11第11章

    第11章    躯体从不说谎

             除了豺狼的利齿外

             还有什么能磨出羚羊的健肢？

             除了恐惧

             还有什么能使鸟长翅？

             除了饥饿

             还有什么能赋予苍鹰以利眼？

             世界之宝

             来自暴行

                                ——杰弗斯（Robinson Jeffers）

    有一次，有位在著名大学教物理的朋友向我抱怨，他很难教懂非科学背景的学生有关量子力学的基本观念。他说学生很聪明但没劲，它们无法对奇妙的量子力学有任何兴奋之情。我想不通为何他有此困难，于是建议道：“告诉他们电子如何穿透能障，就像物体穿墙一样。那和日常经验完全不同，好像魔术一般。或者告诉他们量子场论的观念——宇宙万物都能以充斥各处的‘场’来表现，场还代表粒子出现的概率，这是个奇怪但绝对正确的看待宇宙的方法。”

    但朋友告诉我这些他都试了，效果不彰。根本的原因是，学生看不出量子力学有何特别奇妙之处。他们已习惯在电视、大众媒体与不负科学责任的报纸、杂志中长大，他们相信飞碟、灵异、可以带他们到另一个世界的心灵旅行。比较起来，量子力学似乎显得平淡无奇。

■理想与感性的竞赛

    据调查显示，有70％的大学生相信，有灵异现象或超自然力量存在。不幸的是，经验科学绝对无法和哲学玄学竞争，以吸引学生兴趣。若理性和感性竞赛，感性总是赢的一方——至少短期内如此。

    我有时会浏览书店中的灵异书籍，不为其他特别理由，只为确定自己对科学的执着。这些书大多写得颇严肃。看这些作者想象力多名丰富，他们的想象及感觉是诚恳的，但他们的解释却常是自我欺骗。因此，这类书写的“事实”，总是带有欺骗意味。诞生有一点绝非骗人：这些书显示了人类有和外界作精神联系的需求。这种联系使人觉得生存有力量，活得有价值。在此，人们觉得他有独立价值，而非只靠社会地位存在。

    灵异书籍是诉诸人们渴望自由、想从无聊的物质世界解放的心理。书中所谈的不出各种灵异层次——或高或低的精神力量、启灵的程度、大我小我、大师与初学者，哲学阶层观念反映出和尘世相同的价值观。迷信它的人，会试着翟讯自己在这精神阶梯的位置，如何努力修行往上爬，或追随某一位大师。最后达到一种美其名曰“开悟”的心智状态，然而， 不真实的事物中永远不会有真实的道德价值。

■科学为何成功

    虽然量子理论和哲学灵异家的“发现”比较起来看似平淡得多，但不管你信还是不信，它总是真的。在1920年代发展出来的量子理论，已完全转变了物理学家对物质世界的看法。决定论的牛顿物理学虽盛行了几世纪，遇到原子也必须大幅修正。在牛顿的世界观的物理学家被量子理论逼得不得不作出新的结论。这些结论彻底改变了我们的世界。

    像量子理论这类的经验科学开始萌芽、发展，继而大功告成。科学家发现新领域的真理，着重实用性的人将之变成产品，例如消灭疾病的疫苗、演唱寿命的药、环绕地球的电子通讯系统月球之旅等等，这些都是现代文明令人赞叹的成就。毫无疑问，科学是真正成功了。但它为何成功？科学家到底做了什么使它如此成功？在本章，我将回答这些问题——答案也就是一般大众所谓的“科学方法”。

    有大量讨论科学方法的哲学文献，想试着回答科学为何成功，科学家到底做了什么的问题。这种努力可说全然没有价值。因为这些书大多是由没做过科学研究的哲学家写的，“科学方法”变为不是“如何”而是“应该如何”，完全与实际无关，科学家尤其看不懂。

    当然，科学家也写一些有关“科学方法”的东西（尤其当他们年老时），因为有了实际的经验，他们不会犯哲学家的错误。但他们往往对哲学方法又不熟悉——他们知道什么方法可以行得通，但却不知道为何使用某一个方法可以得到严谨的知识，而使科学与伪科学得以区分。我比较认同那些有实际经验的科学家，如生物学家伯纳德（Claude Bernard）、物理学家爱因斯坦以及生理学家梅达沃（Peter Medawar）。

    科学家的方法琳琅满目，从严格的逻辑到全然无方法①（anarchy）都有。我将在下面对一些主要想法作讨论。而在开始之前，我先简单介绍自己的看法，以便读者可以预知我要表达什么。

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①此为费耶阿本德（Paul Feyerabend）所倡，认为什么方法都可用，只要有效即可。——译者注

    科学家受的教育不是教他们遵守任何所谓科学方法，他们也不像律师、商人般要遵守一些规则。科学研究并没有“专家”系统，虽然其中一些简单系统是可以形式化的。科学家工作时是靠不能言传的知识，一种类似骑脚踏车的默会知识。它可以经验，但不能以形式化的规则加以定义。教“科学方法”的教科书就好像教人骑车的书一样没有什么用。

    虽然如此，文明还是可以描述一下科学家在做些什么。我想“假设/求证系统”（hypothetico-deductive system）可供参考。基本上，“假设/求证系统”是先作一个有效的猜测，即科学假说；然后严格批评那个假说以求证。这并非唯一的方法，但主要意思差不多。科学方法是“灵感”与“严密”的混合物。伟大科学家的特征便是能找出恰好的混合比例。

■科学是一种“选汰性系统”

    描述科学研究是一回事，说出它为何成功又是另一回事。科学成功的理由在于它研究有秩序的世界，它是可以由有秩序的心智了解的。世界为何有秩序，我们不知道，但这是不可否认的。确定哪部分有秩序及如何看秩序的方式，乃取决于我们的文化与历史。我们会受限于工具、技术及理论本身，但除了哲学外在的限制之外，科学知识之所以存在完全在于预知的本质——即预知密码的存在。如果否决了这个原因，其他上百万研究与发现也只有遭摒弃一途了。

