科学哲理

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标  题: 科学与信仰(2) —— 科学哲理 Philosophy of Science
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标  题: 科学与信仰(2) —— 科学哲理 Philosophy of Science
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(此份资料是东海大学刘大卫老师上课的讲义)

    贰。           科学哲理     Philosophy of Science

        讨论： 何谓实验？ 原理？ 说明？ 自然法则（定律）？本段讨论是以＂
    Philosophy  of Science ″ (by Del Ratzsch ，  Inter Varsity Press ，
    USA ， 1986.) 一书为根据。

    Ⅰ。定义
        自然科学即探讨并研究
　　        1.  凭经验的（empirical）：  假如可以，就做实验。
　　        2.  客观的（objective）  ：  公开的。
　　        3.  合理的（rational）   ：  常常是可计量的。
        自然科学必须对自然界做两个基本的假设：
　　        1.  在时空上具有一致性或经常性。
　　        2.  是人可以理解的。
        Francis Bacon（1561-1626）提出从事科学研究的正确方法：
　　        1.  收集资料、数据（collect data）－ 凭经验的。
　　        2.  在没有前提的情况下加以组织    － 客观的。
　　        3.  归纳得出原理 (induction)      － 合理的。

        这些观念是现代科学的开端。 可惜 Bacon 本身并没有从事科学的研究，
    而且他的方法是不可能的。我们必须以某些理论为前提，去引导资料的选择与
    组织（这是凭经验得来的吗？）。归纳需要想像力与创造力，并不是纯逻辑的
    （这还算客观吗？）。有许多理论都可能与这数据相符，我们必须根据某些前
    提为标准，来选择其中一种理论（这样合理吗？）。如此说来，是否意味著科
    学不是凭经验的、客观的、合理的呢？

    Ⅱ。发展
        Ratzsch 在书中讨论到许多探讨科学的哲学家对科学的观点，这些哲学家
    试著让「科学是凭经验的、客观的、合理的」这观念落实，就是仍不放弃对这
    句话的信心。 20 世纪初期，他们的共识是：科学最後的根据仍是自然的观察
    ，这就是「凭经验的」。较中立的科学家都是依据相同的资料，而科学界可加
    以检讨、重复实验（若可能的话）、并更改错误。这就是「客观的」。
        我们使用的演绎法  (deduction) 是从一般法则和最初状态开始推算出特
    定的结论。在事前，这样的演绎法算是预测，而在事後，就是解释了。我们只
    能够观察所有真实界中的一小部份，一个样本。我们注意到一些样本，假定这
    足以代表所有的真实界（一致性），从而想出一个理论来。等到我们在真实界
    从事更广泛的实验和观察後，这理论可能被证实，也可能被推翻。这就是「合
    理的」。
        但还是有一些问题，解释必须能够提出原因，而不单是预测；个人和社会
    的因素也会影响到我们的观察，及我们所选择的理论。此外还有一些其他的问
    题。

        Thomas Kuhn 於 1962 年发表了《科学革命的架构》 (The Structure of
    Scientific Revolutions) 分析科学史。对他最具关键性的概念，他称之为「
    典□」 (paradigm): 一套公认的、假设出来的标准思想、 理论、及研究方法
    ，譬如亚里斯多德或牛顿的物理系统。科学家平常不是去发掘新的理论，而是
    希望自己的研究数据符合现有的「典□」。
        观测来的数据大多与「典□」吻合，若有少数例外，我们就把这些归为「
    特例」 (anomaly) 。 这些「特例」通常是被置於一旁，或是等以後再解决，
    因为它们被认为不具什麽重要性。但若累积了太多的「特例」（多少才算太多
    ？  ），  则会使「典□」的可信性动摇。  这种情形，  我们称为「危机」
    (crisis) 。「危机」可能造成下列任何一种结果：
　　    1)  修改旧「典□」，以便符合「特例」
　　    2)  将「特例」搁置，回到原有「典□」，深信总有解决的一天
        3) 「革命」 (revolution) ， 另发展一套新的、可接受的「典□」（如
    哥白尼以太阳为宇宙中心的天体观；牛顿和伽俐略根据实验、数学发展而来的
    物理学；生物学的进化论）。
        Kuhn 是根据「观察」来研究「科学」， 而非根据哲学！照他的说法，科
    学到底是不是凭经验的、客观而合理的呢？ Kuhn 并不认为自然界和自然律都
    取决於心理因素和社会因素。然而，有些人确实有如此极端的想法。

