论不确定性与理论定律适用性的理解问题，本文主要内容关键词为：适用性论文,不确定性论文,定律论文,理论论文，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。
自从科学哲学家埃弗瑞特(Everet)提出“多个世界”(multi-worlds)概念以来，不确定性问题引起科学家和哲学家们的重视和探讨，这不仅加深了人们对客观规律的理解，也推进了科学认识的发展。既然存在不确定性问题，那么客观规律究竟有多大程度的确定性呢？根据不确定的程度，我们又可以把规律区分为哪几种类型呢？本文将就这些问题做一些粗浅的探讨。
一、爱丁顿的“渔网”与“理论之床”
爱丁顿认为他的理论是“主体选择论”。他用渔网理论说明：如果渔网的网眼是两英寸，那么小于两英寸的鱼就会逃脱，而捕鱼者则会认为所有的鱼都是两英寸以上的。爱丁顿的观点与歌德十分相似。歌德说，我们仅仅看到我们所知道的东西：无论是自然规律还是自然现象，当人们发现它时，并没有从各个不同侧面对之加以分析，而是像一个旅行者，在外出旅行时不得不去适应各个旅馆中的床。自然现象在被人们观察时，也往往会被调整到适合于各个理论之床。因此图尔敏说，物理学家“做的最多的事情是推断存在的理论会满足于每一种他所选择研究的新物质体系，而任何他考虑的物质体系，都将使那些其结构最为相似的物质体系在行为、运动上也十分类似”(Toulmin,p.79)。
爱丁顿与图尔敏似乎都是从主体选择的角度出发，试图论述科学理论的主观性的一面，从而主张理论之不确定性。然而，20世纪自然科学的发展告诉我们，客观世界本身就存在着各种不确定性。
首先，在自然科学中，经典力学具有严格的决定性。按照这种严格决定论，只要我们知道了组成宇宙的每一个质点在某一瞬间的速度与位置，同时知道动力学方程，那么我们就可以推算出宇宙的过去与未来。但是，随着19世纪末20世纪初概率统计概念进入物理学，量子力学揭示了大量微观粒子随机运动的规律性，人们开始意识到了埃弗瑞特“多个世界”概念的实在论意义：严格决定论定律只能适用于较单纯的宏观世界、适用于简单现象，而一旦涉及复杂的、多元素或多自由度的系统时，严格决定论的解释就会变得无能为力。量子力学揭示的是一个迥异于我们肉眼所见的世界，它表明量子世界的规律性与宏观世界的规律性无法互换适用。有人称量子世界为非充分决定论的世界，所揭示的是粒子的非连续性、非局部联系等特征，同时，量子世界的生存状态如何，更依赖于实验室观察者的眼光与视力，更离不开人的主体选择性。
其次，现代科学认识表明，在科学中存在大量“反事实”情形，我们每时每刻都有可能发现反例的存在。科学认识中的反事实分析有可能揭示出科学理论的不完善性，从而使科学理论的确定性方面受到质疑。之所以如此，是因为“科学理论并不以其全部复杂性来描述现象系统的运动，而是企图按照少量的参数来描述现象”(Suppe,p.94)。因此，现代西方科学哲学家主张采取语义学的理论观，把自然定律看作是一个模型，这个模型可以用来说明世界，但它只存在于语义学领域，并不关乎与实际现象是否一致。“经验论关于什么是一个好的模型的观点，并不包含这个模型的每一方面都要符合实在的因素。”(Fraassen,p.344)因此，“存在着许多个可能世界，其中有两个当它们沿着时间t上溯到具有同样历史时，我们可称为t-等价的可能世界。因此，如果t=现在，那么t-等价于我们实际世界的那些可能世界，实际上就是把我们的过去与我们所有的将来联系起来。因此，我们能以树状图形来描述，而在t之前，这棵树是没有分支的。”(同上，p.341)范·弗拉森的这一观点，是许多科学家都承认的见解，它表明了世界在运动变化发展过程中不是走唯一确定的道路，而是存在着多种不同的可能性。
