评关于科学进步的三种主要观点

评关于科学进步的三种主要观点当代科学哲学家在科学进步问题上提出了各种不同的模式，稍微细一些可分为逻辑经验主义的积累发展观、波普尔的证伪主义试错法式的进步图式、库恩纯历史的社会学的和心理学的科学革命观、劳丹解决问题的历史标准、普特南等科学实在论者将客观真理与人的历史活动相结合的积累发展观，以及夏皮尔介于历史主义和实在论之间的科学进步模式，此外还有其他一些关于科学进步的观点。总起来看，最有代表性的主要科学进步观有三个：一是逻辑经验主义和波普尔的进步观点，二是历史主义的观点，三是科学实在论的科学发展模式。本文试图分析、比较和评论这三种模式，并简略地讨论科学发展模式多元并存的问题。逻辑经验主义和证伪主义的进步观传统的逻辑经验主义的科学观是建立在证实主义基础上的积累发展观，在数十年内这种思想占了主导地位。逻辑实证主义者坚持事实与解释之间的区别，把科学发展看作是在知识大厦中不断添加不依赖于理论而存在的新事实，旧理论不断地被更普遍、更广包的新理论所代替。这种科学进步观描述的图景正是新的科学理论和思想不断地发展、修改、扩展、纠正和重新解释旧理论的持续过程。因此，这是一种渐进的、非革命的、改良的积累发展观。这种积累发展观在方法论上可分为归纳主义和演绎主义两种倾向。归纳主义者相信科学经过经验归纳从经验命题或原子命题而得出带普遍性的科学命题。而演绎主义者则认为科学是从普遍命题和事实命题或初始条件相结合而对科学理论提供的因果说明。与逻辑实证主义关系复杂的波普尔在１９５９年发表的《科学发现的逻辑》一书中提出过一种简单的演绎说明模型：“对一个事件作出因果说明意味着运用作为演绎前提的一个或多个普遍定律，并与某些单称陈述即初始条件相结合，演绎出一个描述该事件的命题。”（［１］，p．５９）这就是说，演绎主义者认为，一个经验命题可以从多个普遍定律和关于特定系统的事实而演绎出一个理论，以此对经验定律提供说明。运用于科学理论的进步，后起的科学理论与以前的理论相比，所描述和预测的事实、所提供的说明更为精确，所适用的范围更为广泛。因此先前的理论被包含在后起理论之中。此类科学发展的一个典型例子是牛顿力学与开普勒和伽利略定律的关系。牛顿在其力学着作中从自己的运动定律和万有引力定律推导出了开普勒和伽利略定律，并指出，用他的理论可使开普勒定律适用于简化的太阳系模型。但牛顿的理论表明，当采取非简化方式考虑行星间的引力时，开普勒定律就仅仅是一种近似。许多科学哲学家认为，物理学的这一典型例子证明了科学积累发展观的正确性，现代科学中有许多这样的例子，至少表明库恩的科学革命观并不是科学发展的唯一模式。在这些哲学家看来，只要加上某些限制条件，可以将一切科学进步均以统一的积累主义的方式加以分析。这是库恩提出科学革命模式后经验主义者所作出的一种回答。波普尔在后来提出自己的证伪主义科学观时，改变了上述早期演绎主义的科学发展模式，此时他所提出的是以否定的方式出现的演绎主义。在他看来，科学发展遵循的不是归纳法，而是否定后件从而否定前件的特定的演绎法，即从一个普遍陈述（理论）推导出可观察的单称陈述，然后以经验证伪这个单称陈述，从而否定作为前提的普遍陈述。因此，科学发展是以试错法不断地提出问题、尝试性解决、消除错误、最后证伪理论的过程。波普尔承认科学必定发展和进步，连续性增长是科学知识的理性特征和经验特征的表现，但这种连续性并不是指观察的积累，而是指不断地****一种科学理论，由另一种更好的或更合乎要求的理论取而代之，即证伪理论。（［２］，pp．３０８－３０９）可见此时的波普尔放弃了前期演绎主义的观点。在讨论开普勒定律与牛顿理论的关系时，他不再以传统的演绎主义方式作出说明，而是认为牛顿理论可以解释开普勒定律，但却不能从开普勒定律演绎出来。在考虑这一问题时，波普尔也改变了自己关于一般通过经验证伪既成理论而得出新理论的看法。因为开普勒定律并没有被经验证伪；牛顿是在试图解释天体和地面力学定律时得出自己的科学理论的。