在主流媒体和社会大众眼中,任何包含“科学”一词的表达、标题或新闻往往被赋予极高的权威性。人们认为,运用科学方法进行研究,就能保证其发现的有效性和可靠性。然而,我们是否能确信科学发现的客观性?是什么让科学方法如此可靠?不可否认,哲学可以为科学问题提供有价值的见解,揭示这两个学科之间错综复杂、相互依存的关系。
科学方法:探求真理的利器?
科学之魂,1839 年。来源:美国国家美术馆。
如果一个产品被宣传为“经过科学验证”,或者一个理论被定义为“科学证明”,它会立刻获得比其他同类产品和理论更高的价值和关注度。然而,我们是否有充分的理由将科学置于如此高的地位?科学凭借其在做出宝贵预测、取得重大发现以及其可靠的方法——科学方法——而闻名于世。
科学方法包含以下步骤:观察世界上发生的现象;提出一个或多个解释该现象运作和行为的假设;设计实验和测试,验证哪个假设(如果有)是准确的;根据需要修改假设,并重复该过程,直到对该现象的本质有充分的解释。
这个方法看似直截了当,且很有可能取得成功。虽然它需要具备提出有见地的假设、设计合适的实验以及准确地执行实验的能力,但似乎只要仔细完成所有步骤,并认真对待自己的工作,最终的结果就会令人满意。
科学方法是否总是有效?
真理之口,卢卡斯·范·莱登,约 1514 年。来源:纽约大都会艺术博物馆。
想象一下,你想探究为什么所有物体在释放到空中后,都会向下落到最近的表面。在观察了这种现象及其频率后,你会提出一个解释这种现象原因的假设,并通过实验进行验证,直到你找到一个令人满意的解释,即牛顿的万有引力定律。
在实验阶段,想象一下你正在验证牛顿的万有引力定律,却发现它无法解释你试图描述的现象。现在,作为一个科学家,你可以宣布牛顿定律应该被抛弃,因为它已经被证伪。然而,你也可以争辩说实验中使用的某些设备存在缺陷,实验过程中出现了错误,或者实验本身的设计不适合测试该定律。
2011 年,在意大利的格兰萨索国家实验室就发生了类似的事情。那里的一组科学家似乎已经证伪了爱因斯坦著名的相对论,该理论指出,在真空中,没有任何事物能比光速更快。
相反,在格兰萨索国家实验室进行的实验中,科学家报告说,一些被称为中微子的亚原子粒子被记录为以比光速更快的速度传播,这证伪了备受尊崇的爱因斯坦定律。在这种特殊情况下,就像上面的虚构例子一样,该定律并没有被抛弃,而是假设错误归因于实验的其他方面——设计了不合适的测试、执行某些步骤时出现错误或设备存在缺陷。
科学方法的作用
伯特兰·罗素,尤素福·卡什,1949 年。来源:芝加哥艺术学院。
以上两段中的例子表明,即使使用了科学方法,也不能保证科学研究的结果完全准确,即使是那些由最著名的科学家提出的最广泛接受和最成功的理论,也可能存在疑问,也可能出现错误。正如英国哲学家伯特兰·罗素在其作品《婚姻与道德》中尖锐地指出:“一个观点被广泛接受,并不能证明它不是完全荒谬的;事实上,考虑到大多数人类的愚蠢,一个广泛传播的信念更有可能愚蠢而不是明智。”
因此,即使在被标榜为“科学证明”的领域中,也始终存在争议的空间,需要不断地进行研究,找到令人信服的证据来重新定义假设、理论和定律。
然而,在确定科学方法的使用并不保证科学研究结果绝对准确的情况下,它在做出预测以及证明和证伪理论方面的整体成功仍然没有动摇。揭露其问题并不是为了让人们放弃使用它,而是为了消除对其绝对有效性的迷信,避免忽视这样一个事实:尽管它做出的预测往往是准确的,但所有假设、定律或理论都随时可能被验证和修改,无论它们看起来多么确定。
科学与哲学的历史
手持荷马半身像的亚里士多德,伦勃朗,1653 年。来源:纽约大都会艺术博物馆。