    原来，我们并不知道原子、星系、细菌、细胞和病毒，但现在我们知道哲学都是周遭的真实世界的一部分。科学研究发现真实的过程的确非常有效，为什么？我认为科学之所以有效，是因为科学是一种“选汰性系统”，它像是生命的进化过程，或是竞争的赏叶经济。选汰性系统是从一组集合中，根据某性质挑出某一成员来，而在科学研究上，是挑出某一假说作理论的基础。周遭环境则提供批评、回馈、评论及实验作为选汰机制。通常，会因此从一大堆困难的假说中挑出适当的。

    但如此生存下来的假说并不一定为真，这就好像存活下来的物种并不保证未来永远能存活。科学理论并不像熟悉定理那样永远为真，它是开放的、可变的。由于这种可变的能力，它会进化。有时科学理论可承受很久的考验和批评，那样它就好像蟑螂一样，有一种永久性。当然，蟑螂有一天困难被另一物种取代。同样地，科学理论也困难消失。但若它存活下来，像原子、DNA、夸克等，就会成为我们日常真实语言的一部分。经验科学是一个寻找造物者密码的选汰性系统。

    以上概述的是我的观点，现在我要讨论别人在过去所提出的科学方法。

    科学家和哲学家以两种方式描述学问之道：“归纳法”和“假设/演绎法”。我特别推介梅达沃的两篇佳作《科学思想中的归纳及直觉》（Induction and Intuition in Scientific Thought）及《假说与想象》（Hypothesis and Imagination），虽然，梅达沃有忽视欧陆哲学家的倾向，但这两篇文章的确字字珠玑。

    归纳法是从特例推出普遍命题，演绎法是以普遍命题导出特例。表面上看来，归纳和演绎是同等正确，因为它们是爬同一个梯子，一个向上一个向下罢了。但实际上并非如此。只有演绎推论是严格的。现在，集合没人相信归纳法严格，也不相信它是科学方法。但科学家在写论文或演讲时，常让人以为它们相信它。归纳法是先看事实，然后再像一个大侦探般按图索骥，找出一个伟大的理论。这似乎像是并不虔诚的教徒，却仍继续举行空洞的仪式一样。一些科学家继续运用归纳法，以期望得出一些科学的庄重感。那么演绎呢？

■宁自己动手，勿被动观察

    唯有熟悉和逻辑证明是严格的演绎。从一组公理和定义（如平面几何的欧氏公理）出发，只用逻辑，数学家就可以导出定理。哲学是熟悉叙述，譬如等腰三角形的二底角相等。熟悉证明是如此严谨，以至于你可用计算机代替人脑来做。但它的教训是，你永远得不到比开始放进去的公理更多的东西。虽然结果也写令人惊讶，甚至惊人，但它只不过是所选的定义和公理所导致的必然结果。

    但经验科学家在实验室观察的可不是像公理般的玩意儿。反之，它们观察自然界的新事物。那么它们是如何从一些新事物中得出普遍原理呢？

    一个可能的答案是培根（Francis Bacon）提出的。这位曾被牛津大学退学的哲学家认为，想获得自然的秘密，不要只是被动观察，应该实际动手做实验。他也主张由特殊到普遍的归纳法。

    日常生活中我们常用归纳法。例如，有一个人在星期二、星期四喝牛奶，然后发现每逢这两天必拉肚子。他决定做一个实验，在星期六喝牛奶，结果真的拉肚子了。由这些粒子，他得出结论：牛奶总使他拉肚子。同样地，一个实验物理学家可以建造一个巧妙的工具，测量两个粒子碰撞前后的能量。每次在实验误差范围内，碰撞前后的能量总是相等。他与其他粒子比较后，作出能量守恒的普遍结论。这似乎就是科学家做的事，搜集一堆事实然后提出普遍结论，是这样的吗？

    问题的答案是：不！原则上及实际上都不是。科学家在从事实验之前，已经有一些想法了，他会有所预期。就像那决定试验牛奶反应的人，科学家在搜集资料以前，早就已经有了假说。这就是普通归纳法，那么科学归纳法呢？

■穆勒的科学归纳法

    19世纪英国政治社会哲学家穆勒（John Stuart Mill）在他的《逻辑系统》（A System of Logic）、《生命及心灵的问题》（Problems of Life and Mind）及《科学方法的哲学》（Philosophy of Scientific Method）等书中，始创科学归纳法。他的社会思想曾一度流行，但后来影响力渐失。他对当代的科学发现，如进化论、统计力学甚至形式逻辑都忽视了，但他的长处是思想的清晰及对逻辑的遵循。哥伦比亚大学的科学哲学家内格尔（Ernest Nagel）说：“穆勒憎恶模糊，爱好清晰并谨慎论证，使得他众望所归。”

    穆勒的雄心是使归纳法成为严密的逻辑。他描述道：“归纳法是一个推理过程，它由已知到未知；任何一个过程若没有推理，若结论比出发点还窄，都不是归纳。”但他接着说：“归纳逻辑的工作是提供模型和规则（如三段论证法），使其结论为确定。”但问题是归纳的结论永不可能确定。

    但穆勒认为归纳法可行，而且还可以是严密的。因为，他认为自然是均匀的②。有一个简单的图像，可以说明演绎法和归纳法的差别，以及穆勒看法的依据。

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②即假设所有特例都相似。——译者注

    想象平面上有两个点，要找出一条线联系这两点。你可以将点比喻成试验数据，而线是根据它建立的理论。若按穆勒的说法，自然是均匀的，那通过二点的直线是最“均匀的”。这就是他所认为的，如何从数据（点）得出理论（线）。但通过那同样的两点，可以是圆；它也是“均匀”的，事实上可以有无限多个圆。即使不止两点，也仍可以有无限多曲线通过它们。因此，不可能从有限的观察中，归纳出独一无二的理论。归纳不可能严密。

    这图像也显示了演绎和归纳的差别。演绎法是从一个理论（一条线）出发，然后，只要看一眼，就可以知道哪些点在线上——这也就是说，观察必须合乎理论。但你无法从一组数据得出唯一的理论。

