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證實與證偽——當代科學哲學的困境與出路
證實與證偽——當代科學哲學的困境與出路
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  科學的合理性和科學的進步性是當代科學哲學的中心課題之一。科學哲學家們將科學理論命題或理論復合體作為評價的基本單元,通過研究經驗事實對評價單元的證實與證偽,對科學合理性和進步性作出辯護或拒斥。具體說來,當代科學哲學家對于證實和證偽有三種態度:①堅持理論的證實是唯一的判據,忽略理論的證偽,以邏輯實證主義為代表;②堅持理論的證偽是唯一的判據,忽略理論的證實,以波普爾及其追隨者為代表;③既否認理論的證實,也否認理論可以被證偽,以庫恩、費耶阿本德所倡導的相對主義為代表。在這三種態度之外,雖然有些學者,例如L.勞丹,試圖溝通證實與證偽,但并沒有對科學合理性和進步性作出恰當的辯護。
      1 邏輯實證主義:無用的概率與證偽的忽視
  柏拉圖有個著名的論斷:“知識是確實可靠的,并且永遠不會錯誤的”〔1〕。在柏拉圖那里,“知識”是一個外延比較寬泛的概念, 科學知識只是其中的一部分,但柏拉圖論斷的意義無須多言,一旦我們找到確定無誤的基礎q,就能依靠純粹的理性,從q 中推演出全部的知識p〔2〕, 知識的合理性問題以及科學進步的問題就能得到一勞永逸的解決。眾所周知,笛卡兒站在唯理論的立場上,認為無誤知識的源泉不是柏拉圖的具有濃厚神秘主義的“理念”,而應該是一個無可懷疑的概念,即懷疑本身〔3〕。而在經驗論者看來, “我思故我在”并不象笛卡兒認為的那樣無可懷疑〔4〕。 無可懷疑的應當是分析真理和經驗事實〔5〕。
  邏輯實證主義繼承了培根等的經驗主義,吸收了凱恩斯等人的概率思想,利用弗雷格、羅素等開創的現代符號邏輯的成果,試圖用邏輯模式說明科學理論的發現過程。后期邏輯實證主義逐漸轉向用邏輯模式評價科學理論被經驗的證實程度〔6〕。尤其是卡爾納普, 他精心地構造起歸納(概率〔7〕)邏輯的形式系統——λ-連續統, 試圖溝通邏輯實證主義內部對概率的不同理解,把歸納法理解為確證或估計的方法,即“確定基于任意證據群e的任意假說h的確證度C”〔8〕。這里,卡爾納普只要求e不能是邏輯假,并不考慮e證偽h的情形。在C=1的情況下,h就確定為必然真;在C接近為1(至少是大于0.5)的情況下,h 就可被看作得到了確證。很明顯,卡爾納普雖然對柏拉圖論斷做了弱化,不再追求確實無誤的知識,代之以高確證度、高概率,但其實質仍然是柏拉圖主義的。
  卡爾納普的系統有致命缺陷,即在一個無限域中,必須給歸納概括賦以0的先驗和后驗概率, “這使得λ-連續統作為一種歸納概括的邏輯時毫無用處”〔9〕。更為尷尬的是, 卡爾納普竟然找不到一個能應用確證度計算的科學理論〔10〕。反倒是象占星術這樣的典型偽科學在一定程度上也能得到經驗證據的證實,占星術本身的理論似乎也能從經驗陳述中“歸納”出來,這說明邏輯實證主義甚至連科學與偽科學的劃界問題也沒有解決。
  按照萊欣巴哈的說法,“一切歸納推論都可化為列舉歸納”〔11〕。列舉歸納(枚舉法)的應用規則之一是在枚舉的過程當中絕對不能出現反例,否則枚舉法失效。邏輯實證主義要計算經驗陳述對假說的概率、確證度,當然也不考慮反例。這是邏輯實證主義最大的癥結之所在。但在科學史上,幾乎沒有一個理論不曾面臨反例,按拉卡托斯的說法,“理論淹沒在‘反常’(或‘反例’)的海洋中”〔12〕。
      2 證偽主義:H假還是C假?
