龍與永動機：科學哲學小史（第一章）

來自專欄法師塔觀察

（題圖：Sir Karl Raimund Popper，來源：Din Merican: the Malaysian DJ Blogger）

從證實到證偽：好，更好……然後呢？

「當時（指18世紀）人們希望方法論能給科學家提供一本機械的規則簿以解決問題，這種希望現在已經放棄了：現代方法論，或『發現的邏輯』，只是由一些評價現成的已經明確表達出來的理論的（甚至可能不是緊密貼合的、更不是機械的）規則組成的。這些規則或評價體系，還常常作為『科學合理性的理論』，『分界理論』或『科學的定義』。當然，在這些規範規則的立法範圍之外，有經驗心理學和發現的社會學。」——拉卡托什·伊姆雷（Lakatos Imre），1986

機械的規則簿——我們找不到更恰當的詞來形容實證主義者們的高貴卻又自負的嘗試。無論是樸素實證主義者，還是邏輯實證主義者，在給科學不可置疑的真理性辯護時都一一敗下陣來。在實證（經驗）主義搖搖欲墜和蒯因給予其致命一擊之間，可能是最有名的科學哲學家（也可能是最受科學家歡迎的），卡爾·波普爾（Karl Popper），提出的影響深遠的進路——證偽主義。證偽主義在學界外的影響，我們從創世科學（Creation Science）公案可見一斑。

1981年，McLean 起訴安肯色州政府，要求將「創世科學（Creation-Science ）」和進化論同等當做科學理論在學校中教授。法官William Overton最終駁回了Mclean的起訴，並在裁決中給出了他認為的科學應該滿足的特徵：

1. It is guided by natural law;

2. It has to be explanatory by reference to natural law;

3. It is testable against the empirical world;

4. Its conclusions are tentative, i.e. are not necessarily the final word; and

5. It is falsifiable.

在這個具有典範作用的案件中，Falsifiable被認為科學的特徵之一。事實上，這五條規則，幾乎全部基於波普爾的理論。

卡爾·波普爾理論的來源，來自於其在維也納的兩部分經歷：對維也納學派的邏輯經驗主義者們的反思；其本人對科學方法獨特性的思考。

邏輯經驗主義者過分執著於「排除不包含經驗成分的形而上學」和「科學是從經驗中推導出的真理」，也就是說，科學是且只有科學才是真理。而波普爾做出的創舉是把「什麼是科學（劃界問題）」和「科學知識是不是真理（合理性問題）「兩個問題分開。波普爾開宗明義地指出，科學知識並不就是真理。真理是一個「我們可能永遠也達不到的標準」，並且即使達到了我們也沒有任何辦法來確認自己已經觸及了真理。很自然的，波普爾不需要執著於排除形而上學了，因為排除形而上學的目的是保證經驗得到的知識的真理性，如果真理性已經被消解，形而上學是否影響經驗便變的無關緊要。但是，波普爾又指出，「我們都知道科學的目的是探求真理」，所以科學知識雖然不能保證真理性，但科學的發展是一個逐漸接近真理的過程。如何保證這個過程是接近真理的呢？這就要回歸第一個問題：什麼是科學。更確切的說，是「什麼是科學方法」。

波普爾使用愛因斯坦廣義相對論和三種理論：馬克思主義、弗洛伊德精神分析、阿德勒（Alfred Adler）個體心理學作比較。

「（後三種理論）看起來簡直能解釋它們涉及的領域中發生的一切……世界充滿了對這一理論的證實，發生的每事每物都在確證它。愛因斯坦的學說就截然不同了……愛因斯坦的預言當時正被愛丁頓的那次遠征的發現所證實……這個事例之所以給人以深刻印象，是這種預測所承擔的風險。如果觀察表明所預期的效果肯定不存在，這個理論就被乾脆否定掉；這個理論和某種可能的觀測結果不相容。」

科學知識，在波普爾看來應當是可以被觀測證偽的。為什麼證偽好於實證？因為真理存在「不對稱性」，如果想證明「所有天鵝都是白的」，就要陷入經驗主義無窮無盡的觀察的陷阱中去，但如果想否證「所有天鵝都是白的」這樣一個全稱論述，只需要確信一個單稱論述「有一隻天鵝是黑的」。我們先不論這樣的「確信」如何可能，從字面上看，證偽的確比證實有顯著的優勢。

我們已經有了什麼是科學的回答，那麼該回答科學進步如何可能了：在波普爾看來，科學知識是從問題開始的。問題出現後，關於問題的可否證的假說隨即出現，經過觀察事實的否證，一部分假說被否證，另一部分假說保留了下來，人們不斷發明新的假說，新的批判和檢驗也隨之而來，這樣在足夠長的時間中，我們可以保證每一個新的假說都比前一個假說「好」，這樣我們就取得了不斷接近真理的科學知識了。

事實上，以上就是對波普爾證偽主義七條論綱的一個簡單解釋。到此，我們可以理解波普爾在《猜想與反駁》中提出的論綱了：

（一）差不多任何理論我們都很容易為它找到確證或證實——如果我們尋找確證的話。

（二）只有確證是擔風險的預言所得的結果，就是說，只有我們未經這個理論的啟示而可望看見一個和這個理論不相容的事件——一個可以反駁這個理論的事件，那麼，確證才算得上確證。

