科学事实与实验测试_科学论文

科学事实与实验测试_科学论文

科学事实和实验检验,本文主要内容关键词为:事实论文,科学论文,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:N0 文献标识码:A 文章编号:0257-0246(2009)11-0043-09

“事实”(fact)一词源自拉丁文factum,原意为something done(已成之事)、deed(事情)或action(行动)。从17世纪开始,事实被说成是在客观世界中以某种方式相关联的一组对象,它们可以用命题或判断来陈述,事实的组成部分是事物和性质或者关系。事物被命名而不是被断定,而事实是被断定而不是被命名。事实必须用语句而不是用单个的词来表达。事实是命题的对象并决定命题的真假。①

事实作为科学的依据,在科学中的重要地位是毋庸置疑的和无可争辩的。马克·吐温(Mark Twain)指明:“关于科学有许多迷人的东西。人们从微不足道的事实的投入获取大批的猜想利润。”②任鸿隽充分认识到事实在科学中的意义,他在谈到科学知识和科学精神时特别强调:

近人有谓科学之异于他学者,一则为事实之学,一则为言说之学,此可谓片言居要矣。故真具科学精神者,未有不崇尚事实者也。近世学者分智识为正(positive)负(negtive)两种,凡智识之有价值者,皆属于正者也。凡智识之正者,皆根于事实者也。③

关于事实的分类,迪昂提出了两分法——实际事实(具体事实)和理论事实。彭加勒所谓的未加工的(赤裸裸的)事实和科学事实正好与之相应。彭加勒在批驳他的同胞勒卢阿(Le Roy)时,就未加工的事实和科学事实发表了诸多议论,并以日食作为案例剖析这个问题。这里有四个层次:(1)乡下佬说,天变暗了。(2)天文学家说,日食发生在九时。(3)天文学家又说,日食发生在根据牛顿定律制定的表格所推算的时间内。(4)伽利略最后说,日食是地球绕太阳旋转的结果。未加工的事实和科学事实之间的界限在哪里呢?若读勒卢阿先生的论文,人们会相信这个界限在第一阶段和第二阶段之间,但是从第二阶段到第三阶段存在较大的间隔,第三阶段和第四阶段的间隔更大。其实,第二阶段还可以细分,并用(2a)和(2b)代替(2)。也就是说:(2)我说,日食发生在九时。(2a)当我的钟表指向九时,日食发生了。(2b)我的钟表慢十分钟,日食发生在九时十分。这还不是全部:第一阶段也应当细分,而且这两个细分的阶段之间并非最小的间隔;一个目睹日食的人感觉到昏暗的印象,这种印象又促使他作出天空变暗了的断言,必须把印象和断言区别开来。在某种意义上,只有第一个事实才是真正的未加工的事实,而第二种事实已经是一种科学事实。现在我们的等级已有6个阶段,尽管没有理由止于这个数目,但是我们将在这里停下来。在6个阶段中的第一阶段,事实还是完全未加工的,也可以说是单独的,它与所有其他可能的事实完全不同。从第二阶段起,情况已经不再相同了。事实的表述总是要与无数其他事实相配合。只要语言介入其中,我就能按我的要求,仅用有限数目的词汇表达我的印象所包含的无限数目的细微差别。彭加勒还列举了两个科学实验中的例子加以说明。在借助可动的反射镜观察电流计的偏转时,反射镜把明亮的影像或光点投射到刻度尺上。未加工的事实是,我看到光点移到刻度尺上;而科学事实则是,电流通过回路。另一个例子是矫正实验的偶然误差和系统误差:最初得到的事实是未加工的事实,而科学事实则是在完成矫正后的最终结果。“科学事实只不过是翻译成方便语言的未加工的事实而已”,“每一个科学事实都是由许多未加工的事实形成的”。总之,既没有无科学事实的科学,也没有无经加工事实的科学事实,因为科学事实只不过是未加工事实的翻译而已。④

彭加勒和迪昂之后的科学家和哲学家,在事实的分类上大都持有相近的看法。例如,伊利英和卡林金就把赤裸裸的经验事实和自然科学的事实加以对照:事实并非必然地是包含观察资料的经验陈述,从认识论上讲,事实可以从属于经验知识的陈述,也可以从属于理论知识的陈述,如果理论知识的真理性被确定地建立起来的话。尤其是,事实是在知识体系中起确定作用并具有确定功能的成分。夸大事实在定义理论领域、证明它的命题、建立理论模型的经验意义等等中的认知作用是困难的。自然科学的事实是与赤裸裸的经验事实——这是在具体条件下的真实现象——相对的集合。赤裸裸的经验事实是由感官记录的,并认为是未被主观地诠释和转化的客观事件。⑤也许正是基于这种共认,卡西尔才给科学事实下了这么一个定义:

所谓的“科学事实”是什么意思呢?显而易见,这样的事实并不是在偶然的观察或仅仅在感性材料的收集下所给予的。科学事实总是含有理论的成分,亦即符号的成分。那些曾经改变了科学史整个进程的科学事实,如果不是绝大多数,至少也是很大的数量,都是在它们成为可观察的事实以前就已经是假设的事实了。⑥

