Karl Popper的否證論(falsificationism)認為,可否證性(falsificability)的有無是科學主張與非科學主張之間的分界︰科學主張有可否證性,非科學主張則無。根據Popper,一個主張(或假說、宣稱、理論)具有可否證性若且唯若這個主張可提供自己的潛在否證者(potential falsifiers)。潛在否證者是可以被經驗驗證的存在語句或者特稱語句,當我們說句子E是假說H的潛在否證者,我們就是在說,1.E是H蘊含的預測,而且2.如果E為假,H就為假(另一個可能的說法是,句子~E是假說H的潛在否證者,若且唯若1.E是H蘊含的預測,而且2.邏輯上,如果~E為真,H就為假。波普並沒有講得很清楚以至於我們沒辦法判斷他的說的潛在否證者到底是E還是~E。不過可以確定的是,當一個假說做出的預測與事實不符,這個假說即被否證)。以亞里斯多德的物理學為例,亞氏物理學主張,在自由落體情況下,重物落得比輕物快。所以「存在有石頭a和石頭b,石頭a比石頭b重,而且a落得比b快」這個命題就是亞氏物理學的潛在否證者。
Popper主張,對於兩個不相容的理論,我們應該使用決斷實驗(crucial experiment)來將其中一個否證。例如,當我們要判斷伽利略的主張和亞氏物理學的可靠程度,我們就拿一重一輕的物體進行落體實驗。然而,科學家們並非隨時都可以找到適當的方法來為兩個彼此競爭的理論進行決斷實驗。在這個時候,Popper會建議科學家選擇可否證程度(degree of falsifiability)較高的那個理論。
理論的可否證程度的高低,是由理論可提供的潛在否證者的數量來決定的,一個理論可以提供越多的潛在否證者,它就具有越高的可否證程度。直覺上,一個理論的可否證程度越高,代表這個理論做出的宣稱越強,包含的資訊量越多,內容越豐富,但也越容易被否證。例如說,「英國的天鵝是白色的」這個宣稱的可否證者會是「a是白的」這樣的句子,而且a是英國的某隻天鵝。而「所有的天鵝都是白色的」這個宣稱的可否證者會是「b是白的」這樣的句子,而且b是天鵝。由於「英國的天鵝是白色的」對於自己的潛在否證者的限制比較多(主詞必須指涉某隻英國的天鵝),而「所有的天鵝都是白色的」對於自己的潛在否證者的限制比較少(主詞只要指涉某隻天鵝就成),所以前者的潛在否證者少,可否證程度較小;後者的潛在否證者多,可否證程度較高。而相對地,前者只涉及英國的天鵝,帶給我們的資訊比較少,後者涉及全世界的天鵝,帶給我們的資訊比較豐富。
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5.22.2008
[+/-] : 潛在否證者和可否證程度
5.20.2008
[+/-] : 卡那普的化約句
卡那普(Carnap)認為,邏輯實證論用來建立理論詞和觀察詞之間的橋律的操作型定義蘊含邏輯上荒謬的結果,而這樣的結果是使用化約句可以避免的。
回顧操作型定義,我們發現它們具有固定的結構,即
要解決這個問題,卡那普提議使用化約句來建構定義,例如,「可溶性」可以被定義成這樣︰
等值定義的不適切,迫使邏輯實證論者使用化約句這樣的局部定義來建立橋律,這也意味著邏輯經驗論必須放棄對於一個理論詞做出完全定義的野心︰我們最多也只能為盡可能地為一個理論詞的指涉物在不同檢驗方法底下的表現各自建構局部定義,但是永遠無法窮盡理論詞所指涉的事物的所有表現。
回顧操作型定義,我們發現它們具有固定的結構,即
X具有性質Y,若且唯若在這裡「如果P,則Q」是一個條件句,條件句的邏輯特性是,如果前件為假,整個句子會為真。也就是說,如果P從來沒有為真過,(如果P,則Q)會為真,連帶地,(X具有性質Y)也會為真。例如說,「可溶性」的操作型定義是
如果P,則Q
定義a定義a的意思就是說,「X具有可溶性,若且唯若,不管什麼時候,如果X被放進(不飽和的)水裡,X會分解。根據這個定義,如果某個東西a從來沒有被放進水裡,那麼(t)(Wat)會為假,而(t)(Wat → Dat)會為真,因而(Sa)會為真。也就是說,根據這個定義,對於任何東西而言,只要這個東西永遠都不被放到水裡,它就具有可溶性,而這是荒謬的。
(x)[Sx ≡(t)(Wxt → Dxt)]
在這裡,「Sx」=「x是可溶的」
「Wxt」=「x在t這個時間被放到水裡」
「Dxt」=「x在t這個時間分解」
要解決這個問題,卡那普提議使用化約句來建構定義,例如,「可溶性」可以被定義成這樣︰
定義b定義b的意思就是說,「不管什麼時候,如果將x放入水中,x具可溶性若且唯若x分解」。定義b沒有定義a具有的問題。定義a是一個等值定義(equivalent definition),它完全地(同時,也失敗地)定義了可溶性的內涵,如果定義a為真的,我們光靠定義a就可以判斷一個東西具不具有可溶性。然而,定義b並沒有對可溶性的內涵給出完全的定義,即使給定定義b,我們依然只知道那些曾經被放到水裡的東西具不具有可溶性。因此,定義b只是一個局部定義(partial definition)。
(x)(t)[Wxt→(Dxt≡Sx)]
在這裡,「Sx」=「x是可溶的」
「Wxt」=「x在t這個時間被放到水裡」
「Dxt」=「x在t這個時間分解」
(x)(t)[Wxt→(Dxt≡Sx)]對於任何一個東西x和任何一個時間點t來說,如果Wxt,那麼Dxt若且唯若Sx
等值定義的不適切,迫使邏輯實證論者使用化約句這樣的局部定義來建立橋律,這也意味著邏輯經驗論必須放棄對於一個理論詞做出完全定義的野心︰我們最多也只能為盡可能地為一個理論詞的指涉物在不同檢驗方法底下的表現各自建構局部定義,但是永遠無法窮盡理論詞所指涉的事物的所有表現。
5.17.2008
[+/-] : 觀察詞與理論詞
邏輯實證論把科學家所使用的語句區分為觀察語句和理論語句。根據定義,理論語句是那些含有理論詞(theoretical terms)的語句,觀察語句則是那些全由觀察詞(observational terms)組成的語句。直覺上來講,觀察詞指的就是那些指涉可被直接觀察的事物的詞,例如「狗」、「睫毛」、「心臟」、「彩虹」、「阿米巴原蟲」;而理論詞指的就是那些被科學理論預設的,其指涉物沒有辦法被直接觀察到的詞,例如「重力」、「場」、「電子」,而被理論詞指涉的那些沒有辦法被直接觀察到的東西,通常被叫做「理論元項」(theoretical entities)。
根據邏輯實證論信奉的檢證原則,一個語句要具有認知意義,必須得要(至少在原則上)能夠被經驗證明或證偽。也就是說,如果一個科學理論沒有辦法被證明或證偽,或是沒有辦法推演出能夠被證明或證偽的理論蘊含,這個理論不但沒有辦法用來解釋和預測大自然的現象,在根本上,就是沒有認知意義的。然而,一個語句要能夠被經驗證明為真或為假,這個語句必須是一個觀察語句,因為經驗沒辦法提供給我們關於觀察不到的東西的資訊。不幸的是,絕大多數的科學理論都至少含有一些理論詞,在這樣的情況下,科學理論沒有辦法直接經由經驗來證明或證偽。面對如此困境,邏輯實證論者想出來為自己解套的方法是在理論詞和觀察詞之間建立定義,使得我們可以經由這樣的定義將理論裡的理論詞翻譯成觀察詞。這類被建立在觀察詞和理論詞之間的定義,通常被稱為「bridge laws」(橋律)、「correspondence rules」(對應規則)或「dictionary」。
操作型定義(operational/operationalist definition)就是橋律的一種,它使用操作物件的方法及其結果來定義理論詞,例如︰
根據邏輯實證論信奉的檢證原則,一個語句要具有認知意義,必須得要(至少在原則上)能夠被經驗證明或證偽。也就是說,如果一個科學理論沒有辦法被證明或證偽,或是沒有辦法推演出能夠被證明或證偽的理論蘊含,這個理論不但沒有辦法用來解釋和預測大自然的現象,在根本上,就是沒有認知意義的。然而,一個語句要能夠被經驗證明為真或為假,這個語句必須是一個觀察語句,因為經驗沒辦法提供給我們關於觀察不到的東西的資訊。不幸的是,絕大多數的科學理論都至少含有一些理論詞,在這樣的情況下,科學理論沒有辦法直接經由經驗來證明或證偽。面對如此困境,邏輯實證論者想出來為自己解套的方法是在理論詞和觀察詞之間建立定義,使得我們可以經由這樣的定義將理論裡的理論詞翻譯成觀察詞。這類被建立在觀察詞和理論詞之間的定義,通常被稱為「bridge laws」(橋律)、「correspondence rules」(對應規則)或「dictionary」。
操作型定義(operational/operationalist definition)就是橋律的一種,它使用操作物件的方法及其結果來定義理論詞,例如︰
X是有磁力的,若且唯若當我們使用操作型定義在理論詞和觀察詞之間建立橋律,就可以使用經驗來檢驗理論語句的真假。然而,操作型定義也帶來了一些問題︰
如果我們讓迴紋針接近X,那麼,迴紋針會被吸引。
(在這裡「磁力」就是被定義的理論詞)
- 操作型定義使得科學理論失去預測力和說明力︰操作型定義使用操作方法來定義理論詞,在這樣的情況下,每當我們遇到新奇的現象(或者,每當我們要預測新現象),都必須先使用操作型定義在該現象的性質和我們已有的理論之間建立橋律,才能使用原有的理論和概念來說明(預測)它。問題在於,當我們建立關於新現象的操作型定義時,我們等於重新定義了原來的概念,如此一來,每當我們要說明(或預測)新現象,我們所使用的概念都不是舊概念,而是就地定義的新概念,因此,科學理論失去了以舊概念說明(和預測)新概念的力量。
- 操作型定義使得理論詞的數量產生不必要的爆增。當我們使用操作型定義來定義理論詞,我們會發現有一些直覺上彼此相同的概念,在不同的情況下必須使用不同的操作來定義,例如說,汗毛的寬度、白蟻的體長和地球到太陽的距離,它們都是長度,可是必須使用不一樣的方法來測量。當我們為「長度」這個概念建立操作型定義,我們建立的不是一個定義,而是好幾個定義,這些定義涉及完全不一樣的測量(顯微測量尺、直尺和放大鏡、天文資料和計算機),因而是完全不同的定義。在這樣的情況下,我們似乎必須被迫承認,白蟻的長度和太陽到地球牽一條線的線長不是同一個概念,而這是非常違反直覺的。
- 卡那普(Carnap)發現的邏輯問題。
5.13.2008
[+/-] : 可能為真的偽科學