（三）任何「好」的科學理論都是一種禁令：它不容許某種事情發生。一種理論不容許的事情越多，就越好。

（四）一種不能用任何想像得到的事件反駁掉的理論是不科學的。不可反駁性不是一個理論的長處，而是它的短處。

（五）任何對一種理論的真正檢驗，都是企圖否證它或駁倒它。可檢驗性就是可證偽性：但是可證偽性有程度上的不同：有些理論比別的理論容易檢驗，容易反駁。

（六）進行確證的證明，除非是真正檢驗一項理論的結果，是不算數的；而這就是說，它可以看作是一項認真的但是不成功的證偽理論的嘗試。

（七）有些真正可檢驗的理論，發現是偽的，仍舊被讚美者抱著不放——例如專為它引進某種特設性假說，或者特地為這個目的重新解釋這個理論，使它逃避反駁。這種手法總是辦得到的，但是這樣營救理論免於被駁倒，卻付出了破壞至少降低理論的科學地位的代價

所有這些可總括起來說，衡量一種理論的科學地位是它的可證偽性或可反駁性或可檢驗性。

當然，讀者也很容易發現論綱中我沒有說明的部分，比如（三）。科學的進步性是波普爾理論中非常重要的一點，我們需要對每一個理論都比前一個理論「好」這一點進行更詳細的論證。

1. 為什麼不斷檢驗的理論比前一個理論「好」？這一點回答起來比較容易。原則（三）給了一方面的回答。一個典型的否證主義的科學發展過程是這樣的：猜想——檢驗——檢驗未被否證的理論——檢驗未被否證的理論……那麼理論的表現形式應當是這樣：A星與B星之間存在引力——行星之間存在引力——行星和上面的物品間各自都存在引力。它給了我們更多斷言，或者說更多的知識。那麼，它自然是更好的理論。
2. 但是我們不可避免地將面臨一些情況：猜想——檢驗——檢驗未被否證的理論——檢驗未被否證的理論——所有理論都被否證了。如果嚴格按照證偽主義，被證偽的理論並沒有任何真理性的價值。此時我們是應該回到猜想的環節。但這顯然是和真實的科學史發展軌跡不符合的：牛頓的力學理論就曾被天王星的運動軌道否證，但事實上是因為天王星附近有當時人們尚未被發現的海王星。也就是說，我們可以對理論進行一些修正。但不是所有修正都是合適的：如果占卜的結果被否證，占卜師也可以以今日天機不可泄露來為自己的理論修正。

顯然我們需要對修正做一個分類。波普爾指出，修正分為特設性分類和非特設性修正。

• 一個特設性修正的例子：伽利略的望遠鏡發現了月球表面的環形山，否證了亞里士多德天體都是完美球形的理論。亞里士多德的支持者提出，月球表面實際上覆蓋了一層看不見也無法檢測的物質，環形山的表面被這種物質填平從而成為了完美的球形。在這個例子中，對亞里士多德理論的修正並沒有帶來更多「可證偽性」，所以它沒有變的更「好」。
• 一個非特設性修正的例子：勒維耶和亞當斯（他們關於海王星發現歸屬的爭奪也是個有趣的故事）指出，牛頓理論對天王星運動的偏差來自附近一顆還未被發現的行星，並且計算出了這顆行星的軌道，預言了能觀測到它的時間並最終找到了海王星。在這個例子中，對牛頓理論的修正帶來了新的「可證偽性」——如果在預言時間和地點沒有發現新行星，這個理論就被證偽了。它同樣告訴了我們更多的信息，所以它也是更好的理論。

至此，我們看上去完全確信了證偽主義能保證了科學的進步性。雖然相對於邏輯經驗主義做出了相當大的讓步，但似乎我們可以說「真理雖然無窮，進一步有一步的歡喜」了。

然而真的如此嗎？

下一章中我們將介紹波普爾證偽主義的問題，波普爾、拉卡托什等修補的嘗試和證偽主義最終仍無法解決的難題。

後記：好久不見啊諸位，摸魚真的是很開心呢（）這篇簡單介紹證偽主義的小文由於大量復讀，如果有不同的意見或存在事實性錯誤，勞煩各位給作者指出，不勝感激。如果你在閱讀時發現你比作者的水平不知高到哪裡去了，那不要懷疑，你是對的。本來是打算把波普爾理論的問題在這一章中講完的，結果發現篇幅過長且自己的復讀功力還無法完整敘述這個問題，只好先分隔一下放到下一章中更新了。

我是不是還答應過解釋一下標題的意思？這個……本來我用這兩個概念是想來演示蒯因對於科學「意義」所指的模糊的批評的，但是在發現自己並不能流暢跨越蒯因前面分析哲學諸位大爹的理論高地之後，我已經放棄了。所以這個題目，就權當是個找不到合適標題的一時興起吧（或者是當做狼辛粉的neta？）

最後祝我自己早點更新下一章吧。如果各位有特別想了解的問題請在評論區提出來，和大家一起學習。

參考文獻：

《科學究竟是什麼》，A.F.查爾莫斯，商務印書館

《科學哲學十講》，鄭毓信，譯林出版社

《科學哲學：以問題為導向的科學方法論導論》，林定夷，中山大學出版社

《猜想與反駁——科學知識的增長》，K.波普爾，上海譯文出版社

《科學哲學的歷史導論》，約翰.洛西，商務印書館

《科學發現的邏輯》，K.波普爾，中國美術學院出版社

特別感謝：

中國科學院自然史研究所 郝劉祥老師

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