    穆勒原来希望把归纳法架构得更严密，如此一来，就可以把在自然科学上十分成功的方法，运用到社会科学上。就这个企图心而言，他是大错特错了。第一，自然科学之所以成功，和它们所使用的方法并无太大关系，而和自然的秩序较有关系。第二，根本就没有严密的归纳法，你不可能得到的比放出的更多。只有演绎法是严密的。

    即使如此，穆勒的地位和阐述的理念使他的观点影响了当时的社会（虽然，我怀疑他的影响程度）。大多数科学家，尤其是英国人，相信自己是归纳论者。达尔文在他的自传里说：“我的方法是培根式的，但我并不以他的理论为出发点。”但当他写信给朋友和同事时，则比较坦白——他说他看不出搜集事实有何用，除非事实可以支持理论。显然在达尔文读马尔萨斯（T. R. Malthus）的《人口论》之前，他已有进化的概念。在直觉上，他知道自己正朝那个方向去。但直到今天，科学家仍像达尔文一样，即使它们采用别的方法，仍宣称自己使用的是培根的方法。哲学家也被归纳法唬住了，维也纳学派哲学家赖兴巴赫说：“归纳原理为每一位科学家所接受，平常也没有人会怀疑它。”

■理论的面纱

    穆勒为归纳法辩护不是随意为之。他清楚看出，若归纳法不严密，那科学知识还剩下什么？它的基础将消失殆尽，科学上伟大的理论只不过是猜测而已。穆勒要的是证明，而不是有证据的假说，他不信任人的直觉和想象，这是他父亲在功利主义思潮下对他的影响。

    穆勒在哲学上的对手是剑桥大学三一学院的休厄尔（William Whewell），他是一位博闻的科学教师。他在1840年出版了《归纳科学的哲学》（The Philosophy of the Inductive Sciences）。休厄尔的视野相当现代，他是假设/演绎法的鼻祖之一。无疑地，他的科学家经验使他能区分科学家的工作与环绕其间的迷思。他的著作广泛，但重要的是他体认到科学家搜集资料时是加上自己的想象力。他有依据名言和康德的想法相呼应：“在自然的面貌之外，蒙上的是理论的面纱。”

    科学家是以猜想一个假说开始，休厄尔即抓住了这个道理，穆勒则没有。休厄尔说：“提出假说不但不是发现者的缺点，反而是绝对必要的一种技能。形成假说以后，再应用大量技巧来驳斥站不住脚的假说，这个过程是启发科学家创新的基本过程……因为发现者借着火堆或错的假说求得进步，因此拥有快速测试每个推测的天分及方法，对他们而言非常重要。”这里所谓的发现不是像在海滩上捡鹅卵石，它是科学家常用的程序。首先作成假说，然后用敏锐、严密的工具及逻辑去探讨。

■假说是实验动机的起点

    休厄尔的假设/求证系统说超前了一个世纪。后来，哲学家波普尔提供了最强势的论证。休厄尔甚至认识到证伪的重要性，即假说永不能被证明为真，它们只能被证明为伪。当时，在英吉利海峡另一端的伟大生物学家伯纳德，十分同意他的看法：“假说是所有试验动机的起点。没有它，不可能有研究，也学不到任何东西，只能做一些无济于事的观察。没有预定理念就做实验，仿佛在漫无目的地徘徊……那些批评实验方法中放入假说及预定理念的人，犯了一个错误，它们将设计实验与验证结果混淆了。”对休厄尔及伯纳德而言，发现及证明是完全不同的。“发现”掺杂了心智的非理性、直觉的成分，“证明”则是一个严密甚至机械化的逻辑过程。

    有时候，发现是突发状况。譬如林格（Sydney Ringer）在钙影响肌肉收缩上的发现就是一个例子。1900年，林格正研究青蛙的心脏，哲学心脏浸在二次蒸馏水泡的盐水中。有一天，负责调配溶液的技术员生病，林格自己重配溶液，却得到完全不同的结果。后来他发现因为技术员认为伦敦的饮用水已够纯了，省略了蒸馏的步骤（即去除钙）。他抓住这个线索，继续阐明钙在肌肉收缩上的角色。许多故事都像这样，突然间得到重大发现。一旦有突破性见解，研究员勇于提出假说，然后严格测试它。

    休厄尔的思想严重扰乱了穆勒。穆勒必须注意理性之光，因为它是人类成就中最闪亮的。在休厄尔的观念中，认为科学假说的根源是不必解释的，由科学家的想象或偶然发现，变能把它们从黑暗直接推进理性之光之中。哲学假说只是猜测而已。穆勒尝试使归纳逻辑更为严密，部分是对休厄尔的反应。穆勒是严谨的，但文不对题。今天大多数科学家赞成的虽然不全是休厄尔的主张，但也不全是穆勒的，因为穆勒的逻辑太老旧，像是维多利亚时代的老古董。

    穆勒与休厄尔的根本差异，在于一个想在逻辑及数字上3建立经验科学，另一个认为这点不可能。后者不放弃严密的逻辑，只是把它放在恰当位置，即符合逻辑演绎该假说的可测试结果，并建立实验及观察上的逻辑完整性。但含有想象、运气、乱猜测的发现方法及支持发现的假说，就像智慧的想象跃入未知中。兴起这个跃起的想象，便是伟大科学家与其他人之间的差别。

    这两者的辩证可以举欧洲大陆上有关科学方法的讨论为代表。康德在现代科学方法上建立了科学哲学，他使得科学与科学哲学彼此分立，他对科学假说的性质的看法颇具现代观。他的学生将他的演讲稿结集成《逻辑学讲义》一书。书中他说到每个可能为真的假说，必须确定为真。康德视假说为概念，我们也许相信它们好像是确实的，但在心底，我们知道它们只是“推测……这是我们绝不能达到的完全、确实的境界”。

