《牛津通識(shí)讀本：科學(xué)哲學(xué)》為當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)中的主要問(wèn)題提供了一幅清晰準(zhǔn)確的鳥(niǎo)瞰圖。薩米爾·奧卡沙開(kāi)篇扼要介紹科學(xué)發(fā)展的歷程，繼爾探討科學(xué)推理的本質(zhì)、科學(xué)領(lǐng)域的革命以及實(shí)在論與反實(shí)在論等理論問(wèn)題�！杜＝蛲ㄗR(shí)讀本：科學(xué)哲學(xué)》作者還審視了專門科學(xué)領(lǐng)域中的哲學(xué)問(wèn)題，科學(xué)和宗教之間的爭(zhēng)端，以及科學(xué)作為雙刃劍的利與弊。
《牛津通識(shí)讀本：科學(xué)哲學(xué)》由英國(guó)布里斯托大學(xué)科學(xué)哲學(xué)教授、哲學(xué)系主任薩米爾·奧卡沙撰寫(xiě)，為當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)中的主要問(wèn)題提供了一幅清晰準(zhǔn)確的鳥(niǎo)瞰圖。國(guó)內(nèi)著名科學(xué)哲學(xué)學(xué)者李醒民作序推薦。
薩米爾·奧卡沙，英國(guó)布里斯托大學(xué)科學(xué)哲學(xué)教授。1998年獲牛津大學(xué)博士學(xué)位，此后曾先后任教于倫敦經(jīng)濟(jì)學(xué)院、墨西哥國(guó)立大學(xué)、約克大學(xué)，2003年9月加入布里斯托大學(xué)，2008年起任該校哲學(xué)系主任。已在哲學(xué)期刊上發(fā)表科學(xué)哲學(xué)、生物哲學(xué)、認(rèn)識(shí)論領(lǐng)域的論文數(shù)篇。
何為科學(xué)？
科學(xué)推理
科學(xué)中的解釋
實(shí)在論與反實(shí)在論
科學(xué)變遷和科學(xué)革命
物理學(xué)、生物學(xué)和心理學(xué)中的哲學(xué)問(wèn)題
科學(xué)和科學(xué)批評(píng)者
索引
英文原文
第一章 何為科學(xué)？
什么是科學(xué)？這個(gè)問(wèn)題似乎很容易回答：每個(gè)人都知道科學(xué)包含諸如物理、化學(xué)和生物等學(xué)科，而不包括藝術(shù)、音樂(lè)和神學(xué)之類的學(xué)科。但是當(dāng)我們以哲學(xué)家的身份詢問(wèn)科學(xué)是什么的時(shí)候，上述回答就不是我們想要的那種回答了。此時(shí)我們所尋求的不是一個(gè)通常被稱為“科學(xué)”的那些活動(dòng)的清單，而是清單上所列學(xué)科的共同特征，換言之，使科學(xué)得以成為科學(xué)的東西是什么。這樣一來(lái)，我們的問(wèn)題就不再顯得那么平凡了。
但是，也許你仍然認(rèn)為這個(gè)問(wèn)題有些簡(jiǎn)單化。科學(xué)真的只是在試圖理解、解釋和預(yù)言我們生活于其中的世界嗎？這當(dāng)然是一種合理的答案。但是僅僅如此嗎？畢竟，各種宗教也同樣在試圖去理解和解釋世界，可是通常并不被看做科學(xué)的一個(gè)分支。同樣地，雖然占星術(shù)和算命也在試圖預(yù)言未來(lái)，但大多數(shù)人并不將這些活動(dòng)稱為科學(xué)。再來(lái)考慮一下歷史。雖然歷史學(xué)家的目的是理解和解釋過(guò)去發(fā)生的事件，但是歷史通常被歸為人文學(xué)科而不是科學(xué)學(xué)科。和許多哲學(xué)問(wèn)題一樣，“何為科學(xué)？”這個(gè)問(wèn)題實(shí)際上比初看上去難解得多。
