科學哲學概論:科學為何可靠?

科學哲學概論:科學為何可靠?

 

前言

 

本來我並不願意多談科學哲學,因為我的專長是文化哲學、歷史哲學、政治哲學、語言哲學、中國哲學、歐陸哲學和日本哲學,歷史、地理和經濟學只算是興趣,系統神學更只是入門級。但有香港葛隆維(Grundtvig)之稱的陳云根教授那篇〈武漢肺炎判斷的科學哲學〉實在太驚為天人。這位一代笑匠除了能夠使憂鬱之亂世充滿快樂的空氣之外,更為一眾學者提供一個科普的契機。故此,我感謝陳教授給予我這個機會,寫一篇科學哲學的簡介文章,推廣哲學知識,澄清他在原文刻意[1]散佈的虛假資訊。

 

在文中,陳云根聲稱,「科學哲學本來是基本邏輯的範疇,圍繞住實證論和懷疑論。在二次大戰之後,物理學界出現量子力學的突破,調整傳統的牛頓力學,而且蘇聯提供了另外的科學研究,於是科學哲學就有很大的進步,成為哲學的一門。」物理學家余海峯博士撰文嚴斥,指出「量子力學在一次大戰前已經差不多發展完成,今天我們用的理論大多是那時代建立的。已經不是政不政見的問題,陳雲本身根本就是一個content farm,用垃圾去形容他,是對垃圾的侮辱。」但身為哲學家,陳云根這段說話更引起我注意的,是他刻意曲解科學哲學一詞之定義。科學哲學最關心的問題是何為科學解釋以及如何證立科學解釋之有效性。由於當代科學哲學門派林立,實證論僅為其中一支,而懷疑論只是形而上學或知識論之一派,故稱科學哲學圍繞實證論和懷疑論實屬誤導

 

科學哲學之興起

 

根據陳瑞麟教授的講法,「科學哲學包含科學方法論、知識論和形上學,也可以把科學倫理學納入⋯⋯科學哲學的主要目的之一是從方法論和知識論的特殊性提供一個『科學的形象 (the image of science)』。」[2]簡而言之,科學哲學旨在科學方法和知識建立正當性,證明科學可靠或可信(credible)。如果人無法證立科學的正當性,卻對科學深信不疑,實與迷信妖道無異。

 

西方科學哲學最早可追溯至亞里士多德的《工具論》(Ὄργανον);亞里士多德於先驗分析(ἈναλυτικὰΠρότερα, 24a)與後驗分析(Ἀναλυτικὰ Ὕστερα, 71a)分別提出演繹推理與歸納推理

踏入近代,隨著哲學知識論的發展,亞里士多德哲學受到挑戰。首先是笛卡兒(Descartes)的質疑。笛卡兒不是懷疑論者,卻提出屬於演繹推理方法懷疑(doute méthodique)去檢視一切科學之標準。反之,法蘭西斯·培根卻認為自然科學應建基於歸納推理。笛卡兒屬理性主義,而培根屬經驗主義;故近代西方哲學的科學哲學討論圍繞著於理性主義與經驗主義(而非懷疑論與實證論)之爭。

 

踏入十九世紀末及二十世紀初,科學哲學漸趨多元,再不局限於理性主義與經驗主義之爭,儘管他們的影子仍出現於當代科哲。以杜威(John Dewey)與皮埃爾·迪昂(Pierre Duhem)等人為首實用主義知識論的興起卻改變了科學哲學的討論方向。實用主義之科學哲學採取工具主義立場,視科學值為解釋現象之工具,本身並不涉及任何對實在(reality)的描述。

 

邏輯實證主義:何為實證性

 

另一對當代科哲影響深遠的學派,才是陳雲口中的實證論(Positivism),即以1920年代柏林學派(Berlin Circle)與維也納學派(Vienna Circle)[3]為首的邏輯實證主義(Logical Positivism)。邏輯實證主義以反形而上學而聞名;他們只接受可被經驗驗證的命題為有意義的命題,拒絕一切「形而上學命題」,對宗教命題(例如「皇天擊殺」之類)尤其厭惡,部分人亦成為反基的代表人物,經常與基督教哲學家們交鋒(例如羅素和艾耶)。

