自然科学的方法与极限.doc

自然科學的方法與極限清大 彭明輝壹、前言假如說今天的人生哲學課題是要能夠在應然與實然間找到安立人生的位置，而過去兩千年來所有的應然都經常忽略了實然，那麼，我們要用什麼方式去瞭解人性的實然？從人生哲學的角度出發，這問題又可以分成兩個密切相關的子題：（1）什麼是人的本性？（2）我們如何確定自己的（或別人給的）答案是正確的？也就是，我們如何分辨有關人性論述的真和假？或者真理與謬見？我們該用什麼樣的方法去回答這兩個有關實然的問題？人文科學 我很不喜歡人文科學這個詞，或者翻譯字德文的精神科學（Geis-wissenschaften）這個詞，因為人文學科的方法和語言特質基本上跟自然科學的方法和語言剛好背道而馳，各有所適，既沒必要彼此模仿，也不該彼此批判，而應該各守本分。詳見後面各節的分析與論述。的方法？還是自然科學的方法？經常有人企圖用科學的方法去改造人文學科，或者用科學的證據去支持自己有關人生哲學或生命教育的立場，卻不知道這些都是對科學方法的誤解以及對人文精神的嚴重扭曲。譬如說：有人想用實驗證明靈魂不存在，用不嚴謹的實驗設計或統計分析過程去主張（或反對）同性戀與基因的關係，或者用動物的觀察與實驗去論斷人性與愛情以致於混淆了人與動物的分際。這些所謂的科學方法或科學證據，不但對於釐清事實往往毫無助益，甚至嚴重混淆問題與事實。但是這些論述不但對閱聽大眾擁有壓倒性的影響力，更使得有關人生哲學的討論被糾纏在種種似是而非的成見之中。最嚴重的效應可能是：想要用科學方法去論證人文議題的已經不再只是一群對人文精神瞭解不夠深的科學家了，許多人文或社會學者先後效尤地想用自然科學的方法證明自己的人文或社會學觀點。這種現象彰顯了當代人對自然科學嚴重的誤解與迷戀，已經幾近乎是迷信的程度了。另一方面，有些人文學者明明對自然科學一無所知，卻又堅持要對自然科學進行各種無釐頭的批判，卻完全不知道自然科學內部早已積蓄了許多更為精確，也更為深刻的自我批判與自我反省。假如人文學者沒有能力對自然科學有足夠的方法性瞭解，恐怕這些人文學界的亂象是很難被釐清的。因此，在討論人生哲學之前，我們必須要先釐清一些濫用自然科學的成見。這一章的目的就是要說明：為什麼人性的問題與人生意義的問題都不可以用自然科學的方法去回答。擴而廣之，所有人文的問題都不該用自然科學的方法去回答。嚴格的自然科學包括數學、物理學、化學和生物科學。但是數學與客觀世界無關，化學與生物科學的純粹度、系統化程度都不如物理學，因此物理學可以說是當代實證科學最耀眼的代表。因此，本文的討論將以物理學為論述對象。壹、自然科學的方法結構自然科學所以被稱為客觀知識的代表，是因為幾項重要特質：（1）這些知識（主張、命題或陳述）可以跨越時間與空間被一再重複地驗證，不受個人或文化偏見的影響 這主要是指成熟的科學而言，或者用 Tomas Kuhn (1962) 的說法：典範鞏固期的科學。無可否認地，就像Tomas Kuhn (1962) 說的，任何自然科學分支在典範尚未確立的時期，各種假說相互競爭，自然科學界對這些假說的取信與否是充滿各種主觀、乃至於權力鬥爭的。；（2）因為前述特質，所以自然科學的知識可以跨代、跨國交換並累積，從而獲得持續的進展 人文的識見與領悟卻是無法跨代承繼，每個讀者都必須要從自己的經驗與反思中重覆一次作者的經驗與反思，才能達到相近的體悟。所以，雖然不同世代的人文學者會有各自不同的體認與對上一世代人文涵養一定程度的累積，但其累積速度遠不如自然科學快。這也給人自然科學進步較快，人文學科罕有進展的印象。這種印象不知不覺中影響了一般人對自然科學的信服與對人文學科的保留態度。；（3）工業革命以來，科學的持續發展成為使人可以持續地擴大他對自然世界的控制；（4）前一項特質使得歐陸國家可以在戰場上與商場上持續打敗所有非歐陸國家，而取得他們在政治上與經濟上的霸權；（5）於是他們也從而取得全世界的文化霸權，成為一切有關真假、對錯與價值的壟斷者。從方法論觀點來看，我們想要瞭解自然科學的話，最重要的是要瞭解前兩項特質；但是對於絕對大多數人而言（包括理工學院的學生和教授），他們對科學的崇拜與信服（以及對人文的懷疑與輕蔑）卻更多地是來自於後面三項特質。不過，我們以下的討論是針對第一項特質：自然科學的知識（主張、命題或陳述）可以跨越時間與空間被一再重複地驗證，不受個人或文化偏見的影響。我們想瞭解的是：（1）這是怎麼做到的？（2）這些特質所以能成立的先決條件（necessary condition） 即所謂的必要條件（necessary conditions）。是什麼？一旦我們可以回答第二個問題，我們就會知道自然科學可以適用的範圍或極限，而且在這條件無法成立的議題上，自然科學將不再保有前述令人稱羨的特質，也不在有資格扮演真理的裁判者與代言者這樣的角色。物理學的知識是建立在五個基礎之上：（1）一組基礎概念（譬如時間、空間、質量與能量），（2）一組核心定理（譬如牛頓的三大運動定律 第一運動定律是動者恆動，靜者恆靜；第二運動定律是Fma以及萬有引力定律；第三運動定律是作用力反作用力。），（3）一組數學原理（譬如代數、微積分、微分方程式論等，用以從基礎假設演繹出各種命題），（4）一系列的實驗設計和實驗過程，以及（5）進行所有相關實驗所需要儀器和儀器的校正程序。