只是在提出了新的理论后，有关的观察检验才着手进行。（［３］，pp．１９１－２０５）值得注意的是，在科学进步问题上，无论是逻辑经验主义还是波普尔的证伪主义，都没有放弃实在论的前提。虽然逻辑经验主义者倾向于现象主义，对实在论等传统哲学立场未给予更多的注意，但在其科学积累发展观的背后仍隐涵着实在论的观点，特别是在谈到新理论比旧理论更为精确、更为近似时，这里仍然包含着理论与实在符合的实在论前提。当代逻辑经验主义者内格尔在１９６１年还讨论了理论将以前分散的现象统一起来考虑的问题（［４］，第１１章）。他讨论了科学通过持续的逼近事实而取得进步的问题，讨论了如何将成功的诸理论统一起来，以消除它们之间的不一致性，这对科学发展是十分重要的。他在探讨这些问题时也显示出了实在论的立场。当代另一位着名的逻辑经验主义者亨普尔也持有类似的实在论观点。他指出，对一个科学理论的规范阐述将使阐述者决定该理论的观察结果，如果持有这种关于理论结构的观点，那就难以说明科学家为何要引入理论术语。从前述有关开普勒定律与牛顿理论的关系的例子可得出简单的答案。首先，科学说明看起来不光是演绎。因为仅仅从开普勒定律与其他定律的关系来推导出开普勒定律，还不能构成对这些定律的真正说明。（［５］，p．２７３）况且，在接受了牛顿理论之后，人们看到伽利略和开普勒的定律不够精确，而且运动学的定律也都不正确。亨普尔从这个例子看到了它与实在论的关系：“……在观察层次上形成的理论一般来说只是近似的并限于有限的范围；而从理论上诉诸人所熟知的表层之下的实体和事件，就可得到一个广包和精确得多的说明。”（［６］，p．７７）这就是说，科学的目的不仅仅在于简单地解释可观察的自然规律，而且要得出对实体和事件的更深层次的理论概括。而这正是科学理论进步的实在论依据。波普尔则用逼真性概念来阐述理论进步的实在论前提。他多次强调科学的任务是探求真理，科学的进步即在于更符合事实，更接近真理。但按照可证伪性标准，科学进步总是意味着向更有趣、更不平凡、因而更不概然的理论的进步。波普尔似乎又回到了古希腊的色诺芬尼，试图把逼真性与概然性严格区分开来，强调逻辑概率体现了通过减少信息内容而逐步趋于逻辑确定性或重言式真理的观点，而逼真性则体现了趋于全面真理的观点。因此，逼真性把真理与内容结合起来，而逻辑概率则把真理与内容的匮乏结合起来。波普尔还对知识增长提出了三点要求：１．简单性，一个新理论应当从某种简单的、新的、强有力的统一观念出发，这种观念在迄今尚无联系的东西或事实中建立了某种联系。２．可独立地受到检验，即新理论必须具有可加以检验的新结论，必须引出一种对迄今还不曾观察到的现象的预测。３．要求理论应通过某种新的严峻的检验。（［２］，pp．３４４－３４６）在这些标准中，前两个基本上是先验的标准，第三个才是经验检验的标准。虽然波普尔不属于狭义的逻辑实证主义学派，但我们在上面分析的基础上仍然可以看出波普尔与逻辑经验主义者的某些共同的特征（这也是我们把二者归入同一节加以论述的一个主要理由）。逻辑经验主义者和波普尔都十分重视对理论结构的逻辑分析，坚持理性主义和逻辑主义的立场，以明确的逻辑推演关系来分析科学理论之间的异同和演变及其与经验事实的联系，因此这些都属于形式规范阐述的科学进步观。他们都默认了科学进步的实在论前提（特别是波普尔的逼真性概念更为突出），即认为科学理论与实在的近似性是不断提高的，同时又相信后继理论要比以前的理论更为精确，带有更多的经验内容，统一了更多的经验现象，可经受更严格的检验。此外，逻辑经验主义者和早期波普尔都持有关于因果说明的演绎主义观点，波普尔只是到了后期才突出了试错法的证伪主义的跳跃式发展观，即通过经验证伪理论而放弃旧理论，提出新理论。因此波普尔最终要求理论不要太快地被驳倒。（［２］，P．３５３）即便如此，波普尔在某些场合仍然相信类似于逻辑经验主义的科学进步观，相信科学持续积累发展的总体图景。波普尔的证伪主义的进步观的典型例子是爱因斯坦相对论与力学的关系，但在其他大量理论进步的例子中，这种关系并不明显，而更多地仍然属于逻辑经验主义者所概括的那种积累进步观。