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受这一联系的影响，许多哲学家已经放弃了对解释的覆盖律阐释而转向基于因果性的阐释。尽管内容有所变化，但这些解释背后的基本思想都是：解释一个现象无非就在于指出是什么导致了它的产生。在某些情况下，覆盖律和因果解释方式之间的差别实际上并不太大，因为从一个普适定律演绎推导出一个现象的发生常常就是给出它的原因。例如，再回顾一下牛顿对于行星轨道为什么是椭圆的解释。我们看到，这种解释是符合覆盖律模型的——牛顿从他的引力定律，再加上一些附加事实，推导出了行星轨道的形状。然而牛顿的解释也是一种因果方式，因为椭圆形的行星轨道是由太阳和行星之间的引力作用导致的。
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但是，覆盖律和因果解释并非完全等同——在某些情况下它们是有分歧的。事实上，许多哲学家之所以倾向于解释的因果性阐释，正因为相信它可以避免覆盖律模型面临的一些问题。回顾一下旗杆的问题。为什么直觉告诉我们，在给定定律的情况下，旗杆高度为影子的长度提供了解释，但是却不能反之亦然？可信的回答是，因为旗杆的高度是导致影子20米长的原因，而20米长的影子却不是导致旗杆15米高的原因。所以，与覆盖律模型不同，解释的因果性阐释方式在旗杆案例中给出了“恰当的”解答——它考虑到了我们的直觉，即不能通过指出旗杆投射影子的长度来解释旗杆的高度。
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旗杆问题的一般结论是，覆盖律模型不能体现解释是一种不对称关系这个事实。而因果性显然也是一个不对称关系：x是y的原因，y却并不是x的原因。例如，如果电路短路导致了火灾，显然火灾不会是导致短路的原因。因此，提出解释的不对称性来源于因果关系的不对称性似乎相当合情合理。如果解释一个现象就是去说出导致它产生的原因，那么，由于因果性是不对称的，我们就该预料到解释也具有不对称性——事实正是如此。覆盖律模型之与旗杆问题相冲突，正在于它试图在因果性之外分析科学解释的概念。
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避孕药的例子也同样如此。约翰服用避孕药并没有解释他为什么没有怀孕，因为避孕药并不是导致他不怀孕的原因。实际上，约翰的性别才是他不怀孕的原因。正缘于此，我们认为“约翰为什么没有怀孕？”的正确答案是“因为他是一个男人，男人是不可能怀孕的”，而不是医生提供的答案。医生的答案满足了覆盖律模型，但是，由于没有正确指出我们希望解释的现象产生的原因，它不构成一个真正的解释。我们从避孕药的例子中得到的一般结论是，一个真正的科学解释必定包含与被解释项相关的信息。实际上也就是说，解释应该告诉我们被解释项产生的原因。基于因果性阐释的科学解释与不相关性问题并不冲突。
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亨普尔没有考虑到因果性与解释之间的密切联系，这一点很容易遭到人们的批评，并且许多人已经提出了批评。在某些方面，这种批评有失公允。亨普尔继承了被称为经验论的哲学纲领，而经验论者在传统上非常怀疑因果性这个概念。经验论认为我们所有的知识都来源于经验。我们在上一章提到过的大卫·休谟就是一位重要的经验论者，他认为因果联系不可能被经验到。他由此宣称因果联系是不存在的——它们只是我们想象中的虚构之物！这是一个让人很难接受的结论。摔下玻璃花瓶使它们破碎确实是一个客观事实吗？休谟认为不是。他承认，大多数玻璃花瓶在摔落之后发生破碎是一个客观事实，但我们关于因果性的观念包含的内容要比这更多。它包括在摔下和破碎之间的一个因果联系的观念，即前者导致了后者。按照休谟的观点，在世界上是找不到这种联系的：一个花瓶被摔，随后它破碎了，这就是我们看到的全部。我们并没有在第一个事实和第二个事实之间经验到任何因果联系的存在。因果性因此是一个虚构之物。
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大多数的经验论者并没有完全接受这一令人惊讶的结论。但是由于休谟的主张，他们已经倾向于把因果性看做一个需要谨慎对待的概念。因此对于一个经验论者来说，使用因果性概念来分析解释这一概念似乎有违常理。如果一个人的目标是像亨普尔那样去澄清科学解释的概念，那么使用本身就需要澄清的概念来进行分析就没有什么意义。对于经验论者来说，因果性的确需要在哲学上加以澄清。因此，覆盖律模型没有关注因果性并不仅仅是亨普尔的疏忽。最近几年，经验论的受欢迎度在某种程度上已经降低了。另外，许多哲学家已经得出结论，认为因果性概念尽管在哲学上存在问题，但对于我们了解世界仍然不可缺少。因此，对科学解释基于因果性的阐释方式似乎比它在亨普尔时代更为人所接受。
