结构现实主义与结构经验主义--以量词变量理论为例_经验论论文

结构现实主义与结构经验主义--以量词变量理论为例_经验论论文

结构实在论与结构经验论:量词可变学说的案例研究,本文主要内容关键词为:实在论论文,经验论论文,量词论文,结构论文,学说论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

[中图分类号]NO[文献标识码]A[文章编码]1000-0763(2013)02-0001-08

一、导言

依照量词可变学说(quantifier variance),不存在描述世界的最佳语言(Hirsh[2001])。这一学说对于诸如结构实在论和结构经验论这样的关于科学的结构论观点意味着什么?在本文中,我将致力于这一问题,并将论证在量词可变学说的与境中,结构实在论会面对一些重大的困难,而结构经验论则不存在这些问题。

二、结构实在论与结构经验论

结构实在论是一种认为我们所能够知道的一切仅仅是结构(认识论版本,Worrall[1989]),或者所存在的一切仅仅是结构(本体论版本,Ladyman[1998],Ladyman and Ross[2007],and French[2010])的观点。该观点的主要动机之一,来自于协调关于科学的实在论观点与科学史中的指称变化之间的困难。如果科学理论随着时间的推移而演变,尤其是如果某些术语的指称也随科学理论一起演变,那么就很难保持一种稳定形式的关于科学的实在论。实在论典型地需要某种稳定性,某种其作为实在论者所在研究领域的相关特征的形式上的不变性。标准的科学实在论,可以寻求通过跨越于不同科学理论之间指称上的连续性所体现的形式不变性,而得以部分地刻画。①而结构实在论是通过把结构认定为在理论的变化间得以保存,因而在对象的变换中保持了不变来做到这一点的。

然而,正是在结构实在论的可理解性上,它受到了质疑:因为如何使人理解,结构要比构成它们的对象在形而上学上是更为基本的呢?数学哲学中的某些结构论者已直接致力于这一问题。如Stewart Shapiro所指出的:

结构先于它所包含的数学对象,正如任何机构先于组成它的那些办公室(Shapiro[1997],p.78)。

但是机构与数学结构之间的这种类比并不那么直接,因为机构的存在条件并没有真正预设任何办公室的存在。一个机构可以仅仅因为相关方面的声明而存在。例如,在适当的场所,一份合同的签订就可以规定所涉机构的存在。而一个数学结构的存在,则要求引入适当的理解原则,且确定这些原则为非平凡(即并非任何事物都可从中导出)的。仅仅一个规定是不够的。由此,数学结构的存在所要求的与机构的存在所要求的,有着显著的不同。

由于事实上与结构实在论者相关的结构并非仅仅是数学结构,而是世界中的物理结构,这就使问题变得更为复杂了。显然,正如结构实在论者所确实承认的,对于这种结构的存在来说,光靠约定是不够的。这就意味着必须要去确定结构与其构成物之间的适当的依赖关系。但是这种依赖关系又不能靠简单地模仿数学中的情形,因为在数学中,并不会牵扯到物理关系。②

相比之下,结构经验论是一种避免了结构实在论者的实在论承诺的科学观。它可被设想为结构实在论的一种经验论版本(Bueno[1999]and[2011b])。结构经验论并不承诺存在作为对实在描述的基础的不可观察的结构,而仅仅承诺这样的结构组分,我们对其有一种强形式的认知上的通达(access)——它们是可被观察的。然而,什么才可称之为观察呢?

