文摘：观察渗透理论的论题是历史主义科学哲学的共同特点，也是导致历史主义中的相对主义和非理性主义的最重要根源。如果我们要重建科学合理性，我们必须作的第一件事就是重新检查历史主义关于事实与理论之间关系的学说。哈金的实验观蕴涵着一个新的关于理论与事实的关系，笔者从哈金的论点出发，试图发展出一套新的观察理论，并得出如下结论：观察不是被理论和范式所决定，而只是受它们的一定程度的影响，事实有它自主的力量，跨范式的观察和理解都是可能的，历史主义者夸大了范式的完整性和自我完备性。

1. 问题的背景

    理论与事实的关系问题是近现代认识论及当代科学哲学的一个中心问题。认识论中归纳主义和演绎主义的经典对立正是源于对此问题的不同看法而引起的：归纳主义者认为，理论与事实之间的逻辑关系是归纳的；演绎主义者则认为，归纳作为一种逻辑是无法成立的，理论与事实之间的逻辑关系只能是猜测-演绎的关系。在二十世纪的科学哲学中，逻辑实证主义者是归纳主义者；波普尔主义者是猜测-演绎主义者。他们的共同之处就在于，两者都认为科学是理性的事业，都认为在理论和事实之间存在严格的区别，中立的事实（观察实验）是检验理论的客观基础，他们都寻求为科学的合理性作逻辑辩护，只不过辩护的方式不同。[1]

    历史主义科学哲学的出现彻底地改变了问题争论的格局。1959年汉森(N.R. Hanson)在他的《发现的模式》中提出了观察有“理论负载”（"theory-loaded"）的说法；大致在同一时间，费耶阿本德(Paul Feyerabend)主张观察的“理论渗透”（"theory-laden"）论题。更系统的理论则是1962年由库恩(Thomas S. Kuhn)在《科学革命的结构》中所提出的，范式替科学家观察世界提供了一个概念网（即心理学中的“格式塔”）。不同的范式具有不同的本体论，不同的基础理论，不同的理论概念体系，同一理论概念不同的意义，不同的研究方法，不同的科学目标，甚至不同的的合理性标准。不同的范式把科学家的注意力导向不同的问题范围，对相同的观察数据作不同的诠释，所以观察不再是检验理论和比较范式的中立客观的基础，主张不同范式的科学家“生活在不同的世界。”([2], p118) 跨范式的理解是不可能的，范式的改变就好比是“格式塔转换”，范式的比较没有公共客观的度量标准，这就是库恩的“不可通约”论题。在《结构》的最后一章，库恩作了如下结论，“科学的进步与我们从前所认识的情况不太相同，更准确地说，我们也许应该或明或暗地放弃一个想法，即，范式的变革会将科学家或追随它的人一步一步带向真理”([2], p170) “并且整个[科学发展]过程在没有一个固定的目标，即一个永恒不变的真理，的情况下也许已经发生了。”([2], p173) 库恩在科学哲学中主张相对主义和反实在论。

    出于类似的原因，费耶阿本德在科学哲学中也主张多元主义，无政府主义和非理性主义。库恩的范式理论和费耶阿本德的多元主义显然正确地抓住了科学发展和科学实践的特征。科学理论的确有助于我们看到我们应该看到的，范式对科学家的常规研究活动能起到有效的指导作用，对弱势理论的宽容的确有助于科学的发展。但历史主义关于科学的相对主义和非理性主义结论是不可接受的，与我们关于科学的常识和直觉相冲突。库恩的相对主义和费耶阿本德的非理性主义与他们关于事实和观察的理论有直接的关系。所以重新检查历史主义关于事实和理论关系的论题对于挑战相对主义和非理性主义，对于重新说明科学的合理性具有致关重要的意义。

    这是否意味着我们应该放弃历史主义的观点而重新回到传统的逻辑主义观点呢？答案是否定的。历史主义提出的论证是如此地有力，在英美哲学界达到的共识是如此的坚固，新波普主义者拉卡托斯(Imre Lakatos)不得不把波普尔原版的证伪主义称为“朴素”("Naive"还有“简单”或“天真”的意义)的证伪主义，并将其发展为“精致”的证伪主义，以包容历史主义关于理论与事实的论题。所以要完全否认历史主义的观点是不可能的。唯一可行的是能否在逻辑主义和历史主义之间找到一个可行的中间立场，或者说能否重新检讨历史主义的观点，剔除其偏激的成分，保留其合理的成分，以得到一个修正的版本。笔者认为伊恩-哈金(Ian Hacking)的关于实验的理论提供了这种可能性。

