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洪偉的哲學部落格

「科學的哲學」講綱

這是我 2015 年5月6日在文藻哲學社講課時使用的課綱。我選擇的題目是「科學的哲學」:

自然科學幾乎是人類當代最重要的知識體系類型。甚至,只有能用自然科學來解釋自然現象,才能被當成是自然的,如果無法解釋的,往往被當成是「超自然」的,像是魔法或是幽靈等。但哲學家想問「為什麼」:為什麼自然科學會那麼重要而且可靠?為什麼我們如此依賴它來理解整個世界?有沒有可能自然科學只是剛好矇到,就像猜中明天會不會下雨一樣?自然科學是什麼?

什麼是科學解釋?

科學的本義即是知識(scientia),但它不僅僅是觀察而來的知識。科學的起源總是伴隨著一個「為什麼?」的問題,我們希望透過對這問題的回答來更了解世界。但是,對於這樣的問題,其實我們有各種各樣的「解釋」存在。譬如,給定一個這樣的問題:

(1) 天空為什麼會下雨?

我們可以有以下的「解釋」:

(2) 因為天空本來就會下雨。

(3) 因為海龍王/上帝讓它下雨。

(4) 因為天空在哭泣。

(5) 因為水汽凝結成水後落下。

(6) 因為我剛才吃了一碗麵。

我們可以看到,其中有一些解釋,很難說能讓人滿意。要說明哪樣的解釋是好的解釋,牽涉到「什麼是(好的)科學解釋?」的問題。怎麼樣算是一個好的解釋呢?

我們有沒有可能,試著來想一些外加條件,試試看是否是科學解釋的必要條件?

討論1:融貫性

討論下面這段話:

科學解釋不能和其他已知的事情相衝突,包括該解釋可能產生的後果。並且,一組科學解釋中,裡面的命題必須是有根據的,它可能是明顯的觀察,或是由其他觀察或解釋所支持的。科學不能與數學邏輯學發生衝突,並且幾乎總是需要依靠數學和邏輯學來建立它的基礎(為什麼?)。

討論2:普遍性與可驗證性

討論下面這段話:

科學解釋必須要有普遍性,也就是說,它除了能解釋當前的現象,他也必須能夠以同樣方式解釋其他的足夠類似的現象。也因此,在其他同樣足夠類似的狀況下,這樣的解釋也必須發揮作用。

科學解釋必須要能通過驗證,倚靠可靠的方法來得到現實的基礎(科學實驗),並且我們要求這方法是可靠的、客觀的、可重複的、結果足夠顯著的、合乎邏輯的。這也意味著,科學解釋的內容,多少要具有能預測事實的能力。

討論3:因果性

討論下面這段話:

科學解釋必須要能指出世界的規律,它必須包含世界的定律。也就是說,它必須具有這樣一種形式:在可觀察的條件下,經驗世界中的現象會按照某個規則進行變化,造成另一個可觀察的結果。

討論4

還有怎樣的條件可能是必要的?

科學體系的邏輯特色

現在,為了闡明科學的樣貌,我將試著盡可能清楚地去剖析科學體系(特別是自然科學)與一般意見集合的差異。

在開始考察之前,我們先確認一個事實:那些被我們稱作是「科學」的,最起碼得是諸多命題的集合。這個事實雖然不見得是必然的,但是對於我們今天的世界來說是顯然的。我在此將它當成討論的底線。

我們還要確認:對於我將要考察的科學概念,各位是否心中有可對照的藍本?我在這裡推薦牛頓力學作為思索的藍本。

首先,一個作為科學的命題集合(「科學體系」),就內在而言,是演譯的(inductive),意即,一個科學的命題集合中的命題,要嘛自身是作為前提的,要嘛就是尤其他命題邏輯推導出的結論(或說,它是能夠被證明的)。這意味著,科學仰賴某種足夠嚴格的邏輯學來支持它的可靠性。我們將符合這種要求的體系稱作「公理體系(axiomatic system)」。

其次,一個科學體系,就與世界的關係而言,是歸納的(deductive),意即,它的命題必須和關於經驗世界的資料在某種程度上是吻合的、最好是精確的。在這裡要註明的是,科學除了必須吻合現有的觀察資料,他也被假定必須吻合未來可能出現的觀察資料。這也就是說,科學必須有一種普遍性,更精確來說,自然科學的命題必須是自然定律

以上這兩個,我們可以把它們稱作是科學的邏輯特色,它們指出科學系統的兩種不同面相1

問題討論1

現在,讓我們來討論看看一些命題體系和科學體系的差異,我們來舉舉看有沒有(非科學的)命題體系:

  1. 是演譯的,但不是歸納的
  2. 是歸納的,但不是演譯的

這樣的命題體系給你怎樣的感覺?他們有怎樣的特色?

