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世界观: 现代人必须要懂的科学哲学和科学史

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عام:
2018
الإصدار:
2nd Edition
الناشر:
机械工业出版社
اللغة:
chinese
الصفحات:
405
ISBN 10:
7111612108
ملف:
EPUB, 2.15 MB
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“一个假设通常不能孤立地接受验证。相反,被验证的都是一系列观点,如果实验结果与预期不同,那么这一系列观点中的任意一个都可以被摒弃或修改。”
14 May 2021 (09:01) 

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世界观:现代人必须要懂的科学哲学和科学史(原书第2版)

Worldviews:An Introduction to the History and Philosophy of Science,2nd Edition

(美)理查德·德威特(Richard DeWitt) 著

孙天 译

ISBN:978-7-111-61210-0

本书纸版由机械工业出版社于2018年出版,电子版由华章分社(北京华章图文信息有限公司,北京奥维博世图书发行有限公司)在中华人民共和国境内(不包括香港、澳门特别行政区及台湾地区)制作与发行。

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目录

译者序

前言

第一部分 基础命题

第1章 世界观

第2章 真理

第3章 经验事实和哲学性/概念性事实

第4章 证实与不证实证据和推理

第5章 奎因-迪昂论点和对科学方法的意义

第6章 哲学插曲:归纳的问题和困惑

第7章 可证伪性

第8章 工具主义和现实主义

第二部分 从亚里士多德世界观到牛顿世界观的转变

第9章 亚里士多德世界观中的宇宙结构

第10章 托勒密《至大论》序言:地球是球形的、静止的,并且位于宇宙中心

第11章 天文学数据:经验事实

第12章 天文学数据:哲学性/概念性事实

第13章 托勒密体系

第14章 哥白尼体系

第15章 第谷体系

第16章 开普勒体系

第17章 伽利略和通过望远镜得到的证据

第18章 亚里士多德世界观所面临问题的总结

第19章 新科学发展过程中的哲学性/概念性关联

第20章 新科学和牛顿世界观概述

第21章 哲学插曲:什么是科学定律

第22章 1700~1900年牛顿世界观的发展

第三部分 科学及世界观的新近发展

第23章 狭义相对论

第24章 广义相对论

第25章 量子理论的经验事实、数学方法和诠释概述

第26章 量子理论与定域性:EPR、贝尔定理和阿斯派克特实验

第27章 演化论概述

第28章 演化的哲学与概念影响

第29章 世界观:总结思考

章节注释和推荐阅读书目

参考文献





译者序

这是一本关于科学史和科学哲学的书,是一本给初学者看的书,而我正是这样一个初学者,因此,翻译这本书,就像是推开了一扇大门,走进一个不全然陌生但又不甚了解的世界。不过,幸好,在这个世界里,有作者理查德·德威特教授这个领路人。

在前言中,德威特教授介绍了本书的结构:正文共29章,分为三个部分,每个部分各有侧重。然而,从一个初识科学史和科学哲学的读者的角度来看,这本书其实可以分为两个部分,一个部分是科学哲学,就是书中的第一部分,而另一个部分就是科学史,也就是书中的第二部分和第三部分。在科学哲学的部分中,德威特教授介绍了诸多科学领域的基本命题,包括科学领域的基本概念、进行科学研究的逻辑和方法,以及对待科学研究及成果的态度,这些就像是一个理论框架,为后面打造一栋科学史的大楼打下了坚实的基础。而在科学史的部分中,德威特教授从公元前300年的亚里士多德时代写起,绵延至今,几乎涵盖了人类全部科学发展的历程,对每一个历史阶段的核心科学发展都进行了描述,并在描述的过程中反复运用在科学哲学部分中建立的理论框架进行分析,进而引发对于应如何对待科学的思考。

不得不说,这是一本有难度的书,从人类历史早期出于对天空的崇拜而产生的天文学研究入手,随着人类历史的铺开,扩展到物理学、生物学,其间穿插对化学、电磁学等领域的讨论,最后落脚到大约始于20世纪初期但到目前为止仍属前沿的领域,包括相对论、量子理论以及以演化论为基础的宗教和伦理学研究。不仅如此,在这些领域中,很多理论和主张并不是一目了然、简单易懂的,这无疑更增加了本书的难度。

然而,这又是一本不那么困难的书,德威特教授的论述深入浅出,通过大量运用实例、比喻、类比等,把许多抽象难懂的科学知识转化成了贴近日常生活经历的体会,在体会中理解科学的原理。同时,德威特教授口语化的论述语言诙谐轻松,仿佛他就站在面前,主持一场关于科学史和科学哲学的大型讲座。

这还是一本会让人在心里不断打上惊叹号的书,书中的许多观点颠覆了大多数人从小到大一直想当然的认知,令人倍感吃惊。比如,对于牛顿提出的重力概念,牛顿本人采用的居然是工具主义态度,这意味着牛顿力学中的重力并不是这个世界的一个真实存在,意味着牛顿力学的重力只是为了便于认识这个世界而采用的一个工具,而这无疑是中学物理课本从来都不曾提到过的。

这也是一本会让人不由得感叹“哦,原来如此”的书,在论述每个历史时期的核心科学发展的过程中,德威特教授使用了大量详细具体且很有说服力的科学知; 识来丰富自己的论述,其中不少都让人有恍然大悟的感觉。比如,众所周知,西方封建时期有“天赋王权”的思想,然而,这种思想在当时原来也是有科学依据的,因为当时占统治地位的亚里士多德世界观认为每个物体在宇宙中都有其天然位置,那些成为国王的人,其天然位置就是国王,所以注定成为国王。有了这样的科学依据,难怪这种思想会在一段时期内根深蒂固。

总之,这是一本值得一读的书。不过,翻译这本书的过程却并不轻松,在这里要感谢华章公司的贾萌编辑,在本书的翻译、编辑过程中,她给予了我诸多督促和帮助,还要感谢我的父母孙社生、施鲁杰,以及我的先生史祎,他们作为初稿的读者,给我提出了许多宝贵建议,而且在翻译成书的整个过程中,他们的支持是对我最大的鼓励。

最后,希望我所做出的努力可以让现在拿着书,准备推开科学史和科学哲学世界大门的你接下来收获一段愉悦而有意义的旅程。

孙天





前言

本书主要是为第一次接触科学史和科学哲学的读者所准备的。如果这个描述与你相符合,那么欢迎来到这个迷人的领域进行探索。这个领域涉及某些最深奥、最困难同时又最基础的问题。也可以说,这个“科学的透镜”更清晰地聚焦于这些原本并没有那么引人注目的问题。我希望你像我一样喜欢这个领域,而且特别希望可以引起你的兴趣,让你愿意以后再回过头来更深入地研究这些问题。

像这样的介绍性著作尤其具有挑战性。一方面,我想准确地展示历史、哲学和两者之间的内在联系;另一方面,我想避免让某些第一次接触这一话题的人接触太多细枝末节。像我们这样对科学史和科学哲学进行全职研究的人,大多数来自学术领域,通常都会陷入自身学科的细节中,经常会忘记这样的细节在刚接触这一领域的人看来会是什么样子的。在面对细枝末节的时候,初学者常常会觉得“为什么会有人关心这些东西”,然后就放弃了。

这个问题可以理解。细节是很重要的,但是它们的重要性只有放在一个更广阔的背景中才能体现。因此在这里,我正是希望展现出这样一个更广阔的背景。然而,尽管本书描绘了一个相当宏观的图景,就我本人的知识而言我所写的也都是准确的,但在过程中的确省略了很多细节。

历史、科学和哲学之间的联系永远都是复杂而迷人的。正如前面提到过的,我希望引起你的兴趣,让你想要更深入地研究这些命题,甚至开始欣赏其中的细节。最能让我感到欣慰的莫过于看完这本书后,你会去书店,或者打开电脑里的浏览器,下单购买那些能让你进一步研究这些话题的书籍。

关于本书结构的说明

简略地说,我想要做的是:第一,介绍科学史和科学哲学中某些基础命题;第二,探讨从亚里士多德世界观到牛顿世界观的转变;第三,探讨新近出现的科学发展对西方世界观带来的挑战,这些发展中最值得注意的是相对论、量子理论和演化论。

为了实现这些目标,我将本书分为三个部分。第一部分是对科学史和科学哲学中某些基础命题的介绍。这些命题包括世界观的概念、科学方法和推理、真理、证据、经验事实和哲学性/概念性事实之间的对比、可证伪性以及工具主义和现实主义。这些命题的意义和相互之间的内在联系将在第二部分和第三部分中说明。

在第二部分中,我们将探讨从亚里士多德世界观到牛顿世界观的转变,并关注在这一变化过程中某些哲学性/概念性命题所扮演的角色。其中特别值得关注的是,在亚里士多德世界观中处于核心地位的某些哲学性/概念性“事实”所发挥的作用。这些讨论将说明第一部分中的很多命题,同时,对第三部分中关于我们自己由于新近科学发展而不得不摒弃的某些哲学性/概念性“事实”的探讨,第二部分中的讨论也可以打下基础。

第三部分介绍了新近的发现和发展,其中最值得注意的是相对论、量子理论和演化论。随着对这些发现和发展的探讨,我们将会看到,它们令西方世界几乎所有人从小到大所接受的某些核心观点产生了重大改变。在第二部分中,我们已经强调了亚里士多德世界观中哲学性/概念性观点所扮演的角色,同时在第三部分中我们也会看到,某些观点曾一直被我们认为是显而易见的经验事实,然而随着新近的发现和发展,它们都被证明是错误的哲学性/概念性“事实”。

此时,已经很清楚的是,当对这些错误的哲学性/概念性观点的认知变得更为普遍时,我们看待这个世界的整体观点就需要发生变化了。目前很难说这些变化会是什么样子的,然而,越来越有可能的是,我们的孙辈继承的世界观将会与我们自己的世界观大为不同。我希望你所享受的探讨和思考并不仅局限于过去已发生的变化,还包括目前我们自己身处其中的变化。

在本书的最后,也就是章节注释和推荐阅读书目部分,我针对某些书中讨论过的话题提供了更多信息,同时列举了一些推荐书籍,在这些书籍中你可以找到更多关于这些话题的额外信息。正如前面提到过的,最能让我感到欣慰的莫过于看完本书后,你有兴趣对这些命题进行进一步探究。

关于本书的结构,还有最后一点说明:尽管我希望你能完整地读完这本书,而且书中的三个部分以前面所描述的方式相互联系在一起,但如果你想单独阅读每一部分,也是完全可以的。举个例子,如果你对17世纪的科学革命和牛顿科学及牛顿世界观的发展更感兴趣,而对科学哲学里的相关命题没那么感兴趣,那么你基本上可以从第二部分的开头,也就是第9章开始阅读。然而,我还是会鼓励你至少快速浏览一下第1章、第3章、第4章和第8章。同样地,如果你主要的兴趣点在于新近的科学发展,特别是相对论、量子理论和演化论,那么可以直接跳到第23章,也就是第三部分的开头。如果你打算这样做,那么我还是鼓励你至少快速浏览一下第3章和第8章。

最后,再次希望你能享受接下来的探讨。





第一部分 基础命题

在第一部分中,我们将探讨在科学史和科学哲学中某些重要而又基础的命题。具体来说,我们将讨论几个概念,包括世界观、真理、证据、经验事实与哲学性/概念性事实、常见的推理类型、可证伪性以及工具主义和现实主义。这些话题将为我们在第二部分和第三部分中的讨论提供必要的背景知识。在第二部分中,我们将研究从亚里士多德世界观到牛顿世界观的转变,而在第三部分中,我们将探讨一些对我们现有世界观提出了挑战的新近科学发展。





第1章 世界观

本章的主要目的是介绍世界观的概念。与我们在本书中将要探讨的大部分概念相同,世界观这个概念实际上比它给人的第一感觉要着实复杂得多。不过,我们将从对这个概念相对简单直接的描述开始。接下来,随着本书内容逐渐深入,我们会体味一下亚里士多德世界观和我们自己的世界观,此后我们将会更好地理解世界观这个概念所涉及的复杂性。

尽管在过去100多年里,“世界观”这个词已经被相当广泛地使用,但这个词并没有一个标准定义,因此,值得花一些时间来明确在本书中我将如何使用这个词。如果要给出一个最简短的描述,我会说“世界观”指的是一个观点体系,其中不同观点如同拼图的一块块拼板一样相互联结。也就是说,世界观并不仅仅是一些分离、独立、不相关的观点的集合,而是一个不同观点相互交织、相互关联、相互联结的体系。

通常,理解一个新概念最好的方法是通过一个具体的例子。那么,就让我们从分析亚里士多德世界观开始吧。

亚里士多德的观点和亚里士多德世界观

在西方世界,我所说的亚里士多德世界观是公元前300年到公元1600年间占统治地位的观点体系。这个世界观的基础是一系列由亚里士多德(公元前384—公元前322年)进行了最清晰、全面的表述的观点。值得注意的是,“亚里士多德世界观”这个词并不特指亚里士多德本人所秉持的观点的集合,而是指亚里士多德死后,西方主流文化共享的一系列观点,而这一系列观点很大程度上以亚里士多德的观点为基础。

要理解亚里士多德世界观,从亚里士多德自己的观点开始会比较容易。随后,我们将讨论这些观点在亚里士多德死后几个、十几个世纪里的某些发展演变。

亚里士多德的观点

亚里士多德秉持大量与我们现在截然不同的观点。下面是几个例子:

(1)地球位于宇宙中心。

(2)地球是静止的,也就是说,它既不围绕任何其他天体(比如太阳)运行,也不围绕自身轴线旋转。

(3)月亮、其他行星和太阳围绕地球运行,大约每24小时运行一圈。

(4)在月下区里,也就是地球和月球之间的区域(包括地球本身),有四种基本元素,即土、水、气和火。

(5)在月上区里,也就是月亮以外的区域,包括月亮、太阳、行星和恒星,物体由第五种基本元素“以太”构成。

(6)每种基本元素都有一个基本性质,这一基本性质决定了元素的表现特征。

(7)每种基本元素的基本性质都通过这一元素的运动趋势表现出来。

(8)土元素有一种向宇宙中心运动的天然趋势。(这就是为什么石头会直着掉下来,因为地球的中心也就是宇宙的中心。)

(9)水元素也有一种向宇宙中心运动的天然趋势,但是这一趋势比土元素弱。(这就是为什么当泥土和水混合后,两者都会向下运动,但最终水会留在泥土上面。)

(10)气元素天然地向土和水以上、火以下的区域运动。(这就是为什么当把气打入水中,气泡会从水下升起来。)

(11)火元素有一种向远离宇宙中心的方向运动的天然趋势。(这就是为什么火在空气中向上燃烧。)

(12)组成行星和恒星等物体的元素以太,有一种进行完美的圆周运动的天然趋势。(这就是为什么行星和恒星持续围绕地球,也就是围绕宇宙中心,做圆周运动。)

(13)在月下区,一个运动的物体会自然趋于静止,原因要么是组成这一物体的元素到达了其在宇宙中的自然位置,要么是这些元素被其他东西(比如地球表面)阻止,不能继续向其在宇宙中的自然位置运动。其中第二个原因更加常见。

(14)一个静止的物体会保持静止,除非有一个运动来源(要么是自身运动,比如一个物体往自己在宇宙中的自然位置的运动,要么是外界的运动,比如我把钢笔从书桌这边推到另一边)。

这些观点只是亚里士多德的观点中非常小的一部分。亚里士多德在伦理学、政治学、生物学、心理学和进行科学研究的合理方法等领域,都有广泛的观点。和我们大多数人一样,亚里士多德也有成百上千个观点,但其中大部分都与我们的观点非常不同。

重要的一点是,亚里士多德的这些观点并不是不同观点的随机集合。当我说这些观点不是随机的时候,我的一层意思是亚里士多德有足够的理由秉持其中大部分观点,而且这些观点远不是幼稚的看法。上面列举的观点,每一条都已被证明是错误的,但如果考虑到当时可以得到的数据,每一条又都很有根据。举个例子,在亚里士多德的年代,最好的科学数据都强有力地表明地球位于宇宙中心。这个观点虽然后来被证明是错误的,但其并不是异想天开的结果。

当我说这些观点并非随机时,我的另一层意思是这些观点组成了一个相互关联、环环相扣的观点体系。为了展现亚里士多德的观点是如何相互关联、环环相扣的,让我分别用一个错误方法和一个正确方法来描绘它们。

首先是用错误方法描绘出的画面,我将用去食品杂货铺的购物清单做个类比来说明。大部分人列购物清单的时候,最终单子上的物品都是任意排列的,它们之间的联系仅仅是去食品杂货铺时我们能够或是希望找到这些东西。我们可以整理这些购物清单,比如乳品都放在清单的一个部分,面包、蛋糕等烘焙食品放在另一个部分,等等,但是大部分人其实都觉得分不分类无所谓。所以,结果就是我们得到了一张物品排列随意而且没有特定关联的购物清单。

当你思考亚里士多德的观点时,不要将其当作一张物品之间没有联系的购物清单。也就是说,不要把观点的集合描绘成图1-1中有些杂乱无章的购物清单那样。相反,接下来我会给你一个更好的画面。你可以把观点的集合想象成一幅拼图,其中每一块拼板都是一个观点,这些观点以一种清晰、固定、相互关联、环环相扣的方式拼合在一起,就像拼图的不同拼板拼合在一起一样。也就是说,亚里士多德的观点体系更像是图1-2中的样子。



图1-1 像购物清单一样排列的亚里士多德的观点



图1-2 亚里士多德的观点拼图

拼图这个比喻可以体现我在使用“世界观”这个概念时的主要特点。首先,拼图的拼板不是独立的、相互隔离的;相反,拼板之间是有内在联系的。一块拼板与其旁边的拼板相互咬合,旁边的这块拼板又与旁边的拼板咬合,以此类推。所有拼板是相互联结、相互关联的,整体结果就是我们得到了一个体系,体系内的每个部分相互拼合,形成了一个内部相互联结、相互关联,具有稳定性和一致性的整体。

与此类似,亚里士多德的观点相互拼合,形成了一个内部相互关联、具有一致性的体系。每一个观点都与其周围的观点紧紧相连,这些周围的观点又继续与围绕在外的观点紧紧相连,以此类推。

如果要用实例说明亚里士多德的不同观点如何相互拼合,可以拿“地球是宇宙中心”的观点作为例子。这个观点与“土元素有一种向宇宙中心运动的天然趋势”的观点紧密相连,毕竟,地球本身主要由土元素组成。这样一来,“土元素天然地向宇宙中心运动”的观点和“地球本身位于宇宙中心”的观点就完美地拼合在一起了。

同样地,这两个观点都与“一个物体只有在存在外界运动来源时才会运动”的观点紧密相连。正如我的笔,除非有人或有东西去移动它,否则它将保持静止,对地球来说也是这个道理。由于组成地球的大重量元素在很久以前就已经移动到宇宙中心,或者说是到了最大程度上接近宇宙中心的位置,因此它们现在就会保持静止,没有一个物体强大到可以移动像地球这样巨大的物体。所有这些观点反过来又与“基本元素都有一个基本性质”的观点以及“物体之所以会有它们所展示出来的运动模式,很大程度上取决于组成物体的元素的基本性质”这一观点紧密相连。总结一下,我要表达的基本观点就是亚里士多德的观点像拼图的一块块拼板一样相互联结。

除此之外,请注意,在一幅拼图中,核心拼板和外围拼板存在一些不同点。由于拼板之间相互联结,一块位于中心位置的核心拼板不能用另一块不同形状的拼板来替换,否则可能需要替换掉几乎整个拼图。而外围拼板则可以在对拼图剩余部分影响相对不大的情况下进行替换。

类似地,在亚里士多德的观点中,我们可以区分出核心观点和外围观点。外围观点可以在不对整体世界观进行大量改动的情况下进行替换。比如,亚里士多德认为宇宙中有五大行星(不包括太阳、月球和地球)。在不运用当代科技的情况下,五大行星是所能分辨出的全部行星。不过,假设当时出现了存在第六大行星的证据,亚里士多德就可以很轻松地采纳这个新观点,而并不需要对他的整个观点体系进行重大调整。一个观点如果即使本身发生变化也不对其所在的观点体系产生实质性改变,那它就是一个典型的外围观点。

与此相反,思考一下“地球是静止的,并且在宇宙中心”这个观点。在亚里士多德的观点体系里,这是一个核心观点。值得注意的是,这个观点之所以是核心观点,并不是因为亚里士多德对此深信不疑,而是因为它就像一幅拼图里靠近中心位置的拼板,如果把它去掉或替换掉,那么与它相关联的观点都要发生重大变化,而这反过来又会导致几乎整个亚里士多德观点体系的调整。

要说明这一点,让我们假设亚里士多德试图用别的观点替换“地球位于宇宙中心”的观点,比如用“太阳是宇宙中心”这一观点。如果亚里士多德只是想简单地把这个观点去掉,也就是把拼图中的这块拼板拿走,然后用“太阳是宇宙中心”的新观点来填补位置,那么他能够在保持拼图其他部分完好的情况下做到这一点吗?

