文章出处:台湾STS虚拟社群网

一条画不清的界线:从信念的角度看科学

 

李国伟

 

一、画界的企图

 

「有些人喜欢回归到超乎自然的奥秘性质 …… 不过因为这些东西名声太差,所以他们就改个名字称其为力 ……」(Wolpert  1993:143

这段话的口吻颇似在贬损搞特异(paranormal)现象的人,事实上却是莱布尼兹批判牛顿万有引力理论的用语。任何两个物体可以隔空互相吸引,吸引力不需要别的东西来媒介,却会与质量成正比,与距离平方成反比,从莱布尼兹的眼中看来:

「是一种无意义的奥秘性质 …… 让人永远搞不清楚,除了上帝以外,恐怕连鬼也无法解释它。」(Wolpert  1993:143

在莱布尼兹的心目里,好像有一条界线,把能用理性解释的知识,安全地画入合法的范围内,其它的就只好抛出去祭鬼神了。当人们想区分什么是可信赖的知识,什么只是胡思乱想时,就像莱布尼兹一样,会不自觉地进行一些画界的工作。科学在近代西方,以惊人的速度发达起来后,这种号称人类知识种系里最可靠的一支,更是要与空洞的、咬文嚼字的、传统的各式思辨活动,以适当的安全距离分隔开。任何贴上「伪科学」、「非科学」、「反科学」之类标签的东西,自然是要阻绝于界线之外了。

为科学画界的企图,至少在法国孔德(Auguste Comte, 1798-1857)处已经可以找到踪迹。孔德自创所谓的实证哲学(philosophie positive),强调直接的感觉经验。他认为人所知的只是经验现象,或事实之间的不变的先后关系和相似关系,科学就是要寻求这些关系,用最简化的方式把它们表示出来,从而产生各种规律。他认为追究诸如起始因、目的因、事物内在本性 ……,这些超出经验与现象的东西,是毫无意义的工作,只有神学家或形上学家才会有兴趣去进行繁琐而无结果的论证。实证哲学并不准备跨越科学的边界去追寻超经验的事物,它只是各类科学的联系与综合,因此他自诩实证哲学是「科学的哲学」(冯契主编?19921108)。

孔德的思想在 20 年代的逻辑实证主义(logical positivism)里找到了继承人,当然逻辑实证主义还从休谟(David Hume, 1711-1776)的经验主义、罗素(Bertrand A. W. Russell, 1872-1970)与弗雷格(Gottlob Frege, 1848-1925)的逻辑原子主义和逻辑主义、以及维根斯坦(Ludwig Wittgenstein, 1889-1951)的反形上学观点里,汲取了必要的养分。逻辑实证主义认为哲学是一种获得和确立科学知识的逻辑分析活动:逻辑分析根据实证原则,把能由经验证实的命题划归为有意义的命题,而科学知识就是由有意义的命题所组成的(原则上可)形式化的体系。逻辑实证主义用「意义」作为判别标准,就此清除掉了由无意义命题构成的形上学。逻辑实证主义在相当长的时间里成为科学哲学的主流,它是在经验主义的基础上,提出科学作为静态的知识逻辑体系的方法论总结(Stegmüller 1970)。

 

二、用可证伪性画界

 

虽然「意义」的藩篱,似乎替科学围出了一片安全天地,然而明白地提出「画界问题」(problem of demarcation),阐述它的重要性,并且尝试给出合适解答的人却是波普(Karl R. Popper, 1902-1994)。波普知道经验方法——特别是从观察或实验出发的归纳法——是区分科学与伪科学或形上学的重要工具,但是像占星术也拥有根据观察、传记所累积的大量经验证据,却仍然达不到与科学并驾齐驱的地位,可见光是泛泛的经验方法尚不足以充分区别科学与伪科学。尤其是科学有时会出错,而伪科学反倒碰巧也能得到对的结果,替科学画界的工作无法化约到只是如何判别真理的问题。

至于逻辑经验主义的意义判准,似乎也可以拿来作为画界的依据,波普的术语把这条线叫做可证实性(verifiability),就是由观察陈述出发,按照逻辑导出其它命题的可演绎性。但是波普认为这个标准既太狭隘、又太宽松。因为他认为任何科学陈述从来不能由观察陈述中演绎出来,或者由观察陈述经过简单的逻辑连词,如否定(not)、析取(or)、合取(and)、蕴涵(imply)等表达出来。所以狭隘的可证实性判准会把科学所特有的东西裁决出局,但是又松垮垮地驱逐不走占星术。

促使波普深入考虑画界问题的当然不是占星术,在一九一九年时,他对三种理论日渐感觉不满,就是马克斯(Karl Marx, 1818-1883)的历史学说、佛洛伊德(Sigmund Freud, 1856-1939)的精神分析、以及阿德勒(Alfred Adler, 1870-1937)的个人心理学。这些理论的共同点,是它们令人惊异的解释力,似乎可解释所涉及领域中发生的一切。

「研究其中任何一种理论,似乎都会产生智识上的皈依或开释的效果,让你眼界大开,看到未被开释的人所看不到的新真理。一旦眼睛睁开了,便会看到处处都是确证事例:世界充满了对此理论的证实。一切发生的事物总是在确证它。因此,它的真理性看来昭然若揭;凡是不相信的人显然都是故意不愿意看到明显的真理;他们所以拒绝接受的理由,或者是因为有违自己的阶级利益,或者是因为他们所受的压抑还“未经分析”,迫切地需要加以治疗。」(Popper  1969:34-35

