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科学哲学 “无奇迹”说
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许多假设不可观察实体存在的理论在经验上是成功的——它们对可观察世界中物体的表现作出了准确的预测。上面提到的气体动力学理论就是一个例子,还有许多这样的例子。此外,这类理论通常还具有重要的技术用途。例如,激光技术所依据理论的基础,就与一个原子中的电子从高能状态转变为低能状态过程中发生的情况相关。激光技术不断发挥作用——使我们能够矫正视力、用导弹袭击敌人,以及做其他很多事。因此奠定激光技术之基础的理论在经验上是高度成功的。
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假设不可观察实体存在的那些理论在经验上的成功,是支持科学实在论的一种最有力的论点,被称为“无奇迹”说。按照这种说法,如果一个探讨电子和原子的理论精确预测了可观察的世界,那么,除非实际上电子和原子真的存在,否则这一理论就将是一种罕见的巧合。如果不存在原子和电子,怎么解释理论与观察数据的紧密相符?类似地,除非假设相关理论是正确的,我们又该怎样去解释理论推动了技术的进步?如果正如反实在论者所言,原子和电子仅仅是“顺手虚构的”,为什么激光能有效地发挥作用?按照这一观点,成为一个反实在论者就等于相信奇迹。既然在存在非奇迹的替代情形时显然最好不要相信奇迹,我们就应该成为实在论者而不是反实在论者。
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“无奇迹”说并不是想证明实在论是正确的而反实在论是错误的。确切地说,它是一个合理性论点——一种最佳解释推论。待解释的现象是这样一种事实,即许多假设不可观察实体存在的理论在经验上高度成功。“无奇迹”说的倡导者们声称,对于这一事实的最佳解释就是这些理论是正确的——相关的实体的确存在,正如理论所说的那样以某种方式表现出来。除非接受这种解释,否则我们的理论在经验上的成功就仍是一个无法解释的谜团。
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反实在论者用不同的方式回应“无奇迹”说。其中一种回应诉诸关于科学史的某些事实。在历史上有许多理论,我们现在认为那些理论是错误的而在当时它们在经验上却相当成功。在一篇著名的文章中,美国科学哲学家拉里·劳丹从不同科学门类和科学时期中抽取、列举了不下30种这类理论。燃烧的燃素说就是一个例子。这一理论直到18世纪末还广泛流行,它主张任何物体燃烧时都会释放一种叫做“燃素”的物质进入空气中。现代化学告诉我们这一理论是错误的:不存在类似燃素的物质。相反,燃烧发生于物体在空气中与氧气发生化学反应时。尽管燃素是不存在的,燃素说在经验上却相当成功:它非常恰当地符合当时能获取的观察数据。
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这类例子表明,支持科学实在论的“无奇迹”说有些操之过急。“无奇迹”说的支持者们将当今科学理论的经验性成功看做是证明了这些理论的正确性。但是科学史表明,在经验上成功的理论通常被证明是错误的。所以我们如何知道同样的命运不会降临今天的理论?例如,我们如何知道物质的原子论不会和燃素说一样?反实在论者声称,一旦对科学史投入应有的关注,我们就能看到从经验性成功到理论正确性的推导是不可靠的。因此,对待原子论的理性态度应是一种不可知论——它可能正确,也可能不正确。反实在论者说,我们反正无从得知。
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这是对“无奇迹”说的一个强有力的反击,但不是决定性的一击。一些实在论者通过稍微修正这一说法来加以回应。按照改进后的说法,一种理论的经验性成功证明的是:理论就不可观察的世界所述的内容是近似为真,而不是准确地为真。这一弱化的陈述更容易抵御来自科学史上反例的攻击。同时它也更为温和:它允许实在论者承认今天的理论在某个细枝末节上可能不正确,但仍坚称今天的理论大致是正确的。另一种修正“无奇迹”说的方法是改进经验成功这一概念。一些实在论者认为,经验成功不仅仅是与已知的观察数据相符的问题,它还能使我们去预测新的尚属未知的观察数据。与经验成功的这一更严格的标准相比较,找出在经验上成功、后来却被证实为错误的史例就更不容易了。
