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波普尔:科学与错误的姻缘(中外哲学漫话之十六)

 hyp0101 2018-02-05

波普尔说:科学恰恰是有可能被证明为错误的理论。



    (一)灵验未必真科学


    近年来,不少传统上被视为“迷信”的事物纷纷提出“申请”,要加入“科学”的行列,要求人们承认它们是“科学”,或者径直宜布自己就是“科学”。气功治愈了不少病症,于是人们说,气功是一种科学;一位《周易》的研究者据说预言了前苏联一位领导人的逝世,于是他宣布,占卜术是一门科学;一位气功师靠特异功能预言了1992年3月22日中国发射第一颗“澳星”的失败,于是人们说,特异功能一定是科学……据此类推,在某些情况下都能显示出其灵验的测字、相面、跳大神、看风水、求仙拜佛,就都可以被称为“科学”了。然而,自然科学家们,包括那些每天坚持练气功甚至相信占卜、相面等等具有灵验性的科学家们,却拒绝承认上述事物属于科学,他们清楚地看到这些事物不论在理论上还是在实践上都同自己作为科学家所占领的那个领域完全是两码事。


    问题在于,“科学”这个词被滥用了。自从近代自然科学在各个领域大显其改造世界的神威之后,人们渐渐地形成了一种习惯认识:存在着一个客观世界;对于这个客观世界及其各个部分、各个侧面的正确认识只能有一个,这就是科学,除此之外,皆是胡说,皆是迷信;而判断一个认识是否科学,则全看它在实践中是否表现出灵验。在这种习惯认识的统治下,就无怪乎大家都要争相抢夺“科学”的桂冠来往自己头上扣了。


    其实,这种习惯认识根本经不住推敲。我们知道,科学是历史的产物,人类曾经经历过一个很长的没有科学的时代。而且即使在科学产生后,人们对于自然和社会的认识和改造,也并非总是在科学指导下进行的。在古代,人们的天文知识不是很大程度上来源于主张“天人感应”的占星术吗?“圣女”贞德不是在宗教的旗帜下率领法国人民抗击英国的侵略吗?再者,科学也总是包含着错误的成分,哥白尼的“日心说”不仅将太阳视为太阳系的中心,而且将之视为整个宇宙的中心,这不是对错参半吗?非科学的东西也并非都是错误,道家旨在求得长生不老药的炼丹术中就包含着对于事物化学性质的某些正确认识。


    可见,科学并不等同于“正确”,科学也并不是人类对于客观世界唯一有价值的认识。它只是人们认识客观世界的一种特定的方法。摆在人们面前的任务不是一股脑儿地将所有对人类有价值的知识都挂上科学的招牌,而是应该去发现科学不同于其他知识的特点,发现可以将科学和其他知识区别开来的标准。这便是科学哲学中所谓的“划界问题”。


    在西方古代和中世纪,人们强调科学追求永恒和一般,用这一标准来使它同各种相对的、具体的知识相区别。然而,如我们前面所说,追求永恒与一般,可以说是科学与基督教的共同特点,以此来作为科学与非科学的标准,使得科学长期以来不能摆脱对于哲学和宗教的附属地位。


    自从培根强调科学必须以观察和实验为基础以来,“可证实性”成了西方哲学和科学界划分科学与非科学的划界标准。即是说,科学理论必须是能在经验事实中得到证实的。例如,根据这个标准,“这张桌子是黄色的”,就是一个科学命题,而“这张桌子有灵魂”、“这张桌子是物质的”,就不是科学命题。因为前者可以为我们的视觉所证实,而后两者不能为我们的任何感觉经验所证实。这种可证实性标准的提出,在科学哲学史上是一个进步,因为它将经院哲学和机械唯物论那一套上帝、灵魂、天使、物质之类的不可感知的形而上学概念断然排除在科学之外,有利于科学的发展。不过,到了20世纪二三十年代,可证实性标准又受到了一位当代哲学家和科学家的挑战,科学方法论和科学动力学也因此得到了迅速的发展,这位当代的哲学家和科学家就是波普尔。


    波普尔1902年生于奥地利维也纳的一个犹太裔知识分子家庭,他从小就对哲学和科学有着浓厚的兴趣。1918年,波普尔进入维也纳大学学习。希特勒上台后实行排犹政策,当奥地利面临被德国兼并的情况下,他迁居新西兰。第二次世界大战后。又移居英国,并加入了英国籍。