■19世纪的大争论

    19世纪末叶，在原子是否存在的问题上爆发大争论时，对科学假说性质的争辩到达了最高点。从了解科学方法的角度来看这个争辩，是富有教育寓意的。那时候，在科学会议上，物理学家与化学家认为原子真正存在的或者只是一种“假说”的，各占一半。因为那时没有原子存在的直接证据。直到1905年，爱因斯坦发表布朗运动（Brownian motion，微粒在液体中的无定向无规则运动）的论文及皮兰（Jean Baptiste Perrin）后来根据爱因斯坦理论作测量之后，证据才出现，此争论逼使人们对假说性质作出选择。这里面还涉及什么呢？

    早期原子理论认为物质可分割成分离的粒子，但接下来则不能再分割。现代的原子观念，是来自1808年道耳顿（John Dalton）及19世纪初期的一些科学家发现的华夏定律。1809年盖-吕萨克（Louis Gay-Lussac）公布了气体以正整数比组合，这个结果支持了道耳顿的想法。最著名的原子假说是由阿伏伽德罗（Amedeo Avogadro）在1811年公布的。他主张同温同压下，有相同分子数的两个不同气体有相等体积。整个19世纪，科学家都在计算定体积气体的阿伏伽德罗常数（Avogadro's number）。

    1815年，发现胃液里含有盐酸的医生兼业余化学家蒲劳脱（William Prout）提出一个定律，认为元素的原子量是氢原子量的整数倍，虽然这定律不全为真，但增加了原子假说的可信度。只是很奇怪的是，蒲劳脱本人并不将该定律看成原子存在的证据。这些结果及其他发展，使科学家了解到化学物质好像是由原子组成，但这些都是间接证据，尚未有直接证据出现。没有人曾经看到原子或分子。

    另一方面，物理学家在检视气体时，得到原子存在（但仍非直接）的证据。他们发现气体（像我们四周的空气）是由很多原子或分子组成，它们向各个方向运动，直到碰撞到其他原子、分子或物体。这个现象能解释早已知道的气体热力学定律。各种气体的热力学性质，像温度、压力很容易由分子运动来估计，这就是所谓的气体运动论（kinetic theory of gases）。虽然气体运动论是成功的，气体及所有物质由原子组成的想法仍只是假说。

    物理学家兼哲学家马赫（Ernst Mach）是19世纪末叶最具影响力的科学家之一，他不相信原子的存在。他在物理学上有重大贡献，像马赫数（Mach number），即物体速度除以音速，便是以他命名的。他对牛顿力学提出了很多深入的问题，他同时也对科学哲学发生兴趣。

    马赫像穆勒一样，他对超过实验事实的推测想象，及不受观察证实的假说，深表怀疑。马赫相信自然的书香描述，应很接近实验观察。他认为方程式中的量，如果不能直接测量或与物理的观察结果有关连，哲学方程式就是无意义的。因此，我们很容易发现为什么马赫怀疑气体运动论，因为这个理论假设不可见原子的存在，它的数学方程式明显参考了这些原子的运动。马赫认为原子只是一个启发性说法。他写道：“原子不会成为自然科学的一部分。原子必须仍只是一个工具，就像数学的作用一样。”他认为自然理论应该只参考可测量的量，而非参考不可见及未知实体的量。

    马赫尽全力维护他的主张。但他对原子存在及气体运动论的看法错了。物理学的道路，往不同的方向前进。原子的存在被普遍接受。此外，描述物质世界的方程式，随着1920年代量子理论来临，相形之下过于抽象，且含有很多不对应于观察量的变量。但这写抽象方程式是真正自然的语言，我们可以运用它们演绎出实验室中的可观察量。

■爱因斯坦的洞识

    爱因斯坦年轻时赞同马赫的一般哲学（虽然他不像马赫，他相信远程诊断存在；而且实际上是他证明了原子的存在）。在他的回忆录中，对马赫有下列赞语：“在马赫坚定的怀疑及独立主张中，我看到他的伟大。无论如何，在我年轻时，马赫的认识论深深影响了我。虽然在今天，这个主张对我而言，根本是大有问题。因为他对思想的基本构造及臆测性质，特别是在科学思想上，缺乏正确概念，因此他驳斥原子运动论，然而这个想法仍有它的贡献。”

    爱因斯坦早期在狭义相对论上成功揭示了马赫的主张——坚持可测量的量。譬如，爱因斯坦放下了数世纪以来时空观念的“形而上学包袱”，当他说“空间”，那就是由一个测量杆测量到的，“时间”就是由钟测量到的。有什么能比这更简单呢？但当他发明广义相对论时，便与马赫分道扬镳了。

    广义相对论应用了黎曼（Bernard Riemann）的四维弯曲空间数学及抽象的不便原理。在发明广义相对论之后，爱因斯坦在给哲学家朋友索洛文的一封信中，描述了这个方法。他使用的基本方法是假设/求证系统，真是令人惊奇。

    这封信是以经验及物理知识及实验开始的。然后，在这个知识基础上，爱因斯坦作了一个假说，它由“直觉跃起”（intuitive leap）作成一个“绝对假定”（absolute postulat）。这个假定绝不会单独从经验演绎出来；虽然它与经验一致，但却超越了经验。爱因斯坦成功假定一个弯曲的黎曼空间（如球面），空间的曲率由他的重力场方程式规定。这个绝对假定不能直接被测试，但因为这假定是逻辑上的明确概念，我们能严密地从它演绎出经验结果。爱因斯坦的广义相对论有三个著名的测试——水星轨道有小的偏移，围绕太阳边缘的光会弯曲，时钟在重力场中会变慢。

■哲学成为科学的娼妓

    如果一个测试失败，因为经验上的结果和绝对假定的逻辑相连，这个结果也必定失败，需要修正或抛弃。绝对假定因此是能被证伪的；它是一个“科学的”假说。但假如测试成功（像广义相对论），我们不能因此下“绝对假设获得证实”的结论。“伪的”理论也能得出正确的结果。此外，其他假设也可能有相同的预测——因为某些东西在逻辑上是不能被取消的。我们绝不能证实一个科学假设有完全确定性。无论如何，当有更多测试与假设一致时，信心必定增加。由这封信中，可知爱因斯坦完全掌握了假设/演绎系统。

