读哥白尼革命

读库恩《哥白尼革命》B20140090陈子繁哥白尼革命是科学史研究领域中的一个热点，库恩的叙述明显不同于其他人之处是：他更关切哥白尼革命的多元性意义，核心是数理天文学的一个转型，但包含着宇宙学、物理学、哲学和宗教方面的概念变革，尤其是思想史上的意义。哥白尼革命共七章，七章中，前两章里库恩主要考察天文学观察与天文学本身；第三、四章，库恩更多地关注天文学在其中得以施展的思想的社会的和经济的环境，讨论天文学概念体系对于科学的、宗教的以及对于日常生活的涵，揭示出数理天文学概念中的一个变化何以能够导致革命性的结果；最后三章，库恩处理哥白尼的工作(第五章)，它的被接受(第六章)以及它对新的科学宇宙概念的贡献(第七章)。我主要阅读的是前四章。哥白尼革命第一章题为古代的两球宇宙，分为哥白尼与现代精神、原始宇宙论中的天、恒星、太阳作为一个运动的恒星、科学宇宙论的诞生—两球宇宙、两球宇宙中的太阳、概念图式的功能、两球宇宙论的古代竞争者等九个小节。在这一章中库恩主要介绍了古代的宇宙论，从原始宇宙论中的苍弯观念，到希腊科学宇宙论中的两球宇宙学说，再到太阳在该宇宙体系中的运动情形，意在使读者对于哥白尼前的宇宙理论有充分的了解。所叙述的内容，几乎全是科学史常识。作为提纲挚领的一章，库恩在题哥白尼革命与现代精神的第一小节中，阐明了哥白尼革命的意义，为全书的研究视角定下了一个基调。库恩指出，哥白尼革命的首要含义是天文学基本概念的变革。革命前，天文学家根据地球这一固定的中心来测算恒星和诸行星的运动；革命后，太阳在天文学中取代了地球成为行星运动的中心，地球失去了其独特的天文学地位，成为众多运动行星中的一员。但是，库恩更着重强调，天文学的变革并非这场革命的全部含义。哥白尼革命实际上是一场观念的革命，是人的宇宙概念以及人与宇宙关系的概念的一次转型：前人把地球看成上帝造物的独一无二且处于焦点的中心，而后人们相信地球仅是盲目地环绕着无限多个恒星之一旋转的一颗行星，从而对自己在宇宙图景中地位的估价与其先辈相当不同。这些东西是哥白尼的天文学理论所始料未及的。这场革命引出了许多新的问题，它们作为对古典天文学的修正而被引入，但却成了宗教!哲学和社会理论中巨大争论的一个焦点。经过这场革命，科学赢得了在西方社会和西方思想的发展中扮演的新的重大角色。库恩在提到天文观察和理论对于古代和现代宇宙论思想的影响时，指出了宇宙论对于人类的意义，在此可以看到库恩一开始就具备的有别于一般科学史家的哲学意识。因为宇宙论历来是哲学家处理的对象，在前苏格拉底哲学时期，宇宙论甚至是自然哲学家们思考的重心。库恩认为，宇宙论的意义在于，它既能满足人们的日常需要，为人们的日常生活及神的活动提供舞台，又能够在心理上为人提供一种世界观，这种世界观渗透在人类每一种实践的和精神的活动中，并且赋予它们意义。总之，它为人类整合宇宙，使人在其中有一种家园感。库恩断言，人类若不发明一个宇宙论是不会持久地生存的。。天文学与宇宙论关系密切，在库恩看来，天文学与宇宙论之间存在一种张力。天文观察是构成宇宙结构的重要资料，然而观察并不会得出直接的宇宙论结论，宇宙论出自人们的想象。观察是客观的，宇宙论却是主观的。反过来，宇宙论要提供对可观察的天文现象的说明，宇宙论必须满足对天文观察的说明才能被相信。这意味着，观察是一把双刃剑，既可能证实一种宇宙论，也有可能与之冲突而摧毁一种世界观。