2. 哈金的实验观

    在他的专著《表征和干涉》(Representing and Intervening)的后半部分，哈金从实验的观点重新探讨了科学哲学中的许多问题：实验的性质，显微镜观察的性质，“看”的分析，新现象的产生，测量的作用，关键实验的作用，实在论和非实在论关于理论实体的对立，等等。有两个论题始终贯穿他的实验哲学：1）实验有他自身的生命；2）实验是一种干涉，即新现象的生成。尽管哈金在书的开头明确表示，“本书是关于实在的，不是关于理性的”([3], p.ix) 但哈金的实验理论蕴涵着一个新的关于理论与观察实验的关系的立场，因而有较大的认识论意义。

    在第九章“论实验”中，哈金认为，我们的科学是实验的科学，但是科学哲学家几乎没有谈论实验。“自然科学史现在几乎被写成了一部理论的历史，科学哲学几乎成为了理论的哲学，前理论的观察和实验被人遗忘。”([3], p150) 在科学哲学中存在许多看低实验重要性的观点，其中较弱的版本认为，在你做任何实验以前，你必须具有仪器和某些思想；较强的版本认为，只有当你在检验某种理论的时候，你的实验才有意义。观察总是涉及到对看到的事实的诠释，诠释离不开理论，理论先于观察和实验。实验者的工作重要性容易被遗忘，因为科学的目标是追求理论，理论家通常作最后的总结工作，他们的工作被载入历史，引起人们更多的关注。我们作哲学的时候应该克服这种忽略实验工作的现象。哈金强调，实验和观察的重要性超过理论，而且认为“观察先于理论。”([3], p156) 科学家在没有理论的指导下也能观察。哈金用科学史来论证他的观点。他用的案例之一是冰岛石双折射现象的发现。当巴托林(Erasmus Bartholin, 1625-1698)最初检验从冰岛带回的结晶体并判定这种惊奇的反常现象的时候，没有任何理论能解释这种现象。第一次定量的说明是1802年由托马斯-杨(Thomas Young)所提出的，但是巴托林在一个多世纪前就已经观察到了这种现象。哈金还列出了许多别的先于新理论的观察，比如赫歇尔(John Herschel)1845年的荧光观察，布朗(Robert Brown)1927年对花粉的布朗运动的观察，热力学出现以前蒸汽机的实用发展过程，彭齐亚斯(Arno Penzias)和威尔森(R.W. Wilson)的背景辐射观察。哈金意在表明，存在着完全新颖的前理论观察。“实验有他自身的多重生命。”([3], p165) 特别是在蒸汽机的案例中，它们自身经历了一个长期的生命发展过程。“热力学的历史是一段实用发明逐渐导致理论分析的历史。”([3], p163)

    随后哈金对观察作了更多的哲学分析。他同意历史主义者的论题，即观察有“理论负载”，并且他认为观察有“大量的理论负载”([3], p183) “我们有各种各样的期望，偏见，观点，工作性假设和习惯。”([3], p175) 最简单的假设比如，我们认为在我和桌子之间的空气不会扭曲桌子的形状。然而，哈金反对把它们都笼统地称为“理论”，负载于观察中的理论成分是各不相同的，这其中有一个区别，至少某些理论不是正待检验的理论。通过这个区别，哈金将大部分的理论成分排除在讨论之外，因此对历史主义的论题成功地提出最初的挑战。“在科学史中存在一些重要的观察，其中并不包括理论假设。”([3], p176) 除了前面提到的例子，哈金在此还详细讨论了赫歇尔研究热辐射的案例。“它表明并非所有的观察报告都必须包含科学理论的负载。”([3], p172)

    哈金还用一小节专门讨论了“注意”现象。注意是观察的一个重要成分，汉森相信“我们往往倾向于注意到理论上期待的事物。” 汉森的“注意”学说是，注意是有理论负载的，一个人往往看到或注意到他有理论说明的事物。哈金显然不同意汉森的“注意”学说，他再次用事实说话，“一个实验助理常常被训练来辨认摄影底版上的正电子轨迹而对他的理论意义一无所知。在英国的实验室里我们仍不难找到一些年轻的技术员，受教育程度不超过高中，不仅仪器操作极端熟练，而且能很快注意到他从电子显微镜中得到的摄影底版上的反常现象。”([3], p179) 另一个例子是卡洛林-赫歇尔（威廉的妹妹）。她发现的彗星比历史上任何人都要多，曾一年发现了八颗，在她的时代没有人会对她判定的彗星提出异议，因为她具备必要的技能。“观察就是一种技能”([3], p179) 如果说观察通常涉及到模式识别和对我们所看到的事物的理解，“注意”也许有所不同，一个观察者也许会注意到某些奇怪现象而没有达到理解，甚至没有达到模式识别。所以注意比观察更有可能脱离理论。

