托马斯-库恩论科学革命：科学变革是如何运作？
托马斯-库恩的著作《科学革命的结构》（1962 年）以真实的历史发展为基础，创立了独特的科学哲学。
库恩的书将范式的概念引入了科学哲学。他没有把科学史，看作是一个线性的积累过程，而是维护了这样一种形象，稳定期之后是危机，危机之后是新的范式。
因此，科学变革还包括一个社会学过程，在这一过程中，科学界接受或拒绝有关其学科性质和他们感兴趣的问题类型的关键假设。
托马斯-库恩是谁？
在深入范式和科学革命的概念之前，我们不妨先来了解一下，库恩是何许人也。
库恩是二十世纪，最有影响力，和最有现实意义的科学哲学家。他于 1943 年毕业于哈佛大学物理系。他还分别于 1946 年和 1949 年在同一所大学获得科学硕士和博士学位。
库恩教授过一门科学史课程，这标志着他开始对科学产生的方式，越来越感兴趣；这门课程最终将引导他，探索科学哲学。
1956 年，他在伯克利大学讲学。伯克利的同事向他介绍了，维特根斯坦和费耶阿本德的哲学。
他讲学的其他大学还有普林斯顿大学和麻省理工学院。他最著名的两本书是《哥白尼革命》（1957 年）和《科学革命的结构》（1962 年）。
毫无疑问，《哥白尼革命》仍然是他最重要、最具争议性的著作。他后来的许多著作，包括 1969 年的后记，都涉及《科学革命的结构》中提出的概念。
范式与常态科学
在《科学革命的结构》一书中，库恩探索了科学史，创立了他的科学哲学。
与其猜测科学家们在做什么，他更愿意仔细观察理论，是如何产生和检验的，以及科学家群体，是如何建立起支撑其研究的假设和公理的。
库恩以这一观点开始了他的文章："如果历史不仅仅是，轶事或编年史的宝库，它还能使我们，现在所拥有的科学形象，发生决定性的转变"。
库恩从他的历史考察中发现了理论发展的模式。理论准备阶段的特点是，某一科学领域内，相互竞争的学派之间争论不休。
这些学派在哪些研究方法最有用、哪些问题需要更多关注，以及解决科学问题的标准程序，等问题上存在分歧。
因此，在这一阶段，还没有一个涵盖科学实践的范式；还没有达成科学共识。通常，这一准备范式阶段，与任何学科的早期阶段有关。
古代的物理哲学家（也称作前希腊哲学家）就是缺乏共识的一个很好的例子，米利都的泰勒斯、阿那克西曼德、阿那克西美尼斯，和德谟克利特都希望把握宇宙的本质，但对 "原点"，即万物的原始元素，却存在分歧。
米利都的泰勒斯
一旦方法、问题和主要公理，被一大批科学家所接受，就进入了第二阶段，即正常科学阶段。
在这一阶段，研究是在一种范式下进行的；该学科可被视为一门成熟的科学。
对 "范式 "一词的简略表述是，它构成了作为未来研究指南的研究范例；它们是科学界，公认的问题建模方式，和解决方案。
这一概念还包括，库恩后来所称的 "象征性概括"：一组无需说明理由，即可使用的表达方式和主张。范例和象征性概括是范式的组成部分。
常态科学通过 "增加......事实与范式预测之间的匹配程度，并进一步阐明范式本身"来实现这些概括。
因此，正常科学是在范式内工作的，使用范式提供的理论和方法论技术。在库恩看来，范式不仅指导理论，还指导研究中应强调的事实类型。
打个比方，范式就像透视镜，通过它来观察和解释世界；一些现象被突出显示，而另一些则被忽视。
从这个意义上说，正常科学不鼓励该领域的革命性举措和新发现，因为这些会威胁到范式。
炼金术士特尼尔
库恩在他的书中，使用格式塔心理学的概念，来更好地解释什么是范式。格式塔心理学，通常使用绘画和图像来解释感知。
