科学理论的不确定性(三)

因此,任何关于经验等价性的判断,对于特定的科学状态来说,都是可废止的,并且是相对的。因此,即使两个理论在特定时间经验等价,也不能保证它们会保持这种等价性,因此,对于我们能否基于经验基础区分经验等价的理论,普遍持悲观态度是没有根据的。尽管他们承认我们有充分的理由认为某些理论存在经验等价的竞争对手,这必须逐案确定,而非依靠任何普遍的论证或假设。

对这种论证思路的一个相当标准的回应是,劳丹和莱普林真正表明的是,经验等价性的概念必须应用于比传统上被认定为科学理论的信念集合更大的信念集合——至少要大到足以包含从中推导出经验预测所需的辅助假设。在极端情况下,这或许意味着经验等价物(或至少是永恒的经验等价物)的概念不能应用于任何低于“世界体系”(即完全的奎因式信念网络)的事物,但即便如此,也并非致命的:对比性欠确定性的拥护者断言的是,存在着经验等价的世界体系,它们包含关于光、时空或其他任何事物的不同本质理论(有用的讨论,参见Okasha 2002)。另一方面,像范·弗拉森提出的牛顿宇宙学变体这样的简单例子,似乎不足以使这一论点像更有限的个体理论经验等价性主张那样可信。然而,回应劳丹和莱普林的观点,仅仅承认经验等价性的可变性,但坚持认为这不足以破坏这个问题,似乎也同样自然。只要在任何特定时刻存在与该理论相关的经验等价物,经验等价物就会对人们的信仰造成严重障碍,但这些经验等价物不必在每个时刻都相同。沿着这种思路,像范·弗拉森的牛顿宇宙学例子这样的案例,说明了理论在任何特定时刻承认经验等价物是多么容易。从而构成了认为在任何特定时期可能存在或将会存在与任何特定理论经验等价物的理由,确保每当对某一特定理论的信念出现问题时,对比性不确定性对其提出的挑战也随之出现。

然而,劳丹和莱普林也指出,即使承认经验等价物的普遍存在,也远不如其拥护者所认为的那样,无法确立不确定性的重要性,因为“具有完全相同经验结果的理论可能拥有不同程度的证据支持”(1991, 465)。例如,一个理论可能比一个经验等价物得到更好的支持,因为前者而非后者可以从一个更普遍的理论中推导出来,而该理论的结果包含第三个得到充分支持的假设。更普遍地说,一个假设的可信度关键取决于它与我们所相信的其他事物之间的联系,以及我们对这些其他信念的证据支持。[8]劳丹和莱普林认为,我们之所以会招致泛滥的“不充分决定论”的幽灵,只是因为我们未能牢记这个众所周知的真理,反而难以置信地将与理论相关的证据仅仅与理论自身的蕴涵或经验后果联系起来(但参见Tulodziecki 2012)。他们认为,这种对证据支持的贫乏观点反过来又是一种失败的基础主义和实证主义科学哲学方法的遗留问题,这种方法错误地将关于如何决定是否相信一个理论的认识论问题,与关于如何确定一个理论的意义或真值条件的语义学问题混为一谈。约翰·厄尔曼(John Earman,1993)认为,这种轻描淡写的诊断并不能公正地看待不确定性带来的威胁。他认为,对不确定性的担忧,是我们用于确定信念的归纳方法的可靠性这一更普遍问题的一个方面,并指出,如果不具体说明(劳丹和莱普林没有这样做),我们就无法判断不确定性带来的问题有多严重。厄尔曼认为某种版本的贝叶斯主义是我们最有前途的归纳方法论形式,并进一步指出,对贝叶斯方法长期可靠性的挑战,可能源于对任何比证据本身更丰富的语言所表述的假设的经验不可区分性(在几种不同且精确指定的意义上)的考量,而这些考量并非仅仅构成对这些归纳方法的普遍怀疑。换句话说,他表明,与未观测到的可观测量的推论相比,对关于不可观测量的假设的推论存在不确定性,这方面有更多理由值得担忧。他还进一步论证,至少有两个真正的宇宙学理论具有严肃的、非怀疑性的、非寄生的经验等价物:第一个理论本质上用时空本身的曲率取代了牛顿力学中的引力场;[9] 第二个理论承认,爱因斯坦的广义相对论允许宇宙学模型表现出不同的整体拓扑特征,即使是永生的理想化观察者,在其光锥内也无法通过任何证据来区分这些特征。[10] 他还指出,“仅仅举出几个具体的例子就足以让人担忧,仅仅因为我们缺乏想象力,就无法在世界各地发现类似的不确定性例子”(1993, 31),尽管他也承认,他的论证并没有明确指出不确定性的威胁究竟有多大(1993, 36)。

