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【贾向桐】悲观归纳:当代科学实在论辩护的经典难题

20世纪80年代以后,科学实在论与反实在论之争已成为当代科学哲学讨论的重要内容。其中,科学实在论主要是从真理论(包括似真性)和指称论出发,强调科学理论的实在性为科学在社会中所取得的成功提供了唯一合理的解释,“科学实在论的基础是科学成功的论证。所谓科学的成功,我指的是科学理论使我们能够做出比没有它们更显著的准确预见”。①这就是科学实在论的“非奇迹论证”(NMA),它意在表明我们最好的科学理论可以被合理地视为真理或接近真理。但在“非奇迹论证”提出之后,很快就面临着一个重要的反驳——“悲观归纳”问题,它构成了当代科学实在论发展难以跨越的经典理论难题,希洛斯(Stathis Psillos)这样写道:“在过去20年里,科学实在论的争论为两种截然相反方向的论证所支配:非奇迹论证和悲观归纳(pessimistic induction)。”②

一、科学实在论的“非奇迹论证”

科学实在论辩护的中心论证是著名的“非奇迹论证”,它意在表明由于我们最好的科学理论不断在现实生活中取得成功,“科学事业的成功”为理论具有的真理性做出了最好的证明。这种典型论证模式的主要代表人物有波普尔(Popper)、斯马特(Smart)、普特南(Putnam)以及波义德(Boyd)等人。其中,斯马特从反对工具主义角度出发,认为工具主义必然“相信宇宙中的偶然性”,而如果对理论采取实在论的解释,那就完全不需要这种宇宙的巧合的假设了;麦克斯韦(Maxwell)则将这种论证导向了最好解释推理或溯因推理方法(abductive argument),他明确地诉诸于科学理论的经验成功来为科学实在论辩护。对“非奇迹论证”最经典的论证可以在普特南那里找到表述:“对实在论的肯定性论证是唯一不使科学的成功归结为奇迹的哲学。成熟科学理论中的术语典型地具有指称性(理查德·波义德),它所接受的理论典型地近似为真,相同的术语即使它们出现在不同的理论中也可具有相同的指称——这些陈述不是被视为真理,而是被看做对科学成功的解释部分,科学实在论把这些论述当作科学与其对象之间关系部分的适当的科学的描述。”③

在普特南看来,只有科学实在论的观点才能用来解释现代科学所取得的巨大成功。反实在论在理论上即使无懈可击,但当代生活中科学的现实情况,反实在论却从不能给出合理性的解答,它只能最后归之于纯粹“偶然”或“宇宙中的奇迹”,这是不符合我们直觉的和常识的。所以,如果我们抛弃对科学理论的实在论解释,而转向反实在论,那么“理论的成功将只会成为一种奇迹”。对科学理论经验成功的解释为实在论提供了很好的证明,斯马特和普特南等人为此建议把著名的“非奇迹论”作为科学实在论的最好论证。在普特南之后,这种论证模式又得到了很大的发展(Boyd 1985Ellis 1985McMullin 1984Salmon 1984)

希洛斯在此基础上更明确指出,“NMA目的在于捍卫实在论的主张,成功的科学理论应该被接受为对世界(包括可观察和不可观察领域)的真实描述。特别是,接受成功科学理论描述了真实或接近于真实的不可见世界的实在论主张最好解释了为什么这些理论在经验上是成功的。即它很好地解释了通过这些理论,为什么可观察现象正如它们所预见的那样。”④即科学理论在经验方面所取得的成功决不是简单碰巧的,那样科学史将是一部奇迹史,而只有将科学的这种成功与理论本身的真理性结合起来,才能真正说明科学发展的历史和现实状况。

库克拉(Andre Kukla)在“对科学成功的反实在论解释”一文中对这种“非奇迹论证”进行了总结,他指出,“大多数版本的非奇迹论证有如下结构”:

(1)科学事业的成功远不是可以用偶然来说明的;

(2)其成功的唯一(最好)解释是科学理论的真理性;

(3)因此我们应该是实在论者;

