我们究竟是怎样从实验中学习科学理论的?学习的又是什么样的科学理论?“判决性实验”一词表明,我们从某些实验中可以学得更多。
按照严格的归纳主义,如能从一个实验中归纳出某种重要的自然定律,这就是基本实验(不是“判决性”实验)。但有些逻辑学家认为归纳概括无效,他们看到判决性实验以不同方式保证科学理论真理性的作用。他们有的认为,有可能先验地列举一切可能的敌对理论,他们把驳倒第(n-1)个敌对理论、证明第n个理论的实验看作是“判决性实验”,这是进行猜想的根据,也是进行反证和确证的实验。但许多怀疑论者却指出,敌对理论总是多得不计其数,从而实验也没有证明作用。不能从经验中获知任何科学理论的真理性、充其量只能获知其谬误:证实事例并无任何认识价值。
那么,一切尚未驳倒的理论是否都是猜想呢?有些人这样看。有些人则认为,有的理论比其他理论更可几。现代归纳逻辑学家借助于可能事态的定义计算这种几率值,而这些可能事态必然具有可靠的假定。我们只要同意这些假定,每一证实事例对理论几率就可能有那么一点认识意义。
另一种可能是,任何理论都得不到证明,但可以算一下它所击败的强手数目,由此而评价其似真性。用这种方式,人们不知道能获得多少(在发明新理论和设计判决性实验时的)想象能力,也不知道能获知多少关于自然界的情况,因为这一学习理论最大的反直觉特征正在于,它大大促进了发明虚假的新理论:确证程度可以标志人类心灵违反常情的发明创造性,而不是标志理论取决于自然的似真性。
那么,我们能否至少从实验中获知某些理论是虚假的呢?也不可能。我们不能从经验中获知任何理论为谬误。
证伪主义关于科学理论的标准
鲍波尔的“科学游戏”(或者“科学发现的逻辑”、“方法论”、“评价系统”、“分界标准”、“科学定义”)是一套关于科学理论的标准。科学理论并不是建立在事实基础上,或者由事实确立或“获得几率”的,毋宁说它是为事实所清除的。进步是由大胆的思辨理论同可重复的观察之间持续的无情的革命对抗所构成,是由接连不断地迅速清除失败理论所构成:“试错法是通过观察陈述排除虚假理论的方法”,“大胆猜想以供检验,如与观察冲突则予以排除”。这样,科学的历史就成了理论同实验之间的一系列争斗,只有实验才能在争斗中获得决定性胜利。理论家提出科学理论,有的基本陈述与之发生矛盾,只要其中有一个陈述得到“公认”,理论就被“驳倒”了,必须加以摈弃,一种新理论也必将取而代之。“最终决定一种理论命运的,只能是检验的结果,也就是对基本陈述的一致看法”。他要求科学家对这些实验预先详加说明,如果结果是否定的,则将导致这一理论系统最核心部分的证伪。他要求科学家事先表明,在什么样的实验条件下他就要放弃最基本的假定。这一道德要求其实正是鲍波尔“分界标准”,也即关于科学定义的要旨。
支配“科学游戏”的“约定”或“规则”,最能说明鲍波尔的科学定义。一开始必须是前后一致的可证伪的假说,即与“潜在反证”一致的假说。潜在反证是“基本陈述”,其真值可借助于当时的实验技术而判定。科学陪审团必须一致同意有一种实验技术,使他们有可能给“基本陈述”以真值。下一步是在受控实验中反复进行检验,陪审团也作出第二个决定,即把什么样的实际真值(真理或谬误)赋予潜在反证。
如果第二步裁决是否定的,摈弃了潜在反证,则宣布假说得以“确证”,这只能意味着它引起了进一步挑战。如果第二步裁决是肯定的,接受了潜在反证,则宣布假说已被“证伪”,这只能意味着假说遭到了摈弃、“推翻”、“抛弃”,以军人的荣誉被埋葬了。
埋葬了旧假说,就请来了新假说。新假说必须解释其前驱的部分成功,而且还要解释得多一点。假说不管在直觉方面如何新颖,如果在经验内容上没有超过它的前驱,就不容许提出来。如果没有这些额外的内容,仲裁人就会宣布它是“特选的”,要提出者撤回。如果新假说并非特选的,就要遵循上述可以证伪假说的标准程序。
这种“科学游戏”如玩得恰当,则在下述意义上是“进步”的:随后提出的理论将不断提高其普遍性(或增加“经验内容”);它们将提出越来越深入的宇宙问题。