關於前述五個基礎，有必要做三個提醒：（1）基礎概念、核心定理以及數學都是自然科學界的共通語言（common language），也就是說，自然科學有一套訓練程序，可以對它所使用的術語提供指意明確的操作性定義。如果沒有這一套共通語言，自然科學將會喪失掉前面所說的客觀性。譬如說，假如兩個科學家對公斤與公分這兩個詞基礎概念與核心定理與數學（微積分）演繹既有觀測新的推論演繹系統知識（S1）圖一：物理系統知識的架構的理解不相同，他們就無法彼此同意對方有關彈簧拉伸實驗的虎克定律。（2）所有的實驗設計目的都是在驗證假說的真假，並且在實驗設計中凸顯自己想要看的效應，而壓抑其他的影響因素與效應（這就是所謂控制變因的設計）。（3）所有儀器的功能都是把看不見的現象轉為看得見的現象。譬如，電表計的功能是把摸得到而看不到的電流，轉變為看得到的指針位置。一般來講，基礎概念、核心定理以及數學三者形成一個無法切割的整體，藉由數學的演譯，基礎假設可以被演繹出許多衍生定理（命題）或推論。譬如，在牛頓力學體系中，根據牛頓三大運動定律與微積分，可以推論出慧星軌道、自由落體的軌跡，以及拋物運動的軌跡。這個由基礎概念、核心定理以及數學三者所形成的整體構成一個物理系統全部的演譯系統知識，如圖一所示。一般說來，一個物理體系的核心定理往往是無法直接被實驗所證實或檢測（譬如牛頓第二定律中力與加速度的關係就無法被直接檢測，因為我們無法直接量測加速度）。因此，通常我們測試一個物體知識系統的方式是用實驗檢證該系統的關鍵性衍生定理，從而間接驗證核心定理。譬如，從科學史的角度看，牛頓力學之所以會被廣泛接受，是因為它只使用三個簡潔的運動定律，就可以既推論出刻卜勒（Galileo Galilei，1564-1642）所發現到的鐘擺運動現象，又可以推論出行星的橢圓形運動軌道。此外，哈雷（E. Halley，1656-1742）又於1705年時成功地利用牛頓三大定律推論出慧星將於1758年回到地球，而且這個推論在53年後被證實。此外，十九世紀初，英國天文學家亞當斯（J. C. Adams，1819-1892）和法國天文學家李維希（U. Leverrier，1811-1877）根據木星軌道偏離橢圓形的偏差量，幾乎同時預測了海王星的存在及其位置，並立即被證實。對於慧星返回地球的推論，以及對於海王星存在的推論，都使得舉世對牛頓力學建立起牢不可破的信心。但是，以上的證據都是在檢驗從牛頓三大定律所推論出來的衍生論斷，而沒有一個是直接在檢驗牛頓三大定律本身。很多人都誤把科學簡化為實驗 + 觀察 + 歸納，而忘了假說在科學方法中不可或缺的重要地位。從哈雷慧星的預測以及海王星的發現開始，理論與假說就一直扮演著引導實驗觀察的關鍵地位。杭波（Carl G. Hempel, 1907-0997）已經很清楚地指出來：要產生一個有吸引力的假說，靠的絕不只是單純的客觀的觀察和機械化的歸納法，而是： 並沒有普遍有效的歸納規律，讓我們可以從經驗的原始資料中機械化地推論出假說或理論來。從原始資料到理論，我們需要有創造力的想像。科學中的假設和理論並不是從觀察到的事實中歸納出來的，它們是被發明來說明那些事實的。 Hempel, 1999, 中譯本第23頁。因此，自然科學最重要的特性就是：它提供了一套有系統的方法和程序，可以對我們所提出的假說加以驗證。維也納學派的卡納普（Rudolf Carnap，1891-1970）基於這個認識而提出一個主張：自然科學的每一個命題都是可以在經驗世界中被證偽（falsified）的 純就邏輯的立場而言，像牛頓第一定律這樣的陳述，不可能在經驗上被證明為恆真。因為，即使在我們所做過無數次經驗檢證中這個陳述都與經驗的事實相符，我們仍然沒有任何依據說下一次的經驗檢證中牛頓第一定律仍會和事實相符。甚至於，不管我們過去做過多少相符的經驗檢證，都沒辦法增加下一次經驗檢證中牛頓第一定律仍會和事實相符的機率。因此，卡納普提議：要分辨科學與非科學，必須要逆向思考，從這些陳述是否提供否定的經驗檢證管道（即證偽）。在他的論述中，占星術不是系統的陳述，它的原則多變到幾乎沒有固定的原則，因此你不管從經驗中找到多少否定的證據，它都會提供一套頓詞和逃逸的原則，規避這些否定的證據。反之，自然科學是系統的陳述，有固定的原則，因此有明確的辦法設計出經驗檢證的程序，試圖蒐集、彙整不利（否定）的經驗證據。這個程序就叫證偽。基於這個主張，卡納普進一步主張：人類的知識只有兩種：所有可以被證偽的陳述都叫科學的（scientific），所有不能被證偽的陳述都是不科學假知識。這個區分科學與非科學的判準，在科學的哲學（philosophy of science）裡被稱為劃界問題。根據後面這個主張，包括哲學在內的所有人文學科（乃至於當時絕大部分的社會科學知識）都和占星術一樣地屬於可疑的知識。柏林學派的萊興巴哈（Hans Reichenbach，1891-1953）更進一步主張：哲學應該受自然科學方法的指導，才有機會成為真知識（即所謂的科學化的哲學（scientific philosophy）。 