有人說,除非我們能證明那些宣稱的內容為假,否則,把某些人做出來的某些宣稱打壓成偽科學是沒有道理的。這些人會這樣講︰除非我們有好理由相信一個理論是錯的,否則就不能說它不對。為什麼不能呢?因為如果我們沒有好理由相信一個理論是錯的,就代表這個理論有可能是對的,在一個理論依然有可能是對的的時候就拒絕這個理論,是不明智的選擇。
說這種話的人混淆了科學理論的兩種判準︰形而上的判準和知識論的判準。形而上的判準涉及一個理論事實上是否為真,即「一個理論的內容是否是對的、是否是對世界的正確描述?」。知識論上的判準關心一個理論是否有理據背書,即「伴隨著理論的那些證據是否足以支持這個理論,提供其它人相信這個理論的好理由?」。用「除非我們有好理由相信一個理論是錯的,否則就不能說它不對」來為偽科學辯護的人,事實上說的就是,因為我們根本就還沒證明某個主張為假,所以我們不能以這個主張不符合形而上的判準為理由來拒絕或打壓它。這種人弄錯的地方就在於,我們沒有根據形而上的判準來拒絕偽科學,我們拒絕偽科學,根據的是知識論的判準。
或許對方會繼續挑戰說,為什麼我們非得使用知識論上的判準來衡量一個理論不可?既然我們最在乎的是要掌握一個正確的理論,我們自然應該以一個理論正不正確—也就是形上學的判準—作為衡量的最終標準,不是嗎?這個問題的答案很簡單︰我們以知識論的判準來衡量理論,是因為,在現實條件下,知識論的判準是唯一可以有效地給予我們行為指引的判準。
我們的最終關懷當然是會落到一個理論是不是為真這樣的問題上,而這也是我們做科學的目的—掌握正確的理論。然而,世界的真實結構和原理並不是赤裸裸地呈現在我們眼前︰重力常數並沒有被刻在每一個受到重力吸引的東西上,在無數的測量和提出及推翻假說以前,我們根本無法知道它到底是多少。在這樣的情況下,檢驗一個理論是不是滿足形而上的判準,雖然是我們理想的目標,但是這件事—如果有可能達成的話—也必須依靠觀察和實驗所累積的累積來達成。
因此,當我們判斷一個理論該不該被接受,我們判斷的對象並不只是理論本身,而是理論本身加上那些由提出理論的人和其他人提供的觀察和實驗資訊,和其它相關的條件(例如說,這個理論是不是和一些非常可靠的理論相容、這個理論是不是蘊含一些顯然不對的結果)。「一個理論還沒有有利的理據支持,並不代表它事實上不正確呀,這樣就棄之不顧,會不會太早了一點」挑戰者可能依然不死心。我的回答是,就資源的分配而言,放棄一個沒有明顯證據支持的理論,永遠不嫌早。科學家沒有多餘的錢和閒工夫去幹那些跟自己手頭上的project比起來不太可能造成科學進展的事情,而且把一個理論棄之不顧也不代表真的包一包丟掉,現在紀錄資訊如此方便,說不定一百年之後我孫子還找得到爺爺在論壇上罵人的紀錄。如果科學家在重要的地方遇到瓶頸,隨時可以把廢棄的假說挖出來檢視,科學的進展一點也不會因此造成損失。
知識論的判準在科學假說的判斷上是唯一make sense的判準(因為形而上的判準太遙不可極了),也是我們行為準則的有效來源,因為比起什麼都有點相信、什麼都不放棄,只相信那些比較有可能為真的事情,並且只根據這些事情來行為,絕對會比較好,因為這會讓人保持清醒、不容易受騙和弄錯。
說這種話的人混淆了科學理論的兩種判準︰形而上的判準和知識論的判準。形而上的判準涉及一個理論事實上是否為真,即「一個理論的內容是否是對的、是否是對世界的正確描述?」。知識論上的判準關心一個理論是否有理據背書,即「伴隨著理論的那些證據是否足以支持這個理論,提供其它人相信這個理論的好理由?」。用「除非我們有好理由相信一個理論是錯的,否則就不能說它不對」來為偽科學辯護的人,事實上說的就是,因為我們根本就還沒證明某個主張為假,所以我們不能以這個主張不符合形而上的判準為理由來拒絕或打壓它。這種人弄錯的地方就在於,我們沒有根據形而上的判準來拒絕偽科學,我們拒絕偽科學,根據的是知識論的判準。
或許對方會繼續挑戰說,為什麼我們非得使用知識論上的判準來衡量一個理論不可?既然我們最在乎的是要掌握一個正確的理論,我們自然應該以一個理論正不正確—也就是形上學的判準—作為衡量的最終標準,不是嗎?這個問題的答案很簡單︰我們以知識論的判準來衡量理論,是因為,在現實條件下,知識論的判準是唯一可以有效地給予我們行為指引的判準。
我們的最終關懷當然是會落到一個理論是不是為真這樣的問題上,而這也是我們做科學的目的—掌握正確的理論。然而,世界的真實結構和原理並不是赤裸裸地呈現在我們眼前︰重力常數並沒有被刻在每一個受到重力吸引的東西上,在無數的測量和提出及推翻假說以前,我們根本無法知道它到底是多少。在這樣的情況下,檢驗一個理論是不是滿足形而上的判準,雖然是我們理想的目標,但是這件事—如果有可能達成的話—也必須依靠觀察和實驗所累積的累積來達成。
因此,當我們判斷一個理論該不該被接受,我們判斷的對象並不只是理論本身,而是理論本身加上那些由提出理論的人和其他人提供的觀察和實驗資訊,和其它相關的條件(例如說,這個理論是不是和一些非常可靠的理論相容、這個理論是不是蘊含一些顯然不對的結果)。「一個理論還沒有有利的理據支持,並不代表它事實上不正確呀,這樣就棄之不顧,會不會太早了一點」挑戰者可能依然不死心。我的回答是,就資源的分配而言,放棄一個沒有明顯證據支持的理論,永遠不嫌早。科學家沒有多餘的錢和閒工夫去幹那些跟自己手頭上的project比起來不太可能造成科學進展的事情,而且把一個理論棄之不顧也不代表真的包一包丟掉,現在紀錄資訊如此方便,說不定一百年之後我孫子還找得到爺爺在論壇上罵人的紀錄。如果科學家在重要的地方遇到瓶頸,隨時可以把廢棄的假說挖出來檢視,科學的進展一點也不會因此造成損失。
知識論的判準在科學假說的判斷上是唯一make sense的判準(因為形而上的判準太遙不可極了),也是我們行為準則的有效來源,因為比起什麼都有點相信、什麼都不放棄,只相信那些比較有可能為真的事情,並且只根據這些事情來行為,絕對會比較好,因為這會讓人保持清醒、不容易受騙和弄錯。
5.11.2008
[+/-] : 不只理性,而且科學
慢跑很無聊,慢跑時我會聽隨身聽。
我最近常聽Point of Inquiry的podcast,這個系列大約每週釋出一個episode,訪問當代有名的學者,討論關於科學、社會和宗教的議題。
4/25的episode 《Naturalism and the Scientific Outlook》邀請哲學家John Shook討論自然主義與科學發展。
Shook在討論宗教主張的證成的時候說道,有一些人對於宗教宣稱的堅定信念是基於自己的個人經驗,例如禱告引發的奇蹟、自己聽到的神的話語等等,然而,對於科學來說,「(individual) experience is not enough」。科學主張的證成門檻比較高,不但要求經驗證據,而且要求能夠被重複實驗的經驗證據,即,可以在適當的設置、可複製的實驗下被客觀觀察到的經驗證據。
昨天的宗教哲學剛好討論到信念的證成。有一些溫和的無神論者認為說,雖然自己有好理由相信神不存在,但是有神論者也有可能有好理由相信神存在,這兩件事情是可以同時發生而不導致矛盾的。而且,在這種情形下,因為好理由而不信神的無神論者和因為好理由而信神的有神論者都一樣理性,而他們的信念被證成的程度也一樣高。
然而,Shook的想法蘊含了科學主張的證成和個人信念的證成之間的區分。要理性地相信P,一個人只要掌握P為真的好理由就夠了(在一些情況下,這樣的理由甚至不需要蘊含P為真,只要能提高P為真的可能性到一定程度就成)。然而,要理性且科學地相信P,一個人不但要掌握P為真的好理由,這個好理由還得要能夠在可複製的實驗情境下被別人觀察到才行。因此,科學活動追求的主張不只是可被理性地相信的主張,而是可被理性且科學地相信的主張。
我認為Shook的說法是合理的,因為科學是透過合作發現真理的活動,任何一個對於真理是如何如何的宣稱,如果沒辦法說服其它人,有跟沒有一樣。資源有限,科學家不可能把所有提案照單全收,勢必要做出篩選,找到最有希望的幾個假說來集中研究。而,要判斷一個提案可不可靠,最可靠的方法莫過於複製實驗,觀察結果。因此,科學的證成不是私人信念的證成,而是社會性的證成、公共的證成。其證成依賴私有經驗而沒有辦法被其他人檢驗的主張,不可能擠進這個合作機制裡。(可以想像又會有後現代主義者跳出來說這都是社會對個人的壓迫blahblah...)
我最近常聽Point of Inquiry的podcast,這個系列大約每週釋出一個episode,訪問當代有名的學者,討論關於科學、社會和宗教的議題。
4/25的episode 《Naturalism and the Scientific Outlook》邀請哲學家John Shook討論自然主義與科學發展。
Shook在討論宗教主張的證成的時候說道,有一些人對於宗教宣稱的堅定信念是基於自己的個人經驗,例如禱告引發的奇蹟、自己聽到的神的話語等等,然而,對於科學來說,「(individual) experience is not enough」。科學主張的證成門檻比較高,不但要求經驗證據,而且要求能夠被重複實驗的經驗證據,即,可以在適當的設置、可複製的實驗下被客觀觀察到的經驗證據。
昨天的宗教哲學剛好討論到信念的證成。有一些溫和的無神論者認為說,雖然自己有好理由相信神不存在,但是有神論者也有可能有好理由相信神存在,這兩件事情是可以同時發生而不導致矛盾的。而且,在這種情形下,因為好理由而不信神的無神論者和因為好理由而信神的有神論者都一樣理性,而他們的信念被證成的程度也一樣高。
然而,Shook的想法蘊含了科學主張的證成和個人信念的證成之間的區分。要理性地相信P,一個人只要掌握P為真的好理由就夠了(在一些情況下,這樣的理由甚至不需要蘊含P為真,只要能提高P為真的可能性到一定程度就成)。然而,要理性且科學地相信P,一個人不但要掌握P為真的好理由,這個好理由還得要能夠在可複製的實驗情境下被別人觀察到才行。因此,科學活動追求的主張不只是可被理性地相信的主張,而是可被理性且科學地相信的主張。
我認為Shook的說法是合理的,因為科學是透過合作發現真理的活動,任何一個對於真理是如何如何的宣稱,如果沒辦法說服其它人,有跟沒有一樣。資源有限,科學家不可能把所有提案照單全收,勢必要做出篩選,找到最有希望的幾個假說來集中研究。而,要判斷一個提案可不可靠,最可靠的方法莫過於複製實驗,觀察結果。因此,科學的證成不是私人信念的證成,而是社會性的證成、公共的證成。其證成依賴私有經驗而沒有辦法被其他人檢驗的主張,不可能擠進這個合作機制裡。(可以想像又會有後現代主義者跳出來說這都是社會對個人的壓迫blahblah...)
