根据周期律，就有可能预言未知的元素并且依次地发现它们。这样化学就获得了一种数学和演绎的结构。

    ——恩斯特•卡西尔

    若干学派为了在该领域中取得统治地位而竞争。此后，随着一些著名的科学成就之后，学派的数目大量减少，通常减少到一个，于是一个十分有效的科学模式开始形成。

    ——托马斯•库恩

    当我们步入表演大厅，观看杂技演员的精彩表演，如“空中飞人”等节目的时候，便会发现在演员的下方有一张非常大的弹性极强的由支撑杆撑起的网。它用于保护杂技演员，以防不测。这张网通常被人们称为“安全网”。美国著名的科学哲学家亨普尔就把科学理论的结构形象地比喻为一个保护杂技演员用的“安全网”。如图3所示，这个表示理论结构的“安全网”的底层是观察层次，支撑杆是语义规则，网线是公理，网结是理论语句。其中，只有少量网结（理论语句）与底层（观察层次）有直接联系，而其他网结（理论语句）只与底层（观察层次）发生间接联系。亨普尔认为这种理论结构是“安全”的，即有意义的。科学理论系统应是一个具有多种不同层次的意义而又相互联系的有机整体。

    （无图）

    什么是科学结构？这是科学家、科学史家尤其科学哲学家关心的一个重要课题。上面谈的亨普尔的“安全网”只是众多学说中的一种。还有一些学者提出了一些非常有价值的观点，譬如，美国科学哲学家奎因把科学结构表述为一种“力场”，从而出现“场式”结构等。总的说来，科学结构就是构成科学知识体系的知识元素（知识单元）的一种相对稳定的联系形式，它将表明知识元素以何种方式结合，在科学体系中占据何种地位，它们怎样影响、制约、甚至决定着科学整体的功能。科学结构还具有和谐性、各知识因素之间联系方式的稳定性、多样性，如纵向联系、横向联系；单向联系、双向联系；平行联系、层次联系等等。从类型上，科学结构大致分为宏观科学结构和微观科学结构两类。但科学结构属于静态结构方式。而科学中动态的结构方式则是科学发展模式。

    在科学哲学中有一个著名的科学发展模式，即“支流-江河”模式。

    它是由英国的科学家和哲学家惠威尔提出的。在该模式中他把科学的进化发展比作“支流”汇合成“江河”。科学通过把过去的成果逐渐合并到现在的理论中而进化。例如，伽利略的力学定律与开普勒定律等合并到牛顿的力学体系中。因此科学的发展不是间断性的革命，而是连续性或累积性的进步。这一模式是科学哲学中最初的一种科学发展模式观。到本世纪五六十年代，当代著名的英国科学哲学家卡尔•波普尔提出了一种非常有价值的关于科学发展模式的观点。他把科学发展的过程描述为四个环节，并公式化为：

    P1→TT→EE→P2

    波普尔称此模式为“四段式”。其中“P1”表示问题；“TT”表示某种理论；“EE”表示通过批判和检验以消除错误；“P2”表示新问题。科学的发展就是始于问题、提出尝试性的猜测、消除猜测中的错误，而后又出现新问题，这样循环往复、不能穷尽的过程。

    1962年，美国科学史家和科学哲学家托马斯•库恩的一本小册子《科学革命的结构》问世，引起了学术界的强烈反响，出现库恩热。其主要原因是库恩提出了一个非常有吸引力的科学发展模式。该模式被广泛地应用于现代物理学、生物学、数学、文学、接受美学及哲学等学科的研究之中。

    库恩认为，任何一门学科开始处于“前科学时期”。在这一时期，该学科的工作者们各持自己的看法，众说纷纭，莫衷一是。待经过长期争论和研究后，逐渐形成统一的基础、观点和方法，即“范式”，这样，前科学时期结束，科学时期开始。首先是常规科学时期，即根据规范进行科学研究，科学家对共同的信念或范式坚信不移，盲目拜倒在范式的权威之下，只能教条地墨守范式。此后便是危机时期，即在常规科学时期有时会出现反常现象，这些现象是常规科学中的范式所无法解决的。随着反常现象的大量涌现，科学家对原范式发生怀疑，对其信念发生动摇。在危机时期科学家们的心态不安而混乱。譬如，著名物理学家洛伦兹在古典物理学的危机时期讲过这样一段话：“在今天，人们提出了与昨天所说的完全相反的主张。在这样的时期里，已经没有真理的标准了，也不知道科学是什么了。我真侮恨自己没有在这些矛盾出现的五年前就死去。”固然危机给科学家带来混乱，但危机的终结便是新范式的出现。这就是科学革命时期。新范式的创立者和拥护者往往是科学集团中年轻的一代。他们对旧范式的信仰不坚定，易发生怀疑，是科学革命的主要力量。总之，库恩的科学发展的动态模式可简化为：前科学时期→常规科学时期→危机时期→科学革命→新的常规科学时期。

    在库恩之后，还有一些科学哲学家如伊•拉卡托斯、拉里•劳丹等提出自己的科学发展模式。这些都为科学家从事科学研究提供了理论指导。

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