观察是一种探测某种结构的过程,这种结构允许人们去感知地追踪它们。这种追踪经由所考察的样品与相应的感觉经验之间的两个反事实条件而显现:③

(C[,1])如果(在其眼睛的视觉阈限内)某人眼前的景象不同,则所产生的视觉经验也将相应地不同。

(C[,2])如果(在其眼睛的视觉阈限内)某人眼前的景象相同,则所产生的视觉经验也将相应地相同。

如果上述条件成立,并且知道这些条件成立,所得到的认知上的通达就具有与(无中介的)观察相同的性质。特别地,正因为有这些条件,我们才能够具有对相关项的鲁棒性(robust)通达(我们眨了眼,但对象依旧在那里);④我们可以(在时间与空间中)追踪这些相关项,并且完善我们对它们的通达(我们可以靠得更近,以便更好地看)。⑤

进一步地,可以给出条件(C[,1])和(C[,2])的一般化形式,以适用于合适的探测工具。这样,就易于理解为什么说满足了相关条件的科学仪器,就可以说是提供了观察。这种一般化形式的条件如下:

(C[,1]*)如果(在仪器的灵敏度阈限内)所研究的样品不同,则所产生的映像也将相应地不同。

(C[,2]*)如果(在仪器的灵敏度阈限内)所研究的样品相同,则所产生的映像也将相应地相同。

这就是结构经验论中所发展的观察概念(进一步的讨论,参见(Bueno[2011a])及其参考文献)。

由于好的科学理论并不需要为真,我们这里所持的是一种经验论的观点。只有对如上描述的意义上可以被观察到的相关项,才会有本体论承诺;对那些不知其是否满足条件(C[,1]*)和(C[,2]*)的项,结构经验论者将持不可知论的态度;而对于那些知道其不满足条件(C[,1]*)和(C[,2]*)的项,结构经验论者则不相信它们。

相比于范·弗拉森(van Fraassen[1980])把可观察的仅限定为肉眼可见的,这里提供的是对观察本性的一个更好的表述。对建构经验论的一个习见的反驳,就是这样的一种限定,是认知上并未得到辩护的,因为并不清楚为什么人的肉眼会如此之特殊。此外,此限定与科学实践的相符也极差,后者所体现的是一个更具包容性的观察概念。物理学家、化学家与生物学家通常把观察描述为他们与其研究对象相互作用的结果,由于这些对象的微观大小,它们仅能通过电子显微仪器来加以研究。要理解这种用法,显然需要一种更为宽泛的观察概念。

虽然范·弗拉森宣称建构经验论并没有承诺在可观察的与不可观察的之间的任何特定的划界,而仅是承诺这样一种划分的存在(van Fraassen[2008]),但建构经验论的合理性却依赖于以一种足够积极的方式来做出这一划分。因为按照这一观点,经验适当性是科学的目标,而如果经验适当性最终是通过可观察性来刻画的⑥,对建构经验论者来说,一种对可观察性的任意刻画,必然会使得科学的目标成为任意的。而结构经验论却无须面对这样的指责。

结构实在论与结构经验论是两种不同的重要观点。它们给出了对科学实践的不同解释,并因其各自的实在论与反实在论立场,做出了不同的承诺。该如何评价两者之间的差异呢?我的做法是通过考察它们如何表述结构的地位,以及结构与对象间的关系,因为对二者来说,这些都是中心的议题。

三、结构与对象:依赖关系

结构可以被理解为:对象及其性质和它们之间不同的关系相互关联的结果。随之而来的问题是:在结构实在论中,结构是否具有对于对象(及其性质)的优先性?如果有,那么这又是一种什么样的优先性?⑦这种优先性可以被设想为一种认识论的:结构先于对象被知道;抑或是形而上学的:结构的构成先于对象。显然,依据人们所考虑的结构实在论的形式,所讨论的优先性的类型也会不同。对于认知版本的结构实在论来说,重要的是认识论上的优先性;而对于本体论版本的来说,重要的是形而上学上的优先性。

然而,形而上学上的优先性是否能一般地得以维持尚不得而知。在某些科学与境中,结构应当被认为是基本的;而在另一些与境中,对象(及其性质)具有这种优先性。同时在有些情形中,则并不存在优先性。例如,让我们来考察核糖体,它们是参与蛋白质合成的细胞组分,具有诸如大小、形状及在细胞中通常的位置这样一些特定的性质。由于核糖体参与蛋白质的合成,所以它们与其他细胞成分之间有着各种关系。从这一角度看,把核糖体看作对象,要比把它们概念化为结构而言,似乎更具有形而上学上的优先性。类似地把核糖体设想为对象,比起将其描述为结构来说,似乎更具有认识论上的优先性。当George Palade通过透射式电子显微镜第一次探测到核糖体时,他所探测到的是一个对象而非一个结构。他将其认定为一种具有某些性质的实体:很小的微粒组分,位于细胞膜旁,在细胞质中(参见Palade[1955])。

