关键词：科学；创新；专制与自由
1 科学中的专制主义：按逻辑办
科学中的专制主义可以概括为一句口号：“按逻辑办”。古典经验论的经验主义传统本质上是专制主义的。逻辑实证主义与其一脉相承。逻辑实证主义规定，科学的命题不仅必须是有意义的，而且必须是可以被证明为真的。有意义的命题只有两种，第一种是分析命题， 即重言式命题。例如。“男人不是女人。”第二种是综合命题，即陈述经验事实的命题。例如，“太阳从东方升起。”除此之外的所有命题都没有意义。
石里克指出，逻辑上可能证实和逻辑上不可能证实之间泾渭分明；意义和无意义之间也无任何过渡。你要么为证实给出语法规则，要么没有。不存在第三种情况。经验可能性由自然规律决定，但是意义和可证实性完全不依靠自然规律。例如，“水往高处流”这个命题虽然是错误的，但在物理上是可能的，所以仍然有意义。
卡尔纳普强调，全部形而上学都是没有意义的。形而上学的陈述并不描述事态，它既不描述存在的事态，也不描述不存在的事态。形而上学只表达一个人对人生的总态度。形而上学作为一种表达手段，无可非议。但是，它如果冒充它本来不是的东西，就大有问题了。笛卡尔的“我思故我在”可以作为这种错误的例证。
这样，逻辑实证主义就确立了它的“按逻辑办”的专制主义标准，它告诉你怎样区分科学和非科学。
为了进一步说明“按逻辑办”的理由，逻辑实证主义对科学理论的结构进行了深入的探讨。他们认为，科学理论是由两部分组成的公理化系统，一部分的理论，它是用理论语言表述的基本定律，另一部分是对应规则，它把理论语言的语词和观察语言的名词联系起来，通过可解释的语义规则系统把理论语言还原为观察语言，以此说明科学理论的经验基础。
但是，观察语言与理论语言的严格区分受到越来越多的批评。普特南等人指出，可直接观察的标准并不能区分观察语词和理论语词。例如，所谓的“理论语词”，如“熵”、“质量”、“电荷”等往往不用仪器也可以观察到它们的变化，那么，是否应当归入“观察语词”呢？而所谓的“观察语词”，如“水”、“质量”、“重量”等不用仪器就不能测量它们的性质，那么，是否应当纳入“理论语词”呢？
逻辑实证主义关于存在“中性观察语言”的断言，也曾受到汉森的有力批判。汉森最早提出“观察渗透理论”，认为持不同理论的人在同一对象中看到不同的东西。第谷和开普勒两人看到的太阳是不同的。第谷看到的太阳是绕地球转动的，地球是固定不动的；开普勒看到的太阳是静止不动的，太阳运动是地球绕日转动形成的错觉。虽然他们凭视觉看到同一样东西，但是凭经验的概念组织，他们又看到不同的东西。
科学理论以经验为基础，但它的确定性程度如何得到说明呢?逻辑实证主义用观察陈述对理论陈述的支持来说明这一点。他们认为，归纳确证法是惟一正确的科学方法。逻辑实证主义作为现代归纳主义，区分了发现的方法和证明的方法，认为发现的方法是心理学和历史关心的问题，只有证明的方法才是哲学关心的问题。因此，逻辑实证主义自动退出对理论创新的事前指导，而只能对已经创新的理论作归纳法的事后辩护。
即使是事后的辩护也有问题。休谟的“归纳疑难”对古典归纳主义的完全证实提出严峻挑战。为了挽救归纳推理，逻辑实证主义抛弃了完全证实的幻想，用确证代替了证实，用概率的真代替了完全的真。这种在归纳问题上的退却导致逻辑实证主义发展了概率逻辑。但是，概率逻辑把任何个别证据对假说的支持程度看作是等价的，无法说明不同的证据对假说支持的程度不同这种实际情况。概率逻辑还会使任何一个普遍理论的确证度等于零。理论陈述的数目是无限的，而观察陈述的数目是有限的，按照概率论，普遍理论的概率等于有限除无限，结果为零。因此，不仅完全证实是一个幻想，归纳确证同样也是幻想。“按逻辑办”陷入困境。
波普看到归纳证实的困难，干脆摈弃归纳法，提出演绎证伪原则。他认为证实和证伪存在着一种逻辑上的不对称性。归纳用于证实，前提的真不一定传递到结论上；演绎用于证伪，结论的假必然要传递到前提上。根据古典逻辑假言推理的否定后件式，如果从一个理论假设中导出的结论被证明为假，则该理论就被证伪了。不论看到多少只白天鹅都不能证实“凡天鹅皆白”的理论；但是，只要看见一只黑天鹅，就可以证伪该理论。波普认为，一个理论只要在逻辑上或事实上有可能被证伪，就是科学，否则就是非科学。
由于逻辑起点不同，波普证伪主义与逻辑实证主义所关心的问题就不同。逻辑实证主义关心科学的静态结构，波普证伪主义关心科学理论的动态演进。因此，波普认为科学的发展不是一种累积式的渐进过程，而是一种不断被证伪的革命过程。波普把他的科学发展模式概括为四段图式：P1-TT-EE-P2……。他认为科学既不是始于观察，也不是始于理论，而是始于问题(P1)。为了解决问题，人们提出各种尝试性理论(TT)；对各种尝试性理论必须通过先验的或后验的评价，来尝试排除错误(EE)。这是证伪环节，是四段图式的中心环节。尝试性理论被证伪后又会产生新的问题(P2)，由此开始科学发展的新的循环。