5.05.2008
[+/-] : 伽利略的思想實驗
有人問我說,伽利略當時是不是只用邏輯就推翻了「重物落得比較快」的物理學教條。
不是。
在伽利略的年代,幾乎所有人都相信亞里斯多德的說法,認為在自由落體的情況下,重的東西會落得比輕的東西快。
伽利略使用一個很簡單的方法駁倒了這個主張︰
在這裡,伽利略的論證可以整理成這樣︰
伽利略使用的這種,不做實驗,僅僅依據直覺進行思考就得出結論的方法,被叫做思想實驗(thought experiment)。思想實驗只有在資訊齊全,使得我們光靠整理它們就能得出結論的時候才會有效。所以在面對未知世界的經驗科學裡,思想實驗並不是常見的研究方法。然而,對於大部分時間都在做概念分析的分析哲學家來說,思想實驗是非常有效的工具。概念分析旨在釐清日常生活中使用的概念(例如「知道」、「指涉」),並找出合適的定義。思想實驗可凸顯我們關於概念該如何使用的直覺,在為哲學理論提供基礎或反例上,是很方便的方法。John Searle的中文房間、Hilary Putnam的孿生地球、David Chalmers的殭屍世界以及Frank Jackson的黑白瑪莉,都是使用思想實驗來協助我們釐清自己的概念的好例子。
不是。
在伽利略的年代,幾乎所有人都相信亞里斯多德的說法,認為在自由落體的情況下,重的東西會落得比輕的東西快。
伽利略使用一個很簡單的方法駁倒了這個主張︰
假想有兩個啞鈴,一個12磅,一個22磅。把這兩個啞鈴一起從高樓放下,根據亞氏物理學,22磅的那個會落得比較快,比較早著陸。
現在考慮另外一個情況,把一條繩子的兩端分別綁在這兩個啞鈴上,再從高樓往下扔,這個時候會發生什麼事?嗯,不管是哪一個答案,都有點奇怪,不是嗎?事實上,我們並不覺得把兩個東西綁在一起,它們會因此落得比較快,也不覺得當兩個東西被綁在一起的時候,它們會因此落得比較慢。
- 因為「兩個啞鈴+繩子」的重量比「22磅啞鈴」大,所以它們會以超越原來22磅啞鈴單獨落下的落速往下掉,並且比原來的22磅啞鈴還早著地。
- 因為「兩個啞鈴」的重量比「繩子」大,所以會變成兩個啞鈴「拖著」繩子往下掉,而雖然兩個啞鈴的重量比單獨一個22磅啞鈴還大,但是因為繩子的拖累,不見得會比原來的22磅啞鈴早落地。
- 因為22磅啞鈴的重量比12磅啞鈴和繩子都大,所以變成22磅的啞鈴「拖著」繩子和小啞鈴往下掉,而因為繩子和小啞鈴的拖累,它們會比原來的22磅啞鈴還要晚落地。
在這裡,伽利略的論證可以整理成這樣︰
P1. 重物落得比輕物快(假設)這個論證不僅僅使用邏輯而已,還使用了我們的那些關於東西會如何掉落的直覺(支撐在這些直覺背後的是常識和經驗),所以,不能說伽利略光靠邏輯就推翻了亞氏教條。
P2. 在前面的例子裡,要嘛1,要嘛2,要嘛3(根據P1)
P3. 1、2和3都不對(常識)
P4. 並非重物落得比輕物快(P1~P3,歸繆)
伽利略使用的這種,不做實驗,僅僅依據直覺進行思考就得出結論的方法,被叫做思想實驗(thought experiment)。思想實驗只有在資訊齊全,使得我們光靠整理它們就能得出結論的時候才會有效。所以在面對未知世界的經驗科學裡,思想實驗並不是常見的研究方法。然而,對於大部分時間都在做概念分析的分析哲學家來說,思想實驗是非常有效的工具。概念分析旨在釐清日常生活中使用的概念(例如「知道」、「指涉」),並找出合適的定義。思想實驗可凸顯我們關於概念該如何使用的直覺,在為哲學理論提供基礎或反例上,是很方便的方法。John Searle的中文房間、Hilary Putnam的孿生地球、David Chalmers的殭屍世界以及Frank Jackson的黑白瑪莉,都是使用思想實驗來協助我們釐清自己的概念的好例子。
1.10.2008
[+/-] : 證據不充分決定理論
用test implication來分析科學實驗,會發現一般被認為非常可靠的實驗架構其實有根本上的問題。當我們要檢驗一個假說(hypothesis)的時候,根據test implication,我們的實驗方法會是1.找出一個在邏輯上被該假說蘊含的條件句。2.營造一個滿足該條件句的前件的環境,然後看看後件會不會出現。例如我們知道
於是我們同意說,當我們站在海邊望向遠方駛來的船然後先看到桅杆再看到船身,就代表了一次對於「地球是圓的」的驗證。在這個case裡,a對於b的蘊含是實驗結果能成為驗證a的有效參考資料的必要條件—如果a事實上不蘊含b,那麼即使b確實被觀察到了,也不足以對於a構成任何肯定。然而,a真的在邏輯上蘊含b嗎?仔細觀察我們會發現從a是沒辦法推論出b的,我們還需要其它的條件,比方說「光是直線前進的」、「海水幾乎平鋪在地球表面」等等。也就是說,當我們設計了實驗來驗證a這個假說時,我們不可避免地會使用到(事實上,無數個)其它的輔助假說(auxiliary hypothesis)。如果一個實驗中的輔助假說不可靠,實驗的結果便無法反映作為驗證對象的假說的可靠度。就我們手上的例子來說,如果光其實是以隨時和地球表面平行的弧線前進,那麼即使a為真,我們也不會觀察到b;而如果光是以慢慢偏離地球表面的弧線前進,那麼即使我們觀察到b,也不代表a為真。這似乎告訴了我們,要確保一個實驗是可靠的,我們首先得確保實驗裡所有的輔助假說都是可靠的才行。但實際上這是做不到的,因為不管我們要檢驗哪一個輔助假說(當然,當我們設計一個實驗來檢驗輔助假說時,這個輔助假說在實驗裡就會是被檢驗的主要假說),都會不可避免地使用另外的其它輔助假說。於是我們永遠都無法確保一個假說是真的被驗證,因為每個看似成功的實驗背後,都堆積著無數有待檢驗的輔助假說。這樣的困境,被Edwin H.-C. Hung稱為「auxiliary hypothesis predicament」。
19世紀,Henri Poincare和Pierre Duhem區分了理論語句(theoretical statement)和觀察語句(observational statement),並且主張說,所有的理論語句都可以無視於經驗上的反例而為真。根據他們的定義,觀察語句和理論語句的差別在於前者可以被直接驗證,而後者不行,例如「桌上的碟子是圓盤狀」和「地球是球體」。他們的思路是這樣的︰因為理論語句沒有辦法被直接檢驗,所以如果我們想要知道一個理論語句的真值,我們必須設計實驗。而因為每一個實驗都仰賴無數沒辦法確實被獨立檢驗的輔助假設,所以對於任何出現在我們面前的反例,我們都可以藉由修改輔助假設來使得它不再是反例。所以,對於所有理論語句來說,不管不利於它的反例再怎麼多,我們都可以藉由修改輔助假設來解決。經驗證據沒辦法充分決定理論的真假,哲學家把這樣的情形叫做「underdetermination」。
Underdetermination蘊含了這樣的主張︰
Underdetermination*背後的思維是,隨著被假定的輔助假設的不同,我們可以有很多不同的理論與同一份經驗證據相容。例如當我們給定了一份經驗證據︰
舉另外一個我喜歡的例子︰
理論A1~4彼此不相容,即他們無法同時為真,但他們都和經驗證據A相容,而同樣的情形發生在理論B1~4和經驗證據B之間。
隨著Quine的名著《Two dogmas of empiricism》的問世,underdetermination的影響力擴大了一倍。在《Two dogmas of empiricism》這篇對於經驗主義的激進反思裡,Quine對於分析語句和綜合語句之間一般被認為當然存在的清楚界線提出了高度質疑。而如果分析綜合之間沒有界線,那麼我們也就無法區分觀察語句和理論語句,其結果將會是這樣︰
所有的語句都是理論語句,所以,所有的語句都可以無視於經驗上的反例而為真。
a.地球是圓的
蘊含
b.如果站在海邊望向遠方駛來的船,會先看到桅杆再看到船身
於是我們同意說,當我們站在海邊望向遠方駛來的船然後先看到桅杆再看到船身,就代表了一次對於「地球是圓的」的驗證。在這個case裡,a對於b的蘊含是實驗結果能成為驗證a的有效參考資料的必要條件—如果a事實上不蘊含b,那麼即使b確實被觀察到了,也不足以對於a構成任何肯定。然而,a真的在邏輯上蘊含b嗎?仔細觀察我們會發現從a是沒辦法推論出b的,我們還需要其它的條件,比方說「光是直線前進的」、「海水幾乎平鋪在地球表面」等等。也就是說,當我們設計了實驗來驗證a這個假說時,我們不可避免地會使用到(事實上,無數個)其它的輔助假說(auxiliary hypothesis)。如果一個實驗中的輔助假說不可靠,實驗的結果便無法反映作為驗證對象的假說的可靠度。就我們手上的例子來說,如果光其實是以隨時和地球表面平行的弧線前進,那麼即使a為真,我們也不會觀察到b;而如果光是以慢慢偏離地球表面的弧線前進,那麼即使我們觀察到b,也不代表a為真。這似乎告訴了我們,要確保一個實驗是可靠的,我們首先得確保實驗裡所有的輔助假說都是可靠的才行。但實際上這是做不到的,因為不管我們要檢驗哪一個輔助假說(當然,當我們設計一個實驗來檢驗輔助假說時,這個輔助假說在實驗裡就會是被檢驗的主要假說),都會不可避免地使用另外的其它輔助假說。於是我們永遠都無法確保一個假說是真的被驗證,因為每個看似成功的實驗背後,都堆積著無數有待檢驗的輔助假說。這樣的困境,被Edwin H.-C. Hung稱為「auxiliary hypothesis predicament」。
19世紀,Henri Poincare和Pierre Duhem區分了理論語句(theoretical statement)和觀察語句(observational statement),並且主張說,所有的理論語句都可以無視於經驗上的反例而為真。根據他們的定義,觀察語句和理論語句的差別在於前者可以被直接驗證,而後者不行,例如「桌上的碟子是圓盤狀」和「地球是球體」。他們的思路是這樣的︰因為理論語句沒有辦法被直接檢驗,所以如果我們想要知道一個理論語句的真值,我們必須設計實驗。而因為每一個實驗都仰賴無數沒辦法確實被獨立檢驗的輔助假設,所以對於任何出現在我們面前的反例,我們都可以藉由修改輔助假設來使得它不再是反例。所以,對於所有理論語句來說,不管不利於它的反例再怎麼多,我們都可以藉由修改輔助假設來解決。經驗證據沒辦法充分決定理論的真假,哲學家把這樣的情形叫做「underdetermination」。