    虽然像爱因斯坦这样有成就的科学家，深知科学研究中想象的角色以及科学知识是暂时的，但科学哲学家之间对确定性的探求则一直继续着。由哲学家卡尔纳普领导的维也纳学派，在“逻辑经验主义”（logical empiricism）或“逻辑证实主义”（logical positivism）上，发展了一个大型计划，它们尝试将科学知识与其他知识分开，像形而上学、神学、文学——这些东西常被认为“无意义”。受到形式逻辑与语言哲学现代发展的影响，逻辑经验主义者视科学哲学家的角色是检视科学定律的逻辑，即视科学定律为一组有关自然实体的陈述。对这些人而言，科学是一个逻辑陈述系统。它们视自己的工作类似于形式逻辑家的严密工作，但他们检视的是经验科学上的陈述，而非逻辑内容上的数学定理及证明。他们很多的思考都以“能证实”的逻辑观念我主，这是一种假设可被证实及测试的科学陈述。维也纳学派的哲学家致力于从无意义中分离出可测试及有意义的东西。哲学虽然曾是神学的婢女，现已成为科学的娼妓。

    事实上，逻辑经验主义是推动“完美”科学知识的一个彻底理想计划。就像所有“完美的”东西一样，它没有生存上所需的适应性及可塑性。只要是真的就没有关联，只要是关联的，就常不是真的。

    逻辑经验主义的主要困难处在“可证实”的概念中。卡尔纳普及其同僚最早将可证实的准则，想成“有意义”及“无意义”句子间的一个明显区分。但仔细观察下，可以发现他们的可证实理念无法维持。正如我们以前所说的，物理定理可以是假的，但有真的结果；它们可以是假的，但可能是“可证实的”。而这完全不是卡尔纳普心中的想法。他后来离开了严谨的施政主义，而使用较弱的“确认”字眼。他指出：“假如实证被认为是一个完全、确定的真理，那么像物理及生物等定律将永远无法被证实……因此，不用实证这字眼，我们可以说定律是渐渐被确认。”但即使是在确认的概念下，也很难维持。

■真伪之门

    比起其他的近代哲学家，或许波普尔在科学思考上有更大的影响力。他早年参加维也纳学派，特别是这个团体的科学哲学上的形式观念影响了他后来的所有成就。但波普尔与休厄尔、爱因斯坦及其他反归纳论者深有同感，他与实证主义的科学哲学划清界限，将假设/演绎法带到最高形式。

    波普尔在他的巨著《科学发现的逻辑》中，开始对归纳法提出批评：“现在，这个归纳原理不能像重复同义（tautology）或分析陈述般，它不是一个纯逻辑的真实。”他继续批评实证主义的真实准则，并提出可证伪性（falsifiability），而非将科学命题的真实当作准则的观念，其实这只能被当成划清什么是科学方法、什么不是科学方法的一个准则。他写道：“这些考虑建议：一个系统的可证伪性（而非可确认性）可被当作科学方法的界定准则。换句话说：我不需要在正面意义下挑出科学系统，但我需要在负面意义下利用经验测试，剔除错的科学系统。亦即对一个经验科学系统，必须可用经验反驳它。”

    波普尔因为太过于主张形式主义或理论，忘却了实用科学，因此受到同时期哲学家的批评。有一些人批评波普尔的科学观只往后看，而不是往前看。但波普尔很清楚陈述了假设/演绎法（虽然不是第一位），使哲学家在自然科学理论中追求确定（certainty）的观念正式结束。所有理论必须都是暂时性的，就某些绝对观念而言，深知都是“伪”的。它们绝不能被证实，只能被证伪。永恒自然律的想法到此结束。

    波普尔的成就有一个讽刺的结果，已经替不关心逻辑与客观性的科学哲学开启了新视野。假如科学理论的绝对真实是不可能的，那么科学家的工作又有何特殊呢？它们的努力与其他文化活动，又有什么区别呢？1960及1970年代中，知识分子的兴趣从形式解释逻辑，转移到科学理论上的心理及社会层面评估。科学被视为历史发展上的文化活动，它是另一种“理性形式”。“过程”才是波普尔之后的科学哲学家关注的重点，“结果”则变得不太重要起来。

    譬如，一位移民到英国的匈牙利科学哲学家拉卡托什（Imre Lakatos），他视现代科学为一组延伸几世纪的“研究计划”，而这些“研究计划”代表科学真实的观念。英国哲学家贺金（Ian Hocking）拓展了拉卡托什的理念，他指出：“拉卡托什尝试使至少成长的问题取代真理表现的问题。”

■科学与思想自由

    以色列科学哲学家埃尔卡纳（Yehuda Elkana），推进了“知识人类学”（anthropology of knowledge）的理念，即“孤立于文化背景外的人性探索是无意义的”。他用这个人类学观念，将悲剧及史诗比喻成科学进步的各种形式。他认为，悲剧反映了“万事万物冷酷运作的庄严特性……是命运中不可避免的特质”。在科学中，悲剧对应于这个观念：“自然的伟大真理，假如不被爱因斯坦或牛顿发现，也将很快被其他人发现……”科学进步是无法避免的。相对地，史诗中命运任何东西是不可避免的。他引述文化评论家本雅明（Walter Benjamin）的话，认为：“它能以这方法发生，也就能以完全不同的方法发生。”

    埃尔卡纳及其他社会思想家认为，科学进步、科学研究的方向依据的是不可预测的历史及文化因素。但大多数实用科学家反对这个观念（包括爱因斯坦，虽然埃尔卡纳视爱因斯坦为史诗观念的拥护者）。虽然文化因素确实扮演了某种角色，但主要因素却是世界的实际物质秩序。由于科学的方向主要又宇宙构造支配，很少受到文化的支配，因此不同文化之间就没有产生像比较文学般的“比较科学”。