然而,大多数科学哲学家并不认同,仅仅因为缺乏想象力,我们才无法找到与我们的科学理论普遍相关的经验等价物。他们指出,我们所拥有的令人信服的经验等价物例子都来自高度数学化的科学理论构建领域,在这个领域中,严肃的理论替代方案的背景约束远非清晰。因此,我们有理由问一问,即使是少数这样的例子,是否也能让我们相信,在大多数时候,我们的大多数科学理论可能都存在经验等价物。他们承认,即使是我们关于任何自然领域的最优秀的科学理论,也总有可能存在经验等同的理论,但他们坚持认为,在真正找到令人信服的替代理论之前,我们不应该放弃对任何特定理论的信仰:正如菲利普·基彻 (Philip Kitcher) 所说:“给我们一个与之竞争的解释,我们会考虑它是否严重到足以威胁到我们的信心。”(1993,154;另见 Leplin 1997,Achinstein 2002)也就是说,这些思想家坚持认为,在我们能够真正构建出一个与特定理论经验等同的替代理论之前,仅仅存在这种等同理论的可能性不足以成为放弃对我们现有最佳理论的信仰的理由。出于同样的原因,大多数科学哲学家不愿追随范·弗拉森,去追随他们认为是建构经验主义毫无根据的认知谦逊。即使范·弗拉森关于我们必须持有哪些最低限度的信念才能充分利用我们的科学理论的观点是正确的,大多数思想家仍然不明白,为什么我们应该相信我们力所能及的最低限度,而不是相信我们根据现有证据有权相信的最多的东西。

对比性欠确定性的拥护者最常做出的回应是试图证明所有理论都有经验等价物,通常是提出一种类似算法的程序,可以从任何理论中生成这样的等价物。斯坦福(2001,2006)认为,这些试图证明所有理论都必须有经验等价物的努力大致但可靠地分为整体和局部两类,而且两者都不能令人信服地证明对比性欠确定性这一独特的科学问题。安德烈·库克拉 (Andre Kukla, 1996) 提出的全局算法很好地代表了这一点:从任何理论 T 中,我们都可以立即生成这样的经验等价物,例如 T′(声称 T 的可观察后果为真,但 T 本身为假)、T″(声称世界在被观察时按照 T 运行,但其他一些特定的不相容替代方案则不然),以及我们的经验被强大的存在操纵,以使 T 看起来为真的假设。但斯坦福认为,这些可能性只不过是笛卡尔为了怀疑他的任何可能被怀疑的信念而诉诸的那种邪恶骗子(见上文第 1 节)。这种激进怀疑论的场景对任何知识主张都构成了同样有力(或无力)的挑战,无论其如何得出或论证,因此对理论科学提供给我们的信念不构成任何特殊的问题或挑战。如果像库克拉这样的全局算法是我们能够在科学语境中认真对待欠确定性的唯一理由,那么科学理论被数据欠确定性所困扰并不存在什么特殊问题,而只是对经典笛卡尔或激进怀疑论的不可辩驳性提出了一个显著的提醒。[11]

与这种生成经验等价物的全局策略不同,局部算法策略是从某个特定的科学理论出发,进而生成所有可能证据都能同样有力支持的替代版本。范弗拉森以牛顿宇宙学为例就是这样做的,他表明,通过将不同的恒定绝对速度赋予整个宇宙,可以产生无限多种假定的经验等价物。但斯坦福认为,以这种方式生成的经验等价物也不足以表明科学理论中存在着一种独特且真正令人不安的不确定性,因为它们依赖于简单地将进一步的主张强加于特定的科学理论,而这些理论本身(以及我们实际持有的任何背景信念)暗示我们无法获得任何证据。这样的经验等价物自然会引发这样的反应:它们只是在我们的理论之上附加了一些进一步的承诺,而这些承诺本身并非或不应该是理论的一部分。似乎,这样的主张应该从我们的理论中剔除。无论如何,根据证据,我们有权相信的,仅仅是那些明智的辩护者会持有的主张。例如,在范弗拉森的牛顿力学例子中,这可以通过不对整个宇宙的绝对速度和方向(或无方向)做出任何承诺来实现。还要注意,如果我们相信一个给定的科学理论,而我们通过局部算法策略从中生成的一个经验等价物是正确的,那么我们最初相信的大部分内容最终都会被证明是正确的。

