高中科学论文
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高中科学论文篇一
试论科学美学范式
[摘要]从科学史上来看，科学研究是以实证为基础的理性活动。但是将理性作为唯一的研究方法是存在局限性的。在近代科学技术的发展中，非理性起到越来越重要的作用。科学美学作为一条重要的非理性因素，它在科学研究中的作用不容忽视，而就其本身而言也是具有可研究性的。
[关键词]理性 非理性 科学美学 可能性
[中图分类号]B834 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349(2013)02-0114-02
科学家都非常推崇美学对科学发现的积极作用，美学与人的情感的紧密相连也让一些人指出非理性的因素不能参与到科学理性活动中来。那么，作为一种非理性的因素是否能建立起一个系统化的规范，例如詹姆斯·W·麦卡里斯特的《美与科学革命》一书中就提出了“科学中的审美规范演化模型”，并且表明“科学的理性主义图像的根基既没有因为科学家乞助于审美考虑而受到侵蚀，也没有因为科学家参加科学革命而发生动摇”。
一、解释可能世界
在讨论可能世界之前，有必要先提一下现实世界。从古希腊自然哲学到今天自然科学和科学技术的发展，人类文明已经取得了辉煌的成就。在这一步步的变迁过程中，古代先哲和今天的杰出的科研人员提出无数个理论，构建出很多解释世界的图景，这一切都是人类为认识世界、改造世界做出的努力。而这个世界就是理性主义发展的现实世界。解释实在世界的方式的不断更替，让我们很难回答，究竟是解释世界的方式出了问题还是解释的对象就有问题。
理性思维对科学技术的发展起到了巨大的作用，但是将理性作为唯一的研究方法是具有两面性的，一方面指导促进科学技术的发展，另一方面工具理性和实用主义使得作为主体的人成了被科学技术奴役的对象。因此，单纯地从理性方面来认识现实世界是有局限性的。爱因斯坦指出，科学的真理具有外在的证实性和内在的完善性，但是内在的完善性必须在世界的整体化过程中才能完成。
可能世界是“理性超越现实世界后建构起来的形形色色世界的统称”。可能世界不仅包括人类通过自然科学建立起的世界图景，还包括人类在文学、艺术和宗教等领域建立起来的精神世界，可能世界呈现出前所未有的多样性、复杂性和系统性。人要经过感性——理性——实践才能完成认识世界的过程，因此，非理性、理性以及对理性的超越都是缺一不可的环节。所以，理性只能作为一个过程，而人类对可能世界的探索涉及到如语言、科学、文学艺术、历史和神学等人类思想所涉及到的文化领域，因此探索可能世界的方法应该是多样化的，如果坚持理性作为唯一的方法只能固步自封，得不到发展。
凡是方法都包含着对客观对象的规律性认识，是对客观规律的反映。被认识和反映的规律性构成方法的客观方面，而根据这些被认识和反映的规律制定的研究和改造客观对象的手段和方式则构成方法的主观方面。客观规律并不能构成科学方法，而根据客观规律所制定的那些用来进一步认识和改造现实，获得新成果的手段才是方法。主观判断也不能单一地作为科学方法，主观判断必须建立在客观规律的基础之上，作为一种扩展性的思维方式，发现沉寂在客观规律中的信息。
二、科学美学范式
库恩是科学哲学中历史主义的代表人物，他的《科学革命的结构》(1962年第一次出版)一书，提出了新的科学图景，即对形式主义的反对，建立起一个宏观的历史模式。
我们可以用这样一个图来概括库恩的科学发展模式：
前科学——常规科学——危机——科学革命——新的常规科学……
在一套科学理论形成系统之前，即在前科学时期呈现出一种众说纷纭和百家争鸣的情况，最终一个获得普遍认可的理论脱颖而出，成为研究某一科学问题的科研团体的集体规范，从而形成了常规科学。
库恩认为，常规科学时期的同一领域的科研人员有一个共同的理论基础，他们对该领域内的难题有着共同的理解和解决方法，“从事常规科学的科学家共享一个范式”。“范式”的形式是一门科学成熟的标志，它有完整的理论模型，并且有统一的规范来指导和组织科研人员进行研究工作。可以说范式充当着世界观的角色，并为后续的研究者提供了方法论。
