哲學(xué)與科學(xué),,在古代幾乎不分,,在現(xiàn)代漸行漸遠(yuǎn)。 近一百多年來,,科學(xué)迅猛發(fā)展,,特別是物理學(xué)中相對(duì)論和量子力學(xué)的建立帶來的革命,給予現(xiàn)代科學(xué)以人們的哲學(xué)觀極大的沖擊,。盡管科學(xué)中不乏各種哲學(xué)觀點(diǎn),,但大多數(shù)科學(xué)家對(duì)哲學(xué)持一種“傲慢態(tài)度”。不過,,愛因斯坦就十分重視哲學(xué)對(duì)科學(xué)的作用,,1944年他在寫給朋友的信中說:“科學(xué)的方法論、科學(xué)史和科學(xué)的哲學(xué)思維都是極具意義和教育價(jià)值的,?!?/span> 愛因斯坦對(duì)待物理理論,包括牛頓理論和他自己建立的兩個(gè)相對(duì)論,,持理性的批判態(tài)度,。也正是這種哲學(xué)思維以及愛因斯坦的物理成就,影響了一位科學(xué)哲學(xué)家——卡爾·波普爾,。 卡爾·波普爾 少年時(shí)代的波普爾見識(shí)了物理學(xué)中的革命,,卻有諸多疑問存留于心:以牛頓力學(xué)和電磁理論構(gòu)成的經(jīng)典物理大廈,原本看起來基礎(chǔ)牢固,、宏偉壯觀,,怎么突然就被愛因斯坦的相對(duì)論動(dòng)搖了呢?愛丁頓的日全食實(shí)驗(yàn)為什么能驗(yàn)證廣義相對(duì)論,?科學(xué)理論是什么,?應(yīng)該如何來檢驗(yàn)它?科學(xué)和非科學(xué)的分界線到底在哪里,? 經(jīng)過一段時(shí)間思考,,波普爾提出“可證偽性”的觀念,作為評(píng)判“是否科學(xué)”的簡(jiǎn)單標(biāo)準(zhǔn),。 何謂證偽,? 波普爾的所謂“證偽”,是相對(duì)于“證實(shí)”而言,。 證實(shí)這個(gè)詞匯倒是經(jīng)常被科學(xué)家使用,,“牛頓第二定律被大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)”“吸煙導(dǎo)致癌癥被動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)”“美國(guó)宇航局證實(shí)火星上存在水”…… 相對(duì)于一個(gè)命題(簡(jiǎn)單地說,,命題就是一個(gè)結(jié)論)而言,被證實(shí)的意思就是這個(gè)命題被證明為“真”,。如果證明這個(gè)命題為“假”的話,,就叫作被“證偽”了。 解釋“證偽”?的例子有很多,,比如說,,命題“所有的天鵝都是白色的”,看見白色天鵝的人便證實(shí)了這個(gè)結(jié)論,,如果有人發(fā)現(xiàn)一只不是白色的天鵝,,這個(gè)命題就被證偽。 圖源:pexels 為什么科學(xué)界一般常提證實(shí),,不常談證偽呢,? 因?yàn)榭茖W(xué)發(fā)展的過程中往往會(huì)提出某個(gè)假說。假說不是憑空產(chǎn)生出來的臆想,,而是根據(jù)已有的一些實(shí)驗(yàn)事實(shí)和現(xiàn)有的理論而提出來的“最佳模型”,。 我們常說“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”,假說需要被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,,也就是證實(shí),。可以說,,提出假說的目的就是期望被證實(shí)而成為離真理越來越近的科學(xué)理論,。如果假說一旦被證偽,那就說明這個(gè)假說是錯(cuò)誤的,,應(yīng)該摒棄,。 證實(shí)或證偽均是針對(duì)一個(gè)命題(或陳述)而言,邏輯學(xué)中的命題可以分為不同類別,,如果按照包含元素的范圍來分類,,有全稱命題和單稱命題,。 前者包含的事實(shí)(元素)是無限的,;對(duì)時(shí)間空間是普適的。后者所包含的事實(shí)(元素)是有限的,,是特指的,,是在特定的“時(shí)、空范圍”及“層次范圍”內(nèi)發(fā)生的,。例如:“所有烏鴉都是黑色的”“所有的金屬都導(dǎo)電”是全稱命題,;“這只烏鴉是灰色的”是單稱命題。 歸納邏輯和演繹邏輯 歸納邏輯:從特殊到一般,,從具體事實(shí)到抽象“概念”,。試圖由單稱命題為真,,推論到全稱命題也為真。 