鉴于观察的重要性，库恩在本章中不厌其烦地描述了古代天文学观察的各种细节。第二章题为行星问题，接续第一章，进一步介绍行星理论。本章分为行星的视运动、行星的位置、同心球理论、本轮和均轮、托勒密天文学、剖析科学信念等六个小节。本章从视运动概念谈起，经过对圆轨道，本轮一均轮系统，偏心圆等技术知识的讨论，完成了对托勒密天文学行星理论的概述。库恩指出，古天文学知识，尤其以两球宇宙为名的天文学，是一个概念图式，是一种理论，是人想象的产物，由观察得来但同时又超越了观察，和传统的或直觉的想法相反，事实上科学谈论的不是自然界而是人对自然界的理解。一方面，科学的内容确实是关于我们身处其中的宇宙万物的；另一方面，科学又是人对于这种外在世界的理解，因而又是人脑的创作。两球宇宙理论即是这样一种概念图式。库恩首次提到概念图式是在第一章中，库恩说：从这些观察中得出的理论或概念图式确实取决于科学家的想像，它们完完全全是主观的。在第二章中，库恩更多地提到了概念图式的功能。概念图式提供了一个研究者可以方便使用的框架，可以把纷乱杂陈的观察归纳到这样一个有序的结构之中，从而大大简化关于宇宙的描述，这是这一作为概念图式的理论的逻辑功能。从简单性原则来看，两球宇宙是很成功的。此外，它还提供了对自然现象的一种理解，一种世界观，按库恩的说法，这是这一理论的心理功能。当人们能够从逻辑上解释，从心理上理解日月星辰的升降隐现，他们就愿意用这一概念图式来考虑问题，以作出进一步的预测。库恩认为，哥伦布对地球为球形的信念，就是这种概念图式富有成效的一个例子。就效果而言，这种概念图式成了一种信念，但是科学并非纯主观的臆造，它还受制于客观的自然界，主观与客观的连接点在于观察，尤其是对科学所预期的事实的观察，预言应验，则理论为真，反之，则理论为假。在此我们似乎可以看到波普尔证伪理论的影子。但库恩进而认为，事情并没有那么简单，因为在科学史上，没有出现过如此简单的事情，同时在技术上也不可能做如此清晰明确的决断，观察从未在绝对的意义上与一个概念图式不合，因为概念图式提供的指导本身并不是那样的直接和明确。可见，概念图式与波普尔的作为猜想的理论还是有区别的。例如，托勒密的日心说，一方面在其存在，并被利用为基本的解释框架的一千多年中，不断地与观察数据发生或大或小的冲突，一方面又经历不断的，或大或小的修改使之与观察更加一致。哥白尼以前的天文学家并没有立即抛弃旧有的托勒密体系。事实上，他们在这一体系中坚持工作了一千多年，进行了各种各样精巧的修补和改造。对此，库恩问道：是什么把看起来是暂时的偏差转变为不可避免的矛盾?一代人褒扬为设计精巧，适应性强和结构复杂的一个概念图式，如何可能在后来的一代人那里变得晦涩、暖昧和笨拙？为什么尽管存在偏差但科学家还要坚持那些理论，己经坚持了又为什么要放弃它们呢？库恩说这就是剖析科学信念所产生出来的问题，即一个运作顺利的概念图式如何被替换的问题，这就是科学革命的概要的逻辑结构。第三章题为亚里士多德思想中的两球宇宙，本章分为亚里士多德的宇宙、亚里士多德的运动定律、亚里士多德的充实性（plenum）、天的威严、透视亚里士多德世界观等五个小节。亚里士多德的物理学和天文学当然是库恩首先要考察的一大源流。库恩介绍了亚里士多德物理学的主要概念。亚里士多德物理学的范围要比今天的物理学广阔得多，上至天文地理，下至物质生成，物体运动，都在其视野之内。