游戏规则是约定。可以通过讨论约定对某种目的“适合性〃来批判这些约定:“对约定的适合性可以有不同意见,只有在具有某种共同目的的党派之间才可能合理地讨论这些问题。而选择什么目的……是没有理性论据的。”鲍波尔在《发现的逻辑》中从未阐明过超出于其规则内容的科学游戏的目的。对真理的探索只是科学家的心理动机,而不是科学的理性目的。甚至在后期著作中,我们也找不到这样的提示:如何评价 ~ 套可以更有效导向真理的前后一致的规则(或分界标准)。
鲍波尔怎样得出他的标准呢?他同他那个时代最杰出的科学家一样,认为牛顿理论虽已驳倒,仍然不失为一项惊人的科学成就;爱因斯坦理论更好一些;占星术、弗洛伊德学说和二十世纪的马克思主义都是伪科学。他的问题是要找到一种科学定义,由此可以得出关于每一理论的“基本陈述”;他提供了一种新的解决办法。让我们暂时同意这样一种元标准:如果一种理性理论与科学共同体公认的“基本价值判断”不一致,就应摈弃这一理性理论。实际上这一元方法论规则可对应于证伪主义方法论规则:科学理论若与科学共同体一致公认的(“经验的”)基本陈述不一致,则应被摈弃。鲍波尔的整个方法论建立在下述论点上:存在着一些(相对的)单称陈述,其真值科学家可能取得一致意见;没有这样的一致,就会出现一座“新通天塔”,而“高耸的科学大厦将立即化为废墟”。即使对“基本”陈述意见一致,但对如何评价相对于“经验基础”的科学成就则完全不一致,这座高耸的科学大厦不是也同样要化为废墟么?当然是这样,令人惊奇的是,关于理论的科学性并没有什么一致的普遍标准,但关于个别成就在上两个世纪中却是相当一致的。对科学合理性理论并无一般看法,对某一步游戏的合理性倒有相当一致的看法——这究竟是科学还是狂热?
对证伪主义科学标准的“证伪”
证伪主义分界标准其实也很容易“被证伪”,因为按照这一元标准,最好的科学成就也是非科学的,最好的科学家在最重要的时刻也破坏了证伪主义 · 的科学规则。
在鲍波尔那种证伪主义中,其基本规则是:科学家必须预先定好他将在什么实验条件下放弃什么假定;甚至他的最基本假定;反驳标准必须事先规定:必须一致同意如实际观察到哪一种可观察情况就意味着理论被驳倒了。但是哪一种临床反应将使心理分析家满意地认为,它不仅反驳了某种临床判断,还反驳了心理分析本身呢?分析家讨论过这样的标准吗?一致同意过吗?鲍波尔对于心理分析的看法是正确的:它没有立即拿得出来的答案。鲍波尔对科学诚实的根本挑战,使弗洛伊德派大为狼狈。他们拒绝指定将使他们放弃其基本假定的实验条件。鲍波尔认为这就是思想上不诚实的标志。但如果把鲍波尔的问题向牛顿派科学家提出:“哪种观察将使牛顿派满意地认为,它不仅反驳了某种牛顿派的解释,也反驳牛顿动力学和万有引力理论本身?牛顿派讨论过这样的标准吗?一致同意过吗?”可惜,牛顿派也难以给出肯定的答案。如果心理分析家应被鲍波尔的标准谴责为不诚实,那么牛顿派是否也理应受到同样的谴责呢?
鲍波尔当然可以撤销他那卓越的挑战,而只对包括初始条件和各种辅助理论和观察理论在内的理论系统要求可证伪性——以及根据证伪而摈弃。这是很大的一步退却,富有想象力的科学家由此可以在理论迷宫的偏僻角落里通过侥幸的适当改动以挽救他的得意理论。但即使鲍波尔把规则放宽了,也使大多数光辉的科学家无法正常生活。在大规模研究纲领中,总有一些已知的反常现象:研究者一般总是把它们撇在一边,遵循纲领的正面启发行事。一般说来,他总是把注意力集中在正面启发上,而不是集中在那些使人心烦的反常现象上,总是希望随着纲领的进步而把“难对付的事例”转变为证实事例。用鲍波尔的话来说,甚至伟大的科学家们也往往使用一些禁用策略、特选战略。例如,他们大多都不把水星反常的近日点看作是对牛顿行星系理论的证伪,从而看作是摈弃这一理论的理由,而把它作为一个疑难事例搁到以后去解决。对待这种鲍波尔以为是反例的反常现象,最好的科学家已一致接受这种方法论。有些研究纲领现在已受到在反常海洋中不断进步的科学家共同体的最大重视。鲍波尔以之为非理性(“非批判”)而摈弃了这样的工作,这意味着他的定义已被证伪。
一般说来,鲍波尔固执地过高估计了纯否定批判(不管是经验的还是逻辑的)的直接打击力量。他说:“一旦确切指出了错误或矛盾,就不可能用言词推诿了:错误能够加以证明,错误就是错误。”Grünbaum也认为,Michelson-Morley实验中所包含的“否定结果”在相对论产生中起了决定性的逻辑作用。但是,这个实验在相对论出现以前在任何“逻辑”的意义上都不是经典物理学的“否定结果”。
