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[转载]陈嘉映:自然哲学与实证科学(2)

已有 425 次阅读 2020-8-4 10:57 |个人分类:读书笔记|系统分类:科研笔记| 自然哲学, 实证科学 |文章来源:转载

实证与操作

我们把近代科学称作实证科学。不过,实证态度在古代已经出现了。希腊化时期是实证研究的第一个繁荣时期。阿基米德力学、希帕恰斯和托勒密的天文学都属于实证研究,可以视作近代科学的先声。

古代天文学常常被视作实证研究的典型。迪昂说希腊人就明确区分“什么是自然哲学家〔physisist〕或今人所说的形而上学家的任务,什么是天文学家的任务。自然哲学家的任务是依据宇宙论所提供的理由来决定星球的实在运动是什么。另一方面,天文学家绝不可涉及他们描述的运动是实在的还是虚构的,他们惟一的目标是精密地描述天体的相对运动。”20自然哲学论证给出自然之所以如此的理由,而天文学旨在表明某种类型的原理〔包括假说〕和现象一致。我们不知道为什么宇宙会有本轮和均轮的设置,不知道地心体系中七大行星周转的中心为什么不是地球,而是地球之外的某一个虚空点。传下来的一段Posidonius的著名言论结尾说:“事关原理,天文学家就不得不求助于自然哲学家。”21

在这段阐述之后,迪昂引用了圣托玛斯的相似论述。圣托玛斯说,物理学家和天文学家可能得出相同的结论,他们的区别在于他们的证明方法。要证明地体是圆的,物理学家即今天所称的自然哲学家使用的证明是地球的诸部分在每个方向上同等地倾向于地心。天文学家使用的证明则是月食时月亮的形状,或世界上不同的地方看到的恒星不同。

迪昂倾向于从操作主义来理解物理学。他认为物理学并不对付现象背后的世界,物理学不意在把握实在,而是意在用少数假设代替大量定律。

当我们谈到光振动时,我们想到的不再是实在物体的实在往复运动;我们想象的仅仅是抽象的量,即纯粹的、几何学的表达。……对我们的心智来说,这种振动是表征,而不是说明。22

与此相似,生物学家把鱼鳔视作与脊椎动物的肺同类,这种同源性也是“纯粹理想性的联系”。23

托勒密似乎把他的宇宙体系视作一个操作性的理论,据迪昂分析,在托勒密体系里,偏心圆、本轮等常被当作纯粹的数学工具而非物理实在。至少他本人没有声称均轮本轮等各种圆是实在的。西方天文学传到中国,多数中国学者似乎把它视作操作性理论。钱大昕把开普勒学说称作“假象”。阮元说:“自欧逻向化远来,译其步天之术,于是有本轮、均轮、次轮之算。此盖假设形象,以明均数之加减而已,而无识之徒,以其能言盈缩、迟疾、顺留伏逆之所以然,遂误认苍苍者天,果有如是诸轮者,斯真大惑矣。”他接着说到西人的“椭圆面积之术”,“以为地球动而太阳静……夫第假象以明算理,则谓为椭圆面积可,谓为地球动而太阳静,亦何所不可?然其为说至于上下易位,动静倒置,则离经畔道,不可为训。”24

为了躲避宗教迫害,科学革命早期的科学家往往把自己的学说称作操作性的假说,以区别于探讨实在世界的哲学或曰形而上学。在有些情况下,科学史家无法最终判定哪些是作者的真实看法哪些只是表述策略。主持出版哥白尼《天球运行论》的奥西安德在为这本书匿名写下的序言里声称这是个假说,它只是一个数学家为了工作方便的操作假设,而不是对宇宙的真实描述,因此它并不是对基督教世界观的冒犯。伽利略也接受天文学和自然哲学的区别,前者的惟一约束是和实验一致,而后者是要把握实在。不过,伽利略的这一说法也许只是为其日心说的真实信仰作掩护。伽利略为《关于两大世界体系的对话》补写的序言把日心说称作“一种纯粹数学的假说”,25则明显是策略性的。

操作态度不问真和不真,甚至明确承认它所设定的东西不真。我们两个去爬山,你决定走左边的路,我决定走右边的路,我们约定,那好,我们在山上会,这山长得像一只老虎,我们就在老虎脖子那里见。我一点都没意思说这座山是一只老虎,我们把它比作一只老虎,以便我们可以来确定我们在哪里见。我们按照我们约定的这个东西去行动、去操作,就能达到一个预期的效果,但它并不是真实的。

