通常说来,可以认为劳丹所说的“研究传统”(research tradition)是在库恩用以刻画常规科学的“问题解答”(或“难题解答”)和拉卡托斯所倡导的“研究纲领”(research programme)的基础上设想出来的(Salmon et al.1992:155)。在劳丹看来,任何科学哲学学派都应该对科学变化的如下基本特征给出自己的解释(Laudan 1981:144-145):
(1)从一个理论到另一个理论的转变不是累积性的。这就是说,当一个理论被另一个新理论取代时,那些逻辑的和经验的内容(甚至包括先前理论的已被确证的结果)都不会完全保留下来。
劳丹(Larry Laudan,1941—)
(2)通常说来,理论不会仅仅因为遇到反常就被拒斥,也不会仅仅因为得到经验上的确证而被接受。
(3)有关科学理论的争论,往往都是关于概念问题的争论,而不是关于经验支持问题的争论。
(4)评价科学理论的原则和标准不是固定不变的,而会在科学发展过程中发生重要的变化。
(5)科学家对理论所采取的许多认知态度都超越了对理论的接受或拒斥。
(6)科学进步不能被合理地看成是朝向真理的进化或趋近过程。
尽管这些特征描述已经受到挑战,但对劳丹来说,它们却是检测一个关于科学变化的理论是否恰当的试金石。当然,这就意味着劳丹自己的科学变化观将力图解释这些特征描述。
首先,关于科学所追求的目的,劳丹主张不宜用“真理”(truth)或“绝对确定性”(apodictic certainty)之类的概念来表述,因为他认为所谓科学朝着真理前进的说法是空洞无物的。“鉴于‘近似真理’(approximate truth)概念的众所周知的困难(既在语义层面,也在认知层面),以下想法是难以置信的:把朝向更强的似真性(truthlikeness)进化作为科学的核心目标,以此来刻画科学的进步,并认为这种刻画将会允许人们把科学表达为一种合理的活动。”(Laudan 1981:144-145)劳丹声称,对于科学的认知目的(the cognitive goals of science),可以用多种方式予以刻画。比如说,科学的目的是获取那些很好地得到了经验证据支持的理论;科学的目的是拥有能够预测新颖事实的理论;科学的目的是用理论来解释各种各样的经验现象;科学的目的是使理论具有广泛的实际应用或社会效益。诸如此类,不一而足。劳丹本人的观点是:科学的目的是不断增强理论所具有的解决问题的能力。用他自己的话来说,“只有当后继理论比它们的前任理论能够解决更多的问题时,科学才会取得进步”(Laudan 1981:145)。显然,这与库恩的观点颇为相似(参比4.2节有关论述)。
劳丹把问题及其解决分为两类:经验问题及其解决(empirical problems and their solving)和概念问题及其消解(conceptual problems and their elimination)。他认为有三种典型的经验问题:潜在的或未解决的问题(potential or unsolved problems)、已解决的问题(solved problems)和反常问题(anomalous problems)。潜在问题提示我们所关注的自然界中有关情况是什么,但尚未对此给出解释;已解问题具体展示由科学理论所体现出来的实际知识;而所谓反常问题,通常是针对一个理论而言的,也就是说该理论迟迟未能解决、甚或根本不能解决的问题,但这些问题却能被竞争理论所解决。(参见Laudan 1977:17;1981:146)在劳丹看来,“科学进步的标志之一,就是使那些尚未解决的问题和反常问题转化成为已解决的问题”(Laudan 1977:18)。