与这些理论强烈对比的是爱因斯坦的相对论,从相对论中可以导出前人匪夷所思的结论,譬如:光会受质量巨大的物体吸引而弯曲其前进的路线。这种预测冒了极大的风险,一九一九年爱丁顿(Arthur Stanley Eddington, 1882-1944)利用日蚀时所做的恒星观察,有可能一举否定掉这种与日常直觉相左的理论。但是相对论通过了严酷的考验,展现出科学理论威力十足的预测本领。波普反省了前三种理论与相对论的对比,做出了以下的结论:

1. 如果我们想寻找确证的话,几乎对每一个理论都不难找到确证或证实。

2. 只有冒风险的预言的结果,才能算是确证。也就是说,如果未经要检验的理论启发的话,我们应该就会预期某个与此理论不兼容的事件发生,这种事件便会驳斥掉此理论。

3. 任何『好』的科学理论都是一种禁制:它不容许某些事情发生。一种理论不容许的事情越多越好。

4. 不能用任何可想象事件驳斥的理论是不科学的。一般人以为不可驳斥性是一种理论的优点,其实它是缺点。

5. 一种理论每一次货真价实的检验,都在企图否证它或驳斥它。可检验性就是可证伪性;但是可检验性有程度上的差别:有些理论比别的理论容易检验,容易遭遇反驳;它们就像会冒更大的风险。

6. 除非是货真价实检验一项理论的结果,否则确证的证据是不算数的;这也就是说,可以把它看作是一次认真但不成功的证伪理论的尝试。……

7. 当有些可真正检验的理论被发现是错的时候,偏好它的人却往往不肯放弃——例如替它引进某种临时性的辅助假说,或者特别打造一套新解释,使这个理论能逃避驳斥。这种程序总是可行的,但是如此替理论解困,逃避被驳倒的命运,却要付出相当的代价,它破坏了或至少降低了理论的科学地位。……

综合以上所述,衡量一种理论的科学地位的标准是它的可证伪性falsifiability或可反驳性refutability或可检验性testability)。」(Popper  1969:36-37

可证伪性可说是波普整套哲学的基石,从这种观点看来,科学的方法是「推测——反驳」的方法,也就是「尝试——错误」的方法。任何科学理论的提出,开始时只是一个试探性的猜测,然后必须加以检验,如果检验的结果表示这个理论是错误的,就要毅然决然地扬弃,再去寻觅新的理论。试探性的理论总是有出错的可能,因此在科学里必须贯彻批判精神,通过批评与讨论,才能辨识出错误,从中吸取教训,而后推动科学发展。证伪主义的科学发展模式如下:

P1 ® TT ® EE ® P2

其中 P1 是问题,TT 是试探性理论,EE 是通过检验消除错误, P2 是提出的新问题。科学从问题出发,为解决问题提出各种假说,科学家利用严格的检验,试图淘汰被证伪的理论,然后再回到新的问题上。如此周而复始的循环发展,促成科学向高的可证伪度和逼近真理度前进。

在为科学画界的企图上,波普的可证伪性确实达到前人所不及的成效,不仅令人耳目一新,也得到不少一流科学家的认同。例如,一九六0年获诺贝尔生理学与医学奖的密德瓦(Peter Medawar, 1915-1987)就说:「因为它的务实心态,因为它处理在实验场所的思考方式,波普的方法论逐渐被广泛的科学家与医界人士当作正统学说。」(Medawar  1984: 19)虽然可证伪原则是从理性分析科学理论性质中发展出来,但是把它向前投射,作为未来评判理论是否应该归属科学王国的依据,并且赋予极大的信心认为它能达成任务,却是一种信念的宣示。一九九二年《科学美国人》杂志的记者霍根(John Horgan)访问波普时问他,可证伪原则本身可不可以被证伪呢?

「波普先是狠狠地瞪着我,然后他的表情软化下来,把手放在我的手上,以平和的口吻说:『我并不想刺伤你,不过这实在是一个笨问题。』 …… 『在哲学讨论班里,如果有人提出一个新观念,你第一件作的事就是说它不满足自己设定的条件。但这是人能想出的最白痴的批评!』他说可证伪概念是用以区别经验性的知识(例如科学)与非经验性知识(例如哲学)之间的差异,可证伪性自己『断然是非经验性的』;它不属于科学而属于哲学,或说属于『后设科学』(metascience),它甚至不能应用到所有的科学上。」(Horgan  1996:38-39

霍根生动的描述,反映了证伪主义本身并不是一个科学内部的理论,因此坚持主张它的画界功效,就必须靠毫不犹疑的信念来支撑了。

 

三、证伪主义的不足

 

替科学画界的工作除了是为「驱魔赶鬼」,把那些经常号称自己也有科学根据或证明的特异现象驱逐出境,它也有其它积极的面向:譬如,要寻找一种判别的准则,用来检验一些发展中的学科,看看是否已经质变到具有成熟科学的特性。当然,人类有很多重要的经验,并不必然要跻身科学的殿堂,才能成为有价值的知识系统。文学、美学、甚至宗教经验,对人类文明都有其重要的贡献,但是都没有必要往界线里挤。

画界问题的解决既然有其重要的意义,可证伪性作为第一个画界的明确判准,自然会引起热烈的讨论。它带给人的启发性是非常值得瞩目的,不过本文因为论述对象的关系,反而要注视它的不足之处。

