對科學(xué)進步四種觀點問題的研究

吳雪華

（武漢理工大學(xué)，湖北 武漢 430063）

在科學(xué)技術(shù)史上，“進步”的概念不是表面含糊的表述，就是沒有進一步的詳盡分析。正是由于進步的這種標準難以統(tǒng)一，科學(xué)進步的觀點才會一直是科學(xué)哲學(xué)中的一大難題。結(jié)合以前的哲學(xué)家和目前的研究，可以總結(jié)出以下四種在科學(xué)哲學(xué)中被認可的主流觀點：第一種觀點認為科學(xué)是接近真理的，如果一種科學(xué)在不斷地接近真理，那么表明它在進步；第二種觀點認為科學(xué)是解決問題的，如果現(xiàn)在的科學(xué)比以前的科學(xué)能解決更多問題，那么表明它在進步；第三種觀點認為科學(xué)等同于一種知識的增長，如果新的科學(xué)能讓我們增加更多的知識，那么表明它在進步；第四種觀點認為如果科學(xué)能增加我們的理解，增加我們對這個世界、社會和物質(zhì)本身的理解，那么這時它就是進步的。

一、科學(xué)進步與似真性

萬物都是由微粒構(gòu)成的。公元前5 世紀，古希臘哲學(xué)家德謨克里特（Democritus）認為，原子是構(gòu)成物質(zhì)的微粒，萬物都是由簡短的、不可分割的原子構(gòu)成。隨著生產(chǎn)力的進步，原子結(jié)構(gòu)模型得到了不斷地發(fā)展。1803 年，約翰·道爾頓（John Dalton）提出了一切物質(zhì)都是由最小的不能再分的粒子——原子構(gòu)成，它既不能被創(chuàng)造也不能被毀滅（實心球模型）。然而，大約一世紀以后，1904 年，約瑟夫·約翰·湯姆森（J.J.Thomson）發(fā)現(xiàn)了電子，他用實驗方法測出電子質(zhì)量，并確定了質(zhì)菏比，即正電荷均勻地分布在原子之中，電子則散布在正電荷之中（棗糕模型）。根據(jù)湯姆森的實驗結(jié)論可知，道爾頓最初關(guān)于原子不可分的說法是完全錯誤的。幾年后，湯姆森的理論再次被歐內(nèi)斯特·盧瑟福（Ernest Rutherford）修正，盧瑟福認為原子大部分是空的，中間有一個幾乎集中了所有原子的質(zhì)量且體積很小的粒子——原子核，電子在原子核外空間繞核做高速運動（行星原子模型）。就像湯姆森修改了道爾頓關(guān)于原子的觀點一樣，盧瑟福也是如此修改湯姆森的。這個過程繼續(xù)下去是尼爾斯·波爾（Niels Bohr）引入量子論觀點，認為電子只能在原子內(nèi)的一些特定軌道上運動（分層模型）以及1935年電子云模型的產(chǎn)生。[1]

通過科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)進步的進程也日漸顯現(xiàn)。通常來說，如果我們知道一件事情的真理，那么它就取得了進步。這樣一來就會衍生出一種更合理的觀點，即科學(xué)進步等于不斷地去接近真理，而接近真理這個過程中的每一步都是正確的，這一觀點就是似真性解釋的關(guān)鍵，它認為科學(xué)是接近真理的，如果一種科學(xué)在不斷地接近真理，那么表明它在進步。[2]在科學(xué)實在論者看來，一個好的理論實際上可能僅僅是對真理的一個很好的近似，而事實本身并不是嚴格真實的。[3]所以科學(xué)實在論者傾向于用增加似真性（接近真理）的方式來描述科學(xué)進步，而不是直接從真理本身的角度來描述科學(xué)進步。現(xiàn)實生活中就有很多這樣的事例，從托勒密的地心體系到哥白尼的日心體系，從中世紀的動力理論到伽利略的新力學(xué)，從牛頓的一系列運動理論到相對論和量子理論。盡管這些理論嚴格來說都是錯誤的，但是牛頓力學(xué)本身并不對科學(xué)進步作出貢獻的說法你不覺得很奇怪嗎？更準確地說，你真的認為過去的一些理論對牛頓力學(xué)的錯誤信念與進步無關(guān)嗎？如果當時我們就接受這些似真的正確甚至是錯誤的理論，而不是拒絕它們，結(jié)果豈不是對我們的科學(xué)發(fā)展更有幫助嗎？雖然我們在經(jīng)驗科學(xué)中沒有足夠充足的論據(jù)來說明我們實際上已經(jīng)達到了真理，但我們可以用有力和合理的理由來聲稱我們可能已經(jīng)朝著真理的方向取得了進步。

