在正统与异端以外——科学哲学往何处去.docx

在正统与异端以外科学哲学往何处去？【文/陈方正】 【内容提要】本文对科学哲学上”正统”与”异端”之争的问题作了深入的探讨,文章分 四个部分进行:一是对近三百年科学观,包括正统与异端之争问题的一个回顾;二是 对正统和异端观念的评论;第三,作者对科学整体的看法;最后,则是对科学哲学的大 方向以及未来发展的讨论. Abstract:Conflictsbetweenthe”orthodox”andthe”heretic”viewsinphilosophyofscienceare discussedthispaper,whichconsistsofthefollowingfourparts:(a)areviewofviewsonscience duringthepastthreehundredyears,includingtheongoingdebatebetweentheorthodoxandthe “heretic”views;(b)commentsonthe8bovedebate;(c)anoverviewofscienceasawhole:and (d】adiscussionofthefuturedevelopmentsofthephilosophyofscience. 前言 蔡元培先生是中国现代高等教育之父,也是现代北京大学之父.在今年(2002年,编 者注),在蔡先生出任中国教育总长,和京师大学堂改称”国立北京大学”的九十周年之际, 被邀请到北大来主持”蔡元培学术讲座”,这是我莫大的荣幸,令我感到十分惊喜.到北大 来,自然不可能忘记新文化运动,和新青年提出来的德先生和赛先生,也就是民主和科 学的呼召;更不可能忘记,蔡元培先生虽然深究文史,提倡美育,然而他领导北大,主持中 央研究院,则以发展科学,振兴科学为最主要工作之一,可以说是不遗余力.在九十年后 的今天,经过了好几代人的努力,科学已经在中国生根,发芽,成长,它的重要性也为国人 所认识和接受了,”科教兴国”这个口号就是最好的证明.可是,无可否认,中国目前的科 技发展,离先进国家仍然有相当距离.而且,作为中国文化的组成部份,科学的根基仍然 口 117 04/2003开放时代 很脆弱;在中国人心目中,科学意识也还很浅薄,这只要看特异功能和武侠小说之大行其 道,而侦探,推理,科幻小说之不发达,也就见微知着,可见一斑了.所以,在新世纪之初, 在今天这个讲座上,我们重新来讨论科学和哲学,文化的关系,不但有纪念意义,而且对 中国文化的未来发展也还是有需要的. 我们今天所要讨论的,是我称之为科学哲学上”正统”与”异端”之争的问题.它已经 有将近七十年的历史,不但在西方,就是在中国学术界,也早已经受到广泛注意.不过,就 我所知,在这方面的着作,论述,还是从专业角度,或者个别问题出发的居多,至于从科学 和文化整体来看这问题,并且连带讨论科学哲学整体趋势的,似乎还不多见,而这正就是 我们今天所要做的尝试.不过,我今天所讲的,并不是从哲学来看科学,而是反其道而行, 从科学来看它本身,和看科学哲学.这和科学哲学的大趋势并不相同,然而,我认为,科学 哲学的重要性和生命力,是在其专业以外而非其内.所以,我相信,今天的讨论还是有意 义的.我们的讨论分四个部份进行:首先,是对近三百年科学观,包括上述正统与异端之 争的一个回顾;其次,是对正统和异端观念的评论;第三,是我自己对科学整体的看法;最 后,则是对科学哲学的大方向以及未来发展的讨论. 近三百年科学观的回顾 甲现代科学对哲学的刺激 近代科学出现至今,已经超过三百年.在十七世纪末,牛顿的自然哲学的数学原理 之出版是人类知识史上划时代的大事:它第一次清楚显示,许多自然现象的确服从某些 精确规律,这些规律不但可以为人发现,并且可以用数学形式简明,准确,完全地表达出 来,还可以用各种不同方式加以验证.从十二世纪早期文艺复兴开始的现代科学之酝酿, 至此以令人难以置信的圆满成绩达到高潮.这空前的成功为科学家带来极大信心,也指 出解开自然奥秘的一套方法,一个门径.