科学认识中的"判决性实验"研究

广西师范大学

硕士学位论文

科学认识中的“判决性实验”研究

姓名：黄思樱

申请学位级别：硕士

专业：科学技术哲学

指导教师：黄瑞雄

20090530

科学认识中的“判决性实验”研究

专业：科学技术哲学 研究方向：科学技术哲学 年级：2006级 姓名：黄思樱 导师：黄瑞雄（教授）

中文摘要：

“判决性实验”（crucial experiment）是指能够决定性地判决相互竞争假说或理论 “真”“假”的实验，它涉及到实践对理论检验的问题。作为一种科学方法，“判决性实验”的可行性在科学史和科学哲学史上曾倍受争议。直到现在，它仍然是科学哲学界经常讨论的话题。所以，我们也很有必要对此作更进一步的研究。不可否认，“判决性实验”作为科学实验中的一种独特形式，其对假说或理论的检验的可靠性比起普通的科学观察记录更有优势。特别是对于与之相背离的假说可以提供一种有力的反驳,深刻揭露其内在的缺陷和矛盾,而对于与之相容的假说则提供有力的支持,增强其确证程度。在科学史上，“判决性实验”的强大功能有目共睹。1957年初，华人女性物理学家吴健雄(1912-1997) 与美国国家标准局的科学家就是通过设计互为镜像且包含弱相互作用的两套实验装置，利用有关粒子衰变特征的“判决性实验”，检查两套装置中粒子衰变的宇称结果是否总是相同，并最终成功得出在这样的弱相互作用中宇称守恒不成立的结论。又如，1887年，迈克耳逊(A・A・Michelson,1852-1931)和物理学家莫雷（E.W.Morley，1838－1923）在麦克斯韦(James Clerk Maxwell ,1831-1879)研究的基础之上，运用超高精度的实验设计得出了以太并不存在的结论。可以说，这些都是物理学上经典的“判决性实验”。当然，任何科学实验都很难超越当时的社会历史条件,其某些时候出现一定的误差也在所难免。如在光的波粒之争的实验判决中，“判决性实验”并没有获得令人满意的结果。但作为科学研究的重要工具，对于“判决性实验”，我们绝不能武断地将其抛弃。我们要创造有利条件，科学地设定其应用维度，把“判决性实验”的功能发挥到最佳状态。客观地说，“判决性实验”在科学研究领域的应用的确也应当是一个长期而又复杂的过程。我们不同意学界一些观点，他们在看到“判决性实验”出现判决失误时便否定这种实验的判定意义,这种做法终将会把理论评价引入相对主义的泥塘。因此，本文认为“判决性实验”在科学研究的特定历史时期，有其存在的合理性。目前我们需要做的就是，尝试针对“判决性实验”内在机制的一些可能的弱点，提出一些改良的措施，尽力使其判决功能达到一种最佳的状态，以期达到对科学方法论在一定程度上的丰富和发展。

为此，本文主要从科学史和科学哲学的角度深层次地挖掘“判决性实验”的内在机制，并运用马克思主义的实践观重新审视“判决性实验”曾取得的成功及其可能面临的困境。

本文的主旨在于尝试探寻合理运用“判决性实验”的空间及方法，为将来更好地从事科学研究工作提供方法论支持。

本论文主要分三个部分。在第一部分中，对“判决性实验”进行概述，主要探讨“判决性实验”的提出背景、逻辑结构、基本要素、基本类型，同时结合科学实例分析其在科学史上被运用所获得的成功及遇到的困难。第二部分主要探讨“判决性实验”存在与否的争议及启示，并从“判决性实验”的机制层面分析其可能受到挑战的原因，如“迪昂-奎因”命题带来的挑战、“范式”之间“不可通约”对“判决性实验”的挑战、纯粹中性证据难寻带来的挑战等，使这一看似矛盾的现象获得合理的解释。第三部分则建设性地重点探讨如何运用互补方法论思维实现对“判决性实验”的有效利用，即既承认实践是检验真理的唯一标准，又不把“判决性实验”绝对化；既看到竞争理论之间的对立，又重视其中的互补效应；既客观地看待科学实验本身的结果，又充分重视科学研究之外的社会因素；既善于突破传统科学观的科学神秘化思维，又充分尊重和保护科学中的“未知”。此外，在这一部分中，本文还提出在合适维度上运用“判决性实验”的构想。最后，本文提出运用定量研究和定性研究相结合的思想解决“判决性实验”的判决效力如何最大程度实现的难题，并且探讨了社会科学中“判决性实验”的运用策略等问题。

关键词：“判决性实验” 科学理论 实践 检验

Study of Crucial Experiment in Science Cognition

Major: philosophy of science and technology Direction: Philosophy of science Grade: 2006 Name: Huang siying Director: Huang ruixiong

Abstract:

"Crucial experiment" is able to adjudge the hypothesis or theory crucially "correct" and "wrong", if the hypothesis or theory is to compete mutually. It relates to a problem that use practice to check theory.The feasibility of "Crucial experiment" once aroused dispute on history of science and philosophy of science history. Until now, it is still the topic which the scholars of scientific philosophy discuss frequently. Therefore, we have the necessity to make the further regarding the research. Being not allowed to deny, the reliability of "Crucial experiment" have advantage more comparing with average science observation. It can provide one kind of forceful counterplea for hypothesis. It is able to bring the inherent defect and contradiction of hypothesis deeply. At the same time, it can provide forceful support then to hypothesis compatible with that, and strengthen whose ironclad proof degree. On history of science, the powerful function of " Crucial experiment " is universally recognized, beginning of the year 1957, Chinese female physicist jianxiong Wu (1912-1997) and scientists of USA National Bureau of Standards make arrangements for being each other's a mirror resembling the two set of experiment device containing weak coactions at present ,They examine the results that the two set of device is hit by the particle decay and reach the conclusion conserving in such a weak coactions not to be founded ultimately successfully. Besides, in 1887, A・A・Michelson(1852-1931)and E. W. Morley (1838－1923)are based on the experiment basis of James Clerk Maxwell (1831—1879) ,they apply to surpass high-accuracy designs that having reached an aether not the existence conclusion. This is also a successful crucial experiment. We can say these all are that the physics mounts the classical court decision experiment. Of course, any society of scientific experiment are all very difficult to exceed that time historical condition, it's moment certain error are also unavoidable. In the judging of argument of wave and particle, "Crucial experiment" does not gain another satisfied result. But as an important study implement of science, we definitely cannot abandon "Crucial experiment" assertively. We must create favourable conditions and sets up the right field for applying it, Function of "Crucial experiment" should be brought into optimum state. Generally speaking, "Crucial experiment" is one kind of long range and complicated process as well in study of science field application. Therefore, we do not agree with a few viewpoints. After seeing "Crucial experiment" fault, they deny the experiment decision significance. This method of work finally will be able to lead theory valuation into a

relativism. Therefore, We think that " Crucial experiment " have its rationality of existence in the specially appointed study of science history period .We need to overcome the measure attempting to suggest that some ameliorate to some possible weakness of " Crucial experiment " at present. We need to set the function of adjugement to reach optimum state, and to look forward to develop the methodology of science.

For this purpose, We analyze it deeply from the science history and scientific philosophy angle. We apply Marxist practice to scan "Crucial experiment" success having got and their difficult position facing the possibility. We want to seek wields space and wields method of "Crucial experiment ". Our purpose is to provide methodology support to being engaged in the study of science job much better in the future.

The thesis divides into three parts mainly. In Part I, we carry out a summary on "court decision experiment", discuss "court decision experiment " put forward background , logic structure , basic key element , fundamental type mainly. At the same time we analyses it's success and the difficulty by history of science. In Part II, we discuss "court decision experiment " dispute and enlightenment mainly, and analyses the cause may accept challenge , such as challenge of “Duhem-Quine Thesis”, No coherent appointment between the canonical form, Pure neuter evidence is difficult to search,etc. We want to make this phenomenon once look like contradictious gaining rational making an explanation. In Part III , We constructively have the effect to make use of "Crucial experiment "by Complementary methodology thought. Admit Practice is the sole criterion for testing truth,do not make "Crucial experiment " absolutize; See the effect competing for countering against between theory , take complementation among them seriously; Treat a scientific experiment result objectively, take the social factor besides study of science seriously also sufficiently.Be good at breaking tradition view of science science making a mystery of thought, Respect and protect "unknown" to hit the target science sufficiently. Besides, We bring forward idea wielding the court decision experiment in right range. At last , We bring forward the thought applying quantitative analysis qualitative analysis to be tied in wedlock each other , we want to resolve the problem how to make the effect of "Crucial experiment " maximal . Besides, we discuss the tactics of "Crucial experiment "in social sciences problem.

Keywords: Crucial experiment , scientific theory , practice , checkout

relativism. Therefore, We think that " Crucial experiment " have its rationality of existence in the specially appointed study of science history period .We need to overcome the measure attempting to suggest that some ameliorate to some possible weakness of " Crucial experiment " at present. We need to set the function of adjugement to reach optimum state, and to look forward to develop the methodology of science.

For this purpose, We analyze it deeply from the science history and scientific philosophy angle. We apply Marxist practice to scan "Crucial experiment" success having got and their difficult position facing the possibility. We want to seek wields space and wields method of "Crucial experiment ". Our purpose is to provide methodology support to being engaged in the study of science job much better in the future.

The thesis divides into three parts mainly. In Part I, we carry out a summary on "court decision experiment", discuss "court decision experiment " put forward background , logic structure , basic key element , fundamental type mainly. At the same time we analyses it's success and the difficulty by history of science. In Part II, we discuss "court decision experiment " dispute and enlightenment mainly, and analyses the cause may accept challenge , such as challenge of “Duhem-Quine Thesis”, No coherent appointment between the canonical form, Pure neuter evidence is difficult to search,etc. We want to make this phenomenon once look like contradictious gaining rational making an explanation. In Part III , We constructively have the effect to make use of "Crucial experiment "by Complementary methodology thought. Admit Practice is the sole criterion for testing truth,do not make "Crucial experiment " absolutize; See the effect competing for countering against between theory , take complementation among them seriously; Treat a scientific experiment result objectively, take the social factor besides study of science seriously also sufficiently.Be good at breaking tradition view of science science making a mystery of thought, Respect and protect "unknown" to hit the target science sufficiently. Besides, We bring forward idea wielding the court decision experiment in right range. At last , We bring forward the thought applying quantitative analysis qualitative analysis to be tied in wedlock each other , we want to resolve the problem how to make the effect of "Crucial experiment " maximal . Besides, we discuss the tactics of "Crucial experiment "in social sciences problem.