  波普爾對于邏輯實證主義的根基之一的歸納法持完全否定態度。歸納法的正當性問題,首先由休謨明確地提出。我們知道,站在演繹邏輯的立場上,休謨問題是不可解的〔13〕。休謨自己也認為它不可解,但他卻解釋了歸納知識的起源問題,他說:“這種知識之所以生起,完全是因為我們根據經驗,看到某些特殊的物象是恒常的互相連合在一起的。”〔14〕波普爾進一步將休謨問題分解為休謨的邏輯問題與休謨的心理問題,論證了休謨問題不僅在邏輯上,而且在心理上也是不可解的〔15〕。對于概率演算,波普爾認為,“用純數學的方法可以證明,決不可能把確證度等同于數學概率。甚至還可以表明,一切理論,包括最好的理論,都具有相同的概率,即零。”〔16〕這樣,波普爾就達到了全面否定歸納法存在的目的〔17〕。
  波普爾提出證偽主義來取代證實主義。簡略說就是“P[,1]→TT→EE→P[,2]”,即“問題→試探性理論→排錯→新的問題”。從邏輯形式上看,波普爾的這個模式同實證主義的演繹性的覆蓋律模式幾乎是一樣的:全稱命題(一般規律)H與單個命題(背景知識或先行條件)C的合取演繹出某個預言(經驗現象的描述)E,即(H∧C)→E,用一階謂詞邏輯的形式則可寫作@①[,X](F[,X]→G[,X])∧Fa→Ga〔18〕。但二者對這個模式的理解和應用卻存在極大的差異。實證主義者期望Ga與經驗相吻合,雖然((H∧C)→E)∧E)→H不是重言式,但E總能給予H以某種概率的支持,也就是說,H具有概率真。 波普爾的證偽主義推崇判決性實驗,期望Ga與經驗不相吻合,如果C為真,((H∧C)→E)∧E→H是一個重言式,H的證偽具有必然性。表現在進步觀上,波普爾得出的結論是E不斷證偽H,科學知識的進步就象生物進化一樣,“不斷推翻一種科學理論、由另一種更好的或更合乎要求的理論取而代之”〔19〕。
  波普爾的證偽主義將證偽當作檢驗的唯一方面〔20〕,造成了內在的致命缺陷。按照上述邏輯模式,設想C 中包含著理論(或先前的假說)是合情合理的。要想證偽H,必須假設C為邏輯真,這與證偽主義有沖突,按證偽主義的一貫立場,C中的理論也可能被證偽。但如果假設C的邏輯真存有疑問,E假又不能必然推出H假〔21〕。拿波普爾認為的典型的偽科學——占星術為例,或者由于背景知識的不確定而不能被證偽,或者可以象煉金術、燃素說一樣被證偽,但它又具有了科學的地位。因此,波普爾的證偽主義并沒有解決科學與偽科學的劃界問題。
      3 相對主義:放棄經驗標準的困難
  以托馬斯·庫恩1962年出版《科學革命的結構》一書為標志,所謂的“歷史學派”逐漸興起。庫恩注意到科學史中存在著一種所謂的“范式”現象〔22〕。依據范式是否發生了轉換,科學分為革命時期和常規時期。常規科學時期,科學家依照范式的規范進行科學研究〔23〕。庫恩認為,波普爾過分夸大證偽把“科學事業中的非經常性的革命特點賦予了整個科學事業”〔24〕,因而證偽并沒有真正解決劃界問題。把科學同其他活動區別開來的“正是常規科學…而不是非常科學”〔25〕。但常規科學又不同于實證主義。庫恩將理論的合理性歸結為科學家集團的共同信仰,在常規時期,科學家對范式深信不疑,“證明確立了的事實同理論相一致的意義不大”〔26〕;在革命時期,“各種規范之間的競爭不是那種可由實驗解決的戰斗”〔27〕,“規范選擇就象在政治革命中一樣,沒有比有關團體的贊成更高的標準了”〔28〕。這樣,庫恩就以一個主觀主義的集團合理性取代了客觀的評價,滑向了相對主義。
