上回说(http://blog.sciencenet.cn/blog-279992-822110.html)，实验命苦，本是科学的公主，有时却沦为理论的丫鬟，甚至被骗子滥用坏了名声。那么，传说的判决实验（crucial experiment）呢？还能判决吗？

那词儿可追溯到实验科学的老祖培根（Francis Bacon），他最早考虑了理论的“决定性事例”（instantia crucis），胡克（Robert Hooke）和牛顿后来才用拉丁文的experimentumcrucis来称呼相应的实验。波普尔（Karl Popper）爵爷认为，判决实验顶多能否决（或证伪）理论（we shall haveto say that it can at most refute or falsify a theory），而不能确立理论。所谓判决，是在竞争的诸多理论中做出抉择——既然有竞争，可见理论们还在幼儿或青少年时代，或者某个权威的理论老了朽了，江湖出现了新少侠。这会儿，实验的判决作用确实很大，例如负实验很容易将新思想扼杀在摇篮里。假如爱丁顿的日食观测坏了广义相对论的计算，相对论的命运就难说了，虽然老爱自信，大家未必心服。

从理论的立场来看，事情却没那么简单。理论都不是孤单的，科学的理论总是“成群的”，如爵爷说的a series oftheories。拉卡托斯（Lakatos）甚至说，单个理论无所谓科不科（to apply the term 'scientific' to one single theory is a category mistake）。迪昂（Pierre Duhem）早就说（见The Aim and Structure of Physical Theory），物理学家在应对实验时，不会只玩儿孤立的假设，而会团结“一伙”假设。（The physicist can never subjectan isolated hypothesis to experimental test, but only a whole group ofhypotheses.）若实验能干净地否定一个理论，那理论多半儿只是“特设的”（ad hoc）——特为一个实验结果编一个解释。

顺便说一个小故事：1906年，实验物家W. Kaufmann在《物理学纪事》（Ann. Physik 19, 1906）发表了史上第一篇讨论相对论的文章，他用测量结果反驳相对论（the measurement results are not compatible with the Lorentz-Einsteinian fundamental assumption）。第二年，爱老师应主编之约在《放射性和电子学年鉴》（Jahrbuch der Radioactivitiit und Elektronik, Vol. 4, No.4）发表了一篇50页的长文《关于相对性原理和由此得出的结论》，回答了老K的批评。爱老师指出，不论K的实验是否正确（后来发现是错的），相对论的基础是否合理，只能根据大量不同的观测结果来判断。他承认先前的电子论更符合K的实验，但那些理论都有adhoc味儿，不能用更一般的理论体系来解释。

爱老师的意见很重要：不但理论讲系统，实验也要讲系统。单个实验得出单个的结论谈不上“科学”。（当然，有的“单个”实验本身就是系统性的。）我们看一个简单而普适的小实验：狗宝宝出生那一刻，在院子里种一株柏子树（或菩提树樱桃树红杉树等大有来历的树）。然后，每天在同一时刻测量阿狗和小树的高度。经过N天以后，大概可以得到很好的线性关系（或非线性的？）——如此的实验和“模型”，天天都在诞生……有人说它不是理论，我也说它不是，信不信由你。就实验来说，每个实验都能“特设”不同的解释，解释越多越没有意义，多约等于无。我们的口号是，理论在更大体系下的地位和作用比它与单个实验的关系要重要得多。

当然，我们也能找出原先的特设解释后来长成理论的例子。光量子是为了解释Planck的辐射谱，Pauli假定中微子是为了挽回能量守恒……但我们也看到，这些特设并不孤单。光量子借统计力学能导出辐射谱，就找到家了，自然脱帽融入理论。中微子的情形复杂一些，Pauli甚至为它赋予了多重ad hoc——因为那会儿没能探测到，所以他还假定它的质量很小，穿透力很强……假如没有后来的理论和实验证明它成功，这儿就没它的位置了。

还是拉卡老师说得好，“科学的解释”不是单解释个别的事实，还需要同时解释新的事实（A given fact is explained scientifically only if a new fact is also explained with it）。新的事实哪儿来呢？预言。所以拉卡也说“解释力”为“启发力”（heuristic power）（I use ‘heuristic power’ here as a technical term to characterize the power of a research programme to anticipate theoretically novel facts in its growth）——它的特点就在于anticipate novel facts。很多民间的伟大理论囊括一切，“解释”一切，唯独没有一个半个预言，那就只不过是用一套自编自导的语言来重新陈述常识而已。可怜的是，编导自己进入了角色，以为真的发现了破天荒的理论。

本来要说实验判决理论的，却好像在说理论判决实验，跑题儿了。且听下回。