- 科學哲學導論
- (美)R.卡爾納普
- 11字
- 2021-09-30 12:06:06
第一篇 規律,解釋與概率
第一章 規律的價值:解釋與預言
我們在日常生活中所進行的觀察,和比較系統的科學觀察一樣,揭示了世界上的某種重復性或規則性,諸如日夜的更替,四季按同一規則循環;觸摸到火總覺得是熱的;當我們投拋物體,物體就下落;等等。科學規律不是別的,它不過是盡可能精確地表達這些規則性的陳述。
如果一種規則性毫無例外地在所有的時間和所有的地方都被觀察到,則這種規則性被表達為“全稱規律”的形式。一個日常生活的例子是“所有的冰都是冷的”。這個陳述斷言任何一塊冰——在宇宙的任何地方,于任何時間,無論過去、現在和將來——都是冷的。并非所有科學規律都是全稱性的。有些規律斷言一種規則性只在一定的百分率的場合下出現,而不是斷言它在所有的場合下出現。如果這種百分比已被指明或者如果用其他方法確定了關于一事件對另一事件關系的定量陳述,則這種陳述被稱為“統計規律”。例如,“成熟的蘋果通常都是紅的”或“每年出生的嬰兒約有一半是男孩”。這兩種類型的規律——全稱的和統計的——都是在科學上所需要的。全稱規律在邏輯上比較簡單,因而我們首先考察它們。本章討論“規律”的前面部分,通常指的是全稱規律。
全稱規律在邏輯形式上,由形式邏輯的所謂“全稱條件陳述”來表達(在本書中,我們將偶爾用到符號邏輯,不過只是在非常基本的方式上用到它)。例如,我們考慮一個最簡單的可能的規律類型,它斷言,對于所有的x,如果x是P,則x也是Q。這可以寫成下式:
(x)(Px?Qx)
左邊的符號“(x)”稱為“全稱量詞”。它告訴我們,這個陳述涉及x的所有場合,而不是這些場合的一定的百分率。“Px”表示x是P,而“Qx”表示x是Q。符號“?”是連接符號,它將它左邊的項與右邊的項連接起來。在英文中,它粗略地相應于“如果……,則……”的斷言。
如果x表示任意的物體,則這規律說明,對于無論什么樣的物體x,如果x具有性質P,則它也具有性質Q。例如,在物理學中,我們可以說:“對于任何物體x,如果這物體受熱,則這物體會膨脹。”這就是最簡單的非定量形式的熱膨脹定律。的確,在物理學中,人們試圖獲得定量的規律并證明它是毫無例外的。不過,如果我們忽略這種精心制作的過程,則這個全稱條件陳述仍是所有全稱規律的基本邏輯形式。有時我們會說,不僅每當Px成立,則Qx成立,而且反過來也是真的,即每當Qx成立,則Px也成立。邏輯學家稱這種邏輯形式為雙條件陳述——在兩個方向上都是條件的陳述。當然這和下列事實并不矛盾:在所有的全稱規律中,我們都談及全稱條件語句。因為雙條件語句可以看作兩個條件語句的合取。
并非所有由科學家做出的陳述都具有這種邏輯形式。一個科學家會說:“昨天史密斯教授在巴西發現蝴蝶的一個新種。”這不是一個規律的陳述。它涉及的是某一個指定的單一的時間與地點,它陳述這一時間與地點里有某一事情發生。由于這樣的陳述是關于單一事實的陳述,所以稱為“單稱”陳述。的確,我們所有的知識都起源于單稱陳述,即起源于對特殊個體的特殊觀察。在科學哲學中,一個重大的、令人困惑的問題乃是我們怎樣能夠從這樣的單稱陳述出發到達全稱規律的斷言。
當科學家的陳述是用普通的文字語言做出而不是用比較精確的符號邏輯的語言做出時,我們必須極度地小心,不要將單稱陳述和全稱陳述搞混淆了。如果一個動物學家在教科書中寫道:“這(種)大象是卓越的游泳家”,他指的并不是一年前他在動物園中觀察到的某一只象是個很好的游泳家。當他說“這大象”時,他所用的“這”是在亞里士多德的意思上用的,他指的是象的整個類。當實際上指某一類或某一型時,所有的歐洲語言都從希臘語(也許還有其他語言)中繼承了這種單稱的說話方式。希臘人說“人是有理性的動物”,他們確實是意指所有人而不是某一個特定的人。類似地,當我們意指所有的大象時,我們說“這大象”;而當我們不是指個別的肺結核病例而是指所有的肺結核病例時,我們說“肺結核病的癥狀是……”