Keywords: Crucial experiment , scientific theory , practice , checkout

论文独创性声明

本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。

研究生签名： 日期：

论文使用授权声明

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研究生签名：日期：导 师签名： 日期：

引 言

第一部分 课题来源及研究意义

“判决性实验”一般是指能够决定性地判决相互竞争的两个假说或理论中的一个为“真”而另一个为“假”的实验。其最初由英国科学家威廉・赫歇尔在《试论自然哲学研究》一书中提出，“判决性实验”在19世纪下半叶的科学史上曾起到了重要的判决功能。但伴随20世纪现代物理学革命，人们开始对“判决性实验”的作用提出了质疑，特别是在光的波粒之争中微粒说奇迹般地“复活”使“傅科实验”完全失去了“终审”判决性资格。在很长的一段时间内“判决性实验”是否存在的争论在科学史及科学哲学界广泛存在，至今它仍是科学哲学的热门话题之一。本文的研究目的就是从科学史及科学哲学的角度深层次地挖掘“判决性实验”的内在机制，运用马克思主义的实践观重新审视“判决性实验”取得的成功及其面临的困境。同时，寻求合理运用“判决性实验”的空间及方法，为将来更好地从事科学研究工作提供方法论支持。

第二部分 国内外研究现状

◇国外研究现状

“判决性实验”概念自赫歇尔提出已有近二百年时间，至今仍是国外科学史及科学哲学界研究的热点。国外学者对“判决性实验”主要存在三种意见：第一，是对“判决性实验”的判决效力的质疑。法国的迪昂根据整体论的观点认为，“判决性实验”在物理学中是不可能的。根据他的理解，由于“判决性实验”的内在逻辑结构原因，物理学家并不能肯定能够穷尽所有可以设想的可能，因此判决本身是值得怀疑的。美国的奎因认为在整体论的背景下，单个命题因不具有经验意义，故无法对其进行检验。历史主义学派的创始人库恩认为，基于不同范式之间的不可通约性认定不同范式之间也不存在确定的逻辑关系，因而“判决性实验”在逻辑上是不可能的。拉卡托斯认为，“即时性”的判决是不存在的，“判决性实验”只不过是人们对某一实验重新评价的结果。费耶阿本德也认为“判决性实验”因缺乏统一的逻辑尺度而无法“判决”。第二，是对“判决性实验”的判决效力的拥护。1960年独断证伪主义的代表格伦鲍姆就对“知识整体论”提出反驳，进而为“判决性实验”辩护。其分析了迪昂-奎因论点的内在逻辑困难，并引述物理几何学实例，以证明“判决性实验”实际上是存在的。第三，是比较折中的理解。美国著名科学哲学家卡尔・亨普尔认为，“判决性实验”虽不存在，但可以对尔后的理论工作和实验的方向施加判决性的影响。纵观国外学者的研究，主要侧重对“判决性实验”的定性研究，在对“判决性实验”的机制和判决效力方面的研究都较为充分，但总体上来说都是在讨论实践与直接检验是否具有衡等关系，没有把实验检验作为一个过程来理解，也没有合理解决好理论的检验与选择问题。

◇国内研究现状

我国学界对于科学哲学的研究起步较晚，近三十年来也有不少学者对“判决性实验”做出了较为深入的研究。国内学者对于“判决性实验”的理解有两种：一种是绝对否定“判决性实验”。桂起权、张掌然认为即时性的“判决性实验”是不可能的，因为理论竞争将通过历史的漫长过程最后分晓。刘文君、韩艳也认为不存在“判决性实验”，他们从经验证据易谬等五个方面认定任何一次性的判决都不具有终审性。肖显静则认为，以渗透理论的可观察证据为背景的科学理论的检验，既不能产生确定的证实，也不能产生明确的证伪。另一种理解就是对“判决性实验”提供间接支持。兰征认为，“判决性实验”是可能的。他的理由是即使科学史中迄今尚无“判决性实验”，也不足以证明“判决性实验”是不可能的。其认为，一门科学理论的兴亡，本质上是由社会实践决定，迪昂-奎因的知识整体论对理论检验带来的困难完全可以在科学实践中得到解决，因为逻辑和经验在理论检验问题上始终起着主导作用。总体看来，学者们都寄希望于能够通过某个更严格的实验来决定理论的取舍。这在方法论上是可行的，但实际上，对于实验检验作用的理解并不应当绝对化和固定化，也许在“判决性实验”的实际操作环境和方法上下功夫以优化“判决性实验”更值得尝试。

第三部分 论文的研究方法和创新点

◇本文的研究方法：本论文运用理论分析与科学实例相结合的研究方法，主要通过对科学实例的分析及对前人关于“判决性实验”理论认识的综合考察，达到对“判决性实验”的内在机制和判决效力的探索。这也是国外相关研究比较推崇的一种方法，“判决性实验”源自自然科学史，因此，需要通过自然科学的案例对其进行分析。此外，本文运用了马克思主义实践观和真理观对“判决性实验”进行评判和反思，还尝试运用互补方法论的思维对“判决性实验”的实际操作进行指导。

◇本文的创新点：本文考察了“判决性实验”的历史渊源，从自然科学和哲学的角度对国内外学者对于“判决性实验”的理解和分析入手，重点用马克思主义的实践观重新阐释和界定“判决性实验”并对其进行哲学反思。本文在总结前人的观点的基础之上，从辩证法的角度对“判决性实验”做出一种互补方法论的理解。另外，本文还通过运用定量研究和定性研究相结合的方法，设法把“判决性实验”控制在一定的维度内使用，使“判决性实验”真正获得在科学研究中的重要地位。

第1章 “判决性实验”概述

第1节 “判决性实验”的提出及其逻辑结构

“判决性实验”（crucial experiment），一般指能够决定性地判决对立的两个假说，或裁定竞争理论一个为“真”而另一个为“假”的实验。它是近代实验科学的产物。在科学史上经常会有不同的假说参与到对相同对象不同解释的竞争中，这时就需要科学家设计所谓的“判决性实验”来实现对假说的取舍，并通过一系列观察或实验来认定需要摒弃或接受哪一种理论。

“判决性实验”的基本思想萌芽最初由英国哲学家弗兰西斯・培根（Francis Bacon，1561-1626）最先提出。他把这种能在两个相互竞争的假说之间起到裁决作用的“判定性事例”比作在交叉路口树立的“指路牌”。他在著作《新工具》中提到：“因为‘这种事例给人们以很大的光亮，也具有高度的权威，解释自然的行程有时竟就它结束并告完成’，所以，‘这也叫判定性的和裁决性的事例’”。[1]培根本人曾提出了用“判决性实验”来取舍解释潮汐涨落现象的两个假说。大海之水，朝生为潮，夕生为汐。海水涨落潮景色十分壮观，很多贤哲也都探讨过潮汐产生原因问题，并提出过一些假想。“第一假说是，潮汐是水的进退，好比水在盆里来往摇晃一样。第二个假说是，潮汐是水的周期性升降。培根指出，如果能够证明在西班牙和佛罗里达海岸同时发生的短暂涨潮并不伴随其任何地方的退潮，‘水盆假说’就会被否证。他还建议研究秘鲁和中国海滨的潮汐来解决这个争端。”[2]事实上，后来到了17世纪80年代，英国科学家牛顿(Isaac Newton，1642-1727),提出假说，认为潮汐是由于月球和太阳对海水的吸引力引起的，并运用了万有引力定律，才科学地解释了潮汐产生的原因。最早确切提出“判决性实验”概念的则是英国科学家威廉・赫歇尔(William Herschel, 1738-1822)，19世纪30年代，他在《试论自然哲学研究》一书中明确提出了“判决性实验”的概念。“他把‘判决性实验’看作是‘具有可接受假说或理论所必须经受的一种实验’”。[3]

“判决性实验”有着其内部的逻辑结构。用符号来表达如下：（（H１→C１）∧（H２→¬C

１）∧¬C１）→¬H１∧H２，这里（H１→C１）∧（H２→¬C１）表示假定关于同一个科学论题或观

察结果本身存在着两个（实际上还可能是多个）相互竞争的科学理论或假说H１和H２，假说H１和H２分别作出了相反的预言C1与¬C1，而且它们几乎同样地经受住了以往的实验检验。

需要设计“判决性实验”来获得¬C１，进而得出¬H１∧H２，即否定H１，而肯定了H２；或者也可能获得了C１，进而否定H2，而又肯定了H1。

第2节 “判决性实验”的基本要素

“判决性实验”中应当包含三个基本要素：

一、相互竞争假说

“判决性实验”存在的前提是有一组相互竞争的假说，要完成一项“判决性实验”，

首先必须借助一定的背景知识并从竞争假说做出相互竞争的推断或预测。18世纪热学领域互相竞争的“理论热质说”和“热之唯动说”就是一对相互竞争的假说。热质说把热理解为一种与发热体机械化合的物质（热质说从其基本观念出发，参照封闭系统的质量守恒原理以及温度、比热、热量的相互关系的知识断定：摩擦将改变物体的比热），而唯动说则把热理解为机械运动的一种形式（认定磨擦本身不会改变比热）。这里就需要设计“判决性实验”来对其进行取舍，英国学者伦福德(Count Rumford，即B.Thompson，1753-1841)在1798年测得在分别使用不同途径（加热和磨擦）获得100℃的金属片的比热相等，从而否定了“理论热质说”。

二、矛盾预言

“判决性实验”中的假说应当蕴含矛盾预言。该组相互竞争的假说可以推出相互矛盾的预言；在逻辑表达式中，根据（H１→C１）∧（H２→¬C１）得知H１和H２可以分别独立地推

出相互矛盾的预言C１和¬C１，在这里C１和¬C１是非此即彼的，因此支持其中一个而反对另

一个符合逻辑学上的矛盾律。

三、可检验的实验本身

“判决性实验”应当是现实可检验的，其预言结果可以在实验中得到实际检验。例如爱因斯坦的广义相对论曾预言遥远光线通过引力场时会出现弯曲，为此1919年英国天文学家爱丁顿（Arthur Stanley Eddington，1882-1944），在特定区域对日全蚀进行观测，结果与其一致，因而验证了广义相对论而没有支持牛顿力学的预言。

第3节 “判决性实验”的基本类型考察

科学史上的“判决性实验”主要有两种基本类型。其共同特点是可以在相互竞争的假说中起到取舍的功能。一类是在新理论还未出现以前，人们依照原有理论设计实验，得出与预期不符的结果，而这种结果获得了后来出现的新理论的合理解释。这类实验的判决性意义在于深刻地暴露旧理论的内在矛盾，同时对新理论的产生和巩固有启发和增强信心的作用。另一类是在新理论出现以后，新理论预言了一些与旧理论不同或旧理论没有预料到的新现象，人们为检验新理论的预言而设计的实验。这类实验在新旧理论之间起了判决作用。第一类实验的功能主要在于验证，第二类则更具有计划和目的性。

第4节 科学家运用“判决性实验”取得的巨大成功及其遭遇的困难

一、“判决性实验”成功的例证

例证回顾1：吴健雄宇称实验

1957年初，华人女性物理学家吴健雄(1912-1997)，与美国国家标准局的科学家合作，完成了一个实验，发现了宇称在弱相互作用中的不守恒。美国物理学家维格纳(E・P・Wigner，1902-1995)最早提出宇称概念（即原子具有的两种不同的能级来自于描述原子的

波函数在空间反射之下具有的不变性）。维格纳指出的这种对称性概念后来又进一步成功的应用于原子核物理、介子物理和奇异粒子物理等现象中，并被信奉为普遍成立的宇称守恒定律。但在而后对最轻的奇异粒子(即后来被称为K介子的粒子)衰变过程的研究中，人们发现，θ介子和τ介子具有相同的质量、寿命、电荷等，但它们是不是同一种粒子存在争议。有实验证据表明，τ介子衰变为三个π介子时，这三个π介子的总角动量为零，宇称为负；而当θ介子衰变为两个π介子时，如果两个π介子的总角动量为零，则宇称为正值。此时，宇称守恒定律是否永恒成立受到了挑战。吴健雄等人考虑用β衰变实验作为“判决性实验”来进行判决。她们安排两套实验装置（互为镜像且包含弱相互作用）并利用β衰变，π-μ、μ-e及奇异粒子衰变等实验，检查两套装置中粒子衰变的宇称结果是否总是相同，并最终成功得出在这样的弱相互作用中宇称守恒不成立的结论。这是物理学上一个经典的“判决性实验”。