证伪主义与实证主义一样，都是用证据与理论的关系来评价一个理论。波普的高明之处在于关注证据的质。在证伪环节，他提出“先验评价”和“后验评价”的概念。先验评价是说一个理论的可证伪性程度越高越好，也即一个理论的经验内容越多越好；后验评价是说，如果一个理论受到的检验越“严峻”(大胆、新颖、可预测的检验)越好，它表明经验证据对该理论提供的支持更强。
波普还反对严格区分观察语言和理论语言，认为理论与观察没有天然的屏障，不仅理论可错，观察也是可错的。例如，早晚的太阳看起来比正午的太阳要大些。这无疑是正确的。但是，为了保证经验证据对理论评价的基础作用，波普采取了一种约定主义的态度，约定观察陈述是真实的，可靠的。这就使得波普的证伪理论建立在不可靠的基础之上。而且，波普关于证实和证伪的不对称观点只是一种假象。对于经验科学而言，证伪一个被检验的理论并不存在逻辑的必然性。与逻辑实证主义一样，波普证伪主义仍然是片面的，理想化的，既不能为科学理论辩护，也不能说明科学创新的实际过程。因此，尽管波普在逻辑框架中采取了一个新的策略，但无法挽救“按逻辑办”的专制梦想。
2 科学中的自由主义：怎么都行
“按逻辑办”不符合科学史的实际。实证主义和证伪主义作为逻辑主义，把归纳辩护看作惟一科学的辩护方法，把科学发现与科学辩护割裂开，看不到科学是一种创造性的活动，看不到科学创新中的自由因素。为克服这种片面性，库恩对科学提出一套全新的看法。
库恩认为科学是科学共同体、科学范式和特定的客观对象相互作用的创造性活动。显然，科学在很大程度上是自由创造的产物。但是，科学中的这种自由并非无根据的猜测和臆想。为此，库恩提出科学范式的理论。范式概念虽然较为含混，但具有革命性的意义。
库恩最初用“范式”一词表达“解题范例”，这类似于教科书中的例题，供学生解题时模仿。后来，库恩注意到范式的社会学含义，用“专业母质”表示范式的含义。专业母质的核心成分有三种：符号概括、模型、范例。符号概括是专业团体的表达方式，模型是专业团体的类比参照物和本体论出发点，范例则是专业团体承认的具体题解或典型事例。
范式在科学创造活动中的作用至少可以概括为四种：首先，研究定向作用。范式作为科学共同体的研究纲领和共同信念，是科学活动的指南。它告诉科学家选择什么，不选择什么；做什么，不做什么。例如，在18世纪，对于是否寻找光粒子对固体产生压力的证据，遵循微粒说范式的物理学家持肯定态度，而遵循波动说范式的物理学家则持否定态度。第二，实用工具作用。范式作为范例，提供具体的解题方式，成为一种实用工具。例如，学生模拟例题的解法做习题，在此过程中掌握基本概念。第三，社会组织作用。接受同一范式的科学家很容易组织起来，成立专门的学会，编辑、发行专业出版物。这就便于交流和深入研究，并产生广泛的社会影响。第四，认识框架作用。科学共同体的研究活动必须遵循一定的规则和理论框架，只有这样，才能吸收、同化观察和实验材料，并反过来充实和发展该理论框架。由此可见，库恩不仅关注科学的创新过程，而且也没有完全丧失创新过程中的规范性。
在库恩那里，科学与非科学的绝对界限被打破了。非科学成为前科学，其特征是学派林立，自由争鸣。当前科学转化为成熟的常规科学时，创造的自由被制约在同一范式下。在这一阶段，科学家集中注意范式所规定的较为深奥的问题，避开争论，从事深入、细致的研究，产生大量成果。在物理学发展中，由于牛顿范式的指导，流体力学、分析力学、分子运动论、统计力学以及库仑定律、欧姆定律等等才发展起来。
范式也不是绝对不变的。范式所指导下的释疑活动迟早会遇到越来越多的困难，乃至一再失败而不得其解。例如，在化学史上，燃烧金属的增重问题到后来越来越难以理解，人们在燃素说范式下精心设计的许多方案，象舍勒的“火焰空气”说，普利斯特列的“脱燃素空气”说等等，都无济于事。这时，人们就会把失败归咎于范式本身，开始争论最根本性的问题，从哲学上或基本原理上提出各种解决方案。人们在采纳何种新范式上争论不休，但最终总有一种新范式脱颖而出，取代旧范式，如氧化说取代燃素说。这就是科学革命。科学革命是范式的更替，是最大的创新。
常规科学经由科学革命发展为新的常规科学。科学共同体在新的范式指导下，从事新的释疑活动。直至出现新的危机，再次爆发革命。这一过程周而复始。这样，库恩提出量变和质变交替的科学进步模式：前科学(范式前)-常规科学(范式后)-科学革命(范式转换)-新的常规科学(新范式)……。这里，“范式”成了划分科学进步不同阶段的关键范畴。
