導論

 有一次,我到一個資訊科學研究所演講科學哲學,在講完之後,有位同學問我:為什麼哲學的問題和術語總是如此地「隱晦」(implicit)?我很驚訝。我反問:你會覺得我的講稿使用的術語和我的演說很隱晦嗎?他一時之間不知該如何回應我。是我講得很「隱晦」嗎?我自問我的哲學思考,一向以追求概念的清晰精確為尚。有可能是這位同學在問他自己對於哲學的一般印象?

 這段遭遇讓我想起一本科學哲學教科書,作者一開始也說了一個小故事:有一次他在飛機上遇到一位神經外科醫生,對方問他的專業是什麼?當聽到他說「科學哲學」時,神經外科醫生感到很驚訝而且不太相信。他懷疑,怎麼可能有這種科目叫「科學哲學」的?對神經外科醫生來說,哲學就類似宗教,由一堆抽象、超自然的宣稱組成的,而且不可靠;通常被糾纏在充滿想像的語彙中。另一方面,科學則是清楚的、精確的、真實的,而且有用的。它代表了宇宙間最好的知識。因此,聽到「科學哲學」這種「雜種」時,神經外科醫生就感到很迷惑了。

 可是,「科學哲學」究竟是什麼?

 壹、科學哲學的目標、功能與問題

 我們生活在一個「科技社會」(techno-scientific society)中。我們的生活週遭處處充 斥著科技產品、科技概念、科技思維和語言。這個科技社會,是由於人類長期研究、理解、控制、改造自然現象而形成的社會—換言之,人們透過科學和技術,理解與 改造自然環境,建構了所謂的科技社會。而「科技社會」構成我們今天真正的生活環境。如果要理解我們的生活環境,我們就必須理解這個科技社會,而要理解科技社會,我們必須理解「科技」!

 理解「科技」,並不是指我們去變成具有某種科技專長(如數學、物理、化工、機械、資訊、藥物、公衛……等等)的專家,因為即使我們變成某種科技專家,甚至擁有數種科技專長,也不代表我們就能理解科技。因為科技太龐大了。人的有限時間、精力和能力,如何可能涉獵所有的科技領域呢?即使真有那種超級天才,他可以精通上千門科技專業,就代表他因此最懂科技嗎?也不盡然。因為「理解科技」意謂去掌握共通於種種科技專業的基本、重要特徵,去掌握科技的共通核心(或者說「本質」[nature])。有什麼方式可以幫助我們去掌握科技的共通核心?讓我們先拋開「科技」中的「技術」面,先把範圍縮小到「科學」。如何理解科學的本質呢?「科學哲學」就是這樣一門特別針對理解「科學的本質」的學問。它的基本問題就是:科學是什麼?

 科學,初步看來,它想探討自然與社會的現象,想透過「理解」自然和社會,進而能「預測」、「控制」和「改造」自然環境與生活環境。科學哲學類同。它想探討「科學」(活動、目標、工具、產品等等)的現象,想透過理解科學,進而能控制和改造科學。如此它必須以理解科學為前提,它必須像科學家對自然和社會發出種種問題以設法解答一樣,而向科學發出各種問題。科學哲學如何問問題?

 所謂「科學」,可以指科學知識。不過,科學知識是科學活動(行為)的產品,而科學活動則有賴於科學家來從事。科學家生產科學知識,有特定的方法或工具,就是所謂的科學方法。進而科學家是在一個特定的社會環境(或稱社會脈絡)中從事科學活動,受到社會的影響,也會對社會造成影響。這些初步的描述勾勒了一個有關科學本身的架構或模型。

 這個架構和模型讓我們得以問出針對科學整體的問題:科學家的目標是什麼?或者說有科學的目標(所有科學家的共同目標)嗎?科學家如何從事科學活動,以產生科學知識?科學家如何使用科學方法去生產科學知識?科學活動的產品─科學知識─和其它信念相比,有什麼特徵?科學(專家、活動、方法、知識、目標)與社會的關係又是如何?科學如何在歷史中變動?這些就是「科學哲學」的基本問題。