    费耶阿本德是这类思想家中观点最激烈的，但他虽然学术成就出众，却只能被描述成一位稚嫩的哲学家。他的著作《反方法》（Against Method）攻击整个科学方法是错误及不可能的。他的理念是，知识或许需要彻底的再重组。他认为科学探求与魔术没有区别。在他的一篇文章《如何反抗科学，保护社会》（How to Defend Society Against Science）中，他观察到：“我对现代科学的批评是，它妨碍思想自由。如果说发明了一个真理后就紧紧跟随，我敢说一旦有比第一次发现更好的东西，科学这个怪物就这么样诞生了。”他接着指出：“我对加州基督教原教旨主义派人士的做法要欢呼三声，他们已将教条式的进化论自教科书中除去，并加入《创世纪》的说法（但我知道，今天当他们得到统治社会的机会时，它们会像科学家般变成盲目的集权主义者。当一个意识形态被用来对抗另一个意识形态时结果往往相当可观。一旦其中的优点只用来对付敌人时，意识形态本身便变得枯燥而流于教条）。”

    这样的说法使少数读了这段话的科学家气疯了。费耶阿本德刺激了同辈哲学家的自由智慧意识，他们将某些观念融入逻辑结论上，使结论变得更扎实。经由费耶阿本德的极端主张（他欢迎争论）及极力把反对现代科学真理的主张，他已成为虚无主义（怀疑论）者。我发现他的见解相当创新。假如我们只从1000年后的远景来看科学，费耶阿本德的科学观念有些可能是正确的，只不过哪部分的观念会存留下来，我们就不得而知了。

    虽然检视所有近代哲学家的概念是不可能的，但是留意库恩（Thomas Kuhn）的理论是很有用的，凡是科学家都应读他最有影响力的著作《科学革命的结构》（The Structure of Scientific Revolutions）。

    这本书刚出版时，我就拜读了。库恩的观念是，正规科学探求之路是在“范式”中进行；范式即是做科学的方法、概念的架构、自然实体的共通意识。当“范式转移”（paradigm shift）时，科学革命乃发生。在长期“正规科学”之后，科学家之间的一致意见开始崩溃，革命出现，然后科学环绕一个新范式再形成。从古典物理转变成量子理论，或从特殊创造论转变成进化论就是一些典型例子。

■库恩也只是隔靴搔痒

    库恩的著作描述了在科学革命中的社会转型及智慧的变化。按他的说法，当革命来临时，年轻一代科学家怀抱着新的范式。老一代不能改变，只有将以前的范式带到坟墓去，但年轻一代在新范式的架构中成功了。如此一来，科学完成革命。这种世代交替在麦科马克（Russell McCormmach）的小说《一位古典物理学家的夜思》（Night Thoughts of a Classical Physicist）中有生动的描述。这本书描写一位德国大学教授的一生，他是古典物理学家，活在20世纪最初十年中，在相对论及量子论来临时，他的世界毁灭了。在智识上、感性上他都无法改变自己的世界观，最后只有走上自杀一途。这是非常强烈的“选汰压力”。从这里我也联想到费兹罗船长，他在达尔文旅行中指挥“小猎犬号”探勘船，是达尔文的餐桌伙伴及谈话对象。他是虔诚是基督教徒及创造论者③，当达尔文的进化理念出现时，他不能接受，最后年老时，他习于驳斥鼓吹达尔文理念的人。谈到科学历史的社会与知识的转变时，库恩的书掷地有声。然而，我不禁想起他并未找到科学转变的根源，只找到转变的表象而已。

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③这些人相信《圣经》所说的世界及生命为上帝所创造。——译者注

    在库恩这部著作的最后一章《经由革命的进步》中，他尝试解答为什么科学知识能进步，为什么人类其他领域，像文学或神学等没有进步。虽然他确认了科学的特性，像在一个正规科学的期间，科学家同意一个单一典范，这在其他知识领域中是没有的，但库恩并没有解释为什么科学有这些特性及“进步”。

    为了领悟库恩文章中为何不能解释科学成功的方法，我决定尝试一种智力实验，我称它为“内容取代法”（method of content subistitution）我想库恩不完全在谈科学，他谈论的是像在纽约、巴黎等地，为了销售新型衣服目的的“季节性流行”。正常流行的变化有阶段期，然后年轻一代带动了主要的“范式转移”。从库恩书中所说的，我惊讶发现，科学好像被描述成流行事物一样。那使我困惑了！这个内容取代的观点非常成功的理由，是假如你忽略了科学发现中自然不变构造的层面（即造物主的造物密码），那么科学的传播及理念所鼓吹的层面，的确和流行世界很相似。

■科学转变就像进化

    虽然范式对立常采取“小孩”与“父母”之间的代沟形式，但新范式之所以成立是因为它有3较大的概念及解释能力，它是真实的较佳图像，使它与宇宙密码（宇宙秩序）相联结。一组新的科学理念能否被接受，通常与社会因素无关。唯一的例外是在受限制的社会条件下，像斯大林时代的“李森科主义”（Lysenkoism，否定现代遗传学的正确性）或希特勒时代的“雅利安人科学”（Aryan science，主张理论物理学是犹太人的误解，只有实验物理学才是纯正的）。虽然，社会及心理学因素在科学探讨上有它的地位，但充其量也只是自然科学对新实验环境的响应，或自然科学只由内在结构发展出更具包容性、更一致的真理图像等事实的背景罢了。简单来说，当我们发现和世界有关的一个新的真理时，科学就发生改变了。

    库恩主要的隐喻是“科学革命”。很多人反对这个观念，认为它扭曲了科学转变的性质。法国李率先把迪昂（Pierre Duhem），在他1913年出版是十卷本巨著《世界系统》（Le systeme du monde）中，主张科学是进化的，不是革命的。17世纪的科学是中世纪科学逐渐聚集的结果，而非革命性的改变。