劳丹认为,在上述三类问题中,相对说来,把那些未解问题转换成已解问题仅仅是科学理论取得经验进步的手段之一。这样说的一个重要根据是:“有些问题不能被一个理论所解决,这种情况通常不会对这个理论造成太大的威胁,因为我们无法事先知道有关问题应该由哪种类型的理论来解决。”因此,“在评价理论的相对价值时,这类未解问题是无关紧要的。就理论评价而言,重要的是那些已解问题,这些问题未必可以用目前的理论来解决,却被一些已知的理论解决了”(Laudan 1977:21-22)。
关于对问题的解决(solution),劳丹强调它不同于科学哲学中通常所说的对事实的解释(explanation)。两者的主要区别是:多数科学哲学家认为,解释事实所依据的理论必须为真,或者至少具有高确证度(参见3.1节);相反,劳丹认为,有关理论是否为真,或是否具有高确证度,对于解决问题来说是无关紧要的。在前面所举的例子中,虽然地心说和燃素说最终都被人们判定为假的,或者说它们都不具有高确证度,但是在它们为人们所普遍接受的时代,却被看作很好地解决了一系列相关的问题。因此,就像库恩强调问题及其解决受制于特定的范式一样,劳丹也认为一个问题是否合法,是否重要,是否已经得到解决,都受支配它们的研究传统的限制。比如说,地球自转的速度是多少?它环绕太阳运行的速度又是多少?诸如此类的问题只有在日心说的研究传统中才是重要的,而且也才得到了解答。相反,在地心说的研究传统中,这些都是荒谬的问题,更遑论对它们的解答了。与此类似,“燃素的性质”只是相对于燃素说传统才是一个基本问题,但对氧化说传统来说,这却是一个伪问题。同样,关于引力的原因是什么,对于牛顿力学传统来说,当然是一个未解问题,甚至是一个无需解决的问题;但是,在现代引力场的研究传统中,这却是一个实实在在的已解问题。因此,劳丹强调:“在某一时刻被看成是对问题的解答,却不能被看作是在任何时刻对问题的解答。”(Laudan 1977:23)
至于反常问题,我们已知这是库恩所说的科学革命的一个主要环节(参见本书2.2节,以及Kuhn 1962:Ch.6)。库恩指出:“只有在特定范式提供的背景下,反常才会表现出来。范式越精确,涵盖面越广,它就能为反常现象的出现,进而也为范式变化的机会,提供更加灵敏的指示器。在科学发现的常规模式中,甚至阻碍变化的因素也有用处……通过确保范式不会轻而易举被抛弃,这种阻碍因素就能使科学家专心致志地从事研究,而那些导致范式变化的反常现象将会穿透现存知识而直达其核心。”(Kuhn 1962:65)与库恩的观点极为相似,劳丹揭示出反常现象有两个特点:(i)虽然反常现象的出现无疑对一个相关的理论提出了质疑,甚至使该理论看起来遭到了证伪,但勿需像波普尔曾要求的那样轻易放弃这个理论;(ii)在反常现象与它所质疑的理论之间,未必真有不可克服的矛盾,事实上有不少所谓反常现象最终都在那个理论的进一步发展过程中被转化成了该理论的正面例证。(参见Laudan 1977:27)根据前面的有关讨论(例如,参见3.3节),我们很容易理解第(i)点。至于第(ii)点,我们以海王星的发现为例来予以说明。
在著名的德国天文学家赫舍尔(Frederick William Herschel)于1781年发现天王星之后,天文学家们很快就制定出了这颗新行星的运行图表,以便更加系统地对它展开研究。但是,人们所观测到的天王星的实际运行轨道却常常与其运行表不太相符。到19世纪20—30年代,此类误差变得越来越明显,天王星的反常运行现象已经成为天文学家们必须面对的一个难题了。这个难题的关键点是:根据牛顿力学,特别是根据其中的万有引力定律,本来应该很容易预测天王星在各个时刻所处的位置;但是,实际观测结果往往难以符合理论的预测,天王星运行时似乎常常会脱离自己的轨道。于是,当时在天文学界出现了两种对立的观点:有些人怀疑万有引力定律的普遍适用性,认为那些远离地球的天体在运行时不遵循这个定律;另一些人则坚信万有引力定律适用于一切天体,进而提出在天王星外有一颗未知的天体对它产生了摄动作用,从而导致它的运行看起来不太符合理论的预期。