 當我們對架構中的每個項目有更多知識時,我們就可以問出更細節性的、更深入的問題。例如我們可以問科學知識有什麼基本特徵,使得它們夠格做為「科學知識」?這也相當於問科學知識和其它知識有什麼基本差異?是科學知識的獨特結構嗎?還是科學方法嗎?不管是哪一個,就會引導我們進入科學知識的結構和科學方法是什麼的問題。

 從二十世紀初以來的科學哲學傳統,偏愛問科學知識和方法的問題,隱然地預設了以知識和方法來代表科學的立場。不過,這並不意味「科學是什麼」的問題,只能透過「科學知識」來發問。再者,二十世紀末科學哲學也開始關注知識和方法之外的活動和實作、以及科學活動發生的心理和社會環境,因而產生不同的問法和問題。大致說來,一般科學哲學可以被分成四大問題群:(1)科學的靜態結構:特別是針對科學知識(理論)的結構之研究,早期的邏輯實證(經驗)論著重在這方面。(2)科學的演變發展:又往往被稱作「動力學」(dynamics),研究科學「理論」、實驗等等在歷史上的動態演變過程。(3)科學的方法、認知與推理:科學方法是什麼?科學家如何作科學思考和推理?有什麼特別的規範、模式、程序或步驟?(4)科學與社會的關係和互動:科學是社會的產物,又實現於社會中。因此,兩者有何關係?有何互動?這四種問題群當然不只是哲學能回答。科學史可以回答第二群問題;科學社會學回答第四群問題;科學心理學回答第三群問題。可是科學史、科學社會學、科學心理學分別有自己回答問題的方式和方法,未必和哲學一樣;然把四種問題群整合起來加以回答,也許是哲學的特殊任務。

 哲學有自己的傳統分科和傳統偏好。哲學習慣區分四個基本學科:邏輯與方法論、知識論、形上學和倫理學。把這四個基本學科冠上「科學」這個主題,我們就有了(a)科學方法論:探討科學方法。什麼是科學方法?科學思考與推理又是使用什麼模式?(b)科學知識論:科學知識是什麼?具有什麼條件才算是科學知識?有什麼邏輯結構?有什麼概念結構?科學知識如何發展演變?等等。(c)科學形上學:科學知識是否能反映真實?這世界是限定的或是如量子力學所說的般「非限定的」?有自然定律嗎?有自然種類嗎?(d)科學倫理學:科學對人類有什麼責任?哪些科學研究應該作?哪些不該作?例如基因(組)研究、人獸合成、核能科學等等。

 到目前為止,我們已經展示了科學哲學問題的不同問法。可是那些問題問的對象都是一般性的科學(science in general)。如同我們已知,科學是「分科之學」,科學包 含了種種特殊、專業的學科。即使不考慮數以千計的特殊科學,僅以科學研究的最廣泛現象來區分,科學似乎可以被分成「物理科學」(physical sciences)(研究「物質」)、「生命科學」(sciences of life, biological sciences)(研究「生命」)、「心理科學」(psychological sciences)(研究「心智」)、「社會科學」(social science)(研究「社會」)四大基本範疇。針對這四個基本範疇、或者基本範疇之下更小的次範疇,發問哲學問題,也是「科學哲學」的一環。例如物理學哲學、化學哲學、生物學哲學、心理學哲學、認知科學的哲學、經濟學哲學、社會科學的哲學等等。這些是「特殊科學的哲學」(philosophy of special sciences)或「特殊的科學哲學」(philosophy of science in particular)。這些特殊科學的哲學會問學科內部產生的哲學問題。例如物理學哲學會問時空的本質?世界是被決定的或機率的?物質(matter)的本質?物理理論的概念問題:力、場、粒子等等概念是否指涉真實對象?是否會互相矛盾?物理理論背後的形上學(存有論)問題:古典力學、相對論、量子場論、基本粒子理論、弦論等等預設的真實存在?又如生物學哲學會問分子生物學是生物科學嗎?還是物理科學?演化論和遺傳學有什麼關係?古典遺傳學和分子生物學又有什麼關係?生物學理論的概念問題:演化、物種、適應、天擇、基因等等。既然本書主談一般科學哲學,關於特殊的科學哲學,我們就不再繼續追問。

 我們已經知道了很多科學哲學的問法。可是問題必須要被回答,問問題才有價值,科學哲學的傳統如何回答科哲問題?