当然,形而上学上讲,人们也可以将核糖体看作从更为基础的是一种结构,而非对象。毕竟,核糖体要成其为核糖体,就需要在细胞中发挥某种作用,成为蛋白质合成过程中的一部分。核糖体不与细胞的其他组分保持关键的关系,就不能发挥这种作用。换言之,从本体论的角度看,核糖体需要的是一种结构。类似地,从认识论的视野看,不确立起核糖体与其它细胞组分之间的某种关系,它也就不能被鉴识。若要想经由电子显微镜以产生合适的成像,首先要把它设想为一个结构,它与其它细胞组分之间保持着不同的因果关系。而鉴于核糖体的尺度,通达它的唯一方式,就是经由适当的成像仪器(如电子显微镜)。

也许有人会论辩说,这一有利于从认识论的结构实在论来把握核糖体的论证过于宽泛了:实质上任何用显微镜来研究的对象都可以被理解为一种结构。毕竟无论是对光学显微镜、电子显微镜还是扫描隧道显微镜来说,为使显微镜发挥其功用,就必须建立起所研究样品与仪器之间的适当的因果关系。这些仪器的功用和可靠性预设了这些因果关系。毕竟,在所研究样品与其成像之间的恰当的反事实条件(上述(C[,1]*)和(C[,2]*))需要被满足。这些条件对任何仪器的适当性提出了最低限度的要求。

对上述观点的回应:无疑,上述反事实条件对于任何成像仪器的可靠性的确至关重要。如果它们不被满足,那么相关仪器就不是可靠的。毕竟,就算是所研究样品发生的变化在仪器的灵敏度阈限之内,因而可以被探测到,但若不满足(C[,1]*),则样品的变化可不必对应于映像的变化。如此,则得出的映像不能表示出样品中的相应变化。类似地,如果(C[,2]*)被违背,就会产生人为的伪像:尽管样品中并没有变化,但映像的变化却依然可以产生。在此情形中,映像所表示的是在样品中并不存在的东西。因此,上述条件(C[,1]*)和(C[,2]*)确实是至关重要的。

但是,异议挑战的并非这一点。它质疑的是,可用显微镜探测的非结构性对象这一概念的适当性。这样的探测要求被探测项与环境中的项之间保持着各种因果关系,并以可预言的方式对所使用的制备方法做出应答。这些关系迫使人们把所研究项看作是结构而非对象,即使是在回溯中,人们可以区分出结构的组分,并使其相关部分个体化。

然而,在核糖体的例子中,尽管使用了电子显微镜,在关键的与境下,核糖体却显然仍可被看作对象。在Palade[1955]所使用的一种制备方法中,样品的颜色指示出酸的存在,这使得他推测核糖体在根本上是由核糖核酸所构成的。(最终,经过适当的化学分析,Palade的猜测得到支持。)因此,样品与制备方法之间的相互作用,对所研究的核糖体性质的鉴定,起到了至关重要的作用。再者,核糖体与细胞中其他成分间的其它关系,如某些核糖体靠近细胞膜的位置,对于研究也是至关重要的。酸性和在细胞中的位置都是对象的特性。因此,在这一与境中,核糖体被如此概念化。由于依据于所考察的与境,核糖体既可以被概念化为对象,也可以概念化为结构,因而在此例子中,对象不具有超越于结构的优先性这一点是适当的。

本体论的结构实在论者或许会抱怨。他们可能会论辩说,与基本的量子力学结构相反,核糖体并非实在的基础组分。结构实在论者关注的是基础性。他们并不否认在特定的科学与境中对象所起的作用,甚至起着重要的作用。但是,这些科学并没有描述世界的基础的本体论内容。因此,基本的本体论承诺不会来自于它们(参见,例如Ladyman and Ross[2007])。