    哈金从他的实验理论提出了进一步的论证。哈金认为在观察和实验之间存在着一个严格的区别：“观察和实验不是一个东西，甚至不是一个连续物的两极。显然，许多重要的观察与实验无关。 ... 我想坚持的是一个不言自明的道理，实验不是陈述或报告，实验是一种活动”([3], p173) 尽管某些重要的实验是完全由理论产生出来的，某些伟大的理论则是由前理论的实验产生的。“好的实验家通常有敏锐的观察力，能注意从仪器某处产生的反常结果所暗示的新奇现象。... 对这种反常结果的持续关注有时正是导致新知识的契机，而不太有经验的实验员往往会忽略这种反常结果。”([3], p174) 历史主义在批评逻辑主义的理论事实划分的时候，认为所有观察都负载着理论。哈金相信这种批评是过头的，存在着大量的先于理论的观察和实验。知识最终是建立在这种观察和实验之上的。

3. 进一步分析

    逻辑实证主义的哲学目标是科学的逻辑还原或逻辑重建，即通过逻辑将理论命题还原为观察命题，这样他们就可以将科学的理论大厦建立在一个坚固的基础，即中立客观的观察之上。理论就变成了事实和观察的简单逻辑表达。然而，正如他们自己所发现的，理论不能由事实和观察所直接证实，理论只能由事实命题和观察命题来证实。所以，理论与事实的关系实际上由两个子关系组成：1）普遍的理论命题和个别的观察事实命题之间的逻辑关系；2）观察事实命题和事实本身之间的关系。我们所说的观察实际上包括对事实的知觉和事实命题的形成过程。这个过程要牵涉到许多因素，如感觉，模式识别，理解，等等。所谓的“理论负载”和“理论渗透”正是在这个过程中发生的，即，理论在事实的知觉和事实命题的形成过程中起到指导的作用。理论不可能渗透到事实本身之中，而只会渗透到对事实的知觉和理解过程中。所以逻辑实证主义的失败是双重的，它不仅在第一个子关系上是失败的，它在第二个子关系上也是错误的。所以要回到逻辑实证主义的关于理论与观察的传统观点是没有出路的。当然，逻辑实证主义者不是实在论者，而是马赫主义者，他们不相信事实而只相信可观察的现象的存在。

    至于观察和注意的区别，在某些情况下，观察者仅仅注意到新奇现象而没有达到理解，甚至没有达到模式识别。某些观察仅仅是一种纯粹的注意，所以注意是一种特殊的观察。我们构造理论的目的是理解事实。成功地放入理论框架中的事实，或者说，被理论所成功说明的事实，是被理解了的事实。哈金提供的那些案例是理解程度较低的事实。比如冰岛石双折射现象，巴托林只是观察并识别了现象，他并没有充分理解该现象，这就是为什么他把它描述为“惊奇的反常现象”。类似的著名案例是“X-射线”的发现过程，伦琴(Wilhelm C. Roentgen)在用阴极射线管作实验的时候，发现了一个奇怪的现象，从阴极射线管发出的一种射线不仅能使装在纸盒中的钡屏幕发萤光，还能使纸盒中的摄影底版感光；它不仅能穿透纸板，还能穿透金属板。伦琴不仅注意并抓住了这个奇异现象，还对该射线的属性作了充分的识别，他唯一不知道的就是它到底是什么。伦琴将该射线命名为“X-射线”并公布了他的发现。伦琴的发现导致了一系列全新的研究领域，如放射性和原子核物理研究，最终原子核物理能说明“X-射线”是什么。冰岛石及X-射线的例子表明，先于理论的观察是完全可能的。