 貳、科學哲學的歷史與理論

 科學哲學大致上有兩個歷史源頭:一個是哲學的知識論,可以上溯到柏拉圖(Plato)和亞里斯多德(Aristotle),然後十七世紀的培根(Francis Bacon)和笛卡兒(Réne Descartes);近代形式的科學哲學之直接源頭是休姆(David Hume)和康德(Immaneul Kant)。這些哲學家對當代科哲概念的貢獻大致是:柏拉圖提供了「理型」(ideal type )、「保全現象」(to save the phenomena);亞里斯多德提供「本性」(essence)、「演 繹邏輯」、「三段論」(syllogisms)、演繹說明架構;培根提供「歸納法」(inductive method)、「決斷實驗」(crucial experiment);笛卡兒提供「假設演繹法」(hypothetico-deductive method)和「幾何模型」;休姆提供經驗主義(empiricism)基礎、律則性的 因果觀,乃是邏輯經驗論的直接源頭,康德則提供「分析、綜合的區分」、先驗「概念架構」(conceptual scheme)的觀念,對於實證論和歷史學派有很多啟發。

 第二個源頭是十九世紀的科學家兼科學史家和方法學家約翰.赫歇爾(John Herschel, 1792-1871)、修艾爾(William Whewell, 1794-1866)和彌爾(John Stuart Mill, 1806-1873)。約翰.赫歇爾是發現天王星的天文學家威廉.赫歇爾(William Herschel) 的兒子,他作出了後來被邏輯經驗論和否證論繼承的「發現脈絡」(context of discovery )和「證成脈絡」(context of justification)之區分。修艾爾在一個意義上是科哲的歷史 學派的先驅,他使科學史和科學哲學結合,其名著為《歸納科學的歷史》(History of Inductive Science)。他連結「歸納法」和科學方法,然而他的「歸納法」並不是今天常 談的枚舉歸納法,而是「歸納是個發現的歷程」、「歸納是一個詞彙,用來描述事實透過精確和適當的構想而被聯合起來的過程。」1 彌爾也倡議歸納法,提出「歸納主義」(inductivism),主張科學發現要由經驗和觀察的結果來進行歸納推廣(但不排斥假說)。而科學證成則必定是由歸納來檢證。他也提出了歸納法中著名的「彌爾方法」(Mill’s methods)。

 科學哲學做為一門專業領域,是奠基在十九世紀末、二十世紀初的一些科學家、科學史家兼科學哲學家上,他們建立了今天「科學哲學」的基本討論議題,先行理論和學派根源。他們是馬赫(Ernst Mach, 1838-1916)、龐卡黑(Henri Poincaré, 1854-1912)、杜恩(Pierre Duhem, 1861-1916)、坎貝爾(Norman Campbell, 1880-1949)、布里基曼(Percy W. Bridgman, 1882-1961)等人。其中,馬赫、坎貝爾和布里基曼等人都出身物理學家,也都是邏輯 經驗主義的先驅者。馬赫是維也納學派的「精神領袖」,他主張今天所謂的「現象論」(phenomenalism)。後面章節文會再介紹。

 龐卡黑和杜恩兩人的哲學被否證論者(falsificationist)視為約定論(conventionalism),但他們的科哲其實比約定論的標籤更為複雜。杜恩最主要的貢獻是提出「杜恩—蒯因論題」(Duhem-Quine thesis),又稱作「不充分決定論題」(the underdetermination thesis),主張預測包含了定律和先行條件(antecedent conditions),兩者共同演繹出待證結論 ,當經驗證據不符待證結論時,並不代表否證了定律。也可能是先行條件出錯了。而科學上常常出現一組假說預測了某一現象,當預測不吻合經驗時,科學家總是可以修正其中某些假說,而繼續肯定定律。因此,定律就像是一種不可否證的「約定」一樣。杜恩也認為科學上不存在培根式的「決斷實驗」。龐卡黑同樣認為科學原理或科學定律不能被經驗證據印證或否證,它們其實是科學概念的特別定義。因此,科學定律是獨立於經驗真假探詢之外的,它們只是科學家的一種(隱然的)約定(「約定」做為「定義」)。例如,慣性定律其實是「慣性」這個概念的定義。科學家總是有可能選擇其它的原理或定律來說明相同的現象。

