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第13章科學(xué)和假說(shuō)

1科學(xué)說(shuō)明

我們科學(xué)地研究這個(gè)世界以獲得關(guān)于它的真理。但是，孤立的真理并不能領(lǐng)我們走向深遠(yuǎn)；采集了石頭不等于建成房屋，僅僅事實(shí)的收集更不能成為科學(xué)。科學(xué)的目標(biāo)就是發(fā)現(xiàn)普遍真理(主要是以像在前一章所討論的因果聯(lián)系的形式)，據(jù)此我們所遭遇的事實(shí)可以得到說(shuō)明(explained)。

什么是一個(gè)說(shuō)明？每一個(gè)說(shuō)明都給出一個(gè)解釋，就是某個(gè)陳述集合，從中能夠邏輯地推導(dǎo)出需要說(shuō)明的事情。好的說(shuō)明將能夠?qū)π枰忉尩挠幸蓡柕姆矫孢M(jìn)行較大程度的消解或者還原。這樣的解釋將包含普遍真理的一個(gè)融貫集合，或者一個(gè)理論。例如，為了說(shuō)明某個(gè)嚴(yán)重的疾病，我們需要什么引起那個(gè)疾病以及如何診治那個(gè)疾病的一個(gè)融貫解釋。某個(gè)特定物質(zhì)的出現(xiàn)或者消失是這種紊亂的關(guān)鍵嗎？例如，說(shuō)明糖尿病的理論就是關(guān)于人體對(duì)糖分的使用以及在那個(gè)使用當(dāng)中由體內(nèi)某些特殊細(xì)胞產(chǎn)生的一種叫胰島素的蛋白激素的中心角色的一個(gè)融貫解釋。根據(jù)這個(gè)理論，胰島素的缺乏(或者是身體無(wú)法使用它所產(chǎn)生的胰島素)說(shuō)明了在從血液中吸收糖分時(shí)由此所產(chǎn)生的紊亂。這樣的一種解釋(當(dāng)然這里已經(jīng)極度簡(jiǎn)化了)給出了關(guān)于這一嚴(yán)重疾病的一個(gè)科學(xué)說(shuō)明。病人因?yàn)槿狈σ葝u素而患上糖尿病。

當(dāng)我們說(shuō)“由P得Q”，那表達(dá)的可能是一個(gè)說(shuō)明，也可能是一個(gè)論證。當(dāng)我們是由前提P推導(dǎo)出結(jié)論Q時(shí)，這就表達(dá)了一個(gè)論證。當(dāng)面對(duì)事實(shí)Q，我們的推理由那個(gè)事實(shí)進(jìn)行回溯，以發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致它的境況，這就表達(dá)了一個(gè)說(shuō)明。糖尿病，也就是血液中糖分過多，是許多病人的生活中的一個(gè)殘酷事實(shí)。我們通過引起對(duì)導(dǎo)致那樣的后果的胰島素缺失的注意來(lái)說(shuō)明他們的糖尿病。因而，560對(duì)相互關(guān)聯(lián)的一系列境況的解釋，也就是胰島素缺失P解釋了糖分過多Q，正是對(duì)那個(gè)疾病的一個(gè)說(shuō)明。

一個(gè)好的說(shuō)明必須提供與待說(shuō)明的事實(shí)相關(guān)的(relevant)真理。如果我試圖以訴諸巴西上升的人口出生率這樣的理由來(lái)說(shuō)明我的上班遲到，由此引入的事實(shí)可能是真的，但它是不相關(guān)的，因而它不能成為我的缺席這一正在談?wù)摰氖录囊粋€(gè)令人滿意的說(shuō)明。在這個(gè)瑣碎的例子中，一個(gè)說(shuō)明所尋找的是一個(gè)單獨(dú)的事件。在科學(xué)中，我們所尋找的說(shuō)明不僅是真且相關(guān)的，而且也是普遍的。我們所力求的說(shuō)明將提供關(guān)于某種特定種類的所有事件，比如說(shuō)，對(duì)所有出現(xiàn)的糖尿病的一個(gè)理解。

一個(gè)科學(xué)理論所能解釋的事實(shí)越多，它的力度就越強(qiáng)。某些理論在它們的范圍和力度上是極好的。例如，這里是艾薩克牛頓的萬(wàn)有引力定律的一個(gè)簡(jiǎn)短陳述：

