擲骰子的上帝【科學哲學系列5：邏輯實證主義】

01-26

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

在上一期我們講了為什麼我們認為笛卡爾想要發展出「自然公理」的主張失敗了。並且，康德的出現貌似幫助先驗主義者搬回了一局，但是在這一期，我們要說明的是，康德的主張也一樣失敗了……

康德的困境

上一期提到過，康德的主張要想實現，靠的是兩個重要的前提：

我們擁有絕對的真理（牛頓力學），因此世界對我們而言是可知的。
一個不遵循決定論的世界是不可知的。

很可惜，隨著科學和哲學的發展，我們發現這兩個前提都有問題。

首先來看一下第一個前提：「這世上存在絕對的真理。」

可錯？

曾幾何時，人們一致認為這世上存在絕對的真理，而我們要做的就是去發現它。這種思想一直持續到了20世紀。歷史上，我們管這種主張叫「不可錯論」（Infallibilism）。

舉例來說，牛頓力學就是絕對的真理。它簡潔優美，成功地解釋了大量的物理問題，彷彿永遠不可能出錯一般。

但是後來的故事大家都知道了，牛頓物理被量子物理取代，而在科學的交替過程中，人們對於「真理」的看法也逐漸發生了改變。簡而言之，人們不再相信這世上有絕對的真理了，並且所有的科學發現和理論都有可能出錯。我們稱呼這種觀點為「可錯論」（Fallibilism）。

而現代的科學家和哲學家普遍接受可錯輪，因此康德的第一個前提也就不再成立了。

命運？

我認為在哲學領域，最有意思的一個話題就是因果。這也正是本期題目的來源：上帝所創造的這個世界是否是隨機的？

這個問題如果太過於抽象，我們可以換一個問題。假如我知道你的一切，我能不能根據我掌握的科學理論推演出你的未來？

退一步說，我們現在的科學理論可能還不夠發達，那麼我們可以假設現代的科學已經發展到了極限，再來審視一下這個問題。

你覺得可以嗎？

我這裡不提供答案，只說三個觀點。

有人認為，只要是相同的原因必然產生相同的結果。這種觀點被我們稱為「嚴格決定論」。
另外有人認為，相同的原因產生的是完全不相干的結果。這種觀點叫「非決定論」。
最後，相同的原因有限地產生幾種不同的結果。這種觀點叫「或然決定論」。

我現在來簡要說明一下這三個觀點。

嚴格決定論：世界就像一塊永遠不會改變規律的複雜的時鐘，有條不紊地走著。當我們知道這個複雜時鐘的運作原理時，我們就可以推理出未來會發生的一切。在嚴格決定論的觀點下，上帝是絕對不會擲骰子的。種瓜必定得瓜，種豆必定得豆。

非決定論：這世界雜亂無章。上帝的骰子有11面，章魚的孩子可能是烏龜。

或然決定論：這世界有跡可循，但也並不算有條不紊。章魚的孩子大多數情況下都會是章魚。

現代科學傾向於接受或然決定論。例如化學中的半衰期就是一個例子。我們不確定某個原子是否一定會在某個時候衰變，但是我們知道它在某個時間衰變的幾率。

而如果我們接受了或然決定論，康德的第二個前提條件也就不成立了。顯然，這個世界並不遵循他所認為的決定論，但是我們仍然可以獲知某些事情發生的概率有多大。

至此，康德的兩個前提都被科學界所拒絕，那麼我們要用什麼來代替呢？

邏輯實證主義

如果你記得第一期我說過的，哲學在科學中的一大意義在於：我們希望知道哪個理論更為優秀。古時候的哲學家一直在嘗試證明這世上有絕對正確的理論，因為如果我們能找到這個絕對的真理，它顯然就是最優秀的。但是這麼多期過去了，我們發現這世界好像完全不是這麼回事兒。我們無法掌握絕對的真理。如果是這樣，我們憑什麼說某個理論比另外的理論高明呢？甚至退一步，我們既然無法掌握真理，占星術黑魔法豈不也能和科學平起平坐？

魯道夫·卡爾納普說，我來試試……

魯道夫·卡爾納普

卡爾納普認為，既然我們無法證明某個理論是對的，而我們又沒有絕對的真理，我們只能看看哪個理論符合科學的要求（科學的劃界標準），並且哪個理論更接近現實（科學的好壞標準）。