事实是有等级的,在科学中尤其如此,这就牵涉到事实的选择问题。弗兰西斯·培根列举了拥有优先权的27种事例,其中有的是有关知识的部分,有的是有关动作的部分,亦有的是兼而有之。说到有关知识的部分,有的是帮助感官的,有的是帮助理解力的。在帮助理解力方面,有的是促进关于法式的排除法过程,有的是提高理解力并把它指引到类别和共同性质上去,有的是当理解力被带到岔路时能把它纠正过来,有的是防护理解力免其入于错误的法式和原因。⑦培根的罗列面面俱到,不无启发意义,但是论说却明显失之简略,尤其是没有与科学密切结合起来加以探讨。

在事实的选择问题上,彭加勒可谓只眼别具。他说,科学家相信,事实有等级可寻,在它们之中必须作出明智的选择。“假如没有能够在事实中选择、分辨在那些事实背后隐藏某种东西以及识别什么正在隐藏着的精神,假如没有在未加工的事实下察觉事实精髓的精神,事实也许是毫无成果的。”⑧这是因为,“我们不可能了解所有的事实,因而必须选择那些值得了解的事实。在托尔斯泰看来,科学家随意地做出这种选择,而不是以实际应用为目的而做出合理性的选择。相反,科学家却认为,某些事实比另外一些事实更有趣,因为它们使未完成的和谐完备起来,或者因为它们使人们预见到大量的其他事实。要是科学家错了,要是他们隐含假定的事实的这种等级制度只不过是痴心妄想,那么就不会有为科学而科学,从而也就不会有科学。就我而言,我相信他们是对的”⑨。

怎样在事实中具体地作出明智的选择呢?彭加勒这样告诉我们:最有趣的事实就是可以多次运用的事实;这些是具有一再复现的机会的事实。哪些事实是很可能复现的事实呢?它们首先是简单的事实。我们应该偏爱似乎是简单的事实,而不选择那些我们肉眼辨认出不相似要素的事实。但是,简单的事实在哪里呢?科学家在两种极端情形下寻求它,其一是无穷大,其二是无穷小。他进而认为,简单的事实即是美的事实,而事实选择的简单性标准实际上也是美学标准:

正因为简单是美的,正因为宏伟是美的,所以我们宁可寻求简单的事实、崇高的事实;我们时而乐于追寻星球的宏伟路线;我们时而乐于用显微镜观察极其微小的东西,这也是一种宏伟;我们乐于在地质时代寻找过去的遗迹,它之所以吸引人,是因为它年代久远。⑩

彭加勒特别提醒人们注意:以规则的事实开始是合适的;但是,当规则牢固建立之后,与它完全一致的事实不久以后就没有意义了,因为它们不能再告诉人们新东西。于是,正是例外变得重要起来。我们不去寻求相似;我们尤其要全力找出差别,在差别中我们首先应选择受强调的东西,这不仅因为它们最为引人注目,而且因为它们最富有启发性。他还把事实具有的简单、美以及预见、同化、秩序化的能力与思维经济联系起来:事实的重要性用它产生的效益来衡量,也就是说,用它容许我们节省的思维数量来衡量。在物理学中,具有最大效益的事实是进入十分普遍的定律中的事实,由于这些事实能够使我们根据定律预见大量的其他事实,在数学中情况正是如此。新事实不仅仅因其自身而珍贵,而且唯有它才能使它所结合的一切旧事实具有价值。唯一值得我们注意的事实是那些把秩序引入到复杂性中去的事实,从而是使心智可以理解的事实。(11)

弗兰西斯·培根曾经这样说过:为了建立真正可信的科学,就有必要首先成为一名幼童。T·H·赫胥黎也重复了这一观点:“像幼童般面对事实,随时准备放弃任何先入之见,谦卑地跟随自然的引导,即使是堕入深渊也在所不惜。否则,你就将一无所获。”(12)这种良好的愿望固然不错,然而遗憾的是,并没有中性的科学事实——甚至没有中性的事实——可以让科学家本能地保持“天真无邪”的童贞,或从容地充当“铁面无私”的法官,尽管事实依然是科学理论的试金石。其原因何在呢?我们不妨列举几点。