宇宙中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)以一個(gè)力吸引另外一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。該力正比于質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量的乘積，反比于它們間距離的平方。

非科學(xué)的說(shuō)明也可以是相關(guān)的和普遍的。長(zhǎng)久以來(lái)，人們一直用在行星上生活的“智慧生物”來(lái)解釋行星的規(guī)則運(yùn)動(dòng)。在某些文化中，疾病被“說(shuō)明”成邪惡的精靈侵入人體所引起的。這些當(dāng)然是非科學(xué)的解釋，盡管它們提供的說(shuō)明是普遍的，也與我們所關(guān)注的事實(shí)相關(guān)。那么，什么區(qū)分了真正科學(xué)的說(shuō)明與非科學(xué)的說(shuō)明呢？

有兩個(gè)主要的區(qū)別。及時(shí)個(gè)區(qū)別是態(tài)度上的區(qū)別。一個(gè)非科學(xué)的說(shuō)明是被教條地提出的；它給出的解釋被認(rèn)為是真的而不能改進(jìn)。亞里士多德關(guān)于物質(zhì)的觀點(diǎn)在幾個(gè)世紀(jì)里事實(shí)上被接受成最終。盡管亞里士多德本人似乎是思想開放的，但是一些中世紀(jì)的學(xué)者以死板的、非科學(xué)的精神將他的觀點(diǎn)采納下來(lái)。一個(gè)學(xué)者拒絕用伽利略提供給他的望遠(yuǎn)鏡來(lái)觀看新發(fā)現(xiàn)的環(huán)繞木星的衛(wèi)星，他肯定地認(rèn)為，這些衛(wèi)星不可能是真的，因?yàn)閬喞锸慷嗟绿煳膶W(xué)著作里沒有提到它們！與之相反，一個(gè)嚴(yán)肅的科學(xué)家的態(tài)度是非教條的；每個(gè)提出的說(shuō)明都是暫時(shí)的或臨時(shí)的；假說(shuō)可能被認(rèn)為很有可能是真的，561但是它們被視為在證據(jù)面前會(huì)受到替換。

科學(xué)中的詞匯在這點(diǎn)上有時(shí)是誤導(dǎo)人的。一個(gè)“假說(shuō)”提出后得到很好的證實(shí)，它可能被提升為“理論”；當(dāng)它被普遍地接受后，它可能被進(jìn)一步提升為“定律”。但是它們的使用不是一成不變的。牛頓的發(fā)現(xiàn)今天仍然被稱為“引力定律”，愛因斯坦的貢獻(xiàn)改進(jìn)并超越了牛頓的發(fā)現(xiàn)，但被稱為“相對(duì)論”。無(wú)論使用什么樣的術(shù)語(yǔ)，真正的科學(xué)家的態(tài)度不是教條的。科學(xué)中所有普遍命題在本質(zhì)上都是假說(shuō)，永遠(yuǎn)不具有的確定性。

第二個(gè)區(qū)別涉及接受正在談?wù)摰慕忉屗诘幕A(chǔ)。在科學(xué)中，一個(gè)假說(shuō)僅僅在存在好的證據(jù)的條件下才值得接受。一個(gè)非科學(xué)信念之被堅(jiān)持，可能不依賴于有利于它的證據(jù)的事情之上；一個(gè)非科學(xué)的說(shuō)明被簡(jiǎn)單地認(rèn)為是真的，可能是因?yàn)?ldquo;每個(gè)人知道”它如此，或者可能是因?yàn)樗徽J(rèn)為是由上天所揭示的。對(duì)于這樣的斷言沒有的檢驗(yàn)，但是在真正的科學(xué)中，對(duì)于真理的斷言可以得到檢驗(yàn)，并且這樣的檢驗(yàn)在于經(jīng)驗(yàn)之中。因而我們說(shuō)真正的科學(xué)是經(jīng)驗(yàn)的。