    什么是实验？照哈金看来，实验是一种干涉，即新现象的生成，而且在观察和实验之间存在着一个严格的区别，实验员比观察者扮演了更积极主动的角色。现在的问题是，这个区别到底有多严格？我们是否可以说，1）观察是完全被动，实验是完全主动的？2）观察中不包含实验，实验中不包含观察？历史主义肯定会反对第一个说法，对他们来说，观察是主动的，不完全是被动的“给予”(given)。同时，实验中的所有一切细节和结果并非都是盘算好了的，比如某些奇异现象就是自然或仪器设备“给予”我们的。也许我们可以说，实验比观察有更多的主动成分。至于第二个说法，也许观察中不包含实验，但实验中肯定包含观察，科学家必须观察实验的过程和结果，观察使实验成为可能。关于观察和实验的区别，我们也许可以这么说：观察是对自然现象的观察；实验是对人工干涉过的现象的观察。实验由观察和干涉组成。

    理论与实验的关系：显然实验与理论的联系比观察与理论的联系更紧密。因为实验员比观察者担当的角色更主动，当他制定实验计划，建造实验仪器设备，操作实验进程的时候，他显然要有更明确的目标和期望，需要更多的理论指导，科学中的理论性实验尤其如此。哈金提到的蒸汽机是属于实用型的实验或实践，它的确是独立于或超前于热力学系统理论的发展，但最初建造蒸汽机的工程师并非是完全没有理论的，至少他们有一些原始性的理论。如果说哈金成功地将理论作了细致的区分，并将大量的理论从观察和实验中分离出来，因此对历史主义的学说已经形成挑战，但是他显然也无法将理论全部从观察和实验中分离出来。如果说实验有它自己的独立于理论的生命，现在的问题是，这个生命能维持多久？当代蒸汽机和内燃机的建造显然是以热力学为指导的。

4. 观察实验的自主力量

    当哈金说实验有它自身的生命的时候，哈金实际上是给观察和实验赋予了一种自主的力量。然而，如果我们承认观察和实验中渗透着理论，我们是否还有可能给观察和实验赋予一种自主的力量？我们这里所说的“自主的力量”到底是什么意思？

    让我们以著名的鸭兔图为例。普通人的观察技巧是大致相同的，但有的人把它看作是鸭，另外一些人把它看作是兔，因为他们有不同的理论和期望。如果我们提示第一批把它看作是鸭的人，让他们再看一遍，并问他们该图是否还象个兔子，大部分人能完成这种格式塔转换而说“对，它的确也是个兔子。” 如果我们又提示他们该图是否还象一条狗，大部分人会说“不太象。” 如果我们再次提示他们该图是否还象一个桌子，大部分人肯定会说“这绝对不可能！” 从这个例子我们还可以看出，认知的格式塔转换并非是一件极其困难的事情，这就预示着跨范式理解的可能性。另一个著名的例子是日出的观察。持地心说的天文学家会说，“对，太阳正冉冉地从东方升起。” 而持日心说的天文学家相反会说，“不对，地球正在把我们转下东方的地平线。” 因为两个不同的天文学范式，我们从同一个完全相同的景象得出了两个不同的观察或诠释。然而，这并不等于说我们可以随意地诠释我们所看到的景象。比如我们不可以说，“太阳每天早晨在东方凝成固体，每天傍晚在西方汽化消失。” 因为我们每天看到它早晨在东方一半一半地升起，傍晚在西方一半一半地落下。

    所以，现在我们要提的问题是，观察和实验到底在多大的程度上受到理论和范式的指导或影响？从以上两个例子可以看出，我们对同一观察数据作诠释的自由空间是有限的。类似地，我们不可能有什么样的理论就可以做出什么样的证实性实验。这也许就是观察和实验的自主力量的表现形式之一。

    是先有观察还是先有理论？哈金认为观察和实验先于理论。历史主义认为先有理论。显然我们人类已经不可能从头开始来认识世界，人的心灵也不再是一块“白板”，科学研究总是充满了假设，期望和理论，理论和观察已经长期交织在一起，始终互相作用。在这种情况下，我们是否还有可能问，是先有观察还是先有理论？笔者认为答案是肯定的，而且哈金站到了正确的一边。我们开始作观察或实验的时候通常接受来自现存理论和常规期望的指导，然而，正如我们已经论证的，我们能够注意或看到一些超出现存理论和常规期望的奇异现象，这些奇异现象往往导致新理论的建立。新发现的奇异现象是一种有别于常规观察和实验的新的事实观察成分，如果说旧的理论在常规研究中先于期望之中的观察和实验结果，新的事实观察成分则先于即将形成的新的理论。如果我们否定这一点，我们就否认了“异例”(anomaly)产生的可能性，科学革命也就永远不会发生。旧理论只是在常规研究中才先于观察，当初它作为新理论被提出的时候，同样是有新观察先于新理论的构造。休谟认为，我们所有的观念都是来自印象，我们所有的知识都是来自经验。科学中的观察和实验从整体长期来看是先于理论的。如果我们否认这一点，我们就不再是经验主义者。这显然不是大多数历史主义者打算接受的结果。这也许就是观察和实验的自主力量的表现形式之二。