最后，在复杂的世界中，一个结果出现的概率不仅依赖于自然状态，还依赖于人的行为。而人的行为所接触的总是个别的事件，然后对个别事件作出推理，得出总体结论。这种决定性逻辑实际上是“把人作为进行实际考虑的生物与之打交道。……‘实际考虑’则包括考虑总是只与个别事件打交道。在冒风险情形下作决定和在不确定情形下作决定不同，后者的特征是行为者能通观他可能在其中选择的诸可能行为的后果。在冒风险情况下作决定时，行为者对于他必须从中作选择的诸可能行为的后果只能以某种或然性去预言。在确定情况下作决定时，甚至连这种‘对的或然判断’也不可能。最令人感兴趣而且最重要的研究(这也可能是人们最经常遇到的情况)，是对于在冒风险情况下作决定的研究”(施太格缪勒，第185页)。因此，科学哲学家们认为，“自然定律不可能是逻辑上必然的”。
二、不确定性是一个普遍的哲学范畴
在科学认识的历史中，确定性与不确定性是一对矛盾。科学认识总是从不确定性中寻求确定性，又从确定性中寻求不确定性，以推动科学认识的发展。从不确定性中寻求确定性是科学认识的目的。科学自古以探求自然规律为己任，对现象进行因果必然性的解释，从无数多样可变的现象中揭示其背后的稳定的本质。然而从理论发展来看，其基础的动摇起源于两个方面：一方面，客观世界在运动、变化、发展过程中出现的一些与理论不相一致的事件迫使科学家对理论进行调整，以使理论尽可能地解释对象；另一方面，科学家对理论本身提出疑义，揭示其不确定性的因素。弗拉森认为，科学理论就如同一部巨著，永远也写不完，每一个科学家都在写自己的一章；科学理论本身是一个开放的文本，是有分歧的解释。“我们的概念框架是变化的，因此，我们概念框架的内涵关系也是变化的，而真实世界则是同一个世界。”(Fraassen,1980,p.81)可以说，从不确定性中寻求确定性是科学的进步，而在确定的科学理论中寻找不确定性也是科学进步的必不可少的环节，是科学发展的推动力。
关于理论的确定性与证实问题，20世纪初的逻辑经验主义内部曾有过不少争论，卡尔纳普、亨普尔等人在这个问题上曾不断地退却，趋向于赖欣巴哈的概率证实观点，自此开始，概率主义在科学哲学中盛行，成为科学认识论的一个小小的主流。提出概率证实、概率真理的观点，由于不必冒被证伪的风险而比确定性理论更为安全可靠。但是有人认为，如果这样，对科学理论的解释就只好是：“理论是高度可能的”。例如苏佩指出，在经验基础上概括得出的理论是高度可能的：“如果观察表明，许多有Y起作用的例子将比任何没有Y起作用的情形更可能产生X，那么下一个有Y起作用的例子将比任何没有Y起作用的例子更可能产生X是十分可能的”(Suppe,p.404)。
科学理论与定律之所以是确定性与不确定性的统一，是由理论定律本身的特点之复杂性和客观世界相互作用的条件的复杂性决定的。具体地说：
第一，理论对客观世界反映的程度是不同的。造成这种反映程度不同的根本原因在于理论本身的相对独立性。从辩证唯物主义的认识论观点看，理论和实践之间是相互制约、互相推进的。但是，由于人的思维与语言的可塑性，往往造成理论结构的复杂性。这种复杂性早在18世纪末19世纪初就已经被莱布尼茨所认识，后来又被分析哲学所探讨。
莱布尼茨认为，人的观念不一定都是关于客观实在世界的反映，观念与外部事物并不一定要有相似性，语言是派生的。我们选用什么样的声音或符号标记某个观念，是可以找到一定的理由的。理论有两个来源，一个是来自于经验事实，一个是来自于语词本身的创作，例如数学。莱布尼茨的这种见解并非先验论或二元论：固然，认识最终都来自于实在，但是它同时又是在关于实在的观念之基础上形成的一些关于可能世界的理论。分析哲学则认为，我们关于客观世界的认识是由命题构成的，这些命题可以区分为分析命题与综合命题：分析命题建立在逻辑推理基础上，综合命题则建立在经验观察基础上；前者取决于我们的推理是否严格按照逻辑格式，后者则取决于事实，但分析命题最终可以通过还原为综合命题来确定。所以，一切不符合上述要求的命题可以统通看作形而上学的没有意义的命题而加以摒弃。
虽然莱布尼茨与分析哲学家在解决两类命题的真假值上存在着一些问题，但他们提出的理论复杂性是值得人们注意的。认识不仅反映了一个实际存在的世界，而且也构造着一个可能的世界，这个可能存在的世界必须根据条件的不同才能产生。因此，就存在着三种检验的类型：一种是对直接反映客观现实世界的理论之检验；一种是对间接反映客观现实世界的理论之检验；再一种是对建构性的理论即反映“可能世界”的理论之检验。尽管这样，也仍会有一些理论无法得到实践的检验，因为语言本身存在着自定义的性质，诸如1+1=2之类的原创性句子，就来源于语言的自定义。
