科学理论评价的标准和尺度

作者:张之沧

自然辩证法研究 2002年10期

  中图分类号:B089.1 文献标识码:A

  如何评价科学理论,如何看待科学理论的好坏优劣,判断其合理性与现实性,这是一项复杂的工程。它不只涉及科学理论的实践效用和由之产生的诸多事实数据、评价技术、评价方法和评价模式,还涉及到科学评价的基本理论。本文主要论述的就是有关评价理论中的原则、尺度和标准问题,而且比较系统地采纳和综合了知识史上的知性论、理性论、实证论、实用论、否证论、逻辑实用论、工具论、科学游戏论、经验适合论、以及后现代生态论中有关科学评价的基本思想和观点。并将它们纳入一个整体,成就了一种丰富而实用的评价理论。

  1 知性标准和理性标准

  关于科学理论评价,康德提出一种知性标准。在他看来,人类先天具有感性、知性和理性三种认知能力。正是知性能力把人的各种知觉转变为经验或观念,继而置于统觉之下,形成普遍的法则和科学理论。因此评价科学理论也不能离开知性基础上的知觉判断和经验判断。所谓知觉判断就是把几个直接产生于感官且作为经验基础的知觉拿来相互比较,并在自我意识的一个特殊情态里把它们联结起来进行的判断。由于这种判断只具主观有效性,不涉及知觉对象,从中人们还得不出判断的普遍有效性和必然性,因此“在知觉能够变为经验之先,还需要有一种完全不同的判断。已经提出来的直观必须被包摄在一个概念之下,这个概念规定有关直观的一般判断形式,把直观的经验的意识连接在一个一般意识里,从而使经验的判断得到普遍有效性”[1]。知觉判断要上升为经验判断需要连接一种先天的理智概念。这种概念的职责就是给一个直观规定出能够供判断之用的一般形式。这样,不仅一切自然科学知识都是人的先天知性能力对直观、知觉和经验进行综合判断的结果,而且在理论评价上,康德也主张只有将一切知觉和经验都建筑在先天的理智概念上,才可能转化为“一种客观有效的经验知识”[2]。只是这种经验知识并不就是客观或绝对真理,充其量只具有真理的可能性。因为“一切先天综合原则都不过是可能经验的原则。它们永远不能是关于自在之物的原则,而只能是关于作为经验的对象的现象的原则。……决不能涉及现象以外的任何东西,只能是或者表现一般经验成为可能的东西,或者表现那种从这些原则得出来的,必须能够在任何时候被表现在某种可能的经验之中的东西”[3]。因此康德的科学理论评价,虽然坚持了经验判断原则,但由于他的经验具有先天的纯理智性质,一切经验都是包摄在先验的自我意识之中的直观或知觉,这就使他的知性评价标准必然陷入先验论和不可知论。

  与康德的知性标准不同,黑格尔则突出科学评价的理性标准。他认为人类拥有的知性能力虽然能够透过现象,把握事物本质,并形成概念,却不能把握现象与本质、思维与存在的辩证关系。因此人们不应该把科学理论只限于知性层次,而应将其规定为人类最完美的绝对知识,因为“惟有科学才是精神关于它自身的真知识”[4]。据此,他把一般科学家从事的自然科学称为经验科学,即以知觉经验为基础的、处于人类知性阶段的科学。这种经验知识或自然科学知识只能是人类由理性所获得的科学理论产生和发展的条件;人类只有借助理性把经验科学的知性认识转化为概念,才能产生真正的理论科学;才能真正做到抽象与具体、普遍与特殊、必然和偶然、要素与系统、经验与理论的辩证统一。他批评那种蔑视理论思维、以纯粹经验为标榜的自然科学家说,经验物理学包含的思维比它知道的要多得多。假如物理学仅仅基于知觉,知觉又不外是感官的明证,那么物理学家的行动就似乎仅仅在于视、听、嗅等等,而这样一来,动物也就会是物理学家了。然而“科学作为一种精神世界的王冠,决不是一开始就完成了的。新精神的开端乃是各种文化形成的一个彻底变革的产物,乃是走完各种错综复杂的道路并作出各种艰苦的奋斗努力而后取得的代价”[5]。科学理论既不是粗糙经验的总结,也不是来源于先天观念或肤浅的知性或单纯的直觉,而是来源于概念思维本身的运动和对知觉经验的改造。因此在知性基础上获得的科学理论还算不上绝对知识或真理,只有通过辩证思维对人类经验重新建构的科学理论才是真正的科学知识。