首先,事实本身要由概念和范畴统摄,并多少经过理性的加工。康德早就认为,感觉材料是无秩序的、变幻莫测的,需要用理性的范畴整理它们,在概念之下把它们归入范畴。他说:“没有事实内容的概念是空洞的;没有概念的感觉资料是盲目的。因此,使我们的概念变得诉诸感觉同样是必要的;即就是把它们的直觉对象附加在它们之上,正像使我们的直觉变得理智一样;也就是把它们引入概念之下。这两种才能或本领不能调换它们的功能。知性不能观看。借助它们的结合,科学知识才能产生。”(13)多尔比开门见山地道出:“事实在框架内建构。没有简单的途径接近处在框架之外且直接对应于事物存在方式的中性事实。因此,事实的陈述是复杂的认知建构。在科学的假定框架内,科学包含新事实的建构,利用旧事实作为它的关键源泉。不过,除非旧事实被批判地使用,否则错误在事实建筑的传统内积累。构造新科学事实的过程被知识社会学家微观地研究。他们极力坚持,只是在一系列的协商之后,起初尝试的和暂定的实验室的结果,才能够开始被看做是明晰的和毫无争议的事实。”(14)马根瑙也十分清楚,科学实际上所达到的是事实和观念的关联。科学需要事实,正如我们身体需要食物一样;但是在科学的机体内,事实是通过理性的构造被加工、结合、组织和关联起来的,它是一个有机的整体,其中包括理性、观念和猜测的质地,这就是科学。在十分深刻的意义上,科学起源于这样的环境:按照我们感官的判定,事实并不足于完全有序化,以满足我们对于简单性和一致性的需要。科学对我们经验无理性的佯谬给予精心的回答。总之,不连贯的事实被科学通过理性的运用,统一到一致的整体中去。

现代科学告诉我们,人们的感官在接受外界现象的信息时,要发生一系列物理的、化学的、生化的、生理的、心理的过滤、选择、同化、整合等过程,才能获得某种感觉印象。这些本能的、无意识的以及有意识的形成感觉印象的过程,已经混入了先验的和后验的非中性成分。把这种感觉印象用语言表述出来,才能形成可交流的事实的陈述,而陈述事实的语言本身也不可能是中性的。更何况,科学事实的陈述必须使用科学概念,还要纳入科学的理论框架之中,只有这样才能获得科学意义,成为科学理论的有机要素。这一切,都使中性的科学事实实属子虚乌有。(15)

其次,观察渗透理论。在科学哲学界,似乎有一个共识:“观察渗透理论”的命题来自汉森。其实,马赫早就明确指出:“正如我们应该比较准确地提出的,我们称思想对事实的适应为观察;称思想的相互适应为理论。观察和理论也无法截然分开,因为几乎任何观察都已受到理论的影响,要是观察足够重要的话,它反过来也作用于理论。”(16)此前,惠威尔就认为,事实和理论之间只有相对的区别(如果一个理论被归并在另一个理论中,那么它本身就成为事实),尤其是,甚至最简单的事实也包括理论性质的东西。(17)惠威尔和马赫当年的思想现在有许多知音,尽管他们也许并不了解马赫的这一观点。(18)例如,伊利英和卡林金也赞同,事实和理论相互渗透。这种相互渗透有时表现出不可预料的和离奇的形式,以致经验的和理论的边界难以划出,事实和理论熟悉的界限消失了。在这种关联中,证实实验的概念改变了。第一,它不再能够作为理论的独立的法官的角色,它现在作为认识论的程序、作为与其他的知识证实模式结合在一起发挥作用。第二,它从根本上不再表明,给定的理论公式符合在实际实验之前存在的某种东西,而宁可说理论假定对于给定的条件受到辩护。(19)

这一观点也受到科学的支持:来自心理学研究的一个基本结论是,观察从来不会像标准观点所要求的那样是被动的。我们从来不是简单地接受和记录来自外部世界的信息。直接观察,不管是科学性的还是非科学性的,都不仅仅是记录和报告“所接触到的原始材料”。观察者必然要对他所感知的材料加以整饰,因为他从原始材料中不会得到关于自然界物体或过程的稳定的和全面的记录。由于他对自然界的作用,所以他实际上所获得的是一系列有关自然界特征的不断变化的意向。借助这些意向,观察者便能够进行推理工作,这些工作常常比日常世界中的推理更为复杂,它能够使人们决定什么是他所观察到的事物。而且,科学观察从根本上依赖于语言。我们完全可以认为,观察就是通过概念范畴寻找事物和事件的活动;这些范畴通过指明一定的陈述可以被用于所观察到的事物,从而获得其意义。这并不是指科学家先获得各种类型的知觉,然后再把概念和解释运用于其中。概念和理论总是贯穿在科学观察这类行动之中。马尔凯进而表明:

对自然界的观察至少具有下列特征,但是这些特征没有一条与标准的科学观一致。它是主动的过程,即指观察者创建并回答一系列变化发展的意向性。它包括分类过程,即根据意向性用先定的概念体系去处理设定的物体和事件。由此可推论出,观察者为了确立他所认识到的结果,必然从那些总是“不全面”的意向中进行概括。观察脱离不开解释;相反,它们是同一过程的两个方面。在大部分科学研究中,观察深刻地受一种复杂的符号形式的条目的指导,而且是通过这类条目来表达的。这些方面形成了比较明确的期望,与这些期望相关,观察被赋予了科学意义。科学的量化语言以及其控制的实验程序可提供非常具体和多样的经验证据。但是,不论是这些观察的肯定性还是其表达形式的正确性,无论如何都不能得到保证。也不会只有“一条正确的方式”去报告所观察的结果。对观察的适当性的判断,似乎跟命题的意义一样,根据解释背景和社会背景的不同而有所不同。(20)

