决定性实验问题及其逻辑结构_逻辑结构论文

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中图分类号：B81 文献标识码：A 文章编号：1002－6924（2011）07－039－044

自迪昂（Pierre Duhem）对判决性实验的可能性提出质疑以来，判决性实验问题一直是科学哲学争论的焦点。问题的主要症结在于：争论双方对判决性实验问题的理解存有误解，它导致了辩护与反驳的不一致。事实上，判决性实验问题有其自身的逻辑结构，它决定了谈论问题的语境和求解问题的应答域。判决性实验问题涉及科学实践与逻辑两个方面，因此，不仅需要对科学史中的具体案例进行分析，而且需要对问题本身的解答进行逻辑障碍消解。历史地看，在培根（Francis Bacon）的“指路牌事例”中，判决性实验问题的逻辑结构已初见端倪，后经迪昂逻辑上的精致刻画而更加清晰。本文以培根的“指路牌事例”和迪昂关于判决性实验的意见为平台，力图刻画出判决性实验问题的逻辑结构，并试着进行勘误。

一、培根的“指路牌事例”

培根在《新工具》的第二卷里共列举了二十七种享有优先权的事例，其中被阐述得最为详细的是第十四种事例——“指路牌事例”，它在培根的新归纳法中占有举足轻重的地位。培根对指路牌事例的具体描述如下：

“指路牌事例——借用指路牌放置于歧路处以显示方向的意思，可称为判决性的和裁决性的事例，在某些情形下也可称作神谕性的和诏令性的事例。对此，我将做详细解释。在查究某一性质时，由于通常会有两个或两个以上的其他性质同时出现，使理解力难以辨别出孰轻孰重，也很难认定其中的哪一个性质是所研究的性质的原因。这时指路牌事例就可以指出这些性质当中的某一个与所研究的性质的联系是稳定的和不可分的，而其他的性质与所研究的性质的联系则是变化的和可分的。由此，问题能够得到明确的解决，前者由于被认定为是所研究的性质的原因得到保留，而后者则会被摒弃和拒斥。这种事例能给人们以极大的启示，具有很高的权威，甚至能使问题迎刃而解。它有时可以在已经熟悉的事例中偶然的碰到，但大多数情况下，则需要有计划地去寻找和应用，而且只有在认真的、主动的和辛勤的态度下才能得以发现。”[1]237－238

的确，单从培根对指路牌事例的定义还不足以刻画判决性实验的机制a。“两个或两个以上的其他性质……”这一表述，也说明培根还不能精细地区分“判决”和“选择”的逻辑关系。只有把培根对指路牌事例的定义和例举联合起来加以分析，才能更加清楚地看出他的指路牌事例所展示的有关判决性实验的原初观念。

培根用九个实例分析了十一个指路牌事例，每一个指路牌事例就相当于一个判决性实验。值得注意的是，在培根所列举的十一个指路牌事例中，除了第一个实例的第二种情况是用指路牌事例去解决三个歧路问题外，其余各指路牌事例解决的都是两条歧路的问题。可以说，培根的十一个指路牌事例除了一个是对问题的“选择”外，其余都是对问题的“判决”。本文着重对其中的两个指路牌事例进行详细考查，以展示其判决性机制。

1.指路牌事例之海水涨潮与退潮

这是培根所举的第一个实例，在该实例中，培根用到了两个指路牌事例，它们均要解释海水涨潮与退潮的原因。培根把海水涨潮与退潮看作是一种性质，目的是要找出与该性质可能相连的诸多性质中哪一个性质是“稳定的和不可分的性质”。其思路如下：

首先，描绘海水涨潮与退潮的现象特征。海水每日涨潮与退潮两次，每次持续时间六个小时，随月亮的运动而相应地有细微的不同。

其次，列出可能存在的问题歧路。培根认为，造成这种涨潮与退潮性质的其他性质不外两个，即两条歧路：“或者像一盆摇荡的水，水离开一边而漫向另一边；或者像沸腾的水，水从底部上升然后从四周落下。”[1]238