許多人認(rèn)為科學(xué)的顯著特征在于科學(xué)家探索世界的特殊方法。這種觀點(diǎn)似乎相當(dāng)有理。因?yàn)樵S多科學(xué)的確使用了在其他非科學(xué)的學(xué)科中找不到的特殊方法。一個(gè)明顯的例子就是實(shí)驗(yàn)方法的運(yùn)用，它是現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展史上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。然而，并不是所有的科學(xué)都運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法——天文學(xué)家顯然不能在天上做實(shí)驗(yàn)，有時(shí)必須代之以仔細(xì)的觀察。在許多社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域，情形也是如此。科學(xué)的另一個(gè)重要特征是科學(xué)理論的建構(gòu)�？茖W(xué)家并不是僅僅在記錄簿上記下他們實(shí)驗(yàn)和觀察的結(jié)果——他們通常希望用一個(gè)一般的理論來(lái)解釋那些結(jié)果。雖然這并不是總能很輕易地做到，但已經(jīng)獲得了一些重大的成果�？茖W(xué)哲學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是去弄明白實(shí)驗(yàn)、觀察和理論建構(gòu)等方法是如何幫助科學(xué)家揭開(kāi)那么多自然之謎的。
現(xiàn)代科學(xué)之起源
在今天的中小學(xué)和大學(xué)里，基本是以非歷史的方式來(lái)教授科學(xué)的。教科書(shū)采用盡可能方便的形式來(lái)表述科學(xué)學(xué)科的關(guān)鍵思想，很少涉及促成這些科學(xué)發(fā)現(xiàn)的漫長(zhǎng)而又經(jīng)常曲折發(fā)展的歷史過(guò)程。作為教學(xué)方法，這樣做是有道理的。但是對(duì)于科學(xué)思想發(fā)展史的適當(dāng)關(guān)注會(huì)對(duì)理解科學(xué)哲學(xué)家感興趣的那些論題有所助益。實(shí)際上，我們將在第五章看到得到論證的這種觀點(diǎn)：對(duì)科學(xué)史的密切關(guān)注是做好科學(xué)哲學(xué)工作所必不可少的。
現(xiàn)代科學(xué)起源于1500年到1750年之間發(fā)生在歐洲的科學(xué)高速發(fā)展時(shí)期，即我們現(xiàn)在所稱的科學(xué)革命時(shí)期。當(dāng)然，古代和中世紀(jì)的人們也從事科學(xué)探索——科學(xué)革命并不是憑空產(chǎn)生的。在這些早期階段，主流的世界觀是亞里士多德學(xué)說(shuō)，這一名稱來(lái)自古希臘哲學(xué)家亞里士多德。亞里士多德在物理學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)和宇宙學(xué)領(lǐng)域都提出了具體的理論。但是正如他的研究方法那樣，亞里士多德的觀點(diǎn)對(duì)于一個(gè)現(xiàn)代科學(xué)家來(lái)說(shuō)似乎是非常古怪的。僅舉一例：他認(rèn)為所有的地球物體都僅是由土、火、空氣和水四種物質(zhì)組成的。這種觀點(diǎn)顯然與現(xiàn)代化學(xué)告訴我們的東西相沖突。