例证回顾2：迈克耳逊-莫雷“以太”实验

美国物理学家迈克耳逊(A・A・Michelson,1852-1931)曾完成了一个重要的“判决性实验”，证明了“以太”的不存在。牛顿的引力理论曾把引力解释为由物质所产生的一种超距作用力，这同人们的普遍经验中形成的原理相矛盾。有人假定,牛顿的超距作用力其实是靠一种充满空间的媒质来传递的，不论是靠这种媒质的运动，还是靠它的弹性形变。“以太”就是人们认为应当存在的这种媒质。它是否存在？证据又在哪里？19世纪上半叶，当人们发现光的性质同有重物体的弹性波的性质之间存在着广泛的相似性的时候，以太假说曾获得了支持。麦克斯韦(James Clerk Maxwell, 1831-1879)试图给“以太”找到新的证明，但他并未能够如愿。迈克耳逊的工作就是在这种背景上进行的。1887年，迈克耳逊和美国化学家莫雷（E.W.Morley，1838－1923）合作，用超高精度的实验设计得出了“以太”并不存在的结论。这也是一个成功的“判决性实验”。

二、“判决性实验”失败的例证

例证回顾：光的波粒之争

在光的波粒之争的实验判决中，“判决性实验”并没有获得令人满意的结果。光的波动说与微粒说之争，从17世纪初开始,至20世纪初以波粒二象性解释告终，前后共经历了近300年的时间。光究竟是波还是粒子？最初有不少科学家认为光是一种波，1666年，牛顿的色散实验解释了光的直进、反射和折射现象，牛顿通过许多的“判决性实验”得出的微粒说能够简单、通俗地解释一些光学现象，因而光是粒子很快获得了支持。但是，1801年, 英国医生兼物理学家托马斯・杨（Thomas Young，1773-1829）进行了著名的双缝干涉实验，用叠加原理进行了解释，重新证明光是一种波，从而为光的波动学说的确立奠定了基础。此时，前期牛顿的微粒说遇到很大的挑战。更加难以置信的是后人在不断的探索中，发现光其实既不是波，也不是粒子，而是一种具有波粒二向特征的特殊物质。这里，牛顿甚至后来的托马斯・杨，他们精心设计的判决性都没有获得满意的效果，这使得“判决性

实验”的判决效力在科学界受到了怀疑。为此，西方科学界和哲学界，特别是逻辑实证主义学派对“判决性实验”进行了许多有意义的探索，自上个世纪80年代，科学哲学传入我国，国内学者也对此进行了一定的研究。

第2章 “判决性实验”存在与否的争议及启示

第1节 “判决性实验”存在与否的争议

一、不支持“判决性实验”存在的观点及其理由

（一）“迪昂-奎因”命题带来的挑战

在20世纪初的自然科学革命中，光电效应的实验验证了光子的存在，这使得光的微粒说得以复活并得到进一步发展，人们也因此对“判决性实验”的作用提出了质疑。其中“整体论”观点带来的挑战尤为明显。法国科学哲学家迪昂和美国科学哲学家奎因以提出著名的坚持科学理论的“整体性”的“迪昂-奎因”命题而闻名于哲学界。法国著名物理学家、科学家皮利・迪昂（Pierre Duhem，1861-1916）认为在科学研究过程中并不存在“判决性实验”。英国的科学史家惠威尔（William Whewell，1794-1866）曾用傅科关于光在空气中的速度快于其水中速度的测定实验来否证光的微粒说，从而确证光的波动说。但迪昂提出反驳：“因为这个实验只笼统地否证了一组假设，而并不是否证了微粒说，微粒说的支持者完全可以用增加其它假说的办法来保留微粒说，再说，即使微粒说错了，这也不能就此而确定波动说正确。因为科学家还可以做出其它假说，而不承认波动说。”[4]同时他还指出，科学理论不应当脱离理论的整体而被孤立地看待其中任何一个单独的理论；任何一个理论不可能单独地受到实验的反驳，因为理论总是作为一个整体受到检验的。然而任何实验并不能完全在消除惟一的前提之外，最终地消除了其它一切可能的解释性，所以他认为“判决性实验”并不存在。美国哲学家、逻辑学家奎因（Willard Van Orman Quine,1908-2000）也同意迪昂的整体主义，认为经验能够检验的并不是单个的语句，而是整个知识体系。他还把整个科学比成一个力场，其边界条件是经验，场外围同经验的冲突将引起力场的内部的重新调整。因此，在任何情况下陈述都可以认为是真的，反之，由于同样原因，没有任何陈述是免受修改的。如此一来，按照迪昂和奎因的观点，在科学中便不会有“判决性实验”，因为一旦碰到反例，人们总可以适当调整理论系统的某一部分而保留另一部分。奎因还认为当理论与观察结果矛盾时，科学家可以从以下几个方面进行修改或调整：①修改周围一个或几个相关理论； ②修改先行条件； ③修改可以否定或重新解释观察的结果； ④修正在推理时所使用的逻辑规则或数学原理。持整体论观点的不只是迪昂和奎因，美国哲学家亨普尔（Carl Gustav Hempel，1905-）也持相同的立场。亨普尔说，一个实验所检验的，不只是一个假设，而应该是与该假设相关的一系列假设的整体。如对于一个复杂的假设H，往往与辅助性条件A、B、C……相联系。当H遭实验的否定时，并不能确定条件A、B、C……中谁为假，因为可以任意调整辅助性假设A、B、C……中的一个，而确保理论H。因而在他看来，科学中不可能有“判决性实验”。科学哲学家费耶阿本德(Paul Feyerabend,1924-1998)也同样认为“判决性实验”是不可能的。比起迪昂和奎因，“费耶阿本德则走得更远，他认为经验事实没有什么独立的意义，理论与事实

的不一致可能并不是因为它不正确，而是因为证据被污染了，这里面隐含着我们不知道，或者即使知道了也难以检验的原理。比如涉及到一些深层的本体论假设，在牛顿经典力学里，空间的尺度独立于信号速度、引力场和观察者自身的运动，而在相对论中，长度却是一种其值依赖于信号速度、引力场和观察者运动的空间关系。基于这种典型歧义的实验证据，人们又怎么能指望它在不同的理论间作出选择，进行判决呢？”

（二）“范式”之间“不可通约”对“判决性实验”的挑战

科学哲学的历史学派崛起以后，其相对主义问题引发了种种后现代思潮，历史主义的思潮可以说一直延伸到后来的非理性主义、建构论、女性主义等。历史主义学派一开始就对传统的实证主义和证伪主义持不赞同态度，其对“判决性实验”的判决效力也表示怀疑。其理由主要是库恩（Thomas Samuel Kuhn，1922-1996）提出的“范式”之间“不可通约”(incommensurable)观点。关于“范式”的确切含义，库恩用学科基质（disciplinary matrix）来表达同样的意思。“学科基质包括：①符号通式，即科学概念或术语，如牛顿力学的F=ma；②共同信念，它包括形而上学的世界观，如近代科学想 象所有自然现象都是微粒运动及相互作用的结果，或是理论模型，如把电流想象为水的流动；③共有价值，科学共同体培养了科学家共同的鉴赏力，如用简单性、一致性、精确性来判断理论的好坏；④范例，例如普通物理的教师用演示实验来表示物理学的基本概念”。[6]“不可通约”这个论题有四个内容：“第一，新旧范式是不兼容的,或者说是逻辑上是不可比较的。第二，不同的理论范式具有不同的解难题标准,关于什么是科学难题，如何解难题以及解题的标准,前后两个范式均有不同的看法。第三，范式的变化是世界观的转变。范式的变化使人们所看到的世界的面貌改变了,持有不同范式的科学家看到的是不同的世界。随着范式的变化，世界的画面也变化了。第四，范式的转变是经验的转变：属于不同范式的科学家不拥有相同的直接经验，没有独立于范式之外的中立的观察事实，因此，相竞争的范式是不可通约的。”[7][5] 库恩列举如此多的不可通约的理由，实际上就是要证明两个范式之间找不到共同的基础来比较其高下，这样一来，科学理论的选择就没有了理性基础，而是取决于社会历史等偶然因素，于是科学的客观性和合理性就成了问题，“判决性实验”的基础也遭到了否定。因为，范式本身是理论框架、研究规则、方法和哲学观点的综合体现，如果范式不可比，那么就谈不上通过什么判决性的实验去排选相互竞争的理论了。有人曾批评库恩的这种范式之间不可通约性观点，认为这种态度太过绝对化，库恩表示可以承认不同范式之间有一定的联系，但不同理论支持者就像讲不同语言的人，只是通过翻译这种方式来交流，因而总是不完全的。“两种理论的词汇可能相同，大多数词的用法也一样，但有些基本词汇作用并不相同。如‘恒星’、‘行星’、‘混合物’、‘化合物’、‘力’、‘质量’、‘时间’、‘空间’、‘物质’等词汇在不同理论中的意义、作用都是不同的。所以不同理论支持者交流的内容存在很大的局限性。”[8]

（三）纯粹中性证据难寻带来的挑战

波普尔（Sir Karl Raimund Popper，1902-1994）认为，在观察中必须有理解，没有

理解的观察只是熟视无睹，而理解必须在一定的理论、观点的指导下进行。这就会出现观察的结果被影响、理论与观察纠缠不清这一现象，众多科学家和哲学家也表示赞同。他们认为，科学观察过程并非单纯的感性活动，它处处表现为科学理论的影响。波普尔还认为，“由于科学的观察必然具有目的性和选择性，因而在不同的理论、观点的指导下，对于同一种情况的观察结果总是不同的，如1919年爱丁顿（Arthur Stanley Eddington，1882-1944）观察日蚀，其目的在于检验爱因斯坦的广义相对论，所要观察的是太阳背后的那颗恒星是否出现，以期证实光线经过太阳附近的引力场是否弯曲；而其他天文学家所

[9]“我们总是按照一种预想的理论去观察一切事物的”。“我要观察的则是别的现象。”他说：

[10]们的观察不是随机摄影，而更像是一个有选择的作画过程。”爱因斯坦（Albert Einstein，

1879-1955）也曾明确指出：“是理论决定我们能够观察到的东西——只有理论，即只有关于自然规律的知识，才能使我们从感觉印象推理出基本现象”。[11]波普尔、汉森 (Norwood Russell Hanson 1924-1967)、库恩等人都赞同“观察渗透理论”的观点。他们认为观察不单纯是生理活动的过程，观察要受到观察者已有的经验和所掌握的理论的影响。科学观察也是一样，它属于认识领域的范畴。由于观察受到理论预设的影响，纯粹中性的观察证据是很难寻找的。波普尔还以格式塔心理学的鸭兔图实验为例来证明这一事实。该实验证明，对同一张鸭兔图，不同的人可以有不同的理解：一个被预示为兔的人，看它像兔；而另一个被预示为鸭的人，却把它理解成鸭。他认为，我们的一切观察和实验都是在一定的理论指导下进行的。除了用理论的理解之外，不能有别的理解。当然，“现代释义学认为，各种历史与文化因素编织着人们的成见，即人们不可避免地囿于其中的基本观点，这种‘合法的成见’并不是什么贬义的东西，它向解释者提供了看待对象特殊的‘理解眼界’”，[12]