而亚里士多德的目的，是要建立一个包罗这纷繁世界并能给出统一解释的宏大体系。这一目的决定了他与托勒密的描述性的理论不同。为了解释，亚里士多德构造了世界赖以建立的要素：对于宇宙整体而言，是一种被称作以太的无所不在的东西；对于人类侧身其间的现实世界，或者按照亚里士多德所说：月下而言，则是水土气火四大要素。宇宙中没有空的地方，因为自然厌恶真空，日月星辰也并非悬浮于空中，而是镶嵌在一个同心球上。对于月上天即天体，和月下天即地球表面附近的物体，各有一套原则来约束和规范其运动：月上天为圆周运动，无所谓开始，也没有结束，于是永恒；月下天为自发运动，物体要寻找其自然位置，于是轻者上浮，成云成气，浊者下沉，成石成土，月上天的理论不能用于月下天，反之亦然。这样，亚里士多德就从另一个角度，在不太精确的意义上或者可以称作从力学或物理学的角度提出了对行星运动的解释。库恩指出，这种解释日后同基督教的教义相结合，构成了以后近两千年内西方思想界对宇宙理解的正统概念图式。第四章“重铸传统：从亚里士多德到哥白尼时代”分为直到13世纪的欧洲科学与学术、天文与教会、亚里士多德的经院批评者、哥白尼时代的天文学等四个小节。这也是库恩叙述哥白尼工作前的最后一章。库恩认为这些革命前导因素可以分三个方面考察：宗教、学术和天文学技术方面。对于早期基督教教义来说，亚里士多德的理论无疑属于异端邪说。因为圣经里对宇宙的说法明显与亚里士多德的描述不同。但经过长期演化，到十一世纪时，亚里士多德的理论又被采纳为正统。这样，尽管在细节上亚里士多德与圣经还有不合甚至抵悟之处，但根本的冲突还是得到了化解。所以古希腊特别是亚里士多德的学说，在哥白尼革命前的三个世纪里得到了广泛流传。这种流传一方面使人有机会了解古代学术，一方面也使得古代学术有机会受到当时学者的批评和质疑。这种学术上的质疑，被库恩列为前导因素的第二方面。其中最突出的，对于哥白尼革命最有意义的，是巴黎学派的奥瑞斯姆关于运动的相对性的论述。奥瑞斯姆强有力地说明了：没有任何论证可以断然判定地球是运动还是静止的，这就为哥白尼地动说扫除了障碍。在讨论这两方面的前导因素时，库恩常从整个西方思想历史的角度去考察问题。这样做法的好处是视野开阔，尤其是对一般读者来说，容易建立一套完整的历史演变图景，这种讨论，兼顾了西方传统的延续和多样。然而采用这一写法，引发了另一方面的问题。既然强调历史源流，强调重视整个历史演进而不是发现本身，则这种关于前导因素的讨论就好像又变成了历史背景的叙述，而不是直接的有因果联系的因素。而且，这种对西方思想发展的源流考察时常陷入困境。比如，在相当细致地介绍了奥瑞斯姆关于运动和重物下落的非亚里士多德的观念之后，库恩又承认，事实上哥白尼可能并不了解奥瑞斯姆的贡献。整个哥白尼革命与事件发生前的历史事件的联系只能说是他一定知道他们的某些工作和他或许至少听说过那篇非常著名的论文。无疑，在这个最重要的关键点上，库恩是深感无力的。于是，库恩又适时回到了天文学本身。在以哥白尼时代的天文学为小标题的一段文字中，主要的内容是介绍新柏拉图主义学派的学者。最后，库恩归结到哥白尼，认为新柏拉图主义为哥白尼革命搭建了概念舞台。和前三章相比，库恩讨论哥白尼革命的直接原因的第四章显得比较无力。库恩想要考察直接的有因果联系的前导因素，却又一再陷入到整个西方思想史的背景与源流的一般性介绍上。