答案是不能,因为“太阳是宇宙中心”的新观点不能与拼图的其他部分拼合在一起。举个例子,重量大的物体很明显会向地球中心掉落。如果地球的中心不是宇宙的中心,那么亚里士多德提出的“重量大的物体(指主要由土和水两种大重量元素组成的物体)有一种向宇宙中心运动的天然趋势”的观点就需要被换掉。这又需要替换大量其他相互联结的观点,比如“每个物体都有一个基本性质,这一基本性质决定了物体的表现特征”的观点。简言之,在这个例子里,试图替换哪怕一个观点都需要替换与其相互联结的所有观点,而这种情况通常需要建立一个全新的观点拼图。

同样地,这些都进一步表明亚里士多德的观点不是随机的、杂乱无章的观点集合,而是一个相互联结、像拼图一样的观点体系。每一个观点拼合在一起组成一个各部分环环相扣、具有一致性的观点体系,这就是我在运用世界观这个概念时的核心理念。简言之,当我谈到世界观的时候,请想到拼图这个比喻。

亚里士多德世界观

到目前为止,我们主要讨论了亚里士多德本人的观点,你可能会感觉世界观所涉及的是某个人的观点拼图。有时人们说起世界观时,确实是这个意思,这其中包含的一层意思就是我们每个人的观点体系与其他人相比多少都有些不同,也就是世界观总有些细微差异。当然,我们之所以成为我们,我们自己的世界观也是原因之一。

然而,对本书来说,“世界观”更重要的一层含义是一个更广义的概念。比如,从亚里士多德去世后到17世纪,西方主流社会都或多或少地运用亚里士多德提出的方式来看待这个世界。当然,这并不是说每个人都相信亚里士多德所秉持的观点,也不是说在这段时期,这个观点体系的内容没有增加或改变。

举个例子,在这个时期的多个时点上,犹太教、基督教和伊斯兰教的哲学神学家都把亚里士多德世界观与宗教信条进行了融合。这些融合体现了亚里士多德世界观在亚里士多德死后几百年间的某些变化。也有些人对宇宙的看法完全不同于亚里士多德。比如,相比于亚里士多德,有些人的观点基础与柏拉图(公元前428—公元前348年)的看法更为相近。这种以柏拉图观点为基础的观点体系就成为亚里士多德世界观以外的另一种世界观。(顺带提一句,柏拉图是亚里士多德的老师,尽管如此,亚里士多德最终还是与柏拉图在观点上发生了巨大的分歧。)

尽管亚里士多德的观点得到了修正,或有人秉持与亚里士多德世界观不同的世界观,但从公元前300年到17世纪,西方主流世界多数观点体系都与亚里士多德世界观的内在精神一致。包括“地球是宇宙中心”“物体具有基本性质和天然运动趋势”“月下区是不完美的区域而月上区是完美的区域”等在内的观点,都是西方主流世界所达成的共识中的一部分。这些由一群人共同持有的观点像每个人自己秉持的观点一样,拼合在一起,形成一个环环相扣、具有一致性和稳定性的观点体系。因此,当我谈到亚里士多德世界观时,我脑中浮现的就是这个由一群人所秉持的、与亚里士多德本人观点一脉相承的观点所形成的拼图。

|牛顿世界观|

为了与亚里士多德世界观进行对比,让我们来简短地了解一下另一个不同的观点体系。17世纪早期,出现了新证据(主要来自于当时刚刚发明的望远镜),表明地球围绕太阳运动。正如我们在前面探讨过的,在亚里士多德世界观的拼图中,我们不能在不替换几乎所有其他拼板的情况下,只是简单地把“地球是宇宙中心”的这块拼板替换掉。因此,前面所说的新证据就意味着亚里士多德世界观站不住脚了。这很有趣,也有些复杂,后续在本书中我们将对此继续进行探讨。但是现在,我们只要知道,最终一个新的观点体系逐渐形成。更确切地说,这个新体系包括了“地球在运动”的观点。

让我们把这个最终取代亚里士多德世界观的观点体系称为牛顿世界观。这一观点体系以艾萨克·牛顿(1642—1727)及其同时代人的著作为基础,并在其后多年中得到了相当可观的丰富和发展。与亚里士多德世界观一样,牛顿世界观也包含大量观点,下面是其中几个例子:

(1)地球围绕自身轴线旋转,大约每24小时旋转一周。

(2)地球和行星沿椭圆形轨道围绕太阳运转。

(3)宇宙中基本元素的种类略多于100种。

(4)物体表现出来的运动特征主要受外力影响(比如重力,这就是为什么石头会往下落)。

(5)组成像行星和恒星这样的物体的基本元素与组成地球上物体的基本元素相同。

(6)描述地球上物体运动行为的规律(比如,一个正在运动的物体趋向于保持运动状态)同样适用于行星和恒星这样的物体,等等。

这些观点和其他上千条观点共同组成了牛顿世界观。

西方世界中大部分人从小到大所接受的都是这一世界观。我们在前面把亚里士多德世界观比作拼图,这个类比对组成牛顿世界观的观点也同样适用。具体来说,牛顿世界观也是一个观点体系,其中每个观点像拼图的拼板一样拼合在一起,组成一个具有稳定性、一致性,并环环相扣的体系。尽管亚里士多德体系和牛顿体系都具有稳定性和一致性,但它们是不同的拼图,其核心观点存在巨大差异。

从亚里士多德世界观到牛顿世界观的转变是巨大的,本书第二部分的大部分内容都围绕这个转变展开。我们将会看到,这个转变主要由17世纪初期的一系列新发现所激发。接下来在第三部分中,我们将探讨一些较新的、令人意外的发现。就像17世纪早期的新发现使当时存在的观点拼图发生了变化,最近几十年间的新发现也会改变我们现有的观点拼图。

|结语|

在结束对世界观概念的初步介绍前,我想再简单探讨两点。第一点关于我们所掌握的、可以支持组成我们世界观观点的证据,第二点关于组成我们世界观的很多观点所具有的明显常识属性。

证据

我们已经花了很多笔墨来探讨观点,假设人们秉持其观点都是有理由的,也就是说,我们似乎会有些证据来支撑我们的观点。

比如,假设你认为亚里士多德是错的,认为地球不是宇宙中心,因此,你非常可能认为太阳是我们这个太阳系的中心,而地球和其他行星围绕太阳运转。我对你是否有支撑这一观点的证据表示怀疑,但是同时,我也怀疑你的证据实际上与你所认为的并不一样。让我们暂停几秒钟,问一问自己,“为什么我认为地球围绕太阳运转?我有什么证据来证明这一点?”我没有在开玩笑,请把这本书放下几秒钟,然后仔细思考一下这些问题。

准备好了吗?想一想你有没有任何直接证据来支撑你所秉持的“地球围绕太阳运转”的观点。当我说“直接证据”时,我所想的是:当我骑自行车时,我就有了直接证据证明我在运动,我感受到了自行车的运动,感受到了吹在我脸上的风,看到了我运动着经过了其他物体,等等。你有没有像这样的直接证据来证明“地球围绕太阳运转”?似乎没有。我们没有感到我们正在运动,也没有感到持续的强风从我们的脸上吹过。事实上,当你望向窗外时,无论如何地球都好像是静止的。

如果你想想自己认为“地球在运动”的原因,我认为你会发现并没有直接证据能证明地球在围绕太阳运动,一个都没有。尽管如此,你的观点当然是合理的,你当然也有一些证据来支撑它。但是,跟直接证据相比,你的证据更像是下面这样:让自己试着有那么一会儿认为地球不是围绕太阳运转的。你有没有发现,这个观点并不能与你的其他观点拼合在一起?比如,你的一个观点是,老师告诉你的大部分都是真理,那么上述这两个观点就不能拼合在一起;你的另一个观点是,在权威性书籍中读到的大部分内容都是准确的,那么这两个观点也不能拼合在一起;你还有一个观点是,我们这个社会的专家不可能在这么基础的问题上错得那么离谱,它们也不能拼合,等等。

总的来说,你认为地球围绕太阳运转,主要是因为这个观点可以与你观点拼图里的其他拼板拼合在一起,而相反的观点则不能放入这个拼图中。换句话说,你用来支撑这个观点的证据与你的观点拼图紧密相连,也就是与你的世界观紧密相连。

顺带提一下,你会说就算我们自己没有直接证据证明地球围绕太阳运转,也不能说我们秉持这个观点是不合理的,因为天文学家和相关领域里的专家肯定有这样的直接证据。但是,正如我们在后续章节中将会看到的,即便是专家,也没有这样的直接证据。这绝不是想说没有证据能很好地支撑“地球围绕太阳运转”的观点。好的证据是存在的。但是,我认为这个证据并不像人们通常所认为的那么直接。这种情况存在于我们的很多(很有可能是大多数)观点中。

总之,我们只能为我们所秉持的极小一部分观点拿出直接证据。对我们的大多数观点(也许是几乎所有观点)来说,我们之所以秉持这些观点,主要在于它们可以跟一个很大的、其中各个观点相互联结的观点集合拼合在一起。换句话说,我们之所以秉持这样的观点主要是因为它们可以跟我们的世界观拼合在一起。

常识

我们大部分人从小到大接受的都是牛顿世界观,而当谈到牛顿世界观时,所提到的大部分观点似乎都变成了常识。但是,请你再思考片刻,你会发现这些根本不是常识。举例来说,地球看起来并不是围绕太阳运动的。正如上面提到过的,如果望向窗外,你会发现地球看起来处于完美的静止状态。同时,太阳、恒星和行星看起来是围绕地球运转的,大约每24小时转一圈。再想想“运动的物体趋向于保持运动”的观点,你可能在先前所接受的教育中就学习到了这个观点。我认识的大部分人都把这个观点当作一个显而易见的真理。

然而,根据我们日常生活的经验,运动的物体看起来并不是这样的。比如,扔出去的飞盘并不是一直保持运动。它们很快掉到地上,停了下来。扔出去的棒球也没有一直保持运动,就算没有人接到,它们也会很快越滚越慢,最后停下来。在我们的日常生活里,没有东西会一直保持运动。

我想说的是,一般来说,尽管我们大部分人都认同这些观点,但是上面提到的这些观点,也就是牛顿世界观的部分观点,并不是我们通过常识或者一般经验就能得到的。但我们大部分人都是在牛顿世界观的伴随下长大的,由于在我们很小的时候就被灌输了这些观点,所以现在,对我们来说,它们看起来显而易见是正确的。但是设想一下,如果我们从小到大接受的都是亚里士多德世界观,那么亚里士多德的观点也同样会看起来像常识。

简言之,从任何一个世界观自身的角度来看,这一世界观的观点都显而易见是正确的。所以,诸如“我们的基本观点看起来是正确的、看起来是常识性的、看起来显然是对的”这类事实,都不是特别好的证据,不能证明这些观点是正确的。

这就带来了下面这个有趣的问题:毫无疑问,亚里士多德世界观被证明是严重错误的。地球不是宇宙中心,物体的运动特征不是由其内在的“基本性质”决定的,等等。重要的是,并不是每个单独的观点错了,而是由这个观点体系组成的拼图被证明是错误的。现在我们所认为的宇宙与亚里士多德世界观里所归纳出的宇宙完全不同。然而,尽管这些观点不正确,但它们组成了一个具有一致性的观点体系,这一体系里的观点在将近2000年的时间里一直看起来显然是正确的,而且成了常识。

那么有没有可能即使我们的观点体系具有一致性,而且对我们来说显然是对的、是常识,但我们的这个拼图,也就是我们的世界观,也同样会被证明是错误的呢?毫无疑问,我们的某些观点会被证明是错误的。但我所提出的问题是:我们看待这个世界的整个方法会不会被证明是错误的,就像亚里士多德世界观一样,被证明是一个错误的拼图?

或者,让我换个方式来表达这个问题:当我们审视亚里士多德世界观时,其中很多观点都让我们觉得古怪、奇特。如果我们设想一下自己的后代,比如在几百年后的未来,或者只是想想我们自己的孙辈或曾孙一辈,那么我们自己现在的观点,也就是那些对你我来说显然是正确的、是常识的观点,对他们来说会不会也是一样古怪和奇特?

这些都是很有趣的问题。在本书快要结束的时候,我们将探讨某些新近的发现,这些发现表明在我们的世界观中,某些部分可能真的会被证明是一种错误的看待世界的方法。但是现在,我们将把这些问题留作思考,然后进入下一个主题。





第2章 真理

本章和后面一章的中心是两个相互关联的主题,一个是真理,另一个是事实。对一本讨论科学史和科学哲学的书来说,这两个话题多少有些不寻常,但我认为,为了摒弃一些常见的错误观念和过于简单化的认识,这两个话题值得在开始的时候就好好思考一下。

一个似乎传播非常广泛的观点是,事实的累积是一个相对直接的过程,而科学的功能(在很大程度上也可以说是科学的主要目的),是提供正确的理论来解释这些事实。这两点基本上都是对事实、真理,以及两者与科学之间关系的错误理解。接下来两章的一个目标就是要表明这些问题往往比人们所能领会的更为错综复杂。另外,在这两章中,我们将发现,相对于上面那个简单观点所描述的,也就是“科学就是一个不断给出正确理论来解释直接明确的事实的过程”,事实、真理和科学三者之间的关系更加复杂和有争议性。随着本书不断展开,这一点将变得越来越明显。

|基本命题|

“地球围绕太阳运动”的观点是我们世界观的一部分,我们认为这个观点是真的,认为亚里士多德世界观里非常普遍的“地球是静止的,太阳围绕地球运动”的观点是假的。在我们的观点体系里,“地球围绕太阳运动”的观点对我们来说似乎显然是真的,而且似乎有无数事实可以证明这个观点的正确性。然而在亚里士多德世界观里,“地球是静止的”观点似乎同样显然是真的,而且也有同样多的事实证明地球确实不运动。那么,我们的观点与那些观点相比有什么不同呢?如果我们关于地球的观点确实是真的,亚里士多德世界观的观点确实是假的,那又是什么决定了一个观点为真而另一个观点为假?或者,更概括地说,什么是真理?

对于这个问题,通常的答案都是“事实是使一个观点为真的因素”。举个例子,你通常会听到很多证明地球围绕太阳运动的事实,而这些事实就决定了这个观点是真的。有趣的是,事实和真理的定义往往依赖于彼此。人们在被问到“什么是真理”时,常常会回答,“真的观点是有事实支撑的观点”;而当被问到“什么是事实”时,又会说“事实是为真的东西”。事实上(这里我并没有用双关语),我使用的字典里,真理的定义是“被证实的或者不存在争议的事实”,而事实的定义是“被认为为真的事物”。

但是,像这样用事实定义真理,又用真理定义事实的循环对解决我们的问题并没有什么建设性作用。什么是真理?什么是事实?真的/事实性观点和假的/非事实性观点之间的区别是什么?是什么决定某些观点是真的/事实性的,而另一些观点则是假的/非事实性的?

在解决这些问题之前,让我们花些时间思考一下我们是不是对“真理”这个命题太想当然了。我们都秉持大量观点,也认为自己的这些观点是真的。毕竟,如果不是这个原因,还能有什么别的理由让我们相信自己所秉持的观点?如果你不相信本书里将讲述的大部分内容都是真的,那么你很可能也就不会买这本书了。如果你是因为大学课程的要求而读这本书,那么你很可能正花费大量资源,包括时间和金钱,来进修大学学业。如果你不认为自己会在大学期间学到大量真的东西,那你很可能就不会花这么多资源来读大学了。再来想想历史,或者我们现在所处的这个时代,这两者都包含各种各样的事件,比如战争、暗杀、宗教迫害等,它们之所以发生,大都是因为人们深信某些特定的观点是真的,而其他观点是假的。所以,即使你还没有明确地考虑过真理这个命题,但你非常有可能对它感兴趣。我们每时每刻都在把真理当作是理所当然的,而这样做所带来的后果往往并非无足轻重。

然而,我们确实很少思考真理这个命题。正如前面提到过的,本章的主要目标之一就是对真理进行讨论,并体会其中所涉及的复杂性。我们并不会对前面提出的关于真理的问题给出确定答复,毕竟人们对这些问题的争论至少可以追溯到哲学和科学的诞生之日。鉴于在过去2000多年里,人们都没能在这些问题上达成共识,那么想在本章结束时就得出一个共识也就不太可能了。不过,在过去这些年里,关于真理,还是出现了某些标准性的观点,我们至少可以大致了解这些标准性观点,并在这个过程中,体会其中某些复杂性。

|澄清问题|

在进行我们这样的研究时,确定需要解决的问题,并把它始终记在脑中,将会是一个很有益处的做法。同时,把需要解决的问题与其他可能相关的问题区分开来也是值得一试的做法。

当我提出“什么是真理”的问题时,我脑中出现的中心问题是:是什么使真的叙述或真的观点成为真的?又是什么使假的叙述(或观点)成为假的?换句话说,真的叙述(或观点)有什么共同点可以使它们成为真的,而假的叙述(或观点)又有什么共同点可以使它们成为假的?

这个关于真理的中心问题经常被人们与关于真理的认识论问题相混淆。一般来说,认识论是关于知识的学说,是哲学的一个重要分支。关于真理的一个核心认识论问题是,我们通过什么方式知道了哪些叙述和观点是真的?这是个重要的问题,但是,再次说明一下,这并不是我们现在所关心的核心问题。

打个比方,假设我们有一大片树林,而我们想知道这片树林中哪些树是橡树。在这种情况下,我们的主要问题就是一个认识论问题,也就是,我们如何知道哪些树是橡树?花钱请林业专家是回答这个问题的一个很棒的方法。留心一下林业专家所给的意见,我们就可以知道这些树中哪些是橡树。林业专家指出一棵树是橡树,但这个事实并不是这棵树是橡树的原因。换句话说,“我们如何知道哪些树是橡树”和“是什么决定了一棵树是橡树”是两个不同的问题。

正如橡树大概具有的某些共同点决定了这些树是橡树,真的叙述(或真的观点)大概也具有某些共同点,使它们成为真的叙述(或真的观点)。而这就是我们所感兴趣的核心问题:真的叙述(或观点)有什么共同点而可以使它们成为真的?

多年来,已有大量关于真理的理论,作为这个核心问题可能的答案被提出。这些理论中的大部分都可以被划为两类。我们将把第一类理论称为真理符合论,而把第二类称为真理融贯论。这两个理论类别并不是针对真理相关理论仅有的分类方式,但是这两个类别可以包含大部分理论,而且可以解释关于真理的很多复杂问题。同样值得注意的是,在这个阶段,我们不会关注符合论和融贯论中每一个具体的理论内容。在合适的地方,我们将会提到一些比较著名的具体理论。让我们从真理符合论开始。

|真理符合论|

概括地说,根据真理符合论,决定一个真的观点为真的因素是这个观点与现实相符合。决定一个假的观点为假的因素是这个观点没能与现实相符合。

举个例子,如果“地球围绕太阳运转”是真的(我们大部分人是这么认为的),那么决定这个观点为真的是,在现实中,地球确实围绕太阳运转。也就是说,决定这个观点为真的因素是这个观点与事物真实情况相符合。同样地,如果“地球是静止的,太阳围绕地球运转”是假的,那么这个观点之所以为假是因为它与现实不符。

“现实”这个词的用法很多,所以要理解真理符合论,关键点是理解“现实”这个词是如何运用的。在这个例子里,“现实”肯定不是指你和我所认为的现实。一般来说,你和我所认为的现实不会对现实到底是什么样子产生影响。同样地,最优秀的科学家所认为的现实,或大多数人所认为的现实,或某个瑜伽大师在顿悟之时所认为的现实,都不会对现实本来的样子产生影响。真理符合论里所使用的“现实”,不是“你的现实”“我的现实”“心理学家蒂莫西·利瑞的现实”,也不是某个受致幻药影响的熟人的现实,或者任何类似的现实。实际上,“现实”指的是“真的”现实,这样的现实是完全客观的,独立于我们,通常也绝不取决于大多数人是如何认为的。

当然,我们的某些观点可能会以某种无聊的方式影响现实的某些方面。举个例子,我可能认为家里客厅太热了,因此就调低了恒温器的温度。这样,我这个特定的观点可能就促使现实特定的某个方面发生了改变,比如我家客厅里的温度降低了。然而,真理符合论的拥护者仍然主张,我们的观点一般来说不会对现实产生影响。

所以,总结一下,根据真理符合论,决定一个观点为真的因素是这个观点与独立、客观的现实相符合;决定一个观点为假的因素是这个观点没能与那样的现实相符合。

|真理融贯论|

根据真理融贯论,决定一个观点为真的因素是这个观点与其他观点连贯一致,或紧密结合。以我所秉持的“地球围绕太阳运转”的观点为例子。我通常相信自己在权威性天文学书籍里所读到的内容,而这些书又明确地告诉我地球确实真的围绕太阳运转。我通常相信这一领域里专家所说的话,而这些专家同样也告诉我地球围绕太阳运转。总的来说,我所秉持的“地球围绕太阳运转”的观点与其他观点一致,根据真理融贯论,这样的一致性就是决定一个观点为真的因素。

让我们再回过头来想想第1章讨论世界观时用到的拼图的比喻。回想一下,世界观是一个观点体系,其中每个观点就像拼图的拼板一样,环环相扣。同样的比喻也可以用来说明真理融贯论。一个真的观点就像拼图里的一块拼板。也就是说,就像某块特定的拼板与整个拼图拼合在一起,如果一个特定的观点也可以像这样与整个观点拼图拼合在一起,那么,这个观点就是真的。一个假的观点就像一块不能与整个拼图拼合的拼板。

总结一下,根据真理融贯论,决定一个观点为真的因素是它可以融入一个整体的观点集合,而决定一个观点为假的因素则是它不能融入一个整体的观点集合。

融贯论的不同种类

到目前为止,我们只是非常笼统地讨论了一下融贯论。我们需要花点时间来理解一下可能会有多少种不同的融贯论。正如福特是汽车的一种,而在福特这个品牌下还有一系列不同的车型,融贯论实际上也是一个理论类型,在这个类型里还有许多具体的理论。

不同的融贯论之间,主要差异在于把谁的观点算在观点拼图里。我们是只考虑某个人的观点吗,比如“地球围绕太阳运转”,那么这个观点只需与这个人的其他观点一致,对这个人来说就是真的了吗?还是我们所关注的是一群人的观点,比如还是“地球围绕太阳运转”的观点,那么这个观点必须与这群人的观点集合相一致,才可以说对这群人来说是真的?如果我们所关注的是一群人的观点,那么,什么人可以算是这个群体的一员?是在某个特定地理区域居住的所有人吗?还是秉持某个相同世界观的人们?抑或是科学家群体或者其他专家群体?