我们称这种论证框架为ss(success of science)模式(这种ss的规范性版本是普特南在1975提出的),根据这种论证,如果科学理论不是真实的,那么科学的成功将是一个奇迹。这样说即是宣布理论的真理性是科学获得成功的唯一合法解释。在库克拉看来,科学实在论的基础就是对科学成功的论证和说明,这种“科学的成功”,“是指科学理论使我们做出了比没有它们时更显著、更正确的预测”④。而劳丹则更明确指出了实在论问题的所在,“我们目前的中心问题是实在论关于真理、指称和成功之间关系是否是正确的”⑤,他又进一步列出了实在论的具体推理过程:

(1)如果科学理论是接近真理的,它们将会在经验上是成功的;

(2)如果科学理论的中心术语真正有所指称,那些理论将会在经验上成功;

(3)科学理论在经验上是成功的。

(4)(可能)理论是接近真理并且其术语真正有指称。

通过上面库克拉和劳丹所列的图式,我们就很清楚地看到了“非奇迹论证”的核心逻辑所在:理论的“真”(指称)与“成功”具有因果关系,也就是p(B/A·C)p(B/A)。⑥但理论的“成功”与“真”(指称)具有因果关系吗?事实上,科学实在论的“非奇迹论证”模式是一种典型的溯因推理方法。它从一定的事实集出发来推导对现象最合适的、最佳解释的推理过程,同时,这种溯因推理也意味着要用一定的假设来解释现有的观察或结论,它只是推导已知事实可能性的最佳解释。奇迹论证的关键点在于它是对现实科学成功的最有效说明模式:

结论p可以从理论T中推导出来

P是一个可观察的事例

如果T是真的,那么对p的论证就是正确的,并且肯定是真的。

如果T是错误的,那么对p的论证就仅仅是正当的,并且p正确的可能性很小。即如果p是真的,这将非常奇怪,是一个奇迹。

所以,对p的论证可能是正确的。即T可能是真的,也就是T的所有主张,包括理论实体,可能是真的。⑦

实在论的“非奇迹论证”是通过对已知事实或现象的最佳说明模式(inference to the best explanation)实现其论证目的的。这种推理模式的核心是说明的关键之处在于对推理方法的指引,人们从已经得到的证据中推论假说,如果这个假说是正确的,这将是对这些证据的最佳说明。但这种溯因推理的逻辑是非单调的,所以库克拉指出普特南版本的实在论论证只是一个特殊的、脆弱的论证形式。⑧但反实在论仅仅指出科学实在论的“非奇迹论证”存在逻辑困难还远远不够,还需要给出新的直接反驳。这主要是对“科学的成功”给出新的反实在论解释,来“驳倒”科学实在论的“非奇迹论证”。

二、“悲观归纳”对“非奇迹论证”的质疑

在反实在论的理论努力中,“对科学实在论最著名的反对意见可能来自悲观归纳的论证”⑨。在这其中,劳丹的影响最大,他针对“非奇迹论证”的关键环节——“真理是导致成功的真正原因”,直接从科学历史事实出发提出了“非奇迹论证”的一系列反例。试图来一个“事实胜于雄辩”:实在论论证并不符合科学史事实,所以,其论证是没有说服力的。按照劳丹的思路,如果当前成功的理论是趋近真理的,那么过去的理论就不是如此。“我在论文中的方法,可以称之为历史开局策略(the historical gambit),意在表明这些历史案例对实在论的辩护——当今的理论,包括那些经过了严格检验的理论就由此可以保证‘切在了世界的关节上’——是有问题的。在阐明这种历史开局策略的时候,我用了大量的时间检查实在论指称理论和趋真真理语义学的某些明显缺陷……,我力图表明一个总体的途径,历史开局策略展示了最佳推理作为保证科学理论真理主张策略的不可靠性。”⑩这就是反实在论著名的“悲观归纳”问题。具体而言,“悲观归纳”是一种反证法,目标是实在论的命题:(A)当前成功的理论是趋近真理的。其基本思路可以概括如下:

(1)假设一个理论的成功是对其真理性的可靠检验;

(2)那么最成功的科学理论是真实的;

(3)而大多数过去的科学理论都是错误的,因其与当前成功的科学理论在很多重要方面不同;