再次,科学事实处于作为一个整体的理论之中,它只有从理论整体中才能获得其地位和意义;一旦使它游离于理论整体,它就变得无意义,发挥不了应有的启迪思想和确认定律的作用。迪昂的理论整体论(假设、命题、事实形成整体性的理论,不可能把它们从理论中孤立起来加以处理)(21)和爱因斯坦的意义整体论(假设、命题、事实脱离理论整体则无意义)(22),对此已有清晰的认识。正是从这一视角看问题,马尔凯发现,在实践中特别难以把其意义来自经验的观察术语与猜测性的理论术语区分开来。一个主要原因是,这些术语不是作为孤立的单位(如观察术语可与自然实体相对应),而是作为更大的语言学框架中的要素而具有意义的。既然观察脱离它所从属的更大的概念和命题框架就没有实践意义,那么就根本不可能去分析构成科学知识得以建立的根本基础的不同类型的事实陈述。因此,一切经验陈述都是“理论负荷”(theory-laden)的。如果分析框架发生变化,那么在此参考框架内所形成的观察陈述(无论是特殊发现还是经验概括)的意义也会发生变化。因此,科学的事实陈述既不独立于理论,也不是在意义上永恒不变的。一定的事实陈述的意义常常因科学共同体的派别不同而不同,因为其意义依赖于各个社会群体的解释框架。这样一来,不但科学的事实“基础”具有理论依赖性和意义可变性,而且它们似乎还具有社会可变性。(23)

最后,正像我们前面已经多次涉及的,人们不得不用非中性的语言陈述和表达科学事实,科学事实非中性就是题中应有之义了。彭加勒揭示出,科学事实实际上是一种语言的约定,也就是用科学语言把未加工的事实翻译为科学事实。科学家就事实而做的创造就是创造阐述事实的语言。如果他预言事实,那么他将使用这种语言,对于所有讲该语言和理解该语言的人来说,他的语言便摆脱了模棱两可。而且,这种语言一旦被创造出,它便明显地不依赖于科学家,不管是否将它付诸实现。(24)因此,科学事实在某种意义上是科学家的制作,阿罗诺维茨借助现代科学革命的成果说明:量子力学和相对论的意义在于,科学理论一方面涉及探究“场”和测量工具之间的关系,另一方面涉及主体和客体之间的关系。第一个评述采取的立场是,理论是波普尔模式的“客观知识”;第二个借助相互作用和相互决定以解释学和辩证法的分析详述该问题。在无论哪一种情况中,“观察者”的参与在场的构成中都是不可避免的(这里使用“场”一词而未用“客体”一词,因为“事实”涉及关系和关系的关系,而不是事物)。第二个和第三个诠释假定,由额外决定引起的不确定性,是由场的漂移指称性和由致力于科学探究过程的主体为媒介的社会的东西的指称物二者作用的结果。科学事实是社会地、技术地构成的,这指明科学是两种指向上的干预。这意味着,对象或客体(object)是作为科学探究的目的及其手段之间的关系而被构成的。正如弗莱克(Fleck)证明的,事实是被产生的,而不是被发现的。(25)有趣的是,“事实”一词的语源学也表明,事实是“被制造的东西”。与它在拉丁语facere的词根一致,是制造。可是,我们却倾向于认为科学事实是给定的实体,而不是制作。(26)当然,这种制作并不是凭空任性的制作,而是受客观的实在和现象以及主观的感觉和经验制约的。诚如彭加勒在回答“人们有权利说科学家创造了科学事实吗?”这一问题时所说:

科学家并没有凭空创造科学事实,他用未加工的事实制作科学事实。因而科学家不能自由而随意地制作科学事实。工人不管如何有本领,他的自由度总是受到他所加工的材料性质的限制……总而言之,科学家就事实而创造的一切不过是他用以阐述这一事实的语言。(27)

必须明白,科学事实并不能充分而足够地证实或证伪理论,尽管“科学是心甘情愿地接受事实,即使事实与愿望针锋相对”(28)。之所以如此,除了归纳逻辑的固有缺陷(有限的事实枚举不能证实普遍的全称命题)和整体论的不充分决定性(under-determination,实验无法绝对自主地证实、反驳或证伪一个严整的理论)外,还有其他许多原因。卡里尔等就此给出了一些说明:简单地参照事实并不能满足证明的需要,这至少表现在三个方面:意义不明确,事实上的经验等同,纯经验等同。第一,在某些情况下,事实无法使你在可供选择的理论中作出明确的决定,因为在某一现象领域这个理论更为成功,而在另一领域,它的竞争者却更为成功。19世纪光的波动说和微粒说就是如此。第二,洛伦兹的电子论和爱因斯坦的狭义相对论不管其理论机制和解释有何区别,二者在可行的实验和观察上是等同的。第三,对于牛顿的引力理论,可以用一种在概念上与通常的阐述截然不同的方式进行表述。我们用不着像一般假定的那样有一种引力作用在平直时空结构上,而像爱因斯坦那样把引力解释为时空结构的一种表现。这两种可供选择的理论不仅对于实际中进行的观察,而且对于所有可能的观察都是不可认识的。它们完全是在经验上等同的。(29)难怪费耶阿本德说:没有一个理论会和其领域中的全部事实都相符,但该受责难的并非总是理论。事实是由旧的意识形态形成的,所以事实和理论间的冲突可能是进步的证明。这也是我们试图寻找常见的观察概念中所隐含的那些原理的第一步。(30)不过,对于不同的理论,情况也有差别。正如何秀煌所言:

在一个理论里,有些命题比较接近理论核心,另外有些命题比较靠近经验末梢。比较接近经验末梢的命题通常可以使用观察实验等方法,由经验证据比较直接地加以印证。可是那些比较接近理论核心的命题,就没有这么直接的经验给证的办法,它们往往要通过逻辑的蕴涵网络,跟理论的其他命题层层相依,步步环扣,最后从靠近经验末梢的那些命题那儿,获得间接的经验支持。(31)

有必要强调的是,科学事实是相对的和变化的。马尔凯认为:“科学是建立在不断发展中的事实基础上的观点已经过时。认为已确立的事实是不可变更的,并由此认为科学知识是以相对直线的方式发展的观点也已经过时。”(32)布罗诺乌斯基则径直断定:“在世界上没有事实是即时的、无穷小的和终极的、单一的标志。我坚持认为,没有原子事实;用科学语言来讲,每个事实都是场。”(33)塞耶斯还作出了一个有趣的比喻:“事实像母牛,如果你紧紧盯着它们,它们通常会跑开。”诺尔-塞蒂纳解释说,这个类比隐藏着哲学和方法论的观点。哲学的观点是,事实不是我们能够理所当然地认为的那样,是知识赖以建立的牢固基岩。实际上,它们的本性是相当成问题的,以致正视常常吓跑它们。方法论的观点是,正视不得不是长期的、艰难的和直接的。像母牛一样,它们变得充分驯化,为的是处理普遍事件。(34)

科学事实之所以是相对的和变化的,其原因是很多的:科学理论基础或概念框架的革新、科学背景预设的演进、(35)社会文化语境的变迁,都会引起对同一事实的描述、理解、翻译和诠释的不同。另外,还有两个值得注意的原因。一个如阿罗诺维茨所说:科学是以它的理论装备和物质装备,即探究技术的发展水平为媒介的探究准则来定义的,而这些媒介不可避免地额外决定我们所谓事实意指什么(即事实总是依赖理论和技术的)。(36)另一个是在科学中已经变成众所周知的命题、定律乃至理论(其中有些也许已经变成常识),有时也被称为“科学事实”。爱因斯坦对事实的理解为我们提供了有力的例证。在谈到“一个希望受到应有的信任的理论,必须建立在有普遍意义的事实之上”时,他举出了一系列这样的事实:热力学的主要假设所根据的永动机的不可能,力学所根据的惯性定律,分子运动论所根据的热同机械能的相当性,狭义相对论所根据的光速不变性和真空中的麦克斯韦方程,广义相对论所根据的惯性质量同引力质量的等效性。(37)

现在,我们转而讨论科学实验。由于迪昂对科学实验、尤其是对物理学实验的含义进行了十分精湛的研究,我们拟详细地介绍和评论一下他的科学实验思想。迪昂提出:“物理学中的实验不仅仅是现象的观察;此外,它是这个现象的理论诠释。”他说,当你走进实验室,“你看到的所做的实验像物理学中的任何实验一样,包含两个部分。首先,它在于某些事实的观察;为了进行这种观察,你只要使你的感官充分注意和警觉就足够了。了解物理学是不必要的,实验室主任可能在这种观察事务上不如助手技艺娴熟。其次,它在于被观察的事实的诠释;为了进行诠释,仅有警觉的注意和实践的眼光是不够的,必须知道所接受的理论,必须了解如何应用它们,一句话,必须是一位物理学家。”迪昂以勒尼奥(Regnault)研究气体的可压缩性为例加以说明。这位实验者取来一定量的气体,把它封入玻璃管内,使温度保持不变,测量气体经受的压力和它占有的体积。他和助手观察到的具体事实是压力计、高差计、温度计的图像和刻度,而他在实验报告中并没有写这些具体的实验过程和观察到的标度,而记录的是气体的体积、压力、温度的数值。这些数值是三个具体的客体吗?绝不是。它们是三个抽象的符号,只有物理学理论才能把这些符号与实际的事实关联起来。而且,为了得到这些数值,他必须诉诸算术和几何的抽象观念和原理,也要诉诸力学、光学的诸多假设和定律,因为他的仪器及其使用都基于这些理论。于是,勒尼奥做实验时,在他眼前有事实,他观察事实,但是他就这个实验传达给我们的不是观察到的事实的叙述;他给予我们的是抽象的符号,被接受的理论容许他用这些符号代替他收集到的具体证据。迪昂由此得出结论:

物理学中的实验是对现象的精确观察,同时伴随着对这些现象的诠释;这种诠释借助观察者认可的理论,用与数据对应的抽象的和符号的描述,代替观察实际收集的具体数据。(38)