劃界標準

我在上一個系列中的《可證偽性與非科學》里提到過關於科學和非科學界限的問題。如果大家看過上一個系列的話（沒看過也無妨），我曾經說過，科學與非科學的界限其實一直都在改變。卡爾納普就曾經提出過他對科學和非科學的劃界標準：

最起碼從理論上，一個科學理論必須能夠被或直接或間接地檢驗。

什麼意思呢？首先我們要認識到，卡爾納普也同樣認為我們對自己所能認識到的世界以外的世界一無所知。這點和康德的觀念非常相似。他也認為，我們只需要研究自己能觀測到的世界即可，「真實」的世界長什麼樣子，我們可能永遠也不知道。下面，我們把他的這句話拆成幾個部分，一個個地說明。

「從理論上」：這個指的是我們現有的技術可能還沒有達到能夠檢驗某個理論的程度，但是最起碼有朝一日我們會有能力檢驗這個理論。

「直接或間接」：卡爾納普把理論分成了兩種：可觀察理論和理論型理論。

可觀察理論指的是，一個理論可以直接被觀察驗證。例如：「我眼前有棵樹」就是一個典型的可直接被觀察的理論。

理論型理論指的是，某個理論至少含有一個不可被直接觀察的概念。舉例來說，牛頓力學中的「質量」就是一個不可以被直接觀測的概念。我們都知道，我們能夠直接測量的只有「重量」，而質量是由重量推到出來的，因此任何含有質量的科學理論都是理論型理論。

對於可以直接觀察的理論，我們可以「直接」檢驗它，而對於理論型理論，我們需要「間接」檢驗它。我們怎麼間接檢驗一個理論呢？拿牛頓力學舉例子，我們如果想要檢測 $F_{g}=frac{Gm_{1}m_{2}}{R^{2}}$ ，就需要用觀察物體自由下落的方式來間接驗證。

對於非科學理論，它們全都無法被用任何方式檢測，因此是非科學的。這其中一個非常著名的例子是車庫裡的噴火龍：

我家車庫裡有條噴火龍。它無色無味不可觀察，它對周圍環境不會產生任何影響。而且精靈球也無法收服它。但無論你信不信，我家車庫裡真的有這條噴火龍。

呵呵，信不信不要緊。關鍵在於這條噴火龍的存在是毫無意義的。而任何一個非科學理論都像這個噴火龍理論，它們的存在都不能被用任何方式證明，因此沒有意義。

好科學

解決了什麼是科學的問題，我們再來看看符合科學定義的理論裡面，哪些更好。卡爾納普發展出了一套複雜的系統來檢驗科學理論，我不會在這裡解釋這套複雜的系統（因為沒人看得懂），但它的基本意義很明確：我們可以用我們觀察到的事實來增強某個理論的可信度。

例如，根據這套複雜系統的計算，「人都有四條腿」這個理論的可信度只有2，而「人都有兩條腿」的可信度高達6。我們觀察了更多的人之後發現，好像人們確實大多只有兩條腿，因此第二個理論的可信度增加到了8，而人都有四條腿的可信度則會一直降低。

我不知道你發沒發現一個問題：根據這套系統，這世上確實沒有絕對的真理，我們最多能讓一個理論的可信度很高，但它絕對不可能達到100%可信。但同時，這世上也沒有絕對錯誤的理論了，即便我們發現了有人沒有四條腿，我們也不能因此證偽「人有四條腿」的理論，我們只能說它的可信度現在很低，但絕對不是0。

這套方法好像很符合常識。因為既然我們不能確定某些理論是絕對正確的，我們自然不能確定某些理論是絕對錯誤的。但這套方法真的有用嗎？

彩蛋：亨佩爾的烏鴉悖論

非常感謝評論區的 @徐行歌提到這個問題。我決定在文章中補充一下這個有趣的悖論。

在上一小節提到，當我們觀察到大多數人只有兩條腿的時候，「人都有四條腿」這個理論的可信度就會降低。這麼說來的話，當我們觀察到有四條腿的東西（豬狗牛羊等）的時候，如果我們發現這些東西都不是人，「人有兩條腿」的可信度是否增加了呢？