首先我们注意到作为区别科学与非科学知识的判准,可证伪性提供的是一个好用的必要条件,而非充分条件。譬如,在人类还没有登陆月球的年代,像「月球上有吴刚在伐桂树」、「月球上住着嫦娥」、「月球是用奶酪作成的」这类陈述,都因为登月成功而被证伪了。但是那些陈述从前并不因为具有可证伪性,而被当作是科学性的命题。可证伪性不是充分条件的批评,影响并不算严重,因为一种正在演化发展的现象,本来就不太应该冀望会有充分而必要的条件来刻画它。只要作为必要条件能达到清楚有效的结果,已经是很令人满意的成就了。

证伪主义的基础可以再简述如下:假如理论 T 为真,而它又预测状况 D 会发生,则我们期望能观察到 D 。 如果 D 并没有发生,那么就表示 T 是一个错的理论。不过请注意,如果真的观察到了 D ,并不表示 T 就为真,因为有可能多种不同的理论都预测同样的结果。

但是证伪过程的困难是理论并非在一种孤立的状态下接受考验,如果预期的状况没有发生,有一大堆周边的辅助假设或条件都可能出了问题,并不一定要抛弃主要的理论。譬如,牛顿力学最初无法正确推算天王星的轨道。因为牛顿力学太有用了,科学家舍不得轻易抛弃,于是首先归罪观察不够精确,但当观察技术愈来愈精良以后,只好引进辅助假设,断言有其它行星的引力影响了天王星的轨道,结果在 1846 年真的发现了距离更远的海王星。然而根据天王星及海王星的摄动,仍然可以预期有更远的行星存在,一九三0年果然又发现了冥王星。原来可以用来证伪的事实,最后却都变成展示牛顿力学威力的帮手。就像拉卡托斯(Imre Lakatos, 1922-1974)在〈证伪和科学研究纲领方法论〉(Lakatos & Musgrave  1987: 100-101)所描述的假想行星异动的故事,科学家会不断提出其它种种可能的理由来挽救牛顿力学,并且争取研究经费去检验这些救灾工作的成效。如果太早而教条式的运用可证伪原则,牛顿力学岂不成为很糟糕的科学了吗?

就像波普批评逻辑经验主义的意义判准既太严格又太宽松一样,狭隘的可证伪判准会倾向把牛顿力学判决出局,但如果没有严谨界定什么才算由理论导出的可观察的结论,则又很难真正去反驳掉一个理论。拉卡托斯从整理科学史的经验基础上,批判了波普的素朴证伪主义,从而发展出科学研究纲领方法论(methodology of scientific research programmes),他认为一个理论 T1 被证伪的充要条件是具有下列特征的另一理论 T2 被提出:

1. T2 有超过 T1 的多余经验内容,能预测更多的现象。

2. T2 包含了 T1 里一切还没有被反驳掉的内容。

3. T2 有些新增的内容得到确证。

拉卡托斯主张评价理论的单位不再是孤立的理论,而是「理论系列」,只有理论系列才能评价为「科学的」或「非科学的」。证伪一个理论的决定性裁判,并不是与经验事实的一致性,而是另一个更好的理论,如此拉卡托斯也合理地解释了科学理论进步的现象。

 

四、「大拇指的法则」

 

对于证伪主义本身的发展而言,拉卡托斯引入了时间的因素,给出了科学进步的评判标准,这当然是一种值得肯定的贡献。不过因为聚焦点的转移,拉卡托斯同时也削弱了画界问题的吸引力。特别是那些特异现象的论述,往往还算不上构成一套理论系列,因此就连当拉卡托斯品评对象的机会都丧失了。所以对于画界问题而言,拉卡托斯的进步反而解除了驱魔赶鬼的必要武装。

如果有一团互相关连的陈述,它们涉及一些经验的观察,也可能导出一些现象的预测,但是还没有达到严密逻辑组织的阶段,到底它们算不算科学里的命题,仍然是令人感兴趣的问题。不过现在波普式的评判界线已经模糊了,也许应该看看科学家平日里行事的准则,是否能帮忙寻求解答。

我们简称上述的一团陈述为「论域」,一个论域能构成一个科学理论还应该满足下列条件:

1. 论域所处理的问题,不应该是个人的主观经验,必须要经过其它独立观察者的确认。

2. 论域里的理论应该可以解释已知的现象,而各个概念之间,不能彼此发生矛盾。

3. 论域所作出的现象解释,应该与科学里别的部分有一定的关连程度,还应该能解决更多的问题,产生更多的新观念。

4. 可以用论域里少数的原则或机制,来解释表面看起来较复杂、较广泛的现象。

5. 最好能用量化的工具或数学的语言表示论域里的陈述。

这些(或者类似的)条件,也常用来当作所谓「科学方法」的要素。但是这些条件并没有严格到像计算器的程序,用来品评论域时仍有相当大的弹性与程度的差异。而且在一些论域中过分坚持某些条件,不见得是健康的现象。譬如,密德瓦就曾指出一些非自然科学论域东施效颦的结果,把以下的观念误解成科学的要素:

1. 信仰度量或数字化是从内在里值得赞扬的活动(这种崇拜正是 Ernst Gombrich 所说的 idola quantitatis )。

2. 已经丧失价值的有关归纳主义那套胡言乱语——特别是相信事实先于理念,而且只要有一大堆事实的积累,就可以根据某种发明算法,导出来一般的原则与自然律。

3. 非自然科学的另一个特征是迷信统计式子的有效性,而且特别景仰计算器算出来的东西,因为有人认为能使用计算器正标志了一个学科的成熟。」(Medawar  1996:144