Underdetermination蘊含了這樣的主張︰
Underdetermination*
對於任何一組用為真的觀察語句所表述的經驗證據,都會有複數的彼此不相容的理論可以用來解釋這些證據。
Underdetermination*背後的思維是,隨著被假定的輔助假設的不同,我們可以有很多不同的理論與同一份經驗證據相容。例如當我們給定了一份經驗證據︰
經驗證據A
1421年,鄭和站在海邊望向遠方駛來的船,先看到桅杆再看到船身。
1828年,達爾文站在海邊望向遠方駛來的船,先看到桅杆再看到船身。
1991年,鬼塚英吉站在海邊望向遠方駛來的船,先看到桅杆再看到船身
…
以下的理論都可以充分說明經驗證據A︰
理論A1︰地球是圓的,光線直線前進,海水平鋪在地球表面
理論A2︰地球是圓的,光線以慢慢偏離地球表面的弧線前進,海水並不是平鋪在地球表面
理論A3︰地球是平的,光線以慢慢偏離地球表面的弧線前進,海水平鋪在地球表面
理論A4︰地球不存在,鄭和、達爾文和鬼塚英吉都是桶中腦
舉另外一個我喜歡的例子︰
經驗證據B
宇宙存在,上面有一堆動物和植物。
文獻記載,耶穌由童女瑪利亞產下,在三十歲時旅行傳道,被釘死在十字架上之後又復活。
我們發現很多化石。
…
以下的理論都可以充分說明經驗證據B︰
理論B1
基督教教義+化石都是撒旦做的
理論B2
自從上帝創造了世界和萬物後, 就變得很自卑. 因為這個宇宙沒有他構想中的完美, 上帝難過到開始責怪自己, 最後開始有系統化地消滅祂就是造物者的事實
理論B3
世界是一個隱形且不可能被觀察到的飛天義大利麵妖怪在喝醉酒後失手創造的,牠設計了各種線索來隱藏自己的行蹤,為的是檢測信徒的忠誠
理論B4
演化論
理論A1~4彼此不相容,即他們無法同時為真,但他們都和經驗證據A相容,而同樣的情形發生在理論B1~4和經驗證據B之間。
隨著Quine的名著《Two dogmas of empiricism》的問世,underdetermination的影響力擴大了一倍。在《Two dogmas of empiricism》這篇對於經驗主義的激進反思裡,Quine對於分析語句和綜合語句之間一般被認為當然存在的清楚界線提出了高度質疑。而如果分析綜合之間沒有界線,那麼我們也就無法區分觀察語句和理論語句,其結果將會是這樣︰
所有的語句都是理論語句,所以,所有的語句都可以無視於經驗上的反例而為真。
12.19.2007
[+/-] : 恆星視差、ad hoc與justification
16世紀,哥白尼的《天體運行論》在市面上出現,帶來了接連幾世紀的天文學爭論︰地球到底是不是本身靜止的宇宙中心?根據哥白尼,宇宙的中心是太陽,地球和其它行星繞著太陽轉,更外圍的天球上則固定著其它恆星。
當時一個常見的對於日心說的理論上的攻擊是,既然地球繞著太陽轉,而太陽和外圍的其它恆星都是不動的,那麼在一年中的不同時刻,從地球觀測到同一顆恆星所需要的角度也會有所不同。這在天文學上稱為恆星的視差問題。恆星視差可以從哥白尼的理論中推論出來,但是當時卻沒有任何天文學家觀測到這樣的情形。哥白尼曾為自己的理論辯護說,大家觀察不到恆星視差,是因為地球距離該恆星實在是太遙遠,導致視差的角度小到無法被觀測。近代科學挾其強壯的儀器,終於在19世紀30年代觀測到了睽違兩百年的恆星視差,證明了哥白尼的先見之明。
然而,雖然哥白尼的說法是正確的,但是根據Popper對於假說的ad hoc修正的定義,哥白尼為了避開攻擊而提出的「地球和其它恆星距離太遙遠」是一個在當時無法被獨立檢驗的ad hoc輔助假說修正,因而(至少在當時)不應該被科學所接受。
有人認為哥白尼的例子正好說明了Popper的定義是不合適的,我不這麼想。
我傾向於認為Popper是有道理的。我認為哥白尼的假說修正為Popper的定義帶來最大的麻煩就是,根據定義,我們得說某一些輔助假說的修正在某段時期是特製的,而在另外一段時期,科學進步到使得該輔助假說的修正的獨立檢驗是可能的的時候,該修正就不再是特製的,這違反我們所認為的,一個修正不應該一下是特製的一下不是特製的的直覺。我認為這樣的直覺本來就不存在,在這個面向上Popper是有道理的。
我認為當我們說一個主張ad hoc,我們就是在說,事實上我們除了我們面對的問題之外,並沒有其它的好理由來相信這個主張。我認為這跟知識論上的證成(justification)有一點類似。直覺上一個信念被證成,並不保證這個信念為真,而只是保證行為者有好理由相信該信念。對於一個特定的人來說,一個信念是否被證成會隨著他掌握到的知識而改變。如果ad hoc要作為一個對於科學家給予指引的概念,它必定具有這樣的特徵︰它給予科學家的指引是建立在依照目前科學家掌握到的知識和技術,當現在的技術沒辦法獨立驗證慣性,它就得說那些依靠慣性的輔助假說修正是特製的。當然有人會問,為什麼ad hoc的指引必須依靠當下的科學知識和技術?如果我們能夠有一個規則,這個規則可以不受當下的知識和技術的限制而給我們正確的指引,不是更好嗎?那樣的確是會更好,不過人類不會有那種規則,全知的上帝才會有。
因此,因為ad hoc給予的指引侷限於當下的知識和技術,所以我們得說,在太空研究不發達的時候,哥白尼的視差修正是特製的;在對於物理的了解和某些實驗技術未成熟的時候,伽利略的落石修正是特製的。雖然隨著時間推移,後人有可能會為他們翻案,不過這依然不會改變當時他們在沒有好理由的情況下給出修正的事實。(他們選擇的修正當然是根據生活中的觀察和直覺,所以乍看之下會是有道理而且有可能為真的,但是乍看之下有道理而且有可能為真的修正太多了,如果把ad hoc的門檻放得那麼低,那麼ad hoc能否給予有用的指引這件事就值得商確了。)
當時一個常見的對於日心說的理論上的攻擊是,既然地球繞著太陽轉,而太陽和外圍的其它恆星都是不動的,那麼在一年中的不同時刻,從地球觀測到同一顆恆星所需要的角度也會有所不同。這在天文學上稱為恆星的視差問題。恆星視差可以從哥白尼的理論中推論出來,但是當時卻沒有任何天文學家觀測到這樣的情形。哥白尼曾為自己的理論辯護說,大家觀察不到恆星視差,是因為地球距離該恆星實在是太遙遠,導致視差的角度小到無法被觀測。近代科學挾其強壯的儀器,終於在19世紀30年代觀測到了睽違兩百年的恆星視差,證明了哥白尼的先見之明。
然而,雖然哥白尼的說法是正確的,但是根據Popper對於假說的ad hoc修正的定義,哥白尼為了避開攻擊而提出的「地球和其它恆星距離太遙遠」是一個在當時無法被獨立檢驗的ad hoc輔助假說修正,因而(至少在當時)不應該被科學所接受。
有人認為哥白尼的例子正好說明了Popper的定義是不合適的,我不這麼想。
我傾向於認為Popper是有道理的。我認為哥白尼的假說修正為Popper的定義帶來最大的麻煩就是,根據定義,我們得說某一些輔助假說的修正在某段時期是特製的,而在另外一段時期,科學進步到使得該輔助假說的修正的獨立檢驗是可能的的時候,該修正就不再是特製的,這違反我們所認為的,一個修正不應該一下是特製的一下不是特製的的直覺。我認為這樣的直覺本來就不存在,在這個面向上Popper是有道理的。
我認為當我們說一個主張ad hoc,我們就是在說,事實上我們除了我們面對的問題之外,並沒有其它的好理由來相信這個主張。我認為這跟知識論上的證成(justification)有一點類似。直覺上一個信念被證成,並不保證這個信念為真,而只是保證行為者有好理由相信該信念。對於一個特定的人來說,一個信念是否被證成會隨著他掌握到的知識而改變。如果ad hoc要作為一個對於科學家給予指引的概念,它必定具有這樣的特徵︰它給予科學家的指引是建立在依照目前科學家掌握到的知識和技術,當現在的技術沒辦法獨立驗證慣性,它就得說那些依靠慣性的輔助假說修正是特製的。當然有人會問,為什麼ad hoc的指引必須依靠當下的科學知識和技術?如果我們能夠有一個規則,這個規則可以不受當下的知識和技術的限制而給我們正確的指引,不是更好嗎?那樣的確是會更好,不過人類不會有那種規則,全知的上帝才會有。
因此,因為ad hoc給予的指引侷限於當下的知識和技術,所以我們得說,在太空研究不發達的時候,哥白尼的視差修正是特製的;在對於物理的了解和某些實驗技術未成熟的時候,伽利略的落石修正是特製的。雖然隨著時間推移,後人有可能會為他們翻案,不過這依然不會改變當時他們在沒有好理由的情況下給出修正的事實。(他們選擇的修正當然是根據生活中的觀察和直覺,所以乍看之下會是有道理而且有可能為真的,但是乍看之下有道理而且有可能為真的修正太多了,如果把ad hoc的門檻放得那麼低,那麼ad hoc能否給予有用的指引這件事就值得商確了。)
11.28.2007
[+/-] : 論假說和輔助假說的ad hoc
Popper對於主要假設的ad hoc修正以及輔助假說的ad hoc修正分別給出了判準。然而,本文將論證,test implication的定義蘊含了這兩個判準必須是interchangeable salva veritate,即可以互相替換而不改變句子的真值。也就是說,test implication的定義蘊含了—不管是主要假說還是輔助假說—一個假說修正可以給出新奇預測當且僅當這個假說修正可以被獨立檢驗。而這樣的蘊含將為Popper對於ad hoc的定義帶來嚴重的問題。