再次，对以上可能的两条歧路逐一进行分析。为了突出重点，本文着重刻画该实例中的第一条歧路，即用指路牌事例反驳海水涨潮与退潮像一盆摇荡的水，水离开一边而漫向另一边。培根认为，如果真是这样的话，当大海的一边涨潮时，其另一边势必同时退潮。但亚考斯达（Acosta）等人仔细调查后指出，在佛罗里达（Florida）海岸及其对面的西班牙和非洲海岸是同时发生涨潮和退潮的，并非是前者涨潮时后者退潮。[1]239据此，似乎可以拒斥第一条歧路。但培根并没有匆忙下结论，而是作了更加周全的思考。他认为，依常识经验，当不同地方的水汹涌汇入同一峡道，水在奔腾前进的同时，也会在两岸同时升起。因此，不排除这样的可能性，也即从东印度洋汇合而来的大量水流涌入大西洋峡道，使两边同时发生涨潮。

最后，培根使用指路牌事例进行判决。经过深入分析和周全考虑后，培根设计了一个指路牌事例进行判决。他说，“如果我们能确定当大西洋的佛罗里达那边和西班牙这边两岸发生涨潮时，在南海的秘鲁那边和中国背面这边两岸也发生涨潮，那么，依据这一判决性事例，我们就可以拒斥上述第一种假定，即所考察的海水涨潮与退潮绝不是由于海水的前进运动引起的。事实上，任何海洋都不可能留有余地来容纳退水，也即不可能留有余地来容纳退潮。”[1]239

2.指路牌事例之重物下落

这是培根举的第四个实例，也是培根列举的第五个指路牌事例。该指路牌事例要判决的是重物下落的原因。培根把重量看作是一种性质，目的是要找出与重量这一性质可能相关的诸多性质中，谁是重量真正的原因。培根的论证程序如下：

首先，确定可能存在的问题歧路。培根认为重物之所以趋向地心不外两个原因，也即两条歧路：“第一，重物由于它们自身固有的结构使其具有这种性质；第二，由于地球这个质体的吸引（犹如被相邻物质的团块所吸引那样）使重物向地心运动。”[1]244

其次，对歧路情况进行假说分析。培根假设，如果以上所列的两个原因中后者是真正的原因，那么，重物愈接近地球，其朝向地球的运动势必就愈快愈猛。反之，距离地球愈远，其朝向地球的运动就愈缓愈慢（犹如磁铁的吸引那样）。而且，这种活动只局限于一定的范围内，也就是说，假如把重物移到距离地球一定的点上使得地球的德性不能对它们起作用时，它们就会像地球自身一样悬挂不动。

最后，使用指路牌事例进行判决。培根是这样设计该指路牌事例的：“拿两个钟表，一个借用铅锤来走动，另一个借用缩紧的铁制发条来走动。把两个钟表调准，使它们走动的快慢一致。把靠铅锤走动的钟表放置在很高很高的礼拜堂尖阁的顶上，把靠铁制发条走动的钟仍旧放置在地面。然后，仔细地观察那个被放置在尖阁顶上的钟表，看它是否会因其重锤的德性有所降减而比原先走得慢些。还须在一个很深很深的地下矿洞中把这个实验重做一次，目的是要看看钟表在那里是否又会因为其重锤的德性有所增强而比原先走得快些。如果我们看到重锤的德性在尖阁顶上有所降减，在矿洞中则有所增强的话，那么我们就可以认定地球质体的吸引是物体重量的原因。”[1]244

虽然在细节与内容上，培根对其所列举的九个实例的分析有所不同，但都遵循“可能存在的歧路——歧路情况详析——运用指路牌事例进行判决”这一基本程序。从培根分析问题和解决问题的思路和程序看，他的指路牌事例具备了判决性实验最核心的特征，即证伪和证实的同时并存。我们可以对上述两个指路牌事例作进一步的剖析，以领会培根精妙的论证机制：