在随后二百年间,在电磁现象中,发现和力学同 样精确的自然规律;在光学,热力学以及化学,生物学,地质学等许多其它领域,则发现了 相类似,虽然并没有那么精确的规律.很自然的,从科学家到社会整体,都对科学的前途 充满信心和乐观情绪,认为只要继续努力和假以时日,大自然乃至社会和人本身的规律, 迟早都将被一一发现.自然科学是个具有客观性,实证性,确定性,累积性和巨大社会效 益的知识体系这样一个”正统”观念,也就此逐步建立起来. 在十八和十九世纪,哲学家对科学破天荒的成功始而感到惊讶,继则产生疑惑,再则 逐步予以肯定.这最早反映于洛克(JohnLocke)对人类理解能力的探讨,以及对其基础之 为先天抑或经验的犹豫态度;然后,是法国启蒙思想家对科学的肯定和热情赞扬.跟着, 就有巴克莱(BishopGeorgeBerkeley)和休谟(Davidnume)的怀疑论,特别是后者对归纳 法(MethodofInduction)所提出的质疑,即他在有关人类理解之探究里面的那个着名观 点:”倘若对自然历程可能改变这一点有任何怀疑,亦即过去可能并不构成未来的规则的 话,那么所有的经验都变为无用,也不能够导致任何推论或者结论”.不过休谟其实并非 彻底的怀疑论者,所以他又立刻承认:事实上,从经验得到我们生存所那么需要的知识是 口 118 ? 女 ; 可能的,只不过我们不能够用理性(Reason)来推断这种可能性而已.如所周知,他的质 疑引出了康德(ImmanuelKant)企图为科学,特别是牛顿力学建立稳固先验基础的巨大努 力,以及他最后认为事物的表象(Phenomena)和本质(Noumena)必须截然划分这个结论. 最后,还有弥尔(JohnSmartMil1)的经验主义(Positivism),和孔德(AugusteComte)的实证 主义,特别是后者那宏大而不久就证明是过份夸张的系统建构.不过,很不幸,我们今天回 顾他们的工作,不得不承认,这许多第一流心智分析和维护科学的努力,实际上都没有能 够为诸如”科学到底是什么?它为什么可能?”这些中心问题带来能够经得起考验的定论. 所有这些工作所真正能够留存下来的结果,似乎只有休谟的怀疑论.这主要是由二十世纪 初的第二次科学革命造成的. 乙第二次科学革命的冲击 经过了两个多世纪的累积之后,科学在二十世纪最初三十年,出现了新的突破和飞跃 发展:电子和原子的发现打开了微观世界,相对论和量子力学的创立使得了解这个崭新的 微观世界成为可能,也为了解当时正在被新一代大望远镜所展示的河外星云宇宙提供了 工具.可是,很吊诡的,对思想家和哲学家而言,假如牛顿科学革命所带来的是兴奋和信 心,那么这第二次科学革命所带来的,则是一片混乱,和深刻的震撼,疑惑.为什么呢?因为 这个大突破并不是朝着原来方向前进,而是完全改变了路线.科学家发现,对于微观,高速 度或者超高重力现象而言,过去二百年间被视为天经地义,神圣不可触动的经典力学竟然 是错误,不适用的,而必须用相对论或者量子力学(或者二者的结合)替代.换而言之,从 前的真理,似乎是被打倒,被取代了而这样一来,哲学家曾经为了维护这”真理”而做 的工作,自然也就连带失效.休谟所谓”过去并不构成未来的规则”的那种情况,好象真 的已经出现,”所有的经验”也似乎的确”变为无用”了.这样,正如丹东之被送上断头台令 法国大革命本身受到打击一样,第二次科学革命使得大家对被奉为真理的科学本身也产 生怀疑,发生动摇. 不但思想家,甚至科学家也是如此.杨振宁就曾这样形容当时的情况:”当时出现的大 胆,半明不白的想法,一方面产生与实验相符合的结果,令人欢欣,另一方面又带来逻辑上 的矛盾,使人坠入绝望深渊.”这是因为第二次革命所带来的新现象,新理论委实太复 杂,太有悖于经典物理学所塑造的”常识”了,不但哲学家认为不可思议,即使是工作在最 前线的伟大物理学家也不免有同感.最着名的例子,自然是爱因斯坦(AlbertEinstein)对量 子力学是具有统计性质的基本理论这一点长期不肯接受;较早而同样着名的例子,则是从 实验物理学转到科学哲学的马赫(ErnstMach),他不肯承认原子的存在,甚至到临终 (1916)而原子存在已经证据确凿的时候,也仍然坚持这一见解. 