因为这些作为研判论域算不算科学的参考条件,充其量只是经验性的导引,已经不足以当成画界的明确判准,所以它们应该归属于「大拇指的法则」(rules of thumb)。换个角度来看这个现象,就是界线已经画不清楚,难以把异类隔绝在外,现在只好时常作「户口检查」,希望能揪出不受欢迎的份子。

我们为什么认为这些条件,或者视情况再加补充的条件能发生效用呢?这似乎无法得到一种先验的、稳固的保证,我们的信心是建立在以往运用这些条件的效果上,就好像我们对一个正人君子的信心,是得自与他相处交往的经验。通过检验他的行为,我们才对他说的话有信心。因此,科学内部客观知识的获取,也许必须通过实证或逻辑推理的方法,但是对科学这个知识体系加以肯定,则少不了实证以外的信念成分。反过来说,如果以为科学里毫无信念存身的空间,或者一旦发现信念的因子,便以为科学违背了自己的守贞誓言,都是从肤面认识科学的后果。

总而言之,现在问题不在于建立科学大厦的材料里有没有信念的成分,因为答案是一定免不了,重点应该是这些成分的可靠度如何?又怎么样巩固它们的可靠度?另外,我们不再斤斤计较如何明确地在「科学」与「非科学」之间画界,而是要不断地向自称属于科学的论域索取「证据」:如果它是抽象的学科,我们要求逻辑的证明;如果它是经验的学科,我们要求实验的结果。

 

五、一些关于科学的迷思

 

从以上各节的分析,我们可以看出画界的成功率已经非常的低。当我们对一些关于科学的迷思(myth)深入认识后,界线将会更为模糊。这里所谓的迷思是指对某些事物庸俗化的、陈腔滥调的、刻板印象的说法或想法,它们的核心部份也包含了相当的真理成分,但是通常它们以极度简化的形式出现时,就会带来误解与混淆。

首先我们可以总结前面各节讨论的作用,其实就是要把人从下一迷思的梦中惊醒。

迷思一:在「科学」与「非科学」之间存在着明确的分界线。

如果这种分界线真的存在,像「伪科学」、「反科学」、「迷信」等等概念,就有相对稳定的意义。但是在欠缺绝对分界线的情形下,这些标签只是言辩(rhetoric)中的顺手工具,甚至有时还会因而过分简化问题,妨碍了深入了解的机会。

迷思二:科学自有一套统一的、特殊的「科学方法」。

从历史上看来,科学知识在最近三百年间累积的速度十分惊人,因此很自然地令人怀疑是不是有什么特殊谋取知识的方法被科学家所掌握,只要遵循这些方法的规矩,就可以循序渐进获得新的发明、新的知识。从培根(Francis Bacon, 1561-1626)到惠威尔(William Whewell, 1794-1866)到穆勒(John Stuart Mill, 1806-1873),甚至到逻辑实证主义的一些成员,都曾经追寻这种让人「开窍」或者「点石成金」的妙法。但是随着科学的进步,有些科学理论的抽象程度十分可观,以往那些素朴的方法,不足以说清楚这类理论的成因与作用。譬如:

「穆勒讨论的假设都很容易直接加以检验,但是今日令人瞩目的假设却不属于这种类型。譬如夸克(quark)理论所以被重用,是因为针对所要解释的现象,没有其它理论还能适用,虽然我们知道这套理论是无法利用分离孤立的夸克加以检验的。」(Newton-Smith  1983:212

在否定可能存在系统性、法则性、演算性的科学方法的方向上,走得最极端的可说是费尔阿本(Paul Karl Feyerabend, 1924-1994)。他认为科学只是人类各种文化传统中的一种,并不应该比其它的传统居于更尊贵的位置,而且通过他所分析的例子,根本就不存在所谓的科学方法。在他的名著《反对方法》里曾有一句有名的口号:

「唯一不会阻碍进步的原则就是:啥都可以(anything goes)。」(Feyerabend  1975: 23

费尔阿本的乌托邦是一种在其中各类传统有同样获取权力与教育机会的社会,他尤其乐见占星术、巫术、传统医学能与科学平起平坐。虽然费尔阿本极度相对主义带来的方法论无政府状态,并不是科学家心悦诚服所能接受的,但是他的思想核心确实也有值得参考与反思的部份。

科学内部有错综复杂的各种部门,如果置身其中耳濡目染,慢慢自然学会各该行道里的技巧,这些都是局部的、解决问题的方法。如果要谈及整个科学领域的话,事实上除了那些「大拇指的法则」外,类似胡适的「大胆假设,小心求证」这类极度宽松的说法,充其量只表达了一种态度,适用于任何理性的心智活动,并不应该是科学的专利品,更谈不上是一种有系统的科学方法论。因此,虽然我们前面也曾提到一般人以为是「科学方法」的若干要素,但这只是援用通俗的方便说法,「科学方法」实在不是一个意义严明、内涵精确的词眼。

迷思三:数据自己会说话。

这种说法认为只要有大量的数据摆在眼前,结论几乎自然跳出来。其实从数据到结论的过程中,理论一直存身在背景之中,如果纯粹只是资料就无法归纳出什么有意义的规律。我们需要靠理论做基础来寻求所要的数据,我们需要靠理论帮忙选择度量的方法,我们需要靠理论来组织与呈现所获得的数据。