    “革命”这词常遭误用，从描述国家革命到描述科学、技术或新的商业发展都是。科学史家及科学家对这个误用都有一些责难，他们想要注意的是科学发展中几个主要的间断。但我认为科学史上的适当隐喻（如果坚持一定要用隐喻的话），不是人类社会及政治改变，而是地球上生命的进化。我选用自然隐喻而不用社会隐喻的理由，是社会隐喻给了我们科学革命像国家革命的印象，科学革命成了意志及决断力的实行。而自然隐喻暗示改变是由人类经验环境或自然本身的隐藏秩序所促成，此改变乃处于人类意志及目的之外。这是我的观点。

    在这个观点之下，我想科学转变和进化同样是一个选汰性系统。我做这事的部分原因，在于我想将这个隐喻与社会革命隐喻相比较，后者强调文化、社会及心理因素。进化隐喻则强调物质及环境因素的重要性，这指的是像新工具、新方法、新理念及一个“就在那里等着被找到”的新发现。但话说回来，我不相信社会文化及心理因素可真正与所谓的“物质”因素分开，它们也是环境的一部分。这些复杂成分的交互作用（自然秩序与人类世界的交互作用），使我们对自然的认知有所改变。而“革命”隐喻，则使很多人以为科学只是另一个社会企业。这个错误概念像灵异学般需要谴责。由于科学理念特别容易受到自然的实际秩序所限制，科学理念必须蒙受一种自我选汰的压力，这压力也是超越特殊文化的生存准则。

■渐进与突变

    我相信科学转变就像进化一样，可描述成一个选汰性系统。假如一个新工具或概念上的洞识（变成一个认知“工具”）使环境改变，科学理论也会改变。我们选择科学理论来表达自己的赞成或不赞成，只要经验及认知环境支持这些理论，它们就可生存。这个选择过程，是由观察而来的自然界中的不变秩序做裁判。

    库恩在《科学革命的结构》的最后一章也提出了进化的模拟。他特别指出，自己排拒的不是达尔文的进化概念，而是达尔文认为进化是盲目的观念，即生命形式并不朝尽善尽美的方向走。库恩也经由模拟，提出或许科学没有最后真理。

    为了如何，库恩在这个模拟中，遗漏了科学理念上主要的选汰压力，是来自科学之外的某些条件，即自然的不变秩序。库恩的中心思想，是科学转变乃源于科学社群的内部发展。没有这个根本的区别，科学与流行行业就变得没有区别。库恩过分强调社会因素，而忽视了了解科学变化的主要关键。

    科学转变通常是渐进的，但有时也会发生突变。我将这些渐进及突变，比喻成进化上的改变。渐进改变对应于代代相传的基因，它们很少有改变。突然终端则对应于灭绝或快速遗传重组，常是对主要环境变化所作的回应。

    譬如，化石常显示某些生物在长时间下具有一个奇妙的稳定性。然而，长期稳定有时会由短期巨变所截断。这个“平衡中断”（punctuated equilibrium）观念，是由进化生物学家古尔德与埃尔德里奇（Niles Eldridge）所推动。假如我们探索进化隐喻，它也可应用到科学转变中。库恩在《科学革命的结构》一书中，强调科学的“正规”期终止于“革命”期中。生物学家还不了解化石记载中快速改变（不是相当稳定期）的明确起因，但在科学中，我们能以见之明白发现快速改变期的起因，它是利用新的工具或方法、技术而达成。譬如，伽俐略用望远镜开拓了天文学的新方向列文虎克（Anton van Leeuwenhoek）发明显微镜，使他看到细菌。哲学工具的引入，戏剧性改变了“环境”，科学的外观也因此转变了。

■引人入胜的模拟

    科学转变与进化类似，这个观念不是全新的。像我已提过迪昂的成就，他轻视科学“革命”观念。实用主义哲学家皮尔斯也有“进化认识论”观念，他轻视科学真利时依从进化过程。波普尔也未遗漏假设/演绎法与天择间类推的重要性。他在1973年的一次演讲中，即有部分内容在作遗传适应性、适应行为及科学发现间的比较。不管这三个系统的差异，他提出结论：“这三者适应性的机制，基本上是相同的。”按波普尔的说法，这三个系统中每个改变的指示，都从系统内部而来。同样地，这样的出现有部分是无中生有，而且是利用“尝试方法及消除错误”所建立——这是一个负回馈回路。波普尔特别指出：“我认为科学进步或科学发现是根据‘指示’及‘选择’——在一个保守的、传统的或历史的元素上，经由革命性的尝试及错误的消除，以侦察出理论上的可能弱点，并尝试驳斥它们。”

    波普尔也提及科学进步理论与抗体形成理论之间的模拟，后者由热尔纳与伯内特（Sir Macfarlane Burnet）在1955年提出。热尔纳的基本理念是认为虽然有随机的变化，但躯体识别外侵抗原的能力是躯体天生遗传构造的一部分。抗体是外侵抗原的粗略负模板，因此能对抗且破坏它们。免疫反应像进化般，也是一个选汰性系统，它由内部的遗传指令加上随机的变化得到指示，但选择是根据外来的特殊入侵抗原而定。我发现此模拟相当引人入胜。

    为什么有些剋性理念能生存，如牛顿力学、达尔文进化论？有些则不能生存，如燃素论及用进废退说？为了回答这些问题，注意科学流行的存在（哪些理念存在，哪些已经消失），可以给我们一些有趣的启示。每一个科学家在数十年的生涯中，都会看到一个科学流行的盛衰，事实上它们可能已参与其中。科学研究中有诚实的“流行行业”，这对选汰过程相当重要。

    对一个选汰性系统而言（不管它是科学还是进化），这种尝试错误、随机变化及搜寻是必需的。在个人研究工作上，不仅有尝试及错误，整个“流行行业”也有此性质。它的确也该如此。若某种科学在心里已有直接目标，进步一定有限。选汰性系统像进化系统般盲目乱走。在它的进步中有一种随机性，是受到以前经验的沿革限制。但当理念成功时，每个人及行业锁定它，随机地搜寻停止，研究变成更有目标。最后，行得通的理念被选择出来，其中主要是靠造物主的自然秩序，人类的贡献较少。理念中存在的科学的唯一特殊性，即它的真理不全受我们所支配。

