科學典範的形成組員：阮嘉寶 外語 12

曾超群 化工 11 吳瑞揚 物理 11 李融宗 物理 11 楊宜澤 資工 12 王國駿 材料 12

典範與常態科學

異常

科學革命

典範

成就空前，能獲得較多忠誠的支持者

保留許多問題讓研究者來解決

實例 (1) ：光學

牛頓的《光學》

楊格 (Young) 與佛雷斯諾 (Fresnel)

普朗克與愛因斯坦

實例 (2) ：電學

機械—粒子哲學 (mechanico-corpuscular philosophy)

流體

典範出現以前

蒐集事實的活動紊亂無章

無從衡量與批判資料

典範形成之後

不必重新建構基礎

深入的探究

研究效率與產能的增加

常態科學的本質

多理論競爭 典範

常態科學

解謎活動

英文中的典範一詞 一個典範便是一個公認的模型或類型。

拉丁文 Amo ,amas, amat 　（愛） 典範就成了範例（可以套用的） Laudo （讚美）套用成 laudo,laudas,laudat

科學中的典範反之，科學典範很少作範例直接被套用。所以科學中的典範不只是只有模型

例如：牛頓力學

所以，典範一開始是一個比其他理論，更能去解決問題。

而那些理論對研究者是十分重要。

理論 研究者

最後成為典範

馬克斯對電磁場數學的描述亞里士多德對運動的分析

為甚麼這麼多人找

這個理論？

多理論競爭 典範

常態科學

解謎活動

常態科學 常態科學就是希望保證，典範對某些事實

的重要性，保證使它不會成為空文。

保證典範跟事實，工作是甚麼？　增進事實與典範預測兩者的吻合度。

典範跟事實的吻合度（常態科學）

１ 由典範指出來的，最能增進我們瞭解事物本　質的那些事實。 例：天文學中星球位置與大小 　　溶液的沸點及酸度

２ 設法增進觀察這些事實的精確度。 例：科學儀器

３ 精鍊典範的實驗，設計實驗精煉理論。　 自然現象和典範中間通常是含混不清的。

所以簡單來講，常態科學是精煉典範。

常態科學你（　）有一天發現了，你用很快的速度，飛去天王星，時間兩天，但卻發現，你的錶只跑了一個小時，你想要証明它。那你要做甚麼？（假設：錶沒壞）

你解釋這個現象時，很自然會投入了典範裏面。而你做出的結果跟事實相符。那這結果不也是常能科學（精煉典範）嗎？

如果用相對論你解不出來的話？ 你會說： １ 因為我小睡時，這樣飛過去時，會 夢遊把手錶　

　 　　調慢了一個小時？＝（精練其他典範）　 ２ 解釋不了！不知道！他就會定義（定義：在我 　　這樣飛過去時，典範不合用） ＝精練典範

如果你跟者常態科學走的話。並非去發現新現象。

你有發現嗎？

多理論競爭 典範

常態科學

解謎活動

十八世紀，用盤天平來測量電荷吸引力的實驗極少為人所 注意。它們的結果既無規律性又無一致性，無法精鍊實驗所依據的典範。

因此這些實驗 被記錄下的只是一些事實而已，而沒有對進展中的電學研究，而他們之間也沒關連。

後來有了一定的典範後，庫倫和同輩握住了這一典範， 庫倫設計出一個產生精鍊典範的一個儀器。但是實驗結果並沒有使任何人驚奇，怎至同時代的人預測了這一 種結果。

是為了 同樣的結果。 為甚麼這 種研究計劃，他們也不預期發新奇

物。

那為甚麼還有這麼多人研究它？

解謎活動 所有常態科學活動，孔恩稱作「解謎活動」，它

是常態科學的本質。

生成典範的前提是的事實，是對大家認為重要的事實。

但事實歸事實，但為甚麼一 定要做。 例：你知道吃雞排對身體會有不好的影嚮，為甚

麼還要吃呢？ 　　　　　　（熱心和專注）在那裏？

熱心和專注在於解謎活動 常態研究問題的答案是可以預期，而且我們必須要掌握

很多細節，才可以知道答案。從這裏來 看，好像也沒有甚麼有 趣的地方。

用甚麼 方來獲得答案，通常沒人知道。

解答常態問題就是用一新的方法才能獲得答案，這必 須要超越各種複雜的儀器、觀念上及數學的障礙，才能完成。

要是成功了，便證明了自己是解謎專家。而謎的挑戰正是驅使他們前動力之一。

解謎專家 理由： 他希望自己成有一個有用的人。

開拓知識的新領域，讓人感到興奮。

只要他夠高明，他便能成功地解謎。

“ 謎”跟“常態科學”的共同之處

沒有規則

規則

其他的解謎活動：填字謎遊戲，象棋殘局謎

規則就是“已被接受的觀點” 例子： 一個製造測定光波波長儀器的人，一 定會對一特定光譜線產生一特定數字的裝備感到不滿。他並不只是探險家或測量家。相反，他必以大家都已接受的光學理論來分析他的儀器，證明儀器產生的數字的確是理論所界定的波長。