这是对本体论的结构实在论主张的重要限定。如果人们承认,有一些其它的非结构项,诸如对象、性质、属性等(这些都习见于特定的科学中)存在,那么,宣称所存在的一切都是结构,就是一种误导。如果结构实在论者所主张的是“在基础层次上所存在的一切都是结构”,这将使此观点更为严谨,因为它就不再是一种把世界作为一个整体来理解的结构论观点,而仅是一种对世界的某一部分的结构论观点。特别是,该限定同时也就置结构实在论者于困扰着科学实在论的相同的困境之中,这些困境是因为在特定的科学与境中,当对象被承认并最终被接受,来自于科学革命的论证就可被应用所致。那些我们曾经承认的对象,在科学革命之后却不再能承认,这里我们所面临的,正是困扰着科学实在论者的那一类本体论上的不连续性问题。

在将自身的观点限定于基础性范围之中后,本体论的结构实在论者于是会面临一个两难:要么他们承认非基础层面对象的存在,此时他们将面对缘于科学革命的反驳论证;要么他们全然否认对象的存在,此时他们将要面对诸如基于核糖体这样的反例:它们既可被理解为优先于结构的对象,也可被理解为优先于对象的结构。此外,按照此两难的后一析取支,结构实在论变得令人难以置信,因为在本体论上,的确有充足的理由主张存在非结构的对象,这些理由是结构实在论者在他们对特殊科学的考察中理所当然地承认的(参见Ladyman and Ross[2007])。其结果,是结构实在论并没有给科学提供出一个完整的结构论的图景。在这两种情况下,都会出现麻烦。

四、量词可变学说与结构论的科学观

量词可变学说是一种宣称不存在描述世界的特选语言的观点(Hirsch[2011])。有着多种的语言,且每一种都适于用来描述实在。一些实在论哲学家经常持有这样一种观点,认为存在一种适当的语言,可以“恰如其所是地雕饰自然”(如果用这一令人厌倦的比喻的话)。这种观点在那些捍卫自然种类存在的哲学家中得到强力的阐释。毕竟,自然种类被认为是实在的基本成分,它们的性质以及它们与实在的其他组分之间的关系需要被恰当地描述,而这反过来,要求有一种适于表达这些关系的语言。

但是,结构实在论是否承诺了存在一种描述实在的适当的语言呢?乍看起来,答案似乎是否定性的。结构实在论既没有预设任何有关世界基本构成的本性的学说,也没有要求去承诺自然种类。毕竟,结构实在论者仅仅主张:结构(而非对象)是我们有关世界的基础性层次知识的基本手段;这至少是认识论形式的结构实在论的主旨——我们所知道的一切仅仅是结构。此外,就其本体论形式而言,结构是实在的基础要素,而不论我们是否能够描述它们——所存在的一切都是结构。

然而,情况并非如此简单。为了认识相关的结构,结构实在论者需要有可用于描述这些结构的恰当的语言。如果不同的语言对所考察的结构给出了不同的描述,那么认识论的结构实在论者基于什么理由,能说为我们所认识的结构是正确的?类似地,本体论的结构实在论也预设了正确结构的存在。为了可以对此结构持实在论的立场,则需要合适的语言。如果不能获得这样的语言,对本体论实在论观点的表达就是不可能的。

也许有人会争辩,对语言的选择应该无关乎结构实在论(的任何说服力)。结构实在论的全部观点就在于,要降低为标准形式的科学实在论所要求的指称机制的重要性,如果考虑到他们所强调的成功的科学理论所诉诸的术语指称的话(Worrall[1989])。

对上述观点可作如下回应,对结构实在论者来说,确实需要对相关结构——即那些适当地刻画了实在的结构——的指称。否则,结构实在论者如何能够表达他们自身对自然中的基础结构的本体论承诺呢?这样的指称由某一给定语言中的适当的指称机制所完成。因此,对结构实在论者来说,指称仍然是关键。