“构成了我们全部经验能力的最初取向，成见就是我们对世界开放的倾向性。”[13]

二、支持“判决性实验”存在的观点及其理由

（一）矛盾事实不同“真”对“判决性实验”判决效果的保障

如果关于同一问题存在着两个相互竞争的理论，已有证据又不足以决定这两个理论的孰是孰非，这时就可以设计同样的条件，由两个竞争的理论分别推出两个相互排斥的检验蕴涵，通过相应的观察或者实验来看检验结果与哪一个检验蕴涵相符。在很多情况下，“判决性实验”的结果也许不能最终决定两个竞争的理论孰是孰非，但是却可以支持其中一个理论而不利于另外一个理论。因为相互对立的理论的真正竞争，在于它们的核心假定相互矛盾，而如果只拿两个相互独立的单个陈述来说，两者不可能同为真，但却可能同为假。“比如有‘这堆白色粒状物是糖’和‘这堆白色粒状物是盐’两个陈述。这两个陈述不可能全为真，但却可能全为假，比如这堆白色粒状物既不是糖也不是盐。即使这样，我们还是可以根据这两个陈述，在一个相同的条件下，分别推出两个相互排斥的检验蕴涵，来做判决性检验。如果是糖，则强热时会变黑；如果是盐，则强热时颜色不变。这里，强热就是相同的条件，‘变黑’与‘颜色不变’就是两个相互排斥检验蕴涵。当然，我们会说，强热后变黑了的并不一定就是糖，强热后不变色的也不一定就是盐。这个判决性检验的结

果虽然不能断定这堆白色粒状物是糖、是盐或者既不是糖也不是盐而是其它某种东西，但是它还是会支持其中一个陈述而不支持另外一个陈述。比如，强热后变黑的结果就会支持这堆白色粒状物是糖的陈述。”[14]这个过程可以用逻辑的形式表述如下：H1和H2是彼此矛

盾的假说，且H1可以推出C1，H2可以推出C2。如果C1或C2得到了实验结论的确证，H1、H2并不能得到逻辑上的验证，但是其陈述本身是可以得到支持的。因为在这些关系量中，唯有H1和C1、H2和C2这两对关系是有着确定性的，C1或C2的出现在极大程度上与H1或H2相关。另一方面，当C1或C2在得不到确证的时候（即出现¬C1、¬C2），则可以逻辑得出¬H1或¬H2。因为（（H１→C１）∧¬C１）→¬H１是没有问题的。

（二）理论名词的指称的部分重合可以保证它们之间的逻辑冲突

“判决性实验”是否可能的争论主要是围绕着科学实验的逻辑依据而展开，争论双方分别以格伦鲍姆和迪昂-奎因论点及历史主义学派论点为代表。兰征在《“判决性实验”可能吗？》一文中提到了一种证明“判决性实验”有效的方法。他在概述了格伦鲍姆的论证后指出，“判决性实验”的另一个困难是意义变化学说带来的。该学说认为，如果两个理论的名词的意义不同，它们就是不同的概念。在这两个理论之间将没有逻辑冲突，从而也就没有“判决性实验”。”[15]他指出，“理论名词的指称的部分重合可以保证它们之间的逻辑冲突。由于目前尚没有一种满意的关于意义和指称的理论，这个问题可以暂时搁置起来，不必影响从逻辑上对“判决性实验”的讨论。”[16]他赞成格伦鲍姆的观点，对反对观点作了反驳，指出，“即使科学史中迄今尚无“判决性实验”，也不足以证明“判决性实验”是不可能的，逻辑分析也不足以削弱这一论点。虽然迪昂和奎因的整体论观点表明，在理论检验问题上，逻辑和经验有其局限性，理论选择必定涉及非逻辑、非经验的因素，但逻辑和经验始终起着主导作用，“判决性实验”是可能的。”[17]

第2节 从“判决性实验”的机制分析其可能受到挑战的原因

“判决性实验”的机制可以通过图表的形式如下：

其中H1、H2表示一对彼此矛盾的假说，C1、C2表示他们独立推出的结论。现对其可能

受到挑战的关键点分析如下：

一、从逻辑可能性上看，现有的理论或假说可能并不能包含所有的情况，能够给某些经验事实提供合理解释的理论在将来仍有可能被不断发现。

（图中①所示）假说并不局限于H1、H2，可能还有H3、H4、H5……等等。限于目前已达

到的认识水平，可能无限多的假说暂时不能被一一阐释清楚。唯有把可能有的所有解释性假说统统排除，仅剩一对竞争假说的时候，所进行的实验也许才称得上是判决性的。因此武断地把目光局限于现存的假说，对于开放着的科学理论系统，在逻辑上也是行不通的。“譬如，只有当除了微粒说和波动说之外，再也没有任何可替代的光学理论时，傅科的实验才具有判决的意义。但是，爱因斯坦就光电效应做出了成功的解释，揭示了光的波粒二象性(1905年)，恰恰扬弃了这两个古典形式的光学假说，发展起一套崭新的光量子学说，尽管那已是距离傅科实验好几十年后的事了。”[18]

二、用以验证H１、H2所蕴涵的C1、C2的实验本身可靠性是很难保证的。

（图中②所示）这体现在以下几个方面：首先，实验仪器和设备很难保证足够精确。科学实验本身离不开一定的仪器和设备，但仪器设备的精密度受科技水平限制。马克思曾说过，我们只能在我们时代的条件下进行认识，而且这些条件到达什么程度，我们便认识到什么程度。对于科学实验，特别是对于以宇观或微观层次的事物为对象的观测，仪器设备的精密度对观测结论的影响非常显著。如“在高能物理中，1932年，安德逊发现了正电子，证实了纽拉克关于反粒子的预言。于是，人们就开始寻找反质子、反中子。但是，直到20世纪50年代美国成功地建成60亿电子伏特的高能质子加速器后，科学家才具备了发现反质子的实验条件。在丁肇中发现J粒子前，美国布洛海文实验室就发现了J粒子的踪迹，只是由于实验仪器的精密度不高，不能辩认出来这种新粒子的存在，错失了完成这项重要发现的机会。而丁肇中和他的助手们，用了两年多的时间改进实验仪器和设备，终于成功地制造出了一架高分辨率的双管质谱仪。正是这架高分辨率的探测器使丁肇中获得了成功。因此，实验仪器和设备的精度和强度在许多项科学研究中成为决定成败的关键因素。”[19]在这个例子中，如果没有高精度的质谱仪，那么J粒子的存在将在很长一段时间内仍处于未知状态。“判决性实验”中实验仪器的精度不够高可能得出与事实大相径庭的结论，从而影响科学家做出准备的判断。如恒星视差的观察对地心说和日心说就具有判决性的意义，科学家第谷(Tycho Brahe，1546-1601)和其他一些天文学家用当时最精密的望远镜进行了多次观测都没有发现恒星的视差，因此拒斥日心说。而这个结论直到十九世纪三十年代才被推翻。

其次，实验的本身也是难以控制的。不少科学现象的内部因果关系较为复杂，要想人为地控制其过程是非常困难的，因而实验得出的结论也是不可靠的。实验的结果除了受起始条件影响外，可能还会受到内部各种因素的相互影响和制约。特别是对于以生物体为对象的科学研究，每一实验客体是彼此独立的，而且客体本身处在一个新陈代谢的过程，内

部的某一元素的微妙变化都会可能对初始条件带来的作用以巨大改变。因而先前确立的结论在推广时仍需谨慎，对于同一观察结果往往可以作多种解释，观察陈述本身的说服力的效度因而受到质疑。另外，鉴于时间的不可逆性，以事物产生、发展的历史为研究对象的学科(如地球学、宇宙学等)中的假说的检验也只能是间接的、相对的。依据类比推理并通过模拟对象的原初状态，以使之重演某一历史过程来判定竞争假说的真伪也具有很大的不确定性。总的来说，实验本身的难以控制使“判决性实验”的应用受到了一定的影响。

最后，实验主体对“判决”本身是否公正起着重要的影响。研究表明，实验主体的个性和心理状态对实验操作及结果的认定也有着很大影响，而且因观测者的具体情况不同而造成的观测结论的差别是难以消除的。例如，“1900年，德国物理学家普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck, 1858-1947）在解决黑体辐射问题时提出了能量子这一革命性的概念。他假设，物体在发射辐射和吸收辐射时，能量是不连续的，以一个最小单位的整数倍跳跃式变化，把这个能量的基本单位称作能量子。即辐射能量的交换只能以能量子为最小单元作不连续变化。这个理论与经典物理学长期信奉的一切自然过程都是连续的偏偏格格不入，大多数物理学家只承认普朗克的量子论解决了黑体辐射问题，拒绝承认他的量子假说。而普朗克本人也由于受传统自然观的影响，既不能理解这一假说的意义，又对自己的发现长期忐忑不安，总想回到经典物理学的立场上。”[20]

三、竞争理论H1、H2间的互补性使得对H1、H2的认定困难重重。

（图中③所示）竞争的对立理论之间除了有对立的一面之外，可能还有相容的一面。它们具有共同被确证和共同被反驳的内容。如光的微粒说和波动说曾是两个相互竞争的关于光的本性的理论，对于光的折射现象，两个理论推断出了截然相反的结论：微粒说认为光在水中的传播速度要大于它在空气中的传播速度，波动说却认为光在水中的传播速度要小于光在空气中的传播速度。1850年，法国物理学家傅科 (Foucault,Jean-Bernard-Lon ，1819-1868)的实验结果与波动说相符。但到了1902年，德国物理学家勒纳德（Lenard，Philipp，1862-1947)的实验结果又与光的微粒说相符。爱因斯坦则认为，光既不单纯是波，也不单纯是粒子，波动性和粒子性都是光的本性。这样，把两个对立的竞争假说统一起来的“光量子说”使光的本质得到全面、更合理的解释。可以想象，“光量子说”也可能是一定的历史时期比较合理的一种假说，这种假说是无穷尽的，因而对结论的认定是困难的，对竞争理论的选择更是只能在无限历史发展过程中不断加以实现。

四、图中¬C１→¬H１的可靠性可能存在问题。

（图中④所示）现代整体论观点认为科学的理论本身是一个有机的整体，不是单单一个假说或命题就可以孤立地承受某项实验的判定，而总是由一个整体性的理论网络一齐来接受实验检验的。“理论作为一个有机的整体，一般是由两部分构成的：一部分是该理论的基本原理和基本观点，即理论的核心内容，如牛顿力学系统中的三大定律和万有引力定律；另一部分是应用理论去说明和预测经验事实，保持理论与经验之间联系的媒体，被称

之为辅助性假说，如托勒密天文学体系中的‘本轮’和‘均轮’说。当理论要做出关于事实的推导时，并不是单纯以理论的核心内容为依据就能直接得出关于事实的论断，还必须依据背景知识和先行条件，提出辅助性假说以建立理论与经验之间的联系。”[21]因此，对假说本身判断就涉及到一系列辅助性的假说。当来自实验的报告出现了否定的“判决”，表明这个合取整体（H1∧h1∧h2∧h3…）中，至少有一个有问题，而不仅仅是H1本身的问题。