这种态度冠以主义,就是操作主义。26在不问形而上学原理这一点上,操作主义和实证主义是一样的。实证主义和操作主义看来的确没有什么区别。实证主义这个概念的创造者孔德说:“实证哲学的基本性质,就是把一切现象看成服从一些不变的自然规律;精确地发现这些规律,并把它们的数目压缩到最低限度,乃是我们一切努力的目标,因为我们认为,探索那些所谓的始因或目的因,对于我们来说,乃是绝对办不到的,也是毫无意义的。”27柯瓦雷在对牛顿的重力、引力等概念进行了细致的讨论之后,结论说:“牛顿的立场似乎是相当清楚的:他所讨论的那些力是‘数学的力’,……我们的目标不是去思索它们真正的本性〔或者产生它们的原因〕,而是去研究它们的作用方式是什么。或者,用稍微时髦的话来说,是去寻找how而非why,是去建立定律而非寻找原因。”28实证主义不问形而上学原理,只求定律,只求定律得到证明。

不过,尽管操作主义和实证主义看起来很像,但涉及实在性或曰真实性这一至关重要之点,实证主义和操作主义有根本的区别:操作主义不在乎其结论真或不真,实证主义却是在乎的。实证主义要求实在,只不过它所要求的实在和旧日形而上学所要求的实在不同罢了。对自然哲学来说,不知其终极意义上的所以然就不能保证理论的真理性或实在性,而终极意义上的所以然是由形而上学保证的。的确,实证主义不问形而上学意义上的终极原理或原因,但这只说明它抛弃了只有形而上学才为真实提供保证的信条,而不是抛弃了对真实的追求。实证主义恰恰要改变形而上学对真实的界定。实证主义并非不问why只问how,它也并非不问终极意义上的为什么,它只是不问目的论意义上的为什么,而只问机制意义上的为什么。它追问机制,一直追问到终极机制。我们最多是在这个意义上说实证主义不问“终极意义”上的为什么:在实证主义那里,终极是没有意义的。实证主义坚持其探究对象的实在性,只不过,现在它在相当程度上转变了实在的观念。

操作理论不在乎它是否真实地涉及对象,只问其定律是否有效。不真而有效,所以其有效只能限定在明确划出的现象范围之内。而实证理论并不是这样的。实证主义也注重有效性,但它同时认为它自己是因真实而有效的,因此,其有效范围并不限于某一特定的现象范围,实际上,超出它所从出的资料去预测某些新颖的现象,是实证理论的一个主要成功标志。

操作主义不声称真实,因此,它并不构成对自然哲学的威胁。操作主义可以在自然哲学旁边生长,实证主义则不同,正因为实证主义所追求的也是实在,它和自然哲学不相容,它必定要求自己取自然哲学而代之。

固然,有一些实证主义者――他们多半是哲学家,但也包括发表哲学议论的科学家――明确主张操作主义的科学观。但我们很难设想哪个科学家在实际工作中会长时期满足于操作论的世界图景。迪昂强调中世纪天文学的操作主义倾向,强调天文学和宇宙论的区别,林德伯格不能同意,认为迪昂“严重夸大了古代天文学思想中的工具论倾向”。29对大多数天文学家来说,两球理论不仅提供了一个对现象的方便的概括,而且它代表了实在,对现象提供了深层解释,使我们理解了为什么这些现象是其所是。正如柯瓦雷指出的,在科学工作中,操作态度只是暂时的,“科学思想总是试图透过定律到达其背后去找出现象的产生机制”。30开普勒并不像阮元所理解的那样停留在操作性上,他关心的是提供实在世界的图景,他不仅在观念上由于其柏拉图主义而坚持其学说的真理性,并且在实证的意义上获致成功。实际上,他是捍卫哥白尼学说的真实性的第一个也是最重要的一个人物。

在这个意义上,托勒密到中世纪到开普勒都更多是实证主义的,而不是操作主义的,只不过古代的实证工作位于自然哲学之侧,不成主流,因此显得像是纯操作的。无论如何,近代科学总体上不是操作理论。很少有哪位科学家持纯粹的操作主义立场,在实际工作中不关心他是否涉及世界的真实。31我马上要谈到,广泛地采用假说和模型,丝毫不意味着近代科学不再关心实在性。

其实,尽管迪昂倾向于从操作主义来理解物理学,他还是承认,在大量探索后,在各种现象都落入了理论秩序以后,“我们无法不相信,这种秩序和这种组织不是实在的秩序和组织映射出来的图象”。物理学家既无能为这种实在论的信念提供理据,但也无力摆脱实在论信念。他引用帕斯卡的话来总结自己的看法:“我们无能为此提供证明,任何教条主义都无法克服这种无能;另一方面,我们拥有一种真理观念,任何皮浪怀疑论也同样无法克服它。”32

预测与假说

人们常常会从两个方面来考虑理论的意义,一是解释已知的事件,二是预测未来的事件。与此相应,我们检验一个理论是否正确,是否有效,就要看它是否符合我们既有的经验,或/和它是否能做出准确预测。