卡納普的主張，後來曾被奎因（Willard V. O. Quine，1908-2000）以演繹系統整體不可分割（holistic）的主張加以駁斥。但是，卡納普、萊興巴哈與杭波都沒有充分警覺到：可證偽的先決條件（necessary condition）是被研究的現象具有可重複性；而且，這個可重複性是對象的特質，而非方法本身的特質。也是基於類似的誤會，哈雷慧星事件與海王星事件為牛頓力學與自然科學建立了一個極具宣染性的誤解：自然科學有預知未來的能力。所以，拉普拉斯（Pierre Simon Laplace，1749 - 1827）說：假如有一個超人，他可以知道這個世界全部的初始狀態（initial state），那麼他就可以預知這個世界全部的未來。這個誤解即使在自然科學界內也是迄今牢固不破，並且因而賦予自然科學宗教性色彩。所以，拉普拉斯的前述名言經常被當作是科學宗教（science as a religion）的銘言。其實，科學並沒有大家所想像的預知未來的能力，而且科學知識的可重複性是來自於被研究的對象，而非自然科學方法本身所獨具的特質。這是我們下一節所急欲澄清的。貳、可重複性與預知未來的能力David Hume（1711-1776）早已辯明：科學沒有預知未來的能力。他說：儘管在我們過去的經驗中太陽每天都從東方升起，但是沒有任何理由讓我們確信太陽明天仍舊會從東方升起。 見 Hume (1902), Sect. IV, Pt. I。此外，今日的科學知識也確認：當太陽的能量燒到接近盡頭時，太陽確實有可能在50億年後變成紅巨星而吞噬掉地球，那時候太陽就不再從東方升起，直到太陽變成白矮星為止。 此外，科學的哲學（philosophy of science）領域內的學者也都已經共認：一個科學的定律不管在實證研究上被證實了多少次，都不保證下一次的實證研究上它還會再度被證實為正確。因此，自然科學界與哲學界雖然很少有共識，卻終於一致共認：科學沒有預知未來的能力。也是因為這個緣故，現在理論物理學界已經放棄law（定律，表示不可改）這個字，而改用principle（定理，表示隨時可能會被推翻）。基於上述事實，假如一個自然現象在每一次的新的實證研究上都被證實為正確，那是因為大自然的特性剛好很穩定，而不是因為自然科學有預知未來的能力。反之，假如某大自然的現象剛好很不穩定，我們就無法從過去的經驗推估未來，而自然科學對未來的估測就會很不準譬如：龍捲風與大海嘯的預測就極其不準，甚至於日常的氣象預報也經常不準。那麼，在被相對論推翻之前，牛頓力學為什麼會被稱為具有預知未來的能力？讓我們從科學發展史的觀點來說明。 見 Cohen (1980)。實際上牛頓本人在發明三大運動定律的過程中，也不曾直接用實驗觀察或驗證過其中任何一個定律。從科學史的觀點看，三大運動定律可以說完全是牛頓個人心智的偉大發明（A great work of mind），或者說人類最偉大的主觀創作之一。因為，就如愛因斯坦所言，這種心智跟古典形上學家（柏拉圖、康德等）的心智是一模一樣的，他們的差異只在於面對外部世界時態度不同。 這裡所謂的主觀跟一般日常用語所說的主觀不同，它不是一種個人的任性或獨斷，而是一個人被馴化的主觀意思是說它不但不抑制人的主觀創作能力，甚至是完全仰賴人的主觀創作能力，但是在過程中這個主體的主觀性卻保持著對外在世界完全開放地對話的態度。所謂的馴化，就是指這種保持著對外在世界完全開放地對話的態度。或者就像愛因斯坦所說的，傑出的理論物理學家就是被馴化的形上學家他們倚賴著完全一樣的心智能力，唯一不同的是：古典形上學家在論述外在世界時卻還封閉起自己，不願意保持著對外在世界完全開放地對話的態度。根據科學史的資料，在牛頓發明三大運動定律之前，自然科學界已經累積了許多有關天體運行的經驗觀察，但是沒有一樣是直接跟三大運動定律有關。首先對天體運行進行有系統的經驗觀察與記錄的是丹麥著名天文觀測家布拉黑（Tycho Brahe，1546-1601） 在諾貝爾獎得主費因曼（Richard Feynman）的心目中，布拉黑也是近代實驗精神的重要倡立者之一。參見Feynman (1982)。，他是個富翁，在哥本哈根附近有一個小島。為了釐清他所處時代一些有關天體運動的論述（一些未經檢證的說法），他決定用詳細的天文觀察記錄做為評量依據。因此他在小島上特定的觀測位置上安置了一些大銅圈，做為觀測的參考點，並且花了38年去詳細地記錄行星的位置。接著，布拉黑的助手克卜勒（Johannes Kepler，1571-1630），用了在他那個時代而言相當高深的數學分析去整理布拉黑的龐大觀察記錄，而導出了著名的克卜勒三大軌道定律：（1）行星的運動軌道是橢圓形，且太陽恰好在其中一個焦點上。（2）相同時間內，連接行星和太陽的這條線所劃過的扇形面積為恆定值（如右上圖所示，右邊斜線區面積和左邊斜線區都是某行星在三週內走過的路徑所構成的扇形面積，且兩扇形面積相等）。（3）不同的行星其週期的平方和其軌道的大小的力方成正比例。