然而,对结构经验论者而言,却不会出现需要有描述世界的恰当语言这一问题。结构经验论毕竟没有承诺要完全地把握底层的不可观察结构。结构经验论所承诺的,仅仅是那些可观察的结构。但是要注意,结构经验论的可观察性概念,要宽泛于建构经验论所提出的可观察性概念,后者将可观察的限定于肉眼可见的(van Fraassen[1980])。最近,范·弗拉森发展出了一种更为宽容的经验结构论(van Fraassen[2008]),允许将可观察与不可观察之间的界限,划在两者之间连续谱上的任意一处。然而如上所述,如果没有一种原则上的划分方式,所得出的划分位置就是没有道理的。

而在结构经验论中,却不会有这样的限制和任意性。如我们在上文中所说,按照结构经验论所发展的观察概念,可观察的具有某些认知上的特征,尤其是要满足上述的反事实条件(C[,2]*)与(C[,2]*)。如果已知这些条件得到满足,那么就有好的理由相信其对相关结构的通达(即使是以仪器为中介)与观察一样。由此所得出的结构由于是可观察的,因而正是结构经验论所承诺的。由于它们被恰当地探测到,所以它们正是被结构经验论者赋予认识论意义的那一类结构。然而,无须一种最佳语言来描述这些结构,不存在引入此种语言的需求。相关结构的探测,要么是借助于我们的眼睛,要么是借助于使用恰当的仪器。无论哪一情况,对这些结构的相关通达都无须凭借语言机制,而是通过恰当的仪器。这里关涉于认识论承诺的,是探测的适当机制,而并非某一给定语言中的指称机制。⑧

也许有人会有异议,认为在此情形中,结构经验论者并未表现出有任何优于结构实在论之处。如果结构经验者主张他们获知了世界的相关可观察性质,那么他们仍旧需要将这一知识具体化:它针对的是什么,以及它是如何被刻画的。但这反过来,也就要求有一种可表达如此这般承诺的恰当的语言。其结果,甚至于结构经验论者也无法完全避免对指称手段的使用。

不过,这一论证并不成功。首先,结构经验论者并不需要像结构实在论者(或其他类型的实在论者)那样来把知识具体化。作为一种反实在论观点,结构经验论把任何知识主张限定于可观察的范围内,其结果是大部分这样的知识可直接通过适当的探测机制而获得。语言在此并无需要。而结构实在论者由于要超越于可观察之外,结果是需要对那些尚无探测机制可用的不可观察结构,确立起更多的具体化的知识。⑨

当然,在可观察的情形中,实在论者与经验论者会一致地同意,当事实的确如此时,相关的知识被获知。没有理由预期这种情形中会有任何不同。由于这样的知识是基于探测机制的,至少对结构经验论者来说,对指称手段的需要最终得以规避。

需要注意,结构实在论者并非总是处于一种立场,要论辩说语言上的考量是必需的(若考虑到讨论中的结构是被探测到,而非被描述的)。结构实在论所涉及的对结构的承诺可能还未被独立地探测到,而当前仅可用于产生对世界的某种描述或是预测。由此,结构实在论允许先于结构的探测阶段,就做出对它们的承诺(在此观点中,对这些结构的仪器的通达机制被伪造)。其结果,对于结构实在论者来说,相关的指称手段仍然是至关重要的,这意味着语言的指称机制上的变化,有可能改变对那些结构实在论者认其为实在的结构的刻画。

作为例证,让我们考虑一种数学语言,以及一种关于数学结构的实在论形式:数学结构实在论。例如,可以用带有选择公理的策梅洛—弗兰克尔集合论(简称为ZFC)的通常的指称机制,来刻画集合论结构。关于此刻划,良序定理成立,所有的集合都可以是良序的。但是,也可以用一种不同的指称机制来研究集合论结构,例如可以用ZF(不带选择公理的策梅洛—弗兰克尔集合论)或用蒯因给出的新基础集合论(NF)。然而在这两种系统中,由于缺乏选择公理,良序定理都不成立。其结果,是它们对集合论结构的刻画有显著的不同。

