化學學家們已然達成了共識:既然廣義相對論和量子熱學二者之間存在不可調和的矛盾,這么一定起碼有一者是錯誤或不健全的。她們找到的解決問題的方式之一就是弦理論:它把二者都并入到一個更大的理論框架之下(看上圖)。
這是個美好的設想,只有一個問題:一些基礎化學學家們信誓旦旦地宣稱弦理論除了是項頗具前景的科學理論,甚至還可能是惟一的真理;另一些科學家們卻對此嗤之以鼻,她們覺得“弦理論”根本不能算是科學。她們的論點也十分充分:弦理論和任何實驗性的證據都毫無交集——不管是震動著的超弦,折疊的多維時空,還是理論的其他部份——所有的那些都不可能通過實驗的方式來驗證。弦理論如同是物理領域中的形而念書,而科學家們從來不會給冠以“形而念書”的東西好面色看。只是出人預料地,越來越多的公眾言論和挖苦的恐嚇都僅指向一位哲學家——卡爾·波普爾,這到底是怎樣一回事呢?
今年,我剛好有幸現場目擊了一場這樣的討論會。當時我被約請到蘇黎世去出席一次基礎數學的研討會,大會的具體討論內容就是“弦理論論爭”。大會的組織者,斯德哥爾摩學院的理查德·戴維(Dawid),是一名有著深厚理論化學背景的科學哲學家,也是理論派認識論的擁護者。他肯定了弦化學學家們的努力,也企圖為“弦理論”辯護:弦理論并不只是脫離真實科學的華麗物理模型。而我在這場大會中的任務,就是保證每一位與會者(一半是哲學家,另一半是科學家,其中還有一位諾貝爾獎獲得者)都能完全明白科學哲學入門課程的內容:波普爾究竟說了些哪些,以及他為何如此說——既然這群參會的化學學家里有不少人正是借助波普爾的證偽論否定弦理論的科學性,而另一部份化學學家對此揶揄一顧,有必要讓她們曉得波普爾的理論到底是怎么的。
雖然,早在大會開始前的一個月,正反兩方的主力科學家們就都已使盡四肢解數,發動了鋪天蓋地的輿論攻勢,有人在嚴肅的《自然》()刊物上發表文章宣言,也有人在接地氣的上表達觀點,都想打贏這場近代化學核心的攻守保衛戰。為了讓你們體會一下當時的氣氛,我摘錄了其中的幾段對決。“最讓我恐慌的是,若不能通過實驗檢驗的理論可以成為科學,這么科學和裝神弄鬼的屁話,或則懸疑小說也就沒了區別。”這話來始于宇宙學家喬治·埃利斯(Ellis),即便他在批評弦理論派;緊跟其后的是美國化學學家霍森菲爾德(),他說:“‘無需實驗證明的科學’,這個名詞本身就是自相矛盾的。”而耶魯學院院長皮特·蓋里森(Peter)則一針見血地強調雙方爭辯的核心:“這是一場有關數學學本質的爭辯。”而在另一陣地,支持弦理論的一派也不甘示弱,宇宙學家肖恩·卡羅爾(Sean)就在他的臉書上寫道:“我們不可能提早預知哪些樣的理論可以正確描述世界。”緊接著,他又寫道:“只有欠缺哲學素質的科學家才能把可證偽性奉若新約。”由于篇幅限制,我只能再節選一位科學家的精彩反駁了——斯坦福學院的理論化學學家倫納德·薩斯坎德()竟發明了一個新詞“”來嘲諷扯著波普爾虎皮的科學家們(“”可譯為“波普爾的跟屁蟲”,“azzi”或“razzi”為表示“跟蹤者”的詞根),依他來看,這些人都把科學想得太簡單了。
這場尖刻而又烽煙味爆棚的公開論爭并不奇怪,它完全反映了現今聞名學界的科學家對于哲學的心態:有的人企圖使用一些哲學概念,有的人則簡單地摒除一切哲學思索,而不管是后者還是前者,雖然都沒有真正地認清楚這種哲學觀念。在弦理論戰爭中,她們對波普爾的科學哲學和它在“分界問題”上的應用只是一知半解罷了。現在相當一部份科學家(尤其是數學學家)不怎樣看不起哲學這門學科,對于我這個在中年危機后“半路剃度”為哲學家的“前科學家”而言,這是件十分抨擊的事情。早在幾年前,斯蒂芬·霍金就聲稱哲學已死,化學學家勞倫斯·克勞斯()則抨擊哲學會讓他想起上世紀意大利喜劇藝人伍迪·艾倫(WoodyAllen)的白色詼諧:“那些干不了大事的人,就跑去教書;這些教不了書的人,就去教體育。”科普工作者尼爾·德葛拉斯·泰森(NeilTyson)和比爾·奈(BillNye)也雙雙對哲學提出指責,她們覺得年青人學院選擇哲學這個專業是在浪費寶貴的青春。
這場辯論,決定了大眾對于數學學的認識