    波普尔是一位科学家,在数学、物理学、生物学等方面都有很深的造诣;他同时又是一位哲学家,对科学哲学贡献尤大,著有《科学发现的逻辑》、《猜想与反驳》等著作。


    波普尔指出,科学陈述可以分为两种。一种是以单称判断形式出现的观察陈述,如“X乌鸦是黑色的”;另一种是以全称判断出现的理论陈述,如“天下所有的乌鸦都是黑色的”。后面这样一种带有普遍性的陈述,正好体现了科学追求永恒和一般的根本特征。然而,可证实原则对于它来说却是不适用的,因为严格的全称陈述所包含的个体例证数目是无限的,而观察事例却总是有限的。我们不论现察到多少只黑色的乌鸦,也不能证实“天下乌鸦一般黑”这个带普遍性的全称陈述,也不能排除在某时某地存在着一只或一些非黑色鸟鸦的可能。而且,波普尔指出,以可证实性来作为科学与非科学的划界标准,一方面会将一些真正的科学理论从科学中排斥出去,因为它们在一定时期内不能被经验所证实;而另一方面,占星术、占卜术等等又会因为它们在某些场合的灵验(即可证实)而被划入科学。


总之,波普尔认为,可证实性不能作为科学与非科学之间的划界标准,“灵验未必真科学”。

 

    (二)科学恰有可错性

    

    波普尔指出,像“天下乌鸦皆黑”这样的全称陈述,虽然无论多少个与之相符的事实都不能将它证实,然而却只需一个与之不相符的事实就可以将它证否。我们只需举出有一只乌鸦非黑色的例证,那么“天下乌鸦皆黑”就被证明是错误的了。这种否证是一种演绎推理,它的形式是:

             前提1:     如果P,则Q

前提2:        非Q

———————————

结论:        ∴ 非P     

 

    例如:如果“天下乌鸦皆黑”,则“X乌鸦必黑”;“X乌鸦非黑”,所以“天下乌鸦皆黑”不成立。


    结合这种逻辑上的否证法,波普尔提出,科学理论用以将自己同一切非科学、伪科学区别开来的标准应该是它的“可证否性”。所谓可证否性,是指在逻辑上有可能(而不是不可能)被证明为错误。波普尔指出,科学理论都具有可证否性。也就是说,它们在提出的同时,就可以明确指出自己是同哪些经验事实不能相容的;或者说,如果出现了哪些经验事实,自己就将被证否。例如,“天下乌鸦皆黑”这个科学命题提出时,就可以明确指出,只要某时某地发现了一只非黑色的乌鸦,它就自认倒霉而被证否。这种以具有可证否性为特征的科学理论,既包括已经被证否了的科学理论,也包括虽然尚未被证否但却可以说明自己在何种经验事实面前将会被证否的科学理论。


    波普尔指出,凡是不可证否的命题和理论都是非科学或伪科学。它们包括:①重言式命题,如“单身汉无妻”;②列举了各种可能的命题,如“明天或者下雨,或者不下雨”;③含义不清、模棱两可的命题,江湖术士们往往就是靠提出这样一些命题来骗人,如“有妻不能光棍”,既可读作“有妻,不能光棍”,也可读作“有妻不能,光棍”;④超经验的形而上学命题,如“上帝是存在的”、“物质是存在的”;等等。所有这些种类的命题,都不具有可证否性,它们是不会发生错误的,绝对正确的,或者说是不可能被证明是错误的。


    可见,根据波普尔提出的可证否性标准,科学理论恰恰是那些具有可错性的理论,而那些不具可错性、绝对正确、永远正确的理论,或者只是不能给人们提供任何信息的废话,或者只是先天同经验事实隔绝、永远拒绝经验事实检验的教条。

    

    波普尔不仅提出可证否性的概念来作为科学与非科学的划界标准,而且还提出了“可证否度”的概念来衡量和比较不同科学理论的精确程度和它所含信息量的多少。他指出,一个科学理论的可证否度越高,或者说潜在的可以否证这个理论的事实越多,它给我们提供的知识也就越多。例如有这样两个命题:①明天将下雨;②明天将下雨并且刮风。第二个命题就比第一个命题可证否度要高,或者说第二个命题较之第一个更有可能被证明是错误的。因为对于第一个命题来说,只有明天不下雨的事实才可将它证否,而对于第二个命题来说,不仅明天不下雨可以将它证否,而且就算是明天下雨,但只要不刮风,仍可将它证否。不过,显而易见的是,第二个命题给我们提供的信息,要比第一个多。


    所以,一个理论,其可证否度越高,其可错性越大,它向我们提供的信息也就越多,或者说它的精确度也就越高。科学理论所追求的,恰恰是要使自己的可证否度或可错度趋于升高。


  这样,科学就不像人们习惯中所认为的等于正确无误,相反,它等于“可错”。科学恰恰是人类对于客观世界的具有可错性的认识,或者说它恰恰是人类在认识客观世界时所使用的一种具有可错性的方法。说明了这一点,我们就要奉劝那些自封永远正确的各类教条以及那些尽管能给人类带来利益但却不能说出自己在何种条件下会被证否的理论:放弃或者停止争取科学的桂冠吧!