二、科學(xué)進步與解決問題

對科學(xué)進步問題的另一種觀點不在于似真或逼真，而在于理論能否使科學(xué)家解決各種問題。解決問題的基本想法是：當一個理論a 比另一個理論b 解決了更多的問題時，則理論a 到理論b 的變化是進步的。例如，當盧瑟福的原子理論被玻爾理論取代時，科學(xué)進步就產(chǎn)生了，為什么會產(chǎn)生？因為波爾的理論能解決羅瑟福不能解決的問題，更重要的是，波爾的理論解決了為什么氫氣和其他一些化學(xué)元素一樣發(fā)射具有固定波長的輻射問題。在玻爾理論中，電子具有量子化的角動量，這意味著電子只能在相對于不同輻射波長的固定離散量子點中增益或損失能量。這個問題的解決方案在盧瑟福的理論中是無法使用的，因為后者并沒有指明電子的角動量是量化的。通過科學(xué)實踐，我們發(fā)現(xiàn)科學(xué)研究者與科學(xué)問題處于一種緊密聯(lián)系的狀態(tài)，它們兩者之間往往是同時存在的。例如，我們在觀看新聞報道時總是會聽到新聞記者說“某科學(xué)家提出一個具有現(xiàn)實意義的某問題”“某科學(xué)家就某一問題提出解決方案”等，這種現(xiàn)象是源于解決問題的傳統(tǒng)，根據(jù)這個例子，假設(shè)我們知道已知行星在牛頓力學(xué)和引力理論的框架內(nèi)的運動，那我們應(yīng)該如何解釋月球的運動？這個問題一直困擾著18 世紀的天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家，激勵著他們?nèi)パ芯坑嘘P(guān)此問題的研究。亞歷克西斯·克萊羅（Alexis Clairaut）最終表明，與牛頓理論相協(xié)調(diào)的困難是由于使用不合適的近似。我們可以看出，在解決這個問題時，克萊羅由此在天文學(xué)方面取得了進步。

解決問題方法的主要支持者是托馬斯·庫恩（Thomas Kuhn）和拉里·勞丹（Larry Laudan）。對庫恩和勞丹來說，科學(xué)研究通常是在形而上學(xué)、概念和方法假設(shè)的背景下進行的——庫恩的“范式”，勞丹的“研究傳統(tǒng)”——它決定著什么是真正的問題，一個人的理論對解決每個問題有多重要，實際上什么才是解決一個問題的辦法和手段?！胺妒健边@個概念是在《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》一書中提出的，庫恩認為“范式”通常是指那些公認的科學(xué)成就，它們在一段時間里為實踐共同體提供典型的問題和解答，也就是說科學(xué)實際上可以理解為一種解謎的活動，而范式是解謎過程中的一種標準的模板和例子。而“研究傳統(tǒng)”是在揚棄庫恩“范式”的基礎(chǔ)上提出的，研究傳統(tǒng)就是指導(dǎo)許多具體的理論發(fā)展構(gòu)成的一套準則，它并不能為一些具體的問題提供答案，但是它在我們解決經(jīng)驗問題和概念問題的過程中提供了必要的工具，也就是說一個研究傳統(tǒng)與其構(gòu)成理論解決問題的有效性密切相關(guān)。因此，從相關(guān)“研究傳統(tǒng)”的觀點來看，對勞丹來說，理論解決問題的有效性取決于理論解決問題的數(shù)量和重要性，即當我們的理論解決問題的有效性增加的時候，科學(xué)進步就會發(fā)生。難道科學(xué)進步真的等同于解決問題嗎？我們知道解決問題有四個階段：發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、提出假設(shè)、檢驗假設(shè)，很明顯科學(xué)進步不能與之完全等同，科學(xué)進步這個概念比解決問題包含的東西應(yīng)該更多一些，如果科學(xué)進步只通過解決問題的方法來衡量的話，我們得出的結(jié)論就不會很全面。解決問題雖然說是可以量化的，但是解決的問題越多，就越代表科學(xué)進步嗎？例如，a 和b 都在做善事，a 做的善事比b 做的善事多，那么我們可以直接得出a 的道德水平比b 的道德水平高嗎？也不一定。a 可能一直做善事并且一直比b 做的善事多，但是突然有一天它做了一特別大的惡事或者它一直做的善事其實是另有所圖的，所以a 的道德水平是高是低我們沒有辦法判斷。也就是說即使一個理論能解決更多的問題，但是它是否能從根本上代表科學(xué)進步是有疑問的。