丙维护正统科学观的努力 当然,马赫真正重要的影响,是在于提倡严格的实证论,即认为科学所研究,考虑的, 应当限于可以直接观察,测量的物理量,而不当涉及非必要的概念和理论.他这一观点对 狭义相对论的出现,可能不无正面影响,但它至终则由于过份狭隘,独断而为科学家所弃, 口 119 科学文化 04/2003开放时代 甚至反对.不过,在哲学上他的观点则导致了以逻辑实证论(IgicalPositivism)为核心的 维也纳学派(ViennaCircle)之兴起.科学哲学上的逻辑实证论大致可以以卡纳普(Rudolph Camap)和汉普尔(CarlG.Hempe1)为代表.他们深受佛来格(GottlobFrege)和罗素 (BertrandRussel1)在世纪之交所发展的精确逻辑符号语言,以及其类似于代数运算那样 准确的演绎推理法影响,认为”科学叙述”也可以纳入同样的模式,然后应用所谓”逻辑概 率”(LogicalProbability)的观念,来证明科学上的归纳推理法可以成立,从而解决休谟的 难题.这个构想虽然富有吸引力,然而其实现则极端困难,主要因为科学叙述太复杂,牵 连太广,实际上无法纳入逻辑符号语言,而要从”概率”建立确定不移的”规律”,希望也很 渺茫.所以逻辑实证论的宏大构想长期无法取得实质进展. 与此同时,崭新理论的发现,也导致了不少物理学家对科学哲学发生兴趣,各自发表 对这内容丰富而完全出人意表的”新科学”的解释和意见,其中如莱铿巴赫(HansRe. ichenbach),爱丁顿(ArthurEddington),珍斯(JamesJeans)等都是很有名的,至于五 十年代的马根诺(HenryMargenau)lJ可以说是他们的继承人.然而,他们的工作毕竟是以 阐释新物理学理论本身的意义为主,对于其所产生的哲学或认识论问题,则缺乏深入探 究和讨论. 逻辑实证论者和这些科学家,可以统称为科学哲学上的”正统派”,因为他们基本上 沿袭并且维护自十八世纪以来逐步建立起的”正统科学观”,即其确定性,客观性,可验证 性,累积性,社会效益性等等.这和今13一般人对科学的观念也大体符合.然而,与逻辑实 证论发展的同时,正统科学观即已面临危机,因为维也纳学派内部已经出现”异端”了,这 就是不无得意地自称为”结束维也纳学派者”的波普(KarlPopper). 丁异端的兴起 我们所谓”异端”,是指在科学哲学上提出特别的新见解,从而断然否定”正统科学 观”之部份或者全体者.它的兴起,大体上可以分为三个阶段.第一阶段,是维也纳学派的 年轻学者波普在1934年发表科学发现的逻辑,提出”证伪说”(FalsificationTheory), 从而为异端科学观树起第一面旗帜.不过,由于这一观点与正统观的区别相当微妙,所以 在当时乃至今13,它还广为无意细心分辨其究竟的许多科学家接受,因而被误认为是正 统科学观的一部份. “证伪说”的出发点是,科学观测和数据必须置于理论框架中才有意义,但是,逻辑上 绝对无法用实例来证明理论之恒真,而只可以用反例来证明理论之谬误.因此,科学理论 与非科学理论的基本分野在于其能否通过观测而被”证伪”;而所谓科学理论也者,无非 是尚未被证伪的假说,所谓科学进步也者,则只不过是以尚未被”证伪”(Falsified),因此 也比较接近真实的新假说,来替代已经被”证伪”的1日假说而已.在波普看来,相对论和量 子力学之”替代”牛顿力学,就是这样的过程.这是个简单,明了,有逻辑性和强大说服力 的理论.无论对一般人或者科学家,它都要比逻辑实证论或者科学家本人对科学本质的 解释为清晰易明.波普能够异军突起,久享盛名而不衰,不是偶然的.不过,虽然波普自认 为是肯定科学进步和实用价值者,但无可否认,”证伪说”从根本上否定了科学的确定性 口 120 和累积性,并且对科学进步的观念造成疑惑,所以我们绝对有道理将之归人”异端”.当然, 这仅仅是就其实际效果而言,至于其正误,则留待下面讨论. 我们虽然将波普归类为”异端”,但在许多人眼中他仍然属于正统派也许富有 新思维,但仍然不失为正统.真正的,旗帜鲜明的异端,应该从其第二代,即比波普晚一辈 的库恩(rI1lo瑚sKuhn)算起.