在現(xiàn)代科學(xué)世界觀的發(fā)展過(guò)程中，第一個(gè)關(guān)鍵階段是哥白尼革命。1542年，波蘭天文學(xué)家尼古拉斯o哥白尼（1473-1543）發(fā)表了一本抨擊地心說(shuō)宇宙模型的著作，地心說(shuō)模型認(rèn)為靜止不動(dòng)的地球位于宇宙的中心，行星和太陽(yáng)都在圍繞地球的軌道上旋轉(zhuǎn)。地心說(shuō)式的天文學(xué)也稱為托勒密天文學(xué)，以古希臘天文學(xué)家托勒密的名字命名。它是亞里士多德式世界觀的核心，延續(xù)了約1800年而未受質(zhì)疑。但是哥白尼卻提出了另外一種觀點(diǎn)：太陽(yáng)是宇宙的固定中心，包括地球在內(nèi)的行星都在環(huán)繞太陽(yáng)的軌道上運(yùn)行（參見(jiàn)圖1）。在這種太陽(yáng)中心說(shuō)的模型中，地球僅被看做是另外一個(gè)行星，因此也就失去了傳統(tǒng)曾經(jīng)賦予它的獨(dú)特地位。哥白尼的理論最初遇到了非常大的抗拒，尤其是來(lái)自天主教會(huì)的抗拒。天主教會(huì)認(rèn)為哥白尼的理論是對(duì)圣經(jīng)的背叛，并于1616年禁止了宣揚(yáng)地動(dòng)學(xué)說(shuō)的書(shū)籍的發(fā)行。然而在不到100年的時(shí)間里，哥白尼學(xué)派就被確立為正統(tǒng)的科學(xué)。
哥白尼的革新不僅帶來(lái)了更好的天文學(xué)的進(jìn)步，通過(guò)約翰內(nèi)斯o開(kāi)普勒（1571-1630）和伽利略o伽利雷（1564-1642）的努力，它還間接地推動(dòng)了現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展。開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)，行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道不是哥白尼所猜想的正圓形，而是橢圓形。這就是他重要的行星運(yùn)動(dòng)“第一定律”；他的第二和第三定律明確給出了行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的速度。
開(kāi)普勒的三定律加在一起，給出了一個(gè)遠(yuǎn)比以前提出的理論更好的行星運(yùn)動(dòng)理論，解決了許多世紀(jì)以來(lái)困擾天文學(xué)家的難題。伽利略終生追隨哥白尼的學(xué)說(shuō)，也是望遠(yuǎn)鏡的早期發(fā)明人之一。當(dāng)把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天空的時(shí)候，他得到了許多驚人的發(fā)現(xiàn)，其中包括月亮上的山脈、大量的恒星、太陽(yáng)黑子以及木星的衛(wèi)星。所有的這些發(fā)現(xiàn)同亞里士多德學(xué)派的宇宙學(xué)完全相矛盾，并在科學(xué)共同體轉(zhuǎn)向哥白尼學(xué)說(shuō)的過(guò)程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
然而，伽利略最持久的影響并不在天文學(xué)，而是在力學(xué)中；他推翻了亞里士多德學(xué)說(shuō)中關(guān)于重物體比輕物體下落速度更快的理論。取而代之的是，伽利略提出了一種反直覺(jué)的觀點(diǎn)，認(rèn)為所有做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體都以相同速率向地面下落，不受重量影響（參見(jiàn)圖2）。（當(dāng)然，在實(shí)踐中如果你從相同的高度向下拋一片羽毛和一枚炮彈，炮彈將會(huì)首先著地，然而伽利略認(rèn)為這僅僅是由于空氣阻力的作用——在真空中，它們將會(huì)同時(shí)著地。）另外，他還認(rèn)為做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體是均勻加速的，即在相等的時(shí)間內(nèi)獲得相等的速度增量；這就是伽利略自由落體定律。伽利略為這一定律提供了盡管不是決定性的但卻具有說(shuō)服力的確鑿證據(jù)，這構(gòu)成了他力學(xué)理論的核心部分。