有时候即使用数据说出话,如果背后的理论角色与功效不明,其意义也备受怀疑。例如,英国心理学家斯皮尔曼(Charles E. Spearman, 1863-1945)曾统计测定各种心理能力间的相关关系,他发现表面上不同的心理能力的测量,总是呈现正相关性,因此他认为智力是由一个普遍的因素 g 所引起,而可以用称为「智商」的数字量测出来(Spearman  1904, 1927)。到底一个人的智力高低可不可能用单一数字测度?目前的测验方式能找出「正确的」智商吗?智商会与遗传相关吗?智商与性别和种族又是什么关系?这类问题数十年来不断地引起争议,最近一次较引人瞩目的是《钟形曲线:美国生活中的智力与阶级结构》(Herrnstein & Murray  1994)一书掀起的论战。此书长达 845 页,包含超过百页满布图表的附录,近两百页的脚注、文献与索引,是让人望之生畏的大部头作品。但是居然一出版就极畅销,受到高度的关注,大报的头版评论它,电视的谈话秀绕着它打转,学院为它召开研讨会,连许多家庭的饭桌上也为它打口水战。

贺恩斯坦与莫瑞检讨了数十年来心理计量学与政策学的研究成果,他们发现美国社会轻忽了智商的影响愈变愈大的趋势。他们认为个人的智力总会有差别,这种差异部份来自遗传,但是因为个人的社会地位愈来愈由成就决定,所以智力差异造成的影响更形加剧。这种趋势终将使社会两极化:智商高的人盘据在权力与名望的上层,智商低的人则打落到贫穷寡助的底层。从他们的观点看来,社会里的穷人、罪犯、失业者、以及种种的边缘人群,就是造成低智能人的温床。他们预见未来会兴起一种残酷的社会,富有而聪明人将集合起力量,去围堵甚至减少那些会污染社会组织的败类。

虽然拥护《钟形曲线》说法的人为数不少,但是贺恩斯坦与莫瑞的学理基础却也被彻底拿出来批判:智力是不是由一个数字来度量,人的智力是不是可以依照线性来排序,智力高低能否遗传,遗传中是否永无变异,他们的每一项主张都被强力地挑战。特别是他们虽然以智力的阶级来划分美国社会,但是黑人比白人的智商遗传性的平均低十到十五点,这种会造成种族歧异后果的论调,更是遭人大力挞伐。批评者的意见可参阅《钟形曲线战争:种族、智力与美国的未来》一书(Fraser ed.  1995)。

另外一种状况是属于自我蒙蔽,这些例子的当事人也许并非有意作伪或欺骗,但是他们从数据里解读出来的现象,最终却无法获得独立检验的证实。例如,一九0三年法国物理学家布郎洛(René Blondlot)宣称发现 N 射线的事迹便是一个例证。布郎洛在研究 X 光可以使跳跃过狭小空隙的微弱火花亮度增大的作用时,宣称用类似的方法发现了一种性质迥异的新射线。因为他任职于囊希(Nancy)大学,所以命名为 N 射线。这种射线可以穿透铝箔、黑纸、木片,但是会被铅与水吸收。因为布郎洛是靠裸视判断光点或火花有没有增加亮度,所以不少人要到他的实验室接受训练,才能有效观察到 N 射线。然而布郎洛却能持续发现 N 射线的种种性质,譬如他可以用三棱镜把 N 射线的频率谱分开,再用至少两种方法测定其波长,彼此的误差不到百分之四。紧接着布郎洛的同事、学生,巴黎的一些知名科学家,都加入发现 N 射线惊人性质的行列,甚至还有人跟他抢谁先发现了 N 射线。然而法国以外的科学家都无法重复或证实法国人的结果,一九0四年在学术地位崇高的《Nature》学报上,就有八封通讯报导观察 N 射线的败绩。特别是最后一封来自美国物理学家伍德(R. W. Wood)的报导最具杀伤力。伍德走访布郎洛的实验室,就像多数布郎洛实验室的访客一样,他看不出亮光增大的效应,但是在黑暗的实验室里,伍德偷偷动了手脚把三棱镜拿走,结果布郎洛在不知情的状况下,仍然宣称观察到 N 射线频谱上的最大最小度量。

经过伍德的揭发后,法国人并没有马上扬弃布郎洛。一直报导 N 射线研究进展的《科学评论》(La Revue Scientifique),向法国相关学界作了一项调查,结果在五十七份响应中,有十七位相信 N 射线的存在。不过像大数学家庞卡雷(Jules Henri Poincaré, 1854-1912)是因为布郎洛原来的好名声而盲目地支持他,他甚至相信布郎洛告诉他观察不到亮度增大的效应,是因为他的视力不好的关系。但是科学真理的判决无法通过民意调查达成,检验 N 射线存在的努力一直无法平息别人的质疑,一九0六年之后有关 N 射线的科学论文就不再能发表了。[1]

另外一个例子也牵扯到《Nature》,一九八八年法国免疫学家班沃尼斯特(Jacques Benveniste)领导的研究群在其上发表了一篇论文(Davenas et al.  1988),宣称水有记忆能力。他们把一种化学溶液极度地稀释,按照古典化学的理论,应该已经无法找到原来化学物质的踪迹,但是他们宣称发现超稀释的溶液仍然与原溶液有相同的生理作用。班沃尼斯特认为化学物质在水份子上铸印了记忆,因此即使在化学物质清除后,水仍然保有它的生理活性。这个结果给所谓的顺势治疗法(homeopathy)助长了声势,顺势治疗法是十九世纪兴起的一种疗法,认为把药水稀释到极大的程度,因为水对被清除掉药物的记忆功能,反而最后近乎蒸馏水的液体有更大的疗效。不少科学家不满意在声望崇隆的学报上,刊登这种证据不足的东西。结果《Nature》的编辑伙同一位魔术师、一位鉴定科学作伪的专家,访视班沃尼斯特的实验室,他们既无法确证班沃尼斯特的结果,也没有找出任何有意作伪的证据。但是班沃尼斯特认为鉴定的方式不令人满意,继续坚持自己发现的正确性。[2]