库恩原出身于物理学,然后转投哲学.他在1962年发表科学 革命的结构,提出所谓”典范说”(TheoryofParadigm),不旋踵即洛阳纸贵,广为社会科 学学者所称道,应用,征引,历久不衰,成为二十世纪下半叶最有影响力的社会科学理论之 一 .然而,库恩和波普不同:他和他的理论完全不为科学界所接受,对后者毫无影响:他是 全然站在科学家群体之外,并且和这群体决裂的人. 这个大差别可以从库恩的立论基础,即历史与社会现象来解释.通过对科学史(特别 是哥白尼的”日心说”革命)的研究,他认为科学的”常态”工作是由当时的”典范” (Paradigm),即规范性理论和运作模式所决定.在典范笼罩之下,即使研究结果与理论不 符,亦不会引起对理论的怀疑,而毋宁视为可以暂时置诸不理的”特异事件”;只有当特异 事件累积过多,而又有另一套与旧典范竞争的新典范出现时,才可能发生”典范转移”,从 而导致科学革命.然而,典范转移并非取决于实验证据,而是由科学家群体的社会性互动 和共同意识促成.在他看来,”常态”科学只不过是依照既定规则进行的例行公事,亦即他 称为猜谜的智力游戏;至于科学的”变异”或”进步”,则起于科学家共识的基本转变.所以 科学的基础并非理性或者观测数据,而是科学家的共识.这样,比”证伪说”更进一步,”典 范说”从根本上否定了科学的客观性,可验证性. 到了七十年代,在库恩的影响下,一个全面的,可以说是”反科学”的潮流迅速在科学 哲学家之间兴起.其中最突出的,有波普的学生拉卡托斯(ImreLakatos),他主要是从研 究过程的角度来显示科学和数学的发展性和不确定性;费尔阿本(PaulFeyerabend),一位 可近乎狂热和肆意讥评的哲学家,他于1975发表反对方法一书,提出了科学理论的 “不可测比性”(Incommeasurability),亦即不同理论的相对性,并且对科学的社会效益,以 及其在教育体制中的”特权”,都提出质疑.此外,揭橥历史主义的许伯纳(KurtHUbner), 和高举所谓”知识社会学的强观点”(TheStrongProgramoftheSociologyofKnowledge) 大旗的布鲁尔(DavidBloor),则分别强调科学的历史和社会根源,从而论证,它和其它知 识系统,例如神话,巫术等等,并没有基本差异.异端科学哲学观发展到这一步,可以说已 经达到百无禁忌,百花齐放的成熟阶段,而其自觉或不自觉的”破除科学迷信”运动,至此 也可说大功告成,无以复加了. 在这”滔天洪水”之中,正统观虽然并没有消失,诸如麦根诺,卡纳普,汉普尔等 正统派核心人物仍然在授课和出版着作,但大体上他们对异端思潮却可以说是视而不见, 充耳不闻,在沉默中保持自尊.这种奇特的现象一直维持到八十年代初期,才由于澳洲的 史托夫(DavidStove)发表波普及其后:四位现代非理性主义者一书,以说穿皇帝新衣 的气概,激烈指斥波普,库恩,拉卡托斯,费尔阿本等四人之非,而告结束.可是史托夫虽然 气吞江河,却缺乏说理耐心和创建之功;其它持批判态度的科学哲学家如另一位澳洲学者 库瓦利斯(GeorgeCouvalis)虽然力求持论客观和深入,但也没有探讨和分析异端思潮的 口 121 科学文化 04/2003开放时代 深层倾向与时代背景,而只是从其言论本身来分析其是非,更没有试图提出正面的替代 科学观来与之竞争.例外的是基尔(RonaldN.Giere),他的解释科学是个认真面对异 端的尝试虽然他的重点是科学家的认知过程而并非科学本身或其结构的问题.因 此,经过了七十年的发展,当代科学哲学可以说是已走到一个进退维谷的困境:异端思潮 从严峻的批判作开端,然后如水之就下,巨石之走峻阪,非迄拆毁他们心目中的科学殿 堂,乃至否定理性与客观知识,而无从止息;持正统观念者却自限于窠臼,既缺乏对传统 观念缺陷的重新省视,亦不能面对异端之狂澜,更谈不到为科学哲学重新寻觅出路.所 以,我们认为,这是科学哲学应当作一彻底反省的时刻了. 二正统观的批判:逻辑和概率的局限 在进入正统观的讨论之前,首先让我们稍为回顾它的的源头.希腊科学的萌芽,始于 对严格推理的热爱,而表现于其几何学的高度发展,以及其自然科学的几何化.