辛運的是,這些想法直至新近才出現,并且抱有這些看法的化學學家只是少數。與上文中現代化學學家們對哲學的傲慢心態產生鮮明對比的,是1944年愛因斯坦在獻給他同事羅伯特·索頓()的信中關于同一話題的心態:“我十分同意你的想法,科學的方式論、科學史和科學的哲學思維都是極具意義和教育價值的。現在太多人——甚至包括不少專業的科學家——都只見行道樹,不見森林,只看得見局部,看不見整體。而哪怕只是一丁點兒的歷史或是哲學的背景知識都能給她們一個更寬廣的視角,讓她們超脫于同時代的局限性。在我看來,正是這些哲學視角帶來的時代超脫性,才把‘真理追求者’同‘掌握著某種特定技術的專業技術人員’區分了開來。”也就是說,假若用愛因斯坦的標準來評判,現代數學學界其實大多都是“蹩腳的技術人員”,而真正的真理找尋者卻寥寥無幾。
不過客觀來說,愛因斯坦關于哲學的這種觀點,雖然在當時也并不具有代表性,所以在明天也不見得會有哪些現實意義,更不用說弦化學學家們只占化學學界的一小部份,而會在臉書上留言的就更少了——他們可能只是弦化學學家這一小類群體中比較開朗的那一部份。由此可以看出,她們對哲學的反駁雖然并不能代表化學學界的整體心態,但是糟糕的是,因為參與這場討論的都是學術領域的頂級人才,她們很容易讓大眾形成誤會——因為并不了解這個領域的普通圍觀群眾(甚至研究其他課題的化學學家)只有通過科學家們在公眾媒體、科普刊物上轟轟烈烈的辯論來了解弦論這一宏大課題。
也就是說,公眾昨天所接觸到的化學學界雖然只有兩種人:大肆懼怕哲學的,和自以為懂得了相關哲學精髓而自恃甚高的。由此觀之,除了該領域科研人員的小圈子早已發生了危機,整個社會都在逐漸遺失對人性與科學的贊揚和尊重——更不用提每年撥給數學學家們的動輒百萬的研究經費了(研究經費其實只會發給化學學家,不會發給哲學家)。所以,在明天這些情況下,我們有必要再度重新掀開歷史的檔案,仔細推敲波普爾哲學的深層意義,而且回答一個問題:它和科學之間究竟是哪些關系。
讓我們回到文章最初提及的波普爾的理論:判定“科學”與“非科學”的衡量標準是可證偽性。這個標準看起來好像十分簡單,不過壞消息是,這只是表象。波普爾的這個理論被概括成只言片語發到臉書上后,早已成功騙過了不少聰明的評論者,使她們嚴重高估了埋藏在理論背后的哲學的復雜性。這就似乎把波普爾的哲學弄成了貼在電纜線桿上的小廣告:“不能被證偽的東西就不是科學,不要再浪費大眾的時間和金錢了!”
但是,優秀的哲學思想是不可能被小廣告一樣的簡單口號就總結下來的,所以準備真正理解這個思想的人也不可能滿足于這樣的簡單句子。哪怕是波普爾自己,也在同行批評和例子的洗禮下,對他關于證偽性和分界問題的理論作出了多次更改——這是每一個慎重嚴密的思想家還會做的。例如,他一開始就排除了驗證在理論構建過程中的作用,由于假如人們在構建一個理論的過程中就積極找尋否認它的證據,這么要它要通過檢驗實在是太簡單了。類似的傾向無論是在普通大眾的生活中,還是在科學家的研究過程里都非常常見,現代心理學家們給了這些現象一個專有名詞:證實性偏見(bias)。
小辭典
否認性偏見(bias)是指個人選擇性地追憶、搜集有利細節,而忽視不利或矛盾的信息,來支持自己已有看法的現象。
但后來,波普爾又承認檢驗是完善的科學方式的一部份,尤其是對于能形成大膽而又新穎的預測的理論而言。雖然,之所以1919年愛因斯坦得以在一夜里跨入于頂級科學家之列,恰恰就是由于天文學家們在日食中否認了他的預期數據。不過對波普爾而言,這并不意味著愛因斯坦的理論(廣義相對論)就是“真”的,這只能說明短期內人們不用再對該理論據理力爭了。確實,考慮到上文中提及的廣義相對論與量子熱學在特定條件下的沖突,明天我們不再覺得愛因斯坦的理論就是真理。但不可忽略的是,廣義相對論成功地經受住了一個世紀以來大大小小的風浪,并且就在幾個月之前,科學家們第一次偵測到了引力波——相對論又再一次被否認。
科學假說在被某種程度上確證之前,須要不同條件下的反復試驗
除此之外,波普爾對于其他一些的理論也發生了改變。他曾把馬克思唯心主義史觀看做是偽科學的代表,但后來起碼承認了馬哲論爭存在可行性。另一個相像的反例是達爾文進化論,波普爾一開始錯誤地覺得進化論只是基于無意義的同義反復,所以起初仍然對進化論持懷疑心態,但后來逐漸接受了進化論。同時,他也承認雖然是最優秀的科學理論,在證偽性問題上也可能存在漏洞——考慮到一個完整的理論中總會包含一些輔助性的次級理論和作為背景的推測。舉個反例,假如有人想通過“使用天文望遠鏡和照像機觀測太陽”來驗證愛因斯坦的理論,這么事實上,在他進行實驗的同時,他還要保證單反的鏡頭焦距理論、設計天文望遠鏡的基礎光學原理、用來處理實驗數據的物理模型和假說都沒有問題,以及其他大量科學家們“想當然”的常識和背景——實際上相當于同時驗證了如此一大堆理論,而同時,他還要努力把注意力集中在愛因斯坦的理論上。所以當真實觀測到的實驗結果不能符合理論相關預期的時侯,我們并不能急于否定整個理論,由于很有可能出錯的只是其中某個次級理論。這就是為何當我們能在相當程度上確信某個理論之前,必須先經過不同條件下的反復驗證。