    Ⅲ。现在
        目前的科学界承认对「凭经验的」、「客观的」及「合理的」仍无法准确
    地下定义，但却仍相信它们是有意义的概念。
        「经验的」数据来自於一外在的自然世界，我们不能强迫大自然来符合心
    理学和社会学因素对我们所形成的观念（伽利略的观察，  Michelson-Morley
    的实验，原子的结构，太阳的微中子等等），所以，当有人说「所有科学是心
    理学和社会学影响下的产物」，我们认为这样的说法似乎是不合理的。
        「客观／主观」是一种程度的问题；虽然没有完全客观的数据，但对所有
    的观察家而言，某些数据是一样的，而且几乎是完全客观的（如仪器的读数，
    星球的位置等）。　
        「合理」是无法定义的，而且有时整个科学界是错的。不过，要求具有正
    确性、一致性、广大性、简单性、促进性仍然是对的。

        一个科学理论只是个正确预知的游戏（操作主义） (operationalism) 或
    是真实的（现实主义） (realism) 呢？ 似乎有个「不同程度的真实性」存在
    。例如，我们很难否认行星、原子、元素、分子、遗传因子、细菌的存在；而
    电磁场、能量作用虽不能眼见，似乎也非常真实； 「夸克」（ quark ）未能
    直接观察，但间接证据却不断地累积著；「多度空间」、「其他宇宙」等理论
    ，都有人提出，却无法观测，这些理论的真实性，至今仍存疑。
        许多人强调科学的不确定性，他们认为许多以往确认的「事实」，已被提
    出反证，所以他们推论：科学中没有一件事是确实的，所有理论早晚都会被推
    翻。这些人的看法并不完全正确，科学理论可依其确定的程度来排列。较为简
    易的理论，处理较小□围的现象，这被称为「模型」（如分子形状、化学反应
    步骤、现有记录及现有事物的历史起源），如此的模型总需要不断地改进及修
    正，而有时也必须完全丢弃，以较好的模型取代。然而较为重要的理论有著较
    宽广的观察证实□围，而且在新的明显特例产生时，不至於立刻被淘汰（如能
    量及动量守恒、遗传定律等）。怀疑这些定律的人，却希望别人能接受他们所
    提出哗众取宠式的理论，他们自认他们的理论是毫无疑问的！
        科学革命并未淘汰掉重要的理论，而是将这些重要理论放进崭新的、更宽
    广的理论中。爱因斯坦的理论同意牛顿关於速率远小於光速的定律，太空船仍
    遵照著牛顿定律航行著。我们不敢说这些理论永远没有被推翻的一天，但目前
    仍无理由去怀疑它们，而足以推翻这些理论的理由在短期内出现的可能性很小
    。

    Ⅳ。归纳
        总结上文，基於Ratzsch的书的讨论到此。我们可以归纳如下。
        科学能用较深较广的叙述去「解释」一个现象：先有托勒密的地球中心论
    ，後有克卜勒的太阳中心论来解释天空中行星的运动，然後有牛顿的万有引力
    和运动定律解释，再有爱因斯坦的广义相对论去解释万有引力，但为何有质量
    、力、空间、时间呢？科学永远有一个最深层的解释，而这个解释只是「叙述
    」和「尚未能解释」，当我们找到一个新的解释，即成为最新最深层的解释，
    所以永远存有一个目前无法回答的「为什麽？」。
        科学有其极限，在此极限内，科学是重要而且正确的，它可以告诉我们有
    关宇宙和宇宙的定律，可以告诉我们利用自然的定律去推测许多宇宙的过去和
    未来，但它无法告诉我们宇宙和它定律的来源，我们不可能以科学来证明自然
    界是有规律的和可理解的，只能说「到目前为止这个假设是成功的。」
        我们没有理由相信「科学的极限就是真实世界的极限」。当我们说某些事
    是不科学的，不能说这些事就一定是不真实的、不可能的或不合理的，只能说
    是我们无法用科学的方法去理解。举例来说，科学无法告诉我们任何有关道德
    、宗教的真理、目的、人格、爱及美丽等等的本性。
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神接纳历史上所有敌挡他的人，就像接纳时常敌对他的我们一样。