請注意，這三大定律沒有一個跟牛頓的三大運動定律有任何直接關係。然後，牛頓在（Isaac Newton，1642-1727）在1687年發表了他的鉅作自然哲學的數學定理（Philosophiae Naturalis Principia Mathematica），用三大運動定律與他所發明的微積分（一種高等數學）闡釋了克卜勒的三大軌道定律。從邏輯上講，牛頓三大運動定律只是換一個方式去敘述克卜勒三大軌道定律，以及布拉黑龐大的觀察資料。因此，牛頓三大運動定律之所以在現實上有效，是因為：（1）克卜勒三大軌道定律反映了布拉黑龐大的觀察資料。假如布拉黑的觀察資料與現實有偏差，牛頓三大運動定律也將繼承相同的偏差。而且（2）地球上的自由落體運動與天上的星體運動規律恰巧相當穩定。假如地球上的自由落體運動與天上的星體運動規律像人心那麼多變，即使牛頓或愛因斯坦再世，也無法用自然科學的方法找到對未來具有預知能力的人性理論。譬如說，最近常被提起的混沌理論（chaotic theory）就是以很確實的證據主張說：即使是無生命的自然現象（譬如空氣的紊流、香菸裊裊上升的軌跡等），其特性也通常不是傳統自然科學的方法所能有效地掌握的。無生命的系統已然如此，人文學科所要研究的人類精神現象更複雜而多變，當然不是自然科學方法所能有效掌握的。所以，牛頓力學以及其他自然科學在預估未來的能力上之所以準確，並非盡然來自於自然科學的方法，還重要的是因為它所研究的對象剛好很穩定所致。反之，人文的研究之所以困難，並非純然因為它的方法無效，更重要的是因為它所面對的對象遠比自然科學所面對的對象更不穩定而多變所致。這同時也意味著：自然科學所以具有上文所述可以跨越時間與空間被一再重複地驗證，不受個人或文化偏見的影響的特性，先決條件（necessary condition）是：它所研究的對象要有穩定而可重複出現的規律 更準確地講，是在人的認知能力範圍內呈現為具有穩定而可重複出現的規律。假如它所研究的對象不具有穩定而可重複出現的規律，則即使使用了自然科學的方法去研究，也無法獲得可以跨越時間與空間被一再重複地驗證，不受個人或文化偏見影響的知識。也就是說，這個特質是先決地存在對象之中，並非方法本身。而所有期待用科學方法研究人文問題的人都誤把對象的特性當作方法的特性，以致於誤解（誇大）了自然科學的方法特性。因此，企圖在人文議題的研究上援引或模擬自然科學的方法，並不會因此而使我們對人類有更可靠的瞭解，反而可能會扭曲了問題的本性。關於這一點，後面還會申述。參、看不到的不一定不存在柏拉圖認為：看不見的觀念（Eidos, ideas）才是真實的，但是當代的物質主義卻只相信看得到、摸得著的東西。這個轉變跟自然科學的成見有極其密切的關係。科學儀器之所以存在，是因為要把看不見的現象轉為看得見的現象。之所以如此，是因為人的感官經驗中，只有視覺具有不因人而異的可重複性。譬如說，有絕對音感的人可以在每次聆聽音樂演奏時都準確地把他所聽到的音樂給寫下來。對他而言，音樂不僅是一種客觀的存在，而且也具有穩定的可重複性。但是把同一首大家不熟悉的音樂重複地放給所有人聽，絕大部分的人甚至往往無法確定自己所聽到的音樂是否一直在重複同一首。同樣地，雖然電流的存在可以通過觸覺而被覺察到，但卻無法達到計量的可重複性。因此科學家設計了一套儀器，把電流轉為指針的運動，從而使電流的現象被轉為可重複量測的視覺現象。但是，這種對視覺現象的倚賴卻逐漸發展成為一種盲從與迷信：凡是無法被看見的，它的存在就被質疑，甚至就被視為是不存在的。這種態度就是今天物質主義盛行的根本原因。而它的代價是：不管是人類多麼難得的經驗、感動、領悟與洞見，只要是無法用儀器量測的，通通都被當成是可被質疑或不存在的。無怪乎人類的存在會在當代被化約為比低等動物更不如的物質性存有！但是，只要我們仔細回顧一下日常生活經驗，就可以瞭解到：看不到的東西不一定不存在，無法被實驗證實的東西更加不一定不存在。因為，無法被實驗驗證的原因，往往只不過是因為儀器不存在，而不是該感動或洞見不真實。想像一個真實的例子：當我們對孩子的生病很憂慮時，我們可以很篤定我們的憂慮是個不容懷疑的事實，但科學家卻沒有辦法設計一套儀器來量測我們的憂慮。我們可以因此就斷言我們的憂慮不存在或者可疑嗎？ 有一部好萊塢電影片名叫勞倫斯的油（Lorenzos oil），敘述一個小男孩罹患骨髓退化症的過程。這個小孩的神經系統逐漸萎縮，先是指尖喪失感覺，接著是手指無法做出精細動作，接著整個肢體都活動不良，最後躺在床上，跟植物人一樣無法言語、飲食。他的媽媽持續對他講故事，如同他聽得到似地。有一天，他爸爸控制不住情緒地跟他媽說：妳不要再欺騙自己了！妳根本是在跟一堵牆說話！牆的後面什麼都沒有！但是，後來他的媽媽卻發現：這小男孩眼皮還會眨，於是兩個人通過小男孩眨眼皮的動作恢復了溝通。這個故事告訴我們：我們看不到的東西，不一定不存在。當這個男孩的肢體沒有反應時，有可能只是大腦和肢體間的神經傳導不良，而不見得是大腦沒有反應。那麼，當大腦沒有反應時，是否可以推論說大腦後面指揮大腦的所有活動也都不再存在？當我們的儀器可以檢驗腦波時，我們說腦波在指揮神經系統，繼而指揮肢體動作。