通常認(rèn)為，伽利略是第一位真正的現(xiàn)代物理學(xué)家。他第一次表明數(shù)學(xué)語(yǔ)言可被用來(lái)描述物質(zhì)世界中的真實(shí)物體的行為，例如下落的物體、拋射的物體等等。在我們看來(lái)這似乎是很顯然的——今天用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表述科學(xué)理論已經(jīng)成為慣例，不僅是物理學(xué)，在生物學(xué)以及經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域也是如此。但在伽利略的時(shí)代，這卻不是顯然的：人們普遍認(rèn)為數(shù)學(xué)處理的是純粹抽象的實(shí)體，因此對(duì)于物質(zhì)實(shí)體是不適用的。伽利略所做工作的另外一個(gè)革新方面是，他強(qiáng)調(diào)了運(yùn)用實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)假說(shuō)的重要性。對(duì)于現(xiàn)代科學(xué)家來(lái)說(shuō)，這也許又是一個(gè)看上去顯而易見(jiàn)的觀點(diǎn)。但是，在伽利略的時(shí)代，人們并不認(rèn)為實(shí)驗(yàn)是一種獲得知識(shí)的可靠手段。伽利略對(duì)于實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的強(qiáng)調(diào)標(biāo)志著一種研究自然界的經(jīng)驗(yàn)方法的出現(xiàn)，這一方法一直沿用至今。
第二章 科學(xué)推理
科學(xué)家們經(jīng)常告訴我們一些關(guān)于世界的事實(shí)，這些事實(shí)如果不是出自他們之口，我們不會(huì)相信。例如，生物學(xué)家告訴我們，我們和大猩猩有密切的親緣關(guān)系，地理學(xué)家告訴我們非洲和南美洲過(guò)去連接在一起，宇宙學(xué)家告訴我們宇宙一直在膨脹。但是，科學(xué)家們是如何獲得這些聽(tīng)起來(lái)匪夷所思的結(jié)論的呢？畢竟，沒(méi)有人曾經(jīng)看到過(guò)一個(gè)物種進(jìn)化成另一個(gè)物種，一塊大陸分裂成兩半，或者看到過(guò)宇宙變得越來(lái)越大。答案當(dāng)然是，科學(xué)家們是通過(guò)推理或推論的過(guò)程確信上述事實(shí)的。對(duì)這種過(guò)程更多地了解對(duì)我們將會(huì)大有裨益。科學(xué)推理的確切本質(zhì)是什么？對(duì)于科學(xué)家們所作的推論我們應(yīng)該持有多大的信任度？這些就是本章所要討論的話題。
演繹和歸納
邏輯學(xué)家在演繹和歸納這兩種推理形式之間作了重要的區(qū)分。下面是一個(gè)演繹推理或者演繹推論的例子：
所有的法國(guó)人都喜歡紅葡萄酒
皮埃爾是一個(gè)法國(guó)人
前兩項(xiàng)陳述稱為推論的前提，而第三項(xiàng)陳述稱為結(jié)論。這是一個(gè)演繹推理，因?yàn)樗哂幸韵绿卣鳎喝绻疤釣檎�，那么結(jié)論一定也為真。換句話說(shuō)，如果所有的法國(guó)人都喜歡紅葡萄酒為真，并且皮埃爾是法國(guó)人也為真，那么就會(huì)得出皮埃爾確實(shí)喜歡紅葡萄酒。這種推理通常可以表達(dá)為，推理的前提必然導(dǎo)致結(jié)論。當(dāng)然，這種推論的前提在現(xiàn)實(shí)情形中幾乎當(dāng)然非真——肯定存在不喜歡紅葡萄酒的法國(guó)人。然而這并不是重點(diǎn)。使這個(gè)推論成立的是存在于前提和結(jié)論之間的一種恰當(dāng)關(guān)系，即前提為真則結(jié)論也必然為真。前提實(shí)際上是否為真則是另外一回事，它并不影響推論的演繹性質(zhì)。