这个标准对科学理论似乎是合适的。科学理论既能提供解释又能提供预测。1871年,门捷列夫提出元素周期表,这个周期表为已知的62种元素提供了说明,同时预言了三种新元素,镓、钪、锗,15年内,人们相继发现了这三种元素。爱因斯坦的广义相对论对物体运动提出与牛顿体系至少同样有效的解释,同时又预言了牛顿体系做不出的预言,例如,光线在通过大质量物体的时候会发生弯曲,1919年,爱丁顿在日全蚀时通过观察证实了这一预言。33彭齐亚斯和威尔逊〔Arno Penzias and Robert Wilson〕1965年发现宇宙背景辐射,后来更敏感的仪器测量到宇宙微波辐射的温度为2.7K,正符合大爆炸理论的预言。这对大爆炸理论提供了强有力的支持。总的说来,科学理论越来越倾向于以假说形式提出,从这一假说可以推导出某种预测,而理论是否正确,相应地越来越依重于预测是否得到证实。

在关于科学实在论的争论中,科学预测能够得到证实这一点也成为科学实在论者最重要的论据。

预测得到证实还为科学理论带来极大的公信力。广义相对论预言得到证实曾在世界范围内引起巨大轰动,把不为公众所知的爱因斯坦形象送上了各大报纸的头版。虽然爱因斯坦本人相信广义相对论是概念演绎的必然结论,几乎不在意它是否得到观测或实验的验证。

预测能力为什么对理论具有这么重要的意义?情况似乎是这样:对于已经发生的事情我们可以提供多种多样的解释,往往找不到什么确定的标准来判断哪种解释为真,或较优。我们看到日月周章,你可以用托勒密体系也可以用哥白尼体系也可以用盖天说来解释,甚至可以用阿波罗驾着马车载着太阳在天上周游来解释。但是引进预测就不同了。设想同一些资料得到两种不同的解释,不分轩轾;既然它们是不同的解释,就总会有点儿不同,如果它们对解释既有资料同样有效,那么我们就只有指望它们提出的预测不同了。一旦某种预测得到证实而另一种预测被证伪,这两种解释谁对谁错就判然分明了。Trivers的亲子冲突理论〔Theory of parent-offspring conflict〕像弗洛伊德的俄狄浦斯情结一样都对经验到的亲子冲突现象提出了解释,但从两种理论可以引出某些不同的预测。发展心理学家据此设计了一些特定角度的资料测试。据信,测试结果倾向于支持Trivers的亲子冲突理论,证伪了弗洛伊德理论。34

准确预测的能力似乎单单属于科学。罗杰·牛顿评论道,在一种广泛的意义上,神话、占星术、巫术、哲学、历史学,都是对世界的理解。但只有在科学中我们要求,理解了一个过程,“我们就应当能够依以作出准确而不含糊的预言……而对一连串事件作历史的或哲学的理解就没有这种要求。”35就此而言,哲学理论比神话强不了多少,它最多只能解释既有的经验,但不具有预测能力。

为什么哲学理论不能产生预测呢?科学怎么一来就有了预测的本领呢?

我们不能说,亚里士多德的理论也能做出某些预测,至少是定性的预测,例如它能预测,外力消失之后,被此外力拉长的弹簧会回到原来的位置。这是日常的预期,是无需理论也自然会有的预期。人人都能预测太阳明天将从东方升起,不管他相信托勒密还是哥白尼抑或阿波罗驾着马车载着太阳在天上周游。这里说到预测,指的是不通过理论就原则上无法做出的预言。我们很早曾说过,理论通过类推或推理达到我们不能直接经验到的事物。同样,理论也能够预测到单凭经验无法预言的事情。

预测的能力似乎确立了科学理论的优越性。科学理论在提供解释的能力之外还多出一种能力,预测能力。哲学则最多只能做到符合已有的经验。而一种理论仅仅符合已有的经验却不能做出正确预测,它似乎就无法得到充分验证、令人信服。也许正因此,各种哲学理论互争短长,从没有办法明确判定谁对谁错,而科学却通过不同理论的有序竞争不断进步。

再多想一步,我们甚至会怀疑哲学理论是否真的符合既有事实。细想起来,符合过去的事实和预测未来的事实似乎并没有根本的区别。一位社会学家搜集了很多资料,在对一半资料进行了考查之后得出一个理论〔假说、模型〕,这个理论做出了某种预测,他用尚未考查过的一半资料来验试这些预测。这个普普通通的例子说明,我们应当这样划分资料:借以产生理论的资料和用来验证理论的资料。这种划分和过去、将来并无关系。只要已经研究过的资料量足够大,一个能够成功解释这些资料的理论似乎也应该能够做出正确的预测。

这么想来,哲学理论不能有效预测未来,不止意味着它只履行了理论的一半功能,解释功能,实际上意味着它并不曾有效地解释以往的经验。基于广泛经验的正确哲学理论理应具有预测的能力。