 坎貝爾主張一種溫和的實證論,他的主要貢獻是研究科學理論的結構,主張理論的目的在於說明「實驗定律」(experimental laws)。理論包括兩群命題:一群是「假說」,敘述說明了定律;另一群是「辭典」(dictionaries),使用實驗詞項來解釋假說中的觀念(「辭典」即後來邏輯經驗論的「對應規則」[rules of correspondence])。布里基 曼的科哲又稱為操作論(operationalism)。他主張連結假說和經驗的「辭典」所描述的內容必須是「可操作的」,也就是對「辭典」裏的每個詞項下一個「操作型定義」(operational definition)—亦即,可用實際的步驟程序去描述出來。如,「等重」應該定義成「將待秤物置放在天平兩邊上秤盤上,而能使天平保持水平狀態者,即代表兩物體等重。」

 邏輯實證論(logical positivism)或邏輯經驗論(logical empiricism)是二十世紀第一 個強勢的科學哲學理論家族和學派。它整合了之前科學哲學的主要觀點,建立一個完整的科哲理論,提出了人們心目中對科學的「實證形象」,廣被接受,故又被稱作「公認觀點」(the received view)或「標準觀點」(the standard view)。在框架了人們心目中的科學觀之時,它也成為日後不同科哲觀點批判和檢討的對象。對邏輯實證論觀點提出的第一個檢討,就是約莫同時的科學哲學家卡爾.波柏(Karl Popper, 1902-1994)。他稱自己的科哲理論是否證論(falsficationism)。波柏反對歸納法,認為科學實驗的重點不在於歸納累積,而在於設計實驗來否證它。而且科學的成長不是由於驗證的累積;而是通過否證先前的理論而進步。波柏的觀點開始將「理論結構」的探討,導向「理論發展」的研究。否證論因此成為科哲從邏輯分析取向(logico-analytical approach)轉向1960年代後科哲歷史取向(historical approach)的一個中介。這兩個理論 是本書第二章和第三章的內容。

 1962年,科學家出身的科學史家孔恩(Thomas S. Kuhn, 1922-1996)出版《科學革命的結構》(The structure of Scientific Revolution)(下文或簡稱《結構》)一書,最初 哲學界重視此書的人不多,但它在社會學界則顯現出影響力來,促成哲學界不得不重視。英國倫敦經濟學院(London School of Economics)的波柏學派和拉卡托斯學派,在 1969年召開會議討論(批判)此書,編成《批判與知識的增長》(Criticism and Growth of Knowledge),此後孔恩和《結構》的影響力越來越大,而且肇始了科哲研究的歷史 學派—包括常和孔恩相提並論的費耶阿本(Paul Feyerabend, 1922-1994),以及反對 孔恩的「歷史理性論者」(historical rationalists)拉卡托斯(Imre Lakatos, 1922-1974) 和勞丹(Larry Laudan, 1941-)。這四位科學哲學家的學說構成了科學哲學史中「歷史取向」的焦點,也是本書第四、五、六章的討論重心。

 歷史取向從1970年代開始成為科學哲學不可或缺的一環,科學史也成為科學哲學不得不關注或分析說明的材料。然而科哲的發展並不停留在歷史取向上。1980年代後,許多新的科學哲學研究取向、觀點、理論、學派源源不絕地被科學哲學家開發出來。當然,這些新的研究取向,都不能免於科學史的考察,換言之,都被要求要能說明科學史的發展演變。以研究取向為指標,我們大致上可以辨識三種:屬於分析哲學傳統的「分析—歷史取向」(analytical-historical approach)、由科學社會學家主導的「社會學—歷史取向」(sociological-historical approach)、應用與結合認知科學的「認知(心理學)—歷史取向」(cognitive- (psychological-) historical approach)。本書第七、八、九最後三章,分別討論這三種取向的科學哲學。

 下一節我們希望透過天文學革命的案例,來展示科學哲學的問題究竟如何產生,以引領讀者進入科學哲學的殿堂中。

 

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