在此情形下,若要研究相关的集合论结构,应该选择哪一种语言呢?当然,这取决于数学家们所持的特定目标。如需更强的表达力,那么显然ZFC更可取;但是如果所需的是一个更具建构性的框架,则其他的集合论系统会更好些。

也许有人会质疑,量词可变学说并不能被应用于此。因为该学说预设了所考量语言的等价(至少是实质上等价)性。如果语言是等价的,那么就说不上哪一种更可取。

作为对此质疑的回应,需要指出,尽管ZFC与ZF并不是等价的理论(它们并不蕴涵相同的定理),然而,它们所用的语言却是等价的。事实上,它们具有完全一样的语言。因此,这里我们确实有了这样一种情形,其中等价的语言却导致了对由其所给出的结构的十分不同的刻画。语言的选择是重要的,因为在其中,那些在一种情形(如在ZFC)中可以得到,而在另一种情形(如ZF)中却不能得到的结果,事关对所考量结构的恰当的研究。在其中每一个集合都是良序的集合论结构,与那些在其中并非如此的情形,是有显著不同的。

这意味着,量词可变学说确实适用于此情形。但是,此学说被违反了吗?若考虑到,因为这些等价的语言具有不同的本体论蕴涵,而需要在它们之间做出选择,情形似乎是如此。然而事实并非如此。这里我们所讨论的是同一种语言。偏爱一种语言的想法,在此毫无意义。如无备选项供选,偏爱和选择又从何谈起?

然而,对结构实在论者来说,问题却由此而生:究竟哪一种所导出的集合论结构是正确的?是其全域中的集合都是良序的那种?还是情形并非如此的那种?做此选择的依据又是什么呢?按理说,对结构实在论者来说,这种选择应该基于对结构的考量,因为我们所知道的一切都是结构(认识论的结构实在论),或是所存在的一切都是结构(本体论的结构实在论)。但并不清楚在此情形中,究竟哪一种结构上的考量是更为要紧的。集合是否能是良序的,似乎更像是某些对象(所考察的集合)的一种性质,而不是一种给定结构的性质。

也许还有人会主张,甚至在这里,结构仍然是首要的。毕竟,为了使集合、尤其是使其成员是良序的,在相关成员之间须具备某些(由良序条件表达的)关系。换言之,集合需要被理解为结构,因为只有在这种结构的与境中,它们才能具备相关的良序关系。

作为回应,坚持良序是集合的一种结构性质这一点是正确的,其意义是只有在一给定结构的与境中,才能说集合是否是良序的。但这就偏离了主题。理由是在选择用以研究集合论及其性质的特定语言时,并非仅仅基于结构上的考量。各种实用的标准,如简单性、优雅性、熟识性、融贯性、说明力,以及表达和预测力,也都在选择中牵涉到。这些标准中有些需要基于结构的考量,但并非所有都如此。例如,优雅性与说明力就是实用类的特性,因为它们依赖于相关理论的使用者(他们的目的和意图)。如果在此种情况中,选择需要基于实用的考量来做出,那么不清楚这种情形是否会有利于结构实在论的立场?

然而,这对于有关数学的结构经验论者却并无困难,他们强调了实用标准在语言和理论选择中的重要性,同时也并未承诺为结构实在论所要求的那种本体论基础。正如科学理论并非只有真才好,数学理论也不是只有真实才好。相关的理论只要对它们所涉及的领域是有益的和适用的,这就足够了;而一个数学理论是适用的,就在于它允许对该领域中什么是可能的加以探究。在科学的情形中,经验上等价的理论并不是基于认识论上的考量,而是基于实用上的考量来选择的。类似地,在数学情形中,适合于某一领域的数学理论也可基于实用的考量来选择。这正是理所当然的。

对科学理论的情形,也有类似的评价。不同的科学语言会有不同的手段来刻画世界。存在一种优选的语言以把握实在的相关结构吗?如我们所知,依据量词可变学说,不存在这样的语言。尤其是当论及等价的语言时,没有什么会有利于一种语言凌驾于其它语言:它们不过是提供了不同的、但最终却是等价的对世界的描述。