然而,本节想表明,用预测能力来要求、来衡量哲学理论,这是从根本上误解了哲学理论的性质。哲学理论完全是解释性的,和预言毫无关系。亚里士多德的《政治学》详细讨论了各类希腊城邦的政治问题,却丝毫没有显示出对正在形成并将成为西方一种主要政治形式的帝国有所预期。这是亚里士多德政治学理论的缺陷吗?亚里士多德的政治学理论可能有这样那样的缺陷,但鲜见有人因为它不曾对未来有所预测来批评它。“在黑格尔那里,就像在亚里士多德那里,法则观念主要是那种通过反省理解把握的内在联系的观念,而不是通过观察和实验建立起来的归纳概括。对这两位哲学家来说,解释在于使得现象在目的论上变得可以理解,而不是通过对致动因的了解变得可以预测。”36反过来说,托勒密体系能够相当准确地预言月食,但亚力山大里亚和中世纪天文学一般只声称自己的数学计算能够“拯救现象”、进行预测,而不声称自己提供了实在的宇宙理论。

有一个著名的故事,讲述的是第一位哲学家泰勒斯通过成功预言赚了很多钱。但这并不表明哲学能够提供预测,这个故事的寓意反倒是:哲学家也具有哲学以外的能力,如果愿意,他也可以从事预测,甚至借此大发其财。可他在从事哲学的时候,就连下一脚要跌到沟里都预见不到。可叹,我们这些今天的哲学工作者只继承了跌到沟里的哲学能力,没继承到预测股票市场的非哲学能力。

我们今天已习惯于把科学理论视作理论的范式,习惯于假说-预测-检验的模式,习惯于把理论与预言连在一起:理论的初始形态是假说,理论需要验证,预测的成功证实理论。然而,在古代和中世纪,哲学理论从来不可被视为假说。

στυφχψω στυφχψω στυφχψω

“假说”来自希腊词hypothesis,hypothesis和英文词supposition构词相同,意思也相同,都是说“置于某事物之下”。从存在论上说,hypothesis指的是把某事物置放于其他事物的下面作为基础,是为hypostasis,基质或实体。与此相应,在逻辑学上,hypothesis指的是把某一命题视作可以依以推导出其他命题的前提。从这个基本含义出发,假说发展出多种相互纠缠的含义。假说可以指有待于证明的临时假定――在实证科学里,证明主要指望由实验提供,而在柏拉图那里,假说的证明也可能由更高的原理提供。但有些假说也可能根本是无法得到证明的,只是为了论证暂加认可的悬设。甚至,假说也可能已知为虚构不实,但这种虚构对于提供某种解释来说仍可以是有用的,例如卢梭明言他所谓的自然状态是一种虚构。还有的时候,我们做出一个假设,只是为了反驳它,这就是所谓反证法。

到相当晚近,又出现一种新用法,把整个理论叫作假说。当然,这是说尚未获得证实的理论。大致上可以说,没有获得证实的理论是假说,获得了证实的假说是理论。不过,实际上我们经常难以分辨假说和理论,因为一个复杂的理论很难说是否已得到充分证实。进化论是理论还是假说?弗洛伊德学说是理论还是假说?理论和假说似乎只有证实程度上的区别。科学家有时觉得这只是字面之争,各自随高兴取用一个词罢了。

对我们的分析来说,首先要抓住“假说”一词的多重含义中的主线:假说是一种特殊的前提,我们不知这个前提本身的真假,但它是一个逻辑出发点,可由此出发进行推论。

在很多情况下,我们并不关心假说本身是否为真,我们设定假说只是为了便于清晰地论证。从“不辨真伪的前提”这层意思上,假说发展出一种操作的意思,即“纯粹的简便易用的数学技巧”。37奥西安德为《天球运行论》所写的序言里把哥白尼理论称作假说,多半是有意地掩饰哥白尼理论的实在性,以缓冲可能遭受的反对。

但在另一些情况下,我们关注的恰恰是假说本身是否为真。我们设立假说,看从它那里能推出什么东西,意在从所推出的东西反过来检测假说是否为真。之所以采取这样迂回的步骤,是因为我们无法直接判明所设定的东西是真是假,所以不得不反过来根据假说的后承来判断该设定为真或为假。

把整个理论作为假说提出,就属于后面这种情况。这时,提出假说的目标是通过验证来证明该理论为真。寻问哲学理论是否提供了预测,是否得到证实的时候,就是用这样的眼光来看待哲学理论的。此中包含的一般观念是:理论最初是以假说形式出现的,理论需要证实。

然而,在亚里士多德那里,所有的哲学-科学推理都与假说无关。哲学-科学推理都源于真理性的前提。与此对照,如果推理所依赖的前提是一些假说,那么,它们就不属于科学,只能产生“看法”,它们不是科学推理,而是“辩证”的推理。柏拉图允许哲学-科学中采用假说,但对于最高的知识,是“理性自身通过辩证法达到的”,在这里,理性即使用到假说,也“不是把假说用作第一原理,而是仅仅用作假说,就是说,用作进入高于假说的世界的步骤和出发点,以便理性可以超越它们,翱翔而入乎第一原理的世界。”38

柏拉图和亚里士多德的用语不同,在柏拉图那里,辩证法是通达最高知识的途径,而亚里士多德则把基于假说的非科学的推理称为辩证推理。用语差异背后有着见解上的区别。但是,他们两人都分明认为由假设获得的见识不是最高的见识,在这种见识之上还有第一原理。