对这一类现象,诺贝尔化学奖得主美国人郎缪尔(Irving Langmuir, 1881-1957)有一种很好的说法,他称其为「病态科学」(pathological science)。「病态科学」的特征是(Langmuir  1989: 36-48):

1. 能观察到的最大效应是由强度极小的造因者引起,效应的幅度大小差不多与原因的强度无关。

2. 效应的幅度一直接近可以探测出来程度的极限,或者因为结果的极低度统计意义,而必须作许多次的度量。

3. 常宣称有极大的精准度。

4. 常提出与经验相违背的匪夷所思的理论。

5. 用各种当场临时性的借口响应别人的批评。

6. 支持与反对人数的比例,先涨到接近百分之五十,然后又慢慢被淡忘掉。

在实验科学里经常必须经历冗长费神的过程,才能获得一点点可靠的知识,但是特异现象号称的检证,往往在当事人身上很轻易就可以得到。接受检证为真的人甚至不反省这些结果的革命性,有时应该让物理学整个重写呢!这种现象与「病态科学」特征的 4.5. 是相当相似的。

迷思四:科学家的推理与解题能力比较优越。

科学家在各自的专业领域里当然有超过常人的知识,而且基本上科学专业领域里每天都需要运用理性的方法来解决问题,因此产生像迷思四的刻板印象,并不太令人感觉意外,可是有些研究结果提醒我们需要慎重检讨这类观感。

譬如根据波普极具说服力的论点来看,一条命题的真假值可以从否证的过程中完全确定,然而正面的例子却无法完全建立命题的真理性。因此我们会期望科学家的解题技巧应该大量倚赖否证方法,这是与日常生活中寻求支持而非挑衅既有信念经验的倾向大异其趣。这种厚爱确证的偏见现象其实培根(Bacon  1621/1889:46)早就说过:

「一旦一条论断被铺陈出来,人的理解力 …… 会勉力将其它事物加上来作为新的支持或确证:即使存在明确及多量与其矛盾的例子,若非未曾看到,就是视若未赌,或者根本用借口排斥它们把它们搞掉,即使被强烈与有害的偏见影响,也不肯牺牲当初结论的权威性。」

在(Mahoney & DeMonbreun  1977)里报导的一项研究,却指出科学家并不比非科学家显著地提出较多尝试否证假设的例子。他们作了如下的一项实验:找十五位有博士学位的心理学家、十五位有博士学位的物理科学方面专家、十五位基督教的牧师,给受测者一组数(246),告诉他这组数符合一条简单的关系规则,请他利用试探其它例证的过程,找出施测者原来设定的通则。[3] 受测者每提出一组数,施测者告诉他这组数符不符合规则。事先告诉受测者只有在他利用一串例证达到足够信心后,才提出对通则的答案,也就是不要不加思索地乱猜。如果受测者的答案不正确,就请他提出新的例子继续实验下去。在十分钟测验历程中,受测者可以因为得到正确答案或宣告放弃而提前结束。这项研究的结论是:

「实验的结果,对于预设某些科学家有较优越的推理与解题技术的观点,提出严肃的质疑。在本项研究中,他们的表现既不优越也不特别有效率。科学家与非科学家在运用逻辑上,都比较不成功。此外,两群人都显现了倾向确证而非否证假设的浓重偏见。」(Mahoney & DeMonbreun  1977:237

我们虽然不必夸大这项研究结论的适用范围,但是对于固守迷思四的合理性方面,确实会产生松动的作用。其实,科学家并不是一群均匀的知识分子,他们在专业领域的狭隘范围以外,运用与坚持理性方法的态度有很大的差异,而且也不一定与专业学科的数学化程度成正比。而且更有趣的是,科学家反驳所谓伪科学的策略,有时跟对手并没有截然的差异。

例如,让我们看看海曼(Ray Hyman)批评乌次(Jessica Utts)有关 ESP extrasensory perception)的统计数据分析的文章,虽然加州大学戴维斯分校的统计学教授乌次认为,分析的结果毫无疑义地证实了特异心灵作用的存在,但是针对同样的数据,海曼却有完全相反的结论。尤其值得注意的是他在最后总结时说的话:

「即使我们能像乌次宣称的那样,在特定条件下重制超感觉的实验,仍然不足以结论说通灵能力获得证实。因为目前的结论都是建立在一种负面的结果上,就是说一些超出纯随机性的现象表示有 ESP,而这些现象无法用正常的办法解释。但是正常的情况下,也会有无穷的可能变异,我们并不清楚如何在一个实验里,控制住所有的条件。」(Hyman  1996

当搞特异功能的人无法用现在的科学知识解释他们认为真正观察到的现象时,往往也会说可能是现在还没发现的力、能量、物理定律等等在发生作用,因此如果科学的范围包括了未来的科学,那么一切仍然是「科学的」。这种论调与上面海曼诉诸于正常但未能察觉的条件的话,颇有异曲同工之妙。