通俗地說,,是指以一系列經(jīng)驗(yàn)事物為依據(jù),,尋找出規(guī)律,并假設(shè)同類事物中的其他事物也服從這些規(guī)律,。 經(jīng)驗(yàn)科學(xué)的基本方法,,就是反復(fù)運(yùn)用“觀察?→?歸納?→?證實(shí)”的方法,或稱為“實(shí)證機(jī)制”,。 演繹邏輯:從一般到特殊的必然性邏輯推理,。從抽象概念到具體“事實(shí)”。由全稱命題推論到單稱命題,。演繹適用于數(shù)學(xué),、邏輯等抽象科學(xué),是一種“試錯(cuò)機(jī)制”,。通過“問題→猜想→反駁”的循環(huán)過程來“證實(shí)或證偽”,。 人類的認(rèn)識(shí)活動(dòng),總是先接觸個(gè)別事物,,而后再推及一般,。有了一般規(guī)律后,又可以從一般推及個(gè)別,,如此歸納和演繹往復(fù)循環(huán),,使認(rèn)識(shí)不斷深化,進(jìn)一步形成理論,。 圖源:pexels 卡爾·波普爾的哲學(xué) 科學(xué)假說提出后,,能被一步一步證實(shí),那就慢慢等待證實(shí)好了,,波普爾又為什么要絞盡腦汁地想出一個(gè)“可證偽”的判斷標(biāo)準(zhǔn)呢,? 當(dāng)年的波普爾在研究物理學(xué)中的若干命題時(shí)發(fā)現(xiàn),“證實(shí)”和“證偽”并不是對(duì)稱的,,看看那個(gè)“所有的天鵝都是白色的”例子:要證實(shí)這個(gè)結(jié)論,,需要將全世界的“天鵝”都考察一遍。而要證偽就簡(jiǎn)單多了,,只需要抓住一只不是白色的天鵝就可以了,。 “證實(shí)”和“證偽”的不對(duì)稱是來源于命題的分類性質(zhì)。比如天鵝例子是個(gè)“全稱命題”,,它陳述的對(duì)象是“所有的”天鵝,,這樣就造成了:證實(shí)需要考察無窮多的天鵝,而證偽只需找出一個(gè)反例即可,。 考慮有關(guān)天鵝的另一個(gè)命題“存在不是白色的天鵝”,。這個(gè)命題要被證實(shí)就比較簡(jiǎn)單:找到一只非白色的天鵝就行了,,要證偽則比較困難,理論上有可能需要考察無數(shù)多的天鵝,。與原來命題不同的是,,這不是一個(gè)全稱命題,而是一個(gè)存在命題,,因而證實(shí)與證偽的角色也就有所不同了,。 波普爾所說的“理論不能被證實(shí),但能被證偽,?!笔侵浮叭Q命題”,而“單稱命題”是既可被證實(shí),,又可被證偽,! 關(guān)鍵問題是,波普爾認(rèn)為科學(xué)假說大多數(shù)是全稱命題,,因?yàn)榭茖W(xué)的目的就是要探索自然界的規(guī)律,。比如說,牛頓的“萬有引力”定律,,指的是“任何兩個(gè)質(zhì)量之間”都存在吸引力,,并且遵循同樣的公式,而不是僅僅在地球和月亮之間才有這么個(gè)力,。 因此,,波普爾認(rèn)為,可以用“可證偽性”來分界科學(xué)和非科學(xué),。而過去人們采取的使用歸納法來證實(shí)和判定科學(xué)結(jié)論是不可靠的,。然而,人類的認(rèn)識(shí)活動(dòng)總是從歸納個(gè)別現(xiàn)象開始,,然后得到一般規(guī)律,。 由此而有了科學(xué)家們經(jīng)常使用的“證實(shí)原則”,即認(rèn)為一個(gè)命題的意義在于它能被經(jīng)驗(yàn)所檢驗(yàn),。 科學(xué)理論追求普適性,,多數(shù)為全稱命題,因此波普爾認(rèn)為,,可證實(shí)性是不現(xiàn)實(shí)的,,個(gè)別經(jīng)驗(yàn)不可能推廣到無窮,,過去的有限實(shí)證也不可能無限地推廣到未來,。因此,科學(xué)和非科學(xué)應(yīng)該用證偽的原則來分界,,因?yàn)閭€(gè)別的事例無論有多少,,也證實(shí)不了一個(gè)全稱判斷,,而“一個(gè)反例可以反駁一條定律”。 在波普爾看來,,科學(xué)不是什么“真理”,,而只是一種不斷被證實(shí),也有可能被證偽的猜測(cè)和假說,??勺C偽,是所謂科學(xué)猜想與非科學(xué)陳述的根本區(qū)別,。 面對(duì)一個(gè)具體的科學(xué)問題,,科學(xué)家首先提出某種猜測(cè)和試探性理論。如果去解決或解釋它,,需要根據(jù)猜測(cè)或試探性理論演繹推導(dǎo)出可以檢驗(yàn)的假設(shè),,假設(shè)檢驗(yàn)的目的不是去證實(shí)理論,而是看理論能不能被否定,、反駁或證偽,。 