  庫恩科學哲學中的非理性成分遭到了眾多的批評。有的批評者指出,如果完全否認經驗檢驗的必要性,即否認證實與證偽的必要性,那么,“‘常規’科學家的教條式休眠對科學是危險的,它危及知識的增長,損害著并最終造成了認知進步的不可能”〔29〕。實際上,不管科學家的共意也好,還是共同體的信仰也好,如果沒有經驗對假說的證實與證偽,科學假說中的經驗內容就失去了任何意義,一個不包含科學一般本質的理論是不配稱作科學的。雖然實證主義與證偽主義各有其片面性,但不能因此放棄尋找科學理論的經驗本質的努力。這一點,庫恩也有所覺察,在1979年發表的《必要的張力》中,他退退縮縮地提出“好”的科學理論的五個特征:精確性、一致性、廣泛性、簡單性和有效性〔30〕,又回到了證實與證偽的傳統道路上來了。
  費耶阿本德也在科學史的研究中發現了所謂的“不可通約性”〔31〕,堅持認為證實與證偽的科學哲學方法論原則有很大的局限性,不僅與實際的科學史嚴重抵觸,而且會阻礙科學的發展與進步,因而他“反對方法”〔32〕。更進一步,費耶阿本德從懷疑科學方法論走向懷疑科學合理性。他認為,科學與其他人類文化形式并沒有什么根本的不同,僅僅是傳統的一種,而“傳統談不上好壞”〔33〕,甚至迷信、巫術、占星術等與科學也有同樣的“平等的權利、平等的接受教育和接近其他權利位置機會的權利”〔34〕。
      4 溝通證實與證偽嘗試的失敗
  邏輯實證主義不能“證實”自己,證偽主義免不了自身的“證偽”。那么,在科學假說的證實與證偽方面是否再沒有改進的余地,而只能如相對主義一樣從根本上放棄經驗檢驗的標準呢?理性主義者拉卡托斯和L.勞丹作出了否定的回答。
  拉卡托斯立足于波普爾的證偽主義(拉卡托斯特別強調其中的精致的一面),但又有所發展。他提出科學研究綱領方法論,試圖在證實與證偽之間建立某種聯系,使科學理論的選擇標準既符合科學史,又不陷入非理性、相對主義。同庫恩的范式概念不同,拉卡托斯的研究綱領概念不涉及社會、經濟、宗教等科學外部的因素,而是嚴格的內部主義的〔35〕。也就是說,研究綱領的轉換有著合理性的標準——進步。“在一個進步的研究綱領中,理論導致發現迄今不為人們所知的新穎事實。相反,在退化的研究綱領中,理論只是為了適應已知的事實才構造出來”〔36〕。所謂新穎事實是指競爭綱領不能預測的事實,它們最終需要經驗上的證實,而不需要波普爾的證偽,因此拉卡托斯說:“使綱領保持前進的是‘證實’”〔37〕。
  然而,正是由于過分強調新穎事實的證實,拉卡托斯的科學研究綱領方法論在科學理論的進步性和接受性兩方面不能協調一致。我們知道,從一個新假說的提出到它所預測的新穎事實得到證實總是需要一段時間歷程。如果說接受一個進步的綱領是理性的,那么,接受一個其進步性尚未得到驗證的假說,就應該看作是“非理性”的。大量的科學史實例表明,早在新穎事實得到證實之前,就有人接受了,并積極宣傳、完善某個假說,對此拉卡托斯不能作出滿意的解釋〔38〕。
