20世纪科学进步问题研究的回顾与思考，本文主要内容关键词为：科学论文,世纪论文，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。
初看起来，“科学是一种进步的事业”这一命题似乎是不证自明的常识。但若深究一下，我们不禁要问：在什么意义上说科学是进步着的？科学是如何进步的？它又何以能够进步？判别科学进步是否存在某种合理性标准等等。这些貌似简单的问题却整整困扰了几代科学哲学家，使之成为20世纪科学哲学界研究最为广泛、争论最为激烈但又至今未果的世界性难题之一。（注：科学哲学中的另外两大难题是：科学划界和科学实在。作者之一曾在《大自然探索》1997年第1 期上就科学划界问题作过考察。）本文试图通过较为详尽的历史考察，以再现各主要流派的基本观点和困惑所在。由于科学进步理论直接涉及到科学理论的评价与检验、科学发展的动力机制和进化模式等，因此，对它的评述还将有助于深化人们对科学本质的认识，合理地确立出科学研究的方向，进而建构起马克思主义的科学进步理论。
一、逻辑经验主义的科学进步理论
有关科学进步问题的明确提出和尝试性求解由波普尔所为，但其思想渊源可追溯到孔德。孔德标榜自己的哲学是实证的（positive）、科学的哲学，科学并不关心经验以外的本体论与认识问题，而是通过观察、实验以搜寻和扩大感性的经验材料，从各种感性材料中窥探出不变的前后关系和相似关系并加以简化和纯化。他说：“寻求这种先后连续关系的目的是为了研究上的方便”（注：孔德《实证哲学概观》第25页，商务印书馆1938年版。），因而，“精确地发现这些规律，并把它们的数目压缩到最低限度，乃是我们一切努力的目标”（注：《西方现代资产阶级哲学著作选辑》第30页，商务印书馆1964年版。）。在孔德看来，科学进步的本质在于不断拓宽人们的视野，积累与增进越来越多的感性材料。科学进步的动力在于人们追求更为简单和谐关系的主观需要和内在秉赋。稍后的穆勒则认为，科学理论之所以不断进步，旧理论之所以不断被新理论所取代，主要在于归纳法的正确使用。而惠威尔的观点是新理论的产生与发展不仅要能解释同类的事实，而且必须预见新的自然现象。科学的进步是通过事实与观念（理论）的不断综合而实现的。
逻辑经验主义一方面承继了以往科学家和哲学家有关经验事实、归纳方法以及观念、预测、解释等对于科学进步作用的思想，另一方面又明确提出了他们自己的主张。1936年石里克以“意义和证实”为题，卡尔纳普以“可检验性和意义”为题，论述了逻辑经验主义的两个基本信条：意义问题（meaning）和证实问题（verification）。 “第一个问题要问：在什么条件下一个语句是有意义的，所指的是认识的、事实的意义。第二个问题要问：我们如何得以知道一些事情，我们如何利用发现一个给定的语句是真的还是假的。”（注：洪谦主编《逻辑经验主义》第69页，商务印书馆1989年版。）“陈述一个句子的意义，就等于陈述使用这个句子的规则，这也就是证实（或否证）这个句子的方式。一个命题的意义，就是证实它的方法。”（注：洪谦主编《逻辑经验主义》第31页，商务印书馆1989年版。）这里的可证实性包含两层意思：一是经验的可能性，一是逻辑的可能性。“凡是同自然规律不矛盾的称为‘经验上可能的’”，即“同自然规律相容”。作为揭示自然规律的科学，结论正确与否需要得到经验事实的证实，科学进步的标准就在于后继理论比前驱理论具有更大的解释力，更接近于客观真理。逻辑的可能性则指“一个事实或过程如果是能够描述出来的，就是说，如果用来描述它的句子是服从我们为我们的语言制定的语法法则”。也正是该意义上的可证实性才构成“意义的充足而必要条件”。（注：洪谦主编《逻辑经验主义》第46—49页，商务印书馆1989年版。）
继意义标准和证实原则之后，逻辑经验主义者为进一步解释科学进步的机制，又提出了归化理论。在他们看来，科学进步有两种形式的理论归化：一是继续确证的科学理论并将其扩展到更大的范围；二是不同种属的科学理论被归化到更为全面的科学理论之中。因此，科学是一种累积的事业，它通过不断合并而发展，这就好像魔术中的中国套箱，大箱子（新理论）套在小箱子（旧理论）外面，层层扩展，但小箱子并不被废弃。事实上，现代科学体系中一级学科、二级学科、三级学科之分也恰恰体现了这种套箱风格。
二、证伪主义的科学进步理论