迪昂进而详细地论证了“物理学中的实验结果是抽象的和符号的判断”这一结论。他说,实验物理学家从事的操作的结果决不是具体事实群的感知;它是把某些抽象的和符号的观念相互联系起来的判断的系统阐明,唯有理论才能使这些观念与实际观察到的事实相关。他不同意彭加勒的观点:“科学事实无非是用方便的语言陈述的未加工的事实”,“科学家就事实创造的一切是他用来陈述事实的语言”。他通过举例和论证表明:理论事实并不是实际事实的语言翻译,而是理论诠释;科学家的作用不限于用以表达具体事实的明晰而精确的语言,而宁可说是这种语言的创造以物理学理论的创造为先决条件。这是因为,在抽象的符号和具体事实之间可以存在对应,但是不能够存在完备的等同;抽象的符号不能够是具体事实的足够描述,具体事实不能够是抽象符号的逼真实现;物理学家用来表达他在实验过程中观察到的具体事实的抽象的和符号的公式,不能够是这些观察的精密等价物或忠实的叙述。单一的理论事实可以被翻译为无限极不相同的实际事实,单一的实际事实对应于无限不相容的理论事实。这显示出,在实验过程中实际观察到的现象和物理学家系统阐述的结果之间,插入了一个十分复杂的理智精制品,这种精制品用抽象的符号的判断代替具体事实的叙述。迪昂还强调:“唯有现象的理论诠释才使仪器的使用成为可能的。”物理学家借助诠释这种智力操作观察现象,也在他所使用的工具上清楚地表现出来。如果我们不用数学推理承接的抽象的和图式的描述代替构成仪器的具体客体,如果我们不把这种抽象组合交付隐含着理论的同化的演绎和运算,那么实际上便不可能使用我们在物理学实验室中所拥有的这些仪器。

当物理学家做实验时,他正在赖以工作的仪器的两种大相径庭的表象充满他的心智:一个是他实际上操纵的具体仪器的图像;另一个是借助理论提供的符号构成的同一仪器的图式模型;正是在这种理想的和符号的基础上,他进行他的推理,他正是把物理学的定律和公式应用到这种仪器的。(39)

这样一来,所谓矫正实验误差,无非是用实验的理论诠释引入的改善。实验结果的近似度之所以能够不断变好,不仅因为制造者提供了日益精密的仪器,而且也因为物理学理论产生了越来越满意的法则,从而在事实与用来描述事实的图式观念之间建立起对应关系。图式仪器不是且不能是实在仪器的精密等价物,但毕竟是其或多或少完善的图像。物理学家将力图用更为类似于实在的比较复杂的图式仪器代替过于简单和过于远离实在的图式仪器,这种替代本质上是词汇矫正在物理学中指示的操作。迪昂接着论述了,物理学实验在什么地方与普通证据的审查不同;物理学中的实验是较少确定的,但是比事实的非科学的确立要精确和详细。

迪昂还详细而深入地讨论了理论的实验检验问题,他的基本看法有三。

其一,物理学理论的实验检验不像在生理学中那样具有相同的逻辑简单性。这是因为,在生理学或化学的某些分支,实验者直接依据事实推理,数学理论还没有引入它的符号描述,理论演绎和实验事实之间的比较服从十分简单的法则。在物理学中,不可能把我们希望检验的理论留在实验室大门之外,因为没有理论,就不可能调节一个仪器或诠释一个读数。于是,人们根本无法把物理学理论与适合于检验这些理论的实验程序割裂开来,从而以独特的方式使检验复杂化了,并迫使人们仔细审查实验检验的逻辑意义。

其二,物理学中的实验从来也不能够宣判一个孤立的假设不适用,而只能宣判整个理论群不适用。其原因在于,物理学家决定证明一个命题的不正确性;为了从这个命题演绎出现象的预言并进行表明这个现象是否产生的实验,为了诠释实验的结果并确立所预言的现象没有产生,他并未使自己限于所讨论的命题;他也利用了他作为无可争辩的东西而接受的理论群。未产生现象的预言终止了争论,但是该现象的预言并不是从受挑战的命题——即使它独自接受了挑战——演绎出来的,而是从与整个理论群结合在一起的待裁决的命题演绎出来的;如果所预言的现象没有产生,那么不仅被质疑的命题有毛病,而且物理学家所利用的整个理论的脚手架都是如此。实验告诉我们的唯一事情是,在用来预测现象并证实它是否被产生的命题中,至少有一个错误;但是这个错误在何处,实验恰恰没有告诉我们。物理学家可能宣称,这个错误正好包含在他希望反驳的命题中,但是他能确保它不在另一个命题里吗?如果他能确保这一点,那么他就隐含地接受了他所使用的其他命题的正确性,他的结论的可靠性和他的信念的可靠性一样大。总之,物理学家从来也不能使一个孤立的假设经受实验检验,而只能使整个假设群经受实验检验;当实验与他的预言不一致时,他所获悉的是,至少构成这个群的假设之一是不可接受的,应该加以修正;但是,实验并没有指明应该改变哪一个假设。

其三,“判决实验”在物理学中是不可能的。这是因为,与几何学家使用的归谬法不同,实验的矛盾没有能力把物理学假设转变为毋庸置辩的真理;为了授予它这种能力,就必须完备地列举可以覆盖确定的现象群的各种各样的假设;但是,物理学家从未肯定,他已穷竭了所有可以设想的假定。物理学理论的真理未像掷硬币打赌那样由正面抑或反面决定。(40)

注释:

①布宁、余纪元编著:《西方哲学英汉对照辞典》,北京:人民出版社,2001年,第359页。

②M.J.Mahoney,Scientist as Subject:The Psychological Imperative,Cambridge,Massachusetts:Ballinger Publishing Company,1976,p.2.