不幸的是,我們的語言具有這種兩可解釋,正是意義不明成了許多誤解的起源。科學家常常將全稱陳述——或寧可說是這些全稱陳述所表達的東西——稱作“事實”,他們忘記了“事實”一詞原先是運用于單個的特定的事件(而我們將唯一地只在這種意義上運用它)。如果一個科學家被問及熱膨脹定律,他會說:“啊!熱膨脹,這是一個大家熟悉的基本的物理事實。”類似地,他也可能說,熱由電流產生,這是一個事實;磁由電產生是一個事實;等等。這些有時被認為是人們熟悉的物理學的“事實”。為了避免誤解,我們不把這種陳述稱作“事實”。事實是特定事件。“今天早晨,在實驗室里,我將電流通進帶有鐵心的線圈里,并且發現這個鐵心變成有磁性的了。”的確,如果不是我自己在什么地方弄錯了的話,這是一個事實。但是,如果我沒有喝醉,如果實驗室里沒有太大的霧,如果沒有人暗中擺弄儀器裝置來戲弄我,則我會將早晨事件發生的結果當作事實的觀察而陳述出來。
當我們用到“事實”一詞的時候,為了清楚地與全稱陳述區別開來,我們將在單稱的意義上來了解它。全稱的陳述,我們將稱為“規律”,即使是如熱膨脹定律那樣簡單的東西,甚至是“凡烏鴉皆黑”這樣的更為簡單的陳述也是如此。我不知道這個陳述是否正確,但假定它是正確的,我們將稱它為動物學規律。動物學家可以在日常使用的說法上談論像“凡烏鴉皆黑”或“章魚有八爪”這樣的“事實”,但在我們比較精確的術語上,這類陳述將稱作“規律”。
后面,我們將區別兩類規律——經驗規律和理論規律。我們剛才提及的簡單類型的規律有時稱為“經驗概括”或“經驗規律”。它們是簡單的,因為它們談到的是可直接觀察到的如黑顏色或一塊鐵的磁性那樣的性質。例如,熱膨脹規律是依據對許多被加熱而膨脹的物體的直接觀察而得到的概括。與此相對照,理論的、不可觀察的概念,如基本粒子與電磁場,必須用理論規律來談論。后面我們將討論所有這些問題。這里我之所以提到它,是因為否則你們會想,我所舉的例子不能概括你們也許在理論物理學中學到的那類規律。
扼要講來,科學是從個別事實的直接觀察開始的。沒有什么其他的東西是可觀察的。當然,一種規律性是不能直接觀察的。只有當許多觀察被相互比較,規律性才會被發現。這些規律性用被稱為“規律”的陳述來表達。
這樣的規律有什么用處?在科學中以及在日常生活中,規律服務于什么目的?回答是雙重的:它們用于解釋已經知道的事實以及預言尚未知道的事實。
首先,讓我們看看科學規律怎樣用于解釋。如果不涉及至少一個規律,就不可能做出解釋——就是說沒有任何東西應該得到“解釋”這個光榮稱號。(在簡單的情況下,只有一個規律;但在比較復雜的情況下,則可能包含許多規律的集合。)強調這一點是重要的,因為哲學家們經常堅持主張他們能夠用某些其他的方法解釋歷史、自然和人類生活里的一定的事實。他們通常用指明應對被解釋事件負責的某類行動主體或某種勢力來做解釋。
當然,在日常生活中,這就是解釋的一種熟悉的形式。有人問道,“我離開這個房間前留在桌子上的一只手表不見了,這到底是怎么一回事呢?”你回答道:“我看見約翰走進這個房間,將它拿走了。”這是你關于不見了表的解釋。這也許不被看作一個充分的解釋。約翰為什么拿走這只表呢?他企圖偷這只表呢?還是只是借走它?也許他是在錯認這只表是他自己的表的情況下拿走的。第一個問題:“這只表發生了什么情況?”是由一個事實陳述來回答的:約翰拿走了它。第二個問題:“為什么約翰拿走它?”可用另一個事實來回答:他借去一會兒。因而看來,我們全然不需要規律。我們要求對一個事實進行解釋,而為此我們給出了第二個事實。我們尋求對第二個事實進行解釋,我們便給出第三個事實。要求進一步解釋會一直引出另外的事實。那么,為了對一個事實做出適當的解釋,為什么必須訴諸一條規律?