哲学作为理论整体也和假说无关。人们经常比照后世的理论体系来理解亚里士多德。按照这种理解,形而上学提出一些自明原理。如果形而上学原理被采用作为一个推理体系的出发点,原理就成为公理,axiom。39公理是自明的真理,无须证明也无法证明。40如果一个哲学部门,例如自然哲学,其所依的原理理论不是自明的,那么,亚里士多德会主张,它们应该由更高的原理来说明,而不是需要由其他什么来验证。

这样来勾画亚里士多德哲学体系,虽然有相当的根据,却仍不到位。按照这种理解,哲学体系仿佛是一个推理体系,它和现代科学理论的差别在于,现代科学是从假说出发,反过来证明其真理性,而哲学理论是从真理出发,推演出其结论的真理性。于是我们不能不问:这个体系的自明公理是从哪里来的,它们是否足够自明?实际上,即使在亚里士多德被普遍视作最高权威的时代里,形而上学里的命题也说不上有什么特别自明之处,甚至亚里士多德的体系也并不是公认的形而上学体系。大多数哲学家接受亚里士多德体系,不是因为其形而上学原理格外自明,而是因为整个体系比较自然地互相呼应。

哲学要求某种自明的东西,这一点大家并不陌生。但这始终被理解为:哲学从自明的东西出发。笛卡尔以降,哲学家一直在寻找自明的出发点。我思?感觉与料?我有两只手?意识结构?其结果大家也不陌生:关于究竟什么是自明的,哲学家们纷争不已,可说使“自明”成了讽刺。然而,哲学体系的自明性并不在于找到某些事实,这些事实或这些种类的事实比另外一些更加确凿可信。哲学命题的自明是理应如此这一意义上的自明。哲学中的自明和自然是紧密联系在一起的。

我们若用自明来谈论古代哲学,自明却并不限于出发点。哲学阐论始终以自明的方式开展,它不仅是从自明的东西出发的,而且也行在自明的东西上,落在自明的东西上。哲学不是从一套自明公理出发展开的一个推理体系。毋宁说,哲学是通体自明的。如前面“自然与必然”一节所论,哲学关心的是本性使然理应如此的东西;本性使然理应如此的东西,在一个基本意义上,是自明的,因为在从事哲学思考之前我们已经知道这种东西。哲学并非从自明的东西出发得出某种惊人的结论,它依栖于自明的东西,并且它的结论就是它依栖的东西,只不过现在这种东西在命题层面上变得清晰了。

这当然不是说,一个哲学家认为自明的东西就是自明的。然而,我们拒绝他认作自明的东西,所依据的仍然是某种自明的东西。这里并不存在无穷倒退的困境,因为我们总是对某种特定的提法是否自明提出疑问,并不准备回答这世界上究竟什么东西是最终自明的。

形而上学是各哲学分支的基础,这应被理解为:形而上学是哲学思考的汇拢之处;而不能被理解为:形而上学是哲学各部门推理体系所依赖的自明公理的手册。

哲学思考当然包含推理。但是,其推理都是短程的。41我们在上一章谈到,自然概念的推理行之不远。与数学推理比较起来,这仿佛是一个重大缺陷。但这种比较本身就基于混乱。哲学推理不是要把我们引向远方,进一步只是为了退一步,始终盘桓于近处。哲学推理根本不是要得出某种我们事先不知道的结论,哲学只是把我们在某种意义上已经知道的东西以形式化的方式呈现出来,以便在命题层面上明示哪些是我们真正知道的,哪些是我们自以为知道但实际上并不知道的。

亚里士多德被称作逻辑学之父。奇怪的是,在亚里士多德那里,逻辑并不包括在他的哲学体系内部。如果逻辑是所有哲学-科学思考的方法论,它应当占据远为重要的地位。然而,我们所理解的推理能力,逻辑-数学推理能力,在哲学探索中原本就不是一项重要的能力。在哲学中,相应于推理的能力乃是形式化的能力。

把已经知道的东西以形式化的方式呈现出来。怎么形式化?无非是:说出来,用我们自然而然能听懂的语言说出来。任何从事过这种努力的人都知道,这可不一件容易的事情。然而,人们却由于种种原因有意无意误解这一点,仿佛深奥难懂的jargons标志着深刻的思想。我们默会的深刻道理,有时极难达诸言辞,乃至我们不得不使用别扭的语言。这种诘屈聱牙的表达法是一个标志,表明我们尚未在形式化层面上有清楚的理解。有时候我们想得不够清楚就急于传达,也无可厚非,42但总体上说,就哲学表达来说,绝不是形式化程度越高就越清楚。43

哲学关心的是本性使然合乎道理的东西,而不是建构某种假说以合乎某些资料。假说是不辨真假的前提,从假说的这一根本含义着眼,可以清楚地看到,哲学理论不是以假说方式开展的。那些不合乎道理的东西,偶然的东西,对哲学理论来说没有什么意义,哲学并不建构假说去从外部加以说明。哲学真理不是“有待”的真理,它不需要验证。希波克拉底和希帕恰斯采用假说方法工作,属于实证研究。柏拉图和亚里士多德则不是这类理论。