■克里克上天堂

    “克里克上天堂”的故事，是我从分子生物学家布伦纳（Sydney Brenner）那里听来的。它描写天择是草率、累赘的过程，但它很像科学过程中成功的方式。这是有关自然界实用指挥的故事（好像自然具备智慧）：

        DNA分子构造的发现者之一克里克死后上了天堂。他遇到圣彼得，圣彼得便问他有生命特别要求。克里克说：“我想拜见上帝冰吻他一些问题。”彼得说提这种要求的人不多，但可以安排看看，他叫克里克跟他走。穿过极乐园之后，有冷泉及湖泊，一群快乐的人正在游戏——他们想要的都实现了。彼得与克里克穿过小山，进入黑暗山谷。一路上堆满了坏掉的及其、电子零件、破玻璃瓶、试管、有机废料、旧计算机。

        山谷尽头有一间简陋的小屋，他们进去见到里面有位老人，他的工作服上沾满了油脂、血及化学物质。他正弯着腰，在满布废物的实验桌前辛勤工作。圣彼得说：“克里克，见过上帝！上帝，这是克里克！”克里克对上帝说：“很高兴见到你。但我想知道你如何将肌肉系统做成飞翔翼。真是天才啊！”“好的，”上帝说，“这是很久以前做的事了，实际上很简单。让我想想看是否还记得。你只要拿一些肌肉组织，然后……嗯！扭曲……然后……然后重组……将这些蛋白质链放在一起拍一掌……可是，好多细节，我都不记得了。但谁管它？它成功了，不是吗？”

    故事的重点在于进化不是有系统或明确的，它不必符合某人完美的期望，也不是一个“严密的方法”，就算是草率，只要能工作就可以了。同样在科学探索的路途上，谁在乎所有的细节呢？只要基本理念是对的，就能存活下来。当然，生存并不等同于真理，但可能的真理将达成。存活也不是一光点的科学理念的准则（灵异科学也会“存活下来”），但存活、改变与进化的能力合起来，才是科学理论的特点。

    我主张科学理念中的改变是选汰过程，并强调选择最终不由完美完成。正如量子论创始人只要海森堡（Werner Heisenberg）所说的：“我学到的某些事情或许更为重要。即在科学上，一个决定到最后总是要被判断为对或错。这不是一个信仰、假设或世界观的问题，也不是血统或家族可以决定的问题：它是由自然所决定的，假如你喜欢，也可以说是由上帝所决定的，反正不是人就是了。”

■实体的图像出自人类之手

    在我看来，科学进化就像生命进化一样，它是自律的，几乎与人的意志及目的无关。有一些这些及社会思想家强调核科学家鼓吹特定的价值及利益（他们确实如此！），科学顺从社会及政治力量（没错！），支撑的文化建立了科学探求上完全可能的世界观（的确如此！）。支持这个主张的其他人也同意，并认为自然科学也和音乐、艺术、文学、法律一样，是独立的“世界”，它所主张的接近原始实体，只是科学家心中的一个建筑物罢了，它所提出的观点与真理无关。无论如何，在这个说法下，自然科学除了是其他世界的一个社会企业外，不是任何东西了。在这里我要划清界限。虽然完美对自然实体的观念可能是内心的建筑物，因为它不全由完美自己所决定，因此它也不像其他任何一个建筑物。

    为了描述人为构造世界与自然科学间的对比，我想到一个故事。哈佛大学一位历史系研究生在口试时，教授问他，李率先把在做什么？这是个很好的基础性问他。学生回答，历史学家的行为是有机过去，就像进入黑屋子的人，然后打开灯，看看房间四周及家具。“啊！”教授接着问，“但谁建造了这房子呢？”教授提醒学生，历史是一个建筑物。然而，自然世界虽然不像历史，不是由完美亲子建造，但它的表现（即实体的图像）却必然出自人类之手。

    科学探索之路非常复杂，虽然不像无数生物体永久进化般复杂，但仍是很复杂的。完美正开始学习如何处理这种复杂性，而了解了科学成长的细节，真正的进步就可预期了。我不认为未来了解科学发展的工作，将留给可哲学家或传统李率先把。我相信科学将成为享有主权的新行业。我的理由是研究科学方法与进步的工具正在改变。

    譬如，一些科学家目前正推动一个大计划，将过去三百年来所有的科学知识放入计算机系统中，这是一个巨型计划，所费不赀。但假如这个计划实现，使用快速处理大量科学信息的新方法，就能了解科学的历史构造，它就像一个选汰性系统。这个处理方法也许无法回答所有的问题，但却是走在正确的路途上。有些人早已研究过科学新领域的成长，就像在费城的科学信息研究所（Institute for Scientific Information）做的一样，他们能使用含有关键词的引文上的群集分析，而确定一个凸显题目。他们能看到成长的群集，而发现互相影响的研究新领域。

■科学从不说谎

    这样的研究也许不能侦测出改变科学的深入问题，但某一天，当处理更多信息的更复杂计算机诞生时，便可能解答这些问题。了解科学发展，就是了解选汰性系统上复杂性的问题。管理这个复杂型的工具便是计算机，如果有足够数据基础，我们或许能首次看到科学成长的形态。一旦我们看到传统哲学家开始对该行业缺乏兴趣，转而把注意力移到其他较易掌握的问题时，我们就能预期这个行业的成功了。

    我为现代科学的智慧架构选择的形象，是我所知最美丽、复杂的个体，也就是人体。在人体的成就之前（假如它可被视为一项成就），所有哲学、认识论，所有解释及批评都看似渺小。我们躯体的易变性、可塑性、耐力及生存力，是目前尚未得到理解的200万年进化过程的结果。

    但不管我们是否了解它，我们都是人体伟大的见证人——看看单一、确定的人体，却又如此容易改变。假如我们在知识探求上（如科学）模仿选汰过程，即使无法详细了解所有细节，也能确保我们知识的存在及弹性。

    那么科学，就像躯体一样，从不说谎。

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