逐步被淘汰。
科學(xué)持續(xù)進(jìn)步的結(jié)構(gòu)在于范式的不斷轉(zhuǎn)換，而范式的轉(zhuǎn)換不是一個(gè)平滑的過程，本質(zhì)上是一種革命，是兩種具有不可通約性的范式你死我活的斗爭，但是道路是曲折的，前途是光明的，新范式即使經(jīng)歷了失敗，最后一定也能夠成功。
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