［海水的涨潮与退潮］

在该事例的论证中，培根预期海水的涨潮与退潮的原因是“海水从底部上升然后从四周落下”。但他并没有直接去找证据支持这一结论，而是用“大西洋上佛罗里达那边和西班牙这边两岸发生涨潮时，在南海的秘鲁那边和中国背面这边两岸也发生涨潮”判决性地反驳“海水的前进运动引起涨潮与退潮”这一原因。“必定不外两个……”既是培根指路牌事例的基本语句，也是培根对每一个事例论证的基点。既然原因不外两个，反驳、否定了一个，剩下的一个当然就是培根所说的“稳定的和不可分的”原因了。为了更加清晰把握培根的证伪与证实并存的论证思想，我们可以使用图示法来展示其机制。

设H1表示“海水的前进运动引起涨潮与退潮”；H2表示“海水从底部上升然后从四周落下引起涨潮与退潮”；E1表示“海水的前进运动引起涨潮与退潮的实验证据”；E2表示“海水从底部上升然后从四周落下引起涨潮与退潮的实验证据”。这样，在逻辑上就可能存在两条途径：

二、迪昂对判决性实验的意见

迪昂是科学史上第一个刻画判决性实验精细结构的人，他不仅率先给出了判决性实验作为一个概念所具有的内在结构，而且率先从逻辑和科学实践两个层面对判决性实验提出了精致的质疑。

1.迪昂给判决性实验的定义

1906年，迪昂在其代表作《物理理论的目的和结构》中，表明了对判决性实验的基本态度。他说：“物理实验不是否定孤立的假说，而是否定整个理论整体……总之，物理学家决不会让一个孤立的假说去面对实验的检验，而只会让一系列的假说构成的假说整体去面对这种检验。当实验与物理学家的预言不一致时，他知道这一假说整体中至少有一个假说是不可接受的，应当加以修改，但实验并不能指出是哪一个假说应当被改变。”[2]183－187接着，对判决性实验一词，他作了如是完整的表述：

“假如我们仅仅面对着两个假说，我们想办法寻找这样的实验条件，使得其中一个假说能预言一种现象结果，而另一个假说则能预言完全不同的现象结果；当实现这一实验条件后，我们就能观测所发生的现象；根据所观测到的是第一个还是第二个现象结果，我们就可以决定废弃第二个或是第一个假说；那个没有被废弃的假说从此就成为无可怀疑的了；争论将就此终止，而科学也将获得一条新的真理。”[2]188

依据迪昂的思路，可以不改变判决性实验的意旨而将其结构形式化如下：

2.迪昂对判决性实验的质疑

迪昂对判决性实验的质疑主要体现在两个层面上，即证实与证伪的非同时性和证伪的不可实现性。迪昂对判决性实验持否定态度，然而，他并不像一般的哲学家或科学史家那样，用科学史的案例反驳判决性实验。迪昂给出了判决性实验不足以成立的逻辑条件，并认为，这种逻辑条件在科学推理中不可能得到满足。他研究了自培根以来哲学和科学史对判决性实验的大量论述后提出，判决性实验的本质特征是证实与证伪应具有同时性。依据迪昂的思想，判决性实验的逻辑条件涉及到两个推论式，即：

三、判决性实验问题的逻辑结构

对培根的指路牌事例和迪昂关于判决性实验意见的解析不难发现，虽然两人关于判决性实验的叙述或表达方式存在差异，但都自觉或不自觉的承认判决性实验问题有自己的逻辑结构。本文将判决性实验问题的逻辑结构归纳展示如下：