根据上面一系列问题的答案,我们就可以得到多种更具体的融贯论。举个例子,如果我们关注的是某个人的观点,那么这可能就是个人主义融贯论。在这个理论中,一个观点如果能够与萨拉的其他观点相一致,那么这个观点对于萨拉来说就是真的;一个观点如果能够与弗莱德的其他观点相一致,那么这个观点对于弗莱德来说就是真的,以此类推。需要明确的是,在个人主义融贯论中,真理是相对于所关注的个人的。也就是说,对萨拉来说为真的对弗莱德来说可能就不是真的。

如果我们选择关注某个群体的观点集合,那么所能得出的就是一种非常不同的融贯论,可以称之为团体融贯论。为了说明这一点,假设我们认为,如果一个与科学相关的观点可以与西方科学家这个群体的观点集合拼合在一起,那么这个观点就是真的。为方便起见,让我们把这个观点称为以科学为基础的融贯论。

请注意,尽管个人主义融贯论和以科学为基础的融贯论都属于真理融贯论,但却是截然不同的理论。要理解这一点,我想讲讲我的一个熟人,他名叫史蒂夫。史蒂夫发自内心坚定不移地相信月亮与地球之间的距离要大于太阳与地球之间的距离,月亮上有人居住,月亮上常常会有派对或其他狂欢盛宴。(史蒂夫的观点主要来自于对某些宗教经文严格的字面解读。与其他根据对别的宗教经文字面解读得来的观点相比,史蒂夫的观点是否或多或少更合理些,这个问题已经超出了本章的讨论范围。然而,值得一提的是,对宗教经文的字面解读常常会带来不同寻常的观点集合,比如地平说学会和地心说学会的观点,这两个学会的成员都相信地球是宇宙的中心。)

尽管史蒂夫的观点拼图与我的截然不同,可能跟你的也大相径庭,但其自身形成了一个完美拼合在一起的观点体系。具体来说,史蒂夫秉持的“月亮上有智慧生命居住”的观点与他的其他观点相一致。因此,按照个人主义融贯论,史蒂夫关于月亮的观点就是真的。重要的是,史蒂夫的观点对他来说,就像你我关于月亮的观点对于我们各自一样是真的。

然而,根据以科学为基础的融贯论,史蒂夫关于月亮的观点则是假的,因为这些观点与西方科学家的整体观点不一致。简单来说,个人主义融贯论和以科学为基础的融贯论是关于真理的两个不同的理论,尽管两者都属于融贯论。

在这里列出个人主义融贯论和以科学为基础的融贯论主要是为了说明在融贯论这个理论类别中还有许多不同的小类别。由于不同种类的融贯论的主要区别在于考虑了哪些人的观点,同时,存在很多不同的方法来解释具体考虑了哪些人的观点,因此我们必须明白,可能存在大量差异巨大的融贯论。

真理符合论的问题和困惑

乍看起来,某些符合论似乎是正确的想法。毕竟,按照这个理论,真的观点是能反映事物现实情况的观点,有什么能比这个说法更自然呢?然而,关于这一说法的某些思考却表明真理符合论面临一些难题。

到目前为止,主要难题是关于观点与现实间的关系。在考察这个难题之前,让我们暂时偏离一下正题,先来讨论一下通常被称为知觉表征论的理论。把它称为“知觉理论”可能有一点夸张了,因为大部分人都把它当作是关于知觉如何发挥作用的常识性观点。尽管如此,它还是被以“知觉表征论”来命名,所以在我们的讨论中也将使用这个名称。

要理解这个关于知觉的理论,下面这个插图可能会有所帮助。让我们心里想一个自己的熟人,暂且称她为萨拉,假设我们可以窥探到萨拉的意识。借用漫画家向我们展示其笔下人物所思所想时常用的手段,这样我们就得到了图2-1。



图2-1 一窥萨拉的意识

知觉表征论是一个关于感觉的概括性理论,涉及我们所有的感官,包括视觉、听觉、味觉等。不过,通过视觉来说明这个理论还是最容易的,所以接下来,我们的大多数例子都将是关于视觉感知的。然而,请注意,类似机制对其他感官也同样适用。

粗略地讲,当萨拉看树时,她就接收到了树、太阳和苹果等视觉画面,这些画面就是树的表征。同样地,如果正在看树的是你或我,那么我们将得到树和太阳等类似的视觉表征。

从本质上讲,知觉表征论的核心是:感官为我们提供了外部世界各种物体的表征(对视觉来说,这些表征大致类似图画)。同样地,这是一个几乎所有人都认为理所当然的观点。不过,这个观点同时也有些有趣的推论,而这些推论却直接影响了真理符合论。

这些推论中最重要的一个是,这个观点意味着我们每个人从某种意义上来说与这个世界都是隔绝的。更具体地说,我们没有办法确定自身感官所提供的表征是否准确。这是个非常有力的论点,所以我将花些时间来论证一下。

具体来说,我将用两种不同的方法来解释“如果知觉表征论是正确的,为什么我们无法确定自身感官所提供的表征是否准确”。第一种解释关注的是我们如何评估表征的准确性,而第二种解释则围绕一个我称之为“《全面回忆》情境”的概念。

评估表征的准确性

思考一下我们如何评估一个普通的表征是否正确,比如一张照片或者一份城市地图,等等。假设在我们面前有一个普通的表征,比如一张恶魔塔的照片(恶魔塔是一个有趣的地质现象,位于美国怀俄明州东北部,是一个看起来像从地面上拔地而起的巨大圆柱体)。判断这张照片的准确性最直接的方法是亲自去怀俄明州,把照片跟实际的恶魔塔进行对比。同样,要评估一张纽约城市地图是否准确,你可以对比一下地图和地图所描绘的实际区域。要评估一张地形图是否准确,你可以对比一下地图上的地形特点和地图所描绘区域的实际地形。

归根结底,要评估表征的准确性,我们需要把①表征,比如恶魔塔的照片,跟②表征所代表的事物,比如恶魔塔本身,进行对比。

如果自身感官为我们提供了外部世界的表征,那么接下来一个合理的问题就是这些表征是否准确。正如我们刚刚讨论过的,要评估感官提供的表征是否准确,我们需要把这些表征和表征所代表的事物进行对比。

然而,让我们再看一看图2-1中萨拉的意识图解。假设萨拉想评估她关于苹果的视觉表征是否正确,要达到这个目的,她需要把苹果的视觉表征与真正的苹果进行对比。但是,萨拉没有办法这么做。萨拉不能把苹果的视觉表征与真正的苹果进行对比的原因是她无法从自己的意识中走出来。从萨拉的角度来看,她所能运用的都在她的意识里。为说明这一点,让我们看一看图2-2,这幅图就是从萨拉的角度所描绘的,图中是萨拉全部所能运用的东西。萨拉无法从自己的意识经验中走出来,来对比自己意识经验里的东西和让她产生这个意识经验的东西。简单地说,萨拉似乎无论如何都无法对比苹果的视觉表征和真正的苹果,因此也就无法评估苹果的视觉表征是否准确。

萨拉是否可以把苹果的视觉表征与她触摸苹果时所得到的触感相对比,或者与苹果的气味相对比,然后得出“自己关于苹果的视觉表征是准确的”结论?



图2-2 萨拉的意识经验

萨拉当然可以把自己的视觉画面和触觉感受以及她闻苹果时所得到的嗅觉感受相对比,不过,要注意的是,她的触觉本身也是一个表征,嗅觉同样也是一个表征。所以,当萨拉把苹果的视觉画面与她触摸苹果时的触觉感受或者闻苹果时的嗅觉感受相对比时,她其实是在把一个表征与另一个表征进行对比。要评估视觉表征的准确性,萨拉需要把表征和这个表征所代表的事物进行对比,而不是与其他表征对比。

这个情形就像是为了评估恶魔塔照片的准确性而把照片和恶魔塔的地形图或者恶魔塔周围道路的地图进行对比。在这种情况下,对比是在两个表征之间进行的,而评估表征准确性所需要的对比,也就是表征与这个表征所代表的事物之间的对比,并没有进行。

这个推论说明,我们根本没有办法评估感官给我们提供的表征是否准确,或者换句话说,我们没有办法确定现实到底是什么样子的。

《全面回忆》情境

作为第二种对“如果知觉表征论是正确的,为什么我们无法确定自己关于这个世界的表征是否准确”的解释方法,思考一下《全面回忆》情境。《全面回忆》是一部科幻电影。电影的时代背景设定在未来的24世纪末,在这个时代,如果一个人想去旅行却负担不起旅费,那么他有一个更便宜的选择,那就是把旅行的体验植入自己的大脑中。也就是说,有公司专门经营这种虚拟旅行。你只要交钱,这个公司就会把一个机器连到你身上,你可以选择一段旅行,然后关于这段旅行完全现实的体验就会直接植入你的大脑中。这些体验来自于特别真实的虚拟现实,让人们无法把它们与现实事物区分开来。(电影情节并不是我们讨论的关键点,不过却让我们看到,电影里主要人物无法区分他的意识经验是来自于现实,还是来自于植入他大脑中的那些并不是现实存在但感觉却很真实的画面。另一部有相似主题的热门电影是《黑客帝国》,电影中的想法绝不是好莱坞首先提出的,早在15世纪,笛卡尔就对这个想法进行了深入思考,这一点我们将在后续进行简要讨论。)

理解了这一点,让我们再看一看图2-1,思考一下萨拉的意识经验。萨拉认为自己之所以会产生关于苹果的视觉画面、触觉、味觉以及嗅觉感受,都是因为确实有一棵树,树上有一个苹果。但是,如果萨拉是在《全面回忆》情境里,也就是这些感官体验都是被植入她大脑中的,那么她将会有一模一样的意识经验。如果用漫画来表示,那么将会是图2-3的样子。请注意,不管是在图2-1里的正常情境中,还是在图2-3里的《全面回忆》情境中,萨拉的意识经验完全一样。萨拉根本没有办法确定自己是在正常情境里还是在一个《全面回忆》情境里。也就是说,萨拉没有办法确定使自己产生意识经验的外部世界是像图2-1那样还是像图2-3那样。总之,萨拉没有办法确定现实到底是什么样子的。



图2-3 《全面回忆》情境

当然,萨拉所遇到的情况在你身上也同样会发生。假设你生活在24世纪,而你是一位历史学家,专注于研究21世纪早期的历史。假设你已经决定要通过《全面回忆》情境体验生活在21世纪早期是什么样子的。在这个《全面回忆》情境中可能会包括阅读(或者让你觉得在阅读)一本那个年代科学史和科学哲学的书。你现在的体验,也就是这些文字、这一页、这本书,以及你现在周围的环境,都可能是《全面回忆》情境的一部分。而且如果真的是这样,你也根本不可能知道自己身在这样一个情境中。

总之,尽管我们都认为自己的体验来自于“正常”的现实,但我们并不能确定这些体验不是来自于某种《全面回忆》情境植入我们大脑中的现实。简言之,我们无法确定现实真正的样子。

一点提醒

注意,不要误解上述讨论的关键点。经过这些讨论,得到的结论不应该是“现实与我们所认为的完全不一样”,而应该是“我们无法确定现实真正的样子”。如果我们无法确定现实真正的样子,那么随之而来的问题就是,如果真理符合论是正确的,那么我们就永远无法确定一个观点,或者至少是关于外部世界的一个观点,是否是真的。

这并不是说真理符合论是错误的,或者是不可接受、不一致的。回忆一下,真理符合论是一个关于“是什么因素决定一个观点真假”的理论,而对准确性的讨论和《全面回忆》情境则是从认识论角度,解释我们能知道什么。同时,就像我们之前讨论过的,“是什么因素决定一个观点真假”的问题与关于知识的认识论问题是不同的。然而,对准确性的讨论和《全面回忆》情境确实解释了符合论一个相当有趣的方面。这个方面正是很多人认为符合论没有吸引力的原因之一。

|真理融贯论的问题和困惑|

让我们从个人主义融贯论开始讨论。不要忘了,根据这个理论,如果一个观点可以与某个人整体的观点集合拼合在一起,那么这个观点对于这个人就是真的,如果不能拼合在一起,那就是假的。所以对我的朋友史蒂夫(前面提到过)来说为真的观点与对我来说为真的观点是不同的。举个例子,对史蒂夫来说,“月球上面有人居住”是真的,而对我来说,“月球上面无人居住”是真的。对史蒂夫来说,“月球与地球之间的距离大于太阳与地球之间的距离”是真的,而对我来说,相反的结论是真的。总之,没有独立存在的真理,确切地说,真理都是相对于某个个体而言的。

重要的是,在个人主义融贯论里,没有“更真”或“更假”的真理,史蒂夫“月球上有人居住”的观点(对他来说)为真的程度与我“月球上没有人居住”的观点(对我来说)为真的程度是一样的。根据个人主义融贯论,没有办法说我的观点比史蒂夫的观点更真一些。

总之,个人主义融贯论是一种极端的“一切皆有可能”的相对主义。虽然并不能因此一概而论地认为个人主义融贯论都是不正确的,但值得注意的是,大部分人都认为像这样具有如此强的相对性的视角是无法接受的。

现在考虑一下团体融贯论。回想一下,根据团体融贯论,如果一个观点可以与某一群体(具体是哪个群体要根据所涉及的融贯论版本来决定)整体的观点集合拼合在一起,那么这个观点就是真的。这种理论的主要问题是:

(1)没有考虑一个群体可能秉持错误观点的可能性;

(2)没有办法明确哪些人可以算作群体的一分子;

(3)对任何一个群体来说,都不存在一个由整个群体共同秉持的、具有一致性的观点集合。

接下来,让我们逐一对以上问题进行更深入的分析。

对于问题(1),假设萨拉被成功构陷了一项她并没有犯过的罪行。当我说萨拉被成功构陷时,我的意思是我们所讨论的某个群体(比如美国社会)的成员都已确信萨拉是有罪的。那么,很有可能,“萨拉有罪”可以与这个群体的其他观点拼合在一起,因此,根据团体融贯论,“萨拉有罪”的观点就是真的。但是,萨拉是被构陷的,我们希望能够说这个群体关于萨拉是否有罪的观点是错误的。然而,请注意,根据团体融贯论,这个群体没有错,“萨拉有罪”的观点是真的。事实上,秉持错误观点的是萨拉本人。根据团体融贯论,当萨拉认为“我没有犯罪”时,她的观点无法与整个群体的整体观点集合拼合在一起,因此是假的。换句话说,这样的真理论似乎让这个案子出现了倒退。总的来说,根据团体融贯论,“群体成员所共同秉持的一个观点居然是错误的”是很难让人理解的。这就是这类真理论所导致的一个奇怪后果。

对于问题(2),群体范围很难界定。以“西方科学家”这个群体的团体融贯论为例。根据这一真理论,一个观点是否为真,关键在于它是否可以与西方科学家所秉持的整体观点集合拼合在一起。然而,什么人可以算是西方科学家?想想吉姆,他是我的另一个朋友,也秉持着很不寻常的观点。吉姆发自内心地认为地球是宇宙中心。(事实上,我和我的大部分朋友都秉持相当主流的观点,不过我发现与这样几个观点总在主流之外的朋友保持联系也会很有裨益。)值得一提的是,吉姆同时是一位物理学家,在一家著名学术机构获得了物理学博士学位,也在主流物理学期刊上发表文章。尽管如此,他仍然对宇宙结构秉持着相当不寻常的观点。我们是否应该把吉姆算作“西方科学家”群体中的一员?对许多其他个体来说,同样的问题也会出现,而且通常来说,并不存在一个清晰的标准来确定许多个体应不应该算作所考察群体的成员。群体的边界模糊,要准确界定一个群体的成员,就算不是不可能的,至少也是很困难的。

回想一下,根据某个群体的融贯论,一个观点如果可以跟这个群体整体的观点集合拼合在一起,那么它就是真的。然而,如果群体本身都没有很好地界定,那么这个群体的真理论也就不能很好地界定。简言之,一个群体的融贯论本身是否是一个固定成形的理论,答案并不那么清晰。

最后,对于问题(3),就算我们可以解决“哪些人应该算作所讨论的群体成员”的问题,但请注意,这个群体可能并没有一致的观点集合。群体中的一位成员可能秉持一种观点,而另一位成员则秉持完全相反的观点。这点在任何由人组成的群体中都很常见。然而,如果所讨论群体的成员并没有共同秉持的一致观点,那么这个群体就没有一个具有一致性的观点拼图。如果这个群体没有一个具有一致性的观点拼图,那么这个群体的融贯论同样也就不能很好地界定,因为团体融贯论的基础就是假设某个群体有一个具有一致性的观点拼图。

总结一下,个人主义融贯论似乎会陷入一种让人无法接受的相对主义。另一方面,团体融贯论似乎避免了相对主义的问题,但是同时又带来了几个新的、不容忽视的问题。所以,不管是真理融贯论还是真理符合论,对关于真理的核心问题,都无法提供让人完全满意的答案。

|哲学思考:笛卡尔和我思|

在结束本章之前,有一个更普遍的哲学问题值得我们花些时间来思考,我们在本章中讨论的一些话题也涉及了这个问题。在本章前面的部分中,我们看到,大多数人都认为关于知觉的一般观点,也就是知觉表征论,是对知觉工作机制的常识性描述,所以,如果这个理论是正确的,那么很重要的一点就是我们没有办法确定现实真正的样子。这是一个有深远影响的结论,有了这个结论,有人可能就会提出合理的疑问,“是否存在我们可以完全确定的事物?”

对这个问题的探讨,最著名的可能就是勒内·笛卡尔(1596—1650)所进行的思考了。笛卡尔在许多文章中都对这个问题进行过思考,最广为人知的是他在《第一哲学沉思录》(通常被简称为《沉思录》)中的讨论。在《沉思录》中,笛卡尔最初的目标之一是找到一个绝对确定的、可以在其之上进行知识构建的基础。也就是说,笛卡尔想找到一个或几个自己感到可以完全确定的观点,然后,谨慎而富有逻辑地把其他全部知识在这个确定的基础之上构建出来。

在我们看来,笛卡尔所采用的论证方法可能有点像对确定性进行“石蕊测试”。具体来说,笛卡尔运用了一个情境,与我们前面讨论过的《全面回忆》情境非常类似。与在《全面回忆》情境中一样,笛卡尔关注的也是现实是否有可能与自己意识体验中的样子完全不同。笛卡尔假设存在一个非常强大的“邪恶骗子”,可以把思想和知觉直接植入自己的大脑。如果在存在这样一个邪恶骗子的情况下,还可以找到一个自己完全确定的观点,那么这个观点就将是笛卡尔想要的确定的观点,可以作为基础,在其之上进行构建。(笛卡尔的邪恶骗子所扮演的角色类似于图2-3中把想法和知觉植入萨拉大脑的机器,以及前面讨论过的电影《全面回忆》和《黑客帝国》中负责创造虚拟现实的设备。)

所以,笛卡尔寻找的是一个能经得起这个邪恶骗子测试的观点,也就是一个即使在存在邪恶骗子的情况下,也可以让他感到确定的观点。很明显,我们的大部分观点都经不起这样一个测试。举个例子,“我面前有一张书桌”的观点就经不起测试,因为,如果有这么一个邪恶骗子,它很容易就可以让我在面前没有书桌的情况下认为我看到了面前的书桌。甚至“我有一个身体”的观点也经不起测试,因为可能邪恶骗子正在往我没有实体的大脑中植入身体的图像。

那有没有观点经得起这个测试呢?也就是说,是否存在可以让我们感到完全确定的观点?笛卡尔认为他找到了至少一个这样的观点,就是他的名言“Cogito,ergo sum”,也就是“我思,故我在”。笛卡尔表示,这是一个可以让他感到完全确定的观点。

顺带提一下,严格来说,“我思,故我在”这个说法并没有出现在《沉思录》中,但确实在笛卡尔的其他著作中出现过。笛卡尔在《沉思录》中写的是,每当他想到“我是,我存在”这句话时,都觉得这句话一定是真的。换句话说,他至少作为一个思维主体存在的观点,是让笛卡尔可以完全确定的。请注意,笛卡尔并没有说他的身体必然存在(正如《全面回忆》情境里的机器和笛卡尔的邪恶骗子可以让我们误认为自己有身体)。事实上,让笛卡尔可以完全确定的是每当他思考“我是,我存在”的时候,他肯定至少作为一个思维主体存在。可以想象,在想到“我是,我存在”时,笛卡尔一定是在思考,这样才能想到这句话,这就是为什么他一定至少作为一个思维主体而存在。值得一提的是,圣奥古斯丁(354—430)也曾表达过相似的观点,不过现在这些观点一般都与笛卡尔联系在一起。

可以合理地认为笛卡尔的“我是,我存在”确实是一个我们可以完全确定的观点。所以,也许至少我们可以确定自己的存在。也许,与最初看起来的情况相反,至少存在一些我们可以完全确定的事物。

现在让我们回到笛卡尔的根本策略。回想一下,笛卡尔的想法是要找到某些确定的观点,并由这些观点谨慎推演出其他观点,从而构建出一个具有完全确定的基础的知识结构。现在,你大概可以猜出笛卡尔将面临的主要问题:这个基础太小了。我们可以完全确定的一个观点是,我们可以确定自身的存在(至少作为思维主体存在),也许我们也可以完全确定其他一些数量相对较少的观点(比如,我们可以确定某些进行了严格限制的观点,比方说,我面前似乎有一张书桌)。可以肯定地说,笛卡尔找到的可以完全确定的观点非常少(可能只有一个),并且后来被证明,这些观点所构成的基础太小了,人们无法在其上进行知识构建。

笛卡尔所进行的探索当然值得一试。虽然他的整体理论方案并没有取得成功,但值得注意的是,笛卡尔确实找到了至少一个我们可以完全确定的观点。

|结语|

尽管前面我们暂时偏离了正题,讨论了“是否存在我们可以确定的观点”,但这一章的主题还是真理。我们看到了,真理是一个让人迷惑的概念。正如在本章开篇所提到的,在过去2000多年里,人们一直都在对真理理论进行讨论,但并没能达成共识。本章中我们的目的就是粗略了解一下关于真理的主要理论,并解释一下为什么这些理论,以及通常围绕在真理周围的命题,都是让人难以理解而且存在诸多问题的。

本章开篇曾提到,一个看起来相当普遍的观点是:科学的目标是创造出真的理论,并用来描述相当直接、明确的事实。现在,必须明确的是,不能把科学本身,或者科学史和科学哲学,都简单地看作是体现“科学的目的是不断创造出更多真观点和真理论的集合”的过程。正如我们在本章中已经看到的,以及在第二部分中当我们开始更详尽地考察科学史时将会继续看到的,这些命题都比我们想象的要复杂得多。在接下来的一章中,我们将探讨另一个相关的,同样也很复杂的话题,这个话题将会涉及围绕“事实”这个概念的诸多命题。





第3章 经验事实和哲学性/概念性事实

在前一章中,我们看到,围绕真理的命题都比人们一般所认为的要复杂得多。在下面这个简短的章节里,我们将探讨与事实相关的话题。

毫无疑问,事实与科学,彼此之间紧密相连。不管你想从科学理论中得到什么,人们对科学理论都有一个共识,那就是它应该描述相关的事实。然而,“事实”这个概念比人们一般所认为的要复杂得多。在本章中,我们将对它的某些复杂性进行探讨。对于某些观点,我们认为显然是事实,并有相应的理由,那么,就让我们从对这些理由的初步观察来开始本章的讨论。

|初步观察|

我将详细探讨一个涉及铅笔、书桌和抽屉的例子。尽管一开始这个例子看起来可能非常无关紧要,但请保持耐心。通过这个例子我要说明的内容非常微妙,但是对你理解与科学史和科学哲学相关的命题非常重要。

考虑一个具体的情境,其中涉及的可能是我们所能想到的最明确的事实。比如,让我们假设你正坐在书桌前,把一支铅笔放在你面前的书桌上。“在你面前的书桌上有一支铅笔”就是关于事实你所能找到的一个明确范例。你可以看到并触摸这支铅笔,可以听到用铅笔敲桌子时发出的声音,甚至如果你愿意,你还可以尝一尝、闻一闻这支铅笔。对于“书桌上有一支铅笔”这个事实,你有直接、明确、由观察得来的证据。

这一类以观察为基础的事实,通常被称为经验事实。随后我们将会看到,哪些事实可以被算作是经验事实其实并不像乍看起来那样存在一个清晰的标准。同时,正如在前一章中我们探讨过的,我们并不能完全确定现实就是我们所感受到的样子。考虑到这个因素,你就不能完全确定你面前的书桌上有一支铅笔。不过,尽管如此,在这个例子里,因为你有最直接明确的、不容挑战的证据,所以如果有某个事实可以算作经验事实的话,那么“在你面前的书桌上有一支铅笔”一定就是那个事实。总的来说,这一类由直接明确的、经观察得来的证据支撑的事实就是经验事实最明显的例子。

现在,考虑另一种情况。假设你把另一支铅笔放在了你面前的书桌上。此时,你仍然可以看到、触摸到、听到,甚至闻到(如果你愿意)和尝到这两支铅笔。同样地,“在你面前的书桌上有两支铅笔”就是你能找到的一个明确的经验事实。

现在拿起两支铅笔中的一支,放到书桌的一个抽屉里,关上抽屉,这样你就看不到、摸不到,也感受不到这支铅笔了。你很有可能认为即使自己无法感受到,这支铅笔也仍然存在。也就是说,你认为“抽屉里有一支铅笔”是一个事实。

然而,现在请思考一下为什么你会这么认为。请注意,你认为“抽屉里有一支铅笔”的原因,与认为“书桌上有一支铅笔”的原因不可能是相同的。你关于书桌上铅笔的观点是基于直接的、经过观察得来的证据,而“抽屉里有一支铅笔”的观点不可能基于任何直接的、经过观察得来的证据。毕竟,你无法看到、摸到或观察到抽屉里的那支铅笔,所以关于这个观点,你不可能有直接的、经过观察得来的证据。那么,你为什么如此坚定地认为抽屉里有一支铅笔呢?