當我們的儀器可以檢驗腦化學分泌時，我們說腦的活動是由腦化學控制。但是，腦化學是由什麼機制控制？更進一步設想一個在火星上探險的人，他坐在機械人的腦部位置，操作著這個機械人。這個人的大腦用極小的能量就可以驅動他的手臂以數十倍的能量來操作機械人，同樣地，它的手臂只要輸出幾公斤的力，就可以叫機械人搬動幾十噸的重物。我們所知道的所有操控系統都這樣：受控者會把操控訊號在能量位階上放大千百倍再輸出，因此處於愈前端的操控程序所需要的能量愈低，處於愈後端的程序活動能量愈大。當機械人沒有動作時，可能是機械人壞掉，但是裡面的人完全沒有受傷；當裡面的人手臂癱瘓時，不表示他的大腦沒有在輸出神經訊號；當他的腦化學活動全部停止時，或許有一種比腦化學的能量位階更低的活動還在持續地發出試圖影響腦化學活動的訊號。那麼，靈魂的活動能量有多低？會不會遠低於現在所有儀器所能偵測的極限？會不會遠低於我們所能想像的所有儀器的偵測極限？有人曾經把臨終的人放在精密的量測儀器上，量他臨終前後的重量變化，並做出結論：實驗顯示重量一直沒有改變，所以靈魂不存在。但是，誰說靈魂有重量？即使靈魂有重量，誰說這重量是既有儀器的精度所能量測得到的？無法以實驗加以證實的現象，不一定不存在；甚至，看不到的東西也不必然不存在。許多人文的知識或事實，只有體會過的當事人才能知道，或者必須要通過人的自覺才能被證實。所有這些人文精神中重要的東西，都不是儀器所能檢驗的，但是我們就要因此放棄這些重要的人文的洞見與智慧嗎？肆、從共同語言看自然科學與人文精神的根本對立前面討論過自然科學可重複驗證的兩個先決條件（necessary condition）：（1）被研究的對象具有穩定的可重複性，（2）被討論的現象可以通過儀器被轉換為可重複觀測的視覺現象。本節討論第三個先決條件（necessary condition）：存在有一組共同的語言，可以描述被討論的對象或現象，並使參與討論的人具有共同的認知。共同的語言是否存在，正彰顯了自然科學與人文學科本質上必然的差異，乃至於對立。我在第貳節已經凸顯了共同的語言是自然科學的先決要件之一，如果沒有共同語言，不但不同科學家無法彼此驗證對方的實驗，甚至連最起碼的討論都不可能。但是在人文學界，同一個術語，譬如辯證法（dialectic）這個哲學上最根本的術語，它在柏拉圖的著作與黑格爾的著作中就有著相當不同的含意。更進一步，終極關懷（ultimate concern）這個詞，在其創立者 Paul Tillich（1886-1965）不同年代的著作中就有著前後相承但指涉不盡然相同的狀況。因此，不僅不同作者間有同名異指 所謂同名異指是說：同一個名詞確有不同意涵（意指）。譬如：風流這個詞在魏晉和今天的意思差距十萬八千里。 的現象，甚至於同一個作者的不同著作中也有同名異指的現象。從這些情況看來，人文學科根本不可能有共同語言，也就遑論跨時間、跨空間、跨族群的可重複驗證了。面對這種現象，許多學者最急切的態度往往是問：人文學科能否學習自然科學的發展過程，逐步建立起人文學科的共同語言？但是我要在這裡問的卻是相反的方向：人文學科有必要建立共同語言嗎？如果想要在人文學科內部建立起所謂的共同語言，它要付出的代價是什麼？值得這麼做嗎？要回答這個問題，讓我們先看看自然科學是如何建立其共同語言的，以及它在建立其共同語言的過程中究竟付出了什麼代價？先從一個日常生活的例子考察起。假如妳在大學時代送一束玫瑰花給念化學系的男朋友，妳的室友都很感動，而妳的男朋友卻把這一束花拿去實驗室跟同學一起作化驗。妳會昏倒！因為所有妳所珍惜的東西，在實驗室裡全都消失了。這是人文和自然科學態度上最清楚的差異：一個注重的是當事人對情意（看不到、摸不著，用心時感受得到，不用心時感受不到）的敏感，另一個是從一開始便預設立場要把一切因人而異的要素給抹殺盡淨。而自然科學的共同語言之所以可以建立，在方法上有一個先決要件（necessary condition）：先把一切因人而異的要素全部從自然科學的語言指涉中排除盡淨，只留下不會因人而異的要素，做為自然科學探討的對象。共通語言的交集原理更進一步說，共同語言要能成立的先決要件（necessary condition）是：語言的指意必須要具有穩定的可重複性。為了達到這個可重複性，自然科學不但要泯滅人與人之間的所有差異，甚至要泯滅人與自身的在不同時刻下的所有差異。也就是說，不僅個人不同於群眾的特有體認要被科學排除，甚至連個人面對自身時所擁有的極致經驗也要被排除。因此，科學的共通語言可以被看成是用交集原理形成的（如右圖）：我們硬把不同人對事物的不同感受能力重疊後取其交集（所有人都能感受到的部分），因此科學所能討論的東西不僅已經去除掉人類的極致經驗，甚至是只剩下所有人類經驗中內涵最貧乏、粗糙（所以所有的人都感受得到）的部分，使得任何人不管身心多疲憊，心靈多遲鈍都感受得到。就是因為這個緣故，所以我在日常經驗中便已經可以隱約感覺到：一切我們所珍惜的東西，一經自然科學的分析就完全走樣，變得味同嚼蠟。因此，一個對繪畫、音樂、詩有高度敏感與鑑賞力的人，他的感受可以在圈子裡獲得相當普遍的認同，但是因為這個圈子外的人對他們感受的無法體會，所以這些感受就不是自然科學所要討論的對象。