三、科學(xué)進步與知識的增長

從歷史上看，科學(xué)進步常常與科學(xué)知識的增長聯(lián)系在一起，例如這種觀點的主要支持者弗朗西斯·培根（Francis Bacon）、喬治·薩頓（George Sutton） 和威廉·布拉格（William Bragg）。2007 年，亞歷山大·伯德（Alexander Bird）出版了第一個基于知識的系統(tǒng)辯護，即認識論。在伯德看來，科學(xué)進步應(yīng)該從知識的角度來理解。[4]“知識”一詞是在認識論者的意義上理解的，在認識論中，知識包括真理、證據(jù)和信念，真理、證據(jù)和信念是知識的必要條件。即為了知道一件事情，一個人必須相信它，這個信念必須是真實的，而且這種信念必須通過科學(xué)證據(jù)或論點（例如觀察、實驗或計算）來證明是正確的。在米勒的故事中，他們居住在一個沒有窗戶、沒有空調(diào)的房間里，所有的一切都是他們在猜測，瓊斯猜想“天氣不熱，不下雨，也不刮風”，而史密斯猜想“天氣不熱，下雨，刮風”。[5]事實上，天氣熱，下雨，刮風，所以瓊斯的猜測沒有一個是正確的，而史密斯的猜測則有兩個是正確的。如果我們進一步假設(shè)史密斯的猜測是在瓊斯的猜測之后做出的，那么根據(jù)似真性的觀點，這看起來就像是進步。但是，支持知識論的科學(xué)家們認為幸運的猜測對科學(xué)進步?jīng)]有任何貢獻?，F(xiàn)在，讓我們想象一下，就像巴恩斯（Barnes）一樣，史密斯和瓊斯形成他們的信仰不是通過猜測，而是通過調(diào)查他們附近的溫度、降水和刮風狀況，運用可靠的方法，以正常的科學(xué)標準得出來的結(jié)論。只不過，在瓊斯的所有調(diào)查中，事情都出了差錯，所以才導(dǎo)致了他的錯誤信念。而在史密斯的所有調(diào)查中，他的測量降水和風速的方法是可靠的，只有在測量溫度的過程中，他的方法出了問題，所以史密斯下雨和刮風的信念是正確的，溫度的信仰是錯誤的。

所以，我們應(yīng)該從增長知識，而不是從似真性的角度來看待科學(xué)進步。在認識論者眼中什么是科學(xué)進步？答案不言而喻，他們認為科學(xué)在顯示科學(xué)知識的積累時，就會取得精確的進步，也就是說在某一片段結(jié)束時，知識比開始的時候更多，那么科學(xué)中的這一片段就是進步的。如果認識論是不可能的，那么科學(xué)充其量不過是一連串錯誤的理論。在認識論中，知識包括真理、證據(jù)和信念，伯德認為任何一種通過沒有證據(jù)的方法意外獲得真理的信念都不會取得進步，但是羅伯頓（Darrell P.Rowbottom）卻不以為然，他認為，“沒有證據(jù)的科學(xué)信念也可能是進步的”。[6]他用一種思想實驗來捍衛(wèi)語義觀點。想象兩個行星：第一個星球上的居民沒有證據(jù)的科學(xué)信念，而第二個星球上的居民有證據(jù)的科學(xué)信念和科學(xué)知識。但我們從兩個星球的表面上來看它們同樣都取得了進步。一個有真實的信念，沒有公正的科學(xué)信念，因此這種情況的“形而上學(xué)可能性”表明，有證據(jù)的科學(xué)信念對于科學(xué)進步來說是不必要的。[7]既然知識意味著真理，那么伯德如何對一個錯誤理論被另一個錯誤理論所取代的進步過程進行認識論的解釋呢？認識論的困難在于，由于知識包含真理，任何錯誤的理論不管它有多么真實，它都不能算作知識。伯德的解決方案是，在每一個虛假理論T 中，找出一個由T 引起的真實命題T-，鑒于T-這一更為溫和的命題是嚴格正確的(而不僅僅是某種程度上類似于真理)，那么就有可能知道T-（假設(shè)滿足了對知識的其它要求）。