这也是今天科学哲学家中逻辑经验主义观点仍然活跃的一个原因。库恩的科学革命观当库恩提出科学革命的范式理论时，他实际上把逻辑经验主义者和波普尔的理论逼真性的实在论问题搁置一边，不予考虑。科学发展在库恩那里是信奉、持有或主张不同范式的科学共同体抛弃旧的常规科学、拥立新的科学理论的革命性变化。这种革命是非积累性的发展，其中旧范式全部或部分被不相容的新范式所代替。在《科学革命的结构》一书的初版中，库恩看起来否定了进行合理判断的可能性，他认为，在理解科学发展时，传统的逻辑分析实际上是无用的、行不通的。在库恩看来，科学革命前后的理论及其范式实际上是不可通约的，人们接受一个新范式，也没有多少理由可说。因为“范式之间的竞争不是一种可通过证明而解决的那种争论”（［７］，１９６２年初版，P．１４７），而更象是改变信仰，所发生的既不是标准的降低，也不是标准的提高，而是采取新范式时所要求的一种根本性的改变。这就抛弃了逻辑经验主义的积累发展观，连同强大的分析哲学传统。库恩开始时曾经认为自己的科学发展观与波普尔的证伪主义相类似（见［７］，１９７０年版，P．１４６），但在后来，他又指出自己科学革命观与波普尔证伪主义的重要区别。在谈到科学反常与证伪性实验结果之间的关系时，他指出：“要么是没有一个科学理论遇到过反例，要么是所有这样的理论在所有时候都面对着反例。”（［７］，１９７０年版，P．８０）库恩已经看到，一个理论与其预言或说明的经验概括之间的关系，要比一个经验概括与其事例之间的关系要复杂。因此，他开始抛弃波普尔的一次性经验证伪的模式，采取了关于科学家行为的历史的和心理学的理论模式。然而，库恩在这样考察科学研究的环境时，仍然带有某些类似于波普尔的简单化倾向。他把常规科学看作是一个科学理论应用于自然的过程，并且认为科学家只有在常规科学的发展已经出现明显的失败之后才会面对发展新理论的难题，这时科学家才采用新的理论以解决一个现存科学理论与自然之间的反常。因此，库恩所考虑的科学发展实际上是仅有一个科学理论应用于一组自然现象的模式。库恩的这种革命模式的一个突出问题是其普适性问题。库恩本人总是试图把这个模式尽量推广，认为所有的科学革命都具有类似的结构，而且科学（至少是成熟科学）的进步基本上都遵循这种范式转换的革命模式。但问题正在于，是否一切重要的（在此且不论改进理论细节的一般进步）科学进步都具有库恩所总结的这种结构或遵循此革命模式？我们从前述波普尔和内格尔的观点中已经可以看出，有的理论进步并不是遵循革命模式的。比如，新的理论可以通过综合或统一现存的几种理论而产生，而不是完全抛弃一个旧理论，或是由于这个旧理论与自然现象的矛盾而导致理论革命。由此来看库恩在《科学革命的结构》一书中所提到的那些科学革命的例子，如哥白尼宣称解决了关于公历年的时间问题，牛顿将天体力学和地上物体的力学统一起来的问题，拉瓦锡解决了气体的识别和重量关系的问题，爱因斯坦使电动力学与修正了的运动学相容的问题，等等。（［７］，１９７０年版，P．１５３）这些例子中的问题在库恩看来都是使旧理论导致危机的问题。然而，象牛顿把伽利略定律与开普勒定律统一起来的问题就不是仅仅属于理论危机的问题，也不是个实验的问题，而实际上是几个理论之间的相互关系的逻辑分析和推演。库恩几乎忽略掉了这样一种重要的理论进步，而这正是逻辑经验主义者所强调的积累进步方式之一种。库恩的科学革命观的普适性问题还出在他建立有关新理论产生的一种统一模式的尝试上。他几乎没有注意两种重要的科学革命方式之间的区别。一种革命是对既成信念的摧毁，如哥白尼革命、****燃素说、光的波动说代替粒子说，这种革命的新理论否定旧理论的程度十分强烈。而另一种革命的积累性成分则多得多，如牛顿对伽利略和开普勒定律的综合、爱因斯坦的相对论、狄拉克量子理论。库恩所论证的科学革命过多地集中于前一种，特别是哥白尼革命，即使是后来他对量子理论的讨论，也主要集中于量子理论革命的第一阶段，即