如果從理論推出的假設(shè)與經(jīng)驗(yàn)證據(jù)不符,說明理論被證偽,,再提出另一個(gè)試探性理論,,重新檢驗(yàn)。如果假設(shè)與經(jīng)驗(yàn)證據(jù)相符,,不能說理論已被證實(shí),,只能說理論被“確認(rèn)”(corroborated),可以暫時(shí)接受,,但是隨時(shí)準(zhǔn)備接受新一輪經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的否定,。科學(xué)理論永遠(yuǎn)處在這樣一個(gè)不斷試錯(cuò),、證偽的過程中,,沒有一種理論可以一勞永逸地被證實(shí)。這就是波普爾可證偽性原則指出的科學(xué)研究,、科學(xué)發(fā)現(xiàn)和科學(xué)進(jìn)步的途徑,。 波普爾認(rèn)為,一個(gè)理論的科學(xué)地位,,不是靠經(jīng)驗(yàn)證實(shí)或具有可證實(shí)性,,而是依賴其可證偽性、可反駁性,、可檢驗(yàn)性而確立的,。波普爾在指出科學(xué)發(fā)現(xiàn)的邏輯的同時(shí),也提出了一個(gè)新的科學(xué)分界標(biāo)準(zhǔn),。 波普爾最喜愛的正面例子,,是愛丁頓觀察日食的實(shí)驗(yàn)對(duì)廣義相對(duì)論的檢驗(yàn),。根據(jù)相對(duì)論原理,光線受引力影響,,當(dāng)光線通過強(qiáng)引力場(chǎng)附近時(shí)會(huì)發(fā)生彎曲,。這與牛頓體系和日常生活中觀察到的經(jīng)驗(yàn)不符,而且超出一般人的想象,。但是愛丁頓在日全食時(shí)對(duì)太陽附近恒星的觀察,,確認(rèn)了光線穿過強(qiáng)引力場(chǎng)會(huì)發(fā)生彎曲的預(yù)言。廣義相對(duì)論經(jīng)受了嚴(yán)格的證偽檢驗(yàn),,被接受為科學(xué)理論,。不能被證偽的理論則不是科學(xué)。 “可證偽”和“被證偽” 波普爾提出的“可證偽”,,是指一個(gè)科學(xué)理論要有被否定的可能性,。科學(xué)理論是人們從自然得到的知識(shí)的積累和升華,,是人性的,,因而是可錯(cuò)的。一個(gè)理論系統(tǒng)只有作出可能與觀察相沖突的論斷才可以看作是科學(xué)的,。 必須注意某些詞語用法上的區(qū)別,。波普爾科學(xué)哲學(xué)觀中的界限是“可證偽”,不同于“被證偽”,。 如果一個(gè)科學(xué)假說被證偽了,就需要重新考察這個(gè)理論,,被修改或被摒棄,并不一定意味著舊理論的全面崩塌,。 波普爾認(rèn)為科學(xué)中的假說多為全稱命題,可以被證偽,,邏輯上說,,只要觀測(cè)到一個(gè)反例就可否定它,。比如說狹義相對(duì)論是可證偽的,,因?yàn)樗⒃诠馑俨蛔兊募僭O(shè)的基礎(chǔ)上,,只要能確定地測(cè)量到真空中光速不是那個(gè)數(shù)值,便被證偽了,。 波普爾將“可證偽”作為科學(xué)或非科學(xué)的分界線,實(shí)際上應(yīng)該將目前的自然科學(xué)與其他科學(xué)分開來,。然而,“科學(xué)”未必就高尚,,非科學(xué)也絕不意味著不重要,。并且,,每一門學(xué)科都在不停地發(fā)展和變化中,每一門學(xué)科都有可能走上“科學(xué)”之路,。 不可證偽的例子有哪些呢? 數(shù)學(xué)不能證偽,。 認(rèn)識(shí)論所涉及的證實(shí),、證偽是針對(duì)人類認(rèn)識(shí)周圍物質(zhì)世界的過程,,而數(shù)學(xué)是邏輯自洽,,自成體系的,,不需要“周圍物質(zhì)世界”來證明它的真實(shí)與否,。也就是說,,數(shù)學(xué)建立在無須證實(shí)的公理的基礎(chǔ)上,因而也無法證偽,,在這個(gè)意義上,,數(shù)學(xué)不是科學(xué)。 圖源:pexels 有一種命題是不可證偽的,,比如說,命題“明天可能下雨可能不下雨”,,它把所有可能性都包括了,這種命題永遠(yuǎn)正確,當(dāng)然不能被證偽,。 沒有清楚地量化的命題也可能無法被證偽,。有人觀察猶太人,得出一個(gè)結(jié)論“猶太人鼻子大”,。