如個數字不對＝沒測量到。

解答理論的時也會出現同樣的情況。

解謎活動裏有規則

規則就是“已被接受的觀點”或者先入為住

解謎活動＝常態活動

典範裏有常態活動。

多理論競爭 典範

常態科學

解謎活動

孔恩從常態科學看典範 孔恩認為，這 種常態科學會局限在研究已

知的事。因此對於新現象經常是採取種忽略的態度視之。

但另一方面不可不認同，也因為典範的 限制，使得科學家得以集中精神在某一專門的領域上做研究，而這種縮小範圍，深入研究，正是科學發展重要的條件。

典範的優先性 典範 一特定社群的成員所共享的信仰，價值與技術等等構成的整體。

指那一整體中的一種元素，就是具體的問題解答，把他們當作模型或範例，可以替代規則作為常態科學其他 謎題的解答基礎。

理由

理由 1 ：指導常態科學傳統的規則是極難找出 的。

理由 2 ：科學教育的本質。

理由 3 ：自身做為直接 模仿的對象

理由 4 ：明白的規則，通常能適用於非常廣泛的科學團體，然而典範不須如此。

異常現象與科學發現之產生 

消納新事實的工作，並不是在舊典範中添加枝節即能辦到的。

普利斯特里 -- 加熱硃砂 認為是 除去了燃素的空氣

拉瓦錫 -- 酸素

了解舊典範 設計儀器及實驗 發現異常現象 =>

提出新理論 設計實驗 科學發現 =>

新典範

科學革命的本質及其必要性

◎揚棄舊典範，採用新典範

◎科學家們發現無法以現有典範有效的探 討自然界的某一面向

◎換言之，他們發現典範引導出來的常態 科學失靈了 !

X-ray 的發現

◎天文學家 : 一項新知識，可以觀察宇宙的方

法又多一項。

◎對於研究陰極射線、輻射理論的人而 言， 典範受到挑戰，因而創造出新典範。

誰發起典範變遷◎一小群科學家在自己的研究領域遇到科 學危機，舊典範不在能指引他們。

◎典範出了差錯，始料未及的新發現才會湧 出。

◎破壞舊典範才能體認新發現。

科學過程典範出現

精粹現有典範

異常現象

新理論 ( 新典範 )

◎18 、 19世紀科學工作大部分都依照著牛頓

所建立的典範進行常態科學。

◎ Hamitonian 、 Lagrange等人對 於牛頓的典範 進行更嚴謹的推廣。

◎在當時的視野，看不出任何問題。

挑戰邏輯實證論

◎正方 : 只有在認識到牛頓理論是錯的之後，才能接受愛因斯坦的理論。

◎反方 : 某些條件限制下，牛頓理論相當正確。

古典世界 & 相對論觀點

古典力學 相對論 時間空間分離 時空一體 質量恆久不變 質量就是能量 Force geodesic

典範抉擇◎根本問題無法解決

◎迫使科學家接受”內在性質”這一講法。

◎如此科學才能繼續下去

◎直到新典範的出現

科學革命◎把科學家用以觀察世界的觀念網路

(conceptual network)予以更新

◎學習典範時，科學家同時學到了理論、方法及標準

◎當典範變遷，必然引發常態科學不能解決 的問題

革命是世界觀的改變 在新典範的指導下 ,同樣的事物有不一樣的意義

科學家在不同典範下 ,感受的是另外一個世界 (世界觀的改變 )

視覺受視覺經驗影響

研究事物時受到典範的影響

看問題的方法不同以往

倒置實驗和實際情況的差別—倒置實驗“已知”這個 世界被顛倒 , 但在真實的活動中 , 我們是如何從同一樣東西看出不一樣的意義 ?

Case: 天王星的發現史 1690-1781 赫舍爾 : 它和其他恆星有相對運動 , 所以它應 該是 ---彗星 !!! 萊克塞爾 : 它的軌道和彗星不符 , 應該比較 像 ---行星 ?

科學家給予同一現象不同解釋 ,當後者更成功地詮釋時 , 我們的世界觀也發生了改變

Case: 擺動的解釋 亞里斯多德 v.s 伽利略

受約束的降落 v.s 原動力理論 (經院哲學 )

看石頭 ? 看擺 ? 取用哪些參數 ?

Case: 道爾吞的原子理論 當代的化學 : 分不清化合物與混合物

道爾吞 : 從氣象學家轉向化學 (具備不同典範 )

在研究化學反應的定量分析後 , 界定化學反應範疇中的定比定律

仍有例外 , 繼續受到研究

總結 相同的實驗操作 , 注意到不同的細節

對同樣的事物 , 產生新的詮釋

科學革命 : 世界觀的改變 , 新典範的樹立

想一想 ?

1. 典範會不會影響科學，是好處還是壞處？

2. 你認為在近代科學革命中最大的典範推翻是哪一個科學理論？