当然,哲学理论也须符合经验,也须“验之于经验”。但这个宽泛的说法不应被误解为假说-验证。就连“理论是否符合经验”这个说法也应留心。符合这个概念是外在的,它适合用来表述假说和资料的关系,不适于用来表述哲学理论和经验的关系。至少我得说,符合我们的既有理解既有经验和符合搜集到的资料是两种非常不同的符合。

上节说到物理学家和天文学家采用不同的方法来论证地体是圆的。我们现在可以这样来表述这两类证明的不同之处。地球的诸部分在每个方向上同等地倾向于地心,因此地体是圆的,这个论证诉诸我们的直接经验,几乎不能叫作推理。而通过月食时月亮的形状来证明地体是圆的,则需要我们对月食产生的原因、对地球和月球的关系等等有一种理论上的了解,这个理论是多多少少依赖于数学计算的,而非诉诸经验即可成立。

因此,我们须得区分假说与判断。我们平常的判断直接来自经验。当然,来自经验并不能保证判定是正确的。判断可以因多种原因失误,例如,侧重了一方面的经验而忽视了另一方面的经验。我说张三真小气,举了个例子,你说,可你忘了张三那次还何如何如慷慨呢。再例如,判断可能干脆缺乏判断力。但是,反驳一个判断,并不总是需要说 “咱们拿一些新资料来验证一下再说”。实际上我们通常不是这样批驳一个判断的。

哲学阐论当然也可能出错,哲学阐论的的错误大致与这里所说的判断错误相当,而不是假说不成立那种意义上的错误。

近代倾向于用确定性来界定真理性。要区分某一实证理论在多大程度上是个确立的理论抑或仍然是个假说,确定程度的确是一个标准。哲学理论不是从假说开始的,哲学理论之间的区别也不在于确定性高低、得到证实程度的高低。哲学理论和实证理论之间的区别更不是确定性的程度之别,而是类型区别。哲学见解不可能依赖等待进一步的验证来提高其确定性,如果这里说得上确定性,那么它来自对既有经验的更深入的反思,来自判断力的提高。

στυφχψω στυφχψω στυφχψω

我们既可以说实证化的科学失去了形而上学的支持,也可以说实证科学抛弃了形而上学的支持,总之,它不用形而上学原理来支持自己,而转向用证据来支持自己。事实以及对事实所做的数学处理,取代了经验观念和哲学原理。

科学理论来自对观察资料和实验所获数据的归纳,这些资料是如此这般,并非理应如此。科学概念和科学理论是外在于其资料的,它们固然也是资料建议的,但并不是资料培育的。不像经验和自然概念的关系,在那里,概念本来就是经验培育起来的,本来就是经验所包含的或明或暗的道理。理论转变了形态,它不再从天然合理性开始并始终依贴着天然合理性,而是从假说开始。

假说需要验证。而对这种外部验证来说,预测具有头等重要的意义。库恩总结出了评价科学理论的五个尺度,44第一个就是理论预测的准确度――然后依次是一致性、视野的广度、简单性、丰饶或曰富有进一步的生产潜力。马赫甚至把预测成功视作一个理论是否可被接受的惟一标准。

实证理论和预测能力的联系,比我们通常所认为的还要更加紧密。准确预测只是库恩所列出的五项标准中的一项,然而,其中至少还有两项和预测直接相关。例如第四项,理论的简单性。普遍承认简单性是造就优秀理论的一个重大优点,而人们通常是从elegent或优雅的美学角度来理解这一点的。但有研究表明,这个优点看来并不独立于预测能力。对于一个数理模型来说,具有同等解释力的模式,其中较简单的那个模型将具有更强的预测能力,或更高的预测精度。45我们后面会看到,其中第五项,丰饶,fertility,其实也差不多等于说能够产生新的预测。

我们曾提到,预测的能力并非科学所独有。有多种多样的预测、预言、期待、臆测。最容易想到的一种,是通过掌握规律来进行预测。常识也发现很多规律,在这个意义上,常识也能“预言”。谁都能“预言”夏天之后是秋天。

然而,“掌握春夏秋冬的规律”这话是应当留神的。我们说到掌握规律,其典型是在外部资料中发现规律。而像春夏秋冬这类现象样式,早已经深深嵌入我们的经验之中,与其说它是我们需要去掌握的东西,不如说是我们经验的一部分,属于我们的认知原型,即我们依以掌握其他事物的经验基础。在经验范围内,谈论“规律”或“发现规律”是十分可疑的。当然,我们也不说“经验到规律”,我们说经验到某种相似之处,经验到某种样式,pattern,体察到某种样式。缘于同样的道理,我们并不说我能预言夏天之后是秋天。相反,在日常生活里,说到预言,通常是说预言那些一次性的事件,例如是否会发生战争,谁会和谁结婚或离婚。