(4)但许多过去的理论也是非常成功的;

(5)因此,一个理论的成功并不是对其真理性的可靠检验(因为这将导致34的矛盾)。

劳丹并没有直接否认当前成功理论可能碰巧是真实的。以劳丹为代表的“悲观归纳”姑且承认科学实在论“非奇迹论证”的合理性:理论的经验成功是对理论真理性质的最佳说明。成功与真理性 (包括指称)具有因果关系,也就是说实在论者从真理论(包括似真性)和指称论展开的,进而强调理论术语与实体存在问题,最后都与“非奇迹论证”联系在一起是合理的。他的论证目标是质疑在经验成功和真理之间存在一个因果解释性联系,它可以保证实在论的主张(A)

这样,按照科学实在论的观点,只有最成功的理论才是“科学”的,具有真理性(因为理论的成功与真理性是一种因果关系)。而这些最成功的理论,无疑正是当前科学理论。为了达到否定(A)这个目的,他比较了一系列过去的理论和当前理论主张。指出:(B)如果当前成功的理论是真实的,那么过去的理论就不是如此。过去理论不被视为真实的,因为他们所假设的实体不再被认为存在,或者是因为他们假定的规律和机制不是我们当前对世界的理论描述。那么,就出现了“历史的开局策略”:

(C)这些具有错误特征的理论,然而,在经验上是成功的。因此,经验成功与真实性并不相关,真实性不能解释成功:实在论对(A)的可能辩护是失败的。正如劳丹所表述的:因为(许多过去的理论)建立在我们现在视为基本错误的理论模型和结构之上,实在论不能够指望解释这些理论在经验上的成功。(11)劳丹在“反趋真实在论”中列出了一个包含着“过去理论的名单”,这些理论的特征是错误的,但都曾一度被视为经验成功和富有成果的理论:如天文学的晶体球理论、医学体液理论、静电流体理论、地质灾变说、化学燃素理论、热质说、热振动理论、生理学的活力论、电磁以太理论、光学以太理论、自然发生理论等等。

通过以上几个步骤,实在论的“非奇迹论证”的问题彻底暴露了:真理、指称与成功之间的因果关系只是一种“奢望”。

劳丹在此基础上认为,“非奇迹论证”公然违背了科学史的真实面貌。科学史自身揭示了科学的“经验成功与真实性并不相关,真实性不能解释成功”(12)。面对劳丹的“悲观归纳”,布朗解释说,“托勒密天文学在15世纪极端成功,然而我们现在说它并不接近于真理。化学燃素说和热质理论从前也获得了繁荣,然而术语‘燃素’和‘热质’并没有指称。以太理论在19世纪达到了全盛,但今天电磁以太观点被扔进了历史的垃圾堆。”(13)为此,希洛斯总结说,“科学史上充满了在不同时期而且长期是经验成功的理论,然而他们对世界深层结构的主张则被证明是错误的。同样地科学史上尽是在成功理论中起重要作用的理论术语,他们却无所指称。因此,基于对科学理论的一种简单的(元)归纳,我们当前成功的理论是可能为错的(或者,是更可能为错而非为真的),而且在理论中起重要作用的许多或大多数理论术语终将是无所指称的。因此,理论的经验成功并不能为理论是近似为真的这一主张提供正当的理由。在科学革命中,理论以及深层结构层面不存在持续性,而且不具有指称的稳定性。”(14)“悲观归纳”成为科学实在论“非奇迹论证”的最大挑战。

三、实在论对“悲观归纳”问题的应对策略

面对“悲观归纳”这个“最重要的批判”,实在论者从各个角度也做了大量相关的理论努力,试图能够解答悲观归纳问题,以进一步发展科学实在论。

(1)针对“悲观归纳”的历史证据,否认劳丹提及科学史中理论的恰当性,实在论“目前主要的方法是减少劳丹名单的范围。”(15)早在1982年,哈代(Hardin)和罗森伯格(Rosenberg)就首先在这方面做了尝试,他们强调劳丹名单中的理论“大部分并不是来自成熟科学”,只有成熟和真正成功的理论才是“非奇迹论证”的范围。他们尤其是强调对“经验成功”概念的分析,例如沃勒尔认为,任何理论框架都可以适合于现象——因此是成功的——如果仅仅通过把正确的经验结果写入其中的话。因此,一些理论,像以太、水晶球理论等,就退出了劳丹的名单,它们都没有拥有过真正意义上的成功(WorrallMcMullin),这种情况却不可能出现在当代科学之中。