這個問題的回答是:事實解釋其實是偽裝了的規律解釋。當我們比較仔細地檢查它們時,我們發現它們是暗中假定了一些規律的省略的、不完全的陳述,而這些規律是如此為人們所熟知以至于不必去表述它們了。在上述的例子中,如果我們不假定每當有人從一張桌子上拿走一只表,這只表就不再在桌子上了這個全稱規律,則第一個回答“約翰拿走了它”就不會被認為是一個滿意的解釋。第二個回答“約翰借了它”之所以是一個解釋,那是因為我們將這全稱規律,即“如果有人借一只表到別處用,則他拿起這只表并帶走它”看作理所當然的事。
再考慮一個例子。我們問小湯米,他為什么哭,他用另一個事實來回答:“吉米打我的鼻子。”為什么我們認為這是一個充分的解釋呢?因為我們知道打在鼻子上就引起疼痛,而當小孩感到痛,他們就會哭,這些是一般心理規律。它們如此地被人們所熟知,以至于當湯米回答他為什么哭時已假定了它們。如果我們談論一個火星上的小孩,并且我們對火星人的心理規律知道得很少,則一個簡單的事實陳述就不會被認為是關于小孩行為的適當的解釋。除非這些事實至少能用一個明確陳述出來的或者暗暗理解了的規律與其他事實聯系起來,否則就不能提供解釋。
包含于一切演繹類型的解釋中的一般圖式可以符號地表述如下:
1.(x)(Px?Qx)
2.Pa
3.Qa
第一個陳述是運用于任何客體x的全稱規律。第二個陳述斷言一個特殊客體a具有性質P,這兩個陳述結合在一起就使我們能夠邏輯地推導出第三個陳述:客體a具有性質Q。
在科學中,正如在日常生活中一樣,全稱規律并不總是明確地被陳述出來的。如果你問一個物理學家:“為什么片刻以前精確地適合于這個儀器的這根鐵棒現在卻長了一些呢?”他可以這樣回答:“當你離開這間房子時,我加熱了這根鐵棒。”當然,他假定你已懂得熱膨脹規律,否則,為了使人弄明白,他會補充說:“無論何時,一物體被加熱,它就膨脹。”這個一般規律對于他的解釋是必不可少的,但如果你知道這個規律,并且他知道你懂得它,他就會覺得沒有必要去陳述這個規律。就是由于這個理由,解釋特別是日常生活中的解釋(在那里一般意義的規律被認為是理所當然的),看上去與我們已給出的圖式很不相同。
有時,在做出的一種解釋中,只知道所運用的規律是統計規律而不是全稱規律,在這種情況下,我們必須滿足于統計解釋。例如,我們會知道,某種蘑菇帶有輕微的毒性并在吃了它的人中的90%的人里引起某種病癥。如果一個醫生當他檢查一個病人時發現有這種病癥而這個病人告訴這個醫生,昨天他吃過這種特殊的蘑菇,這醫生就會認為這就是這種病癥的一種解釋,盡管所含的規律只是統計規律。的確,這是一種解釋。
甚至當一個統計規律只提供一種極弱的解釋時,它仍然是一種解釋。例如,一個統計藥物規律可能談到有5%的人吃了某種食物會發生某種癥狀。如果一個醫生對有這種癥狀的病人引用這個規律來解釋,病人會不滿意的,他問道:“為什么我屬于那5%?”在某種情況下,這個醫生能夠提供進一步的解釋,他可以檢驗病人的過敏反應并發現他對這種特殊的食物有過敏反應。他告訴這個病人說:“如果我事先知道這些情況,我將會告誡你不要吃這種食物。我們知道,有這種過敏反應的人吃了這種食物,97%會產生像你那樣的癥狀。”這就作為一個比較強的解釋使這個病人感到滿意。無論強與弱,這些都是名副其實的解釋。在不知道全稱規律的情況下,統計解釋常常是唯一有效的解釋類型。
在剛才舉出的例子中,統計規律是我們能夠表達的最好者,因為不存在充分的藥物知識使我們有理由說出一個全稱規律,經濟學以及社會科學的其他領域的統計規律,是由于類似的知識不足的結果造成的。我們關于心理規律的有限知識,我們關于基本的生理規律的有限知識以及我們關于這些規律怎么能夠建立在物理規律的基礎上的有限知識,使得我們用統計的術語來表述這些規律成為必要。然而,在量子理論中,我們遇到各種統計規律,就不是我們知識不足的結果,它們能表達世界的基本結構。海森堡的著名的測不準關系原理就是最明顯的例子。許多物理學家相信,物理學的所有規律最終建立在基本規律基礎之上,這些基本規律是統計的。如果是這種情況,我們將滿足于依據統計規律進行解釋。