理论与实验事实的一致也只能反映基本假说与辅助假说的整体合理性。另外，依据科学哲学中的历史学派的观点，竞争理论之间在逻辑上难以比较，特别是新旧理论之间，因为观察总是渗透着理论，不依赖于任何理论的所谓中性观察语言可能并不存在。我们不能对某个实验结果做出一个为相互竞争的理论都共同接受的相同陈述。“例如，库恩认为，像哥白尼天文学和托勒密天文学的关系一样、爱因斯坦力学和牛顿力学在根本上也是不相容的。相对论虽然也使用空间位置、时间、质量、速度等等概念，但是，爱因斯坦学说的这些概念同牛顿学说的同样名称的概念决不是相等的。牛顿学说的质量是守恒的，爱因斯坦学说中的质量同能量是可以转化的。只有在相对速度较低时，两者才能以同样的方式去测量，而且即使那时它们也一定不能被设想为相同的。”[22]总之，如果观察都要依赖于理论，那么任何经验结果都很难在竞争理论之间做出判决。

五、假说本身的独立性受到怀疑，因而它的逻辑蕴涵究竟是反映哪一种假说是很难断定的。

（图中⑤所示）换句话说，即使作为物理学家，也很难确信已经穷尽了所有可以想象的假说。比如光的微粒假说是同光粒子与所穿过的介质怎样进行相互作用的假设一起做出推论的。实验结果与推论相矛盾的时候，问题可能出在光粒子与介质怎样相互作用的假设上，所以傅科实验可能不足以否定微粒说。

第3节 “判决性实验”存在与否的争议带来的启示

一、必须坚持实践标准的确定性与不确定性相统一才能正确解决“判决性实验”难题。实践标准本身是确定性与不确定性的统一。

一方面，实验对假说的检验有确定性。首先，实验总是具体的和确定的。科学实验是人们根据研究的目的，利用科学仪器、设备，人为地控制或模拟自然现象，排除干扰，突出主要因素，在有利的条件下获得科学事实的方法。科学实验是获取科学事实和检验科学假说、科学理论的基本手段，这是科学认识不同于其它认识活动的根本特征，所以马克思说：“科学是实验的科学”。[23]科学实验可以造成自然界中无法直接控制而在生产过程中又难以实现的特殊条件，例如，在超高温、超低温、超强磁场、高真空等上，能够观察到在地球表面的自然条件下一些材料所没有的性质（超导性、超流性、抗磁性等）。同时，科学实验还可以简化和纯化研究对象。它能将对象置于严格控制条件下，将自然过程加以简化和纯化，排除偶然，次要因素和外界的干扰，使对象的某种属性或联系以纯粹的形式呈现出来。也正是在这个意义上，我们可以说科学实验获得的是在一定条件下的一些具体的

事实。此外，科学实验获得的具体的事实也是具有可重复性的。同一观察和实验的事实，可以在多次观察与实验中重复出现。这一特点使科学实验成为检验科学认识的重要手段。强调科学事实的可重复性，是为了尽可能排除错觉和假象，消除事实描述和判断中可能存在的谬误。科学实验获得了具体事实并具有可重复性，所以实验结果是确定的。其次，对于相互对立的假说实验可以做出裁决。根据“判决性实验”的定义，如果一个实验，根据两个对立的假说H1和H2，分别推断出互不相容的实验结果C1和C2，而实验进行的结果符合

C1或C2，不符合C1或C2，则认为这个实验肯定了H1（或H2），否定了H2（或H1），这样的实

验就是关于假说H和H之间的“判决性实验”。在这里，C1和C2 分别演绎出H1和H2，肯定H1（或H2）可能会增加它的真理性程度，否定其就会减少其真理性程度，因为实验本身为

否证这一假说提供了新的理由。从这一点看，“判决性实验”的裁决功能是确定性的。最后，无论证实还是证伪都会对科学发展产生重大影响。同时，这种影响也是确定的。在实验中被支持的假说必然会在科学研究中居于权威的地位，也会对理论和实验研究的方向起着决定性的影响。人们可能对实验所否定的假说并不简单地进行抛弃，而是根据这种实验结果与结论的不一致去探究和提示这一假说体系的内在缺陷或矛盾。科学上的重大成就有的就是从这种“不一致”发端的。

另一方面，实验检验本身也具有不确定性。从逻辑角度看，逻辑推导中前提推出结论真的时候，反推则未必正确；一组前提推出结论为假时，我们只能知道，前提中至少有一项为假，但不能确定哪一项为假。科学理论有的时候并非是许多孤立命题和定律的简单的集合，而是它们相互联系的整体。因而任何一个单个的命题或假说，不可能孤立地受到观察和实验的检验，这是因为，当一个命题或假设遭到实验的反驳时，是它错了，还是与之相联系的周围其它命题或假设错了，是无法确定的。如：“（1）定律（理论）；（2）先行条件（包括边界条件和初始条件）。例如：（1）定律：蓝色石蕊试纸浸入酸性溶液中必呈红色，（2）先行条件：把这张蓝色石蕊试纸浸入酸性溶液中，→（3）预见：此蓝色石蕊试纸必呈红色。如果这张试纸没有变红色，是定律（1）错了，还是先行地条件（2）有问题（例如该纸并非试纸，或浸入的并非酸性溶液等），仅凭观察是不能确定的。这是一个比较简单的例子。如果是一个比较复杂的例子，即如果一个预言涉及许多假说，那么这个推论的逻辑结构应该是：（1）假说1，假说2，假说3，…假说N，（2）先行条件→预见（结论）这时，当这个结论（预见）被否证时，即使其先行条件没有问题，到底是许多假说中的哪一个假说错了，也是无法确定的。”[24]因此，从逻辑上看，傅科实验中，出现了实验结果与光的微粒说和其它假说一起（即一组假说）作出的结论相悖的情况，也不能判定光的微粒说为假，从而否定微粒说。所以，由结论假并不能判定哪一个前提为假，正是实验检验的一种不确定性。从历史角度看，在一定的历史条件下，实验检验本身也是相对的，具有一定的不确定性。这表现在以下三个方面：首先，人类的科学事业是不断进步的，特别是20世纪初以来，人类的生产实践又进入了一轮新的发展时期，自信息革命之后，信息论、控制论和遗传学等一系列最新科学理论融为了一体，另外，电子技术的进步带来电

子计算机的革新，信息处理和计算能力大为提高，从而科学实验的准确度也不断提高，不断提高的准确度表明实验结果仍有修正的空间，因而其确定性是相对的。其次，人们对实验结果的认识及对其的分析也是不断发展的。由于不同时代，科技发展的状况不一致，人们的知识背景和认知能力也是不同的。科学史上有这样的例子：“16-17世纪，在‘重物为什么自由下落’问题上存在着两种对立的见解：一方认为重物之所以趋向地心，是因为它有回归自然位置的要求；另一方则把重物下落的原因归于地球质量的吸引。”[25]培根在其著作《新工具》中，设计了这样一个“判决性实验”，“如果引力说是正确的，那么，根据有关引力的常识，我们应当能观察到这一事实：地球对重物的吸引力的大小随重物与地心的距离变化而变化，物体愈接近地心，其份量愈重。假设有两个快慢相当的钟，其中一个是靠铅锤的重量来带动的，另一个由拧紧的发条来带动。我们把前一个钟放到高山顶上，将它与留在地而的钟相比较，看它是否因为铅锤变轻而走得慢一些；再把这个钟放入地下深坑，看它会不会由于铅锤加重而变快。如果结论是否定的，那么，引力说将被判定为假”。

[26]实际上，这个实验的后半部分是存在问题的。因为，钟放入深坑后，不是走快了，而是慢了，但是在当时，培根作为科学家都不能理解这一点，可见，不同时代，人们对实验结果的认识及对其的分析也是不同的，也是不断发展的。最后，相互竞争的假说也会不断地发展和演化，产生新的假说，要求进行新的检验。如光的波动性和微粒性之争一波未平，一波又起之后，其波粒二象性也作为一种新的假说参与到其中。最终，在较为科学的实验中，我们认为，波粒二象性比较符合客观实际。因此，总的来说，在一定历史条件下，对假说所作的实验检验是相对的，具有不确定性。

二、“判决性实验”涉及的理论选择问题唯有在科学实践中得到解决。

（一）解决“判决性实验”涉及的理论选择问题不能简单依靠规范主义和历史主义。

每一时代的理论思维都是一种历史的产物，在不同的时代具有非常不同的形式及不同的内容。传统上占统治地位的基础主义的经验论再也不能适应今天科学发展的需要了。奎因、波普尔、拉卡托斯、库恩、费耶阿本德都在创立不同的理论思维形式上下足了功夫，但他们主要围绕整体论展开的思维形式本身也存在一定的困难，这使得其对“判决性实验”的判决效力提出的挑战及其对“判决性实验”涉及的理论选择问题做出的解答不够让人心服。实际上，就整体论而言，其作用在西方是被夸大了。“例如几何学相对性原理表现出的整体性是有限的，仅仅是物理学内部某些陈述之间或物理学与几何之间的整体性，而奎因却将整个科学都包括在内，结果许多人陷在整体论中不能自拔。迪昂、奎因认为，理论的简单性、保守性，科学家的机智，是选择理论的标准。波普尔认为这是不客观。波普尔为了避免知识整体论所造成的检验情境中的困难，提出从方法论上假定背景知识是不成问题的。拉卡托斯指出这过于独断，他提出了一种更为精致的方法论决定的办法，来解决整体论带来的问题。但由于他过分强调方法论决定的作用，以至失去了控制，所以他实际上没能解决理论的最后抉择问题。规范主义者都想为理论的选择制定一个明确的、不涉及主观因素的客观标准，即形式化的逻辑标准，但是在如此复杂的科学事业中，不可能将科学

的合理性归结为几条形式化的逻辑标准。库恩认为，理论选择的客观标准当然是有的，自从整体论提出后，人们提出了许多这类标准，如精确性、一致性、广泛性、简单性和有效性等等，但库恩认为这些标准在实际应用中必然是模糊不清的。例如，如何估价精确性，这可能是因人而异、因时而异的；再者，精确性可能要求选择这一理论，而广泛性却要求选择另一个理论，在这种情况下，理论的选择必然与人的主观心理因素分不开，因此完全客观的标准是没有的。库恩转而从历史、社会学、心理学的角度来考虑这一问题。费耶阿本德比库恩走得更远，他否认理论选择有任何确定的标准和规则，而提出了人类利益的标准，这就走向了极端。”[27]