我們來看一個例子，這個例子是哲學史上最經典的一個悖論，幾乎在所有科學哲學的導論里都會見到，而且它本身也非常有趣。

卡爾·亨佩爾是二十世紀非常有名的一位哲學家，而他的主要研究方向就是科學哲學。他提出了這個有趣的問題，後來被稱為亨佩爾的烏鴉悖論。

現在假設我們都是動物學家，而我們主要研究的對象是烏鴉。在我們這個地區，烏鴉非常少見。因此雖然我們研究了很久，對烏鴉的了解也不是很多。但是有一點是我們達成共識的：烏鴉好像都是黑的。

現在假設我們對烏鴉的研究剛剛開始，我們找到了一隻烏鴉，然後發現它是黑的；第二隻烏鴉也是黑的；第三隻烏鴉還是黑的……於是我們總結道，「天下烏鴉一般黑」。到目前為止，沒有任何問題。

這時候亨佩爾想了想，「天下烏鴉一般黑」的逆否命題（contrapositive）是什麼呢？既然「所有烏鴉都是黑的」（原命題），那麼它的逆否命題就應該是「所有不是黑的東西都不是烏鴉」。大家請注意一點，在邏輯上，原命題和逆否命題是等價的。

我們再回到原命題上。我們當初是怎麼證明原命題是正確的呢？我們觀察了一隻又一隻烏鴉，發現烏鴉都是黑的，總結出了「所有烏鴉都是黑的」這個原命題。

但既然逆否命題和原命題等價，那麼我們也可以通過證明「所有不是黑的東西都不是烏鴉」來證明「所有烏鴉都是黑的」。

於是問題出來了。綠蘋果不是黑的吧？而且蘋果也不是烏鴉。那我能不能找幾個綠蘋果出來，然後說「因為我發現了這些綠蘋果，所以烏鴉都是黑的」？

這聽起來已經很離譜了，但我們還可以更離譜一點。

天文學家在20世紀60年代發現了一種叫「類星體」的星體。我們對這種星體知之甚少。唯一知道的是，這種星體大多距離地球很遠。

類星體

於是我們通過對僅有的幾個類星體進行觀察總結，得出了「所有類星體都離地球很遠」的理論。和上文的邏輯一樣，「所有類星體都離地球很遠」這個原命題的逆否命題是「所以不離地球遠的東西都不是類星體」。而且，逆否命題和原命題等價，因此如果我發現的證據支持逆否命題，這個證據同樣支持原命題。

那麼問題來了，你面前的電腦/手機是不是離地球不遠？我能不能用「我面前的電腦離地球不遠」作為「所有類星體都離地球很遠的」證據？

試想一下，如果哪天有位民科決定出名，他發表一篇題目為《新證據支持所有類星體都離地球很遠》的論文，而他的新證據只是自己家的那本《挑戰霍金》離地球很近，這篇論文能發出去嗎？

用支持逆否命題的證據來支持原命題的方法究竟是否有效呢？我將這個問題留給各位睡覺之前思考。

覺得好看的話千萬不要吝惜手中的贊啊！

邏輯實證主義者的方法真的有效嗎？敬請關注下一期：《波普爾的奮力一擊》。

參考資料

https://fthmb.tqn.com/kON2p8Mb6B7fmthzKlxYv48BF6A=/2148x1396/filters:no_upscale():fill(FFCC00,1)/theory-174715760-58cb2bc65f9b581d72bbcc46.jpg

https://cdn2.hubspot.net/hub/314186/file-1481236430-jpg/Blog/innovators-dilemma.jpg

http://rummuser.com/wp-content/uploads/Cause-Effect.jpg

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http://pjkanywa.blogspot.ca/2010/09/dragon-in-my-garage-by-carl-sagan.html

http://brendanconley.com/barexam/wp-content/uploads/2014/01/HempelsRaven.jpg

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%B1%BB%E6%98%9F%E4%BD%93#/media/File:Quasar_3C_273.jpg

DeWitt, R. (2010). Worldviews: An introduction to the history and philosophy of science. Chichester, West Sussex, U.K: Wiley-Blackwell.