包含于所有解釋中的基本邏輯規律是什么?它們總是作為科學解釋所依據的全稱規律而起作用的嗎?不是!它們并不是這樣。理由是它們是完全不同類型的規律。的確,這些邏輯的或純數學(不是物理幾何,它有另外的情況)的規律是全稱的,但它們并不告訴我們有關世界的任何東西。它們僅僅是述說了某些概念之間所具有的關系,并非由于世界有如此如此的結構,而只是由于這些概念以一定的方法進行定義。
下面是簡單邏輯規律的兩個實例:
1.如果p與q,則p。
2.如果p,則p或q。
這些陳述是毫無爭議的,因為它們的真理性是建立在所包含的項的意義的基礎上的。第一個規律僅僅說明,如果我們假定p與q的陳述是真的,則我們必須假定陳述p是真的。這個規律遵守“與”和“如果……,則……”的用法。第二個規律斷言,如果我們假定p為真,則我們必須假定p或q也是真的。用日常語言來說明,這個規律是意義不明的,因為英語中“或”這個詞并不區別是在相容的意義(兩者中的一個或兩者)上用的還是在不相容的意義(兩者中的一個但不是兩者兼而有之)上用的。為了使這個規律精確,我們符號地表述它,寫作:
p?(p∨q)
符號“∨”理解成在相容意義上的“或”。它的含義可用寫出它的真值表來比較形式地給出。干這事就是對由這個符號聯結來的兩個項,開列出所有可能的真值(真或假)組合,然后指明哪一種組合是這個符號所容許的,哪一種組合是這個符號所不容許的。
這些值的四種可能的組合是:
p q
1.真 真
2.真 假
3.假 真
4.假 假
符號“∨”由這樣的規則來定義,即“p∨q”在前三種場合為真,在第4種場合為假。符號“?”可以粗略地轉譯成英語的“如果……,則……”,被精確地定義為它在第1、第3、第4種場合為真,而第2種場合為假。一旦我們明白了在邏輯規律中每一個項的定義,我們就會明白這個規律在不依賴于世界的性質的意義上必定是真的,它是必然真理,正如哲學家們有時所指出的那樣,它是在一切可能的世界上都成立的真理。
如同邏輯規律一樣,數學的規律是真的。當我們已精確地指出“1”“3”“4”“+”與“=”的意義,則“1+3=4”的規律的真理性是直接地從這些意義里推出的。甚至在更抽象的純數學領域,也是這種情況。例如,一個結構稱作“群”,如果它滿足定義群的一定的公理的話。三維的歐幾里得空間可以在代數上定義為滿足一定的基本條件的有序的三個實數的集合,但所有這些與外部世界的性質無關。不存在這樣的可能世界,在那里群論的規律以及歐幾里得三維空間的抽象幾何不成立,因為這些規律只依賴于它們所包括的詞的意義,而不依賴于我們碰巧生活于其中的現實世界的結構。
現實世界是一個常常變化的世界。我們完全可以相信,甚至物理學的基本規律,從一個世紀到另一個世紀也可能有些不同。我們所信賴的有固定數值的物理常數也可能經歷著我們現在尚未觀察到的巨大的周期性的變化,但這些變化無論怎樣猛烈,是從不會破壞簡單邏輯的或算術的規律的真理性的。
聽來是非常帶戲劇性的,也許令人安慰的是,我們終于實際發現了確定性。真的,我們已經獲得了確定性,但我們為此付出了極高的代價。這個代價是我們關于邏輯與數學的陳述并沒有告訴我們關于這個世界的任何東西。我們可以相信“3+1=4”;但由于它在所有可能的世界都成立,它就不會告訴我們有關我們棲居其上的世界的任何東西。