关于科学方法的问题,代表了哲学能够为科学提供强有力见解的方面。最初,哲学和科学是作为一种单一学科协同工作的,直到最近,最杰出的哲学家都拥有物理学或数学等科学背景。
古希腊人,尤其是亚里士多德,将知识领域视为一个整体,科学和哲学通过类似的体系运作,共同追求认识论上的启蒙。因此,今天我们称之为物理学、化学、动物学和人类学的学科,在当时都属于“自然哲学”的范畴。
然而,如今,科学和哲学似乎是截然不同的学科,被认为彼此关系不大。很少有哲学家接受过数学、物理学或化学的训练,哲学更多地与艺术和人文科学相关联,通常与文学、历史或古典研究等学科配对。因此,我们现代人对哲学的理解与该学科在知识领域中扮演的历史角色背道而驰。
然而,哲学与科学之间的关联根植于这两个学科的本质。因此,了解它们如何相互补充,以及将它们视为彼此交织至关重要。科学哲学学科深入研究了这两个学科之间的关系。它探究了区分它们的因素、它们的共同点以及它们各自如何为对方提供见解。鉴于它们的目标的共同性,尽管现代趋势促使人们将这两个学科分开研究,但将它们孤立地进行分析显然是弊大于利。
科学哲学
科学,或对学习的热爱,圭多·雷尼,1630-1640 年。来源:芝加哥艺术学院。
在前面的章节中,我们已经阐述了赋予科学的权威性通常与它预测的高度成功率有关,而这通常被归因于科学方法的使用。另一方面,哲学知识没有享受到同样高的地位,其原因可能是使用不同的探究方法,也可能是该学科内部存在激烈的争论和分歧,以及普遍缺乏公认的发现。然而,也存在一些哲学问题,这些问题已经或有可能限制科学研究,或挑战科学方法的某些方面。
例如,归纳问题,最早是由哲学家大卫·休谟提出的,对科学提出了真正的担忧。许多知识分子和学者——例如科学哲学家卡尔·波普尔——都将他们的一生奉献给调和归纳推理的使用与科学方法的尝试。归纳问题指出,人们不应该依赖那些对多个独立观察结果进行概括的断言。
换句话说,观察到多次相同的现象——比如网球被释放后向下落到最近的表面——并不能让你对这种现象做出一个普遍的断言,比如所有物体被释放后都会向下落到它们可以停下来的最近的表面。
根据休谟的观点,仅仅因为过去一直如此,并不能保证将来也会一直如此。由于归纳问题的存在,从归纳推理得出的结论永远不确定,也不能依赖;鉴于科学方法主要依赖归纳推理,归纳问题就将所有科学发现置于危险之中。
科学问题与哲学解决方案
阿尔伯特·爱因斯坦,尤素福·卡什,1948 年。来源:芝加哥艺术学院。
如上段所述,哲学比其他任何学科都能更好地识别出科学方法中的谬误,这些谬误会导致科学做出基于无根据的断言的预测。同时,哲学也是能够为这些问题提供强有力见解的学科。
著名科学家阿尔伯特·爱因斯坦声称:“我完全同意……关于科学史和科学哲学的重要性及教育价值。今天,许多人——甚至专业人士——似乎……像一个见过成千上万棵树,却从未见过森林的人。了解历史和哲学背景,使人们能够摆脱他们那一代人的偏见,而大多数科学家都深受其害。哲学洞察力带来的这种独立性……是区分一名单纯的工匠或专家与一名真正寻求真理者的标志。”
换句话说,尽管科学家可能对他们正在研究的问题拥有深刻的见解,但他们可能缺乏对整个知识框架的理解,而只有哲学探究才能提供这种理解。因此,哲学和科学作为盟友,而不是在不同的道路上行进的知识寻求者,将会更加成功地运作。
科学将拥有针对特定领域的实用问题的知识,而哲学将把研究和探究的整个方法框架串联起来。哲学可以重新确立其最初的权威,一方面,通过响应科学在为每个学科创建最佳研究方法方面的需求,另一方面,通过发现谬误来确保科学获得的知识的准确性。