為什麼test implication的定義蘊含假說和輔助假說的ad hoc判準必須是interchangeable salva veritate?因為test implication對於內容的要求是「(H)‧(AH)」邏輯上蘊含「若(C)則(E)」,其中並沒有對於哪一個假說得是主要假說哪一個假說得是輔助假說給出規定。也就是說,對於每一個test implication,它的主要假說和輔助假說都可以互相替換而依然是一個合格的test implication。於是,每當有一個主要假說H1被修正的test implication X,我們都可以把X修正後的H1和X裡的某一個輔助假說Hn互換位置來造出一個test implication Y,使得在Y裡沒有經過修正的Hn是主要假說,而被修正後的H1是輔助假說。而因為X的「(H)‧(AH)」邏輯上等同於Y的「(H)‧(AH)」,vice versa,直覺上,如果X的主要假說H1的修正是ad hoc的,那麼Y的輔助假說H1的修正也會是ad hoc的。也就是說,主要假說H1的修正是ad hoc的若且唯若輔助假說H1的修正是ad hoc的。而根據Popper,主要假說H1的修正是ad hoc的若且唯若修正後的H1能夠做出新奇預測,而且輔助假說H1的修正是ad hoc的若且唯若修正後的H1能夠被獨立檢驗。所以我們知道H1能夠做出新奇預測若且唯若H1能夠被獨立檢驗。
如果這樣的推論是正確的的話,我們應當預期看見每一個對於假說的修正,如果它能夠做出新奇預測的話,它就能夠被獨立檢驗;如果它能夠被獨立檢驗的話,它就能夠做出新奇預測。
然而,事實似乎並不是這樣。例如哥白尼在面對恆星視差的攻擊時,回應說那是因為地球距離恆星太遠,所以視差太小而無法被觀察到。「地球距離恆星太遠」是一個增添的假設,它毫無疑問能夠做出新奇預測,但是在哥白尼的時代,礙於技術限制它無法被獨立檢驗。燃素論者舉出的負重量說是另一個例子,在科學家觀察到整個物體燃燒後反而變重時,有些燃素論者主張燃素具有負重量,所以燃素的脫離物體會使得物體變輕。「燃素具有負重量」是一個假說修正,這個假說修正顯然也可以做出新奇預測,例如根據這個假設,如果我找來一把燃素然後放開手,它們會往天上飛。但是我們似乎也找不到方法對這個假說進行獨立檢驗。第三個例子是伽利略為日心說做出的辯護,當反對者提出「如果地球是由西向東旋轉中的,那麼高塔落石應當掉在高塔的西邊」的攻擊時,伽利略以增添慣性定律的輔助假設來解釋為什麼落石不會掉在西邊。然而,雖然伽利略的修正可以做出新奇預測,當時卻沒有足夠的技術可以進行檢驗。
當一個修正後的假說H1在有沒有做出新奇預測和能不能被獨立檢驗上不一致的時候,Popper就會遇到麻煩,因為這代表著如果我們把H1放在主要假說的位置時,X不是ad hoc的;而放在輔助假說的位置時,X是。而根據前面的論證,我們隨時可以造出兩個test implication X和Y,使得在X裡H1屬於(H);在Y裡H1屬於(AH),而且X的「(H)‧(AH)」邏輯上等同於Y的「(H)‧(AH)」。在這樣的情況下,我們沒有理由相信X和Y有可能其中一個包含不可被接受的ad hoc假說,而另外一個完全沒問題。
我認為這樣的不一致在於要一個假說做出新奇預測,遠比找出辦法來檢驗這個新奇預測來得容易。當一個修正後的假說可以被獨立檢驗,代表這個假說做出了除了當初修正的理由之外的新奇預測以至於我們可以藉由檢驗這個預測是否可靠來獲知假說的正確性,但是就算一個假說做出了新奇預測,也不代表我們找得到方法來檢驗它。然而,找不到方法不代表沒有方法,當一個假說做出新奇預測,至少它就會是原則上可被檢驗的,或許礙於技術限制目前找不到方法搞定,但絕對不是不可能被檢驗的。
於是,我們手頭上有兩個選擇,第一個是把假說的ad hoc修正定義成「沒有做出新奇預測的修正(或者原則上不可能被獨立檢驗)」;第二個是把假說的ad hoc修正定義成「無法被獨立檢驗的修正」,這兩個選擇的適切性都值得懷疑。第一個定義顯然太弱,在第一個定義之下,一些直覺上ad hoc的修正會被判定成合格的修正。例如當祈雨舞跳了七天依然沒下雨時,巫師提出這樣的假說修正︰「嗯...其實祈雨舞要跳得漂亮雨神喜歡才會下雨的啦!什麼你問我這個修正能不能做出新奇預測?嗯,可以的啦,如果雨神喜歡的話,祂會很開心啊!」這個例子裡修正後的假說可以做出新奇預測「如果祈雨舞跳得漂亮,雨神會開心」,可是不會有人認為這個修正是該被接受的。
有人認為第二個定義的問題在於說,在第二個定義之下,一個修正是不是ad hoc會依照當代擁有的知識和技術而改變。哥白尼為視差做出的修正在它的年代是ad hoc的,在現代則不是。這樣子的ad hoc無法達到我們所期望的,對於什麼樣的理論是好的什麼樣的理論是壞的給出一個可靠的指引。我認為這個批評還有討論空間,有空的時候我會再寫文章討論。
為什麼test implication的定義蘊含假說和輔助假說的ad hoc判準必須是interchangeable salva veritate?因為test implication對於內容的要求是「(H)‧(AH)」邏輯上蘊含「若(C)則(E)」,其中並沒有對於哪一個假說得是主要假說哪一個假說得是輔助假說給出規定。也就是說,對於每一個test implication,它的主要假說和輔助假說都可以互相替換而依然是一個合格的test implication。於是,每當有一個主要假說H1被修正的test implication X,我們都可以把X修正後的H1和X裡的某一個輔助假說Hn互換位置來造出一個test implication Y,使得在Y裡沒有經過修正的Hn是主要假說,而被修正後的H1是輔助假說。而因為X的「(H)‧(AH)」邏輯上等同於Y的「(H)‧(AH)」,vice versa,直覺上,如果X的主要假說H1的修正是ad hoc的,那麼Y的輔助假說H1的修正也會是ad hoc的。也就是說,主要假說H1的修正是ad hoc的若且唯若輔助假說H1的修正是ad hoc的。而根據Popper,主要假說H1的修正是ad hoc的若且唯若修正後的H1能夠做出新奇預測,而且輔助假說H1的修正是ad hoc的若且唯若修正後的H1能夠被獨立檢驗。所以我們知道H1能夠做出新奇預測若且唯若H1能夠被獨立檢驗。
如果這樣的推論是正確的的話,我們應當預期看見每一個對於假說的修正,如果它能夠做出新奇預測的話,它就能夠被獨立檢驗;如果它能夠被獨立檢驗的話,它就能夠做出新奇預測。
然而,事實似乎並不是這樣。例如哥白尼在面對恆星視差的攻擊時,回應說那是因為地球距離恆星太遠,所以視差太小而無法被觀察到。「地球距離恆星太遠」是一個增添的假設,它毫無疑問能夠做出新奇預測,但是在哥白尼的時代,礙於技術限制它無法被獨立檢驗。燃素論者舉出的負重量說是另一個例子,在科學家觀察到整個物體燃燒後反而變重時,有些燃素論者主張燃素具有負重量,所以燃素的脫離物體會使得物體變輕。「燃素具有負重量」是一個假說修正,這個假說修正顯然也可以做出新奇預測,例如根據這個假設,如果我找來一把燃素然後放開手,它們會往天上飛。但是我們似乎也找不到方法對這個假說進行獨立檢驗。第三個例子是伽利略為日心說做出的辯護,當反對者提出「如果地球是由西向東旋轉中的,那麼高塔落石應當掉在高塔的西邊」的攻擊時,伽利略以增添慣性定律的輔助假設來解釋為什麼落石不會掉在西邊。然而,雖然伽利略的修正可以做出新奇預測,當時卻沒有足夠的技術可以進行檢驗。
當一個修正後的假說H1在有沒有做出新奇預測和能不能被獨立檢驗上不一致的時候,Popper就會遇到麻煩,因為這代表著如果我們把H1放在主要假說的位置時,X不是ad hoc的;而放在輔助假說的位置時,X是。而根據前面的論證,我們隨時可以造出兩個test implication X和Y,使得在X裡H1屬於(H);在Y裡H1屬於(AH),而且X的「(H)‧(AH)」邏輯上等同於Y的「(H)‧(AH)」。在這樣的情況下,我們沒有理由相信X和Y有可能其中一個包含不可被接受的ad hoc假說,而另外一個完全沒問題。
我認為這樣的不一致在於要一個假說做出新奇預測,遠比找出辦法來檢驗這個新奇預測來得容易。當一個修正後的假說可以被獨立檢驗,代表這個假說做出了除了當初修正的理由之外的新奇預測以至於我們可以藉由檢驗這個預測是否可靠來獲知假說的正確性,但是就算一個假說做出了新奇預測,也不代表我們找得到方法來檢驗它。然而,找不到方法不代表沒有方法,當一個假說做出新奇預測,至少它就會是原則上可被檢驗的,或許礙於技術限制目前找不到方法搞定,但絕對不是不可能被檢驗的。
於是,我們手頭上有兩個選擇,第一個是把假說的ad hoc修正定義成「沒有做出新奇預測的修正(或者原則上不可能被獨立檢驗)」;第二個是把假說的ad hoc修正定義成「無法被獨立檢驗的修正」,這兩個選擇的適切性都值得懷疑。第一個定義顯然太弱,在第一個定義之下,一些直覺上ad hoc的修正會被判定成合格的修正。例如當祈雨舞跳了七天依然沒下雨時,巫師提出這樣的假說修正︰「嗯...其實祈雨舞要跳得漂亮雨神喜歡才會下雨的啦!什麼你問我這個修正能不能做出新奇預測?嗯,可以的啦,如果雨神喜歡的話,祂會很開心啊!」這個例子裡修正後的假說可以做出新奇預測「如果祈雨舞跳得漂亮,雨神會開心」,可是不會有人認為這個修正是該被接受的。
有人認為第二個定義的問題在於說,在第二個定義之下,一個修正是不是ad hoc會依照當代擁有的知識和技術而改變。哥白尼為視差做出的修正在它的年代是ad hoc的,在現代則不是。這樣子的ad hoc無法達到我們所期望的,對於什麼樣的理論是好的什麼樣的理論是壞的給出一個可靠的指引。我認為這個批評還有討論空間,有空的時候我會再寫文章討論。
11.25.2007
[+/-] : 適者生存與套套邏輯
我最近才知道有創造論者用「適者生存是套套邏輯」這件事來攻擊演化論。
「1」裡對於套套邏輯的技術介紹寫得非常差,如果你已經知道什麼是套套邏輯,請直接跳到「2」。
1.
2.
*1︰即使適者比不適者有助於生存,而且我們找到足夠的化石填補失落的環節,並且研究證明所有的變異都會遺傳,也無法排除「世界和所有的物種是一個隱形且不可能被觀察到的飛天義大利麵妖怪在喝醉酒後失手創造的,牠設計了各種線索來隱藏自己的行蹤,為的是檢測信徒的忠誠。」之類的與d不相容的假說。
「1」裡對於套套邏輯的技術介紹寫得非常差,如果你已經知道什麼是套套邏輯,請直接跳到「2」。
1.