我們用“可能世界”來表示什么意思?簡單地說,它表示一個可以無矛盾地被描述的世界,包括童話故事世界以及最異想天開的夢幻世界,如果假定它們用邏輯上一致的術語來描述的話。例如,你可以說:“我心中有一個世界,在那里精確地出現一千個事件,不多也不少。第一個事件是出現一個紅色的三角形。第二個事件是出現一個綠色的正方形。但,由于第一個事件是藍的而不是紅的……”這里,我打斷你的話。“但片刻以前你講到第一個事件是紅的。而現在你說它是藍的。我不明白你說的話。”也許我的磁帶已記錄上你的話。我倒轉磁帶使你確信你已陳述了一個矛盾。如果你容許自己關于這個世界的描述包括兩個矛盾的斷言,我將會堅決地認為,你沒有描述關于可稱為可能世界的任何事情。
另一方面,你可以描述一個可能的世界如下:“這里有一個人。他在尺寸上收縮,變得越來越小。突然他變成一只鳥兒。然后,這只鳥變成一千只鳥,這些鳥兒在空中飛翔,而那些云彩彼此談論著發生了什么事。”所有這些都是一種可能的世界。幻想的世界是可能世界;矛盾的世界則不是。
我們可以說,可能世界是可想象的世界,但我們力圖去避免“可想象”一詞,因為它有時被用于比較局限的“那種能為人類所想象出來的”意義。許多可能的世界能被描述但不能想象,例如,我們可以討論一個連續統,在那里所有由有理數坐標確定的點是紅色的,而所有由無理數坐標確定的點是藍色的。如果我們允許描述顏色于點上的可能性,這是一個無矛盾的世界,它是在廣義上可想象的;這就是,它可以無矛盾地被假定。它在心理學的意義上是不可想象的,沒有人能想象出哪怕是沒有顏色的點的連續統。我們只能想象連續統的一個粗糙模型——一個由非常緊密的點塞滿的模型。可能世界是在廣義上可想象的世界,它是可以無邏輯矛盾地被描述的世界。
邏輯的規律和純數學的規律,由于它們自身的本性,是不能被用作科學解釋的基礎的,因為它們并不告訴我們使現實世界從其他可能世界中區別開來的任何東西。當我們問及事實的解釋,一個現實世界中的特定觀察的解釋,我們必須用到經驗的規律,它們不具備邏輯規律或數學規律的必然性,但它們告訴我們關于世界的結構的某些東西。
在19世紀,某些德國物理學家,如古斯塔夫·基爾霍夫與恩斯特·馬赫,說科學不應去問“為什么?”而問“怎么樣?”他們指出,科學不應該去尋找對一定事件負責的不知道的形而上學行動主體,而只應該用規律去描述這些事件。這個反對問“為什么”的禁令,必須從它的歷史背景中來理解,這個背景就是在費希特、謝林、黑格爾傳統中的唯心主義統治下的當時德國的哲學氣氛。這些人認為,描述世界是怎樣運轉的,這是不夠的。他們需要一種比較完全的理解,他們相信,這種理解只有找到隱藏在現象背后的,而不可被科學方法所理解的形而上學的原因時才會得到。物理學家們為了反對這種觀點而說道:“我們不管你的為什么問題,沒有什么回答能超出經驗規律所給予的。”他們反對為什么問題,因為這些問題通常是形而上學問題。
今天,這些哲學氣氛已經改變。在德國,還有少數幾個哲學家仍然工作在唯心主義的傳統之下,但在英國和美國,它實際上已經消失了。作為一個結果,我們不再擔心為什么問題了。我們不必說“不要問為什么”,因為現在當某一個人問為什么的時候,我們假定他是在一種科學的非形而上學的意義上來意指它,他只不過是請求我們將某種東西置于經驗規律的框架下來解釋它。
當我年輕并且參加了維也納學派的時候,我的有些早期著作是為了反對德國唯心主義哲學氣候而寫的。結果是,這些著作以及在維也納學派的其他人的著作中,充滿禁止類似于我剛才討論過的那種陳述。這些禁令必須聯系到我們自己當時所處的歷史背景來理解,今天,特別在美國,我們很少做出這種禁令。我們這里有的對手具有完全不同的性質,而一個人的對手的性質常常決定著一個人的觀點的表達方式。