而人文所要追求與闡發，卻正是這種與眾不同的高度敏感與鑑賞力。我們可以毫不誇張地說，自然科學所亟於排除的，正是人文學科所刻意要追求與保留的。在這裡，我們更清楚地看到：自然科學與人文的精神是彼此難以共容的！所以，在人文學界企圖模仿自然科學的方法，或者勉強用自然科學的方法去研究人文的精神現象，其代價是一開始就先把最可貴的人文精華給扼殺了，繼而把一切的人文精神給悉數抹殺。因此，假如人文精神最可貴的是在於對極致經驗的探索，它基本上就已經是在尋求於個人而言具有可重複性，但對他人而言卻無可言傳的寶貴經驗或洞見。但是自然科學為了獲得共通語言，卻註定要在開始研究之前就先抹滅一切的極致經驗。既然如此，人文精神先決上就排斥跨時間、跨空間、跨族群的可重複驗證，以及共同語言。假如我們硬是要人文學科削足適履地套用自然科學的方法，那麼我們將會是一開始便把人文精神給徹底摧毀了。基於以上三節的論述，我們可以下一個具體結論說：一切以自然科學方法去研究人文精神的企圖，都是既昧於自然科學的方法限制，又昧於人文精神的核心。伍、自然科學無法揭露生命的真相 當代的基因工程技術讓媒體記者與自大的遺傳學家誤以為人類已經解開生命的奧秘，甚至掌握了生命之鑰，而躍躍欲試地想推動器官農場的合法化。這種傲慢與粗魯，是建立在對自然科學多重的誤解之上。 前面我們已經說明過：牛頓力學所以能適用於廣泛的天體運動，一方面是因為它的核心定律（萬有引力定律）本來就是歸納了前面數帶長期累積的天文觀察；另一方面是天體的運行恰好具有穩定而相對地容易被掌握的特徵。因此，牛頓的貢獻是有能力面對雜殊而繁多的現象，創造出一個簡潔的主觀理論架構，提供了統一的理論模型或觀點，而不是賦予大自然一個它所不曾具有的穩定運動規律。因此，自然科學本來應該只適用在特定的對象上（原本行為模式就較穩定，而適用於因果性解釋，而且不具有自我意識的對象），但是在廿世紀末我們卻看到自然科學方法到處被濫用。就西方沿承自亞里士多德的觀念來看，只要掌握到一切事物最終的因（所謂的 pri-mover），就可以用它解釋一切後繼的果，從而形成對這個世界統一的因果性解釋。但是，自然科學的方法並沒有能力提供一切事物最終的因果性解釋，而只能針對特定對象提供一些局部性有效的操作性解釋。具體的例子之一，是自然科學在複雜生態體系和生物性生命現象所遭遇到的困難。事實上，自然科學基本上只是用一個相當簡化，甚至於經常是用過度簡化的模型在詮釋它的對象。譬如，在有關營養學與體重控制的理論裡，經常只計算吃進胃裡的食物所含的營養量，而沒有考慮到許多營養可能在烹煮過程中消失了，其它還有許多根本沒有被腸胃吸收。更典型的例子是：一束情人節的玫瑰花，在物理學和化學的分析下，頂多只能獲得其香味和色澤的有關知識，卻完全無法觸及這一束玫瑰花對施予受者最重要的意義。這些案例告訴我們：實際上自然科學的方法之所以有效，是因為它在一開始的時候便先把研究對象中不能被自然科學方法處理的特質悉數棄置不顧，只針對它所能處裡的部分加以研究。因此，真正成為自然科學的研究對象的，並非該對象完整的特質，甚至還往往不是我們最珍惜的特質。同樣地，所有量化研究都有一個基本假定：被研究的對象不存在著質的差異（或質的差異可以忽略不計）。因此，一旦開始採用量化研究，所有原本存在於對象中的質的差異就全部都被扼殺了此外，自然科學的方法頂多只能對一個系統的外部行為表現有一致性的詮釋能力，但是卻無法真正掌握到系統內部的反應狀態。系統科學很清楚地說明了：自然科學只是在一組事前選定的特定輸入與輸出量（或刺激與反應）之間尋找一個能符合實驗觀察的理論模型，它所關心的只是輸出與輸入之間的關係（外在行為模式）是否相符，而根本就不在乎（也沒有能力顧及）系統內部的實際行為。因此，在自然科學的研究下，對象不但經常被過度簡化，甚至被當作黑箱子（black box），猶如下圖所示： 外部世界基礎理論+數學演繹 主觀的理論建構操作條件（輸入刺激）觀測結果（系統輸出）理論估測圖3-3-3但是，當我們習慣於過度倚賴（或濫用）自然科學方法後，我們不但不能謹守自然科學方法該守的分際，甚至刻意在觀念中把所有的對象給無節制地簡化，以便勉強遷就自然科學的方法侷限。這種一味遷就自然科學方法的惰性與無知（往往還參雜著對他人的暴虐），終於導致學術圈普遍把人當作物的這種下場。在許多案例中，自然科學真正做到的，只是一相情願地把它所研究的對象當作是一個具有固定模式之機械化的系統：假定這個對象在固定的刺激（輸入）下，一定會有固定的反應（輸出）模式，而完全不會自行調節其刺激反應模式。但是，除了無生命的有機與無機物所構成的系統之外，所有有生命的系統都有或多或少的自我調節機制。因此，在預測具有自我調節機制的生命行為上，機械論的因果模式最容易遭遇到困難。尤其當被研究的對象具有自我意識，並以自我意識進行自我調節時，自然科學的方法的適用性更是最具有爭議性。典型的例子之一是史金納對鴿子所進行的行為控制實驗。就如同一幅諷刺性漫畫所指出的，在這個實驗裡，即使史金納成功地訓練鴿子在想要吃飼料實用腳去踩籠子裡的一根棍子，我們還是無法確認：是史金納訓練好鴿子了，還是鴿子訓練好史金納何時餵食？