套套邏輯(tautology),在哲學上指的是那些邏輯上為真(logically true)的句子,這些句子的共通點就是它們可以在語句邏輯下被形式化(formalize)成在所有truth assignment之下都為真的formula,或者在述詞邏輯下被形式化成相對於所有模型都為真的formula。形式化指的是把自然語言的語句翻譯成邏輯語言的語句;一個句子的一個truth assignment指的是對這個句子的所有atomic sentence給定的一組一致的真值。
例如說「老爸鬍子扎臉皮或者不是老爸鬍子扎臉皮」在語句邏輯之下可以被形式化成這樣1. P∨¬P
(P or not P)
atomic sentence是指可以被分解成的最小的語句單位(或者,可以被分解的最小的保有真值的單位)。在1這個句子裡,當我們把邏輯連接詞拿掉之後,atomic sentence就出現了,「P」。在一個truth assignment我們必須要給所有相同的語句一樣的真值,所以我們只有兩種選擇,一種是給定「P」為真;一種是給定「P」為假。在第一個truth assignment(給定「P」為真)之下1為真,因為如果「P」為真,「¬P」就為假,所以1就成為一個由「∨」連接一個真句子和一個假句子而成的語句,而根據「∨」的定義,如果「∨」是一個句子的主要連接詞,只要「∨」連結至少一個真句子,整個句子就為真。在第二個truth assignment(給定「P」為假)之下1為真,因為如果「P」為假,「¬P」就為真,所以1也會成為一個由「∨」連接一個真句子和一個假句子而成的語句。
而「老爸鬍子扎臉皮或者不是老爸鬍子扎臉皮」在述詞邏輯之下可以被形式化成這樣︰2. ∃x(Fx‧Bx)∨¬∃x(Fx‧Bx)
在這裡「Fx」指「x是老爸」;「Bx」指「x鬍子扎臉皮」
在一個模型裡的東西,有幾種可能︰a.至少有個東西是F而且是B
b.沒有東西是F,但至少有個東西是B
c.至少有個東西是F,但沒有東西是B
d.至少有個東西是F而且至少有個東西是B,但沒有東西同時是F和B
e.沒有東西是F,沒有東西是B
在a底下「∃x(Fx‧Bx)」會為真,「¬∃x(Fx‧Bx)」會為假。而在b、c、d、e底下「∃x(Fx‧Bx)」會為假,「¬∃x(Fx‧Bx)」會為真。但不管如何,因為主要連接詞是「∨」,2都會為真。
在日常的使用上,套套邏輯也用來指那些根據字義為真的句子或者重複敘述的詞。這些句子或詞不一定能被形式化成在所有truth assignment之下都為真的formula,但是給定特定語言的字義之後就會發現這樣這詞或句子是trivial的,例如3. 所有的單身漢都是沒結婚的男人
4. 三個角的三角形
我們不能保證3在被形式化之後會形成在所有truth assignment之下都為真的formula,因為「是單身漢」和「是沒結婚的男人」不是同一個詞,我們無法保證將它們形式化成一樣的述詞符號,因此我們無法保證在一個模型中,滿足其中一個性質但不滿足另外一個性質的東西不會出現。而4不是一個句子,所以不會有真值。
但是在中文裡,如果一個人是單身漢,他一定是沒結婚的男人;如果一個東西是三角形,它一定有三個角。換句話說,這樣的敘述根本就是多餘的,沒有提供任何多出來的資訊。也因此,一定正確(當一個句子提供了多出來的資訊,它就得冒如果那些資訊不正確自己就得為假的風險)。所以我們說它們是trivial的。
2.
而這就是某些創造論者的論點。他們主張,因為演化論者用「適者」來解釋「生存者」,而又用「生存者」來解釋「適者」,所以這兩個詞是同義的,所以適者生存是套套邏輯,這種沒有資訊意義的廢話根本沒什麼鬼用處,更別說被當作科學理論來研究了。
利用說對方講的話是永遠為真的套套邏輯來反擊,我想這真的是我能找到最蠢的論點了(我想,和神創論站在不同邊的好處之一就是,不管對手講什麼我都可以說那是我能找到最蠢的論點,而且每當我這樣說,都會顯得很有道理)。
而且,這樣的反擊牛頭不對馬嘴。演化論對宗教的威脅在於挑戰物種的來源,而其推論是這樣的︰a.適者生存
b.世界上有足夠的環境證據(化石、地層,etc...)
c.物種的變異會遺傳,累積變異可以形成新物種
d.目前市面上的物種有共同的祖先
其中b和c是經驗語句,可以藉由觀察來得知真假,而4是結論。雖然a、b、c的為真並不保證4的為真*1,但是a、b、c的為真讓我們有好理由(比起其它假說)相信d是對的。其中對宗教帶來威脅的是d,不是a。說a是tautology所帶來為一個影響就是告訴演化論者「唔,你們的第一個前提一定正確,所以別擔心那個,去找多一點化石來吧」。
有一些人使用其它的策略來回應創造論者,例如...2.三個關於「適者」的理論:
Alpheus Hyatt提出一個假說,認為族群像個體一樣會依生老病死發展,所以適者最終會死得更多。[Anon, n.d.; Hyatt, 1866].
第二個是定向演化理論,認為一些趨勢一旦開始就停不下來,愛爾蘭鹿的角就是越長越大到最後無法支持....滅種。
第三就是「適者」只是針對特定環境下的生存,他們在其他環境可能活得很糟。(簡單說,人進了深海就是死,這個「適者」只「適應」在陸地某些環境下,當環境改變這些立刻翻身變成「不適者」)
3.「適者」依達爾文定義,不是「存活下來者」,而是「基於其屬性可望其生存下去」,這顯然不是套套邏輯,另外「生存」也不一定指的是個體的生存,而是物種延續下去。
http://www.wretch.cc/blog/mocear&article_id=1747965
簡單地講,這些人說的是「喔喔,你誤會我們囉。演化論講的適者生存不是你講的那樣,所以也不是套套邏輯。」
我認為這種方案是麻煩且沒必要的。因為重新定義需要花費成本,而且還必須保證重新定義之後的「適者生存」能夠和前述的b和c共同給予我們相信d的好理由。更何況對方的攻擊本來就沒有效果,我們不需要為了隔絕基地台電磁波花錢買防護裝。
*1︰即使適者比不適者有助於生存,而且我們找到足夠的化石填補失落的環節,並且研究證明所有的變異都會遺傳,也無法排除「世界和所有的物種是一個隱形且不可能被觀察到的飛天義大利麵妖怪在喝醉酒後失手創造的,牠設計了各種線索來隱藏自己的行蹤,為的是檢測信徒的忠誠。」之類的與d不相容的假說。
11.16.2007
[+/-] : Test implication與輔助假說的ad hoc修正
要測試一個假說(hypotheses)值不值得相信,科學家借助實驗。有價值的假說通常都有強大的預測力,在這裡科學家做的事情就是找出假說的條件句蘊含,然後營造出一個滿足前件的情境,然後看看後件會不會為真。例如說假說
蘊含了一個條件句
如果我要驗證這個假說,我要做的事情就是到處找天鵝,看看他們是不是都是白色的。
這樣的實驗架構我們稱為test implication,它通常會滿足這個模式
套用上面的例子,就是這樣
然而,並不是對於所有有用的實驗,這樣的分析都有效。例如,當我們想要驗證「鹽溶於水」這個假說時,最簡單的方法就是把鹽丟到水裡,看看它會不會溶解。這樣的實驗架構會是這樣
在這裡(H)顯然不蘊含「若(C)則(E)」,因為在一些情況下就算把鹽丟到水裡鹽也不會溶解,例如水溫不夠高的時候,或者倒太多鹽的時候。如果我們想要保有這個分析方法,顯然我們需要改良它,加上一些條件使得H可以邏輯地推導出「若C則E」。一個有效的作法可以是這樣
這樣一來,雖然(H)不蘊含「若(C)則(E)」,但是「(H)‧(AH)」蘊含「若(C)則(E)」。於是我們有了這樣的一個模式
這樣的模式分析對科學實驗有幫助,因為它揭露了一個重要的事實︰當(C)出現(E)卻不為真時,並不蘊含(H)為假,而是蘊含「(H)‧(AH)」為假。也就是說,如果我們依照這樣的分析為某個假說做了正確實驗,然而實驗結果卻不如預期,有可能錯的是輔助假說,而不是主要假說。最簡單的例子就是當我們把鹽丟進飽和水裡然後觀察到鹽沒有溶解的時候。我們不會因此認為鹽不溶於水,相對地,我們會認為那是因為在這個實驗裡,有個輔助假說是假的(沒有被滿足)。
有時候科學家也會藉由修改或增加輔助假說來保護主要假說。當哥白尼提出日心說時,受到包括教會在內的許多人公幹。當時常見的一個反駁是,沿用亞里斯多德用來證明地面不會移動的方法,指出當一塊石頭從高塔被丟下時,如果地球是轉動的,那麼石頭應該會落在轉動方向的反方而非原地。那個時候伽利略就是採用增加輔助假說的方式來還擊。伽利略指出,反駁者能夠從日心說推導出石頭會落在高塔的西邊,是因為他們假定石頭落下的方向不會受到地球轉動的慣性影響,因此,只要把哥白尼的假說加上慣性定律作為輔助假說,就不會推導出違反事實的結果。在這裡,反駁者所建構的實驗是這樣的
而伽利略將它修正如下
在test implication 4裡,「如果(C),則(E)」可以從(H)邏輯地推導出來;可是在test implication 5裡,由「(H)‧(AH)」推導不出「如果(C),則(E)」。經過修正後的哥白尼假說不再蘊含奇怪的理論後果。
前面的文章裡提到過Karl Popper和他為ad hoc的假說修正下的定義。主要假說的修正有可能ad hoc,輔助假說也一樣。而Popper當然也分析了輔助假說的修正,並且為ad hoc的輔助假說修正給出這樣的定義
修正輔助假說是為了解釋在修正以前無法解釋的現象,當我們說一個修正後的輔助假說沒辦法被獨立檢驗,我們就是在說除了藉由檢查那個促成修正的現象之外,沒有其它辦法可以檢驗這個輔助假說的真假。
例如某一古老部族相信求祈雨舞會帶來甘霖,造訪該村落的人類學家設計了這樣的一個test implication要求實驗
然而,在土著們跳了七天舞之後,卻還是一滴水也沒有。面對人類學家的質疑,部落的巫師提出了說明。巫師認為,test implication 6的主要假說還是有效的,人類學家之所以認為實驗結果與假說不符,是因為他們忽略了一個天降甘霖的重要條件,就是祈雨舞要跳得好看,能夠娛樂雨神。在這裡,巫師的修正如下
「那麼」,人類學家問︰「我們要怎麼知道這次的祈雨舞跳得好不好看?如果我用攝影機把大家的動作拍下來,然後在事後檢查動作有沒有準確或一致,這樣行嗎?」巫師沉思了一下,回答說︰「你當然可以拍下來檢查。但是雨神是善變的,有時候就算大家跳得很準確祂也不一定開心,要知道祈雨舞算不算是跳得好,唯一的辦法就是觀察跳完之後有沒有下雨。」
顯然在test implication 7裡,除了檢查有沒有下雨之外,沒有其他的辦法可以知道(AH)為不為真,所以(AH),所以沒有辦法被獨立檢驗。於是根據Popper的定義,test implication 7的(AH)ad hoc。