    我们用实验来证实理论，然而，伟大的实验（对比于平常的实验）是那些导致理论的重大修改或提出全新理论的实验。大部分实验并非一开始就设计为伟大的实验，有些是事后才变得伟大，比如麦克耳逊-莫雷实验。那些没有变得伟大的实验就是我们所说的平常的常规实验，它们会证实我们已经获得的理论。库恩认为，科学可分为前科学，常规科学，科学革命三个时期。相应地，科学观察实验也可分为三种：前范式观察实验，常规观察实验，革命性观察实验。哈金提到的冰岛石和蒸汽机的案例实际上分别是前范式的观察和实验，关于常规观察实验和常规科学我们没有问题，问题发生在科学革命时期和革命性观察实验。历史主义者显然夸大了范式的完整性和自我完备性，具体来说就是夸大了理论和范式对观察实验的影响力，因而没有理论我们无法观察，在有理论的情况下，我们无法看到理论预测范围之外的现象，否认了革命性观察实验产生的可能性，也否认了前范式观察和跨范式观察的可能性，这样跨范式的理解就是不可能的了。这是库恩的不可通约论题和相对主义产生的根源。如果我们重新检验理论和范式对观察实验的影响力，并把它调整在一个合理的范围，我们就发现，我们的观察和实验仅受理论和范式的影响，并非被理论和范式所决定，观察和实验是可以先于或独立于理论和范式的，前范式观察实验是可能的，革命性观察实验是可能的，跨范式的观察实验（有利于竞争范式的观察和设计用来检验竞争理论的实验）是可能的，跨范式的理解和比较也是可能的。这也许就是观察和实验的自主力量的表现形式之三。

5. 哲学结论

    历史主义的科学哲学，特别是库恩的科学革命理论，正确地抓住了科学发展的整体规律。范式现象的确存在，范式对科学家的科学实践有普遍而明确的指导效果，具体地说，科学家的观察和实验受他认同的理论的指导，范式和理论能帮助我们看到我们应该看到的东西，而且帮我们以某种方式诠释我们所看到的东西。然而，我们不应该夸大这种指导效果，这种指导效果的影响力是有限的。观察和实验有其自主的力量，在没有理论和范式的情况下我们照样也能注意或看到奇异现象，照样也能对现象作一定的诠释。在有理论和范式的情况下我们照样也能注意或看到对那些与自己的理论相竞争的理论有利的事实。范式的运作方式并非总是铁板一块，我们不宜夸大范式的封闭性和自我完备性。跨范式的理解和比较是完全可能的。这样，库恩的不可通约论题和相对主义就面临严重的挑战。

    哈金在其专著中的主要论点不是替科学合理性，而是替实在论作辩护。哈金关于干涉的论题的确能提升我们对观察中的理论实体（比如电子）的信念，因此对实在论，特别是他的实体实在论(entity realism)，构成很好的论证。然而，正如我们所显示的，哈金的实验理论蕴涵着一个新的关于理论与观察实验的关系的立场，对科学哲学中的相对主义和非理性主义构成了实质性的挑战，对科学合理性有重大的理论意义。当然，如果要重建科学合理性，我们还需要作更多的工作。

 

【参考文献】

[1] 江天骥 《当代西方科学哲学》中国社会科学出版社 (1985)。

[2] Kuhn, Thomas S., The Structure of Scientific Revolutions, The University of Chicago Press (1962).

[3] Hacking, Ian, Representing and Intervening, Cambridge University Press (1983).

[4] Hacking, Ian, "The Participant Irrealist At Large in the Laboratory". BJPS 39(1988) 277-294

[5] Hacking, Ian, "Philosophers of Experiment," PSA 1988, 147-156

[6] Shapere, Dudley, "The Concept of Observation In Science and Philosophy", Philosophy of Science, 49(1982) p485-525.

[7] Wylie, Alison, "Arguments For Scientific Realism: The Ascending Spiral," American Philosophical Quarterly, 23(1986) 287-297

（原载《自然辩证法研究》，2004年第4期。录入编辑：乾乾）