此外,实在论辩护又对“理论成功”本身提出异议,“否认它们是真正成功的理论,尤其是在它们做出新颖预测能力的方面。”(Musgrave1988McAllister93Leplin1997)劳丹名单中的一些理论并没有像劳丹所设想的那样成功。但这种减少名单的策略只能减去有限个反例,还不能彻底消除劳丹悲观归纳的名单。而且,实在论也还没有解释这些被抛弃的不成熟理论的成功原因,也没有解释我们为什么认为没有指称的理论不是成功的成熟科学。如果在不成熟科学中没有指称可以成功,那么成熟科学为什么不行呢?实在论的这种辩护模式只能是被动的和极有局限性的。

(2)“指称之争”的论证(flight-to-reference arguments),实在论者利用“不太严格的指称概念”,解释理论指称与成功的关系(见PutnamBoydKitcherLeplin)。哈代和罗森伯格很早就针对劳丹的反实在论策略提出了这种方法;而基切尔(Philip Kitcher)也指出,许多过去曾成功的理论其中心术语其实是有指称的(16)。其实,根据普特南和克里普克的因果指称理论,自然科学理论的术语事实上不是根据其指称对象,而是根据这些对象之间的历史社会因果链条决定的,在此意义上“我们可以认为科学名词是有所指称的”。普特南举例说,“世界上没有什么完全符合波尔—卢瑟福对电子的描述。但是有些粒子基本符合波尔的描述:它们具有合适的电量、质量,并且能够符合波尔和卢瑟福用电子解释的主要效果。……只应该说,我们有了关于同种实体(波尔曾称之为电子)的不同理论;他的理论术语是有指称的。”(17)这样一来,理论的成功便与理论的指称和真理联系起来。

但这种方法也不令人完全满意。卢斯纳(Lucena)评价说,这个策略的指称概念过于“大方”了,“因为为了许可水晶球、本轮、活力或四体液理论有所指称,这个概念需要扩展到什么程度呢?”;库克拉也指出,“我们对接近真理概念解释得越自由,越可能受到指责:我们理论的接近真理不能允许我们对它们采取实在论的态度。”(18)应该说,实在论者的这种辩护虽然将问题的讨论深入了很多,但基本问题还是没有解决。

(3)强调“理论中的要素(没有指称或明显错误的名词)没有在其成功中起到不可或缺的作用。”这一策略直接针对了劳丹反归纳法的重要前提(B):如果我们当前的理论是真实的,那么过去的理论必定不是真实的,因为他们假定的实体被认为是不存在的,而且假设的规律和理论机制现在已经被抛弃了。基切尔、希洛斯和沃勒尔等人都在这方面做过理论努力,他们主张“把真实的经验成功从典型的虚假之中分离开来”,“为在成功和真理之间正确种类的解释性联系铺平道路”。实在论者辩护的核心在于能够表明产生过去理论成功的理论规律和机制已经保留在了当前成功的理论之中,在当一个旧理论被放弃时,其理论要素即它假设的理论机制和规律,不应该被全部抛弃。这些理论因素中的一些与我们现在所接受的观念不相符合时,我们不得不拒弃之。但并不是所有的都被拒弃,肯定有一些,没有被抛弃而是保留为后来理论的本质因素。如果能证明要为经验成功负责的理论要素(否则就被抛弃了)还保留在了我们当前科学形象之中,那么一个真实的科学实在论仍可以得到辩护。

其中,基切尔和沃勒尔都在捍卫这样一个类似的观点,“即实在论应该关注怎样的陈述被作为虚假的而抛弃和怎样陈述被保留下来。基切尔建议在假设立场和工作立场做明确区分,而沃勒尔在理论陈述内容(它会被取代)和结构(保留下来)之间画了一条线。”(19)希罗斯在此基础上,进一步强调说,主张理论存在“真理要素”来解释一个理论的成功时,实在论应该论证真理要素是本质上致使成功的那些因素。而且,实在论只需要关心致使成功和用于说明成功的那些要素。