波普爾的工作,與其說是回答了“分界問題”,不如說是以一己之力將“分界問題”放上科學哲學界的版圖,并呼吁哲學家們為了哲學領域的完善發展,努力劃分哪些是科學,哪些不是。這些格局仍然持續到了1983年,這一年知名科學哲學家拉里·勞登(Larry)發表了一篇名為《分界問題的終結》(Theofthe)的論文,在這篇影響巨大的論文里,勞登宣稱,解決分界問題對哲學家們來說完全是浪費時間。他在文章中列出了一系列理由以論證他的觀點,其中最重要的一條便是,對于任何人來說,找全所有劃分“科學”、“偽科學”、或是其它類似事物的充要條件組成的集合都是絕對不可能的——而若是找不全這種充要條件,完全嚴格地分辨科學與偽科學簡直就是天方夜譚。
“充分必要”(簡稱“充要”)似乎并不是科學哲學術語,而是一個邏輯哲學術語,但它對我們理解勞登的理論至關重要。勞登覺得,波普爾和其他人企圖精確劃分“科學”與“非科學”的試圖,雖然和初等幾何中的定義差不多。例如,人們定義外角和為180度的幾何圖形為三角形。這個定義是充分且必要的:只要一個幾何圖形的外角和是180度,我們就可以說這是一個三角形(充分性);而假如這個幾何圖形的外角和不是180度,它就不是三角形(必要性)。而在勞登看來,分界問題根本難以找到這樣的答案,由于“科學”或是“偽科學”這樣的概念原本就是復雜的、多維的、模糊的物理學的進化論,并不存在清晰的分界線。從某種意義上來說,指責著“波普爾跟屁蟲”的化學學家們(也就是弦理論的支持派)雖然和勞登的看法不謀而合:波普爾的證偽性標準,是一種與客觀情況相去甚遠的“一刀切”標準,它并不適用于分辨“科學”與“偽科學”,而覺得它能在理論化學這樣的前沿學科中分辨完善與非完善的科學理論,就更是一個笑話了。
不過,請容許我再度指責我前面提及的觀點——我曉得在這篇文章中我早已反復變卦許多次了(笑)。波普爾絕不像上文勞登、肖恩·卡羅爾、倫納德·薩斯坎德等人所說的那樣不堪,同樣,分界問題也絕不像她們所說的那樣一無是處。不少研究者(包括我和我的常年合作伙伴馬騰·布德里)最近都維持這樣的想法:勞登對于分界問題的否定下得有些過快了。并且我們都覺得,臉書不是一個討論科學哲學的好地方(此處其實指的是肖恩·卡羅爾等人在臉書上質疑波普爾理論),許多細致精妙的討論內容都未能在哪里展開。
好消息是,分界問題的研究并不是無路可尋的——只要樂意革除充要條件的限制,公路立刻都會出現在你的眼前,而事實上,就連波普爾自己也沒有要求一定要在充要條件下研究劃分問題。那我們不禁要問了,若果革除充要條件,取而代之的又是哪些?這個問題的答案是維特根斯坦的‘家族相像性’理論。我們覺得“科學”和“偽科學”各自都是一類具有“家族相像性”特征的概念。路德維希·維特根斯坦()是20世紀另一位偉大的哲學家,在這個問題上,維特根斯坦如同是另一個波普爾,雖然這兩位哲學家有著迥然不同的性子稟性和社會經濟背景(譯者:我不會告訴你小維家里超級有錢的),甚至連研究興趣也完全不一樣。[假如讀者想進一步了解這兩位哲學家的不同物理學的進化論,可以參考一本挺有意思的讀物:《維特根斯坦的撥火棍》(成都出版社,2003),該書的作者是新聞記者大衛·埃德蒙(David)和約翰·艾丁諾(John)]
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家族相像性():指用同一個字(或詞)來代表不同事物或狀態,這種事物或狀態盡管不同,卻像家族的成員一樣,具有個別相像的特點,且屬于同一家庭。維特根斯坦以游戲(game)這個詞為例,在日常語言中,游戲這個詞可以拿來貶抑眾多不同的活動,如打壘球是一個game、下棋是一個game、人生是一個game等等,但這許多活動雖然并沒有相同的特質,它們所具備的只是家族相像性,就好象家庭中的成員(如兄弟姐妹)通常,長得相像,有相像的神韻、體型、眼睛和頭發,而且仔細剖析上去,這種成員并不具備有相同的特質。(參考來源:)