（二）应当在社会实践中理解和解决“判决性实验”涉及的理论选择问题。

“判决性实验”的核心在于竞争理论的选择问题，我们应当在社会实践中理解和解决这个问题。首先，社会生产力的发展为科学研究提供了基础和手段。就拿近代科学来说，就是因为资本主义经济关系的萌发，推动了近代自然科学的出现并使它迅速得到发展，机器大工业的要求及其提供的条件，才使科学实验成为相对独立的实践活动。因此，自然科学得到了全面的、系统的发展，真正成为实验的科学和理论的科学。特别是到了19世纪，由于蒸汽技术的应用和社会生产力的迅速发展，科学实验又全面繁荣，大量新的实验事实涌现出来，以至于出现了能量守恒和转化定律、电磁感应理论化学元素周期律、细胞学说和进化论等重大发现。社会生产力的发展为科学研究提供了基础和手段，“判决性实验”存在根基离不开社会生产和社会实践。其次，科学理论的兴亡本质上由社会实践决定，不是个别科学家或团体决定的。物质生产实践是制约社会结构和社会性质及社会面貌的决定性因素。有什么样的物质生产实践就会有什么样的社会生活，从而也就会有什么样的社会结构和社会面貌。社会的经济、政治和思想文化结构及其发展的状况，都会受到生产方式和社会实践的制约。同理，科学理论的兴亡也是由整个社会实践来决定的，而不单单由科学家或科学共同体来决定。因此，在“判决性实验”中，科学家本身的意志也应当从属于社会实践。再次，科学理论符合社会发展的需要，就会得到承认，反之则反。自然科学的产生一开始就是由生产决定，生产的发展和技术的需求推动着科学的发展。恩格斯在论述近代自然科学同生产的关系时指出：“如果说，在中世纪的黑夜之后，科学以意想不到的力量一下子重新兴起，并且以神奇的速度发展起来，那么，我们要再次把这个奇迹归功于生产。”[28]同时指出：“社会一旦有技术上的需要，则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。”[29]因此，社会生产的需求决定着科学的发展，科学理论符合社会发展的需要，它就会得到承认，反之则受到冷落或摒弃。“判决性实验”中涉及到竞争理论选择问题，如果放在社会实践中，就会迎刃而解了。最后，科学家会考虑经验证据和逻辑推理的作用，但从属于社会实践。“科学知识在比人们通常想象的还要大的程度上是人为的，是由科学家的思想结构或图式（这是一定的文化传统和价值背景的产物）部分决定的。在科学创造活动中，科学家并不是世界所发生的现象的被动的记录员，他不仅利用自己的感官和大脑，而且也利用自己的想象、情感和意志。因此，与对物理世界的描述相比，科学基础中的约

定更多地表达了人的心理和人的关系。”[30]而价值因素则通过约定的形成潜入到科学知识之中，可以说，特定时期的特有的价值体系也会影响科学的具体形态和具体进程。科学家也是社会性的人，他们可能会考虑经验证据和逻辑推理的作用，但又不可能摆脱社会实践的制约。而且，从某种意义上说，不仅仅是价值体系，就连社会心理现象也是从属于社会实践的。如库恩从历史、社会学、心理学的角度来考虑理论选择问题，归根结底，都没能脱离社会实践的范畴。总之，要想合理解决好“判决性实验”的判决效力问题，必须以社会实践为准绳。

（三）“判决性实验”阐释了科学理论检验的不完全决定性。

科学理论检验具有不完全决定性(underdetermination)，这可以在科学理论证实与证伪双重困难得到充分说明。一方面，科学理论是难以证实的；从逻辑方面看，理论的一个正确推论被观察到，并不意味着理论就是正确的，只能说明理论被该实验证据支持，理论仍然可能是错误的。同时，与理论相符的实验数据是无限的，与同一实验数据相符的理论也是无限的。为了简化地处理这些问题，科学家们便运用观察、沉思、比较、直觉等方法，并结合科学理论的内在特征,如可检验性、简单性、逻辑一致性、系统性等来评价和选择理论。从这里可以看出，科学理论的完全确证是有很大的困难的。另一方面，科学理论的证伪也是有很多困难的。对理论不利的证据不一定都是针对科学理论，它应当面向理论及其检验有关的全部整体，这也是迪昂和奎因整体论思想的核心，况且，许多旧的理论或者是新出现的理论在不完善和与观察证据有冲突时，也不能简单地被抛弃的。例如,“古典量子论诞生前的原子理论，绕核旋转的电子按古典电动力学因不断辐射能量而将落到核内,这当然与事实不符。玻尔并没有将它抛弃而是做了改进，遂使量子论得以发展。况且，一个理论在新出现时或在萌芽状态时总是不完善的。如果不符合就抛弃，最好的科学理论也难发展起来。例如，在万有引力问世之初，曾经由于对月球轨道的观测而被认为是错误的。只是经过50年后，才知道这不是万有引力引起的,而是由其它原因引起的”。[31]如此看来，对“判决性实验”的判决效果出现的种种不同意见，实际上都是与科学理论检验的不完全决定性密不可分的。

第3章 合理运用“判决性实验”的策略探究

第1节 运用“判决性实验”排选理论必须坚持互补方法论思维

一、既承认实践是检验真理的唯一标准，又不要把“判决性实验”绝对化。

一方面，要承认“判决性实验”在竞争理论选择中起到重要作用，因为实践是检验真理的唯一标准。社会实践的形式多种多样，社会生活有多少种形式，实践也就有多少种形式。其中，最能体现实践本质特征的是变革自然的生产实践、处理人与人之间关系即改革社会关系的实践以及创造科学文化的科学实验这三种基本的实践形式。因此，科学实验，包括“判决性实验”也是检验科学假说或科学理论的唯一标准。同时，也要重视理论接受的社会历史因素，包括与科学发展的状况相适应的科学共同体的共同信念及科学家的信仰，还有在社会上占统治地位的意识形态，都不是各个社会成员的个人意识的简单相加，而是一种系统化、规范化、制度化了的社会意识。它对每个社会成员精神活动都有着规范作用和导向作用，我们要充分考虑到这些因素对竞争理论选择的影响。

另一方面，我们又不要把“判决性实验”绝对化。应当把检验看作一个过程，积极地发挥其作用。科学实验检验科学假说或理论是一个漫长的过程，列宁说过，认识是思维对客体的永远的、无止境的接近。自然界在人的思想中的反映，要理解为不是‘僵死的’，不是‘抽象的’，不是没有运动的，不是没有矛盾的，而是处在运动的过程中，处在矛盾的发生和解决的永恒过程中。因此，我们应该把科学实验的检验理解为假说向真理、主观向客观的无止境的接近过程。要看到理论的发展性，承认理论检验的复杂性，重视实践对理论本身的评价。通常情况下，一次终审的判决是很难实现的，要在实践中不断的发现真理和发展真理。同时，也不要把影响理论选择的社会历史因素简单地归纳为科学家的兴趣或心理因素等，这是对整体论的一种夸大。西方不少学者在这一问题上，都曾犯过这样的错误，没有解决好整体论提出的困难。“无论规范主义还是历史主义，都没有合理地解决理论的检验和选择的间题，他们提出的种种解决方案，有的仍然过于狭隘，有的则有些离题。选择一个理论，不能只考虑经验证据和逻辑标准，也不能把注意力集中到社会心理因素上，更不能基于所谓人类爱好的考虑。理论检验和理论选择的标准只能是科学实践，知识整体论对理论检验带来的困难完全可以在科学实践中得到解决。”[32]马克思说过，社会生活在本质上是实践的，凡是把理论导致神秘主义方向去的神秘东西，都能在人的实践中以及对这个实践的理解中得到合理的解决。

二、既看到竞争理论之间的对立，又要重视其中的互补效应。

竞争理论中除竞争内容外，还可能有相容的和共同得到确证的内容，也有共同遭到反驳的内容。我们应当以彼此相容的一面为基础，对不相容的一面采取查漏补缺、构造新的、更完备的理论。爱因斯坦的“光量子”学说就是这种互补效应的产物。光的微粒说和波动说曾是两个相互竞争理论，在诸如光的直线传播、光的反射现象等一系列实验检验中，这

两个理论都同样经受住了考验。但是，对于光的折射现象，两个理论却推断出了截然相反的结论：微粒说认为光在水中的传播速度要大于它在空气中的传播速度，波动说却认为光在水中的传播速度要小于光在空气中的传播速度。于是，微粒说与波动说成了两个水火不相容的理论。1850年，法国实验物理学家傅科(Jean Bernard Leon Foucault,1819～1868)根据阿拉果 (Arago，Dominique Francois Jean，1786-1853)的设想（阿拉果1838年开始设计了一个“判决性实验”，打算直接比较光在空气、水和玻璃中的传播速度。却因1848年法国革命和1850年他失去视力，未及完成这一实验就去世了。）设计了实验，用旋镜法去测量光在水和其它透明介质中的速度，得出的实验结果与波动说相符，而与微粒说相悖。因此，傅科断定，光不是粒子，而是波。其实，早在惠更斯和牛顿时期，就有人建议过，解决光到底是一种波还是一种粒子流的办法之一是测量它在水中的速度。按照波动说，光在水里应减慢速度；按照粒子论，则应加快。 1853年，傅科证明光速在水中比在空气中小，这是有利于波动说的一个有力证据。傅科实验被看作是对于光的波动说与微粒说之争进行判决的实验。赫兹（Heinrich Rudorf Hertz，1857-1894德国物理学家）的助手勒纳德(P.Lenard，1862-1947)在1902年发表了对光电效应的第一批定量研究结果。“他测量了在紫外光照射下，铝板发出的电子的荷质比，并确信赫兹看到的火花加强的现象是金属表面发射电子的结果。”[33]他发现光电效应有三个为经典波动理论无法解释的主要性质：第一，光电子的动能只同入射光的频率有关，同入射光的强度无关；第二，每种金属表面都存在一个特征截止频率，频率小于v0的入射光不管其强度有多大，都不能发生光电效应；

第三，只要入射光的频率大于截止频率，则无论它多么微弱，都会立即引起光电子发射，不存在滞后时间。因此，勒纳德实验把光判定为粒子，而不是波。

从以上例子可以看出，傅科实验和勒纳德实验都有着其合理之处，我们不能简单地把它们其中任何一个当成是能判定理论真伪的“判决性实验”。粒子说和波动说实际上有着相容之处，如对光的直线传播、光的反射等现象又都能给予合理的解释，而对于光的双折射现象，两种假说都难以给予圆满的解释。直到近代物理学革命的先锋爱因斯坦(Albert Einstein，1879-1955)提出的“光量子”假设才成功解释了这一现象。此时，当两个根本对立的竞争假说互补地统一起来，构成了一个新的假说，终于使得光的本质得到更深刻、更合理的解释。

三、既客观地看待科学实验本身的结果，又要充分重视科学研究之外的社会因素。

检验理论的实验活动本身是一个历史过程。科学理论是对被研究对象愈来愈逼真的描述，因此，科学理论的检验是一个极其复杂的过程。可以说“一个科学假说，即使是经受了实践检验的，具备解释性和预见性，转化为科学理论，也仍然是相对真理，随着科学实践的发展，它又将接受新的挑战。科学假说和科学理论之间的转化是不会终结的。”[34]我们既客观地看待科学实验本身的结果，同时又必须重视理论接受过程中的社会历史因素，不能机械的、片面地依赖“判决性实验”来绝对地宣判假说的真伪。近年来西方SSK（Sociology of Scientifi Knowledge，简称SSK）学派尽管走向了逻辑实证主义的另一

个极端，否定了自然在认识中的基础地位，从而导致了对科学的全面解构，但强纲领SSK对社会因素的强调与当代科学的社会化有着很大的契合之处。比起默顿（R.K. Robert King Merton，1910-）学派没有触及“科学知识”这个内核，强纲领SSK已毫不犹豫地进入“科学知识”这个传统的禁区。当代科学与社会的紧密联系促成了科学的整体化与社会化等特点。SSK认为所有知识都包含着某种社会维度，而且正是社会因素的复杂性才决定了科学的不确定性。因此，如果把握了与科学发展密切联系的社会历史因素，科学本身的问题可能更容易解决。包括“判决性实验”在内的科学实验的检验问题当然也不例外。库恩的历史主义科学知识观是SSK的重要思想来源。在经典知识社会学和传统科学社会学的基础上，SSK “借助语言哲学和文化人类学思想视角，对库恩的《科学革命的结构》进行‘激进’解读，恢复其中蕴涵的相对主义立场”[35]在此基础上，SSK提出了“后现代建构论科学知识观”。拉图尔和诺尔塞蒂纳的相关观点的要点可归结为“实验室研究纲领”和“行动者网络理论”。拉图尔认为，“科学共同体好比是一个部落，但人们对这个代表文明成就的现代部落却几近无知。尽管传统科学社会学的宏观研究颇具规模，但实际上它却有意无意地构筑了更加牢固的使科学神秘化的认识论黑箱。所以，必须突破默顿规范，主张认知的和技术的规范，以深入到科学知识的内容与本质。拉图尔把这次研究项目称为‘科学的人类学’（scientific anthropology），其主要目的在于揭开科学认识活动的神秘面纱，研究主旨集中于两大问题，即：‘事实是怎样在实验室里被建构的，社会学家又怎样说明这种建构？在事实建构与说明建构之间的区别是什么？’”。[36]