1.判决性实验具有完整的逻辑形式

3.判决性实验蕴涵着证伪与证实两种逻辑推论形式

以上所展示的判决性实验问题的逻辑结构，是谈论判决性实验问题的语境和问题求解的应答域。

四、勘误

依据判决性实验问题的逻辑结构，可以澄清争论双方存在的一些误解。

1.由于蒯因（W.V.O.Quine）在《经验论的两个教条》中的著名断言“我认为，关于外部世界的陈述不是单个的，而是作为一个整体面对感觉经验的法庭……我曾极力主张，可以通过对整个系统的各个可供选择的部分做任何可供选择的修改来适应顽强的经验。”[3]学界已经习惯了“迪昂—蒯因论点”。严格地说，判决性实验问题只能诉诸于“迪昂论点”而不是“迪昂—蒯因论点”。情形的确是这样，蒯因的整体论思想主要集中在知识论层面，而不是判决性实验，而且蒯因的断言很大程度上只是思想上的特设，根本找不到与之相对应的科学实践的内容。对此，牛顿·史密斯（W.H.Newton Smith）有过深入的研究。他说，“正如蒯因所注意到的那样，在所讨论的非充分决定性的语境中，理论是作为整体来面对观察的裁决，而且可以通过在其他方面进行适当的调整来坚持一个理论的任何一个方面，这种整体论的假定为论据而进行的狡辩。因为除非我们已经假设了非充分决定性，否则，就不可能有理由认为，我们的两位科学家（迪昂和范·弗拉森（van Fraassen））可能会努力实现这种骗局。在实践中，我们所发现的是，一种途径迟早会受阻。面对证据，沿着这一途径的那些人最终不可能找到可做的合理修正。或者，如果他们有可能找到合理的修正，那么，他们的理论和辅助性假说的结合很显然会变成特设的（ad hoc）结合。”[4]

从判决性实验的逻辑结构可以清楚地看出，只有迪昂才明确地提出了证伪精细的次级结构，而且认为这种精细的次级结结构不可能在具体的科学实践中被消解。用“迪昂—蒯因论点”反驳判决性实验的存在，泛化了问题。

2.由于培根没有在逻辑形式上明确地刻画出判决性实验问题的结构，他只是结合实例“叙述”了指路牌事例的判决性功能，如果不细致研读培根的“叙述”的逻辑关系，很容易产生误会，认为培根承认“判决性证实”的合法性。根据前面对培根的指路牌事例的详细解析能得出，培根的“叙述”其实逻辑性很是严密，培根的指路牌事例蕴涵了证伪与证实两种逻辑形式，但证实的有效性必须通过证伪的必然性才能得到保证。没有证据能得出，培根直接承认判决性证实的合法地位。劳丹在其文章的注解里说，“格伦鲍姆（A.Grünbaum）赞同判决性实验不能证实假说。像迪昂一样，他反对培根的判决性实验理论。”[5]296能产生误会。

3.迪昂并不是一开始就否定判决性实验，迪昂否定判决性实验有其后退的思维结构。要知道，迪昂首先是一个物理学家，然后才是哲学家，其实，迪昂同情判决性实验。迪昂可以承认理论截然的二分法，迪昂也可以承认证伪与证实能同时并存，即便是这些条件都得到了满足，他还是会坚持认为判决性实验不可能。迪昂之所以“无奈”地否定判决性实验的可能性，是因为他不能克服证伪程序的歧义性。真正的迪昂不否认对理论整体的证伪，他只是不认同对单一理论的证伪。在迪昂心目中，永远有一个不能被消解的终结结构，那就是。如果认为迪昂否定理论整体能被证伪，这是对迪昂的误解。

5.波普尔推崇的“判决性证伪实验”[5]296不是判决性实验，只是判决性实验的一个必要条件。波普尔没有像迪昂那样清晰地从逻辑形式上完整地刻画判决性实验。

6.拉卡托斯（Imre Lakatos）用不存在“即时性判决性实验”[8]去否定判决性实验的存在，偏离了判决性实验问题的语境。不存在“即时性判决性实验”与存在“判决性实验”并不矛盾。因为逻辑上“历时的判决性实验”是可能的，不存在“即时性判决性实验”并不等于无“判决性实验”。拉卡托斯实际上不是在求解“迪昂论点”，而是在谈论科学史中具体的判决性实验。

7.一些对判决性实验持否定态度的人如，亨普尔（Carl G.Hempel）、拉卡托斯、费耶阿本德（Paul Feyerabend）等等，基于科学史，常用“傅科（Foucault）实验”或“勒纳德（Philipp Lenard）实验”[9]对光的本性进行判决性分析，这是对判决性实验问题的误解，偏离了判决性实验问题的语境。把“光的微粒论”与“光的波动论”看成是两个相互竞争的理论，它们之间不存在判决性实验。因为判决性实验的精细结构告诉我们，“光的微粒论”与“光的波动论”不构成截然的理论二分法，事实上，它们相容于“波粒二相性”。