③樊洪业、张久村编:《科学救国之梦——任鸿隽文存》,上海:上海科技教育出版社、上海科学技术出版社,2002年,第71页。

④彭加勒:《科学的价值》,李醒民译,沈阳:辽宁教育出版社,2000年,第123-130页。彭加勒已经注意到,未加工的事实和科学事实之间并没有严格的界限。马奥尼也认为,科学的证据不是表示某种纯粹的对实在的一瞥,以便实在符合巨大的、犬牙交错的难题。宁可说,它是不可避免地带有偏见的、有时被严重歪曲了的实在的影子,而实在从来也不能被完全探明。未加工的科学资料仅仅在它们粗糙的意义上是未加工的,而不是在它们的纯粹性的意义上。参见M.J.Mahoney,Scientist as Subject:The Psychological Imperative,Cambridge,Massachusetts:Ballinger Publishing Company,1976,p.13.

⑤V.Ilyin and A.Kalinkin,The Nature of Science,An Epistemological Analysis,Moscow:Progress Publishers,1988,p.105.

⑥卡西尔:《人论》,甘阳译,上海:上海译文出版社,1985年,第74页。

⑦培根:《新工具》,许宝骙译,北京:商务印书馆,1984年,第289-291页。这27种事例是:独出的、移徙的、触目的、隐微的、能资组成的、相契的、独特的、出轨的、跨界的、权力的、友敌的、极限的、联盟的、路标的、离异的、门户的、传票的、路程的、补救的、分划的、测竿的、时序的、剂量的、斗争的、暗示的、多方有用的、幻术的事例。

⑧彭加勒:《科学与方法》,李醒民译,沈阳:辽宁教育出版社,2000年,第12页。

⑨彭加勒:《科学的价值》,李醒民译,沈阳:辽宁教育出版社,2000年,第154页。

⑩彭加勒:《科学与方法》,李醒民译,沈阳:辽宁教育出版社,2000年,第12-13页。

(11)彭加勒:《科学与方法》,李醒民译,沈阳:辽宁教育出版社,2000年,第4-5、8、6、13-14页。彭加勒还这样写道:“在我们看来好像美的事物是其本身最适合于我们理智的事物,因此它们同时是这种理智最了解如何使用的工具,事情只不过如此吗?或者,在这里存在着进化和自然选择的游戏吗?”参见同书,第9页。

(12)霍伊卡:《宗教与现代科学的兴起》,钱福庭等译,成都:四川人民出版社,1991年,第64页。不过,赫胥黎也明白:“如果不能超越事实,便很难得到事实的真相。”参见林德赛:《科学与文化》,方祖同译,台北:协志工业出版股份有限公司,1976年,译者序。

(13)H.Margenau,Ethics and Science; The Search for Absolute Values:Harmony among the Science,Volume Ⅱ,Proceedings of the Fifth International on the Unity of the Sciences,New York:The International Culture Foundation Press,1977.

(14)R.G.A.Dolby,Uncertain Knowledge,An Image of Science for a Changing World,Cambridge University Press,1996,p.54.

(15)H.Margenau,Ethics and Science; The Search for Absolute Values:Harmony among the Science,Volume Ⅱ,Proceedings of the Fifth International on the Unity of the Sciences,New York:The International Culture Foundation Press,1977.

(16)马赫:《认识与谬误——探究心理学论纲》,李醒民译,北京:华夏出版社,2000年,第168页。

(17)洛西:《科学哲学历史导论》,邱仁宗等译,武汉:华中工学院出版社,1982年,第125-126页。

(18)这种现象的出现也许是一般文化发展的产物。也就是说,不同的人,不同的学科和专业,尽管他们互不相识,尽管它们互不搭界,但是其思维和思想最终却奔向同一目标,朝着同一焦点会聚。

(19)V.Ilyin and A.Kalinkin,The Nature of Science,An Epistemological Analysis,Moscow:Progress Publishers,1988,pp.79-80.

(20)马尔凯:《科学与知识社会学》,林聚任译,北京:东方出版社,2001年,第57-60、64-65页。

(21)李醒民:《迪昂》,台北:三民书局东大图书公司,1996年,第323-369页。

(22)李醒民:《爱因斯坦》,台北:三民书局东大图书公司,1998年,第183-195页。

(23)马尔凯:《科学与知识社会学》,林聚任译,北京:东方出版社,2001年,第43-46页。

(24)彭加勒:《科学的价值》,李醒民译,沈阳:辽宁教育出版社,2000年,第130页。

(25)参见S.Aronowitz,Science As Power,Discourse and Ideology in Modern Society,Minnesota:University of Minnesota Press,1988,pp.348-349.