  2 实证标准和实用标准

  关于检验和评价科学理论的“证实原则”,即“实证标准”是实证主义者孔德在继承经验论基础上提出的。他说,从培根以来一切优秀的思想家都一再地指出,除了以观察到的事实为依据的知识以外,没有任何真实的知识。因此评价科学理论的惟一依据就是依赖观察和实验获得的经验事实,凡是能被经验证实的理论就是科学真理;反之是虚假和谬误。经验是评价科学知识的真理性标准。一个理论的好坏就看它与经验内容符合的程度。但是这种“实证标准”的僵死性及不可靠性,很快就遭到批评。于是20世纪的罗素和维特根斯坦在逻辑原子主义基础上,又提出一种新的检验和评价标准,那就是评判一切科学理论的真假和意义都需要遵循两条法则:一要符合逻辑法则;二要经验上可以证实。

  逻辑实证主义继承上述观点,一方面坚持评价科学理论必须依赖经验,因为“没有一种理解意义的办法不需要最终涉及实指定义,即全都要涉及‘经验’或‘证实的可能性’”。另一方面,由于看到“证实原则”太拘泥于“眼见为实”,在实际中并非只有被经验证实才是好理论。如果这样,就会把许多因检验手段的局限性暂时不能证实的理论排除在科学真理之外,于是他们又提出逻辑上的“可证实原则”作为对“实证标准的”的补充;指出,一切理论只要逻辑上可证实,就有意义。由此,逻辑经验主义者卡尔纳普将经验“证实原则”修正为经验“确证原则”。他说,如果把证实了解为对真理的完全确定,那么一个全称语句,如物理学的一个规律,就决不能被证实。但是“如果在这种检验性实验的连续系列中没有发现否定的例子,而肯定例子的数目却增加起来,那么我们对于这个规律的信心就将逐步地增强。这样,我们就可以说该规律的确证在逐渐增长,而不说它被证实”。赖欣巴哈为了强化“经验确认”概念,又提出“概率确认原则”,认为经验与真理之间只存在或然的概率蕴含关系,即“概率联结”。任何科学理论只有在人们有可能权衡其概率的情况下,才有意义。“自然中的事件与其说像运行着的星体,不如说是像滚动着的骰子;……科学家与其说像先知,不如说像是赌博者。他只能告诉你他的最好假定,而绝对不能事先知道这些假定的真伪。”[6]因此由经验归纳出的科学理论只是概率知识和或然真理。

  实用主义者则另辟蹊径。他们既不坚持逻辑的崇高和坚实,也不固守外在的感觉经验,“而是去看最后的事物、收获、效果和事实”;为此,提出“实用标准”替代“实证标准”,在詹姆士看来,科学理论的好坏优劣并不存在于思维和实在的符合,而在于应付环境的过程中取得的效果。如果有一个概念,能用它很顺利地从一部分经验转移到另一部分经验,将事物完满地联系起来,很稳妥地工作起来,而且能够简化劳动,节省劳动,那么这个概念就是真的”。杜威也主张,一切科学理论不管如何精致,都必须视为假设和工具,视为对一定环境的适应和改造。其价值不在于自身而在于功效。如果成功,它们就是可靠的、好的和真的。如果不能排除纷乱、免脱祸患,它们便是虚妄或伪科学。

  美国哲学家W.蒯因结合经验“证实原则”和“实用原则”,提出逻辑实用主义的评价标准。他认为科学评价的最小单位或“具有经验意义的单位不应该是句子,而应该是科学的整体”。在该整体中,各种知识和理论共同组成一个互相联系、相互作用的网络;对此,人们无法单独检验和评判一个理论的真伪优劣;即使一个理论与经验事实发生冲突,人们也无法判定是该理论错了,还是周围的其他理论错了。因为对该体系中的其他命题作些调整,就可能抵消这种反证。所以评价科学理论,要联系知识背景中一系列相关要素与内容。

  3 游戏标准和生态标准

  关于科学的游戏性质,恰如诺贝尔奖得主弗莱明所言:“他不是在做研究时,而是在做游戏时发现了青霉素”;“正是做游戏的人作出了最初的发现,而更按部就班的科学家发展了这些发现”[7]。事实上,不仅早期科学家从事科学的目的远离功利,如文艺复兴后的哥白尼、牛顿等都是通过把探索自然奥秘看作是一种最快乐的游戏和最甜美的满足,而步入科学殿堂;就是在19世纪科学变成人的谋生手段后,科学的游戏性质依然在发挥作用。首先,科学家选择科学仍多是出自猎奇心和求知欲。比如爱因斯坦献身科学就是由于被自然界向人类所显示的数学体系的简洁性和优美性强烈地吸引。彭加勒也承认科学家研究自然,是因为喜欢它,因为它美。“科学家之所以投于长期而艰巨的劳动,也许为此缘故甚于为人类未来的福利。”[8]其次,科学像艺术一样能够深深唤起人的激情。比如伽利略编织的力学宇宙不仅能激起人们无限赞美的情感,且能使人们对理性产生热烈的追求与坚定的信念。所以不仅科学活动体现着人对美的追求,其结果也体现着美的本质。正是美感使科学与游戏紧密结合。许多科学家都是在把科学当作高级的游戏过程中,揭示了大自然的奥秘和真理。今天把科学看作一种公众游戏,特别有利于人们对科学本质的认识和科学理论的正确评价。

