可證偽性岌岌可危？！【科學哲學系列8：反可證偽】

科學哲學系列文章目錄（系列文章互相聯繫，推薦按順序閱讀）：

• 前言
• 科學與哲學的聯繫
• 死循環
• 先驗
• 神之一手
• 邏輯實證主義
• 波普爾的奮力一擊
• 托馬斯·庫恩
• 反可證偽
• 科學方法的演變
• 完美之法？
• 動態方法論
• 多倫多大學5星級教授

我們終於迎來了這個系列的高潮。上一期，我們說到了可證偽性在評判哪個科學理論更好的時候可能由於我們根本沒在討論同一個系統而導致兩個理論根本無法比較，更不用談哪個理論更容易被證偽了。於是在評論區有人問我，這好像沒有攻擊到可證偽性本身。但是各位別急，本期科學哲學將會帶領大家進入反可證偽主義的世界。

庫恩錯了嗎？

上一期我們主要講了科學界最大的敵人——托馬斯·庫恩。在他的眼裡，科學界每次發生巨變（科學革命）時，科學理論之間都不再可以互相比較。舉例來說，牛頓和亞里士多德由於用詞和對事物的定義不同，造成了根本上的雞同鴨講，而根本比不出好壞。這對波普爾的可證偽主義可以說是一個致命的打擊，因為可證偽主義在判斷哪個科學理論好的時候，要求：

在其他條件相同的情況下，一個理論的經驗內容（信息量等）越細節、越具體就越好。因為更具體的理論更容易被證偽，所以也就更符合可證偽性的判斷標準。

庫恩說，兩個處在完全不同系統里的理論從根本上不能互通，我們就更不能說兩者哪個更好。如果你還記得上一期的「大鼻子老頭和馬尾少女」圖，講的就是這個道理。

但是，兩個雞同鴨講的理論真的完全無法比較嗎？

我們舉一組雞同鴨講的理論來看一下就好了……就用蘋果下落來舉例子吧：

亞里士多德物理學：一個樹上的蘋果之所以會下落，是因為蘋果包含重元素，重元素向宇宙中心（朝鮮地表）運動。

牛頓物理學：胡說八道，朝鮮根本不是宇宙中心。蘋果之所以會掉到地上，是因為地球的引力作用。

嗯，庫恩說的沒錯，這兩個人確實是在雞同鴨講。一個說的是元素論，一個說的是萬有引力定律。但他們之間真的無法比較了嗎？

我們可以引入第三者——某個共同語言來比較這兩個理論。例如，在這個情況下我們可以引入幾何學。我們可以這樣問亞里士多德和牛頓：你們能告訴我蘋果下落時每秒距離樹的距離嗎？顯然，牛頓的理論可以，亞里士多德的理論就不行了。

如此一來，牛頓的理論明顯優於亞里士多德。雖然兩者的理論在他們自己的系統下無法評出高下，我們可以找另一個通用的系統來分別檢測兩者，這樣高下就分出來了。

這就像是，一個人說自己踢腿特別厲害，另一個人說自己打拳很棒。乍一看兩者好像沒法直接分出高下，畢竟比賽形式不同。但我們可以讓他們倆分別打同一個人，誰打得好誰就更厲害。

可證偽性活了？

如果庫恩的主張被解決了，可證偽性好像就沒有太大問題了。但其實可證偽性的災難才剛剛到來……

提到可證偽主義的災難，就不得不提皮埃爾·迪昂。

迪昂可以說是可證偽主義最大的挑戰者之一，而且個人感覺他比上一個庫恩來得要兇猛得多。

迪昂說了什麼呢？他覺得所有的科學實驗都和我們對理論的解釋綁在了一起。因此，我們永遠不能單獨地測試某個科學理論。

這麼說有些抽象，我們還是用舉例子的方式幫助大家理解。這次，我們繼續用蘋果下落作為例子。

我們首先提出一個理論：「樹上的蘋果在長到某個重量的時候，由於太重，果柄會斷掉。然後蘋果就會掉到地上。」根據可證偽主義，這個理論顯然是可以證偽的，它是個標準的科學理論。