我猜测你之所以这样认为,是源于你看待这个世界的方式。我们大部分人无法想象物体在我们观察不到的时候就不再存在了。我们对自己所生活的这个世界有一个判断,那就是“组成这个世界的大部分物体是稳定的,即使在没有被观察到的时候,仍然保持存在”。对此,我们深信不疑,而这正是我们认为抽屉里有一支铅笔的根源。

所以,请注意,我们认为“书桌上有一支铅笔”和认为“抽屉里有一支铅笔”的原因有实质性区别。一个观点是以直接的、经过观察得来的证据为基础,而另一个则主要源于我们对自己所生活的世界所秉持的看法。尽管对“书桌上有一支铅笔”和“抽屉里有一支铅笔”的观点,我们深信不疑的程度可能是一样的,但我们秉持这两个观点的原因却有实质性差别。

这与科学史和科学哲学又有什么关系呢?正如前面提到过的,一个科学理论必须尊重相关事实。但在看待科学史的各个理论和这些理论需要尊重的事实时,从事后分析的角度,我们可以清楚地看到,某些事实——尽管人们认为是比较明确的经验事实,但其实更多的是依赖于人们对自己所处世界的一些哲学性/概念性判断。

有个例子或许有助于解释这一点。从古希腊时代起,到17世纪早期,人们普遍相信行星(以及天空中的其他物体)都在沿正圆轨道做匀速运动。举个例子,像火星这样的一颗行星,所有与之相关联的运动都被认为是沿正圆轨道进行的。同时,这些运动也被认为是速度均匀的,也就是速度始终保持不变,从来没有加速也没有减速。

与此形成对比的是,根据我们现有的理论(这些理论都有很有力的支撑),像火星这样的一颗行星是围绕太阳沿椭圆轨道(不是正圆形)运动的,且在轨道不同阶段速度不同。因此,上一段提到的两个观点,让我们暂且将它们称为“正圆事实”和“匀速运动事实”,它们都被证明是错误的。

“正圆事实”和“匀速运动事实”在我们这个时代听起来很不可思议。第一次了解到关于这些事实的观点时,典型的反应是想:“为什么会有人有这样的观点?”然而,在我们历史长河中的很长一段时间里,关于我们所生活的这个世界,“正圆事实”和“匀速运动事实”似乎是两个显而易见的事实。

意识到这一点很重要。正如在第1章里提到过的,天空中的物体由元素以太组成,这个元素的基本性质就是沿正圆轨道进行匀速运动。因此,显而易见,太阳、恒星和行星的所有运动就肯定是沿正圆轨道进行的且速度均匀。对自身所处的宇宙,我们有一定认识,根据这一认识,“当铅笔被放进抽屉里,不在我们视线范围内时,它仍然保持存在”的观点对我们来说就是显而易见的事实,同理,对我们的前人来说,“天体沿正圆轨道做匀速运动”的观点也是显而易见的事实。

这一类事实,也就是人们深信不疑的一些观点,在很大程度上依赖于对我们所生活的世界的哲学性/概念性认识,我通常称之为“哲学性/概念性事实”。然而,在这里,我们仍需要倍加小心。

重点是,一边是经验事实,另一边是哲学性/概念性事实,它们并不是绝对界限分明的两个类别。换句话说,大部分观点都不能简单归为一类或另一类。相反,大多数观点的基础都既包括经验性的、通过观察得来的证据,也包括对我们所处世界更概括性的认识。让我们再次以前面讨论过的“正圆事实”和“匀速运动事实”为例子。尽管这两个观点与其他观点,比如关于元素以太性质的观点和“月上区域里都是完美事物”等,都有紧密关联,但这两个观点的基础中都有基于观察和经验的成分。再举个例子,让我们回到至少是有记录的人类历史之初,人们观察发现,恒星在天空中运动时,看起来似乎是沿正圆轨道做匀速运动。“被我们称为恒星的发光点看起来沿正圆轨道做匀速运动”的这个事实,在很大程度上是以经验性观察为基础的。所以,就算是“正圆事实”和“匀速运动事实”,现在看来也至少包含某些经验成分。

基于上面这些讨论,用连续统的概念可以更好地进行解释。在连续统的一端是最明确的经验事实,比如“书桌上有一支铅笔”,而在连续统的另一端是最清晰的哲学性/概念性事实,比如“正圆事实”和“匀速运动事实”的观点。

对于我们所秉持的大多数观点,我们把其中大部分都当作事实,这些事实在连续统里的位置都在最明确的经验事实和最明确的哲学性/概念性事实之间。也就是说,我们秉持这大多数观点的原因,一方面是有经验性的、经过观察得来的证据,另一方面是这些观点能与我们的整体观点拼图拼合在一起。

正如我们将会看到的,某些哲学性/概念性事实,包括“正圆事实”和“匀速运动事实”,事实上都在科学史和科学哲学中扮演了相当重要的角色。而在第三部分中,我们将探讨的是,西方世界大多数人从小到大一直认为某些观点是显而易见的经验事实,但是由于有了新近的一些发现,这些观点都被证明其实是错误的哲学性/概念性“事实”。

|关于术语的一点说明|

在上面的讨论中,你可能已经发现,在讨论那些我们现在已经确定不正确的观点时,我使用了“事实”这个词。举个例子,我把与“天体都以完全不变的均匀速度沿正圆轨道运动”相关的观点都归结为事实(尽管是哲学性/概念性“事实”)。实际上,我们一般不这么使用“事实”这个词,换句话说,当发现先前所秉持的一个观点是错误的时,我们就不再把它称为事实。考虑到这个情况,有必要简要讨论一下我对“事实”这个术语的使用。

我们只是缺少一个合适的术语来描述那些一开始在人们脑中根深蒂固(至少在某个特定的时代里)而且被认为有合理支撑,但后来被证明错误的观点,比如关于天体沿正圆轨道进行匀速运动的观点。要归纳描述它们,一开始在我脑中出现的两个备选术语分别是“假说”和“观点”,但这两个词都不是非常合适。

这些需要归纳描述的观点并不仅仅是假说。举个例子,就像我们在前面已经有所涉及,而且在第9章中还会更全面探讨的,我们的前人所秉持的“物体沿正圆轨道进行匀速运动”的观点,如果放在当时的时代背景下,是颇为合理的。它们后来被证明是错误的,但是如果把它们仅仅归纳为假说,又会产生误导。

为了说明这一点,让我们再考虑一下你所秉持的“把铅笔放进抽屉里以后,它仍然存在”的观点。这个观点只是一个假说吗?这样归纳这个观点似乎并不对。然而,正如前面我们讨论过的,我们关于铅笔持续存在的观点很大程度上依赖于我们对自己所居住的这个世界的整体认知。但是,对我们的前人来说,他们关于“天体都沿正圆轨道做匀速运动”的观点也同样在很大程度上来自于他们对自己所居住的宇宙的整体认知。所以,如果把我们关于铅笔持续存在的观点归纳为假说并不合适的话,那么把我们前人的观点归纳为假说也同样不那么合适了。

对“观点”这个术语,情况是相似的。把事实与观点区分开来就意味着两者之间存在相当清晰的区别,也就意味着事实是事实,而观点仅仅是观点。然而,两者之间实际上没有这样一个明确的区别,至少在一个人的生命过程中或者一个人自身的世界观中不会有这样的区别(在这里,可以再考虑一下“书桌上的铅笔和抽屉里的铅笔”的例子)。从一个人自己的世界观来看,那些他感到深信不疑而又有强有力证据支撑的观点似乎就是事实。

总之,这些可用的术语都不是非常合适。我认为最好的选择就是我在前面的讨论中所做的,也就是,在归纳那些人们深信不疑而又有强有力证据支撑的观点时,把其中一些更依赖于相当直接的、经过观察得来的证据的观点归为经验事实,而把那些与一个人整体世界观紧密相连的观点归为哲学性/概念性事实。即使这样划分后,仍然有一些人们深信不疑的观点后来被证明是错误的(对我们的前人和我们自己来说,都出现过这样的情况),但我仍然会把这些观点称为哲学性/概念性事实,以此来提醒我们,从相关的世界观来看,这些并不仅仅是简单的假设、观点或意见。

|结语|

在结束本章之前,我们有必要花些时间对经验事实和哲学性/概念性事实做一下最后的思考。

我想再次强调一下之前提到的一点,不要把经验事实和哲学性/概念性事实看作两个泾渭分明的类别。大部分观点的基础都是既包括经验性证据,又包括对我们所居住的这个世界更一般性的认识。正如前面提到过的,用连续统来解释经验事实和哲学性/概念性事实之间的区别是一个比较好的方式,在连续统的一端是最明确的以经验为基础的观点(比如关于书桌上的铅笔的观点),而在另一端,则是更依赖于通常的哲学性/概念性观点的最清晰的范例(比如有关天体沿正圆轨道做匀速运动的观点)。

同时,小心不要把哲学性/概念性事实错误地认为是只有在陈旧而幼稚的思维方式中才会找到的那些事实。我们的前人关于正圆事实和匀速运动事实的观点后来被证明是错误的,但是这些观点并不幼稚。正圆事实和匀速运动事实可以与当时的整体观点体系拼合在一起,也就是可以与人们整体的观点拼图拼合在一起,这是哲学性/概念性事实典型的特点。这些观点被证明是错误的,但它们并不幼稚。

由此可推理得出,把一个观点称为哲学性/概念性事实想表达的并不是人们没有很好的理由来秉持这个观点。正如前面提到过的,正圆事实和匀速运动事实后来都被证明是错误的,但是当时的人们有合理的理由来相信这些事实。

同样地,不要错误地认为生活在现在这个有现代科学的时代,我们就已经逃脱了相信哲学性/概念性事实的陷阱。这样的事实在我们这个时代仍然存在,而且就像上面提到的,本书第三部分的主要焦点就将是探讨20世纪科学的发展,并找出那么一类事实——先前我们一直认为它们是明确的经验事实,但由于有了新近的一些科学发现,它们都被证明其实是哲学性/概念性事实。

同时,把一个事实称为哲学性/概念性事实并不意味着这个事实是不正确的。过去的很多哲学性/概念性事实后来确实被证明是错误的,毫无疑问,我们的某些哲学性/概念性事实将来也会被证明是错误的。但是,我们希望,它们大多数可以经得起时间的考验,可以被证明至少或多或少有些正确的部分。换句话说,经验事实与哲学性/概念性事实之间的区别并不取决于这些事实是否被证明是正确的。两者之间的区别在于,我们根据什么类型的原因来相信这些事实。

最后,值得一提的是,在日常生活中,我们一般不会特别区分经验事实和哲学性/概念性事实。当我们回过头再思考,特别是对过去的文化进行思考时,要判断哪些观点更偏向于经验事实、哪些观点更偏向于哲学性/概念性事实,就变得相对容易了。然而,在我们所处的时代,事实只是对我们来说看起来像事实,它们看起来都差不多。只有经过仔细思考,有时在思考过程中还要克服极大的困难,然后我们才会发现自己所秉持的某些观点更偏向于以经验为基础,而另一些观点则更偏向于以哲学性/概念性观点为基础。





第4章 证实与不证实证据和推理

本章的主要目标是探讨围绕在科学中最常见的推理模式周围的命题。具体来说,我们将研究用来支撑科学理论的最常见的一种证据和推理模式。当然,我们也将会研究相反的那一面,也就是与可以证明理论有误的证据和推理模式相关的命题。正如在本书中不断提到的,我们将会看到这些命题实际上比它们乍看起来要复杂得多。

科学(和日常生活)里的发现、证据和推论通常都是相当复杂的。我们的策略是,首先聚焦于一些相对明确的证据和推论,从而说明即使是这些比较简单的证据和推论,也都出人意料地复杂。具体来说,我们将首先研究在科学领域常见的两种证据和逻辑推理模式(同样地,这些证据和逻辑推理类型在日常生活中也很常见)。为方便起见,我将把这两种推理模式分别称为证实推理和不证实推理。首先,我们将简要了解每一个类型,然后探讨其中的一些微妙之处。

|证实推理|

大约100年前,阿尔伯特·爱因斯坦提出了相对论。这是一个颇有争议的理论,它在某些方面与已被人们广泛接受的其他理论有所冲突。值得注意的是,运用相对论可以得出非同寻常的预言。这里说这些预言非同寻常,是因为其他理论无法给出相同的预言。举个例子,爱因斯坦的理论预言大型物体,比如太阳,其引力效应将会使恒星光线弯曲。在日全食的情况下,观测到恒星光线弯曲是完全有可能的。因此,预计将于1919年5月发生的日全食为验证这一预言创造了一个机会。结果证明,这个预言是正确的,同时这个预言也被当作证据,来支撑爱因斯坦相对论。换句话说,爱因斯坦的理论做出了正确的预言,而且更值得注意的是其他竞争理论并没有做出这样的预言,这个情况就被当作了证据,来证明这个理论是正确的。

请注意,对科学来说,这样的推理模式并不是特例。我们一直都在运用这样的推理模式。一般来说,当我们以某个特定理论为基础得出某些预言,而这些预言后来又被证明是正确的,这些预言就至少提供了某些证据,来证明这个特定理论的正确性。如果我们用字母T代表某个理论,字母O代表以理论T为基础得出的一个或几个预言,那么,我们可以用下面这个示意图来表现这个推理过程:

如果T,那么得出O

O(O是正确的)

所以 T(非常有可能是正确的)

值得一提的是,前面提到的爱因斯坦的例子和如上这个示意图,都是对证实推理模式相当简化的描述。重申一下,在这里,我们所感兴趣的只是对这一推理模式的简要了解。接下来,我们将简要了解一下不证实推理模式,然后研究一下与这个推理模式相关的一些因素,正是这些因素让这个推理模式比其乍看起来要复杂得多。

|不证实推理|

要理解不证实推理模式,通过一个具体的例子仍然是最简单的方法。在20世纪80年代末期,两位颇有威望的科学家声称发现了一种可以实现低温核聚变的方式(也就是所谓的冷聚变)。这是一个激动人心的发现,但同时也颇具争议,因为普遍的共识是核聚变要求的是超高温。假设我们就把这两位科学家的主张(也就是聚变可能在低温条件下发生,以及他们已经掌握了如何实现这种聚变的关键点)称为“冷聚变理论”。

通常在这种情况下,以冷聚变理论为基础可以得出某些预言。举个例子,如果冷聚变理论是正确的,那么在冷聚变过程中将会有数量巨大的中子被释放出来。然而,实际上并没有探测到这样大量的中子释放,这也被当作证据,证明冷聚变理论不成立。同样地,这个推理模式也并不特殊。通常,当我们根据某个特定理论提出预言,而这些预言最后被证明是不正确的,我们就会将此作为证明这一理论不正确的证据。让我们继续用字母T代表某个理论,用字母O代表一个或几个以理论T为基础做出的预言,我们可以用下面的示意图来表现这个推理过程:

如果T,那么得出O

O是不正确的

所以 T是不正确的

同样需要强调的是,这个推理示意图是一个高度简化的描述,可以当作是最接近不证实推理的一个模式。现在,我们将探讨某些与证实和不证实推理模式相关的复杂因素,第一个因素是归纳推理和演绎推理的区别。

|归纳推理和演绎推理|

证实推理是一种归纳推理,而不证实推理则是一种演绎推理。证实推理的归纳推理性质和不证实推理的演绎推理性质都具有一些重要影响。要理解这些影响,我们首先需要明确归纳推理和演绎推理之间的不同之处。

你可能之前就已经听说过“归纳推理是从特殊到一般,而演绎推理则是从一般到特殊”。在某些情况下,归纳推理和演绎推理确实是像这样,但总的来说,这个说法并不准确,所以并不是概括归纳推理和演绎推理特点的好方法。

要概括归纳推理和演绎推理的特点,有一个更简明、准确,也更精辟的方法。下面我们举例说明,这个例子可以认为是典型的归纳推理:

美国一所大学的男子篮球队,从来没有赢得过美国大学男子篮球联赛冠军。事实上,在仅有的几次参赛经历中,这支篮球队从来没有进入过第二轮。今年,这支队伍的水平与以前相比并没有多大变化,大学男子篮球联赛赛制也没有发生重大改变。考虑到这些因素,这支男子篮球队基本不可能赢得今年的联赛冠军。

上面这个例子是一个令人信服的归纳推理论证过程。考虑到这个论证过程所列出的前提条件,其所得出的结论是非常有可能的。然而,即使所有前提条件和证据都是正确的,也仍然有可能得出错误结论。这正是归纳推理的标志性特点。不管可能性有多低,这支男子篮球队赢得美国大学男子篮球联赛冠军的可能性仍然是存在的。这就是归纳推理的特点:在一个好的归纳推理过程中,即使所有前提条件都是真的,所得出的结论也有可能是错的。

相比之下,在一个好的演绎推理论证过程中,真的前提条件就保证了真的结论。也就是说,在一个好的演绎推理论证过程中,如果所有前提条件都是真的,那么其所得出的结论就一定是真的。请思考一下下面这个借鉴了电影《谍海军魂》(No Way Out)的例子:

那天晚上在琳达房间的男人杀了琳达。不管是谁杀了琳达,这个人都被称为尤利。军官法瑞尔是那天晚上在琳达房间里的男人。所以,军官法瑞尔就是尤利。

这个论证过程与前面列举的归纳推理论证过程之间的不同点非常有趣。具体来说,如果这个论证过程的前提条件是真的,那么这就保证了这个论证过程的结论是真的。这就是演绎推理论证过程的特点:在一个好的演绎推理过程中,真的前提条件就保证了真的结论。

了解了这些,让我们回到关于证实推理和不证实推理的讨论。你应该还记得证实推理模式是一种归纳推理。正因如此,有时证实推理模式并不能保证结论的正确性。也就是说,证实推理所能达到的最好程度就是为某个理论提供支撑,但是不管存在多少被证实了的预言,仍然存在这个理论不正确的可能性,这完全是由证实推理模式的归纳推理性质造成的。

有时,你会听到关于某些科学理论永远都不可能被证明(从严格意义上证明)的说法,其中部分原因就是证实推理模式的归纳推理性质。大多数科学理论从很大程度上说都是由归纳证据所支撑的。正因如此,不管存在多少可以证实某个理论的证据,这个理论也仍然有可能被证明是错误的,这完全是由证实推理模式的归纳推理性质决定的。在正确性方面,科学领域的理论都不可避免地面临质疑,但这并不是这些理论的小瑕疵,也不是重大缺陷。相反,这种情况无非是两方面因素造成的,一方面是证实推理模式是广泛用于支撑科学理论的推理模式,另一方面是证实推理模式是一种归纳推理。

同样值得注意的是,实际的理论所涉及的因素和推理,在复杂性和相互交织程度上可能比我们截至目前的讨论中所谈到的要高得多。让我们用一个例子来说明这一点,请再思考一下爱因斯坦相对论对恒星光线弯曲的预言。这看起来是一个相当简单的预言和观察结论。人们都认可爱因斯坦的理论预言了恒星光线的弯曲,以及日全食将为观察这样的光线弯曲提供一个机会。所以,下次日全食的时候,实际去观测一下,看看恒星光线是否是弯曲的。实际观测可能并不那么简单,但这听起来确实是相当直接明确的方法。

然而事实上,这一点都不直接明确。举个例子:为了预测恒星光线上出现弯折的点的位置,需要进行一系列计算,为了进行这些计算,就需要运用大量简化了的假设,而这些假设严格说来都是不正确的。在1919年5月的实际观测中,为了将所需进行的计算控制在可操作的范围内,太阳被当作了一个正球体,不进行自转,且不受任何外力影响(比如地球、月球和其他行星的引力作用)。当然,太阳实际上并不是一个正球体,它本身有自转,而且会受到外力影响。总之,每个人都知道这些假设是错误的,但每个人同时也知道如果不用这些简化了的假设,就不可能进行所需的计算。

大多数(不是全部,但确实是大部分)熟悉1919年恒星光线弯曲观测的人,都同意这些简化了的假设不会改变观测整体结果,也就是说,这次观测结果为爱因斯坦的理论提供了证实证据。尽管如此,在这里我想得出的结论是:实际用于证实科学理论的证据所涉及的因素往往比人们通常所认识到的要复杂得多。

以上所说的并不是一个特例。通常,要看一个预言能否被观察得到,需涉及多个层次的重要理论和数据。总之,实际用于证实科学理论的证据通常非常复杂。所以,不仅证实推理模式的归纳推理性质意味着这种推理模式无法证明(这里指的是最严格意义上的“证明”)某个理论是正确的,而且这一推理模式中的实际证据和推理过程往往相互交织、非常复杂,从而使证实推理模式的证据通常也远不像它们乍看起来那样直接明确。

如果不可能证明(同样从“证明”这个词最严格的意义上来说)某个理论是正确的,那么是不是至少有可能证明某些理论是不正确的?乍看之下,答案似乎是肯定的。毕竟,不证实推理模式是一种演绎推理,而根据前面提到过的,在一个好的演绎推理过程中,前提条件保证结论。所以,乍看之下,你会认为不证实推理模式可以用于证明某个理论是不正确的。然而,事实是第一印象常会产生误导。

思考下面这个例子,我将用这个例子来说明为什么用不证实推理模式来证明某个理论不正确并不像看起来那么直接明确。只要你参加过某种实验室课程(比如化学或生物),你可能就有过与下面这个例子相似的经历。假设在化学实验室里,教授给了你一烧杯的乙醇,让你找出乙醇的沸点。接下来,假设(当然,在教授看不见的时候)你偷偷瞄了一眼教学参考书,发现乙醇的沸点是78.5摄氏度。现在,你开始做实验,相信实验结果会表明沸点为78.5摄氏度。然而不幸的是,这个样本似乎没有在78.5摄氏度的时候沸腾。这时你怎么办?