我们曾问,科学怎么一来就有了预测的本领呢?最容易想到的是,科学理论能够发现规律,一旦发现了规律,当然就能够做出预测。的确,科学工作的一个主要目标正是发现规律。但须注意,这个说法里的首要之点并不在于春夏秋冬那样的“规律”,而在于“发现”。在这里,发现是和资料的外部性相应的。如果我们把春夏秋冬也叫作“规律”,那么发现规律就不是科学的特长了。所谓“发现规律”,是在并非理应如此的地方发现规律。这是科学的特长。我们记得,“自然规律”这个用语也是随着近代科学观念一起流行起来的。

一旦掌握规律,解释和预测就成了一回事。规律是没有时间性的,或者,时间作为一个外部因素被纳入到规律之中。在“数运与数学”一节,我指出数与自然规律这两个概念的紧密联系,它们都是脱去时间性的概念。规律对未来和以往一视同仁,能够对以往事件做出说明,就能够对未来事件做出预测,秋天跟着夏天若是个规律,那我们就不仅能解释为什么去年夏天之后来了秋天,而且自然能预测今年夏天过后也是秋天。在这里再特特谈论预测没有意思。这并不是我们在科学实践中实际上看到的预测。掌握这种所谓“经验规律”只是科学的初级阶段。社会科学大半停留在这个阶段,恐怕也将永远停留在这个阶段。物理科学早已超出了这个阶段,它深入到规律背后,发现产生这些规律的深层机制。引力是一种机制,它不仅说明为什么苹果落到地上,也说明为什么行星的轨道是圆的,也说明为什么潮起潮落,而这些现象并无表观的相似性。二元二次方程公式也是一个机制,你代入不同的数字,它就产生出不同的得数。你得到的不是现象的重复。各种输入和各种输出并不呈现表观规律。化学元素形成一个周期,但这些元素的现象却没有对应的周期,它们之间互相反应所产生的现象更不形成直接对应的周期。

人们常说,理论具有普遍性。然而,有多种多样的普遍性。最简单的一种是概括断言类型的普遍性。物体的共同点是共相,事件的共同点是规律。抽象出共同点,这是一种普遍性。然而,从个别“上升”到一般,通过归纳和抽象获得共同点,通过概括获得规律,只能产生最表浅的“理论”。这类理论若说提供理解,提供的也是表浅的理解。苏格拉底为什么死了?“人不免一死”没有从理论上给予回答。嫌疑人曾每天都到谋杀现场,和他曾有一次到过谋杀现场,是在相近的意义上需要得到解释的事情。万有引力不是对苹果、冰雹、眼泪这些下落的东西的归纳,不是在“反复出现”这一含义上的“规律”,有很多东西落下来、很多东西互相吸引,同样也有很多东西上升、飘浮、互相排斥。但显然,牛顿不是从恩培多克勒的吸引和排斥中减去了排斥就会得到万有引力概念。万有引力不仅要参与解释物体的互相吸引,而且要参与解释为什么月亮不落到地球上来,要解释木星卫星的旋转、地球的形状、潮汐运动等等看似完全无关的各种现象。

理论的普遍性不是靠在广度上外推,理论的普遍性是深度带来的。没有哪种成熟的科学理论是根据现象的重复预言它还将重复。科学是通过发现机制做出预测的,通过对机制的把握,它能预言一种从没有出现过的新颖现象。

科学理论所做的预言有意思,恰在于它们会超出经验预期。这才给予理论以重要性,给予理论以不同于经验的身份。我读过一本社会学的书,经过漫长的研究,得出一系列结论,例如,经常出差在外的人有较高的外遇率。直觉就可以告诉我们,这位研究者离开有意义的理论还差得很远。一个良好的理论,我们会期待它预测某些新现象,这些新现象在种类上离开原来的现象越远,越不大可能被期待,我们就会越说这个理论或模型良好。这就意味着它们不只是发现了规律,而是发现了机制。那种专门发明出来对付眼前事例的理论〔ad hoc theory〕是无趣的理论,缘故在此。库恩所说的理论丰饶性,是从表观上说的,我们可以更深入地把它理解为这一理论进入了深层机制。麦克姆林说,丰饶性这一标准减少了ad hoc理论、一事一说法的理论的可能性。46

科学所欲把握的深层机制是远离日常经验的机制。我们只有通过理论的、推理的方式才能到达那里。近代物理学通过数学化获得了这种远行的能力。我在前两章表明,量的纯外部关系保证了长程推理的可靠性。正是这种长程推理的可靠性使得科学可以发现或建构远离经验的深层机制。科学做出预言的能力是以数学化的方式达到的。从英文词calculable来看,量化和预测差不多是一回事。但这不是说,只要我们量化就能做出准确的预测。量化和预测是通过机制联系在一起的:量化保证了长程推理的可靠性,长程推理使我们能够掌握远离经验的机制,掌握这一机制使我们能够预测。