那麼如果某個蘋果長到800克還沒掉下來呢？這個理論被證偽了，但科學家們真的會直接認為這個理論是錯的嗎？顯然不會。

原因在於，能夠讓這個理論活下來的辦法太多了。即便它真的被證偽了，我們也不見得要急著否定它。例如，我們可以說這個蘋果可能是個假蘋果；樹可以是個假樹；蘋果並沒有到800克，我們量錯了；有某個東西在托著蘋果……總之，科學家們可以「狡辯」的餘地非常大，如果他們就是不想承認自己的理論錯了，我們好像真的沒有什麼辦法。

於是，為了防止科學家們狡辯，我們就必須給他們的理論加上很多附加條件。好比說，我們要求蘋果必須是真的、樹也得是真的、我們的稱必須是準確的……這個主張被稱為「迪昂論題」（duhem thesis）或者「理論測試的不可分割性」（non-separability of theory testing）。也就是說，我們在測試某個理論的時候，不僅僅要測試這個理論本身，還要保證連帶測試一切附加條件。

這也就直接導致了反可證偽主義的誕生：單個的理論是無法被證偽的，即便理論和實驗結果衝突，我們也無法直接證偽這個理論。因為我們有無數的辦法可以把這個理論救下來。

好比我今天看到太陽從西邊出來了，於是按照可證偽性，我應該可以證偽「太陽永遠從東邊升起」的理論了。但是，「太陽永遠從東邊升起」並不是一個單一的理論，這個理論底下其實藏有許多假設。例如，我們必須在地球上、這世上只有一個太陽、不會有外界力量干擾太陽的運行等等。假如說今天出現了一夥非常強大的外星人做出了另外一個太陽，讓它從西方升起，並擋住了我們平常看的太陽，我們能直接否定之前的理論嗎？顯然，我們有可斟酌的餘地。因此，雖然「太陽永遠從東邊升起」這個理論看似被證偽了，但我們真正證偽的有可能只是「這世上只能有一個太陽」這個潛在的理論。

而且實際上，歷史上並不是沒有出現過兩個太陽的景象。雖然我們知道這只是個光學效應，但為什麼當時的科學家沒有直接否定「這世上只有一個太陽」的理論呢？這是否證明科學家根本不相信可證偽性呢？好像還真的是這樣……

怎麼辦？

如果連可證偽性都無法依賴，那我們該怎麼才能知道到底哪個理論更好呢？我們有請下一位選手：伊姆里·拉卡托斯。

拉卡托斯認為波普爾的主張是一種「樸素的證偽主義」。我個人在研讀拉卡托斯的著作時，對於他對波普爾的看法感到非常困惑。一方面，他好像在攻擊波普爾的可證偽主義；另一方面，他好像又在以一種批判性的眼光接受著波普爾的觀點。至於他本人到底是什麼態度，並不重要。我們來看看他的主張：任何單一理論既不能被證實，也不能被證偽。

拉卡托斯是這樣說的：科學的基本單位不應該是單個的理論，而應該是一套一套的、系統化的研究綱領（research programme）。

研究綱領包括兩個部分：硬核（hard core）和保護帶（protective belt）。

硬核指的是一個研究綱領里最核心的部分。它們永遠不能被捨棄，捨棄掉了硬核就相當於捨棄了整個研究綱領。

保護帶則是包裹在硬核外面的部分。這一部分可以是我們前文提到的那些「附加條件」。這一部分是可以被修改的，用來保證硬核不受到改變。

我知道這些說起來很抽象，於是我們再舉個例子就好了。我們用牛頓物理來說明問題：

首先，牛頓物理是一種研究綱領。

這個研究綱領下包含著例如第一定律、第二定律等硬核，這些硬核是雷打不動的。如果它們中有誰被捨棄了，整個研究綱領也就分崩離析了。

保護帶上有類似「太陽系有7個行星」這樣的小條件，這些小條件也是構成牛頓物理體系的一部分，我們可以通過修改保護帶上的理論來保證牛頓物理作為一個體系，是符合現實觀測結果的。

科學的進步？

說完了概念，我們可以回到科學是否在進步這個問題上了。在拉卡托斯的體系下，判斷科學是否進步的標準就是看我們是怎麼修改這個保護帶的。如果我們在進步，保護帶應該這樣被修改：

1. 讓保護帶中的理論更加具體和準確、包含更多經驗內容（和波普爾的想法一樣）；
2. 那些多出來的、更具體的內容必須要被證實過（這也和波普爾一樣）；
3. 必須和整個研究綱領的內容保持一致。