证伪主义者波普尔继承了石里克、卡尔纳普等人关于科学的任务在于寻求真理的思想，但他又认为，真理是永远不能达到的。我们的任务只是通过不断猜测与探索而逐步逼近真理。他说：“科学客观性的要求，必然导致每个陈述永远是试探性的。”（注：Popper, The
Logic of Scientific Discovery,p.28,168.1 959.London:Hutchinson.）“我的方法论的观点是……把历史的发展看成对客观真理的步步逼近过程。”（注：Popper,The Logic of Scientific Discovery,p.28,168.1 959.London:Hutchinson.）因此， 逼真度（verisimilitude）如何是衡量科学进步的标志。其表征公式是：Vs(a)=CtT(a)-CtF(a) 。其中Vs(a)表示理论a的逼真度，CtT(a)表示a的真理内容，CtF(a) 表示a的虚假内容。某理论的逼真度愈高，表明它愈接近真理。 与此同时，波普尔还将他的证伪原则推广到科学进步标准的确定上。他认为，只有被证伪的理论才是科学理论，如果理论T[,2]的可证伪程度比理论T[,1]要高，并且T[,2]比T[,1]经受住了更加严谨的检验，则T[,2]比T[,1]更进步些。在科学发展的模式上，波普尔提出了著名的试错法（trail and error ）和四段式进步模式。他认为，科学发展通常要经过4 个环节。其模式是：P[,1]—TT—EE—P[,2]……。即科学的发展首先从问题（P[,1]）开始，由于P[,1]的存在，促使科学家进行思考与探索；接着，科学家针对问题进行各种大胆的尝试性猜测，提出种种假设（TT）；TT提出后，通过激烈的竞争与批判，并严格接受实验和观察的检验，在检验中纠正错误，消除矛盾（EE），并筛选出逼真性较高的新理论；新理论战胜了旧理论以后，随着新的证伪材料的出现，新问题（ P[,2]）又出现了，于是科学发展又进入下一轮发展系列。科学进步正是这种借助试错、证伪进入逼真的“四段式”的周期性往复过程。
毫无疑问，波普尔的研究是开创性的。但也遇到了逻辑经验主义面临的同样难题，即逼真性的基础与前提如何界定，理论假设的选择标准是否有一定的历史条件，而且可证伪性是否真正成为科学理论发生危机的根本动力等等。于是，精致证伪主义者拉卡托斯提出了他的科学研究纲领（scientific research programmes），以解释科学进步的机制。拉卡托斯认为：“科学理论不仅不能证实，同样它也是不能被证伪的”，“因为任何理论都可以通过适当调整它的背景知识，使它从经验反驳中永恒地挽救出来”。（注：Lakatos,The Methodology of Scientific Research Programmes.p.98.1978,Cambridge Univ.Press.）“只有把科学解释为研究纲领而不是孤立的场所时，其连续性和坚韧性等……才能得到解释。”（注：Lakatos,The Methodology of
Scientific Research Programmes.p.87.1978,Cambridge Univ.Press.）由此可见，精致证伪主义与素朴证伪主义的根本区别在于用理论系统来代替某个理论。“精致证伪主义就是把如何评价每一单个理论转化成评价整个理论系统。”（注：Lakatos,The Methodology of Scientifi c Research Programmes.p.35.1978,Cambridge Univ.Press.）在拉氏看来， 科学研究纲领是一组具有严密内在结构的科学理论系统。其组分有：（1 ）由最基本的理论、观点构成的“硬核”；（2 ）由许多辅助性假设构成的保护带；（3）消极保护硬核的反面启示规则；（4）积极改善和发展理论的正面启示规则。 （注： Lakatos, The
Methodologyof Scientific Research Programmes.p.49-50.1978,Cambridge
Univ.Press.）这样， 科学进步实际上成了科学纲领进化与退化交互更替的过程，而进化与退化的标志在于能否对经验事实作出更多的预言和解释。
三、历史主义的科学进步理论