當我們說,對于給定事實的解釋來說,運用科學規律是必不可少的,我們特別想要排除的是這樣的觀點,即在一個事實可以被充分解釋之前必須發現其形而上學的行動主體。當然,在前科學時期,通常給出這類解釋,有時世界被想象為精靈或神靈所棲居的地方,這些神靈是不可直接觀察的,但它們卻扮演著引起傾盆大雨、江河泛濫、雷鳴閃電的角色。人們無論看到什么事件,總有某些東西——或寧可說是什么人——對事件負責。這在心理上是可以理解的。如果一個人對我干出我所不喜歡的某些事情,對我來說,要他對此事負責并發怒還手打他,這是很自然的。如果一塊烏云傾水于我頭上,我不能還手打這塊云,但我可以為我的憤怒找到發泄的地方;如果我要這塊云或隱藏在這塊云后面的神靈對下雨負責的話,我可以嚷著詛咒這個神靈,向它揮舞起我的拳頭。我的憤怒便減輕了一些,覺得好些了。這就容易理解前科學社會的成員怎樣在想象自然現象后面的行動者來尋找心理上的滿足。
現時,社會拋棄了他們的神話,但有時科學家用實際上與神靈沒有什么區別的行動者來代替神靈。德國哲學家漢斯·杜里舒(他死于1941年)寫了許多關于科學哲學的書,他原來是一個杰出的生物學家,以他關于某些有機體的反應包括海膽的再生的研究工作而著名。他切去海膽身體的一部分,觀察在它們生長的哪些階段以及在什么條件下它們能生長出新的部分。他的科學工作是重要的而且是杰出的。然而,杜里舒也對哲學問題特別是關系到生物學基礎的哲學問題感興趣,所以他終于成為一個哲學教授。在哲學上,他同樣做了某些杰出的工作,但他的哲學有一個方面我和我的維也納學派的朋友們認為并不怎么高明,那就是他解釋像更生和再生那樣的生物學過程的方法。
在杜里舒從事他的生物學研究的時期,人們認為生命物質的許多特征并不是到處可發現的(今天存在著聯結生命世界與非生命世界的連續性這件事是非常清楚的)。他想去解釋那些獨一無二的生命特征,所以他假定了他所謂的一種“隱德來希”。這個詞曾由亞里士多德引進。亞里士多德引進這個詞有他自己的意思,但這里我們不必討論這個意思。實際上杜里舒說:“隱德來希是某種特殊的力,它引起生命物質按它們所做的方式行動,但你必須不把它想成為同引力或磁力那樣的物理力。噢,沒有什么東西像這種力。”
杜里舒強調,這種有機體的隱德來希依有機體的進化階段有不同的種類。在原始的單細胞的有機體中,這種隱德來希是很簡單的。隨著我們走上那進化的階梯,通過植物、低級動物、高級動物以及最后進化到人類,其隱德來希變得越來越復雜。生命現象整合的形式愈高級,表明其中的隱德來希愈復雜。我們所謂的人體的“精神”實際上不是別的,而是人的隱德來希的一部分。隱德來希比精神多一點,或者至少比自覺的精神多一點,因為它支配著人體中的細胞所干的一切。如果我割了我的手指,手指的細胞形成新的組織并攜帶某些物質到傷口處以殺死入侵的細菌。這些事件并非由精神自覺地指揮,它們發生于出生一個月的嬰孩身上,這個嬰孩從未聽說什么生理學規律。杜里舒堅持說,所有這些是由于有機體的隱德來希,精神不過是它的一種表現。另外,對于科學解釋,杜里舒則有一種精致的隱德來希理論,把它當作像海膽的部分再生那樣的未被科學地解釋的現象的哲學解釋而提出來。
這是一種解釋嗎?我和我的朋友與杜里舒做了某些討論。我記得1934年在布拉格的一次國際哲學大會上,漢斯·賴辛巴赫和我批判杜里舒的理論,而他和其他人保衛它。在我們的著作中,我們不給這種批判以多少地位,因為我們稱贊杜里舒在生物學和哲學兩方面所做出的工作,他與德國的大多數哲學家不同,他真正想要去發展一種科學的哲學,但他的隱德來希理論在我們看來缺少了些什么東西。
它所缺少的東西是一種洞察:沒有給出一個規律,就不能給出一種解釋。
我們對他說:“你的隱德來希——我們不知道你用它指謂什么,你說它不是物理力,那它是什么呢?”