理论的抽象程度不同，经受检验的复杂性程度也不同。英国科学哲学家约翰·沃特金斯在《科学与怀疑论》一书中，把理论对客观世界的反映划分为几个有差别的等级。他认为，“我们可以从包括事实知识的各种类型的大量陈述中挑选出以下几种层次的陈述：0级：第一人称的此时此地这种类型的知觉描述……；1级：关于可观察事物或事件的单称陈述……；2级：关于由可观察事物或事件所展示的一些规律的经验概括……；3级：关于可测量的物理量的精确实验定律……；4级：假定存在不可观察实体的普遍而精确的科学理论……。”(沃特金斯，第4页)。沃特金斯通过分级理论说明了概率主义的真理观。但是，根据相互作用的前提，理论与实践的同一性表明，概率主义仅仅是对理论反映程度的说明，却不能证明实践对理论的检验是概率的。然而，这种分级学说却说明了实践对理论的检验是随理论级别的提高而增加难度的。
第二，客观世界本身相互作用关系的确定性程度是不同的。笔者认为，逻辑经验主义后期“向概率的退却”的策略，并没有注意到理论与实践之间具有共同的基础。要解决理论在证实性问题上的困难，就必须对理论进行分类。之所以能够对理论加以分类，是由于几千年来的科学认识与实践的历史已经表明，客观世界中的各类事物的运动、变化、发展其确定性是不相同的。我们可以根据事物相互联系过程中的因果性之决定性程度的不同，把理论区分为不同类型。
客观世界的复杂性主要体现在确定性与不确定性、决定论与非充分决定论等方面，并由此决定了理论的复杂性。但是，由于理论只能用语言符号记录下来，以致成为“客观知识”，因而不可能灵活地表达世界的不确定性关系，即是说，以确定性的理论不可能完整地反映不确定性的世界。正因为如此，实践或实验对理论的检验是动态的。同时，理论只是客观世界的模型，是人们对客观世界的理想化反映，这些理想化的模型包含了在各种条件下的客观事物运动、变化、发展的状况，而客观世界的实际事件的发生，仅仅是这一模型要求的其中之一，是理论这一集合中的一个子集或一个分子。
从当代自然科学的发展来说，量子力学对基本粒子领域粒子现象的不确定性的认识，有力地推动了当代文化领域对不确定性的理解，原来单一的确定的世界观迅速地发展成“多个世界”的观念。这就增加了检验理论的难度。经得起实践检验的理论不一定是真理，而未能得到检验的理论也不一定是不正确的理论，因此对理论作出评价是十分必要的。
第三，反映自然界的理论与反映社会历史的理论两者的确定性也不一样。自然科学是对自然现象的本质与规律性的认识，与社会科学相比，显然有着不同的特点。一般地说，自然科学较为客观，而社会科学则由于不同群体的利益关系而带有偏见，大部分社会科学属于意识形态；自然现象是可以重复出现的，而社会历史现象常常只有一次，很多是无法重复的；自然现象可以通过模拟各种条件进行实验，社会历史现象却无法进行模拟、实验。所以，说实践是检验理论的真理性的标准，在涉及自然现象时较为确定，而在涉及社会历史现象时却显得不够确定。特别是社会历史现象是利弊共生的，各种利益团体对社会历史现象的评价往往不一致，甚至完全对立。要解决这种不一致或对立，只有借助于一个共同的标准才是可能的。但是一旦我们求诸于共同的标准，就会陷入标准的无穷追溯。
自然界中虽然存在着确定性与不确定性现象，但是这两类现象的界限是相对明确的。一般地说，宏观领域较为确定，微观领域则较为不确定。如果按照五种运动形式来区分，那么机械的、物理的、化学的运动较确定，而生物的、社会的运动则较不确定。社会历史领域中的不确定性则远远高于自然界。之所以如此，是由于人类利益制约着社会历史现象；人作为社会历史现象的活动主体，是千差万别的，人们不可能用统一的思想指导社会历史实践，也不能用同一思想参与社会历史活动、评价社会历史活动结果。社会历史现象的不可重复性表明了它的相关理论的检验的困难，也表明了对社会历史现象评价的尺度的不一致性。人们对历史活动的评价始终是带有当代思想倾向的，不具有意向性的评价是困难的。