库恩作为历史主义派的始作俑者，在《科学革命的结构》（1962年）中提出了范式（paradigm）概念以表征认识主体的科学信念、行为规范和认识工具，以及科学之为科学的必要条件，从而建立了范式化科学革命理论。他认为，任何一门科学在未形成范式之前，由于科学共同体内还没有共同的概念、纲领和统一规范，致使“若干学派为了在领域中取得统治地位而竞争”，故属“前科学时期”，而当范式正式形成之后，科学便从前科学时期转变为“常态科学时期”。但随着新事实的不断被发现，使得原有的范式发生动摇，各种反常现象屡屡出现，旧范式已无法抵挡这种冲击，于是科学进入“危机阶段”，进而引发“科学革命”，并逐步实现旧范式向新范式的格式塔转换。科学革命在这里被当作是“那些非积累的发展事件，在其中一套较陈旧的范式全部或局部被一套新的不相容的范式所代替”（注：库恩著、李宝恒等译《科学革命的结构》第75页，上海科技出版社1980年版。），新范式一旦建立，科学又进入新的常态时期。所以科学进步的模式是：前科学时期→常态科学时期→危机时期→新的常态科学时期……。此外，库恩还认为，科学发展并不是朝着无限逼近真理的目标不断前进的。范式如同科学仪器，而仪器本身无所谓“真理”。对每一位科学家来说，只存在选择这些工具的自由和能否有效使用这些工具以解决实际问题的情况。因此，范式作为科学共同体看待世界的方式与工具，只存在着旧范式过渡到新范式的格式塔转换。同时由于观察渗透着理论，故并不存在任何杜撰的中性的所谓客观评价标准，由此逼近真理只是一种新的乌托邦。这里，库恩用反常和危机来解释科学进步的内在机制，用范式的新旧更迭来代替证实或证伪，较合理地体现出科学进步中量变与质变的辩证统一。尤为可贵的是，库恩的科学革命模式是基于对科学发展历史的考察而提出的。正是库恩的这种历史感、社会感和科学本身的内在欲求相互影响，客观地体现出科学如何一浪推一浪地奔腾向前发展。
稍后的劳丹在分析了波普尔、拉卡托斯、库恩等人的科学进步观后，于1977年出版了他的成名作《进步及其问题》。在这部著作中，他系统地提出了“研究传统”（research tradition）理论，认为：“一个研究传统就是这样一组普遍的假定，这些假定是关于一个研究领域中的实体和过程的假定，是关于在这个领域中研究问题和建构理论的适当方法的假定。”（注：劳丹著、方在庆译《进步及其问题》第80—81页，上海译文出版社1991年版。）这些假定既可构成具体理论的本体论，也可构成具体理论的方法论。以研究传统为理论基石，劳丹提出了他的“解决问题”的科学进步模式。首先，劳丹继承了波普尔“科学开始于问题”的思想，认为“科学本质上是解决问题的活动”。（注：劳丹著、方在庆译《进步及其问题》第1页，上海译文出版社1991年版。 ）但劳丹的“问题”不仅包括波普尔的“经验问题”，它还包括“概念问题”。其中概念问题又有两种：一是外在概念问题，即理论之间的概念矛盾或本体论、方法论方面的某些信条不一致。二是内在概念问题，即理论内部逻辑不一致或者理论内部机制含混不清。“任何一个关于科学性质的理论，如果它没有认识到概念问题的任何作用，就丢失了声称是关于科学实际上如何发展的一个理论的权利”，而“已解决的问题（经验的或概念的）是科学进步的基本单元；科学的目标是最大限度地扩展已解决的经验问题的范围；最低限度地缩减反常与概念问题的范围”。（注：劳丹著、方在庆译《进步及其问题》第65页，上海译文出版社1991年版。）其次，在劳丹看来，科学史上并不像库恩所说的那样，存在一个范式占至高无上的绝对统治地位的“常态科学”时期，事实是：在一个时期，“对任何一个范式或研究传统的概念基础的争论在历史上从来就没有停止过”（注：劳丹著、方在庆译《进步及其问题》第139页， 上海译文出版社1991年版。）。如光的微粒说与波动说，地质学上的水成论和火成论。所以，科学的发展并不是常态科学与科学革命的界限分明的互相交替，而是比较接近于竞争理论长期共存、概念争论此起彼伏的画面。第三，劳丹还论证了科学进步的合理性问题。他认为科学进步并非如库恩、费耶阿本德所主张的那样具有非理性特点，因为科学的根本目的在于解决问题，而解决问题有效与有用的一切活动都是合乎理性的活动。他曾用网状模型来描写这种合理性过程。在这一模型中，他将理论、方法和目的置于一种复杂的相互关联、彼此制约的关系网中，认为科学家总是在这三者的涨落中作出选择。
四、科学实在论的科学进步理论