(1)鉴定过去理论中成功的理论要素真正对它们的成功负责;

(2)表明这些要素,远非是错误的,保留在同一领域的后继理论。

如果各种理论主张与我们现在所接受的不一致,它在本质上用以导出新的预测和对现象有依据的解释,那么人们就不能为了解释经验上的成功而诉诸于它们的似真性(这样劳丹就获胜了)。但如果我们证明理论要素传递到了以后的理论之中,那么悲观归纳就受阻了。(20)

实在论针对“悲观归纳”所做的种种努力,已经取得了部分成果(尤其是第三种已成为当前实在论辩护的最主要方向)。但“悲观归纳”对科学实在论的威胁依然存在,而且影响力巨大,“悲观归纳”与“非奇迹论证”之争还处于胶着状态。一方面,由于劳丹对实在论的强有力批判,进一步推动了科学实在论本身的理论发展和完善,当代一些著名的科学实在论者如沃勒尔、希洛斯等人,他们的理论发展都与劳丹的批判密切相关。如沃勒尔的结构实在论一般就被视为对传统实在论的“非奇迹论证”和劳丹的“悲观归纳”两大论证的调和,以便既保证了非奇迹论证,又同时在承认悲观的归纳存在的情况下仍然能够保持实在论的立场,称为两个世界的最佳者。沃勒尔本人也承认,劳丹的论证看起来是非常有力的,是“对实在论批判的正确内容”,是因为它直接击中了作为实在论者的整体的、潜在的直觉,而不是个别的实在论者的基本直觉。(21)另一方面,由于“劳丹提出了对科学实在论的最有力批判”(22),这一批判进一步扩展了反实在论的论证领域和深度。

四、结论:“悲观归纳”与科学实在论的辩护

“悲观归纳”的关键在于对科学实在论“非奇迹辩护”的置疑,成功与真理具有必然的因果性吗?面对实在论繁杂的理论论证,劳丹认为这其中的一个致命缺陷还是逻辑经验主义传统科学哲学的通病——过于强调对理论的静态逻辑分析,而忽视了科学理论的历史性。按照劳丹的思路,科学史很好地揭示了实在论存在的内在逻辑矛盾:如果CB的发生有联系,那么就可以用B的出现解释C,即p(B/A.C)p(B/A),或(p(B/A.C1)p(B/A.C2)这里只是说明如果C,那么B的概率会提高,但并没有肯定p(B/A·C)的概率为1。实在论对经验成功与理论真理性的关系做了极端化的推广,这是非奇迹辩护的问题所在,“为了接受接近真理可以解释一个理论的成功,他要求p(B/A·C1)1p(B/A·C2)0(23)。可是劳丹同样在这里对这种关系做了“过于严格”的界定。悲观归纳对实在论的批判在逻辑表达式上的要求是p(B/A·C2)p(B/A·C1),但劳丹的名单同样无法表明这一点,而且在实在论看来,科学史上“预测和经验成功的理论更多的是有真正指称的。”

因此,科学实在论的“非奇迹论证”和“悲观归纳”难题一样,正如波普尔指出的, “既不能证明、也不能反驳。实在论像逻辑和有限算术之外的某些别的东西一样,是不能证明的;但它又不同于经验科学,经验科学的理论是可以反驳的,实在论却不可反驳(实在论同许多哲学或“形而上学”理论,特别是唯心主义一样,都具有这种不可反驳性)。但是,实在论是可以论证的,支持实在论的证据占压倒的优势。”我们认为,其原因在于理论仅仅是人类生活实践的派生物,它是局部实践的结果,从而必然是有限的;与此相对,生活实践本身则是无限的,它是一个有机整体。我们得出的一个结论就是生活实践本身作为一个整体并不能构成理论的对象,即理论不可能把握生活实践的整体,所以生活实践作为整体从根本上超出了理论活动的能力。这种理论哲学之所以会陷入自相矛盾,正是因为理论活动总是试图超越其本身的有限性,而想以整全性的“大全”为对象。对实在论的证明我们也应求助于科学的实践活动,在科学活动之中证明科学理论的正确性,从而给实在论以实践论的解释。