  与游戏论者相似,后现代主义者也认为科学不应该祛魅人生和宇宙,要力求建立人与自然的和谐统一。人们应该从生态学角度来理解科学价值。世界不是现代科学所描绘的一个个孤立无助的领域,而“是一个有机体和无机体密切相互作用的、永无止境的复杂的网络”,因此评价科学理论决不能以人为中心,应当允许人类和非人类的各种正当利益在一个动力平衡系统中相互作用。后现代科学不应是还原论的或绝对论的,而应是整体系统的、多元综合的和协同学的。在后现代科学中,人们必须把价值观和时间视野向远处延伸。在思想深处要接受“近似”概念,不要陷入“决定论”的泥沼。宇宙和社会的变化多于人类理性提出的许多貌似有理的“规律”和观念。它更需要人类丰富的想像力、直觉、推测乃至幻想。人类要在一种超工业主义基础上,遵循一套定义完备的价值和道德准则,创建更深远、更完美的科学技术,建立更符合自然、更贴合人性的社会。科学理论将“实实在在地走向民众,走向人类的和平与正义事业”,因此评价科学理论,任何时候都不能离开其内在的道德属性。

  4 可否证度和支持度

  批判理性主义者波普尔一反归纳传统、证实原则、概率确认和实用标准,在理论检验和评价上提出“经验否证论”。指出,由于任何科学理论都是普遍命题或全称命题,而有限的经验能证实的只是个别或单称命题,个别无论如何都不能通过归纳上升为一般,因而经验也不能通过证明个别而证实一般,所以“证实原则”对于理论的检验和评价,是一种缺乏逻辑根据而毫无意义的原则。它永远不能使科学理论摆脱假说或猜测的命运。但波普尔又认为人们虽然不能利用经验来证实科学理论的普遍性,却可以通过经验否证个别命题来否证理论的普遍性。只要人们在反驳理论的过程中,发现有一个经验事实与已有理论发生矛盾,就可以证明理论为假,从而否证它。所以科学理论的评价和验证不是逻辑证实,而是一个不断否证的过程。“衡量一种理论的科学地位的标准就在于它的可否证性,或可反驳性,或可检验性。”[9]一切科学理论作为一个潜在否证者的类与可否证度成正比;前者越大,后者越高。从经验内容来看,一个理论提供的信息量与其可否证度成正比;前者越多,后者越高。由此,科学家追求理论的精确性和普遍性与其可否证度相一致。一个陈述的精确性越高,陈述的普遍性越大,则否证度越高;理论的否证度越高,就越容易否证,它也就愈具有猜测性,因此为了进一步判断和评价科学理论,波普尔又提出逼真性和逼真度的概念,指出,一种科学理论虽然只是对世界的猜测,并不反映真实世界,但并不是说科学理论与真理无关,它能够通过不断否证和猜测而逼近真理。科学理论具有逼近真理的性质叫做逼真性,而其逼近真理的程度叫做逼真度。不同的科学理论具有不同的逼真度,理论越进步,逼真度就越高,其真实内容的含量就越大。科学发展的过程就是科学理论的逼真度不断提高的过程。

  拉卡托斯发展了上述观点,认为应该把一切科学理论都置于科学研究纲领中。在科学理论、背景知识、初使条件三者的组合与实验发生冲突时,可以通过调整背景知识来拒绝反驳理论。所以实验不能简单地推翻理论,理论不能被经验证实,也不能被经验否证。在理论评价的方式上,他赞成杜恒的逻辑上有可能以无限多的方式调整理论背景使其不被反驳的观点,但必须以非特设方式进行调整。调整后,获得的理论Tn若成功地消除理论T遭受的反驳,预言了新事实,那么理论T被否证。为此,他提出“经验预见原则”,认为任何理论只要拥有较多的经验内容和较大的预见性,就能确证其“真实性”,并否证一个经验内容较少、预见性较小的退化的研究纲领。这是方法论否证主义评价科学研究纲领真伪的经验基础。“它与独断主义的否证是很不相同的。对独断主义来说,如果一个理论被否证,它就被证明是假的;对于方法论否证主义来说,如果它被否证,它也许仍是真的。”[10]