  勞丹試圖將科學理論的接受性和進步性以及合理性一致起來〔39〕,提出與庫恩的范式、拉卡托斯的研究綱領相類似的“研究傳統”,即“一組本體論和方法論規則,規定‘能做什么’和‘不能做什么’”〔40〕,研究傳統的進步性集中體現在理論的進步性之中。勞丹指出:“一個理論的總解題有效性可由對該理論所解決的經驗問題的數目和重要性及由此理論生成的反常問題和概念問題的數目和重要性的估算來確定。……當且僅當任何領域中的前后相隨的理論表現出不斷增長的解題有效性時,才會發生科學進步。”〔41〕勞丹認為,“理論的合理性和進步性與它的確證性或證偽性并無多大關系”、“解題能力與真假或幾率[根本沒]有任何直接的關系”〔42〕,試圖從根本上取消或回避證實與證偽。實際上,在勞丹的解題模型中,已解問題就是理論推導出的陳述與實驗相吻合,這正是亨普爾覆蓋定律意義上的證實;而反常問題是“某一理論雖然未能解決,但卻為此理論的一個或多個相競爭理論解決的經驗問題”〔43〕,用波普爾的術語來說,恰恰就是證偽。——我們看到的反倒是證實與證偽的溝通與綜合。
      5 出路:關聯、真假與檢驗
  當代科學哲學各流派都沒能對科學哲學的中心課題——科學的合理性和進步性作出有效的評價與辯護,深深陷入了困境。其原因正在于證實與證偽方面的絕對態度:要么完全的證實,不給證偽留下任何地位;要么絕對的證偽,證實沒有任何意義;要么根本否定證實與證偽的可能性,既沒有證實,也沒有證偽。似乎除了這三種情況外,別無選擇。筆者認為,打破困境的出路在于反對證實與證偽問題上的獨斷態度,將二者有機地結合起來。在錯誤中進步的當代科學哲學,實際上已經暗暗預示了這條唯一的出路。
  (1)評價單元。證實與證偽的基本問題之一是評價單元, 即對什么的證實與證偽?從歷史上看,當代科學哲學各流派對科學進行評價的基本單元極不相同。實證主義者將科學理論肢解為抽象的命題或謂詞符號,要求每一命題或謂詞都必須有意義,能被證實〔44〕;波普爾崇尚判決性實驗,以為一個嚴酷的實驗就能完全打倒一個假說,他的評價單元是整體的假說;歷史主義提出范式、研究綱領、研究傳統等評價單元,將評價的范圍擴大到以理論為核心的世界觀、方法論。這些評價單元都有缺陷。首先,科學理論不能簡單地劃歸為以幾個獨立的初始命題或謂詞構成的邏輯形式系統。在形式系統中,要求初始定理必須為邏輯真,否則無法建構系統;而牛頓第二定律或象“光速不變”這樣的初始假設并沒有這種強真的必然性。其次,不一致性可以導致形式系統的崩潰,卻未必會造成理論的坍塌〔45〕。因而反例對理論沒有矛盾對純形式系統那樣大的破壞性。第三,盡管理論總是與一定的世界觀、方法論有相當緊密的聯系,但它們畢竟有重大的區別〔46〕。因此,對世界觀、方法論的評價不能代替對理論的評價。
  理論是科學成果的最集中的體現,而科學理論的本質是解決科學問題(包括預言問題),這是從波普爾到拉卡托斯、勞丹所得出的積極結論。把理論與科學問題緊密聯系起來進行考察,是科學本性的要求。所以,證實與證偽的基本單元應該是理論與問題的“關聯”。一個科學理論總是試圖解決一定的科學問題,如果某些問題可以從這個理論中推演出來(在某種精確度范圍內),我們就稱這些問題與這個理論相關聯;如果一個問題可以由幾個理論推演出來,我們就稱這些理論與這個問題相關聯。