四、既要善于突破传统科学观的科学神秘化思维，又到充分尊重和保护科学中的“未知”领域。

一方面，“判决性实验”是裁定竞争理论的实验，因此需要实验主体有创新的思维和敢于挑战科学禁区的勇气。科学不断地向前发展，科学神秘化不仅使用科学研究思路走向封闭，并极大地影响科学家的探索热情；而且使其在科学实验中瞻前顾后，对科学假说的裁定缺乏足够的信心。甚至还已经成了阻碍科学普及的一道门槛。SSK学派的建构论尽管在有些时候显得有些牵强，但是其把科学知识作为研究的对象，从而突破了传统科学观对科学神秘化的弊端，有可能引导我们形成对科学的正确和全面的认识。与科学实在论不同，强纲领明确表明科学知识是由社会建构的，而且强纲领的核心就在于它认为科学知识的制造过程中社会因素的作用不仅存在，而且起着决定性的作用。当代著名的科学知识社会学家、科学史家史蒂文・夏平（Steven Shapin，1943-）曾经说过，如果科学表征仅仅由实在的特性所决定，那么就不用提供科学知识产生和评价的社会学说明。哈里・柯林斯(Harry Collins，1943-)也认为，“自然界在科学知识的建构中起很小的作用，或者根本不起作用。正是在对实在作用的否定的基础上，强纲领SSK认为科学是社会建构的产物，并努力研究科学知识的建构过程。”[37]如塞蒂纳 (Karin Knon Cetina)宣称：“我们不把科学成果看作以某种方式捕获的随便什么东西，而将把科学成果理解为从所有存在的东西中选择性挑出、转化和建构出来的。我们不考察在科学与科学所描述的自然之间的外部关系，而是将

思考科学事业中那些我们认为是建构性的内部事件。”[38]强纲领SSK的研究主要从争论研究、实验室研究、文本和话语分析等多个角度展开，在很大范围内被广泛认同。强纲领SSK不但在破除科学的神秘化方面做出了不少的贡献，他们对科学的人文价值的倡导，也非常值得科学家们在科学研究时借鉴。强纲领SSK在后现代哲学的思潮中产生，它用一种全新的方式来看待传统事物，对于当今从事科学研究的科学家来说，能起到一种发散思维的作用，特别是在对于一些从事很复杂的科学实验（包括“判决性实验”）的科学研究人员来说，是大有裨益的。对于公众来说，则更能促使他们以一种更加积极的心态来参与对科学的理解与传播。因此，正确看待和合理吸收SSK学派的有益思想有助于从事科学研究和“判决性实验”。

另一方面，从事科学研究需要有实事求是的精神。对于目前科研条件尚未具备的课题或领域，需要充分的尊重未知。防止鱼目混珠，以未知充当已知。除了保护已知，我们还应该保护未知，如果失去了这一部分未知，虽然看来无损于存在和发展的未知世界，但这种未知很有可能正是人类现在或将来所需要认识并能加以利用的极有价值的东西。比如，“新药的研究和开发的一般过程为：①病理学家研究病原因，一般是找出对最重要的生化反应（对致病而言）起催化作用那个酶；②寻找先导化合物，一般是上述酶活性部位的抑制剂（寻找的办法有：随机筛选，观察已有药物的副作用，搜索天然产物，搜索体内的天然产物，等等）；③合成和试验先导化合物的类似物；④构造结构交通关系议程（QSAR），反复挑选出药效好、溶解性强、毒性弱且容易合成的少数几个化合物；⑤用挑选出的化合物做临床试验，一般先用白鼠，再用狗，最后用人体，反复考察化合物的表现（此过程一般历时数年，各国规定不同）；⑥为最后选定的化合物设计工业生产流程，报物主管部门批准投产上市；⑦新药上市后随时注意反馈信息”。[39]这些方法可能效率不够高，也不经济，但只有遵循这些步骤开发出来的药品才能尽可能地保证患者的安全和药物的疗效。先用白鼠，再用狗，最后用人来试验是一种较为科学的方案，因为新药在白鼠身上的有效和无效实际上就是一种“判决性实验”。但这种情况并不一定能推广到人身上，“对白鼠有效即对人有效，对白鼠有效但对人无效”这一对假说又可以进行一次“判决性实验”，因此，需要用狗来进行一次实验，用以比较两个假说的可信度。还有此例中酶、抑制剂等的研究也是对药物本身机理的深入研究，这些都充分反应了尊重已知对于科学研究的重要作用。总而言之，对于进入人类认识领域、特别是已经成为人类研究对象的那部分未知，尤其应当谨慎。如果我们没有充分尊重这部分未知不经过反复的思考，或者未经实践的反复检验就把一些新的认识确凿无误的真知，就不仅仅在“判决性实验”中无法取得满意的成果，并且还会酿成大错。

第2节 把“判决性实验”控制在适当的维度内进行

一、理论在何种维度存在竞争应当事先严密分析。

“判决性实验”存在的前提是有一组相互竞争的假说：如18世纪热学领域的互相竞

争的“理论热质说”和“热之唯动说”就是一对相互竞争的假说。但有些时候，特别是在运用“判决性实验”出现反反复复的结果时，就应当重新考虑我们选择的维度是否适当了。如光的波动性和微粒性之争的一系列“判决性实验”中，在波粒之争的维度解决不了的问题，在波粒二象性这一维度便得到了很好的解决。实际上，“人类认识的本质是人与自然界的相互作用，而人类认识的实质则是要不断地超越对立，从各种纷杂的现象中建立相互联系和相互转化的机制，在更高的层次上看到对立的双方存在着的内在统一性”。[40]在进行“判决性实验”时，应当首先对矛盾假说双方进行分析，考虑在更高层次上是否具有统一性。如果明显存在着统一性，这可能为我们分析问题打开新的思路，而不是单纯地依赖“判决性实验”。相反，如果在伪矛盾的两个假说基础上进行“判决性实验”，则很有可能产生反反复复的结论。因此，选择适当的维度进行“判决性实验”显得很有必要。以一个圆面平行于空间一条直线来说，它在直线上的投影应当是一条线段，线段有两个端点，这两个端点是相互对立的。如果仅仅从一维的直线考虑，那么这两个端点是永远相互对立的；但是从二维平面圆圈角度来看，这两个端点都是来自于圆圈上的点，而圆圈上的点都是无始无终的，因而又是相互统一的。另如，一个三维的U形空管在二维的平面上的投影是两个圆圈，这两个圆圈本身也是相互独立的，但在三维 的U形空管上，它们是连成一体的，是统一的。光的特性波粒之争中，波粒之争本身是一个维度，而波粒二象性则是第二维度，这场争论持续了三个阶段之后，终于波粒二象性特性观点得以确立。在第一阶段：在17-18世纪，牛顿微粒说占据了主导地位，这种学说可以解释许多物理现象，如光的直线传播、光的反射、光的折射等现象；但也存在一些不足，如对光的交叉、光密介质中的速度等现象难以解释或做了错误解释。此外还有惠更斯的波动说，它可以解释光的反射、光的折射、光密介质中的速度等现象，而对光的直线传播等现象难以解释或做了错误解释。在第二阶段，也就是19世纪上半叶，这段时期，波动说占据了主导地位。托马斯・杨-菲涅尔波动说占到了主导地位。因其可以解释：光的直线传播、光的反射、光的折射、光密介质中的速度、光的交叉等现象，使得光的粒子说被瓦解。在第三阶段，两个“判决性实验”傅科实验（支持波动说）和勒纳德实验（支持微粒说）之后，科学家们才终于得出了光的波粒二象性，在这一维度，诸多物理现象才得到合理解释。迈克尔逊-莫雷实验也是这样，迈克尔逊设计思路如下：如果在实验中，周期性的条纹移动被观察到，说明地球表面没有和以太一起运动，而是把以太留下，自身运动；反之则反。迈克尔逊在地球表面上通过实验并没有观察到任何周期性条纹的移动。因此，他认为，在地球附近的以太空间与地球应是完全同步的。考虑到地球可能只拖拽其附近的以太空间运动，那么在离地面较远的地方应该可以看到条纹，但是，在海拔很高的山上，还是没有观察到条纹，这让迈克尔逊很吃惊。这时，认识陷入了困境，要想摆脱困境，唯有从新的角度来超越对立，使认识达到一个新的水平。后来的研究，人们发现以太并不存在，如果在当时，在两难选择中，如果能再上升一个维度，那么就不可能设计这样一个没有实效的“判决性实验”，而是去考查如何辨明是否有以太存在，而不是在未断定其存在的情况下就去捕捉其痕迹。超越对立，在新的

维度上从事“判决性实验”对于从事科学实验显得非常重要。实际上，在生活中，许多看似对立的东西或概念都是在新的维度上相互统一的。如快与慢的对立在过程这一层次上可以统一，好和坏的对立在参与这一层次上可以统一，供给与需求在调节机制的层次上可以统一，体力和智力在综合能力这一维度上可以统一等等。自然界是一个对立统一的整体，正如同一不能完全排除对立一样，对立也不能完全脱离同一，差别和对立总是与同一相联结的。黑格尔说：“在对立中，有差别之物并不是一般的他物，而是与它正相反对的物；这就是说，每一方只有在它与另一方的联系中才能获得它自己的本质规定，此一方只有反映另一方，才能反映自己。另一方也是如此；所以，每一方都是它自己的对方。”

二、严格把握“判决性实验”的机制，提高判决结论的确定性。

一方面，尽管现有的理论或假说可能并不能包含所有的情况，但仍有可能排选出在某一角度或某一方面相互竞争假说的时候，同时从三个方面来提高假说到结论蕴涵的可靠性：1.提高实验测量的精确度。2.通过模拟实验来实现对较为复杂的实验进行控制，同时运用设立对照试验的方法来降低次要因素对实验的影响。3.在实验中尽可能地降低主观因素对实验进程和结果的干扰。

另一方面，对于竞争理论的确立应确定合适的角度，设法减小相互竞争假说的相交织的空间。并在实践过程中多次运用“判决性实验”，使竞争理论的选择处在不断发展的过程之中，这样就可以尽可能减少决策失误带来的损失。另外，理论的核心和保护带应当尽可能相对明确的加以区分，并同时针对核心和保护带理论设立相应的“判决性实验”，这样就可以解决因整体论带来的困难。 [41]