說(shuō)一個(gè)假說(shuō)是可檢驗(yàn)的至少意味著某些基于該假說(shuō)的預(yù)言可以證實(shí)或者證偽這個(gè)假說(shuō)。科學(xué)需要證據(jù)。但是，可以證實(shí)這個(gè)討論中的假說(shuō)的累積的證據(jù)當(dāng)然永遠(yuǎn)不會(huì)是的，正如我們先前所強(qiáng)調(diào)的；我們永遠(yuǎn)不可能得到所有的證據(jù)。因此，即使當(dāng)支持性的證據(jù)非常強(qiáng)的時(shí)候，仍會(huì)保留一些疑問，確定性是無(wú)法達(dá)到的。然而，在否定性的方面，如果證據(jù)無(wú)可爭(zhēng)議地表明基于該假說(shuō)的預(yù)言是假的，我們就有信心認(rèn)為該假說(shuō)必須得到拒斥。盡管我們不能地證實(shí)一個(gè)假說(shuō)，但我們可以地證偽一個(gè)假說(shuō)。由于此類原因，一些哲學(xué)家認(rèn)為，說(shuō)一個(gè)科學(xué)假說(shuō)是可檢驗(yàn)的，也就是說(shuō)它至少在原則上是可錯(cuò)的。

真理的檢驗(yàn)可以是直接的也可以是間接的。為了弄清外面是否下雨，我只要看一下外面。但是用做說(shuō)明的假說(shuō)是普遍性命題，它們不是直接可檢驗(yàn)的。如果我對(duì)我上班遲到的解釋是交通事故，我的老板如果對(duì)之懷疑，他能夠借助于警察的事故報(bào)告而間接地檢驗(yàn)我的解釋。一個(gè)間接的檢驗(yàn)從待檢驗(yàn)的命題(如我遭遇到一次交通事故)，演繹出其他某個(gè)能夠被直接檢驗(yàn)的命題(如我提交了一個(gè)事故報(bào)告)。如果那個(gè)演繹出來(lái)的命題是假的，包含這個(gè)命題的說(shuō)明必定是假的。如果演繹出來(lái)的命題是真的，它提供了某個(gè)證據(jù)證明這個(gè)說(shuō)明為真、已經(jīng)被間接證實(shí)。但是這個(gè)證據(jù)不是結(jié)論性的。

間接檢驗(yàn)永遠(yuǎn)不會(huì)是確定的。它總是依賴于某些額外的前提，562比如這樣的前提：我對(duì)我的老板描述的該起事故與警察記載的一樣。但是警察部門應(yīng)當(dāng)對(duì)我所涉案的事故的記錄進(jìn)行備案，但可能還沒有備案；缺乏該記錄不能證明我的說(shuō)明是假的。并且，某個(gè)附加前提即使是真的，它并不給說(shuō)明賦予確定性——盡管演繹出的結(jié)論(本例中事故報(bào)告的真實(shí)性)得到成功檢驗(yàn)確實(shí)加固了它的前提。

即使一個(gè)非科學(xué)的說(shuō)明也有某個(gè)它喜愛的證據(jù)，即用它來(lái)解釋的那個(gè)事實(shí)。行星上居住著“智慧生物”，它們使行星沿著我們觀察到的軌道運(yùn)動(dòng)，這個(gè)非科學(xué)理論能夠稱這個(gè)事實(shí)——行星確實(shí)在它們的軌道上運(yùn)動(dòng)——為證據(jù)。但是，在該假說(shuō)和關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的的天文學(xué)說(shuō)明之間存在巨大的差別：對(duì)于非科學(xué)假說(shuō)，不能夠從中演繹出其他的可直接檢驗(yàn)的命題。另外一方面，一個(gè)給定現(xiàn)象的任何一個(gè)科學(xué)說(shuō)明能夠演繹出可直接檢驗(yàn)的命題，而不是陳述待說(shuō)明事實(shí)的命題。這就是當(dāng)我們說(shuō)一個(gè)說(shuō)明是經(jīng)驗(yàn)可證實(shí)的時(shí)候所要表達(dá)的意思。這樣的可證實(shí)性是科學(xué)說(shuō)明的最本質(zhì)的特征。“科學(xué)說(shuō)明”這個(gè)普遍概念正確地應(yīng)用到了通常所認(rèn)為的科學(xué)(物理學(xué)、心理學(xué))之外的地方。因而，對(duì)一個(gè)事件的說(shuō)明(如我上班遲到是因?yàn)榻煌ㄊ鹿?，我們可以用多種方法對(duì)之進(jìn)行間接檢驗(yàn)，這個(gè)說(shuō)明是這個(gè)寬泛的意義上的“科學(xué)的”。