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尚不确定这些改进能否真的挽救“无奇迹”说。它们当然减少了历史上的反例数量,却没有完全消除。仍旧存在的一个反例是1690年首次由克里斯蒂安·惠更斯提出的光的波动理论。按照这一理论,光是由“以太”这种不可见的介质中的波状振动构成的,而以太被认为充满着整个宇宙。(波动说的竞争理论是牛顿支持的光的微粒说,微粒说坚持光是由光源放出的极小微粒构成的。)直到法国物理学家奥古斯丁·菲涅耳在1815年用公式表示了光的波动理论的数学形式,并将其用以预测一些令人惊奇的新光学现象,这一理论才被广为接受。光学实验证实了菲涅耳的预测,并且使许多19世纪的科学家相信光的波动理论是正确的。然而,现代物理学又告诉我们这一理论并不正确:并不存在类似以太这样的物质,所以光并不是由以太中的振动组成。我们再次碰到一个错误的但在经验上成功的理论。
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这一例子的重要特征是,即使是改进后的“无奇迹”说,同样可以被推翻。菲涅耳的理论的确作出了新颖的预测,所以即使就经验成功的更为严格的标准来说,它也有资格被认为是经验上成功的。而且很难理解,既然菲涅耳的理论建基于并不存在的以太概念之上,它如何能被称做“近似为真”。无论声称一个理论近似为真的确切所指是什么,一个必然条件一定是这一理论所谈论的实体的确存在着。简言之,即使按照一种严格的对经验成功概念的理解,菲涅耳的理论在经验上也是成功的,但却不是近似为真的。反实在论者说,这一例子的寓意是我们不应该仅仅因为现代科学理论在经验上如此成功就假设它们大致正确。
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因而,“无奇迹”说对于科学实在论来说是否是一个好的论点,这一点尚不确定。一方面,正如我们看到的,这一论点面临着相当严肃的反对意见。另一方面,关于这一论点也存在着一些在直觉上引人注目的东西。当人们考虑到那些假设了原子、电子等实体存在的理论令人惊异的成功时,就很难接受原子和电子不存在。但是正如科学史所表明的,无论当今的科学理论如何与观察数据相符,我们都应该对认为这类理论正确的假设持谨慎态度。过去许多人都曾作过上述假设,却被证明是错误的。
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科学哲学 可观察/不可观察的区分
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实在论和反实在论之争的核心是可观察事物和不可观察事物之间的区分。到目前为止,我们只是认为这一区分是当然的——桌子和椅子是可观察的,而原子和电子是不可观察的。然而,这种区分在哲学上其实是有问题的。事实上,科学实在论的一种主要观点认为,以一种原则性的方式在可观察/不可观察之间作出区分是不可能的。
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为什么这一观点出自科学实在论?因为反实在论的一致性主要依赖于可观察和不可观察之间的明显区别。回想一下:反实在论者倡导对科学主张持不同的态度,视这些科学主张是关于实在的可观察部分还是不可观察部分而定——我们仍应对后者而非前者的正确性持不可知论的态度。反实在论由此预设我们能够将科学主张分为两类:关于可观察实体、过程的科学和关于不可观察实体、过程的科学。如果事实是不能用必要的方式作出这种分类,反实在论显然会陷入严重的困境之中,实在论不战而胜。为什么科学实在论者通常热衷于强调与可观察/不可观察区分相关的问题?原因就在这里。
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这类问题中有一个涉及到观察和检测之间的关系。类似于电子这样的实体显然在常规意义上是不可观察的,但是它们的存在可以通过被称为粒子检测器的特殊仪器来检测到。最简单的粒子检测器是云室,它由一个充满着空气和饱和蒸汽的密闭容器构成(参见图9)。当带电粒子(如电子)穿过云室时,它们就会与空气中的中子相碰撞,将中子转化为离子;水蒸汽在这些可以导致液滴形成的离子周围凝结,这一切可以通过肉眼看到。我们可以通过观察这些液滴的轨迹来追踪电子在云室中的路径。这是否意味着电子终究能被观察到?大多数哲学家会说不:云室能使我们检测到电子,但不是直接观察到它们。这就如同,高速喷气式飞机可以通过其蒸汽留下的轨迹被检测到,但观察到轨迹并不等于观察到飞机本身。然而,观察和检测之间的区分通常很明显吗?如果不是,反实在论者的立场就陷入困境之中。
