科哲筆記(10)_跨領域可謂突破困境的重要武器

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「革命之後科學家在一個不同的世界中工作。」(頁168)


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從這張圖中你看到什麼動物?

可能有人第一眼看到兔子,也有人第一眼看到的是鴨子。這是「格式塔轉變」心理學中很經典的一張圖,說明同樣的圖片,在不同的人眼中可以呈現出不同的樣子。作者也用此來說明,科學革命就跟格式塔轉換的實驗類似,但又複雜多了。

在科學的世界中,一個人所看到的東西,由兩個東西所決定:一個是他注視的東西(環境)、一個是他先前的視覺—觀念經驗(特定的常態科學傳統)教他去看的東西。

對於上面的這張圖,除了一開始人們可以在視覺上將它在兔子與鴨子之間轉換,他們甚至可以受訓練使專注力放在「線條」上,也就是關注在圖像上更為本質的東西;然而科學家除了眼睛與儀器外,沒有其他的憑藉可以確認自己是否在觀念上進行了格式塔轉變,除非他找到了一個新的觀點凌駕在原來爭辯中的舊觀點之上,而那個新觀點通常就會是具有權威的新典範了。

舉例來說,光的性質在過去有粒子性與波動性兩類爭辯,但後續量子力學的開展才有了能解釋光的波粒二相性的更上位的解釋。

作者接著提幾個科學史上的案例,說明科學家基於不同的信念,會看到不同的東西:

  1. 在赫歇爾之前,天王星被認為是恆星;赫歇爾用先進的望遠鏡觀察發現圓盤結構,他將天王星歸類為彗星;最後列克色發現他的軌道與彗星不符,提議他可能是個行星。
  2. 卜利士力認定是去燃素的空氣;拉瓦節認為是氧氣。
  3. 亞里斯多德的信徒以自由落體看待用線綁著的擺盪石頭;伽利略則將之視為一個單擺。

作者預期讀者會困惑,科學家真的看到不同的物體嗎?是否隨著典範變遷而改變的,只是科學家對觀察的詮釋而已,而觀察的本身卻是由環境與知覺器官的性質一勞永逸的確定了?

對此,作者強調科學革命所發生的,並非只是資料的重新詮釋,因針對不同的信念所搜集來的科學數據彼此就不相同,一個單擺不等於石頭落體、去燃素的空氣也並非是氧氣。科學實驗操作與度量方式取決於科學家所接受的典範,也因此實驗結果有可能導出不同的數據與詮釋。

當然大多時候,革命後的科學會包含革命前的實驗操作、也用到相同的儀器與術語去描述。如果這些實驗操作真的產生了改變,那改變必然發生在它們與典範的關係上,不然就在它們的具體結果上。以下是作者介紹的最後一個科學史案例:

十八世紀時期的選擇親和力理論(theory of elective affinity)是很重要的化學典範,它利用粒子之間相互吸引的能力不同,說明兩種以上物質相互作用後的現象。例如,含銀的酸溶液中加入銅,會讓銀沈澱,是因為銅對酸的親和力大於銀對酸。

而他們區分物理性結合與化學性結合的方式,在於前者仍可用機械方式分離(這類為混合物),後者則是會產生光、熱、氣泡等現象(這類為化合物)。但有些物質難以區分是混合物或化合物,像是水中的鹽、空氣等。

對於接受選擇性親和力理論的人,大多將這些中間物質歸類為化合物,但原為氣象學家的道耳吞不那麼想,尤其針對氣體,他認為那是混合物。問題在於若說空氣是混合物,就得解釋為何裡面的氣體不會因為比重差異而產生分層,道爾頓為理解氣體粒子的特性踏入化學領域,卻也因此發現到化學反應中的原子應以簡單整數倍的比例結合,這雖然不完全正確,但卻促使同期的普魯士特、或是後輩給呂薩克等人在該領域開拓新的可能…

在這一篇中我導出兩件事做討論:

第一是世界觀的差異。我們每個人所接觸的世界本質上是相同的,卻因為我們的經驗、所受規範影響而看見不同的樣貌,這不只是在科學領域會出現,我們生活中總是遇到類似的狀況;困擾的是當擁有不同生活經驗與信仰的人碰面,因我們使用的「語言」不同而難以理解對方。常常我們論很久卻沒有任何交集,而那件事情可能本來就有一體兩面的看法,沒有誰對誰錯之分。

但若是事情都沒有對錯之分,那我想應該也不會有革命這件事發生了,肯定有什麼理由使得一件事的詮釋有一個更主要的走向。問題在於:要如何讓事情的發展有所突破?

這因而連到第二件事:一個外力的介入。「旁觀者清」的道理在歷史中看來顯而易見,他們因不完全投入該領域,不完全受制於某典範的制約,因而可以看出新的可能性。道爾頓從氣象學出發進到化學、或是以我熟悉的地質學來說,氣象學家魏格納投入地質學,都是類似的狀況。他們以跨領域之姿,在未完全知曉某領域典範的內容下,看見新的現象的串連方式。

這樣說來,將這些歷史上的洞見換作理所當然的定律,當我們遇到一件事爭論不休又看似無交集時,我們能否嘗試跳脫出二元論的爭執,從完全不同的新切入點重新討論?或許答案就會出乎意料的蹦出來了!

另外,不覺得「跨領域」這件事從歷史的意義上,扮演了非常重要的角色嗎?那換作今天在談論跨領域學習的重要時,應該能更加理解這件事對社會發展的重要性吧?

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這裡會放上與科學教育、科學哲學相關的探索(inquiry)文章。「硬殼」就是要你探索。
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