 

    (三)“尽可能快地犯错误”


    在波普耳的科学哲学巨著《猜想与反驳》的扉页上,他摘引了别人的这样一句话:我们所要做的一切是尽可能快地犯错误。他以此来表达他关于科学成长道路的根本观点。


    在波普尔之前,在科学的进步与发展问题上,大致盛行着这样一种观点:科学始于观察与实验,在此基础上形成理论。而理论一旦得到确证,就永远不会再被推推翻。此后科学的发展就表现为已形成的理论扩展其范围,增强其精确性,或者被归并到一种更为全面的理论中去。有人将这种科学发展观称为“中国套箱观”,箱子代表理论,科学的发展好比大箱套在小箱外面,逐渐增大容积,但原来的小箱并不被废弃。这是一种渐进主义、积累主义的科学发展观,它排斥了破旧立新的科学革命的可能性。


    波普尔认为这种科学发展观不符合科学史的事实,他提出了两点全新的见解。


    第一,关于科学的产生,波普尔认为不是始于观察而是始于问题。他论证说,人们在观察之前,必有一种理论作为指导,观察之中就渗透着理论,否则观察就是不可思议的。他举例说,如果我坐在书房里,有人要求我记录下我所观察到的一切,我就不知如何记录是好。书桌上有墨水、纸张;阳光从窗外射入,室内的明暗随云层的变化而不断变化;窗外的大街上汽车不断地行驶,报童的喊声由远而近……我该怎样记录呢?显然,观察必须有目的、有选择,这种目的和选择就来源于先于观察而存在于人们头脑中的兴趣和理论,它决定了在同时映入眼帘的各种光线中人们看到了什么,它决定了人们会去主动寻找什么去观察,它甚至决定了对于同一种视觉材料人们会有不同的印象。下面是格式塔心理学用来说明这一观点的一个图象:对于这个图象,如果注意它白色的部分,就会看到一只高脚杯;如果注意它黑色的部分就会看到两个相向而对的头像。这说明了先于观察而存在于人门头脑中的兴趣、理论、注意力等主现因素在一定程度上决定着观察的结果。据此波普尔指出,理论先于观察,观察中渗透着理论。

  

                                 

因此,科学不可能始于观察。波普尔认为,科学的起点是问题。所谓问题就是矛盾,它包括理论与观察的矛盾、理论之间以及理论内部的矛盾。例如在伽利略创立自由落体定律前,传统的亚里士多德观点认为物体愈重下落愈快。然而比萨斜塔上的实验却证明,同时下落而重量分别为10磅与1磅的两个铁球会同时落地,这是理论与观察的矛盾。此外,按照亚里士多德的观点,如果设想将两块重量不同的石头捆在一起下落,人们就能预想出两种同样合乎逻辑然而却彼此互相矛盾的结果:一是捆在一起的石头因重量等于两石之和,其下落速度也是两石之和;另一是捆在一起的石头由于毕竟仍是两个物体,在下落过程中小石要拖大石的后腿,这样,其下落速度应为两石各自速度的平均值。这体现了理论内部的矛盾。


面对这些矛盾或问题,新的理论就产生了。波普尔认为,这种新的理论不是来源于对大量观察事例的归纳,而是来源于科学家面对问题而产生的灵感;这种灵感不是对客观世界的反映,而是对它内层结构的猜想。这种新的理论,不是对于旧理论的发展,而是对于它的革命。这是波普尔在科学发展问题上提出的第二个新见解。


新的理论作为对于客观世界的猜想,在提出以后就要面临检验。它首先要面临逻辑的检验,看它是否具有可证否性,是否无内在矛盾,是否简洁等等。然后,它还要面对观察与实验的检验,这是自然对于理论的反驳。自然常常说“不”,理论总有一天会被证否,到那时人们面对新的问题将会提出新的猜想。波普尔将科学发展的这个过程归结为著名的四段图式:“问题→尝试性解决→排除错误→新的间题。”


波普尔的科学哲学有着不少不够完善的地方,然而它却向我们揭示了这样一个真理——科学与错误是一对老天爷配就的姻缘。波普尔告诉我们,从某种意义上说,科学成长的过程就是一个不断犯错误而又不断发现错误、排除错误的过程。以发现旧理论中的错误为起点,尽快地提出具有可错性的新猜想,再尽快地以实践去证明这种猜想的错误,这正是科学家们的全部任务。对于波普尔的这个观点,后人批评它失之于片面。不过站在波普尔的立场上看问题,能够提出一个理论来供人们挑错和证否,恰恰是对科学的一个贡献。说到这里.我们便不能不又一次感到波普尔科学哲学的魅力。


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