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時間:5月8號晚上七點 地點:二活602 題目:科學革命的結構 ps:因為電腦壞掉,所以大綱用之前所po心得充數 文章冗長,深感抱歉。 內容: 科學的進展,由歷史的編年觀點來看,似乎有著一定的模式可供追尋 一開始的混亂,各學派眾說紛紜,經過論戰和對現象的描述,每一個學派 都有著自己的理論,來解釋或詮釋一些現象,但也無法完全解釋當時發現的 每一個現象,電學與光學的發展,便是這本書理論的最好例子, 這本書也大多用這兩個科學,來為他的理論做為註腳,以電學為例,電到底是流體 或是粒子,在早期(十八世紀前半)眾說紛紜,而同性與異性的相吸與同性相斥 也是困擾當時的一大問題,認為電視流體的科學家們,藉由觀察到導電的現象 把電視為流體,而想把它存於容器中,卻屢屢失敗,而後萊頓瓶的產生, 才把電存於容器中,而把電視為粒子的科學家們,因觀察到同性相斥異性相吸, 可是卻無法測量出粒子的特性而作罷,直到富蘭克林提出電的理論,完美的解釋 各個電的現象,才使電學變成一門學問,而專業化。 富蘭克林所提出的理論,便是電學的第一個典範,典範的出現,表示這一門學科 的成熟,因他可以擺脫過去的眾說紛紜,而建立出一套基本的敘述系統,往後的 科學家們,可以從這裡出發,來深入的研究其他現象,但是要明瞭的是,典範並 不是獨一無二的正確,他只是一種理論罷了,所以可以被修正,被推翻,但典範 的形成卻是此門學科成立的必要條件,有了典範,才有所謂的專家,因為典範的 型成提供這一門學問一種對外的屏障,非研究過這門學科的人,是無法瞭解這一 門學科在做什麼,也就是有人去修經濟數學,卻覺得它是火星話了的原因之一吧! 但是典範是一門學科成熟的起點,舉幾個典範的例子:牛頓力學、拉瓦席的氧化 定律、馬克斯威爾的電子方程、愛因斯坦的相對論或是DNA結構的發現。 然而,為什麼典範是學科成熟的關鍵,是因為他提供了科學家們一個框架 可以去解釋當時所發現的大部分現象,且合乎邏輯理性,也如同有了圓心,方能 畫圓,而培根所說的「真理易從錯誤中浮現,卻難從混亂中獲得」,便是只典範 出現後,有了合乎典範內的"對"與超出典範的"錯",所以才有真理的出現,換言 之,真理便是合乎典範或典範本身,而混亂的原因,亦是典範未出現,所以真理 不易獲得,如此概念的延伸,可以是科學家們都是一群在海上漂浮的人們,而 一個個的典範,便是浮木,找到典範,便能築舟,而能上岸。 然而,在科學家發現典範後,所要做的事便有三項: 一是決定重要事實: 典範的出現,統一了所有人的觀念,例如牛頓的萬有引力公式,可以解釋物質與 物質之間的相互作用力,但公式中的數值:萬有引力常數,卻是一個未知數,等 於說這條公式在概念上很漂亮,但實用上卻是無用,所以許多的常數確定,便是 科學家們第一步要做的事:讓典範成為事實。諸多例子,許多典範可能是數學公 式,例如庫輪定律、相對論、光速、溫度等等,概念上的典範,例如氧化學說, 演化論、或是DNA雙股結構,也是需要許多更漂亮的數據來做為證據,而這便是 第二點所需要的。但就是決定重要事實,常數、星球的週期、物體的重量和許許 多多的量化。 二是使理論符合事實: 概念是抽象的,是完美無瑕的,但先偷一下測不准原理來應用,事實是存有許多 誤差,而非完美精確的符合理論,必須先強調的是,自然萬物事先存有於典範之 前,典範之所以能稱之為典範,是因為他可以解釋大部分所觀察到的現象,科學 是敘述自然的學問,敘述大自然的方法,便是測量或是量化,時間上、空間上或 數量上的量化,典範所提出的理論、公式,符合這些測量,但這卻是一開始,一 旦典範成立,科學家們的工作從尋找典範使其符合觀察,轉變成透過精確的觀察 讓事實符合典範,所以科學家們開始設計許多儀器,天文學上的望遠鏡,倍數越 來越大、光速的測量越來越準確。或是在原有的典範上加上一些修改,使其更符 合觀察,例如PV=nRT或是牛頓力學在量子上的修正,這些就是讓理論更符合事實。 三是精鍊典範 精鍊典範是解決理論中曖昧不明之處,或是探討更深入未研究的問題,或是把原 有典範的概念加以重整,加以理論公式化,以牛論力學為例,牛頓所著的「原理」 原本是解決天體力學所用,但後來卻成為所有力學的典範,在應用於流體力學方面 或弦的震動上,都是靠一群數學物理學家,把他提煉、精鍊,加入許許多多天才們 的創意與努力,讓他在邏輯和力學理論上呈現一致性,重新條理典範,使其更加完 美和包含變大。 上述三者沒有一定的分野和時間上的先後。 典範的出現,才有教科書的出版,教科書便是記載著一些已被認定為適時的概念的 集合,後進的科學家們,可以研讀這些教科書,作為進入專門領域的基石,而教科 書上所記載的,便是從典範延伸出的諸多觀念。 牛頓說過:「我只是站在巨人的肩榜上,所以能看得較遠」,我想再加上一句: 「不久之後,我也將變成巨人肩膀上的一部份,讓人立足」,典範就像巨人,不是 讓人看得較遠,而是使人可以看到,我如是理解。 -- 活在我們這個矛盾已達極限的年代 何妨任諷刺、挖苦成為真理的代言 ~羅蘭巴特 -- -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.csie.ntu.edu.tw) ◆ From: 140.112.212.64