他會回答道(當然,我們意譯他的話):“喂,你不應該那樣心地狹隘。當你要求一個物理學家解釋為什么這釘子突然向鐵棒運動,他將會告訴你這根鐵棒是一塊磁鐵,而鐵釘在磁力的作用下被吸向磁鐵。誰也沒有看到磁力,你只看到小鐵釘向鐵棒運動。”
我們同意了:“是的,你是正確的,沒有任何人曾看到過磁力。”
他繼續說:“你看,物理學家引進那無人能觀察到的力——如磁力與電力等力——為的是解釋某些現象。我想要做的是同樣的工作。物理力對于解釋一定的有機現象是不適當的,因此我引進了某種類似力的東西但不是物理力,因為它不是以物理力起作用的方式來起作用。例如,它沒有空間定位。的確,它作用于物理的機體,但它對于整個有機體而言起作用,不僅僅對它的一部分起作用,因而,你不能說它定位在那里,這里沒有什么位置。它不是一種物理力,但引進它對于我來說是合理的,正如物理學家引進不可見的磁力一樣。”
我們的回答是,一個物理學家并不是簡單地用引進“磁力”一詞來解釋鐵釘向鐵棒的運動。當然,如果你問他,為什么鐵釘移動,他會首先回答你說,這是由于磁力,但如果你迫他做出進一步解釋,他會給你規律。這規律可以不像描述磁場的麥克斯韋方程那樣用定量的術語進行表述,它可以是沒有數字在其中的簡單的定性規律。物理學家可以說:“一切含鐵的釘子都為磁化了的棒子末端所吸引。”他可以給出其他非定量的規律來繼續解釋被磁化的狀態,他會告訴你來自馬格納斯亞城的鐵礦石具有這種性質(你可回想起“磁性”magnetic一詞起源于希臘城鎮馬格納斯亞Magnesia,那里首次發現這種類型的鐵礦)。他可以解釋道,如果用天然磁鐵礦石以一定的方法來摩擦鐵棒,鐵棒就會磁化。他可以提供給你關于一定物質能夠磁化所需條件的規律以及有關磁性的現象的規律。他會告訴你,如果你磁化一根針,在針的中間將它懸掛起來使其自由游動,其一端將指向北方,如果你有另一根磁針,你可將兩個北極放在一起,并觀察到它們并不吸引而是彼此排斥。他可以解釋道,如果你加熱一磁化鐵棒或者反復捶打它,它就會喪失磁力。所有這些都是定性規律,它們都可以用“如果……,則……”的邏輯形式來表達。我在這里要強調的一點是,用給出一個新名詞來簡單地引進一個新行動者,對于解釋的目的來說是不充分的,你必須也給出規律。
杜里舒沒有給出規律,他沒有指明橡樹的隱德來希和山羊或者長頸鹿的隱德來希有什么不同,他沒有對他的隱德來希進行分類。他僅僅對有機體進行分類并說到每一有機體有它自己的隱德來希。他沒有用公式來表示這樣的規律,在怎樣的條件下隱德來希加強或者削弱。當然,他描述了有機現象的所有種類并對這些現象給出一般規則。他說,如果你以一定的方式從海膽身上切下肢體,這有機體不會活下來,如果你以另一種方式切下它,這有機體會活下來,但只能再生出一個殘缺不全的肢體,以另一種方式并在海膽生長的某一階段上將它的肢體切下來,它會再生出一只新的完整的肢體。這些陳述是完全完備的可敬的動物學規律。
我們問杜里舒:“如果你說出這些問題后繼續告訴我們,所有這些涵蓋在這些規律下的現象都是由于海膽的隱德來希造成的,那么,你對于這些經驗規律補充上一些什么東西呢?”