為反駁實用主義否定科學描述實在之主張,維也納學派提出確證主義(Verificationism),肯定科學透過「實證性」能描述「真實」。確證主義受到維根斯坦《邏輯哲學論》的觀點影響,認為無經驗內容之命題為廢話。然而,如果視確證主義等同主張「所有科學命題只能描述可見對象」,除了會引起「數學是否科學」、「物理學是否科學」等爭論以外,更會陷入休謨懷疑論的危機:因為因果律不可見,故此科學不應描述因果,但事實上自然科學卻旨在解釋自然現象之因果(如牛頓以萬有引力定律解釋蘋果下墮之因果)。

 

由於「科學法則」本身並不可見,而且同時涉及可見之經驗與不可見之邏輯或數學推理,故「實證性」之問題在乎邏輯與經驗應如何結合,從而解釋科學法則之可靠性。例如艾耶認為「實證性」應區分為實用實證性(practical verifiability)與理論實證性(theoretical verifiability),後者令物理學上的思想實驗(如薛丁格貓)亦具有實證性。卡納普(Carnap)甚至提出「確定性」(confirmability)之概念,認為科學只須以概率為基礎,以實驗展示確定程度(degree of confirmation),而無須結論性證明(conclusive verification)。亨普爾(Hempel)則提出標準的科學解釋方法模型,例如演繹律則模型(Deductive-Nomological model)與歸納統計模型(Inductive-Statistical model)等等。

 

融貫論:可否證性與規範轉移

從實證論引伸出來對「實證性」之討論,皆有一知識論前設,即認為科學知識為對「實在」之描述。然而,我們怎能知道科學所描述之世界完全等同「真實世界」?事實上,隨著歷史發展,科學對「真實世界」之解釋已經經過多次改變,例如在天體物理學裡,托勒密的日心說被哥白尼的地心說所取代,而當代天文學則告訴我們並沒有「宇宙中心」存在(Edwin Hubble於1937年證明了其他星系之存在)。[4]但無論宇宙有無中心,以甚麼為中心,都是恆常真理,不會因為人類科學的說法改變而突然改變。故此,迪昂(Duhem)和奎因(Quine)先後提出,無科學理論能被獨立地檢證,此主張被稱之為迪昂.奎因論題(Duhem–Quine thesis)。然則科學解釋之效力來至於科學理論所構成的系統是否一致。若有科學家證明舊有科學理論系統存在不一致甚至矛盾之處,無法對世界作出一個合理解釋,則舊有科學理論系統應被揚棄。基於這一點,波帕(Popper)提出了可否證性之概念:一個科學理論既能被經驗否證但仍未被否證,則為可靠。[5]例如斯涅耳定律(Snell’s Law)認為入射角與折射角的關係為 n1 sinθ1 = n2 sinθ2 。你可以重覆多次進行光折射實驗,去驗證入射角與折射角的關係是否符合斯涅耳定律之描述,一旦你有一次實驗發現斯涅耳定律描述有誤,則可否證斯涅耳定律。然而,至今仍未有人能推翻斯涅耳定律,故斯涅耳定律是一合格的科學法則。

可是,孔恩(Kuhn)卻推翻上述的融貫論主張。他並不認為科學理論之被推翻是根據經驗證據與邏輯推理,而是以「典範轉移」(Paradigm Shift)的形態展現。他指出,科學社群(一群科學工作者)以一套特定的系統價值作為「典範」信守之;因此,即使科學家面對不合典範預測之異例,仍會把他們調整,使之符合典範。這典範建構了一常態科學。

然而,典範無法再解釋異例時,現有常態科學就面對危機,必須建立新的典範取代舊有典範,此稱之為科學革命。孔恩以「哥白尼革命」為例,認為托勒密的地心說面對危機,故被新的典範,則哥白尼的日心說所取代;此即為典範轉移。

 

孔恩的典範轉移為科學哲學帶來極大挑戰——在他的理論框架下,科學解釋不僅並非描述真實世界,而且科學理論之更替亦非取決於理論實證性或可否證性,而是由科學社群這群「小圈子」所決定。甚至奎因亦指出,「從知識論立場來看,物理對象與神之差別只在乎程度而非類別。兩者皆僅僅作為文化投射cultural posits)進入我們的概念裡。」[6]如此一來,科學解釋的可靠性受到嚴重挑戰。

