山西大学科学技术哲学与科学技术史学术论坛 2007年第6期 总第06期
2007年10月26日下午,“山西大学科学技术哲学与科学技术史学术论坛”第6期,在科学技术哲学研究中心学术报告厅如期举行。本期论坛由科学技术哲学研究中心贺天平教授主讲,他报告的题目是“判决性实验真的具有判决性吗?”;由科学技术哲学研究中心张培富教授主持,程瑞和赵丹两位老师担任主评人。来自校内外的教师、博士生,硕士生和其他人员参加了论坛讨论。
贺天平教授的报告分为三个部分:传统理解的“判决性实验”;一个跌宕起伏的故事;对“判决性实验”的反思。
第一部分:传统理解的“判决性实验”
1. 什么是判决性实验?
顾名思义,判决性实验是指对两种对立的假设的是非起到非此即彼的裁决作用的实验,它是近代实验科学的产物。
例1:地球是平的还是圆的?
例2:自由落体实验
例3:光的散射实验
判决性实验是科学家为了在关于同一论题的相互竞争的假说之间作出“生、死”判决而设计的一种实验。假定关于同一个科学论题存在着两个或多个相互竞争的科学理论或假说,它们几乎同样的经受住了以往的实验检验。这时候,设计某种新的实验,根据原来的假说分别作出了相反的预言。如果实验的结果决定性地支持了其中一个或否定了其中一个,那么就可以对这两个或几个相互竞争的假说作出裁决。那么这个新实验就被认为是判决性的。
2. 判决性实验的历史
究其思想渊源,早在中世纪甚至古希腊时期就已初露端倪。如古希腊哲学大师——亚里士多德,中世纪牛津大学校长——格罗斯代特,近代英国著名哲学家——弗·培根等有过相关的论述。
3. 判决性实验的范式 [(H1→E1) ∧(H2→┐E1) ∧┐E1] → ┐H1∧H2
当时大家认为接受“判决性实验”的裁决是任何科学假说通向科学理论大厦的必经之路,任何假说如果不为“判决性实验”确证,就必然在“判决性实验”中“毁灭”,因此,“判决性实验”是任何可接受的理论必须经受住的“毁灭性实验”。
第二部分:一个跌宕起伏的故事:近代关于光的本质认识及其判决性实验。
近代关于光的本质主要是微粒说和波动说之争,它们先后经历了三个回合的较量。
1. 第一回合:微粒说占据了主导地位(17-18世纪)。
(1)牛顿的微粒说:
可解释:光的直线传播、光的反射、光的折射等现象。
不足:对光的交叉、光密介质中的速度等现象难以解释或做了错误解释。
(2)惠更斯的波动说:
可解释:光的反射、光的折射、光密介质中的速度等现象。
不足:对光的直线传播等现象难以解释或做了错误解释。
2. 第二回合:波动说占据了主导地位(19世纪上半叶)。
主要是托马斯·杨和菲涅尔提出的学说进一步完善和支持了波动说的观点,称为托马斯·杨-菲涅尔波动说。它可以解释:光的直线传播、光的反射、光的折射、光密介质中的速度、光的交叉等现象,这使得光的粒子说开始崩溃了。
3. 第三回合:两个判决性实验(19世纪下半叶)。
(1)傅克实验:支持波动说。
真正对微粒说和波动说起判决作用的是著名的傅科实验。傅科试验测出的光速是298000 千米/秒,误差不超过1%。傅科还测出了光在水中的传播速度,确证它比在空气中传播速度更慢,由此测出了光由空气中射入水中的相对折射率。这个实验在微粒说已被波动说击败之后,又一次对微粒说做出了判决,给光的微粒理论似乎带来了最后的冲击:傅科实验不仅证明了光不是一种发射的微粒流,而且还证实了光是一种波动。
(2)勒纳德实验:支持微粒说。
奇怪的是,事实上傅科实验仍无法阻止相反的“判决性实验”存在的可能性。1902年勒纳德关于光电效应的实验被科学史与科学哲学家称为是“第二个判决性实验”,因为它是排除托马斯·杨-菲涅尔波动理论,而重新支持光的粒子理论的,使粒子说在新的条件下部分复活了。
第三部分:对“判决性实验”的反思。
学术界对“判决性实验”做出了多元化的解释。
1. 迪昂-奎因的知识整体论观点。
判决性实验是不可能。
迪昂认为:判决性实验是不可能的。傅科实验所否证的,只是一组复合假说,并不见得待检假说即微粒说这一核心假说必定是错的,也许只是某个辅助假说出了错误。在一组相关命题组成的复合假说中,核心假说、辅助假说和先行条件等是缺一不可的,我们凭什么把责任全部推到核心假说身上呢?迪昂认为,微粒说的支持者完全有理由在保留微粒说的核心假说的前提下,对整个理论进行调整,如对某些辅助假说进行修改,可以适应傅科所得的结果。
2. 格伦鲍姆的观点。
判决性实验是可能的。
3. 库恩-费耶阿本德-拉卡托斯的观点。
判决性实验是不可能的。
库恩:没有可比性。
费耶阿本德:意义变化说。
拉卡托斯:没有及时性判决。
结 论
所谓的“判决性实验”对于竞争假说的是非,既具有一定的判定意义,又不会产生绝对的“判决”效应。一方面,“判决性实验”作为一种典型的检验性实践形式,其结果往往比一般的实验报告和偶然的观察记录更为可靠和真实,这对于与之相悖的假说是一种有力的反驳,至少揭露了它内在的缺陷和矛盾,而对于与之相符的假说则提供了有力的支持,至少增强了它的确证程度。另一方面,任何一个非常严格精确的科学实验都不可能超越当时的社会历史条件,其报告有误也在所难免,因此,所谓的“判决性实验”之“判决”只能是一种长期而又复杂的过程,不可能产生一种判决,达到“终生”的效应。总之,否定这种实验的判定意义,将会使理论评价误入相对主义的迷雾之中;片面夸大这种实验的效应并使之绝对化,将会使理论评价陷入形而上学的胡同。