科学实在论者邦格认为，历史上曾出现过经验论、唯理论、心理学主义和社会学主义的科学进步观。这些学派虽然各自都曾触及到科学进步的某个方面，但未能综合考虑影响和促进科学进步的整体因素与系统效果， 因此有必要将其统一起来， 用生物心理社会学的（biopsychosocialogical）理论加以阐述。在他看来， 科学进步是由一系列彼此影响与互动关系的多要素（如新知识、新技术、新事物、新行为模式等）联合作用的结果，他们共处于特定的关系网中，任何孤立研究某个因素的作用都是不科学的。在明确了这种互动关系后，邦格提出了一个新的概念框架（conceptual framework）。每一认识域总是由一种或多种概念框架和物质框架所组成。科学进步首先在于这一系列因素发生了变化，变化经不断的量的积累以后造成整个概念框架的变革，于是科学革命发生了。革命的结果是保留部分概念框架因素，抛弃部分旧的框架因素，充实一些新的概念框架。（注：参见殷正坤、张立中《邦格及其科学的唯物主义》，载《自然辩证法通讯》1984年第3期。 ）因此邦格的科学进步模式并不是一种渐进的纯粹量变的模式（像逻辑经验主义者认为的那样），也不是一种突变的革命型模式（像历史主义者认为的那样），而是一种进化型的模式，它充分体现了科学进步过程中渐变与突变、连续与间断、继承与创新的辩证统一。
另一位科学实在论者普特南在批判有关前后理论之间不可通约性（incommensurability）的观点和库恩科学革命式发展观的基础上，一方面坚持了科学进步表现为更接近真理的思想，认为有成就的科学理论即使在科学发展进程中被反驳和代替，也不能说其错误或没有真理性，只能说它近似正确。另一方面，他又另辟蹊径，从语言哲学的角度提出了有关科学术语的指称理论（reference）。指称理论认为， 人们最初命名一个术语来指称某个实在的东西，以后虽然随着理论的发展变化，前后理论在术语的意义上可能也发生变化，但它所指称的事物并未改变。例如，“我们可从相对论角度指出牛顿理论中的引力场指称，可从分子生物学的角度指出孟德尔的基因指称，还可以从量子力的角度指出道尔顿的原子指称”（注：Putnam,Meaning and the Moral Science.p.22.1978.London:Povtledget Kegan Panl press.）等等。这样， 科学进步形式上表现为理论间的先后更替，但内容上表现为对相同事物在认识方面的逻辑发展和不断深化，科学理论的进步越来越朝着完全反映客观事物本质的真理性方向发展。普特南用指称理论说明科学进步，确实切中了要害，但对象“质量”、“能量”等没有实际客体指称而只表示某种性质或函数关系的“定律群概念”（law-clusterconcept），如何来说明前后理论间的逻辑联系，普特南的论述并不令人满意。
值得一树的是我国学者中山大学哲学系林定夷教授提出过科学进步的“实际的可检测性目标模型”（注：林定夷《论科学进步的目标模型》，载《中国社会科学》1990年第1期。）。前年11月第8届全国科学哲学会议期间，笔者曾专此向林先生请教过，会后他又赠近著《科学的进步与科学目标》供我们学习与探讨。林先生认为，衡量一个科学理论是否进步，可从三方面考虑：一是看科学理论在解释和预言方面与经验事实是否相匹配；二是看科学理论内部是否符合统一性和逻辑简单性的要求；三是看科学理论在总体上是否具有实用性。虽然林先生的观点不无可商榷之处（笔者将另文讨论），但作为几乎被西方学者所垄断的科学哲学领域，林先生进行的不是仅仅停留在介绍他人观点，而是独有建树的创造性研究，非常值得我们所称道。
五、简要评述
综观上述各学派的观点，主要在以下四个问题上争论不休，结果也悬而未决。