科学做出的预测是一种特殊类型的预测。人们说,科学提供精确的预测。由于我们被“精确”这个词的褒扬意义迷住了眼睛,反倒忽略了这个词的基本意思:先行数量化。科学理论并非在一般意义上能够做出更准确的预言,它在某些特定的事情上做出准确的预言,这些事情和我们平常做预言的事情不同类。爱因斯坦理论对行星的实际轨迹做出的预测比牛顿理论所做出的预测更精准,这里的“更”是在两个科学理论之间的比较,至于我们普通人,不是我们的预测不够准确,我们在这里根本无从预测,最多是臆测。反过来,我们预料张三会升官,李四会发财,在这些事情上,科学并不能提供预测,遑论更加精确。科学理论的本领是在我们平常根本无法做出预言的地方做出预言。科学的极高的预测能力,说来说去是预测能够量化的东西:纯量的活动,或者能归化为纯量的活动。而我们的经验世界,原则上是无法大规模量化的。

科学理论不是直接来自经验,它以外在于资料的假说形式出现。这些假说,通常是由通过远程推理得到的一些结论建构起来的,这个推理过程往往牵涉理想化的前提和条件,往往或明或暗地引入了一些尚未证实的东西。这些结论建构起来的假说是否正确有待于验证。假说-预测-检验-理论的程序是和实证理论连在一起的,这也是为什么是在实证科学兴起之后,假说才被用来指称理论,预测才对判定理论真伪起到决定作用。Savoir pour prevoir〔知的目的是预知〕这话出自实证主义哲学的创始人孔德之口,不亦宜乎?

如上所言,科学理论不是预言已经发生过的现象还会重复发生,它根据机制预言新颖的现象。主要是由于理论能够做出这一类预测,才使得验证成为可能。这类新颖的现象可能从没有被经验到,甚至从不可能被经验到。要验证现代科学理论,经验不够了,直接观察也不够了,理论需要通过实验所生产的事实来加以验证。不是“验之于经验”,而是验之于实验。科学预测和实验是紧密关联的。我们曾强调经验与实验的根本区别。相应地,我们在这里要强调验之于经验和通过实验来证明有根本区别。其中的一个区别是,经验是自然的、回溯的,所谓验之于经验所需要的是判断力。这和依据一个假说设计若干实验来加以证实大不相同。

无论阴阳五行理论还是各种哲学理论都不能发现可经验范围之外的规律,也不能掌握可经验范围之外的机制。阴阳五行理论若被理解为关于机制的学说,那么,我们可以基于其预测的失败把它视作伪科学。哲学呢?哲学也常被视作或自视为发现规律和发现机制的学说。结果,那些热衷于总结规律、发掘机制的哲学爱好者,要是没有成为科学家,就会成为最无聊的“理论家”。但如下一章所要辨明的,这种冲动出于对哲学的误解,和很多人的想象相反,哲学研究的鹄的并不在于总结规律,发掘机制。哲学是对经验的反省,尤其是对概念的考察。哲学理论是要让世界变得可以理解,而不是让世界变得可以预言。只不过,概念考察和机制研究、尤其是定性的机制研究,47有多重交织,极容易被混淆。理解有举一反三之功。哲学扩大其“适用范围”的方式和科学理论是不一样的,哲学引领我们在深处贯通,在这里,理解的深度意味着理解范围的扩大。在相当程度上,这和科学不断推进以把握深层机制从而扩大了应用范围是可类比的,并因此容易引起混淆。但两者不是一回事。

στυφχψω στυφχψω στυφχψω

在日常生活中,对事态做出较优预言的能力在很大程度上依赖于对事态的较深理解。依此类比,我们会设想,科学理论既然能做出更准确的预言,表明科学对世界有更深的理解。但如上文所示,科学的预测能力涉及的是某些特定的事情,可以也必须通过量化才能把握的事情。由此,科学具有预测能力并不一般地表明科学对世界具有更好的理解,除非是在这种意义上:在一些我们日常经验没有想到要去理解的并且也无法理解的事情上,科学提供了一种理解。这种理解和通常理解有别,本书称之为“技术性理解”。在技术性理解的意义上,科学理论做出预言的能力当然依赖于理解。

但如“万有引力与可理解性”、“为什么是数学”等节所提示,技术性理解并不等于我们通常所说的理解。在很多情况下,一个科学理论可以做出良好的预测,但它对它所处理的课题并不理解。量子力学对量子事件的预测成功率几乎是百分之百,但费曼仍说,没有人懂得量子力学。科学发现定律、做出预言的能力是以数学化的方式达到的,也是以数学化为代价达到的。我们不能不加限制地认为,现代科学能够做出准确的预测证明了它在一般意义上为我们提供了对世界的更好的理解。48

所以,我们倒要反过来问:既然我们并不理解现代量子力学,我们为什么要接受它呢?一位物理学家,B.格林,回答说:第一,量子力学在数学上是和谐的。第二,它做出的许多预言都得到了科学史上最精确最成功的证实。49我们接受一个物理学理论的理由,和我们接受一个哲学理论的理由是根本不同的。



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