看起来,不证实推理模式似乎应该适用于这个例子。前面提到过不证实推理模式的推理公式,根据这个公式,你会进行以下推理:

如果烧杯里的样本是乙醇,那么我应该观察到样本在达到78.5摄氏度时沸腾。

我没有观察到样本在达到78.5摄氏度时沸腾。

所以 烧杯里的样本就不是乙醇。

然而,实际上,这时你是否会得出“教授搞错了”以及“烧杯里面不是乙醇”的结论?很有可能不会。相反,你很有可能会考虑可以解释“为什么实验结果没有显示沸点为78.5摄氏度”的其他因素。比如,很有可能是温度计坏了,或者实验使用的玻璃器皿不够干净,或者烧杯中的样本受到了污染,或者实验室里的气压不正常,又或者任意一个其他因素不正常。简言之,仅仅以你所掌握的少量证据为基础就得出结论将是一个很不明智的做法。

下面这个叙述更准确地表现了在这个例子中你的推理过程:

如果烧杯中的样本是乙醇,同时温度计正常工作,我使用的玻璃器皿很干净,样本没有受到污染,实验室里的气压正常,以及任意一个其他因素都是正常的,那么我应该观察到样本在78.5摄氏度时沸腾。

我没有观察到样本在达到78.5摄氏度时沸腾。

所以 烧杯里的样本不是乙醇,或者我的温度计没有正常工作,或者我使用的玻璃器皿不干净,或者样本受到了污染,或者实验室里的气压不正常,又或者任意一个其他因素不正常。

这里的关键点是,前面示意图所表示的不证实推理模式过于简化。我们将会看到,下面这个示意图可以更准确地表现不证实推理模式:

如果T,且A1,A2,A3,…,An,那么O

O是不正确的

所以 T是不正确的,或者A1是不正确的,或者A2是不正确的,或者A3是不正确的……或者An是不正确的。

这是一个更准确的示意图,接下来当我谈到不证实推理模式时,我脑海中出现的就将会是这个示意图。

在上面的这个示意图中,A1、A2等所代表的就是人们通常所说的辅助假设。辅助假设很关键,但通常是不证实推理模式中隐含的部分。辅助假设很关键只是因为如果没有它们,我们就不能冀望得到想要研究的观察结果。让我们换个稍有些不同的说法,从某种程度上说,我们需要通过辅助假设来从示意图中的“如果”的部分,得出“那么”的部分。也就是说,如果我们有某个理论,又有某个情况,而且所有隐含的辅助假设都正确,那么我们就可以冀望于观察到某种结果。

正如烧杯里的乙醇这个例子所表明的,在任何情况下,如果用来做出某个预言的理论被证明是不正确的,那么总有一种可能性(实际上,在很多实例中,这个可能性非常大),那就是这个理论本身是正确的,只是一个或多个辅助假设是错误的。

在冷聚变理论的例子里也同样出现了关于辅助假设的这种情况(现在这个情况仍然存在)。举例来说,从冷聚变过程中确实应该能观察到大量中子释放的现象,但实际上并没有观察到。然而,之所以预期可观察到大量中子释放现象,主要在于一个辅助假设,也就是“冷聚变所涉及的过程或多或少与常规(热)聚变所涉及的过程相似”。冷聚变理论的两位提出者所持的观点是继续坚持冷聚变理论,但是摒弃了“冷聚变与常规聚变相似”的辅助假设。是的,他们确实是这么认为的。

在冷聚变理论的例子里,后来证明这一理论不正确的证据最终达到了一定数量,因而现在已经几乎没有人继续接受冷聚变理论了(尽管如此,值得注意的是,仍然有一部分人继续坚持冷聚变理论,而摒弃了原有的辅助假设)。然而,通常我们所面临的问题是,在存在不证实推理证据时,在什么情况下放弃整个理论更合理,而在什么情况下摒弃一个或几个辅助假设更合理。这个问题非常难以回答,而且重点是,没有什么秘诀可以帮助我们来作答。

总之,现在我们得到了关于不证实推理模式及不证实推理证据最重要的两点。第一,在面对能证明一个理论不正确的证据时,可以坚持这一理论,同时摒弃一个或几个辅助假设。这不仅仅是个观点,有时确实是更合理的做法。第二,对于“在什么情况下放弃整个理论更合理,而在什么情况下摒弃一个或几个辅助假设更合理”的问题,没有一刀切的标准答案。

|结语|

总结一下本章的主要内容:证实推理模式和不证实推理模式是科学领域内外两个常见的推理模式。一方面,证实推理模式由于是一种归纳推理模式,因而无法在证明一个理论正确的同时保证这一正确性不受质疑。因此,对于一个科学理论来说,不管有多少可以证明其正确性的证据,这个理论是错误的这种可能性始终存在。除此之外,在实际的例子里,归纳得出的证据和归纳推理通常非常复杂且相互交织。证实推理模式及证据往往远没有它们乍看起来那么直接明确。

另一方面,不证实推理模式是一种演绎推理。然而实际上,由不证实推理模式得出的证据往往同样很复杂。具体来说,通常不证实推理模式涉及大量辅助假设。因此,通过不证实推理模式得出的证据只能表明要么是所使用的理论不正确,要么就是一个或几个辅助假设不正确(经常出现的是后者)。因此,不证实推理模式及证据同样也远没有它们乍看起来那么直接明确。

每天,在科学领域内外,人们都在使用证实推理和不证实推理。在后面的章节里我们将会看到,前面所提到的几点在科学史上都扮演了重要角色。所以,总结一下,同时重申一下本章的要点,科学领域里(在日常生活中同样)的证据和推理都出人意料地复杂。在下一章中,我们将探讨两个与我们前面讨论过的话题紧密相连的命题,也就是“迪昂-奎因论点”和围绕在科学研究方法周围的命题。





第5章 奎因-迪昂论点和对科学方法的意义

在前面几章中,我们探讨了世界观、真理、事实和推理,以及一系列与这些话题相关联的命题。在本章中我们将看到,这些命题中有许多都与通常被称为“奎因-迪昂论点”(或者有时被称为迪昂-奎因论点,因为可以反映出迪昂是先于奎因的)的命题有密切联系。奎因-迪昂论点是现代科学哲学中较为人熟知的观点之一,仅凭这一个原因,就值得我们进行研究。然而,除此之外,我们将有机会更好地理解前面几章中讨论过的命题是如何相互交织的,而且对奎因-迪昂论点的讨论有助于为后面章节的讨论打下基础。在后面的章节中,我们将通过科学史上的实例看到这些相互交织的命题是如何发挥作用的。

另外值得注意的一点是,这些命题对有关科学方法的不同观点所产生的影响。在本章结尾处,我们将思考关于科学方法的多种意见。关于科学方法的这段讨论将完成两个任务:第一,从历史的角度,让我们看到某些关于进行科学研究的适当方法的观点,比如,我们将会看到亚里士多德进行科学研究的方法,与现在通常被认为适当的方法之间存在怎样巨大的差异;第二,让我们有机会看到围绕在科学方法论周围的某些命题,而这些都有助于我们在后续章节中对科学史上具体实例里使用的方法(通常都是让我们大吃一惊的方法)进行讨论。

|奎因-迪昂论点|

迪昂论点是科学哲学中非常著名的一个观点,涉及一系列相互交织又颇有争议的命题。首先,简要介绍一下其中的主要人物:皮埃尔·迪昂(1861—1916)是一位威望颇高的法国哲学家,他主要的研究兴趣是一些非常宽泛的问题,包括关于对科学假设和理论进行验证的问题;威拉德·奎因(1908—2000)是20世纪最有影响力的哲学家之一,他毕生的研究兴趣都在与科学哲学相关的命题上。

在这一部分中,我们将研究与奎因-迪昂论点相关的三个关键点,也就是(借用奎因的一个说法)我们的观点并不是单独而是作为整体来面对“经验的裁判”;通常不存在可以用来判断两个竞争理论中哪一个正确的“关键性实验”;非充分决定性的概念,也就是现有可用的数据,通常不足以让人们找到唯一正确的理论。

观点集合和经验的裁判

回忆一下我们在前一章中讨论过的,当面对不证实证据时,其中几乎总会涉及一些关键性(但通常都是隐含的)辅助假设。正如我们在前一章中看到的,我们总是有可能摒弃辅助假设而不是摒弃整个理论的主要观点。

考虑到辅助假设所扮演的角色,当我们进行一个实验时,比如验证某个特定假设的实验,我们并不是真的只对单个假设进行验证。事实上,重点是,这个实验更像是验证主要假设以及周围所伴随的辅助假设。因此,我们通常所验证的其实是一个观点集合。在面对不证实证据的时候,可以摒弃或修改集合中的任意一个观点。这就是奎因-迪昂论点的关键要素之一,也就是说,其关键点是一个假设通常不能孤立地接受验证。相反,被验证的都是一系列观点,如果实验结果与预期不同,那么这一系列观点中的任意一个都可以被摒弃或修改。我们在前面提到过奎因的说法,而这就是奎因说法背后的关键点,也就是:我们的观点并不是单独而是作为整体来面对经验的裁判。

这里对观点集合的强调让人想起我们在第1章中对世界观的讨论。确实,奎因-迪昂论点的这一方面与世界观的概念紧密相连。要理解这一点,回忆一下我们在第1章中对相互联结的系统所进行的讨论。具体来说,我们通过拼图这个类比探讨了观点集合的概念。奎因倾向于将这样的观点集合看作“观点网络”,也就是用蜘蛛网来做类比。在一个蜘蛛网中,边缘区域的变化对中心区域只能造成微不足道的影响。同样地,在一个观点网络中,如果对位于边缘位置的观点进行修改,对处于中心位置的观点并不会造成太大改变(这些边缘位置的观点就是我们在第1章中所讨论的外围观点)。相比之下,中心区域的变化将给一整个网络带来改变,与此相似,如果对处于网络中心位置的观点(核心观点)进行修改,那么整个观点网络都会发生变化。

我们在前面提到过,根据奎因-迪昂论点,对一个假设的验证通常并不只是对单独一个假设的验证,而是对一组观点或者一个观点集合进行验证。那么,这里我们所说的一组观点究竟包括多少观点呢?举个例子来说明,假如我们设计一个实验来验证一个假设,那么我们真正验证的观点集合究竟包括多少观点呢?是我们整个观点集合(或者说是整个观点拼图)中相对较小的一个观点子集合吗?或者,更激进一点,我们所做的每个实验和测试是不是从某种意义上来说其实都是对我们自己整体的观点集合(或者说是观点网络,或世界观)所进行的验证?

对这些问题,并不存在得到一致认可的答案。奎因多次为更激进的观点争辩,他认为一个人的整个观点网络,也就是我们整个内部相互联结的观点集合,作为一个整体来面对经验的裁判。如果面对与我们所秉持观点相悖的证据,那么任何观点,包括核心观点,都不可能免受修改。当然,我们通常更愿意修改比较靠近外围的观点,然而奎因的观点是,任何观点原则上都会被修改。验证是针对整个观点集合进行的。而迪昂在这个问题上的观点则更为保守。他认为,验证可能涉及一个观点数量众多的观点集合,但通常这个验证所针对的并不是我们整体的观点集合,或我们整体的世界观。

尽管奎因和迪昂的观点在细节上有些不同,但他们有一个大致共识,也就是验证通常不是针对一个孤立的假设,相反,这样的验证通常是针对由一定数量的观点所组成的观点集合。而且,正如前面提到过的,这个观点通常被认为是奎因-迪昂论点的一个关键组成部分。

关键实验

奎因-迪昂论点的另一个关键点与我们刚刚所讨论的内容紧密相连,与科学中的“关键实验”这个概念有关。关键实验的想法至少可以追溯到弗朗西斯·培根(1561—1626)。这个想法是,当面对两个相互竞争的理论时,有可能设计出一个实验,关于这个实验的结果,两个理论的预言是相互矛盾的。理想的情况是,由于两个理论的预言相互矛盾,这样一个实验至少可以证明其中一个理论是错误的。在前一章中,我们讨论了与证实推理有关的一些命题(主要是指证实证据可以很好地支持一个理论,但不能明确证明这个理论是正确的),正是由于这些命题,这样一个实验无法证明做出正确预言的理论一定是正确的。尽管如此,一个关键点是,就算关键实验不能证明相互竞争的两个理论中有一个一定正确,但至少可以排除另一个理论。

然而,如果验证通常都是针对观点集合的,而且如果面对不证实证据时总可以摒弃辅助假设而不是摒弃整个理论,那么似乎关键实验通常是不可能的。原因很明确:关键实验的目标是证明两个竞争理论中至少有一个做出的是错误预言,在任何一个这样的实验中,做出错误预言的理论都仍然可以保留,所要摒弃的只是某个辅助假设。同样地,正如我们在前一章中提到过的,摒弃某个辅助假设而不是摒弃整个理论通常都是非常合理的。

值得一提的是,这种针对关键实验可能性的怀疑论可以从多种角度来解读,其中有些更强有力,也更具争议。几乎毋庸置疑的是,在某些情况下,关于实验结果,尽管两个相互竞争的理论做出的预言相互矛盾,但这个实验结果可以与两个相互矛盾的理论都分别吻合。举个例子,在早期冷聚变实验中没有观察到大量中子,这个结果毫无疑问与通常关于聚变的理论相吻合,然而,正如我们在前一章中所看到的,如果摒弃某个相关的辅助假设,这个结果同样可以与冷聚变理论相吻合。如果我们从一个力度相对较弱的角度来理解这个针对关键实验的奎因-迪昂怀疑论,也就是仅认为相互竞争的理论通常都分别可以与所谓的关键实验结果相吻合,那么这个怀疑论就相当无可争议了。科学史上有无数实例(上面提到的冷聚变的例子就是其中一个)支持这个力度相对较弱的怀疑论表述。

对奎因-迪昂论点的这个方面还存在另一种解读,那就是认为这个论点的这个部分所表达的观点是,任何实验结果,无论是什么,都可以与任意一个理论相吻合,这个表述更强有力,也更具争议。要在科学史上找到一个明确的例子来支持这个更强有力的表述,并不容易。然而,奎因在某些场合确实是这么表述的,而这个更强有力的表述远没有得到广泛认可,这也是在情理之中的。总结一下这个简短的小节:尽管存在一个大致共识,也就是奎因-迪昂论点的主要内容涉及针对关键实验概念的某种怀疑论,但是对于这个怀疑论应该解读到何种程度,却远没有形成共识。

理论的不充分确定性

科学哲学中另一个经常被讨论的命题之一,通常被称为理论的“不充分确定性”。回忆一下我们在前面的讨论,也就是在面对不证实证据时,理论通常可以被保留,同时,想要设计一个关键实验来甄别相互竞争的理论,通常就算不是不可能实现,也是非常困难的。这里我们还要考虑前一章中关于证实证据的讨论,特别是我们提到,由于证实证据具有归纳推理的性质,这些证据最多可以支持某个理论,但绝不可能明确证明某个理论是正确的。

把所有这些因素放在一起,我们就得到了一个观点,那就是现有数据,包括所有相关实验的结果,都绝不可能完全确定某个理论是正确的。同时,所有数据和实验结果也绝不可能明确证明任何相互竞争的理论是不正确的。简言之,很多相互竞争的理论通常都可以与所有现有证据相吻合。对此,通常的描述是,根据现有数据,理论都是不充分确定的。

值得一提的是,与前面讨论过的奎因-迪昂论点其他几个方面情况类似,不充分确定性的概念也可以从多个角度来解读,其中有些解读更强有力,也更具争议。毫无疑问,有时现有数据并不是仅仅支撑两个或多个相互竞争的理论中的一个。再用冷聚变理论做例子,在20世纪80年代后期,当时现有数据并没有明确支撑冷聚变理论或已存在的热聚变理论(也就是认为聚变通常需要超高温的观点)。冷聚变理论和热聚变理论都可以与当时现有数据相吻合。从这个相对温和的角度来理解,毫无疑问,理论都是不充分确定的。

而从另一个极端角度出发,与前面的温和角度不同,常常会出现涉及对更激进的不充分确定性概念的讨论。根据这种更激进的不充分确定性概念,科学理论和科学知识都是“社会构建”,或多或少都是由相关社区所发明的。根据这个观点,相对于物质世界,科学理论与社会条件之间的联系更为紧密,而且反映的也是社会条件,而不是物质世界。就像不存在唯一一种得到确认且客观正确的餐桌礼仪一样,根据这个更激进且更具争议的不充分确定性概念,也不存在唯一得到确认且客观正确的科学理论。在这个概念中,餐桌礼仪和科学理论都是社会的反映,从“正确”这个词任何深层或客观的意义上来说,不能说一个理论是独一无二“正确”的理论。

简言之,尽管不充分确定性已被广泛认可为奎因-迪昂论点的一个主要内容,但对不充分确定性概念可以有多种解读。正如前面所讨论过的,这些解读中,有些更强有力且更具争议。

总之,让我们再思考一下与奎因-迪昂论点相关的关键命题,也就是理论的不充分确定性、“假设通常不是孤立地接受验证”的观点,以及“关键实验通常不可能实现”的概念。所有这些命题,如果从较温和的角度来解读,都是相当不具争议的。然而,更具争议的是,这些命题可以解读到多么宽泛的程度,以及这些宽泛的解读是否可以得到实际事例的支持。在第二部分中,当我们讨论历史案例时,比如讨论涉及地心说和日心说之争的案例时,请关注这一类命题。我们将看到,这样的争论所涉及的命题数量出人意料地多,其中包括奎因-迪昂论点的这些核心命题。

对科学方法的意义

正如前面提到过的,我们一直在讨论的这一类命题对关于科学方法的看法会产生一些很有意思的影响。在结束本章之前,我们将简要探讨几个关于适当的科学研究方法的主张。这将让我们有机会看到,在亚里士多德世界观中,科学方法是如何被看待的(特别要注意的是这些看法与今天通常对科学方法的看法相比有多大差异)。这些讨论将有助于我们为第二部分中对科学史上具体实例的讨论做好准备。

在你上学的某个阶段,你可能学习了人们通常所说的“科学方法”。尽管关于这种方法的确切构成,不同的书、不同的流派在表述上多少都有些不同,但总的来说,通常认为这个方法包括:①收集相关事实;②收集解释这些事实的假设;③验证假设,验证的方法通常是进行可以证实或不证实(使用类似前面讨论过的证实和不证实推理的模式)这个假设的实验。

在前面几章中,我们讨论了证实和不证实推理、事实的性质,在本章前面的小节里,我们又研究了围绕奎因-迪昂论点的几个命题,基于这些讨论,我们有理由怀疑上面概括出的方法是否真的像其通常被描绘的那样直接明确。接下来,我们将探讨几个科学研究方法,并探讨围绕这些方法的一些命题。我们肯定不会囊括每个科学方法,但是探讨数量将足够多,从而让我们很好地理解某些因素,并认识到因为这些因素,只要尝试给出一个单一、确定的科学研究方法,这个目标就会变得非常复杂。让我们从亚里士多德在这方面的几个观点开始讨论。

亚里士多德的公理化方法

在亚里士多德世界观中,科学通常被认为是以提供确定的知识为目标的。也就是说,人们普遍认为科学知识必须为真,而且必定为真,而不仅仅是有可能为真。如果要问我们如何才能得到这样必定为真的知识,似乎只有一种可能的方法,那就是使用基于必定为真的基本原则的演绎推理模式。如果可以找到这样必定为真的基本原则,而且如果使用的是演绎推理模式,那么所得到的结论(也就是科学知识)将“继承”这些基本原则的确定性,我们也就将得到必定为真的科学知识。

这样的方法通常被称为公理化方法,也就是说,这些方法是基于从某个意义上说是确定的或必定为真的基本原则的演绎推理。亚里士多德是这种方法的支持者,而且在亚里士多德世界观占主导地位的时代,用亚里士多德的方法来获得科学知识,通常被认为是正确的方法。因此,对亚里士多德的方法进行探讨将让我们了解在西方历史大部分时间内占主导地位的科学方法,同时也会让我们很好地理解在探求必定为真的科学知识时,都会面临的基础性问题。

亚里士多德把逻辑当作可以在研究中使用的一个工具,包括(但不仅限于)科学研究。事实上,对亚里士多德来说,给出一个科学解释从本质上来说其实是给出某种符合逻辑的论证过程。我们通常不认为科学解释和符合逻辑的论证过程这么相似,但实际上两者是紧密相连的。要说明这一点,思考一下下面这个例子。(选择这个例子是为了便于解释,由于这个例子使用了在亚里士多德之后的时代才发现的几个概念,因此这并不是亚里士多德本人会给出的解释。)