 

六、科学、信念、宗教

 

从前一节的分析中可以看出,有关科学的一些迷思,虽然不能说全无一丝真理的核心,但它们基本的作用是为科学描绘出罗曼蒂克式的英雄肖像。当我们把科学拉回尘世显现本色后,就会发现也许那条在「科学」与「非科学」之间的界线,只是我们主观希望的投影。我们现在好像置身于一个热闹拥挤的夜市里,旁边走过的人,到底是什么身份,虽然相当程度可以揣测,但是也常有失误发生。

这样的看法并不必然导入龙蛇杂处的无政府状态,套句逻辑经验主义的说法,画界问题勿宁说是属于一种「假问题」(pseudo problem)。我们想分辨某个论域算不算科学,恐怕很难根据少数几条固定的评判标准,就作出一个明确的裁决。我们需要参考科学的全景,来作阶段性的评估。

如何掌握科学的全景,或者至少是一个精要的骨架呢?可能需要同时从三种向度揭示:

1. 从知识架构的向度揭示,也就是以科学知识的逻辑性分析和组织为主的工作,基本上是以科学哲学、后设科学为基础的研究。

2. 从时间演化的向度揭示,也就是检视以往科学发展的真正历程,总结科学传统的经验,基本上是以科学史为基础的研究。

3. 从人的行动的向度揭示,也就是观察科学社群的互动实况,透视科学家角色的安排与演出,基本上是以科学社会学为基础的研究。

以上的方法论纲领需要通过一些实际演练的例证,才能充分展现它的价值,不过这就会超越本篇纪要的负担了。我们现在只简要地点出一个例子:康托(Georg Cantor, 1845-1918)和他的集合论。纯粹从知识的逻辑架构来看,集合论提供了表述、建构整个数学的语言,它也带领人的认识力进入一个五彩缤纷、玄妙复杂的无穷大数量的世界。从历史流变的尺度看,集合论延续了对三角级数、实变函数的深入认识,也是自古希腊以来,潜无限(potential infinity)与实无限(actual infinity)两种无限观点斗争的新层次。由集合论引起的各种诡论,所造成的数学基础危机,更是影响了二十世纪初期数学研究的方法论争议,进而刺激了数理逻辑的发展,实证主义的兴起。从科学社群的角度看,康托在集合论上的工作受到他的老师克柔奈克(Leopold Kronecker, 1823-1891)极力的批评与反对,不过法国的数学家却比较愿意接受集合论看似匪夷所思的结论。集合论从令权威人士怀疑排斥的边缘地带,日渐占据了数学最基础与核心的地位,在数学家社群里也完成了一次近乎科学革命的巨变。但是时至今日,虽然绝大部份的数学书籍或论文,都以集合论的语言来表述,然而在大学里却又多数不会开专门讲授集合论的课,我们只有在结合前述方法论上三向度的基础上,才会对集合论的意义与价值做出公允的评价。[4]

一般来说,当我们对科学的认识,稳当地鼎立在知识、历史、社会三足之上后,在一种科学文化的大场景中,方能对一些论域的品评作出有意义的贡献。这个时候我们用以检视、评论、分析对象的理念依据,就必然包括有信念的成分,也就是在科学传统里千锤百炼出来的一些可靠的「大拇指法则」。

「有人对理查德.费曼(Richard Feynman, 1918-1988)报告飞碟的事,费曼回答说飞碟的存在性并非绝无可能(impossible),只是不大可能(unlikely)而已。那人以为既然无法证明绝无可能存在,却又说不大可能存在,费曼岂不太不科学了。费曼的响应是,真正合于科学的态度,只该说什么比较可能,什么比较不可能,而且他的猜测是相当可靠的。」(Wolpert  1993:139-140

费曼的这种态度用在评估论域时,也颇为恰当,更何况论域本身自有历史发展的进程,它被科学接纳或吸收的程度有可能与时俱增。例如,波普否决了弗洛伊德心理分析的科学地位,但是(Wolpert  1993)第七章里把心理分析与十八、九世纪的胚胎学相比,认为心理分析是没有成熟的科学,而不是「非科学」。其实一种论域或一门学科要通过它的成年礼,就必须认真响应:「拿出证据!拿出证据!拿出证据!」的要求。

有些人脑海里素朴的科学大厦图像,好像一切都是靠理性与逻辑的钢骨架构起来,因此一旦他们发现信念的踪迹,就急急忙忙宣判科学犯了规,为科学的「堕落」感觉惶恐或者喝倒采,看他们是属于亲科学还是反科学的阵营而定。但是从前面的分析可知,信念的成分是科学发展中不可或缺的一部份。不仅如此,当科学解答每一个「为什么」问题时,至少产生另外一个「为什么」问题,因为每一「果」的「因」,都可以当作「果」来问它的「因」。如果我们的知识要有一个暂时的出发点,不致坠入无穷的回溯,那些出发点的采纳,或多或少需要立足在某些信念上。也就是在这些出发点的信念上,留给宗教玄思最大的发展空间。

非常简化地说,当科学研究指向宇宙的规律性时,到底这种规律就是在那儿无以名状地存在着?还是由一位至上的「神」来赋予规律、操控造化?其实是两种等价的表述方式。「神」不能存在于我们的物理空间与时间内,否则祂就不是超乎其上的主控者了,因此两种说法都是从经验跃升出去的抽象信念。然而即便它们可以看成是等价的,我们当然也知道两种观念带来的心理图像与精神状态却是截然不同。