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在20世纪60年代对科学实在论的一个著名辩护中,美国哲学家格罗弗·马克斯韦尔针对反实在论者提出以下问题。考虑一下下述事件的顺序:用肉眼看某些东西,透过窗子看某些东西,借助一副高度数眼镜看某些东西,借助双筒望远镜看某些东西,借助一个低倍显微镜看某些东西,借助一个高倍显微镜看某些东西,等等。马克斯韦尔认为,这些事件取决于一个平稳的连续体。那么,我们如何来决定哪些行为是观察,哪些不是?生物学家能够借助高倍显微镜来观察微生物吗?或者说,他只能用与物理学家在云室中检测电子存在一样的方法来检测微生物的存在吗?如果某些东西仅仅在借助精密科学仪器的情况下才能被看到,它们应被视为可观察的还是不可观察的?在我们拥有检测的例子而不是观察的例子之前,仪器制造能达到何种精密程度呢?马克斯韦尔认为,没有一种原则性的方法来回答这些问题,所以反实在论者将实体分为可观察的和不可观察的这种尝试注定要失败。
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图9 第一组照片中的一张显示了亚原子粒子在云室中的轨迹。1911年,英国物理学家、云室的发明者C.T.R.威尔森在剑桥的卡文迪什实验室拍下这张照片。嵌入在云室中的金属舌片顶部的少量镭放射的琢粒子产生了这一轨迹。带电荷的粒子在云室中沿着蒸汽移动,使气体电离;水滴凝结在离子上,从而产生粒子经过了的液滴的轨迹。
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马克斯韦尔的论证得到如下事实的支持:科学家们自己有时借助于精密的仪器来谈论“观察”粒子。在哲学文献中,电子通常被认为是不可观察实体的范例,但是科学家们却常常津津乐道于通过粒子检测器来“观察”电子。当然,这一点并不能证明哲学家们错了以及电子终究是可观察的,因为科学家的谈论可能最好被理解为“说说罢了(facon-de-parler)”。类似地,正如我们在第二章中看到的,科学家谈论一种理论具有“实验证据”也不意味着实验就真的能证明该理论是正确的。然而,如果正如反实在论者所言,真的存在着一种哲学上重要的可观察/不可观察的区分,很奇怪它竟与科学家自身说话的方式如此背离。
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马克斯韦尔的论证是有力的,但决不是完全决定性的。当代一位重要的反实在论者范·弗拉森认为,马克斯韦尔的观点仅仅表明“可观察的”是一个模糊概念。模糊概念是指它有处于边界线上的情形——不能清晰地归入或不归入其中的情形。“秃子”就是一个明显的例子。因为掉头发是渐渐发生的,很难说许多人到底是不是秃子。但是范·弗拉森却指出,模糊概念完全可用,并且能够表明世界上的真正差别。(实际上,大多数概念至少在某种程度上都是模糊的。)没有人会仅仅因为“秃子”这个词是模糊的,就坚持认为秃子和有头发的人之间的区别是非实在的或不重要的。可以肯定的是,如果我们试图在秃子和有头发的人之间划出一个明显的界线,这种界线会有任意的成分。但是,因为存在着秃子和不是秃子的清晰的例子,无法划出这种明显的界线就是无关紧要的。尽管概念存在着模糊性,但它却可以很好地使用。
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按照范·弗拉森的观点,同样的情况也完全适用于“可观察的”。明显存在着能观察到的实体的例子,例如椅子;也明显存在不能观察到的实体的例子,例如电子。马克斯韦尔的观点强调存在着处于边界线上的情形的事实,其中我们不能确定相关的实体是否能被观察到或仅被检测到。所以,如果我们试图在可观察和不可观察的实体间划出明确的界线,这一界线就不可避免地会有些武断。但是正如秃子的例子一样,无论如何它并不表明可观察/不可观察的区分是不真实或不重要的,因为在可观察/不可观察两边都存在着清晰的例子。所以范·弗拉森认为,“可观察”一词的模糊性对于反实在论者来说并不是什么麻烦。它仅仅是对准确性设定了一个上限,反实在论者能借助这一上限来陈述立场。
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这一观点有多少说服力?范·弗拉森认为边界情形的存在以及随之产生的无法客观地划出明显界限的结果,并不能表明可观察/不可观察的区分是非实在的,这一观点当然是正确的。就这一点来说,范·弗拉森的观点成功反驳了马克斯韦尔。然而,表明在可观察和不可观察的实体间存在着真正的区分是一回事,表明这种区分能够担当反实在论者希望负载其上的哲学任务又是另一回事。回想一下反实在论者倡导对关于实在之不可观察部分的论述持完全不可知论的态度——他们说,我们无法知道这些论述是真还是假。即使我们承认范·弗拉森的观点是对的,即存在着关于不可观察实体的明显例子,并且这一观点也足以使反实在论者继续论证其立场,反实在论者仍然需要为如下想法提供理由:关于不可观察实在的认知是不可能的。
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