结构实在论者想来会认同这样的评价。如果没有结构上的差异,也就不会有相关的差异。只有结构上的考量才是要紧的:要么是缘于我们认识世界的方式如此,要么是缘于世界自身的存在方式如此。然而,事实表明,在科学中确有在结构上等价的描述,在描述上(甚或于启发性上)却并不等价。因此,科学并非仅限于结构上的考量。

例如,试考虑以矩阵(海森堡)或波动(薛定谔)来表述的早期的非相对论性量子力学的形式体系。起初,它们被认为是不同的形式体系,因为前者预设的是一种离散空间,而后者涉及的却是连续空间。然而,事实证明,若从更基本的希尔伯特空间——两种理论都可以基于它来加以表述的函数空间——来考虑,二者给出的描述最终却是等价的。二者不过是依赖了不同的希尔伯特空间(参见von Neumann[1932],进一步的讨论,参见Muller[1997])。

尽管提供了等价性,但是依据冯·诺依曼自己的观点,希尔伯特空间形式体系也面临着显著的不足。例如,它不能为具有无穷维自由度的量子系统,提供一种产生概率概念的方法。为了克服这一问题,冯·诺依曼最终赞同引入一种Ⅱ[,1]型因子代数,这是冯·诺依曼在研究连续几何中所发展的一种数学结构(参见von Neumann[1981]以及Rédei[1997])。

这里所突现的困难是:尽管对非相对论性量子力学给出希尔伯特空间进路后,矩阵力学与波动力学在数学上是等价的,但是它们并没有提供对世界的相同描述。事实上,它们对现象之外发生了什么,其解释大相径庭。若考虑到这两种解释在本体论上的差异,究竟哪一种(若二者之中确有一种的话)提供了量子实在的正确描述呢?由于二者之间的等价仅仅是数学层面的(相关的希尔伯特空间可以被证明是数学上等价的),而量子理论却是一种经验理论,即一种描述经验世界的理论,人们需要提供一种解释,究竟是理论的哪些经验特性恰当地把握了世界。然而对波动或是矩阵的承诺,却正是结构实在论为防止一种对象取向的本体论,而避免做出的那一类承诺。其结果,是不清楚如何才能对这种作为一个经验理论,而不是一个数学形式体系一部分的量子力学,提供出一种结构实在论的解释。如果结构实在论者仅关注于相关的结构,从而置波动或矩阵的本体论于不顾,那么他们所得到的,就只是数学结构(不同的希尔伯特空间),而不是物理结构。

情况亦复如前,对结构经验论则不会有此困难。因未对量子力学的不可观察特性予以承诺,所以结构经验论无须去解释,究竟是该理论的哪一种不可观察组分,成就了其经验上的成功。而非奇迹论证恰恰是预设了这一类的实在论图像,但结构经验论并未如此,建构经验论也并未如此。正是这种对理论特性的具体化,导致了在科学理论的解释中所遭遇到的困难重重。

五、指称与结构实在论

上述考量提示,与标准形式的科学实在论中的情形相反,指称在结构实在论中并无实质性的作用。结构实在论并未明确地表达出对科学术语的指称机制的强调。相关工作是通过聚焦于结构完成的;术语与其并不相关(Worrall[1989])。

然而,目前还不能确定,指称在结构实在论中就毫无作用。对于那些结构实在论者对其持实在论立场的结构的确定,有赖于指称这些适当的结构、辨识出它们的特性、把它们与易与其混淆的其它结构相区分、并在不同与境下对相关结构再识别等一系列能力。正是这一标准的科学实在论中有关科学术语的指称问题,同样也出现在结构实在论中。如果说量子力学最终把握了一种量子力学的结构,那么这种结构是如何被恰当地刻画、如何被唯一地决定、又如何区别于并未被如此刻画的其他结构的呢?在非相对论性量子力学的与境下,如果我们不能决定究竟是哪一种结构——矩阵力学还是波动力学——恰当地刻画了世界(如果确有一个刻画了的话),那么就不清楚,结构实在论者何以能对此理论持实在论立场。如果矩阵或波动不再能持存,那么结构实在论者所实在论的又究竟是哪一种特性呢?在此层次上,那些由于科学术语的指称发生变化、而在科学实在论与境中产生的问题,同样也会在结构实在论的与境中产生,如果考虑到科学史中结构特性所发生的变化(正如非相对论性量子力学的发展所示)的话。