我們相信沒有增加任何東西,因為隱德來希的概念沒有給我們新的規律。它不能比這些一般規律已經有效地解釋了的東西解釋得更多一點。它絲毫沒有幫助我們做出新的預言。由于這個理由,我們不能說我們的科學知識增加了。隱德來希這個概念,初看起來仿佛能給我們的解釋增加些什么東西,但當我們進一步深入檢查它時,我們發現那是空的東西,它是一種偽解釋。
可以爭辯說:隱德來希的概念如果給生物學家提供一個新的方向,一種組織生物規律的新的方法,則它不是無用的。我們的回答是,它真的會是有用的,如果運用了它,我們能表述出比以前所能表述的更為一般的規律。例如,在物理學中能的概念就起到這樣的作用。19世紀的物理學家做出這樣的推理,也許某些現象,諸如力學中的動能與位能、熱(這是發現熱不過是分子的動能之前的概念)、磁場能量等,可能是一種基本的能量的表現。這就引導到表明機械能可以轉變成熱而熱又可轉變為機械能而能量保持不變的實驗。因此,能乃是成果累累的概念,因為它引導到更一般的規律,如能量守恒定律便是。但杜里舒的隱德來希在這個意義上不是富有成果的概念,它沒有引導到發現更一般的生物學規律。
科學的規律除了提供觀察事實的解釋之外,還提供預言尚未觀察到的新事實的工具,這里所包含的邏輯圖式與解釋的圖式完全相同。大家記得,這個圖式可以符號地表達如下:
1.(x)(Px?Qx)
2.Pa
3.Qa
首先,我們有一個全稱規律:對于任意的物體x,如果它具有性質P,則它也具有性質Q。其次,我們有一個說明物體a具有性質P的陳述。最后,運用基本邏輯,我們演繹出物體a具有性質Q。這個圖式乃是解釋與預言二者的基礎,只不過知識狀態不同而已。在解釋中,事實Qa已經知道。我們用表明Qa是怎樣從陳述1和2中演繹出來來解釋Qa。在預言中,Qa乃是一個尚未知道的事實。我們有一個規律,并且我們有事實Pa,我們得出結論,Qa必定也是事實,盡管它尚未觀察到。例如,我知道熱膨脹規律,我也知道我已加熱了某一根鐵棒,按這個圖式表示的方法運用邏輯,我推論出,如果我現在量度這根鐵棒,我將會發現它比以前長。
在大多數場合下,未知的事實實際上是未來的事件(例如,天文學家預言下一次日食的時間);這就是為什么我用“預言”一詞來說明規律的第二個用途。但它不必是字面上的預言。在許多場合下,未知的事實與已知的事實是同時發生的,如加熱鐵棒就是一例。鐵棒的膨脹與加熱同時發生,只是我們關于膨脹的觀察發生在我們關于加熱的觀察之后。
在另一種場合下,未知的事實甚至可以是過去的事情。在心理學規律的基礎上,一個歷史學家將一定的來自歷史文獻的事實聯系起來,推論出某種未知的歷史事實。一個天文學家會推論出月食必定在過去某一天發生過。一個地質學家會從巨礫中的條紋推論出過去某一個時期、某一地帶必定有冰川覆蓋過。我運用“預言”一詞于所有這些例子,那是因為在各種場合下,我們有著同樣的邏輯框架以及同樣的知識狀態——一種已知的事實以及一種已知的規律,由此推演出一種未知的事實。
在許多場合下,所包含的規律可以不是全稱規律而是統計規律,于是預言將會只是或然的。例如,一個氣象學家,綜合處理著精確的物理規律和各種各樣的統計規律,他不能說明天必定下雨,他只能說明天很可能下雨。
這種不確定性也是有關人類行為的預言之特征。在知道某些統計性的心理規律以及有關人的一定的事實的基礎上,我們能夠以各種不同的概率程度來預言人將會怎樣行動。也許我請一個心理學家告訴我,某一事件對我的小孩會產生什么影響,他回答道:“我看這種情況,你的小孩很可能會有這種反應。當然,心理學的規律并非很精確的,它是一門新的科學,并且我們對它的規律知道得甚少,但是在已知的基礎上,我想你的計劃……是適當的。”就這樣,在他用他的統計規律對我的小孩未來行為能做出最好的預言的基礎上他給我以勸告。
當規律是全稱的時候,則在對未知事實的推斷中包含著基本的演繹邏輯。如果規律是統計的,我們則必須運用一種不同的邏輯——概率邏輯。一個簡單的例子是:一個規律陳述某一區域90%的居民有黑頭發,我知道一個人是這個區域的居民,但我不知道他頭發的顏色,但我可以在這個統計規律的基礎上推論,他頭發是黑色的概率為9/10。
的確,在日常生活中,如同在科學中一樣,預言是必不可少的,甚至我們每日所完成的最瑣碎的活動也是建立在預言的基礎上的。你轉動一個門把手。你這樣做是因為過去的事實的觀察與全稱規律相結合,使你相信轉動這把手就會把門打開。你可能沒有意識到包含于其中的這個邏輯圖式——無疑的,你想著其他事情——但所有這些審慎的行動都是以這個圖式為前提。這里有一種特殊事實的知識,一種可表達為全稱的或統計的規律并為未知事實的預言提供基礎的特定的被觀察到的規律性的知識。在人類行為的每一帶有深思熟慮的選擇的活動中都包含預言。沒有預言,科學和日常生活將會是不可能的。