三、对理论定律适用性的理解
一个定律的适用性究竟应该如何理解才是无误的呢？
首先，定律是科学理论的基本构成部分，要理解定律的适用性，就必须理解理论的结构。上个世纪末的西方科学哲学家在对这个问题的解释上求助于“模型论”见解，将理论与其所指称的世界看作是一种“同构”关系。这是一种理想化的分析方法。
模型论主张用“同构”概念来说明理论与客观对象之间的数学关系、物理关系。苏佩斯说：“一个在一定的经验操作(运算)和关系下的诸现象的集合的结构，与某个在一定的算术运算和关系下的数的集合相同。……在一给定范围内的同构的定义，把结构相同这一直观的观念精确化了。发现诸结构的这样一种同构关系的巨大意义在于：这时我们就可以运用我们关于计算方法的所有熟悉的知识，如同应用于算术结构那样，推出关于相互同构的经验结构的事实。”(苏佩斯，第327页)弗拉森也认为：“模型可以包含许多与非实在因素相对应的结构，……描述实在的模型部分地包括对实际可观察现象的描述，或许还包括更多的东西。但是，显然只有这个部分才能成为整个模型中合适的部分。”(弗拉森，第186页)。科学理论的基本作用就是给我们提供用于描述各种经验现象的一簇模型。
用模型概念说明理论的结构并非万能，它同样具有局限性。假如我们把科学理论比作一张关于实在世界的地图，这张地图可以成为我们出门旅行时的指南。尽管如此，在实际的旅行中我们仍然会迷路，不知所处。这就意味着模型与实在之间存在着一定的差异，或者说人们在理解模型、运用模型时存在分歧。
其次，由于客观世界是复杂的，因此，定律的表述应该根据理论所揭示的不同领域来进行分类。
当代科学所揭示的世界，不仅是传统意义上的世界，而且是一个以树状分化的世界：第一，量子力学的创立显现了一个决定论与非充分决定论并存的世界，从而改变了人们对待世界的一元论态度。
第二，当代物理学的发展揭示了语境在理解理论或现象的意义中的特殊作用。在当代物理学中，对理论实体的理解是多样化的，每个基本的物理过程都具有相应的数学表述，对这些数学表述来说则存在着解释的多重性。物理学家对于实验、观察的理解是随着他所从事的那些活动来确定的。虽然他作出的观察在某种程度上丰富了迄今为止所形成的本体论图景，但是，有时物理学家的本体论承诺的本质似乎是随着他的注意力的转移而转变的。这就意味着语境因素的侵入。在社会科学中这种因素则显得更为突出。这就表明了认识中存在着不容忽视的场所的影响与个人意见的因素，有时个人的意见甚至起着决定理论性质的作用。
第三，逻辑科学与数学的发展也使我们对客观世界的复杂性的理解出现了形形色色的变化。传统逻辑强调规律与形式的决定作用，强调非此即彼的二值推理。而20世纪以来，这种非辩证的格局已为模态逻辑所突破。C.I.刘易斯认为，“严格蕴涵”的概念可以取代罗素、怀特海的“实质蕴涵”；命题具有模态性质，具有可能的必然性或偶然性质。现代非正统逻辑学家卢卡西维兹等人则提出了三值逻辑。在数学中，由于现代非欧几何学的创立，传统的欧氏几何的思维日益改变，在“空间曲率”的引导下，多值逻辑得到了印证，统计学也因此成了数学的一个分支。这些科学的发展都揭示了世界的多种可能性。
上述变革使我们在理解定律时必须考虑到各种因素。一方面，定律、规律的概括本身与实在世界所发生的事件之间具有同构性，但是，一切事件在认识的世界里都是以形式的陈述来描述的，因此，人们概括的规律仅仅是语义学意义上的，而不是现实本身；语义学意义上的定律之表述包括反事实的方面，代表的是一个孤立系统，排除了个别反例与特例。另一方面，定律、规律具有说明力，在语义上说明了事物必然如此的方式。但是，事物实际上如何与必然如何是有别的。从科学的观点看，科学观察与科学实验从未表明事物必然如何，而只是表明事物实际如何。因此，对于定律与规律的适用性，我们可以区分为决定论的定律与非充分决定论的定律：在决定论的定律中包括决定论的连续定律(永久性地起作用)与统计定律，也包括决定论的非连续定律；在非充分决定论的定律中包括非充分决定论的连续定律与统计定律。同时还可以认为，在决定论与非充分决定论的定律中，决定论的非连续定律与统计定律是最为基本的，更能够包容不确定性。