問題討論2

能不能想到一些例子,它似乎是演譯的、也似乎是歸納的,但是在直覺上,它似乎不是科學的?

針對這樣的體系(如果存在的話),能不能有一些補充,讓科學體系的邏輯特色可以更接近「一個命題體系是不是科學」的充份的判斷條件?

科學解釋與科學體系

在上面兩節,我們簡單談論到科學解釋和科學體系的一些特徵,我希望我們到此的討論是足夠充份的,至少充份到你可以暫且有某種對科學體系或是科學解釋的看法。

我們可以看到,科學解釋是比科學體系更加具有根源性的東西,它具有一個明確的動機,即回應「為什麼如此這般?」的向世界提問。科學解釋朝向科學體系的演進,是一種整體性的、有系統性的統整與建立。這樣一種趨向和動機,帶動的是科學精神的運動。這裡的思維是溯因的(abductive),人類透過一個又一個更根本的命題作為猜想並進行試驗,透過更普遍前提的確立、自身中不斷地修正和改良,建立起一個又一個更加宏大完備的理想體系。

我們可以看到,科學解釋中的融貫性普遍性的要求,都在科學體系中包含了特定的科學方法,而實現為演譯或歸納的可靠形式。

我們還可以看到,中文的「科學」意義下的學科的分立:明確劃分界限的、具有各自的單一世界觀的科學體系的林立。但是,這樣的現象並不是說這總總體系是彼此獨立的,事實上,它們仍然留有整體作為世界的定律知識的總集的條件。他們彼此影響、避免衝突,甚至,互相化約(reduce)對方。

雖然我們以一種發展的思維在把握科學體系的完善過程,這並不是說科學是單調進步的。如果我們妥善理解人類試圖透過理智征服世界的動機,我們會看到世界在這裡所扮演的角色,有些哲學家因此將世界形容成「老師」、「提出難題者」或「無法馴服者」,因為,我們還是經常在世界中提出各種新的、無法解釋的現象(異例,anomie),如果這些現象過於嚴重地不符合我們的科學知識,人類知識很有可能立刻搖搖欲墜。

事實上我不確定使用「搖搖欲墜」這樣的形容是妥當的,雖然哲學家經常使用這樣的用語來營造一種特殊的視覺效果。因為,在人類歷史中,還沒有發生過一個異例壓垮某個體系知識的現象,經常發生的是科學危機的出現後、隨之而來的科學革命發生。

多年發展之下,科學逐漸如此地成為完整的世界現象的版圖。它似乎不再只作為世界的解釋,不少人還可能主張,如果有一個現象是自然科學無法解釋的,這現象就是超自然的,這現象意味著科學與可能的自然知識的領域已經逐漸重合,以及科學精神——特別是作為世界定律的意向——的某程度上的實現。似乎科學就這樣變得愈來愈完備了。

問題討論1

能不能有科學革命的例子?能不能有類似科學的知識體系,而後被當成「非科學」消滅的例子?能不能有科學被化約而後逐漸消失的例子?

我們可以從這些例子中得到什麼?

問題討論2

我們可以看到,即使我們同意一個可以解釋因果關係的解釋,比起沒有的,是一個更好的科學解釋,但因果性在科學體系中依然不被特別強調,為何如此?特別是相對論、量子力學出現之後,因果性甚至變得是可以從科學概念中移出、消除的理念。

  1. 當邏輯實證論(logical positivism)的支持者捕捉到這個面向以後,他們便透過兩個方面的推理去描述科學知識的獨特性,並通過這種描述表明一個形上學的主張:形上學的描述與定律對於人類認識世界而言是不必要的。

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