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对于解释基于因果性所作的阐释确实很好地抓住了许多实际科学解释的结构，但是仅止于此吗？许多哲学家认为不是这样，理由在于某些科学解释似乎并不具有因果性。一类例子来自科学中所谓“理论上的同一”。理论同一把一个概念等同于通常位于不同科学领域的其他概念。“水是H2O”就是一个例子，“温度是分子的平均动能”也是。在这两个例子中，一个熟悉的日常概念与一个比较深奥的科学概念是等同或者同一的。通常，理论同一为我们提供了类似于科学解释的东西。当化学家发现水是H2O的时候，他们也就解释了水是什么。同样，当物理学家发现一个物体的温度是它分子的平均动能的时候，他们也就解释了温度是什么。而这两个解释都不是因果性的。由H2O组成并不导致一种物质成为水——它仅仅是水。拥有特定的分子平均动能并不是导致一个液体具有它本身的温度——它仅仅是拥有那样的温度。如果这样的例子被接受为合理的科学解释，它们就表明，基于因果性阐释的解释并不能代表全部解释。
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科学哲学 科学能解释一切吗？
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现代科学能够解释我们所居住世界的大量事实。但是也有许多事实还没有得到科学的解释，或者至少解释得并不全面。生命的起源就是这样的一个例子。我们知道大约40亿年前，在原始汤之中出现了能够进行自我复制的分子，生命进化就从那里开始。但是，我们却不知道这些自我复制的分子最初是如何产生的。另一个例子是孤僻儿童往往具有非常好的记忆力这一现象。对于孤僻儿童的许多研究已经证实了这一点，但是至今还没有任何人成功地作出解释。
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许多人相信，最终科学将能够解释这类事实。这似乎是一个相当合理的观点。分子生物学家们正致力于研究生命起源，只有悲观主义者才会说他们永远不会解决这一问题。诚然，问题并不简单，特别是，我们想要了解的是40亿年前地球上的环境条件。但即便如此，我们也没有理由认为生命的起源将永远无法解释。孤僻儿童的超强记忆力的例子也是这样。记忆力科学的研究仍处于初期，关于孤僻症的神经学基础仍有大量问题有待发现。显然我们不能保证这些问题最终一定可以得到解释。但是鉴于现代科学已经提出了大量成功的解释，认为今天许多有待解释的事实最终也能得到解释，必定是一个明智的判断。
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但是这意味着原则上科学能够解释一切吗？或者说存在着某些一定永远能避开科学解释的现象吗？这不是一个容易回答的问题。一方面，断言科学能够解释一切似乎过于自负。另一方面，断言某个特定现象永远不能被科学地解释又似乎过于目光短浅。科学的发展和变化太迅速，从今天科学的观点来看似乎完全无法解释的现象，也许在明天就很容易解释了。
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按照某些哲学家的观点，科学之所以永远不能解释一切，这有着纯逻辑学上的原因。为了解释某件事，无论它是什么，我们需要援用其他的事情。但是为第二件事提供解释的是什么呢？为了说明的需要，我们来回顾一下牛顿使用引力定律解释不同领域现象的例子。引力定律自身如何得到解释呢？如果有人问为什么所有的物体彼此都会产生引力作用，我们将如何作答？牛顿没有回答这一问题。在牛顿的科学中引力定律是一个基本原则：它解释其他事物，但自身无法得到解释。这一点给出的启示具有普遍意义。无论未来的科学能够解释多少事情，它给予的解释将不得不利用特定的基本定律和原则。任何事情都不能解释其本身，因此至少这些定律和原则中的一部分其自身无法获得解释。
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无论怎样看待这种论证，无疑它都非常抽象。它意味着指出有些事情永远不能被解释，但并没有告诉我们它们是什么。然而，有些哲学家对于在他们看来科学永远不能解释的现象提出了具体的看法。其中一个例子就是意识——人类和其他高等动物这类会思考、能感知的生物所具有的典型特征。许多对意识之本质的研究已经并正在陆续由脑科学家、心理学家以及其他学者推进。但是近来的许多哲学家认为，无论这种研究探索到了什么，它将永远无法全面解释意识的本质。他们坚称，意识现象存在着固有的神秘，它们是再多的科学探索也不能去除的。
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这种观点的根据是什么呢？基本的理由是：意识经验与世界上的其他任何事物都有根本的不同，它们有一个“主观层面”。例如，思考一下观看恐怖电影的经验。这是一种带有特殊“感受”的经验；在现代的术语中，拥有这种经验“似是而非”。也许有一天，神经科学家能够对使我们产生恐惧之感的复杂大脑活动给出一个详细的解释。但是，这将会解释为什么看恐怖电影就会产生这种感受，而不是其他某种感受吗？许多人认为不会。按照这种观点，对大脑的科学研究最多可以告诉我们哪些脑部程序是与哪些意识经验相联系的。这的确是使人感兴趣并有价值的信息。但是，它并没有告诉我们为什么带有特殊主观“感受”的经验由大脑的纯生理行为引发。因此，意识，或者至少它的一个重要方面，在科学上是无法解释清楚的。