德国天文学家白塞尔(Friedrich Wilhelm Bessel)是坚持后一观点的代表人物。按照这种设想,有两个年轻人不约而同地分别开始了自己的研究:一个是英国的亚当斯(John Couch Adames),另一个是法国的勒维列(Urbain Jean Joseph Leverrier)。在此,让我们略去那些曲曲折折的故事细节,直接挑明最后的结果。1845年,亚当斯计算出了设想中的那颗新行星的轨道。1846年,勒维列也独立地计算出了类似的结果。1846年9月23日夜间,德国柏林天文台的天文学家加勒(Johann Gottfried Galle)根据勒维列寄给他的论文和信件中所提示的方位,得到了完全符合理论计算的观测结果。当这个消息很快传到英国以后,皇家天文台台长艾里(George Biddell Airy)才想起早在一年前就收到的亚当斯的论文摘要,于是立即予以发表。最终,按勒维列的提议,这颗新行星被命名为“海王星”(Neptune)。至此,原来被看作针对万有引力定律的天王星反常运行现象,最终被天文学家们转化成了再次确证万有引力定律的正面例证。
劳丹认为,有两种典型的概念问题:(i)一个理论内部出现逻辑矛盾或概念含混,劳丹称之为“内在的概念问题”(internal conceptual problem);(ii)一个理论与背景知识中已被人普遍接受的另一个理论相冲突,劳丹称之为“外在的概念问题”(external conceptual problem)。也许在18世纪当燃素说面对金属煅烧后重量增加的实验结果时,普利斯特列别出心裁地提出燃素具有负重量假设时,他就遇到了严重的概念问题。一方面,这是一个内在的概念问题,因为物质既具有重量又具有负重量的说法是极其含混的,甚至是相互矛盾的;另一方面,这也是一个外在的概念问题,因为燃素具有负重量的观点明显与当时已被普遍接受的背景知识——牛顿力学相违背。可以说,正是这个概念问题最终导致了燃素说的失败和氧化说的确立。事实上,拉瓦锡为了印证自己关于燃烧与呼吸均需氧气的设想,曾做过一个类似于普利斯特列和卡文迪什(Henry Cavendish)都做过的实验,并以此来表明燃素说对此类实验的解释是错误的。对此,著名的科学史家丹皮尔(William Cecil Dampier)曾经给出过如下一段简洁的评述:“拉瓦锡抓住了一个极端重要的事实:要解释这个和其他许多类似的实验以及普利斯特列和卡文迪什的实验,并不需要燃素说,臆造一种与其他物质在性质上根本不同的物体,是不必要的。牛顿的力学建立在质量不变的假设之上,这假设由于他的成功而被证明不误。他还证明质量和重量虽然是两个不同的概念,但在实验中加以比较时,它们是精确地成比例的。拉瓦锡用称量的不可反驳的证据,证明物质虽然在一系列化学反应中改变状态,物质的量在每一反应之终与每一反应之始却是相同的,这个可从重量上寻找出来。水的组成成分已经证明是两种气体,它们具有物质通常的性质:质量和重量;拉瓦锡把它们叫做氢(成水的元素)和氧(成酸的元素)[3]。燃烧与呼吸终于被证明为同类的作用,两者同是氧化,区别只在急速与缓慢,结果都增加重量,这个重量等于化合的氧气的重量。具负重量的燃素的概念从此就从科学中消逝了。伽利略和牛顿在力学里建立的原则,便转移到化学中来了。”(丹皮尔1975:262—264)此例表明,澄清基本概念,消除概念自身的矛盾,以及概念与普遍的背景知识之间的冲突,的确如劳丹所说,是科学进步的显著标志之一。需要强调指出,劳丹认为对于科学进步而言,“在多数情况下,概念问题比经验反常更加重要”,因为“通常说来,与立即放弃一个概念问题相比,解释一个反常的实验结果要容易得多”(Laudan 1977:64)。进一步,劳丹还认为,就两类概念问题而言,外在的概念问题比内在的概念问题更加重要,因为前者往往对于理论的评价和选择起着关键作用(Laudan 1977:51-52)。