假设你对铜导电很感兴趣,有人向你解释了铜包含自由电子,而包含自由电子的物体可以导电,这就是为什么铜可以导电。请注意这个解释与下面的论证过程是如何紧密相连的:

所有的铜都包含自由电子。

所有包含自由电子的物体都可以导电。

所以 所有的铜都可以导电。

事实上,抛开表达形式不谈,前一段里的解释与上面这个论证过程几乎没有差异。

前面给出的论证过程包含两个前提和一个结论,像这样的论证过程被称为三段论。对亚里士多德来说,一个合理的科学解释都应包括实证,所谓实证其实就是一个三段论的链条,其中最后一个三段论的结论就是所要解释的内容。(我必须指出的是,严格来说,亚里士多德三段论是包含两个前提的论证过程,且整个论证过程符合某些对所涉及的描述在形式和排列上的要求。同样地,严格来说,一个实证所要满足的条件要比刚刚提到的例子更多。然而,我们在这里并不关心这些额外的条件。)

正如前面提到的,对亚里士多德来说,科学知识必须是确定的知识,或者换一种说法,三段论链条中最后一个的结论必须是必定为真的。请注意这个概念与现代科学知识的概念有显著不同。现在,科学的目的通常被认为是提供可能正确的理论,但是我们并不期待科学能保证这些理论是正确的(我们认为这是不可能的)。然而,对亚里士多德来说,科学并非如此,在17世纪前,对科学知识的普遍看法也不是这样的。科学知识必须是确定的知识,而确定性在很大程度上是因为它们是通过演绎推理得来的。

但是,这样的演绎推理如何能保证结论并不仅仅是真的,而且是必定为真呢?正如前面提到的,只有一个方法,那就是使用本身必定为真的前提,这样结论就可以说是继承了前提的确定性。

然而,这就带来了一个问题,那就是:前提的必然性从何而来?一个答案是,可以从其他本身必然为真的前提得到这样的前提,方法就是使用三段论链条里其他处在更高位置的三段论。确实,这就是亚里士多德设想中得到一个完整的科学解释的过程。也就是说,在三段论链条中,最后一个三段论的结论必定为真,这是因为这个结论是通过必定为真的前提得到的。这些前提通常在此之前本身就是一个三段论链条中的结论,而这个链条中的三段论其前提都是必然为真的。

当然,三段论链条不可能无休止地延长,所以在某个点上肯定有某些前提是必定为真的,但本身并不是通过位置更高的三段论链条得到的。这些起始点,也就是这些本身必定为真的前提,通常被称为第一原则。第一原则被当作是关于这个世界基本的、必定为真的事实。但是,人们怎样可以找到第一原则,特别是,人们怎样可以确定第一原则是必定为真的?我们用几何学做个类比将会有助于我们寻找答案。

思考一下欧几里得几何学中的一条公理,那就是在一个平面内,过给定直线外一点,可作且只可作一条直线与此直线平行。图5-1表示了这条公理的内容。在图中,这幅图所在的书页代表的就是平面,上面的实线代表的就是给定直线,圆点就是平面上一点,下面的虚线就代表过圆点能作出的与给定直线平行的直线。这条公理在欧几里得几何学中无法被证明,因此它(或者其他描述不同,但是意思与上述公理相同的公理)被当作是欧几里得几何学一个基本的、尚未证明的起始点(也就是一个公理或假设)。尽管这个公理无法被证明,但看起来如果你受过适当教育,且理解所涉及的概念,那么就会一眼“看出”这个公理肯定是真的。(顺带提一下,在19世纪,非欧几里得几何学的发现让人们开始对“讨论这样的公理在任何意义上都是‘真的’是否还有意义”产生了严重怀疑。)



图5-1 欧几里得公理示意图

在上面的例子里,我们可能“看到”了公理的真理性,与此类似,如果某个人有正常的智慧,接受过适当的教育、培训,并对科学有一定的悟性,那么根据亚里士多德的观点,他就会一眼“看出”某些关于这个世界的基本事实不仅仅是真的,而且是必定为真的。而这些就概括地描述了人们是如何得到第一原则的。

此时,你或许能更清楚地看到,这种方法完全行不通,根本问题就在于第一原则。再思考一下我们在前几章中关于世界观、真理,以及经验事实和哲学性/概念性事实的讨论。基于我们在前几章里的讨论,几乎不可能存在关于基本事实是由哪些内容组成的任何共识,关于那些必定为真的基本事实是由哪些内容组成的,更不可能存在共识。

正如前面提到过的,亚里士多德认为科学所提供的理论和判断并不只是可能是真的,而是必定为真。这样公理化的方法以必定为真的第一原则为基础,而且似乎是唯一可能得到必定为真的科学知识的方法。你可能会猜测,我们在前面提到过的问题,也就是找到得到一致认可且必定为真的起始点的问题,将会是所有类似方法的通病。从很大程度上说,正是由于这个原因,现在的一个普遍共识是,科学判断和理论不能被保证一定是正确的。正如我们在前一章所讨论的,这并不是科学本身的缺陷,而完全是由大多数科学推理的归纳性质所决定的。然而,在我们开始讨论其他方法之前,另一种公理化方法,也就是笛卡尔的公理化方法,值得我们简要思考。

笛卡尔的公理化方法

我们在第2章结尾时讨论了笛卡尔,当时我们看到笛卡尔所感兴趣的是找到必定为真的观点,并以其作为基础构建出一个知识结构。从多个角度来看,笛卡尔对于适当的科学研究方法的观点与亚里士多德的观点非常相似(尽管笛卡尔并没有将自己局限于亚里士多德所采用的纯粹的三段论方法)。具体来说,笛卡尔所感兴趣的也是利用演绎推理从必定为真的起始点得到确定的知识。

与亚里士多德一样,当笛卡尔试图找到得到一致认可的起始点时,遇到了大致相同的问题。当这个起始点与宇宙相关时,似乎完全不存在得到一致认可又让我们感到确定的关于宇宙的基本原则。因此,在与宇宙相关的起始点方面,笛卡尔的方法所遇到的问题实际上与亚里士多德的相同。

不过正如我们在第2章中看到的,在某个点上,笛卡尔在寻找必定为真的起始点时把自己的大脑也考虑了进去。正如我们在第2章中看到的,认为笛卡尔的“我是,我在”必定为真,这是站得住脚的。因此,笛卡尔可能找到了至少一个(大体上说)得到一致认可的、必定为真的观点作为起始点。

然而,我们在第2章结尾时同样也讨论了,笛卡尔这个方法的基本问题是,它不足以成为一个基础。简言之,在寻找关于这个世界的必定为真的起始点时,笛卡尔的问题与亚里士多德的问题是一样的,也就是,似乎不存在得到一致认可的、必定为真的起始点。尽管,一个人至少可以在“我存在”(至少作为一个思考主题存在)的主张上找到某些确定性,对这一观点可能有更多共识,但是这个观点同样太单薄了,无法成为进行知识构建的基础。

波普的证伪主义

卡尔·波普(1902—1994)是证伪主义方法最著名的支持者。波普本人并没有把证伪主义当作一个明确的科学研究方法。事实上,他认为没有哪一个科学方法是明确的。然而,他确实认为证伪是科学的一个关键元素,也是区分科学理论与非科学理论的关键前提。接下来,我们将概括地了解一下波普的观点。

总的来说,波普认为科学强调的应该是尝试对理论进行反驳,而不是证实理论。根据波普的观念,对很多理论来说,找到证实证据实在太容易了。借用波普所使用的一个例子,也就是弗洛伊德的精神分析法,波普认为这个理论所做出的“预言”已经非常概括化,几乎任何一个事件都可以被解读为证实了这个理论。因此,这种理论的证实证据对波普来说就变得无关紧要了。

相比之下,思考一下爱因斯坦的相对论。正如我们在第4章开篇提到过的,爱因斯坦相对论的预言是恒星光线在经过太阳这样的大质量物体附近时会发生弯曲。如果这样的恒星光线弯曲真的会发生,那么这个现象可以在日食过程中观测到。因此,爱因斯坦的理论做出了一个明确而又夸张的预言,而且其他任何竞争理论都没有做出这个预言。由于爱因斯坦的理论做出了这样一个夸张的预言,而且这个预言很容易就可以被证明有误,从这个角度来看,爱因斯坦的理论冒了很大的风险。

从某个意义上来说,对于波普而言,一个理论所冒的风险越大,它的科学性就越强。举个例子,由于刚刚提到的这些原因(也就是爱因斯坦的理论做出了一个明确而又夸张的预言,因此冒着很快就会被证明有误的风险),爱因斯坦的理论与诸如弗洛伊德的精神分析法相比,就是一个更好的科学理论范例。总的来说,对于波普而言,这就是好的科学的特点,也就是科学应该强调证伪而不是证实,应该努力寻找有风险的理论。

正如前面提到过的,波普并没有特别强调证实证据。对他来说,一个成功的科学理论,其特征并不是有大量证实证据,相反,一个成功的科学理论应是:即使尝试反复通过对明确而夸张的预言进行验证来反驳,也仍然能站得住脚。这种证伪主义方法,也就是强调尝试对理论进行证伪而不是证实的方法,就是波普观点的核心。

以上是对波普观点相当简略的一个概述,但已经足以让人对波普所青睐的方法有所理解。你可能会猜测,我们之前讨论的有关不证实推理的命题,以及对奎因-迪昂论点进行讨论时所提到的命题,与波普的观点都是相关的。之前我们曾提到,几乎没有不证实推理的例子像它们本身看起来那么简单,就算真的有这样的例子,数量也非常少。相反,如果一个理论做出了预言,但实际结果与预言并不吻合,那么始终存在的一个选择是摒弃某个辅助假设而不是摒弃主要理论,而且这个选择确实通常都更为合理。简言之,尽管毫无疑问,不证实证据在科学中扮演着重要角色,但是围绕这类证据的命题却非常复杂,从而使不证实,或者说证伪,不太可能成为科学的核心特点。

假设演绎法

人们经常可以看到对现在所说的假设演绎法的引用,由于这样的引用非常广泛,因此假设演绎法自然值得在此讨论一下。我们的讨论会很简短,因为实际上,假设演绎法所涉及的内容几乎没有超出我们已经讨论过的命题。

假设演绎法背后的基本思想是从一个或一组假设(或者更宽泛地说,一个理论)可以演绎出一系列可经观察得来的结果,然后去验证这些结果是否可以观察得到。如果可以观察得到,那么基于我们在前面讨论过的与证实推理相关的一些原因,这就被认为是支持了这个假设;如果没有观察到所预言的结果,那么同样基于我们之前在不证实推理部分中所讨论过的原因,这就会被当成证明假设不成立的证据。

让我们再快速讨论一点:假设演绎法所关心的通常不是假设本身是如何形成的,而是对假设进行辩护或证实。在科学哲学中,这个区别(也就是假设是如何形成的与假设是如何被证明或证实之间的区别)通常被描绘为发现语境与辩护语境的差异。发现语境通常被认为是两者之中更复杂的那个,在后续的章节中我们将会看到,实际上,假设与理论形成的方式出人意料地多样和复杂。然而,正如我们正在讨论的,即使是辩护语境(粗略地说,也就是指我们准备为某个假设或理论进行辩护或证实),这个过程本身也是极为复杂的。

毋庸置疑,证实推理和不证实推理在科学领域都扮演了重要角色。基于这些推理模式与假设演绎法之间的密切关系,我们完全可以说假设演绎法在科学领域扮演了重要角色。然而,再思考一下我们在前面讨论过的命题,包括证实推理的归纳性质、面对不证实证据时摒弃辅助假设的可能性、理论的不完全决定性、设计关键实验的不可能性或者难度、多个假设作为一个整体而不是单独地接受验证的概念,等等。有一种观点是科学以一个相对简单的过程推进,也就是从假设出发,提出预言,然后根据预言的现象是否被观察到来接受或摒弃假设。结合我们已经讨论过的内容,这种观点是对科学过于简单化的描述。

同样地,假设演绎法,归根结底也就是证实和不证实推理,在科学中毫无疑问扮演了一个重要角色。然而,基于我们在前面探讨过的命题,尽管假设演绎法是在科学中运用的一个方法,但称它就是科学方法却会令人产生误解。

|结语|

奎因-迪昂论点,以及围绕科学方法这个话题的命题,表明了科学与科学哲学中的某些命题是如何以极其复杂的方式交织在一起的。正如在本章开篇就提到过的,我们的主要目标就是把这些命题提出来,这样我们就可以有个立足点,来理解这些命题是如何在科学史上的具体实例中发挥作用的。我们将在第二部分中探讨这样的实例,然而在此之前,还有几个基础命题需要我们思考。接下来,我们将研究一下与归纳推理相关的某些疑难命题。





第6章 哲学插曲:归纳的问题和困惑

总的来说,本书第一部分中所讨论的命题都与科学史和科学哲学中的基本话题相关,并为我们将在第二和第三部分中讨论的话题提供了背景材料。本章是一个哲学插曲,我们在这里将探讨的问题和困惑主要属于哲学范畴,也就是说,从某种意义上说,这些命题都是由哲学家提出的,并主要由他们进行讨论,而并不会对日常科学工作产生实际影响。这些话题也从某种意义上提供了一个插曲,因为它们与本书第一部分中讨论的其他话题不同,并不是我们在后续章节的讨论中所必需的背景材料。尽管如此,我们将讨论的问题仍具有普遍意义,因为它们能说明最基本的科学论证中一些最令人困惑的地方。

我必须指出,当人们第一次接触这些问题时,并不会觉得它们很难懂、令人困惑或具有深意。我记得多年前第一次了解到这些问题时,我的第一反应是它们似乎都是由一些哲学谬论组成的。它们给我的第一印象一点都不深奥或困难,而我一开始觉得根本不需要进行大量深入的思考就能解决这些问题。

但是,过了一段时间之后,你就会发现要回答这些问题并不简单,而且这些问题还带来了非常令人困惑的命题。在本章中,我的主要目标就是向你介绍几个这样的问题,它们都与归纳推理相关。我希望你可以花些时间在心里反复思考一下这些问题,这样你就可以体会到它们有多让人困惑。具体来说,我们将探讨休谟的归纳问题、亨佩尔的乌鸦悖论和古德曼的新归纳之谜。我们从休谟的归纳问题开始。

|休谟的归纳问题|

大卫·休谟(1711—1776)显然是第一个发现归纳推理具有令人困惑的一面的人,他的发现现在通常被称为休谟的归纳问题。要理解休谟的观点需要达到那种“啊哈……”的时刻。如果你真正理解了休谟的观点,你会看到这个观点与我们日常生活中最常见的几种推理有关,特别是与涉及未来的推论有关,而且这个观点特别令人困惑。让我们从对推理的简要介绍开始。

当我们进行推理时,比如,当我们进行论证的时候,我们的论证过程几乎总是包含隐含的前提。正如其名称所示,隐含的前提就是为了使推理看起来合理而必需的前提,但这些前提都是暗示的而不是明确表达出来的。举个例子,假设我们约定这个星期天到市区一起吃午饭,需要用到你的车,但你不知道去餐厅的路线。又假设我告诉你有一辆公交车从你家开到餐厅,因此你可以坐公交车赴约。在这个非正式的论证过程中,暗示而没有明确表达的前提是公交车在星期天正常运营。如果我们用括号来表示隐含的前提,这个推理过程可以概括如下:

有一路公交车从你家开到餐厅。

【公交车在星期天正常运营。】

所以 星期天你可以坐公交车赴我们的午饭之约。

重申一下,几乎所有推理过程都包含隐含的前提,而且这一点并没有特别出人意料或不同寻常之处。

正如前面提到过的,休谟的归纳问题与涉及未来的推论有关,因此,现在让我们来思考一个典型的关于未来的推理。比如,思考一下下面这个非常普通的归纳推理过程:

在我们过去的经验中,太阳总是从东方升起。

所以 未来,太阳非常有可能继续从东方升起。

注意一下这个推理过程中的逻辑形式,表示如下:

在我们过去的经验里,□总是(或者至少有规律地)发生。

所以 未来,□非常有可能继续发生。

到目前为止,这个推理过程中并没有什么特别不同寻常之处。我们只是摆出了一个典型的归纳推理,这个推理包含一个相当常见的逻辑形式,同时是我们在日常生活中经常使用的推理。然而,休谟显然是第一个注意到这种推理模式中有趣之处的人。具体来说,休谟发现这种推理包含下面这种隐含而又关键的前提:

未来会继续像过去一样。

在这个前提下,同样用括号来表示隐含的前提,上面的推理可以更准确地概括如下:

在我们过去的经验中,太阳总是从东方升起。

【未来会继续像过去一样。】

所以 未来,太阳非常有可能继续从东方升起。

更概括地说,上面列出的这个推理模式可以更好地表达为:

在我们过去的经验中,□总是(或者至少有规律地)发生。

【未来会继续像过去一样。】

所以 未来,□非常有可能继续发生。

第一个需要注意的重点是,为什么这个隐含前提是必需的。这个隐含前提之所以对任何关于未来的推理都是必需的,只是在于如果未来不是继续像过去一样,那么就没有理由认为过去的经验对未来将获得的经验有任何指导意义。换句话说,如果“未来将继续像过去一样”是不正确的,那么过去的经验对未来就没有指导意义,因此,对未来的推理就不可信了。

理解这一点很关键,所以我们要暂停一下,来把这个命题弄清楚。为了有助于说明这一点,让我们思考一下罗伯特·海因莱因的小说《纽伯大梦》。在这部小说里,两个关键人物每天醒来都发现自己身处的世界与前一天有一点不同。比如,某一天醒来的时候,可能他们所在世界的货币系统与前一天有了些许不同(因此,他们身上从前一天留下来的钱就变得一文不值了)。某一天可能他们所处的世界里,人人都遵守交通规则,而到了第二天,当他们醒来时,违反交通规则成了这个世界的常态。总之,每一天他们所处的世界都与前一天有一些不同。由于自己所处的世界始终在变化,这两人不知道每天会遇到什么。对他们来说,未来不会像过去一样。因此,他们无法对未来做出那种我们都认为是理所当然的归纳推理。(大概他们所能做出的唯一一种关于未来的归纳推理,就是未来不会继续像过去一样,而这当然并不是一个特别有帮助的推理结论。)

所以,要理解休谟的归纳问题,应认识到的第一个关键点是:前面提到的那句话,也就是未来将继续像过去一样,是每一个关于未来的推理所必需的隐含前提,尽管通常都不为人察觉。

现在,如果“未来会继续像过去一样”这句话是任何一个关于未来的推理中所必需的隐含前提,那么很明显我们对关于未来的推理有多少信心,关键取决于我们对前面这句话的信心有多少。显然,接下来的问题就是:我们为什么会认为未来会继续像过去一样?

我们认为未来会继续像过去一样的主要(可能也是唯一的)原因,归根结底似乎是今天与昨天非常相像(今天大质量物体继续向下落、太阳又一次从东方升起、白天过后就是黑夜,等等),昨天与前天非常相像,前天与大前天非常相像,以此类推。简言之,在我们过去的经验中,每一天或多或少都与前一天是相像的。这似乎就是让我们认为未来的事物多少都与过去的它们相像的基础。总之,如果我们提出,“为什么会认为未来会继续像过去一样?”我们所能给出的最佳答案可以概括为下面这个推理:

在我们过去的经验中,未来像过去一样。

所以 未来很有可能继续像过去一样。

然而,请注意这是一个关于未来的推理。同样地,任何关于未来的推理,包括前面列出的这个,都依赖于一个隐含前提,那就是未来会继续像过去一样。当这个隐含前提被明示出来时,上面的推理可以更好地概括如下:

在我们过去的经验中,未来像过去一样。

【未来会继续像过去一样。】

所以 未来很有可能继续像过去一样。

然而,上面这个推理显然是个循环,也就是说,它把整个推理过程试图建立的结论当作了前提之一。换句话说,前面概括出的这个推理是否为真取决于这个推理本身得出的结论是否为真。这很显然是循环的,因此不能提供足够的理由使推理的结论得到认可。

总结一下,休谟的观点是每一个归纳推理都依赖于“未来将继续像过去一样”的隐含前提。但是,用来解释支撑这个隐含前提的主要(似乎也是唯一的)方法是循环的,因此,看起来这个关键的隐含前提无法得到足够支撑。所以,关于未来的推理依赖于一个无法得到支撑的假设,这些推理从逻辑上也就无法得到支撑。

在结束这一小节之前,我还有最后几点要探讨。首先请注意,休谟的观点具有很强的一般性。它适用于所有关于未来的推理——可以是关于日常事务的推理(比如太阳从东方升起),可以是关于科学规律在未来仍然成立的推理,也可以是认为未来的机械学将与其过去的内容相同的观点,等等。

其次,也是理解休谟的一个重点,那就是休谟没有试图说服我们不去做关于未来的推理。休谟认为对未来进行推理是我们天性中的一部分。就像我们不能自愿停止呼吸,我们也不能不去对未来进行推理。休谟的问题是,我们是否可以从逻辑上为我们关于未来的推理提供依据,而他的答案是:我们不可以。

|亨普尔的乌鸦悖论|

卡尔·亨普尔(1905—1997)是20世纪很有影响力的一位哲学家,主要研究领域为科学哲学。正如你可能猜测的,他的乌鸦悖论最初提出时是以乌鸦为例,尽管如果我们用一个不同的例子,可能会更容易看到这个悖论的意义。为了说明亨普尔的乌鸦悖论,假设你我都是天文学家,我们的主要研究项目就是收集类星体的信息。在这里,我要简要介绍一下背景知识:类星体是相对较新的发现,首次被发现是在大约40年前,即使经过了40年的研究,人们对类星体仍然知之甚少(尽管近期出现了一些关于类星体的理论,它们很有趣而且相当合理)。无论如何,关于类星体的一些基本事实是,它们似乎释放出巨大能量,而且看起来都在距离地球非常遥远的地方。

最初被探测到的几个类星体都在距离地球十分遥远的地方,而我们所感兴趣的是,是不是所有类星体都在距离地球十分遥远的地方。一年又一年,我们(以及其他天文学家)持续发现更多类星体,并且注意到所发现的每一颗类星体都在距离地球十分遥远的地方。到目前为止,一切都很好。我们所面对的似乎是一个非常常见的情形,也就是我们的观察结果为“所有类星体都距离地球十分遥远”的观点提供了归纳支撑。