這個(gè)命題既無法被證實(shí),,也不能被證偽,因?yàn)樗鼘?duì)“大”沒有明確的量化標(biāo)準(zhǔn),,鼻子多大才算大呢,,無法證實(shí)或證偽。 此外,,有關(guān)某物存在的命題難以證偽,。比如說“地外生命存在”“磁單極子存在”,這一類的命題,,不能證偽,,但可以證實(shí),。 剛才所舉天鵝的例子:“存在不是白色的天鵝”,即使你觀察到了幾十萬只白天鵝,,你也不能說非白的天鵝就不存在,因?yàn)橛钪鏌o法窮盡,便總有非白天鵝存在的可能性。 同樣的道理,,“上帝存在”的命題也不可證偽,無限的宇宙,、無限的時(shí)間范圍,,你怎么知道上帝不存在呢,?總有存在的可能性,。這個(gè)例子與天鵝例子還有不同之處,非白天鵝的存在是可以被“證實(shí)”的,因?yàn)椤疤禊Z”有一個(gè)明確的定義,。而“上帝存在”之命題,,既不可證偽,也不可證實(shí),,因?yàn)椤吧系邸辈o明確的定義,。 證實(shí)仍然需要 雖然波普爾強(qiáng)調(diào)應(yīng)該用“可證偽”來界定科學(xué)與非科學(xué),但也并不否認(rèn)證實(shí)的重要性,。證實(shí)和證偽是對(duì)立統(tǒng)一的兩面,,一個(gè)理論被證實(shí)的次數(shù)越多,它被證偽的概率就越來越小,。因此,,“證偽”并不能取代?“證實(shí)”。 此外,,證偽主義本身也存在很多問題,。對(duì)全稱命題來說,證偽主義在邏輯上更為合理,,但現(xiàn)實(shí)不等于邏輯,,實(shí)際上,證偽的證據(jù)是在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下,,由觀察和試驗(yàn)提供的,,具有個(gè)別性。證偽的實(shí)驗(yàn)可能有錯(cuò),,這種情況在歷史上也屢見不鮮,,并且推動(dòng)了科學(xué)的不斷發(fā)展。 那么,,你怎么就知道是原有的理論錯(cuò)了而不是這個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)了呢,?該摒棄的到底是理論還是這一個(gè)別實(shí)驗(yàn)?zāi)兀窟@似乎又需要更多的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的支持了,! 如此下去,,不也一樣的沒完沒了嗎?總之,,世界是復(fù)雜的,,科學(xué)是復(fù)雜的,一句“可證偽性”,,可以為科學(xué)判斷提供參考,,但我們?cè)诰唧w應(yīng)用時(shí),不要把它當(dāng)成教條,。 圖源:pexels 波普爾考慮“證實(shí)”“證偽”,,最開始是針對(duì)現(xiàn)代科學(xué)的邏輯實(shí)證主義,,或稱為科學(xué)經(jīng)驗(yàn)主義。那是在 20 世紀(jì) 20 年代后期,,奧地利一群哲學(xué)家,、科學(xué)家和數(shù)學(xué)家組成的維也納學(xué)派發(fā)展出來的。他們企圖發(fā)展形式邏輯,,建立對(duì)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)方法的更深刻認(rèn)識(shí),。 然而,從感官經(jīng)驗(yàn)知識(shí)得來的知識(shí),,邏輯實(shí)證主義不能給出一個(gè)滿意的描繪,,也使得準(zhǔn)確表述實(shí)證原則變得很困難。這使科學(xué)哲學(xué)家們逐漸對(duì)邏輯實(shí)證主義產(chǎn)生質(zhì)疑,。波普爾認(rèn)為邏輯實(shí)證主義死了,,遭受了謀殺。謀殺者包括波普爾自己,,他使用的武器就是“證偽理論”,。 但這個(gè)武器并不如他所想象的那么銳利。因?yàn)閷?shí)際上的科學(xué)命題并不一定是全稱命題,,任何理論都有一定的適用范圍和局限性,,即使是將自然規(guī)律寫成了看起來能無限延伸的全稱命題形式,也并非真正全稱的,。 事實(shí)上,,單一的可證實(shí)性和可證偽性只能作為特例來看待。一般而言,,科學(xué)理論,既不能通過某個(gè)或某些基本命題得到證實(shí),,也不能被它們所證偽,。 轉(zhuǎn)載內(nèi)容僅代表作者觀點(diǎn) 不代表中科院物理所立場(chǎng) |
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