只靠著外部的刺激反應模式，我們無法確知行為主體者的內在反應。同樣地，當經濟系統內的群眾預先知道政府對經濟問題所擬採取的操控政策時，群眾將會適時採取對策。甚至於，即使事前不知道政府所採取的政策，一旦群眾事後發現，也還是會採取對策。大陸順口溜裡所說的上有政策，下有對策，很傳神地道出機械式的因果思考模式在經濟體系中的不適用性。即使跳脫出傳統機械化的因果律思維，而採用博局理論（game theory），把當事者都放到理論模型中一併加以描述，我們也頂多只能描述局部性的行為模式，而無法知道當事者的內在反應。黑箱子的想法確實很傳神地掌握到自然科學方法中最粗暴的特質：自然科學已經逐漸地習慣於不去關心系統內部的反應狀態。因此，自然科學雖然經常可以有效地被應用來控制一個系統的外部反應，卻經常無知地對系統內部造成未可預期的後果，乃至於無法挽回的傷害。典型的例子就是農藥的濫用，盲腸割除手術，以及最近想用胚胎複製與幹細胞複製技術去建立人體器官農場的想法。從啟蒙運動到十九世紀，自然科學的方法主要是被應用到確實沒有自我意識的對象（譬如機械、電路、電腦）。但是在整個學術圈逐漸從自然科學界學會不去關心對象的內在反應後，自然科學的方法卻開始被應用到人的身上，而全然不顧慮到這個方法的特性（不在乎，也沒有能力處理對象的內在反映）可能會對它的對象造成無可挽回的傷害。把人當作一種與物無別的黑箱子（black box）來進行行為控制，不管他內心的感受與痛苦，而只管他外表的行為表現，這種態度實際上就有如帝俄時代封建領主把農奴當作沒有靈魂的動物，或者殖民主義時代把黑奴當作財產一樣。明知自己有情感、憧憬、願望、欲求、挫折、困頓、痛苦、悲傷等情懷的情況下，硬生生地把跟我們同類的人當作畜生，這種蠻橫的態度，從美國的南北戰爭以來一直都受到嚴厲的譴責，但是今天卻又成為美國學術界的主流論述。除非史金納願意讓他自己以及子女被人當鴿子或猴子般訓練，否則他就不應該舔不知恥地大談自由與尊嚴之外。但是，比史金納更值得警惕的，是遍及社會學、經濟學、管理學中普遍把人當黑箱子的研究方法，他們沒有公開支持史金納自由與尊嚴之外的主張，卻身體力行地把這個主張直接納入他們的研究方法中。盧曼（N. Luhmanns）的社會系統理論所以會遭到哈伯瑪斯（J. Habermas）的厲言譴責，實在不是事出無端。從派森斯（T. Parsons）到盧曼與埃利亞斯（N. Elias），所有想從系統理論觀點尋找社會控制理論的人，不管其初衷如何，都冒犯著把人當物的危險。至於基因工程與器官農場等構想，其可能遭遇到的未可知弊端遠遠大於其所已知的部分，於此更加暴露相關支持者對人的無知與粗暴。陸、自然科學的主觀基礎 許多人都主張自然科學是不因人而異的客觀知識，而完全無視於自然科學的主觀（或主體性）基礎。康德首開先例，他在其名著【純粹理性批判】中清楚地呈現了自然科學以及人類一切客觀知識的主體性基礎。 即先驗分析，見Kant, 1996。康德先把人類的知識分成兩類：（1）與經驗無關的知識或者先於經驗（a priori）的知識，譬如算術與幾何學；（2）與經驗有關的知識，或者後於經驗的知識（a posteriori），譬如地球是圓的。康德同意 David Hume 說：人類與經驗有關的知識（或者後於經驗的知識）隨時有可能會錯；但是康德卻又指出David Hume 所忽略的事實：人類與經驗無關的知識（即先驗知識）是不會錯的。其次，康德又指出：人類的視覺經驗並非單純地只是被動接受外界的刺激，它還會主動地把被感官的資訊（sense data）放到一個可以理解的架構中去彙整成可以理解的感官現象。以右邊的圓為例，單純只靠眼睛的視覺（像數位相機一樣），人類只能看到一堆不相關聯的點（就像電腦一樣）。當我們以為它是一個圓時，那是因為我們把圓的觀念帶進去，並藉此把這一堆不相關聯的點用圓這個觀念統整起來。進一步說，在我們的感官經驗裡不會自動把前一刻的物體位置與下一刻的物體位置關聯起來，但是我們卻把時間的觀念帶進感官經驗中，使得物體的位置在時間這個範疇下被連結（統整起來）。康德更進一步說：時間和空間並非屬於外部世界的，它們是人類用來統整感官世界的，因此內在於人類的直觀之中，屬於人類理性獨有的能力（faculty）。 見康德【純粹理性批判】中的先驗統覺分析與範疇論。因此，人類的自然科學知識（或所謂的客觀知識）並非與人類的主體性（或主觀性）無關，而是人類通過他的直觀所理解到的外部世界，而非單純地只是從外部世界發現的真理。康德把人類這部分的認知能力叫做先驗理性，並以此確立了自然科學所賴以建立的人類主體性（主觀）基礎。儘管康德的先驗哲學後來受到各種邏輯實證論的批判，想要否定客觀知識的主觀（或主體性）基礎，但是這個企圖後來卻被二十世紀初的數學天才葛特爾（Kurt Gdel, 1906-1978）以嚴謹的邏輯演譯方法加以推翻了。在他著名的葛特爾證明裡，他證明了代數系統最終的基礎是仰賴人類對代數的直觀，而非邏輯演譯。因此，一向被認為是絕對客觀（不因人而異，也不受人類主觀或主體性影響的）數學知識，從而變成是無可避免地要受人類主觀或主體性的影響。 