到目前为止,关于前面描述的情形,并没有什么特别令人感到困惑之处。在我们思考一个概括性观点(就像前面提到的关于类星体的观点)时,我们又观察到了大量实例与这个观点相一致,并没有一个与之相悖,我们就会倾向于把这些实例作为这个观点的归纳支撑。

亨普尔指出,当我们试图找出概括性观点的逻辑结构时,困惑就产生了。以“所有类星体都距离地球十分遥远”的观点为例,像这样的概括性观点,从逻辑上说,与其逆反命题是等价的,也就是说在这个例子中,前面提到的观点与“所有距离地球不遥远的物体都不是类星体”的观点是等价的。换句话说,观点(1):

(1)所有类星体都在距离地球十分遥远的地方。

与如下观点(2):

(2)所有距离地球不遥远的物体都不是类星体。

从逻辑上来说,是等价的观点。

我们在前面提到过了,我们所观察到的类星体全都在距离地球十分遥远的地方(同样假设我们没有观察到与这个观点相悖的实例),每个观察结果都有助于支撑“所有类星体都距离地球十分遥远”的观点。那么,为了保持一致性,每次我们观察到一个物体距离地球不那么遥远时,这个物体就不是类星体。我们得承认这个观察结果可以支撑观点(2),也就是“所有距离地球不是非常遥远的物体都不是类星体”的观点。

同样地,这个陈述本身并不必然是问题或困惑。但是,现在回忆一下我们在前面提到过的,也就是观点(1)和观点(2)是等价的。如果观点(1)和观点(2)是等价的,那么任何观点(1)的支撑都应该同等地算作观点(2)的支撑,同样地,任何观点(2)的支撑也都应该同等地算作观点(1)的支撑。困惑的核心此时就出现了:只要我们得到了一个可以支撑观点(2)的观察结果,那么似乎这个结果肯定也同等地支撑了观点(1)。

举个例子,在你手里的这本书是一个距离地球并不遥远的物体,所以不是一个类星体,所以对这本书的观察结果就支撑了观点(2)。基于前一段提到过的原因,这个观察结果应该同等地支撑观点(1)。然而,这个想法似乎有点疯狂,显然对于手里这本书的观察结果微不足道,对确认关于类星体的重要科学论断并不能起到什么作用。

与休谟的问题一样,也不要误解亨普尔的观点。亨普尔当然不是说对于你面前这本书的微不足道的观察结果实际上帮助证明了关于类星体的一个重要科学论断。他所指出的是在归纳推理中一个看似非常基本的模式,其实包含了某些奇特之处。同样,正如前面提到过的,亨普尔的乌鸦悖论并没有构成实际问题,因此,它通常并不是一个会影响科学研究发展的问题。然而毫无疑问,归纳推理可以支持像“所有类星体距离地球都十分遥远”一类的概述性观点,这是科学的重要组成部分。同时,亨普尔的乌鸦悖论意味着像这样的推理,其本质中存在某些让人深感困惑之处。

|古德曼的绿蓝问题|

前面讨论过的休谟的归纳问题,现在有时被称为归纳的“旧”谜题,与由尼尔森·古德曼所提出的归纳的“新”谜题相对应。古德曼(1906—1998)是一位涉猎很广的哲学家,其兴趣领域从逻辑到认识论,甚至到艺术领域。古德曼很显然是第一个注意到某些类型的归纳推理中另一个奇特之处的人。现在我们就重点探讨这个奇特之处。

思考一下类似“所有绿宝石都是绿色的”这一陈述。这个陈述似乎可以得到强大的经验支持,具体来说,每一块我们见过的绿宝石都是绿色的,而且我们从来没有见到过不是绿色的绿宝石。对绿宝石来说,“绿色”这个判断似乎就是古德曼所说的“可预期的”判断,也就是说,过去我们见过的绿宝石都是绿色的,根据这个经验,我们可以预计未来会见到的绿宝石也都会是绿色的。

现在,让我们定义一个新的判断,古德曼将其命名为“绿蓝”。定义“绿蓝”的方法有很多种,不过为了达到我们的目的(这也是相当接近古德曼构想的做法),假设一个物体是绿色的,而且在2020年1月1日前被首次发现,或者是蓝色的,并在2020年1月1日后被首次发现,那么这个物体就是“绿蓝”。正如前面提到过的,到目前为止,我们见过的所有绿宝石都是绿色的,没有一个例外。这个事实似乎让我们有理由认为未来我们将见到的任何绿宝石都仍然会是绿色的。

但是,现在请注意,到目前为止我们所见到过的绿宝石都是绿色的,而且都是在2020年1月1日前被首次发现的。换句话说,到目前为止我们所见到过的绿宝石都可以被称为“绿蓝”,没有一个例外。再换句话说,至少从到目前为止我们已经见到过的绿宝石来看,对“未来,所有被观察到的绿宝石都将为绿色”的归纳支撑与对“未来,所有被观察到的绿宝石都将为‘绿蓝’”的归纳支撑是完全相同的。

然而,当然,我们肯定不能推断出“未来将发现的所有绿宝石都将为‘绿蓝’”。也就是说,尽管我们觉得很有理由认为未来将发现的绿宝石会继续是绿色的,但我们很确定未来将发现的绿宝石(特别是那些在2020年1月1日之后才第一次被发现的绿宝石)将不会是“绿蓝”。

不过,如果很明显2020年1月1日后被发现的绿宝石会是绿色的,而不是“绿蓝”,那么在“绿色”和“绿蓝”这两个判断之间一定存在某些差异。第一个判断,用前面提到过的术语来说,就是古德曼所说的“可预期的”判断(也就是说,我们认为有一个合理的预期,那就是这个判断可以适用于未来将见到的绿宝石),但第二个判断就不是“可预期的”判断了。那么,一般来说,“可预期的”判断和“不可预期的”判断之间的差异是什么呢?

这个问题乍看起来似乎很容易回答,但事实并非如此。你脑中第一时间出现的答案可能是,像“绿蓝”这样的判断是被解读出来的,而不是“天然存在”的,也可能是与常规判断不同,这样的判断涉及对时间的参考,等等。这些答案中没有一个能经得起推敲。因此,尽管对如何区分可预期判断和不可预期判断存在很多建议的方法,但还没有一个得到了广泛认同。

与休谟的归纳问题和亨普尔的乌鸦悖论情况相同,重点是不要误解古德曼的观点。古德曼当然不是说我们应该认为未来会见到的所有绿宝石都继续会是“绿蓝”。很显然,未来的绿宝石并不会都如此。但是,鉴于像“绿色”和“绿蓝”这两种判断之间的不同之处似乎非常显而易见,你会认为描述可预期判断和不可预期判断之间的区别并不太难。古德曼提出的主要问题就是这两种判断之间到底有什么区别。就像前面提到过的,尽管这个问题乍看起来很容易回答,但是几十年过去了,虽然出现了很多种答案,但没有一个答案得到了广泛认可。因此,重申一下,尽管古德曼的归纳新谜题并不是一个实用的问题,因为它并没有影响科学的日常进程,但这个问题引发了一些关于归纳推理的令人困惑的问题,具体来说就是我们认为可以适用于未来的判断与不能适用于未来的判断之间有什么区别。

|结语|

正如本章开篇所提到的,我们在前面所讨论的命题无疑是哲学命题,并不会对致力于科研的科学家产生影响。这些命题似乎乍看起来都很容易解决。然而,事实是,尽管几十年过去了,人们也进行了大范围探讨,但这些问题仍然没有得到解答,这意味着我们某些最基本的归纳推理类型中存在让人深感困惑之处。

同时,在本章开篇我们也提到了,要充分理解这些问题通常需要花一些时间。理解了这一点,我会鼓励你把这些问题放在心中,反复思考一段时间。同时,我们将开始讨论一些在科学史上的实例中反复出现的命题,也就是围绕可证伪性概念的命题。





第7章 可证伪性

在本章中,我们将介绍可证伪性这个概念。乍看起来,围绕在可证伪性概念周围的命题好像简单得不能更简单,或者直接得不能更直接了。然而,实际上,它们可以变得非常复杂,尤其是当运用在现实生活中的实例上时。在本章中,我们将首先了解一个简化了的可证伪性概念,然后研究一下某些与其相关的复杂因素。在后面的章节中,特别是当我们研究科学史上某些具体例子时,我们将会看到某些围绕可证伪性概念的更复杂命题的范例。

|基本概念|

从某个意义上说,可证伪性非常直接明确。它是对待理论的一种态度。具体来说,对某个具体理论,当你觉得存在一种“这个理论也许不正确”的可能性时,你所持的态度就是可证伪性。举个例子,假设萨拉是一位物理学家,她认为关于宇宙起源的大爆炸理论很有可能是正确的。假设萨拉与大多数物理学家一样,并不是那么僵化地坚持自己的观点。也就是说,如果有足够多的新证据出现,给出令人信服的原因,让人们认为大爆炸理论是不正确的,那么萨拉也将很乐意不再相信大爆炸理论。简言之,尽管萨拉认为大爆炸理论是正确的,但仍愿意承认它有可能是错误的,所以我们就可以说,萨拉认为这个理论是可证伪的。

相比之下,假设乔伊是地平说学会的一员。地平说学会的成员都发自内心地认为地球是平的。假设乔伊相信地平说理论,而且,不管出现什么样的证据表明这一理论是错误的,乔伊总能绕过这些证据,继续相信地平说理论。举例来说,假设我们指出几乎每个人都相信地球是球形的,乔伊回答说(可能并没有道理)大众的观点并不是真理的代名词。然后,我们向乔伊展示了一张在航天飞机上拍摄的地球照片。乔伊说有充分理由认为整个宇宙探索计划就是个骗局,这张照片以及相关电视报道都是伪造的;同时他对我们表示同情,认为我们上了这些虚假报道的当。我们继续争论说,历史书里有许多进行了环球航行的航海者所给出的记录,而这些环球航行只有在“地球是球形”的情况下才有可能。乔伊则告诉我们,他最近读到了一篇文章,文章大意是说在一个平的地球上,当靠近地球边缘时,罗盘方位会歪斜失真,这时,在像斐迪南·麦哲伦这样的探险者身上,可能发生的情况是他们开始沿着一个大圆圈航行,这个大圈围绕着平的地球的边缘,由于罗盘方位歪斜失真,这些探险者就错误地认为自己正在围绕一个球体、沿直线做环球体的航行。

很快我们就意识到,不管向乔伊展示多少证据来表明地平说是错误的,他都将坚持地平说理论。与萨拉不同,乔伊似乎不愿意承认他的理论可能是错误的,所以看起来,乔伊认为这个理论是不可证伪的。

当人们谈论或者撰写关于可证伪性的文章时,往往会把它当成理论的一个特点。换句话说,有一种普遍但很不好的习惯,就是在谈到这个或那个理论时,说它是可证伪或不可证伪的。然而,只要稍微思考一下,就会发现这并不是谈论这个命题的最好方法。通常,可证伪性是对某个特定理论所秉持的态度,而不是这个理论本身的一个特点。让我们再以地平说为例。地平说本身并不具备什么因素使不可证伪性成为其本身固有的性质。让我们想象有两个人,他们都是地平说的支持者,然后其中一个人被说服了,转而认为地平说是错误的,而另一个人(就像前面提到过的乔伊),无论有多少证据,他都拒绝承认地平说不正确。在这两个人的例子上,地平说理论都是一样的,不一样的是两个人对待这个理论的态度。因此,“一个理论本身是不可证伪的”这一说法通常并不准确,实际上,关键的因素是你对这个理论的态度,而且正是这个态度决定了你认为这个理论是可证伪的还是不可证伪的。

|复杂因素|

目前,可证伪性这个概念可能看起来是个相当简单的概念,而“你是否认为某个理论可证伪”这个问题可能看起来是个直接明确的问题。然而,在很多实例中,特别是许多科学史上涉及大量理论变化的实例(比如从地心说到日心说的变化)中,要想说清楚这些理论是什么时候被当成不可证伪的,一点都不容易。为什么这个命题很难?让我们思考以下几个原因。

当我们在前面描述萨拉时,我们说如果有“足够多”新证据给出“令人信服的原因”,说明大爆炸理论是错误的,萨拉将愿意不再坚持这个理论。正如我们在第4章中讨论过的,证明预言是错的,常常可以作为反对一个理论的证据。也就是说,当用某个理论做出预言,而这些预言后来被证明是错误的,这时这个理论就面临问题了。然而,正如我们同样在第4章中讨论过的,错误的预言常常是由错误的辅助假设而不是错误的理论造成的。所以,当面对不正确的预言时,通常更合理的做法是摒弃一个或几个辅助假设,而不是放弃整个理论。

由于我们可以(通常也应该)摒弃一个或几个辅助假设,这时就出现了一个极其难以回答的问题:当证据数量达到多少时可以算是“足够多”,从而让人可以放弃一个理论?在什么情况下,可以说是有了“令人信服的原因”,让人相信某个理论(而不是一个或几个辅助假设)是错误的?

对于这些问题,并没有明确的答案。当然,在问题刚一出现时就放弃某个理论并不合理,但是另一方面,对某些理论来说,当证明这些理论不正确的证据达到一定数量时,继续坚持这些理论就不那么合理了。

第4章里关于冷聚变理论的例子可以很好地说明这一点。最初,在20世纪80年代末期,有一些有趣的实验结果表明聚变确实在低温环境下发生了。而且,给出这些实验结果的两位科学家绝不是什么怪人或边缘化的科学家。所以,整个过程就是受人尊敬、著作颇丰且威望极高的科学家发表了(尽管是通过媒体,而不是主流的科学期刊)有趣的实验结果。然而,在接下来的几个月里,冷聚变理论遇到了诸多问题。具体来说,用冷聚变理论可以做出某些预言,其中很多都没有被观察到。一开始,面对这些问题,冷聚变理论的支持者选择摒弃多个不同的辅助假设,比如冷聚变实验设置中所使用的材料不对、实验操作者没有给冷聚变实验设备足够的充电时间,等等。后来,一年又一年,证明这一理论不正确的证据持续增加。与此同时,对最初那些有趣的实验结果,也出现了许多其他可行的解释。到了20世纪90年代末期,也就是冷聚变理论发表10年后,这一理论的支持者数量不断减少,他们不得不找出越来越复杂的辅助假设当理由。比如,至少对这一理论的某些支持者来说,冷聚变里的问题都是大型石油企业的阴谋所致,因为它们想阻止新能源的出现和应用。

这里要说明的是,最开始,摒弃一些辅助假设而继续坚持冷聚变理论是合理的。但是,当到了需要拿出阴谋论来做支撑时,继续坚持这一理论就变得不合理了。然而,重点是合理和不合理之间并没有一条清晰明确的界线。因此,不可能精确说明在什么情况下某个理论被当成了不可证伪的。

如果我们再回忆一下关于证据和世界观的讨论,那么前面所讨论的这些命题将变得难上加难。在第2章中,我们第一次讨论了我的朋友史蒂夫,现在让我们再以他为例。史蒂夫坚持对韦达经的某些章节进行极其严格的字面解读。由于认为这些经文非常可靠,史蒂夫相信月球上有智慧生命居住,月球到地球的距离比太阳到地球的距离远,而且阿波罗登月是伪造的。关于这些问题,我和我的学生跟史蒂夫进行过无数次讨论,通常都是向他提供证据,证明他的观点不正确。史蒂夫不承认所有这些证据,只相信经文所提供的证据。从我们的世界观出发,对我们来说,史蒂夫在这些问题上的观点可以明确地表明他认为这些观点是不可证伪的。毕竟,不管我们提供的证据多么令人信服,史蒂夫都拒绝改变其观点。

然而,现在让我们从史蒂夫的角度再来想一想。在我们与史蒂夫讨论的过程中,他经常向我们提供他认为令人信服的证据,这些证据可以证明其所相信的经文是正确的。如果史蒂夫所相信的经文是正确的,那么史蒂夫的观点就是被证实了的,而我们的观点则是不正确的。不过,值得注意的是,我们不接受史蒂夫提供的证据,而且不管史蒂夫提供多么强有力的证据来证明其观点,我们都拒绝改变自己的观点。因此,这时从史蒂夫的角度来看,我们才是把自己的观点当作不可证伪的。

同样值得注意的是,从史蒂夫的角度来看,他把自己所相信的理论当作是可证伪的。史蒂夫明确表示如果有足够多的证据,他乐于放弃自己的观点。但是,史蒂夫认为有意义的证据,与我和我大多数朋友认为有意义的证据相比,是非常不同的。我和我大多数朋友都把重点都放在我们认为是以经验为基础的证据上,包括从物理学、天文学、宇宙学等类似领域得来的证据。但对史蒂夫来说,最重要的证据是从经文里得来的。所以,如果面对的是以经文为基础的证据(比如新发现的经文,或者对现有经文更新更好的解读,等等),史蒂夫欣然表示他将会乐于改变自己的观点。因此,从史蒂夫的角度来看,他确实愿意在面对足够多证据的情况下改变自己的观点,这也就是说,史蒂夫认为自己所相信的理论是可证伪的。

在这里,非常关键又很有难度的一个命题是,什么样的证据可以算作是有意义的证据。这是微妙而又重要的一点,并在科学史和科学哲学领域一次又一次出现。这一点十分重要,因此值得我们在此重申一下:在几乎所有现实生活的实例中,人们的主要分歧点并不是一方或另一方在面对足够多证据时是否愿意放弃自己的理论,而是什么样的证据可以算是最有意义、最重要的证据。

重点是,人们所认为的最有意义、最重要的证据与其整体世界观是紧密相连的。史蒂夫对经文的坚持在他的观点拼图中处于核心位置。如果史蒂夫放弃对经文的坚持,则不可避免地要对他的观点拼图进行重大修改,或者说,实际上是要替换掉他的整个观点拼图中绝大部分拼板。而对我来说,我认为以经验为基础的证据是有意义的证据,因此,如果我实话实说,我强调的是什么样的证据可以被当作合适的以经验为基础的证据,而这同样会在我的观点拼图中居于核心位置。换句话说,我和史蒂夫各自的观点拼图对我们把什么样的证据当作是有意义的证据产生了深远的影响,而这反过来又会深刻影响我们关于“是谁认为自己的理论不可证伪”这个问题的看法。

|结语|

在结束本章前,我想再强调一点。在前面的讨论中,我的意思并不是说某种相对主义理论是正确的,也没有说所有证据和世界观都是同等合理的,更没有说史蒂夫的观点是合理的。我认为史蒂夫的观点完全不合理。我非常乐意论证一下,把证据建立在对宗教经文的字面解读之上是一种不好而且过时的做法,而像史蒂夫这样的人把自己的观点当成了不可证伪的。

我实际想表达的是,“人们是否认为某个理论是不可证伪的,如果是,为什么会这么认为”等命题都比人们通常所认为的要更加微妙。正如史蒂夫的例子所说明的,我们不能只是简单地说因为史蒂夫拒绝接受我们的证据,就得出他认为自己的理论不可证伪的结论。反过来,史蒂夫也可以用完全相同的说辞来描述我们,也就是我们拒绝接受他的证据。所以,如果我们要证明史蒂夫认为自己的理论不可证伪,我们需要做得更多。

同样地,如果仅仅僵化地说我们所选择的证据是正确的证据类型,也是不合理的。换句话说,我们不能通过僵化地说“我们的证据才是正确的证据类型”来得到“史蒂夫认为自己的理论不可证伪”的结论。

要证明史蒂夫认为自己的理论不可证伪,我们需要考虑一系列相互关联的命题,比如,在经验证据和古代经文之间,哪个作为证据更合理。也就是说,考虑了这些相关联的因素后,正确的结论就将是史蒂夫确实认为自己的理论不可证伪。对于这个过程,我认为不会存在质疑。然而,在这里,我想表达的主要观点是,要证明人们认为自己的理论不可证伪其实非常复杂,并不仅仅是简单地说人们不接受别人提出的证据。

所以,正如本章开篇提到的,可证伪性是一个比其乍看起来要更微妙、更复杂的命题。当我们在后续章节中探讨科学史上一些重要的发展时,请继续留意上面这些命题。





第8章 工具主义和现实主义

本章的目的是介绍看待科学理论的两种常见态度。它们通常被称为工具主义(或实用主义)和现实主义。首先,我们将讨论与科学理论相关的两个命题,也就是预言和解释。

|预言和解释|

设想一下,我们提出这样一个问题,“我们想从科学理论中得到什么?”当然,进行准确预言的能力是其中一点。就像我们在第4章中讨论过的,20世纪初爱因斯坦提出相对论时,这个理论得到认可的一个原因就是它做出了准确的而别的理论没能做出的预言。1919年日全食的观测结果验证了这一点。可以确定的是,像这样做出准确预言的能力就是我们希望从科学理论中得到的。

除此之外,存在一个普遍共识,那就是我们认为理论的另一个特性就是解释相关数据的能力。然而,尽管解释的重要性已毋庸置疑,但人们对“什么样的解释才算是充分的解释”并没有达成一致意见。举例来说,对某个事件,是不是可能有不止一个正确解释?或者是不是每个事件都只有一个正确的解释?一个合适的解释,是不是必须详细说明某些数据背后具体的一系列事件?如果某个理论明确指出某些数据应该被观测到,这样是不是就已经足够了?还是说一个合适的解释需要更进一步,指出相关事件如何以及为什么会发生?这些以及其他与解释的性质相关的问题都很难回答而且充满争议。

为了澄清这些命题,科学哲学家有时要对“解释”(有时被称为“正式解释”)和“理解”进行区分。相比之下,“解释”的含义最窄。更具体地说,如果你根据某个理论预测了某个数据或观察结果,那么你就可以说这个理论解释了这个数据或观察结果。在这种情况下,解释是某种追溯预言。

下面这个例子可能有助于理解“解释”这个概念。在20世纪早期,科学家发现,在过去几十年间,水星的运行轨道有一些奇怪。此时爱因斯坦还没有发表相对论。如果这个理论在关于水星轨道的观察结果出现之前就出现,那么这个理论应该就可以用来预测水星轨道的奇特情况。换句话说,20世纪初爱因斯坦的理论出现的时候,它可以用来解释(在这里我们用的是“解释”这个概念最窄的、相当于追溯预言的含义)水星轨道的奇怪现象。而这自然又成了支持爱因斯坦相对论的一个点,因为相对论可以解释这些特殊的数据。

相比之下,同时更宽泛地说,“理解”是指从某种意义上说更全面地领会数据和观察结果。举个例子,考虑一下“物体下落时速度大约增加10米每二次方秒”的观察结果。你可以用牛顿关于重力的理论和公式表明物体下落时应该具有这样的加速度。也就是说,牛顿物理学可以用来解释(这里还是上面所说的“解释”这个概念最窄的、相当于追溯预言的含义)这些数据。现在,如果你确实把重力当作一种会对物体产生影响的实际存在的力(也就是说,对牛顿的重力概念,你所秉持的是现实主义态度,关于现实主义态度,我们会在后面更详细地说明),那么你可能会说你不仅知道这个物体的加速度是大约10米每二次方秒,还知道为什么会这样(因为它们受到引力影响)。也就是说,你不仅有对数据的解释,还有对数据的理解。

解释这个概念(这里仍然是上面提到的最窄的含义)是一个相当直接明确且没有争议的概念,而围绕理解的命题就非常复杂和有争议了。造成这种复杂性的许多原因会随着本书的展开而逐渐显现出来。但是,现在,为了让我们的讨论保持相对直接明确,我们将使用上面所描述的最狭义的“解释”概念。也就是说,如果某个理论可以被用于预测某个已有数据或观察结果,我们就会说这个理论解释了这些数据或观察结果。

正如前面提到过的,有一个普遍的共识是,对任何一个适当的理论,预言和解释是非常重要的要求。尽管解释和预言是理论最重要的特点,但仍然值得注意的是,这并不是我们唯一希望从理论中得到的特点。举个例子,当人们为支持或反对某个理论进行争论时,常常会提到简明、优雅和美等特点。在接下来的讨论中,我关注的重点基本都会是预言和解释,因为这些是公认的最重要的特点,但是其他特点你也应该记在脑中。

总结一下,人们有一个广泛的共识,那就是我们希望从科学理论中得到准确的预言和解释。但是,只有这些特点是不是就足够了?或者就像爱因斯坦认为现实世界归根结底就是物理学(至少老年爱因斯坦是这么认为的,而年轻时的爱因斯坦对此观点立场并没有那么坚定),是不是这么回事(或者,当然也可以是,现实世界是不是归根结底就是其他某个学科)?也就是说,“某个理论反映或模拟了现实世界”是不是很重要的一点?