这就是科学名流的某些“基本”评价是怎样“证伪”证伪主义科学定义的,怎样“证伪”证伪主义道德的。
从历史序列中评价研究纲领
我曾试图修改证伪主义的科学定义,使它不排除实际科学所必不可少的策略。我想这样来修改:主要是把理论评价问题转换为理论、或者说是“研究纲领”的历史序列的评价问题,同时改变那种摒弃理论的证伪主义规则。
首先,人们会“承认”不仅基本陈述是约定,全称陈述也是约定,其实这是关于科学增长连续性最重要的线索。基本的评价单位决不是孤立理论或理论组合,而是研究纲领:它具有按惯例接受的(从而只是暂时确定为“不可反驳”的)硬核,它还具有正面启发以规定问题、预见反常、并按照预想的计划顺利地把反常转变为实例。科学家尽可列举反常现象,但只要他的研究纲领保持势头,他就可以置反常于不顾。将选择什么问题,主要取决于他的纲领的正面启发,而不是反常现象。只有正面启发的驱动力减弱了,才会给反常现象以更多的注意。
要评价像研究纲领那样的巨大单位,从一方面说,比鲍波尔的理论评价更为宽容:研究纲领可以克服自己的幼稚病,诸如基础有矛盾和偶尔特选的行动。反常、矛盾、特选策略以至所谓否定的“判决性”实验,都可以同研究纲领总体的进步相一致。旧理性主义梦想用机械、半机械或至少可靠行动的方法揭露谬误、未证明性、无意义废话甚至非理性选择,现在必须放弃这种梦想了。但另一方面,进行这样的评价也更为严格:不仅要求研究纲领应成功地预见新事实,还要求主要按照在研究纲领正面启发中所事先规定的统一思想,来建立纲领的辅助假说保护层。
很难判定什么时候一个研究纲领已经毫无希望地退化了,也很难判定什么时候一个纲领已对另一敌对纲领的决定性优势,尤其是如果不要求每一步都有进步,那就更难了。从这一点说,不可能有什么“瞬息理性”。无论是前后矛盾的逻辑证明,还是实验科学家对反常现象的裁决,都不可能一举粉碎一个研究纲领。证伪主义者如果想把证伪主义用于研究纲领而不是孤立理论,他只能事后“聪明”。自然界可以喊“否”,但人类的才智总是可以喊得更响。任何理论,即使是谬误,也能够以充分的光辉和某种幸运而长时期受到“进步地”捍卫。
那么某一理论或整个研究纲领究竟什么时候会遭到摈弃呢?我主张,只有在更好的理论或研究纲领可以取而代之的时候。所以,我把鲍波尔的“证伪”和“摸弃”分开来,而鲍波尔把它们合并起来正是他的朴素证伪主义的主要弱点。人们并不是通过接受或摈弃某一个别理论而学习的,而是通过对比不同的研究纲领在理论、经验和启发等方面的进步而学习的。
于是,我的修正呈现出一幅与鲍波尔完全不同的科学游戏图景。最好的开棋策略并不是可证伪的(从而也是不矛盾的)假说,而是研究纲领。单纯“证伪”(也即反常)应加以记录,但不需要根据它行动。证伪主义所谓的“判决性实验”是不存在的:充其量只是在一个纲领失败很久以后才把“判决性实验”尊称授予某些反常现象。证伪主义者认为,描述判决性实验要借助于同理论不一致的公认基本陈述。但我坚持任何公认的基本陈述都不能给我们以摈弃一种理论的权利。这样的冲突可表明有问题(大问题或小问题),但绝不是什么“胜利”,任何实验在完成的时候都不可能是判决性的(心理学中也许有例外)。“猜想和反驳”的证伪主义模式,也即继之以“由实验揭示错误”模式的“以假说进行试探”模式,已经瓦解了。理论只能由更好的理论排除,这就是说,只能由经验内容超越于前驱的确证内容的理论来排除,而这些经验内容正陆续得到证实。一种理论被另一种更好的理论取代,前者甚至并不一定是按照传统意义被“证伪”的。这样,进步和学习的特征在于证实超额内容的事例,而不在于证伪的事例,而“证伪”和“摈弃”在逻辑上也独立了。鲍波尔明确说过:“一种理论在遭受反驳以前、我们决不能知道它必须进行怎样的修正。”而按照我的看法,问题恰恰相反:一种理论在得到修正以前,我们决不能知道它将遭受怎样的“反驳”,而某些最有趣的修正与其说是被反常现象所推动,不如说是被研究纲领的“正面启发”所推动。
科学进步历史的合理性
反对者会说,要对我这个新标准证伪,也未必更难。一些重大的判决性实验,像宇称原理的证伪,直接影响怎样呢?