这种以严 格几何推理为尚,为真确不移的精神,通过托勒密的大汇编(Almagest)而一直深深影 响后世的天文学,例如哥白尼的天体运行论,乃至牛顿的自然哲学的数学原理 在这本划时代的巨着中,牛顿一直坚持用几何推理方法,而顽强抗拒新出现的,不那么精 确严格的笛卡儿解析几何以及自己发明的微积分方法,并且因此而为莱伯尼兹学派的攻 击,竞争而深感苦恼.事实上,要经过将近半个世纪的辩论,抗争,一直到瑞士数学家欧拉 (BernardEuler)的权威性巨着力学(Mechanica)出版以后,古典几何方法才完全衰 落,微积分与解析学方法才为欧洲科学界所全面接受.然而,解析学的接受同时也激发了 追求数学精密化,严格化的努力.这在一百五十年后,即十九,二十世纪之交,产生了皮雅 诺(GiuseppePeano)的自然数公理系统,希尔伯(DavidHilbert)的欧几里德几何公理系 统,以及佛莱格(GottlobFrege),罗素(BertrandRussel1)和怀海特(AlfredNorthWhite. head)企图绕过公理化过程,将数学整体直接建基于严格的符号逻辑之上的努力.但佛莱 格邓的构想虽然宏大,却备受数学界质疑;而且,无论如何,在哥德尔(KurtGle1)于 1930年代初发表划时代的数学不完备定理(IncompletenessTheorem)之后,为数学(特别 是自然数系统)建构完整,严格,自洽体系的梦想就顿然破碎了. 我们回顾这一段数学基础的探索和发展史,可以很清楚地看到,兴起于1920年代, 以佛莱格和马赫为教父的维也纳逻辑实证论学派,其思想根源正就是数学的公理化与逻 辑化运动.非常吊诡的是,在1930年代上半叶,哥德尔对数学公理化运动的致命打击,和 波普对维也纳学派的背叛,差不多同时发生.然而,前者立刻就在数学界引起巨大震撼, 但后者的意义则要到四五十年代才充分显示出来.而显然更不可思议的是,逻辑化运动 虽然在数学那样的纯粹推理知识领域已经遭到决定性挫折,自然科学的逻辑实证论者仍 然在继续他们的努力.这只能够归之于古希腊对圆满,确定无疑真理的那种追求热忱仍 然在鼓动人心吧. 现在让我们回到逻辑实证论的基本问题.现代科学的核心是确切不移,有普世适用 性的自然规律,例如牛顿的万有引力定律.问题是:人所能获得的证据无论如何充分,总 口 122 l长l蠹薷霉謦.;:F 是有限的,那么我们怎样能从有限的证据,来论证具有无穷适用性的规律之存在?这是最 早由休谟提出来的认知基础问题,也是波普”证伪说”中心论点的根据.持正统观的逻辑实 证论者,是怎样回答这个问题,怎样来治理这科学的”要害”(AchillesHee1)的呢?卡纳普 等人的答案是”逻辑概率”:”因为我坚信这(即逻辑概率)是所有归纳推理所牵涉的基本概 念,而归纳推理的主要任务就是评估这概率.”然而,在实际上,这真是科学家衡量一个 新理论时所实际考虑的事情吗?1915年爱因斯坦发表广义相对论,那是一个高度复杂而 又关乎宇宙整体的重力理论,当时它唯一”胜于”牛顿万有引力理论的,只是能够解释水星 近日点的移动;1919年在一次日蚀观测中,它所预测近太阳表面的星位移动得到证实,从 而令大多数物理学家”接受”了这个新理论.但是,我们有可能衡量,基于这两个”验证”,这 理论的”逻辑概率”达到了什么数值吗?可以说物理学家之接受它,是作出了它”很可能”正 确的判断吗? 同样,倘若我们认真接纳这一派学者的建议,那么便得把有关量子力学的种种解释和 运作模式,例如所谓互补原理(PrincipleofComplementarity),或者将散射(Scattering)实验 结果与理论计算比较的方法,以逻辑符号语言表示出来.但这是完全不实际的,即使在原 则上也有不可逾越的困难:基本物理理论虽然表现为高度浓缩的数学方程,但它每一项诠 释,应用,却都必须通过繁多次级理论以及数不清的前例,解释,才能够和现实世界发生实 际接触,亦即将理论计算和观测数据比较.这可以称之为基本理论的”解释体系”,它是高 度浓缩的定律与现实之间的”界面”(Interface),是存在于科学家群体共同意识之中的巨大 丛林.