所以,我们在对理论实践的理解上,不能把科学仅仅理解为一种知识和表象活动。实践哲学强调的是理论的批判精神,理论是“存在的解蔽”和“自我的敞开”过程,也就是说真理是一种“解蔽”过程,借海德格尔的话说就是一种“解蔽”真理。科学在它自我的敞开过程中,在感性的实践过程中显现了其自身的真理性,即恩格斯的相关论述:对这些以及其他一切哲学上的怪论的最令人信服的驳斥是实践,即实验和工业。既然我们自己能够制造出某一自然过程,按照它的条件把它生产出来,并使它为我们的目的服务,从而证明我们对这一过程的理解是正确的,那么康德的不可捉摸的‘自在之物’就完结了。理论的真理性源自于生活世界存在的本真性和终极明证性,是对理论哲学真理符合论的一种超越,理论的批判活动就是对存在的非本真性的祛除。科学实在论的辩护出路亦在于超出纯粹理论逻辑之争,而诉之于科学“生活世界”本身。

【注释】
①④Andre Kukla, "Antirealist Explanations of the Success of Science", philosohpy of science, 1996, p.298;p.298.
(12)(15)(19)Stathis Psillos, "Scientific Realism and the Pessimistic Induction", Philosophy of Science, 1996, p.306;p.307;p.307;p.310.
H. Putnam, Mathematics, Matter and Method, Cambridge University Press, 1975,p.73.
(11)Larry Laudan, "A Confutation of Convergent Realism", Philosophy of Science, 1981,p.71;p.47.
⑥如果B预见现象C会出现,那么C的出现即表明p(B/A·C)p(B/A);如果同类现象C1C2都可能会出现,假设事实上C1出现,则(p(B/A·C1)p(B/A·C2)
(13)James R Brown, "The Miracle of Science", The Philosophical Quarterly, 1982, pp.232-233;p.233.
⑧“非奇迹论证”自从提出以后就受到了反实在论的激烈批判。其中最主要的批判是指出实在论辩护是一个恶性循环和假设性的、想当然的推断论证(bes the question),实在论使用的最佳解释推理,但这是一种不可靠的推理,在逻辑上并不可靠。因为本文的主要关注点不在于这方面,所以,我们在这里就不做详细分析了。
T. Juha Saatsi, "On the Pessimistic Induction and Two Fallacies", Philosophy of Science, 2006, p.1088.
Larry Laudan, "Realism without the Real", Philosophy of Science, 1984, Vol.1, p.156.
(14)S. Psillos, Scientific Realism: How Science Tracks Truth, 1999, p.101.
(16)Kitcher, "The Advancement of Science", Oxford University Press, 1993,p.149.
(17)H. Putnam, Meaning and the Moral Sciences, Routledge & Kegan Paul, 1978, p.24.
(18)A Kukla, Studies in Scientific Realism, Oxford University Press, New York, 1998,p.24.
(20)希洛斯认为解决悲观归纳问题的争论需要详细的研究过去科学史上符合成功标准的理论,而他通过案例分析指出,19世纪的热力理论和光学以太理论的几个阶段的相关研究表明劳丹的指责是存在问题的。例如卡诺对最大功产生于卡诺循环事实的解释,它只用到了能量守恒原理,而非热是一种物质微粒假设(Psillos 1994pp.173-178)。因此希洛斯强调科学实在论仍是可以辩护的。
(21)Worrall, J., "How to Remain (Reasonably) Optimistic"以及"Structural Realism: The best of Both Worlds?"
(22)Antonio D. Eguez-Lucena, "Why does Laudan's Confutation of Convergent Realism Fail?", Journal for General Philosophy of Science, 2006, p.37, p.399.
(23)K. Popper, Conjectures and Refutations, Routledge & K. Paul, 1968, p.399.

 

(原载《哲学动态》20093期。录入编辑:乾乾)