在常规科学时期，研究者的主要工作就是解难题。解难题的活动应该在范式中进行，难题的解决是对该范式的补充和完善;而难题的未解决，也不是因为范式的理论错误，只能从研究者身上找问题。而这些未解决的难题只是一个反常，可以成为范式下科学共同体未来研究的目标。在这一时期内，人们并不对范式进行严重质疑，然而反常的积累却可能对范式造成致命的打击。研究者发现难题很难在旧的范式下得到妥善的解决，从而寻找具有全新理论基础和方法的框架，库恩称之为危机。如果旧的难题在新的框架下被克服，会有越来越多的研究者尤其是年轻的研究者会把这个新的框架完善成为新的范式，将旧的范式取而代之，并开始新的科学研究，从而进入一个新的常规科学时期。正如普朗克所说，“新的理论很少由于理性地说服了对手而得到认可，人们只需要等待，直到对手死去。”
范式看成科学共同体的投影与反映，所以科学共同体所具有的科学修养和心理特征正是范式所具有的理论体系和心理素质。库恩在《论科学和艺术的关系》一文里就对科学和艺术的异同做出了分析。他指出，美在科学中可以作为一种工具，亦即当几种理论在其他方面旗鼓相当时进行选择的标准，或者是一种能启发想象以设法解决麻烦的技术疑点的指南。所以，科学美学在范式中具有一定的作用。
库恩的科学发展模式对传统的科学发展观念是一个巨大的挑战，科学知识的增长不再是一个积累的过程，而是一个先进的范式取代一个落后的范式的过程。而且他甚至主张不同范式之下的理论存在着不可通约性，“因为在不同范式下工作的人以不同的方式看世界，因为理论术语的意义随着革命的发生而出现了变迁。”正因为库恩对科学图景全新的构建，颠覆了每个人对科学的合理性和进步性的认识。在这里，科学发展的历史不仅是一个进步的过程，而且是一个变迁更替的过程。 三、科学美学范式的意义
从科学史上来看，科学研究是以实证为基础的理性活动，但是客观性和逻辑性并不是它的全部，因为科学研究的主体还是科研人员，是人，这其中必然会渗透着人类的情感。爱因斯坦说：“科学作为一种现存的和完成的东西，是人们所知道的最客观，同人无关的东西。但是，科学作为一种尚在制定中的东西，作为一种被追求的目的，却同人类其他一切事业一样，是主观的，受心理状态制约的。”因此，科学研究不能被单纯地看成是对客观事实的证实，对美的追求在其中也有重要的作用。审美与艺术介于理性科学认识和感性伦理实践之间，美学也是一门“之间”的学问，它与多种学科有深刻的联系。科学美学可以作为一种探索可能世界的方式。但是在科学创造中，不能因为求美而失真。美和真这两个概念常常有机地联系在一起。虽然真的不一定是美的，但美的一定是真的。对美的探索能够引导真理的发现，向科学家提出暗示，不是直接指出真理之所在。发现真理也是科学的最终目标。而决定性的看法总是通过实践和行动来确定。
当然，科学美学范式也具有库恩“范式”的特点，在常规科学的活动中，也不乏由于拘泥美学观念而妨碍对真理的认识的。狭义相对论中的数学部分主要是“洛仑兹变换”，但是洛仑兹提出“洛仑兹变换”的背景却是坚守牛顿力学体系，当然在经典力学中相对性的美学因素影响着他关于以太的假设。按照当时的理论基础，光速不变是难以让人接受的，这也导致了他与狭义相对论擦肩而过。科学美学范式也是在不断发展的，科学技术的发展提出了新的美学观念，不可逆、不对称、不平衡等因素被认为是美学中不和谐的因素，放在科学理论中是被抛弃的对象，然而耗散结构理论却揭示出非平衡是有序之源。所以，要想让科学美学范式能够继续对科学研究工作起着有效的指导作用，就应该对旧的范式大胆提出质疑，对审美活动中的“难题”要积极解决，以这种开放的态势才能不断将其充实和更新，并促进科学活动的进步。
【参考文献】
[1]詹姆斯·W·麦卡里斯特(著)，李为(译).美与科学革命[M].长春：吉林人民出版社，2000：6-8.
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