 

基於我非科學哲學家,我對科哲的介紹,亦應以此為止,而我亦對上述理論未有既定立場。但肯定的是,科學哲學發展至今,並非圍繞著實證論與懷疑論之對立,而是始於演繹推理與歸納推理之對立及後漸趨多元化,不能以兩三套理論劃分概括之。實用主義發展出工具主義,邏輯實證主義則提出確證主義,而融貫論分別發展出可否證性與典範轉移兩套理論。至於誰是誰非,恐怕應由哲學家去定斷,而非由一個外行的民俗學家說三道四。

 

 

參考書目

Ayer, A.J., 1952, Language, Truth and Logic, New York: Dover Publications.

Bacon, Francis, 2014, The Essays and Counsels, Civil and Moral of Francis Bacon. B&R Samizdat Express.

—, 1605, The Advancement of Learning, Philadelphia: Paul Dry Books, (reprinted 2009).

Carnap, R., 1956, “The methodological character of theoretical concepts”, Minnesota studies in the philosophy of science, 1: 38–76.

Descartes, René, 1637. Discourse on the Method, trans. Olscamp, Paul L, Indianapolis: Hackett, (reprinted 2001).

Dewey, J., 1910, How we think, New York: Dover Publications (reprinted 1997).

Harper, W.L., 2011, Isaac Newton’s Scientific Method: Turning Data into Evidence about Gravity and Cosmology, Oxford: Oxford University Press.

Hempel, C., 1950, “Problems and Changes in the Empiricist Criterion of Meaning”, Revue Internationale de Philosophie, 41(11): 41–63.

–––, 1951, “The Concept of Cognitive Significance: A Reconsideration”, Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences, 80(1): 61–77.

–––, 1965, Aspects of scientific explanation and other essays in the philosophy of science, New York–London: Free Press.

–––, 1966, Philosophy of Natural Science, Englewood Cliffs: Prentice-Hall.

Kuhn, T.S., 1962, The Structure of Scientific Revolutions, Chicago: University of Chicago Press

Popper, K.R., 1959, The Logic of Scientific Discovery, London: Routledge, (reprinted 2002)

Quine, Willard Van Orman, 1980, ‘Two Dogmas of Empiricism’, From a Logical Point of View. Harvard University Press.

 

 

陳瑞鄰:〈科學哲學有甚麼用?〉《立場新聞》,2017年8月28日。截取自https://www.thestandnews.com/philosophy/科學哲學有什麼用/

柯恩:《科學革命: 改變世界的經典–科學五百年》,台北:谷月社,2015年9月3日。

 

[1] 如果我說這是無心之失、手民之誤,這就是對陳教授的侮辱了,說他不懂哲學。我說他刻意曲解,就是說他明知正確的說法卻刻意曲解以迎合自己的講法。哲學家用詞必須準確。

[2] 陳瑞鄰:〈科學哲學有甚麼用?〉《立場新聞》,201年8月28日。截取自https://www.thestandnews.com/philosophy/科學哲學有什麼用/

[3] 雖然邏輯實證主義採納了維根斯坦早期語言哲學的觀點(見《邏輯哲學論》Tractatus),但本文卻不敢斷言維根斯坦為「實證論者」。事實上,將維根斯坦界定為任一派別皆有不妥。維根斯坦晚期哲學研究似乎對早期的實證論全盤否定,反而更接近日常語言學派。可參考本人兩位老師的著作: Cheung, Kam-Ching Leo, ‘Meaning, Use and Ostensive Definition in Wittgenstein’s Philosophical Investigations.’ Philosophical Investigations. Oxford: Wiley-Blackwell). 37/4 (Oct. 2014): 350-62.

Hamilton, Andy J, Routledge Philosophy GuideBook to Wittgenstein and ‘On Certainty’, (London: Routledge, 2014).

[4] Hubble, E. P., ‘A spiral nebula as a stellar system, Messier 31’. Astrophysical Journal 69, (1929):103–158.

[5] Popper, K.R., The Logic of Scientific Discovery, (London: Routledge, 2002), 20.

[6] Quine, Willard Van Orman, ‘Two Dogmas of Empiricism’, From a Logical Point of View. (Harvard: Harvard University Press, 1980), 44.