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尽管相当引人注目，这种论点还是非常有争议，并且不是所有的哲学家都认可，更不用说所有的神经科学家了。的确，1991年出版的哲学家丹尼尔·丹尼特的一本闻名于世的著作就富有挑战性地冠名为《意识的解释》。支持意识在科学上无法解释这一观点的人有时就被斥为缺乏想象。即使当今的大脑科学不能解释意识经验的主观层面，难道我们就不能想象出现另一种完全不同的大脑科学，它拥有完全不同的解释工具，的确可以解释为什么我们的经验感受如此表现？一种源于哲学家的悠久传统试图告诉科学家，什么是可能的以及什么是不可能的，而后来科学的发展经常证明哲学家是错的。是否同样的命运也在等待着那些认为意识必定无法接受科学解释的人，我们将拭目以待。
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科学哲学 解释和还原
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不同的科学学科是为了解释不同种类的现象被划分出来的。解释橡胶为什么不导电是物理学的任务，解释乌龟为何有如此之长的寿命是生物学的任务，解释较高的利率为什么可以削弱通货膨胀是经济学的任务，等等。总之，在不同学科之间有一个分工：每一科都致力于解释本领域的特定现象。这就解释了为什么学科之间通常不是互相竞争的关系——例如，为什么生物学家并不担心物理学家和经济学家会侵占他们的地盘。
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尽管如此，人们却普遍认为科学的不同分支在地位上并不同等：有些分支要比其他分支更为根本。物理学通常被看做所有科学中最为根本的。为什么呢？因为其他学科所研究的对象最终都是由物理微粒构成的。以生物体为例。生物体是由细胞构成的，细胞本身是由水、核酸（如DNA）、蛋白质、糖、脂类（脂肪）组成的，所有这些都是由分子或长分子链结合在一起构成的。而分子是由原子构成的，原子是物理学上的粒子。所以，生物学研究的对象最终就是非常复杂的物理学实体。同样的情况也适用于其他科学，甚至社会科学。以经济学为例。经济学研究的是市场上企业和消费者的行为，以及这种行为的后果。然而消费者都是人并且企业也是由人组成的；人是生物体，因此也是物理学实体。
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这是否意味着物理学原则上能够包含所有更高层次的科学？既然一切都是由物理学微粒构成的，如果我们有一门完整的物理学，它可以让我们精确地预测宇宙中每一个物理微粒的行为，那么其他所有的科学就一定会变得多余吗？大多数哲学家都反对这种思路。毕竟，认为物理学有朝一日也许能够解释生物学和经济学所解释的事情，这似乎过于不切实际。直接从物理学规律推导出生物学和经济学规律的前景似乎太黯淡。无论未来的物理学有何进展，似乎都不可能预测经济的低迷。诸如生物学和经济学这样的科学非但不能被还原为物理学，而且似乎在很大程度上独立于它。
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这导致了一个哲学上的难题。一门科学所研究的实体最终是属于物理学的，怎么会无法还原为物理学呢？即使承认高阶的科学事实上独立于物理学，这种独立又是如何可能的呢？按照一些哲学家的观点，问题的答案在于高阶科学研究的对象在物理学层面上是“被多重实现的”。为了解释多重实现的思想，我们不妨设想一个烟灰缸的集合。每一个个别的烟灰缸显然都是一个物理学实体，像宇宙中其他的每一个物体一样。但是烟灰缸的物理学组成却大不相同——有些也许是由玻璃做的，另一些也许是用铝做的，还有一些可能是塑料做的，等等。它们的尺寸、形状和重量可能也是不同的。烟灰缸可能具有的物理学属性在范围上实际上没有限制。因此不可能用纯物理学方式来定义“烟灰缸”这一概念。我们不可能找到一个正确的表达方式即“x是一个烟灰缸当且仅当x是……”（空处由一个取自物理学语言的表达来填充）。这就意味着烟灰缸在物理学层面是被多重实现的。
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哲学家经常援引多重实现来解释为什么心理学不能被还原为物理学或化学，而在原则上这一解释适用于任何高阶的科学。例如，我们来考察一下神经细胞比皮肤细胞寿命更长的生物学事实。细胞是物理实体，所以有人可能认为这一事实有一天会被物理学所解释。但是，细胞在微观物理学层面几乎肯定是被多重实现的。细胞虽然最终由原子构成，但是原子的精确排列在不同细胞中却会大不相同。所以，细胞的概念不可能用源自基础物理学的表达来定义。不存在这样的正确表达方式，即“x是细胞当且仅当x是……”（空处由一个微观物理学语言的表达来填充）。如果这是正确的，就将意味着基础物理学永远不能解释为什么神经细胞比皮肤细胞寿命更长的问题，或者说事实上不能解释其他任何关于细胞的事实。细胞生物学词汇与物理学词汇并不能够以我们要求的方式一一对应。我们因此拥有了一个关于细胞生物学为什么不能还原为物理学的解释，尽管细胞是物理实体。并不是所有的哲学家都喜欢多重实现理论，但是该理论的确能够提供一种独立于高阶科学的巧妙的解释，从物理学方面和相互关系的方面来说都是如此。
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