前面提到伽利略為了替日心說辯護,提出了慣性定律作為輔助假說。那麼這樣的輔助假說是不是ad hoc的?根據定義,我們得說在伽利略的時代這樣的修正是ad hoc的,因為那個時候沒有技術可以做出獨立檢驗;而在現代,伽利略的修正不再是ad hoc的,因為我們可以建造移動速度像地球自轉一樣平穩的儀器,在上面進行慣性運動的實驗。
所有的天鵝都是白的。
蘊含了一個條件句
如果我找來一隻天鵝,那麼牠會是白的。
如果我要驗證這個假說,我要做的事情就是到處找天鵝,看看他們是不是都是白色的。
這樣的實驗架構我們稱為test implication,它通常會滿足這個模式
H
If C, then E
其中H是假說,C是條件句前件,E是後件,而且(H)邏輯地蘊含「if (C) then (E)」
套用上面的例子,就是這樣
test implication 1
所有的天鵝都是白的(H)。
如果我找來一隻天鵝(C),那麼牠會是白的(E)。
然而,並不是對於所有有用的實驗,這樣的分析都有效。例如,當我們想要驗證「鹽溶於水」這個假說時,最簡單的方法就是把鹽丟到水裡,看看它會不會溶解。這樣的實驗架構會是這樣
test implication 2
鹽溶於水(H)。
如果把鹽丟到水裡(C),那麼鹽會溶解(E)。
在這裡(H)顯然不蘊含「若(C)則(E)」,因為在一些情況下就算把鹽丟到水裡鹽也不會溶解,例如水溫不夠高的時候,或者倒太多鹽的時候。如果我們想要保有這個分析方法,顯然我們需要改良它,加上一些條件使得H可以邏輯地推導出「若C則E」。一個有效的作法可以是這樣
test implication 3
鹽溶於水(H)。
水不是飽和狀態(AH)。
如果把鹽丟到水裡(C),那麼鹽會溶解(E)。
這樣一來,雖然(H)不蘊含「若(C)則(E)」,但是「(H)‧(AH)」蘊含「若(C)則(E)」。於是我們有了這樣的一個模式
H
AH
If C, then E
其中H是假說,AH是輔助假說(auxiliary hypotheses),C是條件句前件,E是後件,而且「(H)‧(AH)」邏輯地蘊含「if (C) then (E)」
這樣的模式分析對科學實驗有幫助,因為它揭露了一個重要的事實︰當(C)出現(E)卻不為真時,並不蘊含(H)為假,而是蘊含「(H)‧(AH)」為假。也就是說,如果我們依照這樣的分析為某個假說做了正確實驗,然而實驗結果卻不如預期,有可能錯的是輔助假說,而不是主要假說。最簡單的例子就是當我們把鹽丟進飽和水裡然後觀察到鹽沒有溶解的時候。我們不會因此認為鹽不溶於水,相對地,我們會認為那是因為在這個實驗裡,有個輔助假說是假的(沒有被滿足)。
有時候科學家也會藉由修改或增加輔助假說來保護主要假說。當哥白尼提出日心說時,受到包括教會在內的許多人公幹。當時常見的一個反駁是,沿用亞里斯多德用來證明地面不會移動的方法,指出當一塊石頭從高塔被丟下時,如果地球是轉動的,那麼石頭應該會落在轉動方向的反方而非原地。那個時候伽利略就是採用增加輔助假說的方式來還擊。伽利略指出,反駁者能夠從日心說推導出石頭會落在高塔的西邊,是因為他們假定石頭落下的方向不會受到地球轉動的慣性影響,因此,只要把哥白尼的假說加上慣性定律作為輔助假說,就不會推導出違反事實的結果。在這裡,反駁者所建構的實驗是這樣的
test implication 4
地球一面向東自轉一面繞太陽公轉(H)。
如果從高塔頂丟下石頭(C),那麼石頭會掉在高塔的西邊(E)。
(方便起見,在case4和case5裡我省略了很多其他的輔助假設,例如「空氣靜止不動」、「石頭是被垂直丟下」等等)
而伽利略將它修正如下
test implication 5
地球一面向東自轉一面繞太陽公轉(H)。
慣性定律(地球上的東西會受到地球移動的慣性影響,和地球一起移動)(AH)。
如果從高塔頂丟下石頭(C),那麼石頭會掉在高塔的西邊(E)。
在test implication 4裡,「如果(C),則(E)」可以從(H)邏輯地推導出來;可是在test implication 5裡,由「(H)‧(AH)」推導不出「如果(C),則(E)」。經過修正後的哥白尼假說不再蘊含奇怪的理論後果。
前面的文章裡提到過Karl Popper和他為ad hoc的假說修正下的定義。主要假說的修正有可能ad hoc,輔助假說也一樣。而Popper當然也分析了輔助假說的修正,並且為ad hoc的輔助假說修正給出這樣的定義
一個對於輔助假說的修正ad hoc若且唯若修正後的輔助假說無法被獨立檢驗。
修正輔助假說是為了解釋在修正以前無法解釋的現象,當我們說一個修正後的輔助假說沒辦法被獨立檢驗,我們就是在說除了藉由檢查那個促成修正的現象之外,沒有其它辦法可以檢驗這個輔助假說的真假。
例如某一古老部族相信求祈雨舞會帶來甘霖,造訪該村落的人類學家設計了這樣的一個test implication要求實驗
test implication 6
連續跳祈雨舞七天會帶來甘霖(H)。
如果我們連續跳祈雨舞七天(C),那麼就會下雨(E)。
然而,在土著們跳了七天舞之後,卻還是一滴水也沒有。面對人類學家的質疑,部落的巫師提出了說明。巫師認為,test implication 6的主要假說還是有效的,人類學家之所以認為實驗結果與假說不符,是因為他們忽略了一個天降甘霖的重要條件,就是祈雨舞要跳得好看,能夠娛樂雨神。在這裡,巫師的修正如下
test implication 7
連續跳祈雨舞七天會帶來甘霖(H)。
祈雨舞跳得好看,能夠娛樂雨神(AH)。
如果我們連續跳祈雨舞七天(C),那麼就會下雨(E)。
「那麼」,人類學家問︰「我們要怎麼知道這次的祈雨舞跳得好不好看?如果我用攝影機把大家的動作拍下來,然後在事後檢查動作有沒有準確或一致,這樣行嗎?」巫師沉思了一下,回答說︰「你當然可以拍下來檢查。但是雨神是善變的,有時候就算大家跳得很準確祂也不一定開心,要知道祈雨舞算不算是跳得好,唯一的辦法就是觀察跳完之後有沒有下雨。」
顯然在test implication 7裡,除了檢查有沒有下雨之外,沒有其他的辦法可以知道(AH)為不為真,所以(AH),所以沒有辦法被獨立檢驗。於是根據Popper的定義,test implication 7的(AH)ad hoc。
前面提到伽利略為了替日心說辯護,提出了慣性定律作為輔助假說。那麼這樣的輔助假說是不是ad hoc的?根據定義,我們得說在伽利略的時代這樣的修正是ad hoc的,因為那個時候沒有技術可以做出獨立檢驗;而在現代,伽利略的修正不再是ad hoc的,因為我們可以建造移動速度像地球自轉一樣平穩的儀器,在上面進行慣性運動的實驗。
11.09.2007
[+/-] : 科學解釋的DN model和歷史
昨天的科學方法論講到DN model。DN model(Deductive-nomological model ,規律演繹模型)是一個格式,上個世紀的科學哲學家Carl Hempel認為DN model是所有的科學解釋共有的格式。換句話說,如果Hempel是對的,所有格式跟DN model不一樣的解釋都不是科學的解釋。
科學解釋當然是用來回答問題的,而回答一個這樣格式的問題
的科學解釋的DN model會是這樣
例如說如果我們問
回答這個問題的科學解釋可以是這樣
在這裡,普遍原則(general law)只會是全稱的、不指定描述對象的條件句。而前置條件(precedent condition)則是滿足條件句前件的語句。我們稱普遍原則和前置條件為解釋項(explanans),結論為被解釋項(explanadum)。
Hempel主張,一個合格的解釋會符合下列原則
把DN model當作判斷一段話是不是科學解釋的標準,我們可以排除很多在直覺上不是科學解釋的東西,例如
這個解釋不是科學解釋,因為他的普遍原則沒有經過高度檢驗(我們甚至找不到辦法檢驗),而且沒人知道前置條件是真的還是假的。
然而,如果Hempel是對的,任何現今文獻中的歷史解釋都不算是科學解釋,因為它們都不包含普遍原則。我認為我們只有在一種情形之下有機會建立符合DN model的歷史解釋,就是在物理主義和決定論都為真的情況下。如果物理主義為真,我們有機會用物理原則來建立化學原則;用化學原則來建立生物學原則;用生物學原則來建立心理學原則;用心理學原則來建立社會學原則。如果我們有嚴格的原則系統,而且如果決定論為真,只要手頭上有足夠資訊,我們就可以利用現今的事實加上普遍原則逆推得知某個歷史人物為什麼在某個時候做出某個決定,或者某個歷史事件為什麼會發生。而且這樣的解釋會是合格的科學解釋,因為它包含了原來的歷史解釋沒有的普遍原則。
但是顯然就算物理主義和決定論都為真,現在的其它學門也沒辦法提供足夠的工具來建立任何滿足Hempel的要求的歷史解釋。想要符合DN model成為合格的科學解釋,對現在的歷史學來說是門都沒有。
有人可能認為這沒什麼大不了的,畢竟科學解釋只是一個頭銜,掛不掛得住有什麼差別。原則上我同意,因為任何頭銜都只是分類法,如果擁有某一個頭銜是非常重要的,其重要的原因也會在於擁有那個頭銜所需的資格是重要的,而不是頭銜本身。擁有博士頭銜是重要的,因為只有在專業領域表現傑出的人才有資格拿到學位(這個例子真差勁)。Hempel宣稱歷史解釋因為缺少DN model要求的資格(包含普遍原則)而失去科學解釋的頭銜。這個宣稱對歷史學來說是一項威脅若且唯若對於一個解釋來說包含普遍原則是很重要的。
我相信Hempel的宣稱對於歷史學的確有威脅,因為歷史解釋不包含普遍原則這個事實顯示了歷史學除了能讓我們知道過去發生了什麼事(我想其實這個工作大多是考古學家做的)之外一無是處。回過頭來看,科學除了讓我們知道過去發生什麼事之外,還提供很多有用的普遍原則,這些普遍原則不但讓我們有a片可看,還把人送上太空。
我相信有人會反駁說,雖然歷史不包含經過高度檢驗的普遍原則,但是許多歷史事實也帶給我們很多寶貴的教訓,讓我們有機會不重蹈覆轍。
我討厭寶貴的教訓和對於心靈的淨化。每當有人說不出自己做的研究有什麼價值的時候,這些東西就會被端出來。
一個學問能協助我不做錯事,僅當這個學問能告訴我我的哪些決策會有哪些後果。在嚴格的意義下,歷史做不到這件事,因為歷史不包含普遍原則。歷史對於決策者最大的幫助頂多就是提供參考資料以及模糊的前因後果連結。與其依賴幾百年前的參考資料不如去做市場調查,而如果我們有能力歸納出兩個歷史事實之間的因果關係,難道就沒有能力根據當下的環境狀況推測哪個決策會有什麼後果?