我们是否需要理论反映现实事物的情况,这是个很有争议的命题,也正是这个命题把工具主义和现实主义区分了开来。对工具主义者来说,一个适当的理论可以给出预言和解释,至于这个理论是否反映或模拟现实世界,并不是一个重要的考量。而对现实主义者来说,事情恰恰相反,一个合理的理论必须不仅可以给出预言和解释,而且要反映现实事物的真实情况。

以某个理论作为实例进行研究将有助于理解工具主义者和现实主义者的区别。在这里,让我们研究一下托勒密天文学体系的某些方面。

托勒密体系由克罗狄斯·托勒密在公元150年左右提出。托勒密体系是一个以地球作为宇宙中心的体系,太阳、其他行星和恒星都围绕地球运转。托勒密对这些相关天体,比如月亮、太阳和其他行星,都分别进行了思考,提出了一套数学算法,用于预测和解释人们所观察到的这些天体的位置。

托勒密体系更有趣的一点是对周转圆的使用。托勒密并不是周转圆算法的发明者,但与前人相比,他拓展了这个算法的使用范围。要理解周转圆的概念,图8-1可能会有所帮助。需要注意的是这幅图是一个高度简化的托勒密体系,关于这个体系的细节,我们将在后续章节中具体讨论。不过,这幅图已经足以说明我们在本章中所关注的重点。粗略地说,像火星这样的行星围绕一个点(也就是图中的点A)沿圆形轨道运行,而这一点则围绕地球沿圆形轨道运行。火星围绕点A运行的圆形轨道就称为周转圆。简言之,周转圆就是行星运行轨道所形成的一个小圆圈,其中心围绕另一点运行(这一点虽然并不一定就是这个系统的中心,但通常情况下都是)。



图8-1 托勒密体系中火星的运动

在以地球为中心的宇宙中,周转圆,或者至少像周转圆一样复杂和奇怪的东西(至少在我们看来如此),对要预测或解释相关数据的理论来说是必需的。在这个例子里,相关数据主要包括人们所观察到的行星在夜空中的位置(以及其他天体的位置)。举个例子,思考一下我们称为火星的那个亮点。人们所观察到的是,每天晚上、每个星期、每一年里,这个亮点在夜空中的位置都不尽相同。像托勒密体系这样的理论需要准确预言并解释这样的数据,要做到这一点,托勒密的理论(或者其他任意一个以地球为中心的理论)都需要周转圆,或者至少像周转圆一样复杂的东西。为什么一个以地球为中心的体系需要这样复杂的东西,关于这一点,我们将在后面讨论。现在,相信我:一个以地球为中心的宇宙模型,如果没有周转圆(或类似的东西),就无法准确预言和解释行星的运动。

所以,一方面,如果没有周转圆,托勒密体系(或者其他任意一个以地球为中心的理论)就无法得到认可,因为它无法给出适当的解释和预言。而另一方面,有了周转圆后,托勒密体系在预言和解释方面又表现得相当出色。事实上,托勒密体系是个了不起的数学模型,可以解释和预言所有可见行星和恒星的运动,而且准确度很高。虽然这个体系在预言和解释方面并不完美(几乎没有理论是完美的),但仍然是个很好的理论,而且远远优于当时已有的其他任何理论。

因此,从解释和预言方面来看,托勒密体系由于运用了看起来很奇怪的周转圆而表现得非常出色。不过,周转圆是不是真实的存在?或者周转圆在理论中被使用会不会只是因为它是对行星运动进行预言和解释所必需的?

假设我们身处2世纪,思考一下火星是不是真的沿一个以点A为中心的小圆圈运行。再假设我们所秉持的观点是唯一的重点是托勒密体系使用了周转圆,因而在预言和解释方面表现出色,而“火星是否真的沿周转圆运行”这个问题一点也不重要。这个观点在托勒密的时代并不是什么不寻常的观点,就算放在今天也并非与众不同。很大一部分科学家和科学哲学家都认为一个科学理论的主要任务是解释和预言相关数据,而这个理论本身是否反映事物的真实情况,一点都不重要。正如前面提到过的,这种看待科学理论的态度通常被称为工具主义,而秉持这种态度的人就被称为工具主义者。

相比之下,现实主义者也认为科学理论应该解释和预言相关数据,但同时认为一个好的科学理论必须是真的,也就是这个理论必须反映事物的真实情况。

对一个生活在公元150年的工具主义者来说,“周转圆是真实存在的吗”这个问题并不重要。托勒密的理论准确地预言和解释了相关数据,这才是唯一的重点。但与之相反,对一个现实主义者来说,这个问题却是至关重要的。尽管托勒密的理论做出了准确预言和解释,但现实主义者仍然要求这个理论能反映事物的真实情况。所以,如果火星没有沿周转圆运行,也就是说,如果周转圆并不是真实存在的,那么托勒密的理论就不能被接受。

顺带提一下,关于“周转圆是真实存在的吗”这个问题,托勒密本人会如何回答不得而知。在近期一些关于托勒密体系的文献中,托勒密都被描绘成一位工具主义者。但这并不非常准确。确实,托勒密所关心的大都是解释和预言,关于自己的理论是否反映了事物的真实情况,托勒密几乎没有讨论。当托勒密这样做时(大多数情况下,托勒密确实是这样做的),他看起来像一位工具主义者。然而,托勒密在一些段落中讨论了一些相关命题,比如行星在周转圆上的运行机制。这些讨论只有对现实主义者才有意义,所以如果托勒密所秉持的是完全的工具主义态度,那就很难解释他为什么会做这样的讨论。我认为最准确的观点应该是,托勒密跟我们大多数人一样,所秉持的态度中既有工具主义成分,又有现实主义成分。

这样的混合态度并不少见。对某个理论的特定部分秉持现实主义态度而对其他部分秉持工具主义态度,这当然有可能,而且一点也不自相矛盾。举个例子,17世纪以前,很多人对托勒密体系中地球为宇宙中心的观点持现实主义态度而对周转圆相关部分秉持工具主义态度。也就是说,在17世纪以前,人们普遍认为地球是宇宙的中心,而且认为这个观点非常合理。因此,人们通常会认为托勒密理论中地球为宇宙中心的观点反映了事物的真实情况。而这些人中有很多(可能是大多数),都对托勒密体系的周转圆部分秉持工具主义态度。

一个人对某个科学领域的理论秉持现实主义态度,而对其他领域的理论秉持工具主义态度,这也是非常常见的。举个例子,几乎我认识的每个人都对我们现在这个以太阳为中心的太阳系模型秉持现实主义态度。然而,他们中有很多人则对现代量子理论秉持工具主义态度。

也有人可能分别用工具主义态度和现实主义态度来同时接受两个相互竞争的理论。举个例子,哥白尼体系(一种日心说理论)于1550年代发布,到了16世纪末期,在欧洲的大学里,同时教授托勒密体系和哥白尼体系的情况一点都不少见。在望远镜发明(大约在1600年)之前,人们有很好的理由来相信地球确实是宇宙的中心。因此,人们通常对托勒密体系(或者至少是这一体系中地球为宇宙中心的部分)秉持现实主义态度。同时,在某些方面,哥白尼体系多少更易于应用,所以人们对这个体系秉持工具主义态度。也就是说,哥白尼体系并没有被认为是反映了事物的真实情况,但却被当作一个便于预言和解释的理论而被接受和广泛应用。总之,在1550年到1600年间,托勒密体系和哥白尼体系和平共存。人们通常都对前者秉持现实主义态度,而对后者秉持工具主义态度。然而,随着望远镜的发明,以及表明地球为宇宙中心的观点是错误的证据被发现以后,这个相对和平的共存状态发生了巨大改变。但这些都将是后续章节中的故事了。

总结一下,工具主义和现实主义是人们对待理论的态度。工具主义者和现实主义者一致认为一个适当的理论必须准确预言和解释相关数据。但是,现实主义者同时认为一个适当的理论必须描绘或塑造事物的真实情况。最后,混合了工具主义态度和现实主义态度的情况,或者对某个理论秉持现实主义态度而对其他理论秉持工具主义态度的情况,并不矛盾,也并不少见。

|结语|

在结束之前,我将快速讨论两点。与前一章讨论的可证伪性概念情况相同,文献中常常把工具主义和现实主义描绘成科学理论本身的特点。然而,把工具主义和现实主义看作是人们对待科学理论的态度,而不是理论本身的一个特性,有助于更好地理解这两个概念。也就是说,正如我们不能说某个理论本身固有可证伪性或不可证伪性,我们也不能说某个理论本身固有的是工具主义角度或现实主义角度。事实上,对工具主义角度和现实主义角度更好的归类方法就是把它们当作人们对待某个理论的态度。

我们在第2章讨论过真理符合论和真理融贯论。回忆一下,真理符合论的支持者认为真理是符合现实的观点,而真理融贯论的支持者则认为当一个观点可以与一个整体的观点体系相融合,或者说是拼合在一起时,那么这个观点就是真理。因此,接下来的疑问就会是真理的符合论和融贯论是否与工具主义和现实主义紧密相连。

需要注意的是,真理理论与工具主义和现实主义之间,并没有必然联系。举个例子,如果你是真理融贯论的支持者,同时对理论持有现实主义态度,这其中并没有逻辑上的矛盾。同样地,真理符合论的支持者同时是工具主义者也没有矛盾。

然而,工具主义和现实主义态度与真理符合论和融贯论之间确实有某种关联,这一点也并不应该让人感到惊讶。回忆一下在第2章中,我们讨论过真理融贯论的支持者之所以秉持这样的立场,通常是基于对现实所抱有的疑惑,或者更确切地说,是基于我们关于现实的知识。如果从真理理论的角度出发,你对现实心存疑惑,而从工具主义和现实主义的角度出发,你又坚持认为理论模仿或反映了事物的真实情况,那么,这就有些奇怪了(尽管严格来说,这并不矛盾)。所以,真理融贯论的支持者更倾向于秉持工具主义态度,这就一点也不让人感到惊讶了。

同样地,真理符合论的支持者对理论更倾向于秉持现实主义态度,这也一点都不让人感到惊讶。原因实际上是相同的,也就是说,如果你认为真理是与事物的真实情况相一致的,那你自然就会认为科学理论同样模仿或反映了事物的真实情况。

那么至此,我们对科学史和科学哲学所涉及的基础命题所进行的研究就将告一段落了。理解了这些命题,我们就可以更好地探讨本书下一部分中提出的命题,具体来说,在下一部分中我们将研究从亚里士多德世界观向牛顿世界观的转变。





第二部分 从亚里士多德世界观到牛顿世界观的转变

在第二部分中,我们将研究从亚里士多德世界观到牛顿世界观的转变。从很大程度上说,这个转变由17世纪早期的一系列新发现所激发。在这个转变的过程中,我们在第一部分中讨论过的命题,包括世界观、经验事实与哲学性/概念性事实、证实与不证实证据、辅助假设、可证伪性、工具主义、现实主义,彼此之间以一种有趣而又复杂的方式交织在一起。对这个转变以及所涉及的命题的讨论,将为我们在第三部分的探讨提供背景知识。在第三部分中,我们将探讨一些新近科学发展对我们现有世界观所提出的挑战。





第9章 亚里士多德世界观中的宇宙结构

在本书的这一部分中,我们将探讨从亚里士多德世界观到牛顿世界观的转变。本章的主要目标是大致介绍一下在大约公元前300年到公元1600年间,人们通常是如何看待宇宙的。其中包括人们对宇宙物理结构的看法和对我们所居住在怎样的宇宙中的概念性观点。我们将从对宇宙物理结构的简要介绍开始。

|宇宙的物理结构|

正如在前面提到过的,在西方世界,在大约公元前300年到公元1600年间,亚里士多德世界观是占主导地位的世界观。当我说这是占主导地位的世界观时,我的意思是,一个深深植根于亚里士多德观点(尽管并不一定与其相同)的观点体系是西方世界的主要观点体系。这个世界观当然不是那个时代唯一的观点体系,不管在哪个时代都是这样,总会有可互相替代且互相竞争的观点体系,但是亚里士多德观点体系在当时最为普遍。

在亚里士多德世界观中,地球被认为是宇宙中心。与人们通常所认为的不同,当时的人们信奉地心说并不仅仅是出于一些以自我为中心的原因。也就是说,地心说的基础并不是“人类是特别的,因此应该居于一切存在的中心”的观点,或者至少最初并不以这个观点为基础。确实,“人类很特别”的观点可以与地心说拼合在一起,但是地心说最初的原因却是实实在在、以经验为基础的推理结果。我们将在下一章中研究其中的某些原因。

同样与人们通常所认为的不同的是,在亚里士多德世界观中,地球被认为是球形的,而不是平的。甚至在亚里士多德时代以前,我们的前人就很清楚,地球几乎肯定是球形的。同样地,我们将在下一章中研究这一观点产生的原因,这些原因在很大程度上与我们现在所掌握的原因是重合的。

关于月亮、太阳、恒星和行星,亚里士多德世界观中的观点如下:月亮当然是距离地球最近的天体。月亮和地球之间的区域,也就是月下区域,被认为与月亮以外的区域,也就是月上区域,有显著差异。稍后我们将讨论其中的一些差异。

在月球以外,通常的共识是行星和太阳的顺序如下:首先是水星,然后是金星,接下来是太阳、火星、木星、土星以及所谓的恒星球面。以下是关于这些行星和恒星的几点说明。

以火星为例来思考一下。在我们的时代,当我们想到火星时,我们想到的是一个布满岩石的星球,与地球有些相像,可能有荒芜的地表,还有比地球上红土地更红的土壤。但是,总的来说,我们倾向于认为火星基本上与地球很像,是一个在宇宙中运行的巨大岩石星球。

我们对火星的看法在很大程度上都受现有技术的影响。我们看到过火星表面的照片,了解过曾到访火星的宇宙飞船带回的数据,可能还通过望远镜亲身观测过火星,等等。总之,我们关于火星的观点深受技术的影响。

这样的技术在亚里士多德世界观占主导的时代并不存在。事实上,关于恒星和行星的观点基本上只能以肉眼观察结果为基础。一个人仅用肉眼去看恒星和行星,能看到什么?——看不到什么。事实上,没有现代科技,恒星和行星看起来非常相似。基本上,恒星和行星看起来都是夜空中的亮点。仅用肉眼观测,恒星与我们称为行星的五个亮点(至少是五个仅用肉眼观察可见的行星)之间,主要区别在于恒星和行星在夜空中的运动模式不同。不同的运动模式就是把行星和恒星区别开来的主要因素。

正因如此,秉持亚里士多德世界观的人无论如何都没有理由认为其他行星与地球之间存在相似点。事实上,在亚里士多德世界观中,太阳、恒星和行星都被认为由类似的物质组成,而且其与地球上的任何物质都相当不同。这种物质就是以太——被认为只能在月上区域找到,而且具有不寻常的属性,从而可以解释月上区域里物体的运动模式。

在宇宙边缘就是恒星所在的球面。通常的观点是所有恒星与地球之间的距离都相等,且都镶嵌在一个球面上。球面以自身轴线为中心转动,转动一圈大约24小时。球面转动的时候带动镶嵌其上的恒星一起转动,这就解释了人们关于恒星的观测结果,也就是恒星看起来每24小时沿圆形轨道围绕地球转动一圈。

最后,关于宇宙的大小,我做一点说明。在亚里士多德世界观中,人们认为宇宙有多大?或者说固定的恒星球面距离地球有多远?回答这些问题,我们必须十分谨慎。按照当时的标准,宇宙被认为是非常大的。不过与他们的想法相比,我们所知道的宇宙可以算是大到无法想象,甚至是无限的,因此,按照现代标准,当时的人们所认为的宇宙对我们来说是一个相对较小的宇宙的概念。换句话说,当时的人们认为宇宙很大,但是他们无法想象宇宙后来会变得有多巨大。

|关于宇宙的概念性观点|

现在,让我们结束对宇宙物理结构观点的讨论,开始讨论关于宇宙的更概念化的观点。在所有更概念化的观点中,最重要的两个是目的论和本质论。也就是说,人们认为宇宙是有目的的,而且有本质存在。重点是目的论和本质论紧密交织在一起,交织程度之深,甚至可以令人把它们看作是同一枚硬币的正反两面。下面我将简要解释一下这些概念。

要理解目的论,让我们首先理解目的论解释这个概念。假设我们提出下面这个问题,“为什么结果实的植物会结果实,比如,为什么苹果树会结出苹果?”很明显,答案与繁殖有关。也就是说,苹果里面有种子,种子就是苹果树繁殖的媒介,所以,很明显苹果与繁殖有关。然而,请注意,大部分植物并没有把自己的种子包裹在果实中,那么为什么结果实的植物会把种子包裹在果实中呢?顺便提一下,与人们通常所认为的不同,果实并不会向种子提供任何养分(正因如此,果实与坚果非常不同,坚果的果肉为种子提供养分)。这是一个很好的问题,以苹果树为例,苹果树用大量养分来结苹果,并把种子包裹在这些苹果中,但苹果却不能直接为种子提供养分。那么苹果树到底为什么如此大费周章又花费那么多资源来把种子包裹在苹果里呢?

一个好的答案是苹果为散播种子提供了一个手段。让我们暂且用拟人的方式,从苹果树的角度来分析一下这个情况。别忘了,植物是不会移动的,所以如果你把自己的种子直直地播撒下去,它们就将落在已经有了植物的土地上。因此,你需要一些能让种子离自己远一些的方法。大多数植物都面临这个问题,而解决方式有很多种。有些植物把种子包裹在轻盈蓬松的结构里,被风吹走;有些植物把种子包裹在带刺的容器中,有动物经过,就可以扎在它们身上被带走;有些植物则把种子包裹进像直升机一样的结构里,盘旋着从自己身边离开;等等。结果实的植物把种子包裹在果实里,这些果实对动物来说是美食,当动物吃掉这些果实时也就同时把种子吃了下去。一两天以后,动物通过排泄排出种子,此时,种子与产出果实的植物就已经有了些距离(同时值得一提的是,这时,种子也可以很方便地得到肥料)。

简言之,如果我们提出“为什么苹果树会结苹果”的问题,一个不错的答案就是苹果树为了散播种子而结苹果。这就是目的论解释的一个最好范例。下面是另外几个例子,比如:

为什么心脏会跳动?——为了输送血液。

为什么你会读这本书?——为了学习科学史和科学哲学。

为什么剑龙背上有巨大的骨板?——为了调节体温。

一般来说,目的论解释就是从为实现一个目标、目的或功能的角度而给出的解释。在上面那些例子里,要实现的目标、目的或功能都很明确:散播种子、输送血液、学习和调节体温,这些都属于目标、目的或功能。

现在,让我们把上面的解释与机械论解释进行一下对比。机械论解释是一种不从目标、目的或功能的角度提出的解释。举个例子,假设我扔了一块石头,如果我们提出“为什么石头会下落”的问题,那么从17世纪末期至今,对这个问题的标准解释是,石头因为重力而下落。值得注意的是,这个解释里并没有任何目标、目的或功能的意味。石头的下落没有目标或目的,也不涉及任何功能。石头只是一个受外力作用的物体。这种不涉及目标、目的或功能的解释就是机械论解释。所以,总的来说,目的论解释是从目标、目的或功能角度提出的解释,而机械论解释则是不使用目标、目的和功能的解释。

值得注意的是,对很多问题来说,目的论解释和机械论解释都是行得通的。上面的例子,也就是苹果树结出苹果来散播种子的例子,就是一个目的论解释。但是对同样的问题,我们也可以给出一个机械论解释,就像下面这样:在苹果树演化过程中,现代这种可结出苹果的苹果树的祖先(或者说是苹果的祖先)存活了下来,而且比那些不结苹果的苹果树更容易繁殖,因此,在苹果树这个物种的总数中,可结出苹果的苹果树(或者说是这些苹果树的祖先)所占比例就特别高。简言之,对“为什么苹果树会结出苹果”这个问题的回答,就只是从演化论角度进行的一个描述