四、科學(xué)進步和理解

雖然關(guān)于科學(xué)進步的文獻很少討論科學(xué)進步和理解的觀點，但在上個世紀后半葉，由于科學(xué)研究的需要，與此相關(guān)的觀點也慢慢地浮出了水面。要想了解科學(xué)進步與理解兩者之間的關(guān)系，必須要先對理解本身的性質(zhì)有一個充分的把握。在科學(xué)研究的過程中，理解的概念一直都備受爭議，因為理解是一個程度問題，對于不同的人來說，理解就有不同的含義：同一個現(xiàn)象下，一部分人可能對其理解越來越多，另一部分人可能對其理解越來越少，這種理解要么是事實性的，要么是準事實性的（也就是說，一個人不能基于一個錯誤的或根本不正確的理論來理解）。芬努爾·德爾森（Finnur Dellsén）認為如果一個科學(xué)家掌握了如何在適當?shù)那闆r下正確解釋和預(yù)測目標現(xiàn)象的某些方面，那么他就會部分理解某件事，[8]例如一位科學(xué)家想要正確的預(yù)測天氣的變化，那么他就要對某一天的天氣有一定的了解（用氣壓表進測量得出來結(jié)論）；在此基礎(chǔ)上，戴爾頓（Delton）提出了一種基于理解的科學(xué)進步描述，即當科學(xué)家掌握如何在事件結(jié)束，而不是開始的時候時正確地解釋或預(yù)測世界上更多的方面，科學(xué)中的某一進程才是進步的，理解解釋科學(xué)的目的是使我們能夠了解世界。[8]伯德認為理解是一種知識，并認為認識論可以包含這一觀點，但是德爾森在他的一系列文獻中反對了這一觀點，德爾森認為在關(guān)于科學(xué)進步的問題上，基于理解的思維解釋要優(yōu)于基于知識的認識論解釋，他主要從沒有知識的進步和理解與沒有理解的進步和知識兩個方面對此觀點進行論述，當然，德爾森并不是認為知識的增長在科學(xué)進步上沒有作用，而是認為不能增進理解的知識的增長在科學(xué)進步上沒有什么作用即不能構(gòu)成科學(xué)進步。

在理解增加而沒有相應(yīng)知識增長的情況下，會發(fā)生什么呢？愛因斯坦在1905 年對布朗運動的解釋是基于熱動力學(xué)理論的，但是在20 世紀初，熱動力學(xué)理論在物理學(xué)家中間具有非常大的爭議。在認識論者眼中除非我們能采用準確的標準來驗證它的真理性，否則愛因斯坦對布朗運動的解釋就不算是科學(xué)上的進步。但德爾森卻認為愛因斯坦的成就構(gòu)成了科學(xué)進步，因為他使我們能夠掌握如何正確地解釋和預(yù)測布朗運動，從而為我們提供了以前無法理解的東西。[9]在知識增長而沒有相應(yīng)的增加理解的情況下，“理解解釋”給出了更合理的解釋。在“沙粒案”中，一組研究人員在兩個點之間對海灘上數(shù)十億粒沙粒進行地質(zhì)計數(shù)、測量和分類，從中我們可以得到大量的科學(xué)知識，但是它對科學(xué)進步的貢獻卻不大。由于科學(xué)進步的速度與知識積累的數(shù)量不成正比，認識論者就必須找出一些額外的理由來解釋這一現(xiàn)象之所以會發(fā)生的原因，這樣就會把科學(xué)進步與知識積累的觀點復(fù)雜化。[10]而思維理解就能很容易地解決這一問題，在沙粒案中，對沙粒的調(diào)查并沒有對我們的世界、社會、物質(zhì)本身提供很多的理解，它既不能讓我們掌握如何正確地解釋或預(yù)測海灘的某些方面，又不會讓我們深入了解事物的本質(zhì)，所以思維理解在沒有增加任何復(fù)雜性的前提下，解決了為什么科學(xué)進步中的某些事例比其他事例更重要，也解決了為什么在這個案例中科學(xué)進步進展緩慢的原因。所以科學(xué)進步與科學(xué)理解的增長相匹配，而不是科學(xué)知識的增長。

五、結(jié)語

科學(xué)進步作為科學(xué)哲學(xué)中的一個重要的問題，對理解科學(xué)哲學(xué)的歷史有著重要的意義。關(guān)于科學(xué)進步本文主要介紹了四種觀點：第一種科學(xué)實在論者認為科學(xué)進步的本質(zhì)是增強似真性或逼真性；第二種懷疑論者，就像勞丹和庫恩一樣，認為科學(xué)進步的本質(zhì)是解決問題；第三種認識論者認為科學(xué)進步的本質(zhì)是增長知識；第四種認為科學(xué)進步的本質(zhì)是理解解釋，科學(xué)進步與科學(xué)理解的增加相匹配。這幾種觀點雖然在相互爭論和競爭，但是它們在思考和評價的過程中也不同程度的從對方身上吸收了有利于自我發(fā)展的因素。