2科學(xué)探究：假說(shuō)和確證我們尋求正確的科學(xué)說(shuō)明，并且其正確性是可以經(jīng)驗(yàn)地證實(shí)的。我們?nèi)绾文軌虻玫竭@樣的說(shuō)明呢？我們不能給出研究科學(xué)的公式，但是在大多數(shù)科學(xué)研究中，都有一些步驟或者不同的階段。通過確定以及描述七個(gè)這樣的步驟，我們可以更加地理解好的科學(xué)是如何進(jìn)展的。

A.確定問題

科學(xué)研究開始于某個(gè)問題。一個(gè)問題可以表示成一個(gè)或一組當(dāng)時(shí)沒有可接受的說(shuō)明的事實(shí)。一個(gè)社會(huì)學(xué)家面臨在工作或者游戲當(dāng)中的令人迷惑的趨勢(shì)，何以解釋之？一個(gè)醫(yī)學(xué)研究者面臨一種令人迷惑的疾病，它的起因是什么？一個(gè)經(jīng)濟(jì)學(xué)家觀察到消費(fèi)與儲(chǔ)蓄的不同模式，何以說(shuō)明這樣的不同？有些問題之確定是相當(dāng)明顯的，就像當(dāng)一個(gè)偵探面臨一個(gè)特定案子時(shí)他的問題是：犯人是誰(shuí)？有些問題可能源于當(dāng)下理解的不足。公元前3世紀(jì)亞歷山大里亞圖書館館長(zhǎng)埃拉托色尼正確地認(rèn)為地球是球體，但是并不知道它的尺寸。563他的問題就是確定我們稱之為地球的這個(gè)球體的周長(zhǎng)。正如約翰杜威和許多其他現(xiàn)代哲學(xué)家所不斷強(qiáng)調(diào)的，反思性的思考——無(wú)論是在社會(huì)學(xué)中、醫(yī)學(xué)中、法律的實(shí)施中、物理學(xué)中或是其他任何領(lǐng)域中——是解決問題的(problemsolving)活動(dòng)。某種問題的識(shí)別是接踵而來(lái)的科學(xué)的觸發(fā)器。

B.構(gòu)建初步假說(shuō)

初步的推測(cè)，也就是某些關(guān)于這個(gè)確定了的問題的比較試探性的說(shuō)明，是第二個(gè)步驟。遠(yuǎn)在一個(gè)完整的解答被找到之前，需要建立某種理論以便能夠知道需要收集何種證據(jù)以及好到哪里尋找這樣的證據(jù)。偵探考察犯罪現(xiàn)場(chǎng)，詢問嫌疑人，并尋找線索。內(nèi)科醫(yī)生檢查病人，記錄資料，注意不規(guī)則性。赤裸裸的事實(shí)被收集起來(lái)；只有當(dāng)它們能夠被安排進(jìn)某個(gè)融貫的模式，哪怕是推測(cè)性的和不的模式之中時(shí)，它們才能成為可用的線索或者揭示某些癥狀。例如，托馬斯馬爾薩斯在1798年發(fā)表的《人口學(xué)原理》中提出，人口增長(zhǎng)超越食物供應(yīng)的趨勢(shì)將使大多數(shù)人處于饑餓的邊緣。多年后，查爾斯達(dá)爾文在推測(cè)物種起源的時(shí)候讀到這里，突然想到一個(gè)具有成果的觀點(diǎn)。他寫道：

此時(shí)立刻令我想到在這些環(huán)境中，有利的差異會(huì)得到保留，不利的會(huì)被破壞。這樣，我終于有了可以用以研究的理論。(Autobiography，1881)

世界上存在太多的可能相關(guān)的事實(shí)、太多的數(shù)據(jù)，以至于科學(xué)家不能將它們?nèi)渴占饋?lái)。最細(xì)心和的研究者也必須選擇某些待深入研究的事實(shí)并且放棄不相關(guān)的其他事實(shí)。如果地球是球體，太陽(yáng)的光線在任意特定的時(shí)間將會(huì)以不同的角度照射在球體不同的地方。幾何學(xué)可以幫助我們計(jì)算出地球的尺寸嗎？一個(gè)理論的輪廓是重要的，因?yàn)槌搜芯空卟荒艽_定從整個(gè)事實(shí)全體中挑選和追求何種事實(shí)。某種初步假說(shuō)不管是如何的不、試探性，任何嚴(yán)格的探究開始的時(shí)候它都是必需的。

C.收集額外事實(shí)