其主要思想是，图像不是被中立地观察，而是被解释。例如，在观察著名的鸭兔图（如下图）时，人们可以看到两个图像：一个是鸭子的描绘，另一个是兔子的描绘。
然而，很难同时看到这两层图像。库恩很喜欢这种效果，他认为范式会影响研究者，和所研究的世界之间的关系。
范式让人注意到一个方面，却掩盖了另一方面。因此，科学革命类似于视觉的改变；科学家 "必须学会看到一个新的格式塔"。
鸭兔图
范式是由典范性的研究成果（作为未来研究的范本）和一系列假设、方法、问题以及解决问题的途径共同构成的。
在哥白尼之前，公认的宇宙学范式，是希腊罗马天文学家托勒密的范式。
托勒密为地心宇宙模型辩护。在他的模型中，地球是固定的，所有天体都围绕地球运动。
在后来的一部名为《行星假说》的著作中，他不仅继续发展他的地心模型，而且还描述了，如何根据他的天文模型制造适当的仪器。
这是一个很好的范例，它塑造了科学实践，直至仪器的细节。
科学革命，危机和范式转换
范式的危机期，始于异常现象的积累。当最优秀的研究人员，坚持不懈的努力，也无法解决异常现象时，社会就会开始对范式失去信心，危机时期随之而来，在这个时期，人们可以考虑严肃的替代方案。
异常现象最初是在范式中得到解释的。就托勒密宇宙模型而言，必须澄清行星运动的异常现象。
行星的逆行运动（从地球上观察到的）导致托勒密，主张将两种环流运动结合起来。尽管如此，这还是增加了整个理论的复杂性。
宇宙模型 等衡天体 地球 太阳 托勒密
相比之下，哥白尼模型，化解了明显的异常现象，无需增加复杂性。地球围绕太阳的运动（日心说），很容易解释其他行星奇怪的逆行运动。
因此，当一套假设和理论，在面对反常现象时失去可信度时，科学革命就会发生。
库恩写道，反常现象促进了新的观察方式；这就是为什么，他也把革命暗指为格式塔转换。
在危机期间，其他相互竞争的学派试图取代旧范式。一旦新范式被接受（这里指哥白尼的宇宙学模式），正常科学时期就开始了。
新范式重组了科学实践的许多要素： "目标、标准、语言含义、关键科学实践、技术内容和相关专家群体的组织方式，以及科学家感知世界的方式"。
托勒密天体图
托马斯-库恩之后的科学革命
当然，还有更多科学革命的例子： 伽利略的工作，从亚里士多德物理学，到牛顿物理学的过渡。
或当目标导向模式，受到达尔文自然选择理论的挑战时，生物学和进化论的革命。
库恩的解释在考察这些，革命的结构方式时是有意义的。库恩著作的范围，和适用性部分说明了，为什么他的著作至今仍是历史上，被引用最多的著作之一。
库恩的理论表明，科学不是一种线性的进步；科学不是由关于世界的知识，和事实的历史积累构成的。
这是启蒙运动和实证主义，对科学的理解提出的观点。另一方面，科学史的现实描绘了，正常科学时期与危机时期之间的循环。
危机过后，那些被认为可以解释的现象就会成为问题。这被称为 "库恩损失"，意思是在旧传统中，找到的解决方案，可能会暂时消失或变得过时。
对于库恩来说，这就是牛顿理论被摒弃的原因，因为它无法解释物质之间的吸引力，而亚里士多德和笛卡尔的观点，确实提供了这样的解释。
离心力，笛卡尔物理学中的离心效应示意图
库恩的著作在自然科学哲学之外，产生了巨大影响。社会科学和批判传统中的人们，热烈欢迎范式，和科学革命的概念。
在与实证主义的长期斗争中，社会哲学家们坚决反对，将科学视为中立、无偏见的事业。
库恩提出了一种科学概念，即世界不是透明的，而是始终从范式出发进行解释的。
因此，《科学革命的结构》仍然是社会科学领域后，结构主义和建构主义的参考文献。