如果科学少不了信念的成分,那么科学是不是就是另外一种宗教呢?宗教必须建立在信仰(faith)之上,信仰要求信徒全心全意的接受,不应该有任何怀疑。信仰的巩固不是依靠证据,至少不是科学所理解的证据,也许是传统、权威、启示带来的保障。因此科学的信念成分与宗教的信仰情操,有本质上的深刻差异,科学并不因为有信念的成分,就可以理解成一种宗教。

世界主要的宗教除了赋予道德的教诲,安顿人的心灵生活外,通常会有一套宇宙学,说明世界如何得以存在;另外还会有一套生命起源说,解释人在宇宙里的地位与价值。以基督教为例,这些素朴的宇宙观与生命观,都会与现代科学的认识起冲突。笃信宗教的人有一种反击方法是否定科学的真理,说科学的理论都是假设性的,证据都是片段性的,只有从全知的上帝的启示,也就是圣经里才能得到真正的答案。另外一种解套方式是把圣经的词句解释得非常宽松,譬如上帝七天里创造宇宙,「天」就不能认真当作从一个太阳在天顶到下一个太阳在天顶的时间单位。如此利用经文的暧昧,似乎可以化解掉与现代科学知识的矛盾。前一种方法因为未曾深入理解科学的性质,自以为把科学的结论扬弃了,其实连任何客观、有系统的知识也成为不可能,这种作法让人倒退回盲目追随权威的时代。后一种方法大量稀释掉基督教本来对客观世界性质的断言,想以收编的办法软化掉科学的冲击。这种作法的后果是基督教的宇宙论、生命论几乎已遭阉割,宗教只能成为一种生活态度、一种伦理规范,充其量是一种道德的根源。

虽然科学家对科学的信赖与忠贞程度,有时几乎像一位坚定的宗教信仰者,但是科学家会辩论他们之间的意见分歧,却不会为了信念而砍掉对方的脑袋。因此科学带来的情操,也相当有别于世界上各宗教活动的实际状况。在这个意义上,科学经验的反省,未尝不能产生相应的人生态度与伦理规范,因此在道德的范畴里,科学也有足够的潜力成为宗教的竞争者。

 

 

参考文献

 

冯契主编

1992,哲学大辞典,上海:上海辞书。

Bacon, Francis

1621/1889 Novum Organum. Oxford: Oxford University Press.

Dauben, Joseph W.

1979?Georg Cantor: His Mathematics and Philosophy of the Infinite. Cambridge: Harvard University Press.

Davenas, E. et al.

1988 Human Basophil Degranulation Triggered by Very Dilute Antiserum Against IgE. Nature 333: 816-818.

Feyerabend, Paul Karl

1975?Against Method. London: New Left Books.

Fraser, Steven ed.

1995 The Bell Curve Wars: Race, Intelligence, and the Future of America. New York: BasicBooks.

Gardner, Martin

1992 On the Wild Side. Buffalo: Prometheus.

Herrnstein, Richard J. and Charles Murray

1994 The Bell Curve: Intelligence and Class Structure in American Life. New York: Free Press.

Horgan, John

1996 The End of Science: Facing the Limits of Knowledge in the Twilight of the Scientific Age. New York: Broadway Books.

Hyman, Ray

1996 The Evidence for Psychic Functioning: Claims vs. Reality. http://www.csicop.org/si/9603/claims.html

Lakatos, Imre and Alan Musgrave eds.

1970 Criticism and the Growth of Knowledge. London: Cambridge University Press.

Langmuir, I.

1989 Pathological Science. Physics Today 42: 36-48, transcript of a talk given in 1953.

Mahoney, M. J. and B. G. DeMonbreun

1977 Psychology of the Scientist: An Analysis of Problem-Solving Bias. Cognitive Therapy and Research 1: 229-238.

Medawar, Peter

1984 Plutos Republic. Oxford: Oxford University Press.

1996 The Strange Case of the Spotted Mice and Other Classic Essays on Science. Oxford: Oxford University Press.

Newton-Smith, W. H.

1983 The Rationality of Science. London: Routledge & Kegan Paul.

Nye, M. J.

1980 N-Rays: An Episode in the History and Psychology of Science. Historical Studies in the Physical Sciences 11: 125-156.

Popper, Karl R.

1969 Conjectures and Refutations: The Growth of Scientific Knowledge. 3rd edn., London: Routledge.

Spearman, Charles E.

1904 General Intelligence Objectively Determined and Measured. American Journal of Psychology 15: 201-293.

1927 The Abilities of Man: Their Nature and Measurement. New York: Macmillan.

Stegmüller, Wolfgang

1970 Main Currents in Contemporary German, British and American Philosophy. Bloomington: Indiana University Press.

Wolpert, Lewis

1993 The Unnatural Nature of Science. Cambridge: Harvard University Press.


 

注释

 

[1] 有关 N 射线的深度历史分析,请参阅(Nye  1980

[2] 有关班沃尼斯特事件请参阅(Wolpert  1993:142),而比较批判的报导请参阅(Gardner 1992)。班沃尼斯特自己的网站请参阅 http://digibio.com

[3] 正确答案是:「任何三个从小排到大的正整数」。

[4] 这方面的工作已经有一部出色的著作,请参阅(Dauben, 1979


相关阅读

谁说我是反科学

科學史的另外途徑

科普寫作與閱讀的動機

一条画不清的界线

另一种科学革命?