并非所有的推論都是演繹的。請(qǐng)看下面的例子：
盒子里前五個(gè)雞蛋發(fā)臭了
所有雞蛋上標(biāo)明的保質(zhì)日期都相同
因此，第六個(gè)雞蛋也將是發(fā)臭的
這看起來(lái)似乎是一個(gè)非常合理的推理。但它卻不是演繹性的，因?yàn)榍疤岵⒉槐厝粚?dǎo)致結(jié)論。即使前五個(gè)雞蛋確實(shí)發(fā)臭了，并且即使所有雞蛋上標(biāo)明的保質(zhì)日期相同，也不能保證第六個(gè)雞蛋一樣發(fā)臭。第六個(gè)雞蛋完好無(wú)損的情況是很有可能的。換言之，這個(gè)推論的前提為真而結(jié)論為假，這在邏輯上是可能的，所以這個(gè)推論不是演繹的。它被稱為歸納推論。在歸納推論或者說(shuō)歸納推理中，我們是從關(guān)于某對(duì)象已被檢驗(yàn)的前提推論到關(guān)于該對(duì)象的未被檢驗(yàn)的結(jié)論——本例中這個(gè)對(duì)象是雞蛋。
演繹推理是一種比歸納推理更可靠的推理方式。進(jìn)行演繹推理時(shí)，我們可以保證從真前提出發(fā)就會(huì)得出一個(gè)真結(jié)論。然而，這種情況卻不適用于歸納推理。歸納推理很有可能使我們從真前提推出一個(gè)假結(jié)論。盡管存在這種缺點(diǎn)，我們卻似乎一直都在依賴歸納推理，甚至很少對(duì)它進(jìn)行思考。例如，當(dāng)你早上打開(kāi)電腦的時(shí)候，你相信它不會(huì)在你面前爆炸。為什么呢？因?yàn)槟忝刻煸缟隙紩?huì)打開(kāi)電腦，它至今從來(lái)沒(méi)有在你面前爆炸過(guò)。但是，從“迄今為止，我的電腦在打開(kāi)時(shí)都不曾爆炸過(guò)”到“我的電腦在此時(shí)打開(kāi)時(shí)將不會(huì)爆炸”的推論是歸納的，而不是演繹的。這個(gè)推論的前提并不必然得出結(jié)論。你的電腦此時(shí)爆炸在邏輯上是可能的，即使這在以前從來(lái)沒(méi)有發(fā)生過(guò)。
在日常生活中，其他歸納推理的例子隨處可見(jiàn)。當(dāng)你逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的時(shí)候，你認(rèn)為汽車將會(huì)向左而不是向右拐。駕車上路時(shí)，你就把生命作為賭注壓在這一假定上。是什么使你如此肯定它是正確的？如果有人要求你證明這一確信，你將如何回答？除非你是一個(gè)機(jī)修工，你有可能會(huì)回答：“在過(guò)去每一次我逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的時(shí)候，汽車都是向左拐的。因此，當(dāng)我這一次逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)也會(huì)發(fā)生同樣的情況�！边@同樣是歸納推論，而不是演繹推論。歸納性推理似乎是我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠帧?/span>
科學(xué)家們也運(yùn)用歸納推理嗎？答案似乎是肯定的。來(lái)看一種被稱為唐氏綜合征的遺傳學(xué)疾病。遺傳學(xué)家告訴我們唐氏綜合征患者具有一條多余的染色體——他們擁有47條而不是常人的46條（參見(jiàn)圖5）。他們是如何發(fā)現(xiàn)的呢？答案當(dāng)然是，他們測(cè)試了大量的唐氏綜合征患者并且發(fā)現(xiàn)每一位患者都有一條多余的染色體。于是他們便歸納地推出這一結(jié)論，即所有的唐氏綜合征患者，包括尚未進(jìn)行檢驗(yàn)的，都有一條多余的染色體。很容易看出這個(gè)推論是歸納的。研究樣本中的唐氏綜合征患者有47條染色體的事實(shí)，并不能證明所有的唐氏綜合征患者都是如此。盡管不太可能出現(xiàn)這樣的情況，但是一個(gè)非典型樣本的存在也是有可能的。