  与否证论不同,库恩认为一切科学理论和科学范式的形成与抛弃都决定于科学共同体的心理信念。因此理论评价,实质上是科学共同体面对相互竞争的理论和范式进行选择的过程。选择标准就是一切科学理论拥有的五个基本特征:精确性、一致性、广泛性、简单性和有效性。正是这些特征构成评价一切科学理论真伪好坏的标准化和支持度。而费耶阿本德则从相对性原则出发,指出,一切理论的重要价值都是通过不同理论、观点的比较、竞争和选择而发现的。为此他倡导一种“增多原则”,反对否证论的“一致性原则”,认为这个原则消除许多有价值的试验,减少了理论的经验内容和事实总量;只有借助选择才能使许多检验理论的事实不被排除。所以选择不是减少而是增加理论和事实的总量。人们要站在相对主义角度,以平等权利消除绝对理性的孤陋寡闻;铲除真理概念周围一个浩如烟海的无知领域。

  5 可信度和适合度

  科学实在论在理论评价上,一反非理性传统,坚持科学理论的客观真理性。比如普特南就针对实用论、工具论和相对主义,维护“真理符合论”,强调科学理论就是表述外部世界;决定科学理论的真假好坏不是人的主观感觉、内心结构,而是外部事物。人们不能立即到达客观真理,只能随着科学进程逐渐趋向真理。究竟何种理论更接近真理,既要看它对经验事实的解释,所作的预言和精确性程度,也要看它是否维护了先前的理论关系和明显的指谓对象,以及它是否能够解释先前理论在一定范围内成功的理由。为此,他提出一条“合理可接受性标准”作为检验和评判科学理论的依据。夏皮尔则从“信息域”的观点出发,指出,科学进步不是取决于“合理可接受性”,而是取决于“信息域”的进化,看其是否:重新设想信息域的中心问题;增加新的信息项,即增加新的科学概念、科学定律、定理、理论学说,及各种科学事实和材料;分裂和融合现有的信息域,信息域的分裂表现为新学科的不断增生,信息域的融合将产生大量的横断学科和综合性学科;修改信息域中的有关信息项,推动科学发展。因此评价科学理论的标准就是看其所在信息域的质和量,以及科学家在评价和选择科学理论过程中确认的“可信度”。所谓“可信度”就是人类在长期社会实践中对各种科学理论的有效性或其社会价值形成的信念度。它通常具备三个条件:成功性、无怀疑性和相关性。凡是符合这三个条件的理论就是真的和好的。反之,就是假的和坏的。夏皮尔认为评价科学理论,除了由成功性确定的“信念”外,没有更好的依据和标准。

  与科学实论者不同,L.劳丹认为人们接受或拒绝一种科学理论,是通过选择最高程度解决了适合度问题而实现的。只有选择那些比竞争对手能够更好解决问题的传统才是积极的接收。一般说来,新的研究传统都具有较高的解题效力、较快的进步速率与更多的合理性。它和科学理论之间的关系与一个旧的研究传统及其构成理论之间的关系相比,总具有更大的适合度。所以科学进步的标志之一是把反常问题转变为已解决的问题,而且要看它究竟解决了多少问题,遇到多少反常。一切科学理论“作为在科学上适当的或合理的主要方式是与我们究竟能最大限度地把科学研究传统的进步扩展到什么程度有关”[11]。

  与劳丹相似,范·弗拉森立足建构经验论,就科学理论的真理性指出,科学只旨在给予经验上适合的理论,而接受一种理论涉及的信念也只在于经验是适合的,或当且仅当其“拯救了现象”。所以相信一种理论是真的,或它是经验适当的,并不意味着相信对该理论的充分接受将被证明为正确[12]。科学的目的只是产生一个关于世界字面上真的故事,不是追求一个提供普遍的认识对象的真理。在一切科学理论的模型中,除了经验子结构外,其它成分,如公理系统、理论假设等都无客观性可言。“我们虽然可以用语言编织一个丰富多采的织锦来描绘自己在这个世界中编织而成的肖像,但其结果一定是将自身描绘为完全无知所编织的图像为真的条件”[13]。因此一种理论不一定是真的才是好的。

  综上所述,评价任何科学理论都要结合其真善美的本性,既要考虑其经验性和实践性、真理性和实用性、简单性和确定性、实证性和否证性、猜测性和逼真性、游戏性和相对性,也要考虑其“自我定向的独立性”、尝试性、开放性、批判性;更要站在后现代生态学高度,综合评价它的心理支持度、日常可信度、经验适合度以及必然拥有的道德属性。

  收稿日期:2002-02-26

作者介绍:张之沧(1948-),江苏邳县人,哲学博士,南京师范大学哲学研究所教授,研究方向为科学哲学。 南京师范大学 哲学研究所,江苏 南京 210097


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