它的梗概或许在物理教科书和手册中有纪录,但其细节(而细节是非常重要的!)却 储存于众多科学家,工程师,技术员乃至人类整体的知识,经验,记忆之中.这一切是否都 符合逻辑结构,可以用符号语言充分表达呢?答案是不言而喻的.更何况,在逻辑化,数学 化的基本规律以外,还有更为复杂和高度描述性的化学,物态学,生物科学,地球科学等等 呢?假如,奇迹似的,这一切都可以逻辑化,那么人类活动以及历史的绝大部份,也就都 同样可以逻辑化了:那恐怕是即使最坚强的逻辑实证论者也都不敢认同的观点吧? 所以,概率和逻辑不可能解决科学上的归纳推理问题.虽然没有人会否认,逻辑结构 是科学(特别是科学理论)的重要组成部份,但却没有证据显示,科学整体就是一个逻辑结 构.更重要的是,基本科学理论之价值在于其百分之百的精确(这在下面还要论到),而绝 对不是其正确的可能性或者概率.所以,很不幸,牵涉了那么多维也纳一流心智的逻辑实 证论努力,很可能全然是徒劳.而其所以为徒劳,就是因为迷惑于符号逻辑的精确而企图 把它移用于基本科学理论,全然忽视了后者不可排除的实证性质,换言之,从头就走错了 方向.这也可以说是,忘记了康德所提出来的”综合知识”和”解析知识”的基本分别所致 吧.因此,即使是那么同情这学派的史托夫,也只好无限惋惜的说:”不过,纵然卡纳普,汉 普尔和他们的追随者在系统性的非演绎逻辑方面没有任何建设性贡献可言,他们对 实验性科学哲学的热忱也堪足景仰了”. 三异端思潮批判 口 123 科学文化 04/2003开放时代 科学是个空前庞大,复杂和成功的知识体系,其理念和实际影响所及,深入到人类文 化与社会的每一个层面.要研究和审视这样一个体系,自可以有许多不同立足点,从而得 出大相径庭的结论,科学哲学在过去七十年之”异彩纷陈”,产生各种令人瞠目结舌的理 论,似乎便是由此而来.不过,我们并不认同这种科学哲学的多元观.在我们看来,问题的 症结是在于众多论者或者全然漠视现代科学的复杂性,或者把科学视为一虚拟整体,然 后从预定构想或者一偏角度出发,把局部现象扩充到全体,从而得出偏至,违反常识的结 论. 因此,必须强调:科学的不同部份有全然不同的发展程度和特征,它们必须分别对 待,不能以偏概全,笼统地视某些偏至的”面相”为”共相”,堕入以部份代替整体的陷阱. 其次,科学的考察,审视有许多不同角度,层次.例如,最基本的,是其认知基础和内部结 构问题,此外还有它的历史发展问题,以及科学活动的社会属性问题等等.将从某一角 度,层次考察问题所得结果(姑勿论其是否真确),简单地引申为科学之基本性质,是当代 科学哲学所经常堕入的另一类陷阱. 总括以上两点,我们认为,对科学这个知识体系的充分了解,亦即有关这个知识体系 的知识,是科学哲学的必要基础.科学哲学目前的困境,很大部份是由于有意或无意地忽 视了这个基础而生.我们以下即从此观点,展开对异端科学观的批判. 甲经典力学真被”证伪”了吗? 波普对逻辑实证论的”反叛”不能说没有道理:既然归纳推理不能严格证明,那么我 们是否只有接受”证伪说”,也就是承认一切科学理论都只不过是假说呢?仅仅从逻辑观 点看,那的确如此;而倘若以十七世纪以前的科学理论为例证,那么也得承认,科学理论 的确并非巅扑不破,可以垂之久远.然而,在牛顿以后,情况却发生了基本变化.由他所发 现和开创的经典力学,在他以后两百多年间,的确极为精确地解释和预测了无数大大小 小,上天下地的各种问题,从而成为整个现代科学的基础,这是常识,也是任何历史发掘 或者观念探索所不能改变的基本事实.所以,”牛顿革命”是个知识史上的独特事件,是从 “前科学”(ProtoScience)变为”真科学”(TrueScience)的关键,它的独特意义是不容忽略 的.当然,我们这样说,绝对无意否认二十世纪那三个重大发现对经典力学所构成的重大 冲击.毫无疑问,对于微观世界,高速现象,以及涉及巨大重力场的自然现象而言,经典力 学是错误,无效的.然而,真正重要的是,这是否就证明本来是从观察宏观世界的低能量 现象而发现的经典力学之整体压根就是”错误”,就已经被”证伪”了呢? 我们认为,这种观点虽然广为一般人(包括不少科学家)接受,但其实并不正确,也不 符合事实.