面對物理化學生物科技這些打包票對社會有貢獻的學科,文組的人好像都變得很自卑,非得找一些理由來讓自己相信自己有存在的價值不可。然而,我相信歷史研究有助於知識的累積,對於過去的探索也有助於滿足人的強烈好奇心。做研究並不是非得要對社會有什麼重要的實質貢獻不可,如果只是做給自己爽,大方承認就好了,不要找藉口嘛。賣狗肉沒什麼好自卑的,但是掛羊頭賣狗肉就是無恥了。
科學解釋當然是用來回答問題的,而回答一個這樣格式的問題
為什麼E?
的科學解釋的DN model會是這樣
(普遍原則)L1, L2,...,Ln
(前置條件)C1, C2,...,Cn
(結論)E
例如說如果我們問
為什麼那個小鴨玩偶浮在水上?
回答這個問題的科學解釋可以是這樣
(普遍原則)物體放入比自己質量大的液體中會浮起
(前置條件)那個小鴨玩偶的質量比水小,水是液體,...
(結論)那個小鴨玩偶浮在水上
在這裡,普遍原則(general law)只會是全稱的、不指定描述對象的條件句。而前置條件(precedent condition)則是滿足條件句前件的語句。我們稱普遍原則和前置條件為解釋項(explanans),結論為被解釋項(explanadum)。
Hempel主張,一個合格的解釋會符合下列原則
a.解釋項邏輯地蘊含被解釋項
b.解釋項包含普遍原則
c.被解釋項包含的普遍原則是經過高度檢驗的
d.前置條件為真
把DN model當作判斷一段話是不是科學解釋的標準,我們可以排除很多在直覺上不是科學解釋的東西,例如
Q︰為什麼下雨?
(普遍原則)每當海神生氣時就下雨
(前置條件)海神生氣
(結論)下雨
這個解釋不是科學解釋,因為他的普遍原則沒有經過高度檢驗(我們甚至找不到辦法檢驗),而且沒人知道前置條件是真的還是假的。
然而,如果Hempel是對的,任何現今文獻中的歷史解釋都不算是科學解釋,因為它們都不包含普遍原則。我認為我們只有在一種情形之下有機會建立符合DN model的歷史解釋,就是在物理主義和決定論都為真的情況下。如果物理主義為真,我們有機會用物理原則來建立化學原則;用化學原則來建立生物學原則;用生物學原則來建立心理學原則;用心理學原則來建立社會學原則。如果我們有嚴格的原則系統,而且如果決定論為真,只要手頭上有足夠資訊,我們就可以利用現今的事實加上普遍原則逆推得知某個歷史人物為什麼在某個時候做出某個決定,或者某個歷史事件為什麼會發生。而且這樣的解釋會是合格的科學解釋,因為它包含了原來的歷史解釋沒有的普遍原則。
但是顯然就算物理主義和決定論都為真,現在的其它學門也沒辦法提供足夠的工具來建立任何滿足Hempel的要求的歷史解釋。想要符合DN model成為合格的科學解釋,對現在的歷史學來說是門都沒有。
有人可能認為這沒什麼大不了的,畢竟科學解釋只是一個頭銜,掛不掛得住有什麼差別。原則上我同意,因為任何頭銜都只是分類法,如果擁有某一個頭銜是非常重要的,其重要的原因也會在於擁有那個頭銜所需的資格是重要的,而不是頭銜本身。擁有博士頭銜是重要的,因為只有在專業領域表現傑出的人才有資格拿到學位(這個例子真差勁)。Hempel宣稱歷史解釋因為缺少DN model要求的資格(包含普遍原則)而失去科學解釋的頭銜。這個宣稱對歷史學來說是一項威脅若且唯若對於一個解釋來說包含普遍原則是很重要的。
我相信Hempel的宣稱對於歷史學的確有威脅,因為歷史解釋不包含普遍原則這個事實顯示了歷史學除了能讓我們知道過去發生了什麼事(我想其實這個工作大多是考古學家做的)之外一無是處。回過頭來看,科學除了讓我們知道過去發生什麼事之外,還提供很多有用的普遍原則,這些普遍原則不但讓我們有a片可看,還把人送上太空。
我相信有人會反駁說,雖然歷史不包含經過高度檢驗的普遍原則,但是許多歷史事實也帶給我們很多寶貴的教訓,讓我們有機會不重蹈覆轍。
我討厭寶貴的教訓和對於心靈的淨化。每當有人說不出自己做的研究有什麼價值的時候,這些東西就會被端出來。
一個學問能協助我不做錯事,僅當這個學問能告訴我我的哪些決策會有哪些後果。在嚴格的意義下,歷史做不到這件事,因為歷史不包含普遍原則。歷史對於決策者最大的幫助頂多就是提供參考資料以及模糊的前因後果連結。與其依賴幾百年前的參考資料不如去做市場調查,而如果我們有能力歸納出兩個歷史事實之間的因果關係,難道就沒有能力根據當下的環境狀況推測哪個決策會有什麼後果?
面對物理化學生物科技這些打包票對社會有貢獻的學科,文組的人好像都變得很自卑,非得找一些理由來讓自己相信自己有存在的價值不可。然而,我相信歷史研究有助於知識的累積,對於過去的探索也有助於滿足人的強烈好奇心。做研究並不是非得要對社會有什麼重要的實質貢獻不可,如果只是做給自己爽,大方承認就好了,不要找藉口嘛。賣狗肉沒什麼好自卑的,但是掛羊頭賣狗肉就是無恥了。
10.31.2007
[+/-] : 假說的ad hoc修正
「ad hoc」源自拉丁文,有「專門用來...」的意思,例如說如果我們為了某些暫時的特定理由成立了執行小組,這個團隊就可以被叫做「ad hoc committee」。但是在某些領域裡,ad hoc不是一個很好的字,比方說科學和哲學。在科學和哲學討論中,ad hoc通常是用來描述假說或是理論,當論者僅僅因為自己理論遇到的某個困難而修改假說或理論而又提不出良好的裡由來解釋為什麼要做這樣的修正的時候,我們就說這個人做了一個ad hoc revision of hypothesis或者ad hoc revision of theory。
為什麼有些科學家和哲學家認為ad hoc是不好的?畢竟如果理論遇到了困難(例如與理論的預測不符的實驗結果)就應該要修正不是嗎—雖然修正後也不一定就會變成正確的理論,但是如果不修正就沒機會變成正確的理論了。主張ad hoc revision of hypothesis不應該被接受的科學哲學家之一是20世紀的Karl Popper,他為這個主張提出了理由。
Popper認為,科學追求的不是真理,而是那些具有高內容負載量的真理(truth high contents)。也就是說,如果理論A比理論B好,其理由不在於理論A比理論B更接近事實,而在於理論A不但比理論B更接近事實,而且比理論B帶給我們更多關於世界的資訊。
在這個立場上,Popper提出了ad hoc revision of hypothesis的定義︰
當一個假說因為與實驗結果起衝突而需要修改,如果修改後的假說無法對於世界做出—除了對於那個作為修改原因的實驗結果和跟它同類的現象之外的—任何修改前的假說無法做出的新奇的預測(novel prediction),這個對於假說的修改就是ad hoc的。
以前的歐洲只有白天鵝,所以歐洲人大多都相信
H︰天鵝都是白的。
不過當19世紀黑天鵝在澳洲被發現後,這個假說顯然就錯了。這個時候或許有人會試圖以下面這個假說來代替︰
H'︰天鵝要嘛是白的要嘛是黑的。Popper會說這樣的修正是不該被接受的,因為H'無法對世界的狀況做出多於H的新奇的預測。就如同「明天要嘛下雨要嘛是晴天」的預測內容比「明天是晴天」的預測內容少一樣。
相對的,這個修正
H''︰澳洲的天鵝是黑的,其它地方的天鵝是白的。
就是一個可被接受的修正,因為它可以做出H做不出的新奇預測(如果你在澳洲發現天鵝,它會是黑的)。
17和18世紀時人們大多相信物體會燃燒是因為含有燃素,燃素會在燃燒後離開,導致物體的體積和重量減少。18世紀的科學家Lavoisier反對燃素論。他發現水銀之類的金屬燃燒之後不但沒有變輕反而還有些微的重量增加,於是主張說,當物體燃燒時發生的事情不是某些東西的揮發,而是某些東西的依附。有一些燃素論者針對Lavoisier的挑戰對自己的理論做出修正說,物體的燃燒依然會導致燃素離開,不過因為燃素的重量是負數,所以這些燃素的離開會造成物體本身變重而不是變輕。
在這個例子裡,假說的修正如同下面︰
H1︰燃燒時燃素會揮散,造成物體燃燒之後重量減少。
H1'︰燃燒時燃素會揮散,但燃素具有負重量,所以會造成物體燃燒之後重量增加。
Hung認為這樣的修正,根據Popper的定義,是ad hoc的修正,因為H1'唯一能給出的比H1更多的預測就是「東西燃燒之後會變輕」,但是「東西燃燒之後會變輕」本身就是H1被修改成H1'的原因,所以H1'無法做出H1做不出的新奇預測,所以從H1到H1'的修正是一個ad hoc revision of hypothesis。(Edwin H.-C. Hung, 1996, p.88)
我想Hung基本上是對的。不過值得注意的是,H1'其實是一個很蠢的修正,除了無法給出新奇預測之外,它還根本就是錯的,因為有一些東西燃燒之後會變輕。
而比較有可能為真的修正案應該會是這樣
H1''︰燃燒時燃素會揮散,有些燃素具有正重量有些燃素具有負重量,含有具有正重量的燃素的東西燃燒後會變輕;含有具有負重量的燃素的東西燃燒後會變重。
或是這樣
H1'''︰燃燒時燃素會揮散,金屬中的燃素具有負重量,其它東西中的燃素具有正重量,所以金屬燃稍後會變輕,其它東西燃燒後會變重。
H1''不像H1'一看就知道是錯的,不過(根據Popper)一樣是不該被接受的ad hoc revision of hypothesis,因為它無法做出比H1更多的新奇預測。
而H1'''應該算是目前最像樣的修正了,它不但比H1和H1'更有機會為真*1,而且能夠做出H1做不出的新奇預測(如果某個東西是金屬,那它燒了之後會變重)。
*1︰粗略地說,當我說假說A比假說B更有機會為真,我的意思是,存在有某些事實,這些事實與假說A相容;與假說B不相容。
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