葛特爾證明有一本不錯的中文書(朱水林，1997)，但讀者需要對集合論、邏輯與公設法有相當的背景認識。此外，關於葛特爾證明的哲學意涵，請看王浩的著作（Wang, 1987）。 這個證明與羅素的主張完全相反，也跟邏輯實證論的期待（有獨立於人類的主觀之外的絕對真理）相悖，反而成為支持康德先驗理性主張的有力證據。此外，波爾（Niels Bohr，1885-1962）是量子力學的首要導師與精神領袖，他從量子力學的互補原理（complementary theory）體認到：自然科學的方法不能被用來研究真正的生命現象，因為當我們用手術刀切開青蛙的心臟時，生命現象便消失了。 Bohr, 1958。互補原理試圖解釋為什麼光線的行為有時候看起來像波，有時候看起來卻又像粒子。從十七世紀開始，關於光的性質有兩種主要的說法，彼此競爭。第一種說法主張光是粒子，第二種主張說光是一種波動。牛頓是十八世紀粒子說的代表，他所持的最主要證據是：光的傳播是直線進行，不向波那樣可以跨越障礙。因此，障礙物後面會形成陰影。但是，1801年英國物理學家楊格（Thomas Young，1773-1829）以光的干涉實驗圖形證明了光是波動的現象。 光的干涉實驗 在一個硬紙板上挖兩個小洞，光源從左邊往四周傳播，到達這個硬紙板。然後在兩個小洞上形成兩個新的獨立點光源，以這兩個點為同心圓的中心，再往右方四周傳播開來，結果兩個同心圓的波動形成波峰與波谷的干涉現象，在實驗中清楚呈現。這種干涉條紋（繞射現象）只有波動現象能解釋，無法用粒子說去解釋。硬紙板接著，1819年時，法國工程師菲涅爾（A. J. Fresnel，1788-1827）在假設光是橫向波的基礎上，發表了有關於光的數學原理，清楚地解釋了光的偏振現象，並且算出光通過圓孔、圓板等形狀的障礙物時所產生的光影圖形（繞射現象），而其結果都與實驗符合。但是，其中有一項預測令人難以置信：光通過一個圓盤時，背後原形的陰影中間會有一個小小的亮點（見下圖）。這個原本被斥為荒謬的預測，後來卻在實驗上被證實，因而轟動法國科學界。繞射和干涉都是粒子說無法解釋的現象，因此波動說開始明顯地佔上風。圓盤亮點陰影前述光的波動說與粒子說爭訟甚久，各有有利的證據以及無法解釋的弱點。不過，波爾首先跳出狹隘的科學觀點，而從物裡的哲學基礎覺識到，人類知識（尤其是物理學的知識）有一個特質：我們並沒有能力看到現象的全部；所有我們看到的，都是因為我們在開始看之前先有一套指導我們看的原則，這套原則決定了我們能看到什麼，以及不能看到什麼。在原子物理裡頭，這個問題更嚴重。原子世界裡所發生的事，不通過儀器根本就看不到。但是儀器都是針對某種極為特殊的目的而被設計出來的，專門為了看到事前預期的某種現象，以便肯定或否定特定的假說。換個更尖銳而不誇張的說法：原子物理的儀器本質上是個資訊的過濾器（filter），它只把我們事先想看的現象從不可見的原子世界裡挑選出來並加以突顯，但同時也把其它我們事先沒考慮到的資訊全部遺留在看不見的原子世界裡。因此，愛因斯坦曾經說過：是理論在決定我們可以觀測到什麼 Heisenberg（1971）, pp. 63.。這個說法在原子物理中尤其顯得真切。因為，在古典物理所討論的日常世界裡，我們在進行觀察時往往會有意料之外的發現，但是在原子世界裡，這種事情變得極不容易發生，因為我們事先沒有計畫要看的現象，絕大部分都被遺留在看不見的原子世界裡。所以，我們看的方式預先決定了我們能看到什麼，以及不能看到什麼。看的方法本身就已經預先決定了看的結果。譬如說，所有支持光的粒子性的實驗，本來就都是被設計來凸顯光的粒子特性。在這主種實驗環境下，即使光同時表現出波動的特性，實驗儀器也不會把這波動特性突顯出來，所以我們也看不到。反之，所有支持光的波動性的實驗，本來就都是被設計來凸顯光的波動特性。在這主種實驗環境下，即使光同時表現出粒子的特性，實驗儀器也不會把這粒子特性突顯出來，所以我們也看不到。因此，波爾先是主張：波動和粒子兩種特性是同時並存於質量和能量的，我們的實驗方式決定了我們到底會看到其中的哪一種。 波爾從這裡進一步體認到：人類所有的知識都有侷限現，尤其是來自於方法本身的侷限性；每一種方法都只能看到事實的一部分，因此我們必須要瞭解所有方法的侷限現，針對不同的探討目的，採取不同的方法。從以上物理和數學界的發現作為基礎，我們可以進一步抬高到科學的哲學這個層次去對自然科學作一個更整體性、基礎性的反省。其實，所謂自然科學的客觀知識，絕不意味著有關外部世界最終的真理，而仍舊只是與外部世界實情有關的系統性主觀建構。關於這一點點，系統科學提供了無可辯駁的證據。在附錄A：數學與物理方法簡論的第五小節裡，我們詳細地闡明了兩個事實：（1）同一個物理實體（譬如一輛汽車），可以用兩個完全不同的理論模型去描述（譬如一個是用二階微分方程式描述的單一質點彈簧系統，一個是用二階微分方程式描述的雙質點彈簧系統），而在儀器量測誤差範圍內獲得完全一樣的實驗觀測結果；（2）兩個完全不同的物理實體（譬如一個是機械系統，一個是電路系統），把它們封閉在相同的黑箱子裡，它們可以在實驗觀察裡有完全