科学哲学家们以各种方式回应了这样一种观点:少数甚至极少数经验等价物的重要例子不足以证明在大多数研究领域中可能存在与大多数科学理论等价的理论。其中一种反应是呼吁人们更加仔细地关注假定的不确定性的具体例子:大量的研究致力于评估特定科学理论中不确定性的威胁(近期的例子参见Pietsch 2012;Tulodziecki 2013;Werndl 2013;Belot 2014;Butterfield 2014;Miyake 2015;Kovaka 2019;Fletcher 2021等)。其他思想家则试图探究某些类型的科学理论或特定科学领域的理论在真正受到不确定性威胁的程度上是否存在差异。一些人认为,与粒子物理学等“实验”科学相比,不确定性对地质学、古生物学和考古学等“历史”科学构成的挑战有的较轻(Cleland 2002;Carman 2005),有的较重(Turner 2005,2007)。其他人反对这种概括,但仍然认为,历史科学中不确定性困境的出现方式独特或典型,而且这些领域的科学家拥有不同的资源和策略来应对这些问题(Currie 2018;Forber and Griffith 2011;Stanford 2010)。最后,一些思想家试图为历史科学中经常使用的特定解释形式辩护,例如叙事解释(Sterelny and Currie 2017),使其免受普遍存在不确定性的指控。

3.3 未设想的替代方案和新的归纳法

斯坦福(2001,2006)得出结论,目前尚无令人信服的普遍证据来证明以下假设:所有或大多数科学理论,或任何除了那些可以实际构建此类等价物的理论之外的理论,都存在经验上等价的竞争理论。但他继续坚持认为,经验等价物并非构成对比性欠确定性这一重大问题的必要组成部分。他认为,我们证实科学理论的努力同样受到拉里·斯克拉(Larry Sklar,1975,1981)所称的“暂时性”欠确定性的威胁,即那些并非经验等价的理论,却能被我们目前手头上的所有证据同等(或至少合理地)证实,只要这种暂时性困境也“反复出现”,也就是说,只要我们认为(可能)至少存在一种这样的(根本不同的)替代方案——因此,无论何时,当我们面临是否相信某个特定理论的抉择时,这种暂时性困境就会再次出现。斯坦福认为,要令人信服地论证这种反复出现的对比性欠确定性,短暂的多样性确实可以实现,其证据可以在科学探究本身的历史记录中找到。

斯坦福承认,目前的理论并非暂时地被我们迄今为止实际发展和考虑过的理论替代方案所低估:我们认为,我们自己的科学理论比我们实际提出的任何竞争对手的理论都得到了更好的证据证实。他认为,核心问题在于,我们是否应该相信,存在着我们目前尚未构想的、已被充分证实的替代理论,可以取代我们最好的科学理论。他声称,我们应该相信存在这些理论的主要原因,是长期以来,在科学探究的过程中,先前未被构想的替代理论反复地造成短暂的不确定性。例如,在从亚里士多德理论到笛卡尔理论、到牛顿理论再到当代机械理论的演变过程中,每个早期理论在当时主导实践时,可用的证据也为后来的(当时未被构想的)替代理论提供了令人信服的支持,而这些替代理论最终将取代它。斯坦福关于科学史的“新归纳法”认为,这种情况很典型;也就是说,“在整个科学探究的历史以及几乎所有科学领域,我们都反复处于这样一种认识论立场:我们只能设想一个或几个理论,这些理论能够被现有证据充分证实,而后续探究通常会(如果不是总是)揭示出进一步的、截然不同的替代理论,这些替代理论也同样被先前可用的证据充分证实,就像我们倾向于基于这些证据接受的那些理论一样”(2006,19)。换句话说,斯坦福声称,过去我们屡次未能穷尽那些已被现有证据充分证实的、本质上截然不同的理论可能性,并且我们完全有理由相信,我们可能也未能穷尽那些已被现有证据充分证实的替代理论。他的其余部分主要讨论历史案例,说明早期科学家并非简单地忽视或否定,而是真正未能构想出那些最终会取代他们所捍卫的理论的、本质上截然不同的理论可能性,而这些理论可能性最终又被当时同样未被构想的其他理论所取代。他总结道:“科学探究的历史本身就提供了一个直接的理由,即通常存在着与我们的最佳理论同样得到证据证实的替代方案,即使我们当时无法想象它们”(2006,20;有关这一论证的保留意见和批评,参见 Magnus 2006,2010;Godfrey-Smith 2008;Chakravartty 2008;Devitt 2011;Ruhmkorff 2011;Lyons 2013)。然而,斯坦福承认,历史记录只能为对比科学不确定性这一独特的、普遍的问题提供易错证据,而无法提供该论证的拥护者通常寻求的那种从经验等价物中进行的演绎证明。因此,关于不确定性可能采取的各种形式、其原因和后果以及它们对整个科学事业的进一步意义的主张和论点,在持续不断的争议中不断发展。证据对科学理论的欠确定性仍然是科学哲学中一个鲜活而悬而未决的问题。

(本章完)

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