而对结构经验论,则不会有这样的问题产生。结构经验论并未要求由于相关科学术语在指称上的连续性,而要保持跨越于理论变化的连续性,也不要求基础结构有跨越理论变化的保持。需要保持的结构,仅仅是那些可观察(在上述宽泛的意义上)的结构,而不要求保留那些超越了可观察范围的项。其结果,指称在结构经验论中不起作用。

如我们所知,量词可变学说是一种预设了语言的指称机制的学说。事实上,若无描述实在的最佳语言,则亦无用以描述世界的最佳指称机制。每一种语言都有它自己的指称机制。而若对实在论未作预设,则量词可变学说也就成为多余的了。

六、结语

量词可变学说作为一种认为不存在描述世界的最佳语言的学说,给结构实在论带来了一些困难。而结构经验论却不存在这些困难。在其他方面都等同的情况下,这些考量看来给出了一些理由,以支持结构经验论,而不是结构实在论的立场。

(感谢Tian Yu Cao(曹天予),Jaakko Hintikka,Ruth Millikan,Ioannis Votsis,and William Wimsatt对本文所探讨问题的有益讨论。本文初稿曾提交武汉第二届国际科学哲学学术研讨会(武汉·2012.8),感谢组织者所筹办的富有建设性和积极旨趣的会议。)

*此文为作者在武汉第二届科学哲学学术研讨会(2012.8)的会议报告基础上,经译者约稿写出,并授权译者译成中文首次发表。

注释:

①对科学实在论的此种通常形式的论证,可见Psillos的相关研究(Psillos[1999])。

②因此,我并不能信服French[2010]所提供的考量,以支持基于数学结构论的结构实在论最终将有助于结构实在论者。

③Lewis[1980]在他对视觉的表述中使用了(C[,1])条件的一种版本。由于(C[,2])并不能从(C[,1])中所推出,而又为表述的适当性所需要,我在这儿将其也一并加上。

④通过坚持为不同的感觉道提供的多重独立通达,鲁棒性能被以更强的形式表述。视觉典型地会与触觉及其他感觉道一同运作,以定位每一信源所发出的信息,从而为相关的结论提供了附加的支持。类似地,如人们很快将清楚地,当科学仪器被串行使用以产生相互支持的信息时,也是以同样的鲁棒性来运作的。Hacking[1983]与Humphreys[2004]分别在显微镜,和更为一般的科学仪器的与境下,给出了对多重独立通达的讨论。在哈金对多重独立通达论证的辩护中,其对最佳说明推论的依赖是非必需的,因为对各个信源的通达已经提供了对它自身的支持。对于鲁棒性在生物科学中多种应用的更一般分析,参见Wimsatt[2007]。

⑤Azzouni[2004]认为这些性质构成了强认知通达(其中通常的观察是其特例)。相反,我认为这些性质来自于更为一般的反事实条件(C[,1])及(C[,2])。

⑥如范·弗拉森所说明的,经验适当性将真归之于与可观察的相关联(van Fraassen[1980])。

⑦在结构实在论与境下对这些问题的讨论,参见Cao[2010],Chapter 9,和French[2010]。

⑧半实在论者也强调了这种借助于其探测性质的探测机制的重要性(Chakravartty[2007])。结构经验论提供了对用科学仪器这些性质加以探测的条件的表述。这些条件由(C[,1]*)和(C[,2]*)给出。

⑨这一点经适当调整,也适用于科学实在论者有关不可观察对象的知识的主张。

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结构现实主义与结构经验主义--以量词变量理论为例_经验论论文
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