反之，我們的理論就是退步的。

舉例來說，我使用牛頓理論測算出了一個蘋果掉到地上的應該用的時間，但是實際測量的時候我發現這個蘋果多用了半秒才到地上……很明顯，理論需要修改一下。

首先我們不能碰硬核中的內容。那麼我們可以這樣改變我們的理論：

• 我們牛頓物理的準確性就是不高，只有60%的測算結果是準確的。

這個顯然違背了第一條：我們的理論變得更加不準確了，因此這屬於退步。

• 有某種東西在吸引那個蘋果，所以它下落的時間變長了一點。

這個解釋確實保證了理論的具體性和準確性不受到侵害。但它違反了第2條。這個吸引蘋果的東西並沒有被證實。

• 這世上有人會用神奇的魔法。魔法颳起風使得蘋果的阻力增加了。

首先，這個修改沒有違背第一條原則：我們的理論沒有因此不準確。同時，蘋果確實會受到空氣阻力影響，因此阻力這一點是能被證實的。所以第二條原則也沒有問題。但是，牛頓物理裡面不包括黑魔法，因此這個解釋違背了第三條原則：魔法和整個研究綱領無法保持一致。

所以以上三種解釋都屬於退步解釋。真正的進步解釋長這個樣子：

「蘋果會受到空氣阻力的影響，因此下落會變慢一些。」

這個解釋之所以是進步的，是因為它首先提出了新的概念，使得我們的理論更加具體、包含更多的經驗內容。並且，空氣阻力是個可以被測量的東西，而通過實際測量我們也確實能發現空氣阻力對物體下落的影響。因此它符合第二條原則。最後，空氣阻力的概念是完全可以和整個牛頓體系相洽的。

拉卡托斯認為，歷史上所有的科學發展都可以通過對研究綱領的改變而判斷出。如果一個研究綱領總體來看是呈現退步的，那麼一個整體上呈進步趨勢的研究綱領就比這個一直退步的研究綱領好。

例如，亞里士多德的物理學就是一直在呈現退步狀態。它的預測和理論越來越不準確，因此作為一個整體，亞里士多德的體系就應該被取代了。

研究綱領論的成功

那麼研究綱領論比起波普爾的可證偽論好在哪兒呢？它成功地解決了可證偽論面臨的兩個問題。我們之前提到過可證偽性的面臨的兩大難題：

1. 理論必須作為整體，而不可以作為單一理論來檢測；我們需要很多附加條件來檢測理論；
2. 我們有很多方法可以把一個理論從證偽它的事實中解救出來，因此單一理論是無法被證偽的。

對於1，研究綱領論本來就是把理論看作一個個整體的。而且研究綱領論本身就承認我們需要有很多附加條件來檢測理論（保護帶中間全是附加條件，沒毛病）。

對於2，你有很多種方法解救一個理論也沒關係，我們在乎的是你怎麼修改你的保護帶。我們只需要知道怎樣修改是進步、怎樣修改是退步即可。

這麼說來的話，研究綱領論好像比可證偽論高到不知道哪裡去了。但是它還有一個問題沒有解決：我們現在把科學理論們看作一個個的研究綱領，並且能夠評價它們的好壞了。但是，我們怎樣才能區分哪個理論是科學，哪個理論是非科學呢？研究綱領論有辦法解決這個問題嗎？

拉卡托斯說，下期再告訴你。

覺得好看的話千萬不要吝惜手中的贊啊！

哲學的世界簡直神奇！研究綱領比可證偽主義好像高出了不少。那麼，研究綱領論能否解決科學/非科學的問題呢？它自身有什麼缺陷？敬請關注下一期：《科學方法的演變》。

參考資料

http://un.dk/wp-content/uploads/2017/10/Possibilities.png

https://media.giphy.com/media/JugSLBq5FTIcM/giphy.gif

Pierre Duhem - Wikipedia

http://images.digopaul.com/wp-content/uploads/related_images/2015/09/10/quibble_1.jpg

http://img1.gtimg.com/tech/pics/hv1/130/8/710/46169920.jpg

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c0/Professor_Imre_Lakatos%2C_c1960s.jpg

https://www.bauer.uh.edu/parks/fis/Bharadwaj.htm

http://vignette3.wikia.nocookie.net/yugioh/images/0/0e/BlackWhirlwind-TF04-JP-VG.png/revision/latest?cb=20120501212105

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