报告结束后,主评人程瑞和赵丹老师先后进行了点评,她们都先后肯定了贺天平教授的报告非常精彩,语言浅显易懂,举的例子有代表性且生动形象。报告从传统的判决性实验历史的发展角度给我们清晰解释了判决性实验的是与非。虽然判决性实验的研究在物理哲学中不是一个非常新的命题,但是它的价值是非常大的,从方法论角度来说对物理学研究是很重要的,它为我们选择研究课题的突破口提供了方法论支持。她们还强调说,判决性实验判定的东西是不稳定的,它是一个历史过程,不可能一次解决,它只是在当时的历史条件下是正确的。
程瑞老师向贺天平教授提出了一个问题:非充分决定性对科学实在论有没有威胁?它的威胁在哪?贺天平教授认为,非充分决定性不仅对科学实在论没有威胁,相反对科学实在论是一种支持。为什么这样讲?如果说实在论正在弱化吧,有点不确切,拿郭贵春老师的话说就是实在论正在走向弱实在论,而其他的一些理论,特别科学哲学现在的发展,历史主义之后,然后到罗蒂、奎因等许多新的发展,其他非实在论及反实在论在逐渐增强,而实在论到现在为止没有出现对他们反驳的影子。所以实在论在走向弱实在论,而其他的非实在论、反实在论正在走上风。而我认为非充分决定性对这两者之间的争论没有威胁,非充分决定性在量子力学里面,它就像是一个本质性一样在这里体现,你要让它决定性的做出一个判定,那就违背了量子力学的初衷。所以既然它的本质是这样的,怎么能说它对实在论和反实在论之争有一个挑战?这个我觉得恰恰相反。
赵丹老师提出的问题是:怎样看待经验和理论?贺天平教授的观点:我一直主张费耶阿本德的什么都行的观点,怎么都行好像可以解决所有的问题。理论来解释经验的时候,未必用一套理论;经验证明理论的时候,也未必必须使用一种经验。判决性实验不就说明这样的问题吗?判决性实验最后你什么都没判决得了,你为什么说是一个判决性实验呢?它和其他实验有什么差别?但是怎么都行,并不是告诉我们随随便便拿来就行。怎么都行的本质是反对任何一种方法的霸权主义。任何方法都不是绝对圆满,这样的话也就是说一个科学的发展很难说哪一个是正确的理论。关于科学的终结写了那么多书,没有哪一本断言科学明天就不要做研究了。现在的科学发展太快了,我们对明天会发生什么谁也说不准。科学解释是科学哲学里边一直没有解决的一个问题,所以我一直主张怎么都行的这套思想。一定要正确的理解,并不是说你拿来什么方法都行,它是反对任何一种方法的霸权主义。
晋中学院的乔灵爱教授发问:牛顿提到的光在水和空气中传播速度的问题是核心假说,还是核心假说的推论?贺天平教授回答:应该是它的一个推论,当时牛顿做微粒说的时候,思维很简单,就是认为光就是一个粒子流,然后他通过一系列的推论然后得出光在光密物质中的传播速度比较大。但是他在做实验时还是有一些先决条件和辅助假说。
一位研究生发问:核心假说和辅助假说的关系是怎样的?贺天平教授回答:比如惠更斯的波动假说,它的核心就是认为光是一种波,这个是没问题的。但是光是横波还是纵波?这是一个辅助的假说。首先在波的这样一个大的方向是对的,也就是核心假说,但是它是纵波还是横波它是有分歧的,所以我们认为它是辅助假说。
主持人张培富教授在总结时发表自己的观点并提出自己的问题:首先,他指出:在贺天平教授的讲座中,所有科学家从出现时间上的先后顺序方面可以分为这样三个群体:17-18世纪英国科学家(波义耳—胡克—牛顿—托马斯·杨),18-19世纪法国科学家(马吕斯—菲涅尔—阿拉果—傅科),19-20世纪德国科学家(勒纳德—赫兹—爱因斯坦)。仅仅从光的本质认识的发展史这样一个科学史事件,就可以看到世界科学研究中心转移的影子:从17-18世纪的英国,经18-19世纪的法国,最终转移到19-20世纪的德国。其次,他指出:“牛顿关于光的的微粒说的观点很早就提出,但著作出版却在胡克去世后第二年。由于胡克在去世前已经达到一个很高的权威地位,而他和牛顿的观点是完全对立的,所以牛顿一直不敢或不愿出版。这是否意味着科学权威妨碍了科学真理的传播与接受。到了18世纪,光的波动说与微粒说都存在不能自圆其说的地方,在微粒说不能完全驳倒波动说的背景下,学术界大多数人却倒向了牛顿学派,这是不是说明了非理性因素在决定科学真理时在起作用?最后,他又提出:基于这两点非科学之外的因素,影响了对科学真理的认可,这样的事件是不是支持了SSK理论里面的社会建构主义关于科学知识产生的观点?贺天平教授回答:科学权威肯定会影响科学的发展,当时牛顿的微粒说为什么能够持续那么长时间,就是因为他的权威性。这些事自古就有,就像亚里士多德理论一样,他的科学权威性统治科学思想多少年,没有人敢反对。但是没有科学权威也不行,我们就没有科学领路人、指明灯,所以什么事情都要辩证的看待。
此次论坛在热烈的讨论气氛中圆满结束。
(杨晓东供稿)