  (2)真與假的辯證法。 當代科學哲學在證實與證偽上的獨斷態度導致了在真理觀上的獨斷態度:理論要么完全地真,要么絕對地假,要么無所謂真假。在邏輯實證主義看來,只要某理論推演出的經驗預言得到證實,就可以逆繹出此理論為真,而且會永遠為真,以后的檢驗不過是增加確證度而已。在波普爾的證偽主義看來,如果判決性實驗的結果證偽了某個理論,這個理論就被完全打上了假的烙印,再無翻身之日。相對主義者則宣稱對科學合理性、進步性的評價與理論的真假無關,完全否定實踐對理論檢驗的必要性與可能性。這些獨斷態度不僅不能說明科學發展史,更不能解釋科學的應用史。
  任何一個科學理論,不管它在歷史上存在多么短暫,不管其后繼理論證明它多么錯誤,它也總是包含有一定的合理成分,包含有真理的顆粒,對科學整體上的進步有所貢獻;而一個獲得極大成功的理論,不管它當時是否遇到了反常或否證,它也不是囊括一切真理的終極形態,必須接受實踐的進一步檢驗,逐漸暴露出其中的虛假成分。
  (3)證實與證偽的辯證統一。 實踐對理論的檢驗實際上是一個極其復雜的過程。本文將避繁就簡,僅從邏輯模式方面對證實與證偽予以粗略說明。
  科學理論最重要的功能是作出經驗預言。設T為理論, 它為解決問題集│Q│而提出。①如果T→│Q│是這個理論的全部內容,我們稱T為非科學的。②如果T→│Q│∧│A│,│A│為經驗陳述集合,其元素為A[,1],A[,2]……A[,n](n為自然數),從未有任何理論預言過或從未能納入任何理論之中,則稱T為準科學的。這時│A│與T 建立了一種較弱的關聯。大多數假說提出之初,都處于這種境況。③如果Ai得到實驗的證實(在某種可接受的精確度范圍內),Ai就與T緊密關聯。這時,科學從整體上發生了進步。④如果T的后繼理論T’也能推演出Ai,Ai就與T和T’都關聯。這時,接受T和T’都不是非理性的。實踐中遇到Ai時,選擇T還是T’是一個純粹的外部問題。如果Ai一直得不到證實(或證明先前的證實是錯誤的),則T就一直處于準科學狀態。⑤如果T ’→│Q│∧Ai∧│B│,│B│為不同于│A│的經驗陳述,即│B│的元素B [,i]不屬于│A│,則B[,i]構成對T的證偽,表明B[,i]不與T關聯,但這并沒有對Ai與T的關聯有任何破壞。實踐中遇到Ai時,選擇T還是T ’仍然是一個純粹的外部問題。但實踐中遇到Bi時,選擇T就是非理性的。
  這個粗略的模型,有很大的改進余地。但它可以與許多科學史實例相吻合,也能對科學應用史作出比較合理的闡釋。它還表明:①理論的合理性并沒有絕對的標準,而是隨欲解決的問題而定。②科學的進步表現在關聯的增多,隨時間的推移,呈現連續與跳躍相結合的增長趨勢,這種趨勢是沒有極限的。而且科學的目標就是它的進步〔47〕,即取得越來越多的關聯。③合理性、進步性、接受性是統一的,合理的就是進步的,也是可接受的。這個結論,只有堅持證實與證偽的辯證統一,才能得出。
自然辯證法研究京4~8B2科學技術哲學韓駿19991999本文寫作過程中得到孫小禮教授和任定成教授的悉心指導,在此謹表衷心的謝意。韓駿,1966年生,北京大學科學與社會研究中心科學技術哲學專業96級博士生。 郵編:北京100871 作者:自然辯證法研究京4~8B2科學技術哲學韓駿19991999本文寫作過程中得到孫小禮教授和任定成教授的悉心指導,在此謹表衷心的謝意。
2013-09-10 21:39

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