其基本理由在于:无论相对论或者量子力学,都不能够在经典力学的有效范围 (即是宏观和低能量的状况)内取代它.举例来说,无论在气象学或者洋流理论,在航空工 程或者火箭动力的设计,我们都只能够用经典力学,而不会,也不可能用相对论或者量子 力学无论在观念上,或者在实际计算上,都是如此.没有人能够否认,对于牵涉宏观 流体,刚体,黏弹体(ViscoelasticBody)的力学问题来说,相对论的协变性(Covariance), 时空曲率(SpaceTimeCurvature)等观念,或者量子力学的波动函数,状态叠加 口 124 ,#.参量;.tf基管巷l鞋鬟牡参;it (SuperpositionofState)等观念,都是无意义而完全不适用的.要勉强用量子力学或者狭义 相对论而非经典力学的观念与方式来处理这些问题,是根本不可能的事.又例如,在宏观 世界中那么重要的混沌(Chaos)现象,在量子力学中却并无对应,也无从解释.所以,说 经典力学”被推翻”,”取代”,正如托勒密的古代天文系统之被哥白尼的”13心说”“推翻”, 或者说经典力学仅仅是相对论和量子力学的近似理论,都是不准确,都是错误的:后两者 的发现,其实只是为前者清楚厘定了它的有效范围,以及找到了在这范围以外的有效理论 而已.因此,和波普以及许多人所相信的恰恰相反:迄今为止,经典力学完全没有被”证 伪”.这一点有一个极其清楚的旁证:除了极专门的科史学家之外,已再没有人研习托勒密 的大汇编(Almagest),然而,牛顿所创立的经典力学和万有引力理论,则直至今日仍然 是大学理工科学生所必须研习的基础科目. 如波普自己所回忆:”证伪说”是由清楚分辨”真科学”(例如广义相对论)和他所谓”伪 科学”(例如心理分析和社会主义理论)的努力而触发.这一说法好象是创见,其实却只 不过是用了另一种更清晰,大胆的方式,来强调在十七世纪所确立的科学方法之一面,即 理论必须受到事实的证验而已.由于相对论出现的震撼,这说法完全忽略了,甚至否定了 科学最根本的,而且已经部分达到的目标,即真确不移的自然规律之追求.同样的震撼,使 得这一否定被科学哲学家和科学界相当全面地接受多年,那只能够归之于在二十世纪初 年所呈现的科学理论之结构太过奇特,太过出人意表,以致其真正意义长期被忽略罢了. 当然,即使”证伪说”不能成立,经典力学也的确没有被证伪,我们仍然得面对波 普证伪说所提出来的三个重要问题.第一,我们到底在什么基础上”认为”某些科学 理论为真确?第二,在经典力学与其它我们同样认为真确的理论,例如相对论以及量子 力学之间,关系究竟为何?第三,在我们认为已经不可被证伪,或者最少迄今未曾被证 伪的那些理论,与那些仍然不确定,因此可以被证伪的理论之间,关系又如何?这三个 问题将在以下第五节讨论. 乙典范说的基本问题 假如证伪说的诱惑力是在于其逻辑性和简单理念,那么典范说比它更强大的吸引力, 无疑就在于其论证的历史角度和社会性.然而,从逻辑观点立论容易找到坚强立足点;从 历史观察立论,虽然可能更有说服力,却很容易在反面例证之前崩溃.库恩的要害即在于 此.例如,科学革命的结构中最重要的例证是根据哥白尼的日心说所得的天文测算结果 反而不如托勒密地心说推算之接近观测,遂认为日心说之在十六世纪不受重视,而到了十 七世纪则广为天文学家接受,其转变关键是学界风尚之改变,而与实测证据无关.这表面 上言之成理,然而,却经不起下面简单的反颉:怎样可以证明,这是科学”革命”的通例?库 恩是否也能够宣称,牛顿理论的计算,也同样不甚接近观测结果,而只因为学界风尚之改 变,故而为整个欧洲所接受?自然哲学的数学原理出版后二百年间,其地位之日益巩固, 是否亦与其证验成绩无关?宇称性在弱作用中并不守恒这一完全打破理论物理学界共识 的大胆想法,为什么在提出来之后短短几个月内就因为获得两三个实验证据而被普遍接 受?从典范说出发,这些都是无法解释的事情. 口 125 科学文化 04/2003开放时代 事实上,如许多论者一再指出,”典范”一词本身就缺乏清晰定义,因为从库恩的用法 看来,它可以是一个有系统的基本理论架构,例如托勒密天文学或经典力学,同时却亦可 能是科学探索中的一套观念,想法,例如在拉瓦锡以前的燃素说,或者在电磁理论与量子 理论发现以前有关光的性质之种种学说,臆测.