我愿意分两段回答。首先我要稍微改正一下以前所宣布的暂定元标准:如普遍规则与某一“标准基本判断”发生冲突,应当容许科学共同体有时间考虑这一冲突,他们可以放弃特殊判断而服从于一般规则。决不能轻率进行这种“二级”证伪。然后我想提出一个更好的标准:如果我们从方法上抛弃了否定的判决性实验,那么为什么又要从元方法上坚持它呢?我们可以立即具有一种关于方法论(而不是科学)研究纲领的二级方法论:研究纲领方法论的自我应用。
我们尽管坚持合理性理论必须试图在普遍而一贯的框架中组织基本价值判断,但不一定仅仅因为某些反常或其他不一致之处,就立即摈弃这个框架。另一方面,一种好的合理性理论必须预知其前驱所始料未及的进一步的基本价值判断,甚至必须导致先前所持有的基本价值判断的修正。我们摈弃一种合理性理论只是为了另一种更好的理论,为了一种在类经验意义上代表进步转换的理论。因而这个新的更为宽容的元标准使我们能够去比较相互竞争的发现逻辑,去识别“元科学”知识的增长。
例如,关于科学合理性的证伪主义理论,决不能仅仅因为它与某些主要科学家的实际基本判断有冲突,就认为已被“证伪”。相反,按照我们的新标准,它比其论证主义前驱还要进步。跟这些前驱相反,它重新恢复了像燃素说那种已被证伪的理论的科学地位,从而把那种把燃素说逐出科学史、赶进非理性信仰史中去的(归纳主义历史学家的)价值判断,颠倒了过来。同样,它也颠倒了本世纪二十年代对陨星的评价,即对Bohr-Kramers-Slate理论的评价。按照大多数论证主义的合理性理论,整个科学史充其量只是对于某种未来科学史的前科学序幕。证伪主义方法论使历史学家有可能把科学史中更多的实际价值判断解释为理性的,因而证伪主义与归纳主义相比,是个进步。
我希望我的方法论根据我所指明的标准,能够更进一步。它对更为古老的孤立的基本价值判断提供了理性的系统说明;事实上它已引出一种新的(至少对论证主义者或朴素证伪主义者来说)令人惊奇的基本价值判断。例如,对证伪主义者来说,在发现水星反常的近日点以后还赞成(并因此而保持和进一步阐述)牛顿万有引力理论,就成为非理性了;再如还赞成(从而还大胆地发展)建立在自相矛盾基础上的玻尔旧量子论,也成为非理性了:至少在没有Michelson-Morley实验的冲击时就赞成爱因斯坦的早期相对论,这也甚至可能是非理性的。从我的观点看来,这一些完全都是理性的发展。与证伪主义者不同,按照我的理论,牛顿派、玻尔和爱因斯坦都是正确的。从我的方法论观点中也可以看出,为失败的纲领所进行的后卫战也完全是理性的,并不就是教条行为的表现;这样我们就能够把后来编史工作的标准判断颠倒过来,使这些编史工作不致再使许多这类后卫战从科学史教科书中消失。而以前,这种后卫战却不是被归纳主义、就是被证伪主义的派性历史删掉了。
合理性理论进步的特征在于历史上的发现或再发现:在于把日趋增长的充满价值的历史改编为理性的历史。
结 语
科学理论的评价问题(分界问题是其中一个关键问题)是科学哲学的一个基本问题。如何解决这个问题,决定着科学知识理论的规范内容,决定着我们思想诚实的准则;也决定着我们编写历史的观点。
解决这个一般分界问题,有三种主要观点:
(1)试图提出一个普遍的分界标准,如几率论者或证伪主义者所提出的或研究纲领方法论所提出的标准。这是莱布尼茨、卡尔纳普、鲍波尔、Grünbaum(以及我本人)的观点。(2)认为一种反常现象比其他更有决定作用,一种理论比其他更好;但是没有,也不能有进行判定的普遍分界标准。必须根据其本身的优点和权威(大科学家)所坚持的判断讨论各种情况。这是Polanyi和库恩的观点。(3)否认任何理论会在认识论方面比其他观点优越,因而只有一些相互竞争的信念,其中有些被称为“科学的”。这种文化相对主义起源于古代的怀疑论,今天广泛地流传于当代反科学运动之中,其最明确的表现可见于Feyerabend近来的“认识论无政府主义”之中。
对第三种观点我感到震惊;第二种观点我看是在哲学上向权威卑躬屈节。除非我们在解决一般分界问题上取得进步,否则许多科学部门很可能退化为族的特化状态,其标准从外界是无法检查的。据我所知,这就是对科学哲学最严重的挑战。