基于上述分析,劳丹提出了一种以解决问题为核心的科学进步模式。其中,已解问题(包括经验问题和概念问题)是衡量科学进步的基本单位,而解题能力是评价科学进步的核心概念。“事实上,一个理论的解题能力取决于它的已解问题与未解问题之间的差额”;“一个理论总的解题能力取决于如何评估它所解决的经验问题的数量和重要性,以及减少它所产生的反常与概念问题的数量和重要性。”(Laudan 1977:68)最终,劳丹将他的科学进步模式所涉及的基本观念概括为八个要点,其中前五个与刚才所述劳丹关于科学变化六个基本特征中的前五个基本相同,而后三点是(参见Laudan 1996:77-78):
(6)科学理论的内容,从经验定律到概念框架,展示出严密的层次结构,涉及广泛的范围,因而检验、比较、评价、选择科学理论的标准和方法可能会因层次差别而有所不同。
(7)因为所谓“近似真理”的概念在语义和认知方面都面临众所周知的困难,所以不宜将它当作科学进步的目标和科学合理性的评价指标。
(8)理论评价主要在于对不同的理论进行比较,而不是对单个理论进行检验,因为在科学实践中,相互竞争的理论共处杂存是一种常规现象,而不是例外情况。
关于科学合理性,以上所列第7个要点是争论的焦点。比如说,尼尼洛托针对这一要点指出:“劳丹当然为他批评这样一些哲学家做了辩护,这些人在缺乏语义学和认识论工具的情况下想要证明实在论有道理。但是,尽管我同意‘近似真理’概念面临着困难,但我也恰好觉得已经获得了一种令人满意的关于似真性及其评估的理论。”(Niiniluoto 1984:164)鉴于这种似真性理论包含着不少技术性的表达,我们就不在这里详加讨论了(有兴趣者可参见Niiniluoto 1984:166-183),而只看看尼尼洛托对劳丹的科学进步解题模式所做的几点评论。首先,他认为20世纪80年代关于“问题”及其“解决”的一系列争论表明,似真性理论比科学进步的解题模式得到了更好的发展,也更加容易理解。关键是尼尼洛托认为:“由于绝大多数科学问题要么都在使用真理,要么都在寻求真理,或者两者兼备,因此我仍然坚信关于科学变化的解题模式最终需要——不仅仅有必要——真理和似真性的概念。”(Niiniluoto 1984:164)其次,尼尼洛托还具体揭示出了劳丹观点中的一处矛盾。一方面,劳丹主张,一个不一致的理论所面临的反常问题与已解问题一样多;另一方面,如上所说,一个理论的反常问题就是它本身未能解决,而另一竞争理论却能解决的问题。尼尼洛托分析说,如果像劳丹认为的那样,解决问题意味着对该问题的一个陈述可由一个理论推导出来(Laudan 1977:25),那么一个不一致的理论就能解决所有的问题。尼尼洛托批评说:“这种观察引出了下述结论:一旦引入一个不一致的理论,就不存在任何未解决的经验问题,因而所有那些没有被一个理论T解决的问题,对该理论而言全都是反常问题。”(Niiniluoto 1984:164-165)最后,在对劳丹的观点提出进一步的批评以后,尼尼洛托提到,对于逻辑实证主义者来说,为一个理论的确证度(the degree of confirmation of a theory)给出严格定义,当然是一项极其艰难的工作。但是,他又强调说,没有理由相信,与这项工作相比,为一个理论解决问题的能力(the problem-solving ability of a theory)提供精确定义的工作会更加容易(Niiniluoto 1984:165-166)。
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