倘若”典范”的层次是如此之不确定的话, 那末”典范转移”和”典范说”本身的确切意义也就都成问题了. 不过,无论如何,我们在这里无意,也不可能试图详细分析”典范说”的意义和结构, 并指出其中问题这样的工作早已经由布德(Alex粕derBird)做过了.我们认为更重 要的,反而是认识以下几点.首先,必须承认,科学理论的价值及认受性,的确不完全取决 于其与实验数据的符合程度,而与其自洽性,全面性,观念结构,可应用范围等等也都有 密切关系;而且,在新理论发展的起始阶段,科学界对其素质的判断可能与其实证基础有 相同甚至更高重要性.在没有大量实验数据的支持下,广义相对论在数年内即获得接受, 就是此现象的反映.在这个意义上,科学家群体的共同人为判断,的确可以在特定阶段起 很大作用.然而,如上文所论证过的,这现象并没有普遍性,哥白尼日心说之被接受,和 牛顿,拉瓦锡,库伦,法拉第的理论之被接受,过程并不一样.对于后面这些理论而言,大 量精确验证是关键性的而且,从长远来说,即使就无论如何美妙动人的理论(超弦 理论是绝好的例子)而言,也总所必然如此.明乎此,则科学革命的结构中的例证,大部 份是关于从”前科学”过渡到”真科学”亦即现代科学过程所出现的现象,也就无足为怪 了. 所以,库恩的”典范说”其实毋宁更适合于未曾有确定理论或方法的知识领域例 如社会科学,以及自然科学中那些尚在者摸索阶段,因而尚未有定论,亦未能与现有基本 理论接轨的部份.在这些领域,”典范”的确有指导与规范作用,而其转变的机制,也不能 完全排除由科学家群体的人为判断所构成的因素.但最后,我们必须强调,典范说所触及 的,只是科学发展过程中可能出现的局部现象之一面,这一面只关乎科学发展的历史过 程,而与其内涵和基本结构并没有关系.将科学发现过程之一面,与科学本身(即其理论, 实验证据,方法等等)相混淆,是库恩的基本错误. 丙可测比性:科学与宗教之间 在波普与库恩以后,异端思潮的最大发展应该是费尔阿本的科学理论不可测比论, 以及布鲁尔的知识社会学观点了.他们那么激烈的论调,是波普和库恩那两位前辈所望 尘莫及,也所不能够赞同的虽然,无可否认,那其实正是后者思想发展的自然结 果.但在这里,我们没有必要重复库瓦利斯对于费尔阿本和布鲁尔的批判工作.我们有兴 趣的,反而是顺着这两位”非理性主义者”的思路前进,以视其结果.这样,对于科学和科 学家群体,对于异端思潮的内在理路,也许反而可以得到更深刻的认识. 让我们从下列问题开始:倘若在一群好奇而无知的外星人面前,有人宣称今日的科 学家群体只不过是另一种宗教团体,和古埃及掌管神庙的大祭司团或者罗马天主教会并 无分别,我们有什么办法驳倒这谬论呢?科学家有他们的知识体系,学校,研究所,等级, 荣誉,社会功能,这一切,祭司阶层和天主教会全有,虽然性质,形式不一样;科学家认为 口 126 每母摩#嚣#ftr j_ lt0;t;t#鼻毒佧喾垂事l一毒#?ll 他们有精密理论,能够凭之以客观地了解宇宙奥秘,大祭司又何尝没有能够显示”真理”, 提供全面宇宙观的大量奥义,经典和诠释?科学家认为人类社会是由于他们的工作,努力 而变得更富足,美好,大祭司何尝不是通过另一种职能,即振奋人心,维系社会秩序(而非 直接改进其物质生产力量),以达到同样目的?科学家穷年累月,花费巨额资源来研究和 民生国计毫无关系,也非绝大部份人所能真正了解的夸克(Quark),宇宙大爆炸(BigBang) 和黑质(DarkMatter),那和通天地精神的萨满祭祀仪式,或者化酒,饼为耶稣基督之血液 和肤体的天主教圣餐,又有何区别?事实上,不是早已经有人把今日的粒子加速器与昔日 的金字塔和大教堂相提并论了吗? 说到底,要完全诚实地回答上述连串奇怪问题的话,我们得首先承认,最少在表面上, 科学和宗教之间,科学家群体和大祭司阶层之间,的确有许多极其相似之处;而且,对一个 超然于人类历史,文化之上的外星访客来说,二者之间假如有分别,那也不是可以从二者 的内部义理,理念来判分,