1.科学进步的目标问题。逻辑经验主义者认为科学进步意味着经验知识的不断积累，是对客观真理的不断符合；证伪主义者强调科学进步的目标是对真理的无限逼近，即所谓“逼真性”问题；科学实在论者则用指称理论说明科学始终近似正确。其实，不仅科学哲学中，而且一些以所谓“正统的”马克思主义自诩的人也将其视为不证自明的常识。然而，常识不等于真识。我们不能把科学理论的真理性仅仅局限在“与客观事物本来面貌和内在规律相符合”的理解上。因为，（1 ）在现代科学条件下，任何所谓纯粹的客观的实在的科学对象是不可观察的，而可感知的观察事实总是与一定的理论背景密切交织着。也就是说，科学的对象世界总是人们在一定理论指导下所理解的世界，而非完全的世界本身。（2 ）同一种经验事实往往可有多种理论加以解释（正是从这个意义上我们认为，科学中的学派之争永远不会结束），而要在某一条件下谈哪一种理论更好或更坏，完全凭科学家个人的选择，就像经济学中的机会成本一样，由于资源的多用途，很难判断某资源的某一种使用方式的效用最大。对此爱因斯坦的解释很发人深省：“‘科学的真理’这个名词，即使要给它一个准确的意义也是困难的。‘真理’，这个词的意义随着我们所讲的是经验事实，是数学命题，还是科学理论，而各不相同。”（注：许良英等译《爱因斯坦文集》第1卷第244页，商务印书馆1976年版。）（3 ）对科学理论的真理性理解不能仅从客体的或直观的形式上去理解，而必须将其置于特定的认识历史长河之中。马克思曾告诫过人们：“从前的一切唯物主义——包括费尔巴哈的唯物主义——的主要缺点是：对事物、现实、感性，只是从客体上或者直观的形式去理解，而不是把它们当作人的感性活动，当作实践去理解，不是从主观方面去理解。”（注：《马克思恩格斯选集》第1卷第16页。 ）在科学认识史上，没有一种固定不变的理论可视为真理，而且前后理论之间不必然存在继承关系，如不能说哥白尼的日心说是对托勒密地心说的继承，爱因斯坦相对论是对牛顿力学的继承。因此，有必要从认识的实践上或“主观上”去理解科学理论间的间断和飞跃，而不能从直观上断言某理论就是关于对象世界的真理。所以，对科学的真理性理解与其用“逼真性”还不如用似真性更恰当。即使如此， 所谓真与假仍然与其桥接（bridge）的理论有关。
2.新理论的检验问题。科学哲学各学派都无法回避理论的检验。只是逻辑经验主义强调证实，证伪主义强调证伪，历史主义强调反常，科学实在论强调指称而已。这里同样有一个对检验的复杂性的理解问题。我们不能将理论的预言与实验观察结果相一致或不一致就轻易说明某理论得到了证实或证伪。因为，（1）如前所述，在现代科学条件下， 纯粹的独立于理论的“中性”的观察试验并不存在，理论与事实间的不一致关系十分复杂，加之科学理论本身的韧性又很强。诚如爱因斯坦指出的那样，“理论不应当同经验事实相矛盾。这个要求初看起来似乎很明显，但应用起来却非常伤脑筋。因为人们常常，甚至总是可以用人为的补充假设来使理论同事实相适应，从而坚持一种普遍的理论基础。”（注：许良英等译《爱因斯坦文集》第1卷第10页，商务印书馆1976 年版。）拉卡托斯也曾以行星运动异常的实例来说明牛顿力学受检验的复杂性。（2）从逻辑上讲，任何判决性试验（crucial experiment ）只能是一次正例或反例，并不能由结果逻辑地必然推导出其前提的真假，就像人们不能从若干次苹果落地的实验来证明出万有引力一样。所以诚如有学者所指出的：科学理论的检验应当从怀疑观察结果的正确与否、理论预设的初始条件与边界条件是否存在问题，能否通过修补假说来支持理论以及受检理论确实被证伪等多个方面去考察。（注：林定夷《科学理论的检验》，载《科技导报》1992年第1期。）
3.科学进步的机制问题。逻辑经验主义强调靠解释经验事实的范围不断扩大，波普尔认为靠试错法，库恩等人重视非理性的心理因素，劳丹说靠解决问题，林定夷确认靠逻辑简单性和总体上适用，邦格则主张生物心理社会学因素的影响等。我们认为，上述观点虽然都可在科学史上找到例证支持，但同样也有反例。问题是我们应将眼界放得更宽些。既考虑到某一因素在科学进步中发挥作用的特殊性，又要考虑到多因素的综合影响与系统效应。科学进步的机制决不像因果决定论所主张的“有之则必然，无之必不然”那样简单。
4.科学进步的模式问题。似乎所有的科学哲学家都在冥思苦索，殚精竭虑地营造和建构自己的科学进步模式，但共同点都是单一的线型模式。如知识积累模式、试错式四段论模式、范式化革命模式、解决问题模式等。我们认为，是否存在固定的科学进步模式本身就值得怀疑，因为任何模式都是人们对科学进步所作的特例化理想化理解，就像物理、化学中假定的理想化条件一样。因此，任何貌似精确反映科学进步的模式充其量只是一种事实上的近似。其次，即使用某种模式来反映科学进步，它也应当是网状立体式的。在今天，科学进步决不像长征火箭升空那样可以平步青云，一泻千里，它本质上应当是立体滚动式朝前蠕动的，因为学科之间的交叉与互动已无可避免。