這種例子絕不僅僅只有一個(gè)。事實(shí)上，無(wú)論何時(shí)從有限的資料數(shù)據(jù)獲得一個(gè)更普遍的結(jié)論，科學(xué)家們都要運(yùn)用歸納推理，這是他們一直使用的方法。以牛頓的萬(wàn)有引力原理為例，如上一章所述，該定律講的是宇宙中的每一個(gè)物體都會(huì)對(duì)任一其他物體產(chǎn)生引力作用。很顯然，牛頓并沒(méi)有通過(guò)檢驗(yàn)宇宙中的每一物體來(lái)得出這一定律——他不可能這樣做。其實(shí)，他首先發(fā)現(xiàn)行星和太陽(yáng)以及地球表面附近各種運(yùn)動(dòng)的物體適用這個(gè)定律。從這些數(shù)據(jù)中，他推論出定律對(duì)于所有的物體都適用。這一推論顯然也是歸納性的：牛頓定律適用于某些物體的事實(shí)并不能保證它適用于所有物體。
歸納在科學(xué)中的核心作用有時(shí)候是被我們的說(shuō)話方式弄得含糊不清了。例如，你也許看到報(bào)上說(shuō)科學(xué)家已經(jīng)“通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明”基因改良的玉米對(duì)人體是安全的。這里的意思是科學(xué)家已經(jīng)對(duì)于大量的人測(cè)試了這一種玉米，沒(méi)有一個(gè)人產(chǎn)生任何不良反應(yīng)。但是，嚴(yán)格地說(shuō)這并沒(méi)有證明這種玉米是安全的，即沒(méi)有像數(shù)學(xué)家證明畢達(dá)哥拉斯定理那樣。因?yàn)�，從“這種玉米對(duì)于被檢驗(yàn)過(guò)的人沒(méi)有任何壞處”到“這種玉米對(duì)于任何人都沒(méi)有壞處”的推論是歸納的，而不是演繹的。這份報(bào)紙本來(lái)應(yīng)該如實(shí)地說(shuō)，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了特別有力的證據(jù)表明這種玉米對(duì)人是安全的。“證明”一詞應(yīng)該僅僅嚴(yán)格地用于演繹推論的場(chǎng)合。在這個(gè)詞的嚴(yán)格意義上，即使曾經(jīng)有過(guò)，科學(xué)假說(shuō)也極少能夠通過(guò)數(shù)據(jù)被證明是真的。
大多數(shù)哲學(xué)家認(rèn)為科學(xué)過(guò)分依賴歸納推理的事實(shí)是顯然的，由于過(guò)于明顯，以至于幾乎不需要再有辯論。但是，引人注意的是，這一點(diǎn)遭到了我們?cè)谏弦徽绿岬竭^(guò)的哲學(xué)家卡爾o波普爾的否定。波普爾認(rèn)為科學(xué)家需要的僅僅是演繹推論。如果事實(shí)真是如此就好了，正如我們已經(jīng)了解的那樣，演繹推理比起歸納推理要可靠得多。
波普爾的基本觀點(diǎn)是這樣的：盡管不可能證明某科學(xué)理論確實(shí)來(lái)源于一個(gè)有限的數(shù)據(jù)樣本，卻有可能證明某理論是錯(cuò)誤的。假設(shè)一個(gè)科學(xué)家一直在思考關(guān)于所有金屬片都導(dǎo)電的理論。即使她測(cè)試的每一片金屬確實(shí)都導(dǎo)電，這也不能證明該理論是正確的，其原因我們上文已經(jīng)說(shuō)清楚了。但是哪怕她僅僅找到一片金屬不導(dǎo)電，就可以證明這個(gè)理論是錯(cuò)誤的。因?yàn)椋瑥摹斑@片金屬不導(dǎo)電”到“所有的金屬片都導(dǎo)電是錯(cuò)誤的”的推論是演繹的——前提必然導(dǎo)致結(jié)論。因此，如果一個(gè)科學(xué)家僅僅熱衷于解釋一個(gè)特定理論是錯(cuò)誤的，她有可能不使用歸納推論就可以做到。
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