(26)K.D.Knorr-Cetina,The Manufacture of Knowledge,A Essay on the Constructive and Contextual Nature of Science,Oxford etc.:Pergamon Press,1981,p.3.

(27)彭加勒:《科学的价值》,李醒民译,沈阳:辽宁教育出版社,2000年,第130页。

(28)这句话是斯金纳(B.F.Skinner)讲的。参见M.J.Mahoney,Scientist as Subject:The Psychological Imperative,Cambridge,Massachusetts:Ballinger Publishing Company,1976,p.108.

(29)卡里尔等:《科学的统一》,鲁旭东等译,《哲学译丛》1993年第4期。

(30)费耶阿本德:《反对方法》,周昌忠译,台北:时报文化出版企业股份有限公司,1996年,第41页。

(31)何秀煌:《科学理论与科学传统》,《自然辩证法通讯》1988年第10卷,第1期。同书作者还说,对于一个理论群,情况也是一样。

(32)马尔凯:《科学与知识社会学》,林聚任译,北京:东方出版社,2001年,第54-55页。不过,马尔凯接着表示,尽管“事实”概念变得更加具有暂时性,尽管应该把事实看做是与具体的学术框架相关的,但是把科学家都想象为他们的观察性知识和理论性知识仅仅是假设性的和总是面临瓦解的危险,也将是错误的。事实上,对现代科学显著的学术发展有所贡献的重要因素,就是研究者忘掉其背景假设并关注运用这些假设去从事具体的经验探讨的能力。

(33)J.Bronowski,Science and Human Values,London:Hutchinson of London,1961,pp.66-67.

(34)K.D.Knorr-Cetina,The Manufacture of Knowledge,A Essay on the Constructive and Contextual Nature of Science,Oxford etc.:Pergamon Press,1981,pp.1-2。诺尔-塞蒂纳在这里还列举了两种对立的事实观。客观主义的事实观认为,世界是由事实构成的,知识的目标是提供世界像什么的字面上的叙述。科学的经验定律和理论命题提供这些字面上的描述。经验事实和理论命题被指定在字面上描述外部的事实世界,那么探究事实的意义和关联就变成探究定律和命题的意义和关联。如果科学所陈述的知识是科学所描绘的实在,那么对“实在”本性的探求就变成对科学的陈述的逻辑如何维护实在的似律(law-like)结构。对于反实在论者来说,恰恰是这个最后的问题需要被颠倒。事实性(facticity)的问题不是外在于科学,而是内在于科学。科学如费耶阿本德所说,无非是等同于其他信念家族一样的信念家族。信念系统是在社会的和和历史的语境中发展起来的。于是,事实性的研究是历史和社会生活的研究,是通过科学程序的逻辑世界的构成问题,即观察依赖于理论。李醒民觉得,这两种事实观都好走极端:客观主义的事实观有僵化教条之嫌,反实在论的事实观则明显滑入文化相对主义和激进的社会建构论的泥潭。

(35)隆季诺的议论有助于我们理解这个问题。他在涉及集中在科学中的认知实践,尤其集中在资料和假设之间的推理即作为证据的推理时说:“把推理看作是实践提醒我们,它不是脱离现实的计算,而是在特定的语境中发生的,相对于特定的目标评价的。我证明,作为证据的推理总是语境地相关的,资料只有借助背景假定(background assumption)对于假设来说才是证据,而背景假定则断定资料是事物或事件的种类和被该假设描述的事情的过程或状态之间的关联。背景假定也能导致我们突出现象的某些方面超过其他方面,从而决定现象被描述的方式和现象提供的资料的类型。背景假定是语境价值和意识形态借以被结合到科学探究中去的手段。虽然并非所有这样的假定把社会价值译码,但是它们对于作为证据的推理的必然性意味着,方法论的基本组分逻辑和观察为把价值从恰当的探究中排除出去并不是充分的。无论如何,背景假定具有新的问题。科学探究并未被众多个人主观偏爱的表达概括其特征。如果科学探究是提供知识,而不是随意地收集见解,那就必须有某种方式减小主观偏爱的影响,控制背景假定的作用。”参见H.E.Longino,Science as Social Knowledge,Values and Objectivity in Scientific Inquiry,Princeton:Princeton University Press,1990,pp.215-216.

(36)S.Aronowitz,Science As Power,Discourse and Ideology in Modern Society,Minnesota:University of Minnesota Press,1988,p.348.

(37)爱因斯坦:《爱因斯坦文集》第1卷,许良英等编译,北京:商务印书馆,1976年,第106-107页。

(38)参见迪昂:《物理学理论的目的和结构》,李醒民译,北京:华夏出版社,1999年。

(39)参见迪昂:《物理学理论的目的和结构》,李醒民译,北京:华夏出版社,1999年。

(40)迪昂:《物理学理论的目的和结构》,李醒民译,北京:华夏出版社,1999年,第162-184、201-212页。

标签:;  ;  

科学事实与实验测试_科学论文
下载Doc文档

猜你喜欢