第3节 运用定量研究与定性研究相结合的原则实现对“判决性实验”的实际操作

从事“判决性实验”，要想获得较高的准确度，需要坚持定量研究与定性研究相结合的原则，定性研究可以判定对象实体是否存在、结构如何、各要素之间具有何种联结等。定量研究是通过科学仪器来测量被观察对象的各种数量关系、刻画对象的数量特征。考虑到对竞争理论的排选，通常的“判决性实验”的结果的判别都是以定性研究为主的。如果把定量研究与其结合在一起，将会使得判决的结果更加准确和直观。有的时候会出现竞争理论不能一次性的排选，要经过多次的验证才能确定，运用定量研究可以确证在多大程度上竞争一方获胜，并计算出其机率有多大。这是仅用定性研究无法达到的。单纯的用定性研究可能有以下两点缺陷：一方面，由于缺乏定量化和严格精确的观察、测量、统计、计算和表述，其不能对特定事件给出严密的描述、说明、解释和阐述，其具有不精确性。而且不具有严格的操作规则或实践规则的约束，研究结构具有很大的任意性，在主体、对象、时间、空间和条件等各个因素之间均存在很大的跳跃性，基于不同的背景知识，会使研究者因为没有统一的标准而在研究中出现工作偏差。另一方面，定性研究是以经验描述为基础、以归纳逻辑为核心。它缺乏严格的公理化系统的逻辑约束，结论不具有确定性，因而

在研究中会出现一些错误或误差。在“判决性实验”的实际操作中，应当把定性研究和定量研究结合在一起，唯有这样，才能让判决效力和结果具有更高的准确性。从哲学上看，定性研究和定量研究也是统一的。定性研究的结果依赖于定量研究获得数据与测量标准相比较的结论，定量研究建立在定性研究的基础之上，其研究目的是为了确切地弄清楚竞争理论在多大程度或概率上获胜，最终的结论仍然会以定性的特征表达出来。另外，定量研究本身也具有许多定性研究不具备的优势：首先，“定量研究为运用概念和技术去研究自然提供了必要条件。它所获得的结果表述了一个数字与其给定对象之间的关系，利用此关系进行创设，再加上其它的关联，就可用来提出等式进行预言。”[42]其次，定量研究精炼了科学结构。“定量研究确立了不同表现形式的特定属性之间的度量顺序，使科学事件便于经受数学描述的检验，把物理学与数学联贯了起来。因此，具有与经验关系同构或同形的数字集合的演算，能够让我们作出关于自然规则性或规律的简洁陈述。”[43]最后，定量研究作具有简洁性、准确性、普遍性和不变性。简洁性是说它所给出的数量信息，如果用其它方法表达，就需要更多得多的话语。准确性是说由数字定位的特定存在（如某物温度的持续变化），如果用其它方式，将无法准确规定。普遍性是说测量能够以数学的形式化语言去表达与它相关的事实，这种测量语言易于被一致地和普遍地理解。不变性意指测量是客观的而不是主观的，它构建了某种恒定的描述。总之，“判决性实验”的研究是一项复杂的工作，只有把定性研究和定量研究结合起来，才能真正解决好竞争理论的选择问题。

在定量研究与定性研究相结合的具体研究设计上，目前比较公认的设计方法有美国学者马克斯威尔提出的整体式结合法和分解式结合法。“所谓的整体式结合是把质的研究和量的研究作为独立的方法和过程，在总体的研究设计中，将它们结合起来使用。比如，顺序使用，即先使用一种方法，然后使用另一种方法，或者平等使用，即同时使用两种方法，或者分叉使用，即先使用一种方法，然后再把两者结合起来使用。所谓分解式结合是把两种方法分解为多个部分、多个阶段，然后在不同阶段上进行重新选择，交叉使用各个具体部分，组合成一个新的、完整的研究过程。分解结合有三种设计方案：一是混合式设计，即把质的研究和量的研究都分解为研究设计、测量、分析三个部分，然后，把两种方法的各部分进行交叉使用；二是整合式设计，即两种研究方法在不同的层面上同时进行，并且保持互动；三是内含式设计，即以一种方法作为总体研究框架，让另一种方法在其中发挥作用。”[44]此外，系统科学也为质的研究与量的研究有效结合提供了有效方法。系统科学认为，开放的复杂系统是无法用单一的定量方法或定性方法来研究，而必须把专家系统、统计数据和信息资料、计算机技术三者有机结合，构成一个高度智能化的人机结合体系。它的具体操作步骤大致如下：“首先，在科学理论、经验知识和专家判决相结合的基础上，提出一个经验性的假设、判断或猜想。其次，建立数学模型。经验性假设、判断或猿想往往都是定性认识，不能用严谨的科学方式直接加以证明，需要通过简化、抽象和操作化定义等方式建立参数模型。然后，在统计数据、各种住处资料和数学模型的基础上，编制相应的程序软件、录入数据进行计算机模拟和仿真，研究系统在不同输入下的反应和动态特

征，以检验经验性假设的正确性。最后，经过人机对话、定量计算、反复对比和逐次逼近，形成关于系统的整体性认识。”[45]关于定性研究和定量研究的关系，我国数学家王梓坤院士曾有如下一段精辟的总结性论述：“一般地，研究性质的属于定性，求出数量关系的属于定量。定性是定量的基础，定量是定性的精化。定性决定一个塑像的身段轮廓，而定量则规定身段各部分的尺寸。因此，二者是互相补充的。”[46]

第4节 社会科学中“判决性实验”的运用策略

社会科学中的判决性实验与自然科学中的判决性实验既有共同点，也有其不同点。因此，其在操作方法上也应有所不同。共同点在于两点，一方面，实验是实践的一种形式，无论自然科学还是社会科学，实践都是检验真理的标准。另一方面，在社会科学的理论评价中，实践检验也是确定性与不确定性的统一。不同点在于，首先，社会科学领域中的判决性实验不一定具有可重复性。其次，社会科学的理论具有一定的时空性。在规律的适用深度和广度上是比自然科学的理论复杂许多的。再次，社会科学理论逻辑化及定量化没有自然科学那么明显。最后，在定量化研究方面，社会科学也比自然科学领域的情况要复杂很多。根据这些特点，我们可以从以下几方面入手解决：

一、要对研究对象进行严密的逻辑分析

一般说来，社会科学领域的实践检验是多次检验和重复的过程，在检验的过程中会出现曲折，而且曲折是不能完全排除的。比如，我国自1985年“医改元年”以来，医疗体制经过了几次变动，从公益到市场，再由市场到公益，花费了巨大代价。目前启动的新医改更是每一步都必须小心谨慎，要理顺各方利益，将惠民政策落到实处，稳扎稳打地前进。这一艰难的历史进程充分表明，社会科学领域的实践检验的复杂性和曲折性，这要求我们始终要保持冷静的头脑、要对现实进行严密的逻辑分析，并以坚强的毅力、必胜的信心战胜困难，最终取得胜利。同时，要多层面、多角度地研究社会现象，并辅以质量相结合的方法来解决问题。“由于社会研究对象是人和人类社会，而社会是一个多变量、多因素、多层次的复杂的动态系统，社会研究方法论并不是唯一的，而是多元的，存在着多种研究范式。每一种研究范式都是从一定的视角、侧面、层次和阶段对复杂的社会现象的描述、说明、解释和理解。”[47]正如人格心理学家赫根汉所做过后一个形象的比喻：“研究对象就像是漆黑房间里一件不能直接触及到的物体，研究范式则是从各种角度投向该物体的光束。光束越多，照射角度越不同，人们对该物体获得的住处就越多。”[48]用量的研究对社会事实进行精确的、实证的研究，并用质的研究方法对社会现象进行理解和体验，从而全面整体地把握社会现象的本质。

二、要灵活运用阶级分析法和历史分析法

社会科学中的许多现象原因与结果往往交织在一起，理论或政策之间的比较可以较难以单纯的“判决性实验”来检验，这就需要根据阶级和阶级斗争的理论和观点来研究阶级

社会历史问题，并运用发展、变化的观点分析客观事物和社会现象。客观事物是发展、变化的,分析事物要把它发展的不同阶段加以联系和比较,才能弄清其实质,揭示其发展趋势。矛盾或问题的出现总是有其历史根源,只有弄清来龙去脉,才能提出符合实际的解决办法。与自然科学相比，研究社会的科学可能比较难以摆脱人的价值观念，以致自然科学被称为事实科学，而社会科学被称作价值科学。德国社会科学家马克斯韦伯曾对价值问题做过比较系统的研究，他强调社会科学与自然科学在本质上的差异，因为人类的社会行为过于复杂（韦伯将其分类为传统行为、感情行为、目的理性行为、和附带行为），所以不可以完全照搬传统自然科学的方式加以研究。为了避免以价值偏见影响人们对社会现象的观察和理解，影响人们对于社会科学理论的评价，韦伯提出过价值分析、理想类型，以主价值无涉等问题。韦伯关于方法论的著述在国际学界有很广泛的影响，他的见解虽然引起争议，但毕竟能把社会科学方法论研究引向深入，其研究方法在社会科学研究中有一定的借鉴意义。同时，在社会科学领域中从事“判决性实验”，遇到的问题往往比起自然科学领域要复杂很多，我们可以把复杂的问题，分解为相对简单的问题，通过具体的实践去逐个进行判别，再综合进行研究。如计划和市场的关系，我们党在比较和选用这一对经济模式上花费了大量精力，从农村联产家庭承包责任制的施行，城区企业股份制改革，直到全国范围内全方位市场经济体制形成及入世的重大举措，无处不体现着小的“判决性实验”的存在。

三、要重视运用数学的工具来从事社会科学领域中的“判决性实验”

不同理论假说的检验离不开数学的工具，比如欲检验五年来某地区的住房消费比重是上升还是下降这一对竞争假说，可通过搜集收入、地价、原材料价格等多种变量的数据，用假定和计量的方法、统计学的知识分析住房价格与各因素的相关程度，再加入通货膨胀、利息率等现实因素，便可得到较为客观的结论。类似于自然科学，数学方法可以借助于多种经验模型。近些年计算机技术的大量普及，使社会科学领域的理论及其数学模型得到较为准确的测算、比较，更容易接受实践的检验。“有些学者提出了这样一种看法或预言：物理学中所发现的‘混沌’现象与社会经济活动比较相似，可以期望从这里找到两者共同的或类似的规律性。还有学者把物理学中非线性动力学方法渗入经济学，产生了一个新的经济学分支——‘非线性经济理论’或称‘混沌经济学’。”[49]运用数学的工具在某种程度上可以弥补“判决性实验”本身的机制的不足，提高实验的判决效力。数学方法在社会科学中的应用具有两个重要的特征：一方面，数学方法需要创造假设条件，其目的是简化社会现象的复杂性。如数量经济学的假设条件中往往包含了其理论假说演绎的大前提，即理论假说或假设条件的核心，它蕴涵理论假说的基本思想、主要结论和演绎的最终前提。这使得竞争假说之间的关系变得明晰。另一方面，数学工具的重要特点就是运用演绎法。演绎推理是必然的，不是或然的。换句话说，如果推理的结论不正确或通不过检验，则问题一定出在假设条件部分，而与逻辑推理过程无关，这一点对“判决性实验”中从假说到结论之间的推理可靠性至关重要。

科学史上关于“判决性实验”的争议一直不休。但实际上从深层次看，一种观点认为“判决性实验”不存在，这并不代表可以把其永久地抛弃，因为它确实可以解决诸多理论选择难题；另一种观点认为“判决性实验”存在，也不表明就可以一劳永逸地安全使用这个工具。我们应当更多地花时间去研究其使用范围、使用方法，使其使用效果最优化。真理和谬误仅一步之遥，在科学研究中，“度”的把握显得尤为重要。我们深信，如果实现了对使用“判决性实验”之“度”的最佳把握，那么它完全可以成为科学方法中的一棵常青树。

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