对比式UD论题的合理性分析及其辩护

宋菲菲

(华南理工大学 马克思主义学院， 广东 广州 510640)

对比式UD论题的合理性分析及其辩护

宋菲菲

(华南理工大学 马克思主义学院， 广东 广州 510640)

非充分决定性论题(Underdetermination Thesis， 简称UD论题)是科学哲学研究中的一个重要论题， 它描述的是理论与证据的关系问题。 以往学者对于UD论题的探讨多从强UD论题和弱UD论题出发， 或直接将其与波普尔证伪主义相比较。 凯尔·斯坦福在UnderdeterminationofScientificTheory中， 分析了UD论题的两种基本形式——整体主义UD论题和对比式UD论题， 并在其新归纳的基础上提出了未被察觉的替代理论。 这一新的视角引起了诸多热议。 本文将基于整体主义UD论题和对比式UD论题这两种区分形式， 着重探讨对比式UD论题， 并就其合理性问题及其辩护进行探讨。 关键词: 对比式UD论题； 经验等价性论题； 合理性

假如我家门前有一个篮球场和一个足球场， 常常有男孩子在那里打篮球、 踢足球。 有一天中午回家之后， 我发现自家窗户上的玻璃碎了一块， 还在地上发现了玻璃碎片和没被人领走的足球和篮球。 仔细观察了这一情形之后， 我陷入了困惑：砸碎我家窗户玻璃的到底是篮球还是足球？这些证据不足以让我做出判断， 于是， 我面临了一个非充分决定性的问题。

一、 对比式UD论题的基本内容

(一)UD论题的内涵

“非充分决定性”一词的英文是“underdetermination”， 在《英汉大辞典》中“underdetermination”的解释是“证据不足地说明(理论、 现象)”[1]380。 在汉语中， 它被翻译成非充分决定性、 不完全决定性、 不充分决定性等， 是指经验证据不足以说明理论， 或者经验证据不完全决定理论。 笔者倾向于“非充分决定性”这一译法。

简单来讲， 非充分决定性就是指当下获得的所有经验证据不止支持某一个理论或假说， 因此， 我们不能在经验证据的基础上对两个理论或假说进行判断， 做出选择。 在科学哲学发展史上， UD论题的直接思想来源是19世纪末、 20世纪初彭加勒(J.H.Poincare)的约定主义思想和迪昂(P.Duhem)关于判决性实验不可能的描述。

在《物理学理论的目的与结构》一书中， 迪昂关于判决性实验不可能的论述是从整体主义思想出发的， 他的逻辑论证结构可以简要地概括如下：若与本质相关的一组特定假说为H， 与背景知识或一组辅助性假说相关的初始条件为A， 从假说H和初始条件A可以推出观察结果O。 那么， 如果O没有出现， 被否定的就不是某个孤立的假说Hn或某个辅助性假说An， 而是整个一组特定假说H和整个一组辅助性假说A， 即：

已知{H+A}→O(其中， H代表H1&H2&…&Hn； A代表A1&A2&…&An)

如果﹁O

那么﹁(H+A)= ﹁(H1&H2&…&Hn& A1&A2&…&An)

因此， 观察结果不能为假说的检验提供证据， 即从事实证据既不能推出理论的真， 也不能推出理论的假。

(二)对比式UD论题的内涵

在科学研究活动中， UD论题已经是一个人所共知的事实。 整体主义UD论题和对比式UD论题是UD论题的两种形式， 二者相比较而存在。

20世纪50年代， 著名科学哲学家奎因(W.V.O.Quine)把迪昂所述的整体论思想进行扩展。 他曾明确指出， 当假说H与观察结果O不一致时， 可能是H和A中所包含的任意一个成分， 或者是推出O的原理的任何一部分发生错误， 只要对错误进行修正或否定， 就可以使H与O保持一致。 科学哲学家们通常把这种整体论的推理方法称为“迪昂-奎因”论题(Duhem-Quine Thesis)， 也可称之为一种整体主义的UD论题。 其核心论点是， 单凭经验证据和观察证据本身不能否定任何一个理论或者检验任何一个科学假说， 它只能检验整个科学假说体系。 面对实验的判决， 理论作为一个整体系统接受检验， 而不是以单一的科学假说受到评判。 我们不能通过证明整个科学假说体系的假， 推断出这一体系中任一组成要素的假。

通常人们认为对比式UD论题的核心是经验等价性问题， 主要有两种形式。 一种是对于任何理论T1和任何观察性证据E， 总存在着另外一种理论T2：T2与T1在经验上对等， 但在逻辑上不相容。 另一种是对于某种理论T1及其证据E而言， 可能存在着另外一种竞争性理论T2与迄今为止我们累积的相关T1的有效证据E相一致， 我们没有理由相信T1是真的， 而不相信T2。[2]对比式UD论题怀疑证据的可靠性， 即那些确证已知的、 反对替代者的假说的证据。 如果说整体主义UD论题是从一种特殊的理论或一些信念出发， 那么， 对比式的UD论题则是开始于一个给定的证据， 他们认为， 或许不止一个理论可以被那些真正的证据很好地支持。 在奎因看来， 我们仅仅为了回应那些与经验证据不符的理论而修改信念之网。 在回应任何作为证据的特定研究结果时， 有许多种可能的、 可以获得的信念的修正， 即事实上， 有很多不同的“原理”， 它们同样可以通过任何给定的数据得到很好的确证。 迪昂也指出， 在一个失败的经验预测中， 即使我们假定我们正好知道哪一个假说是有问题的， 这也不能帮助我们搞清楚是否有其他可获得的假说同样可以被我们所拥有的数据确证。

二、 对比式UD论题的合理性及其问题

(一)经验等价性问题

一直以来， 经验等价性论题(Empirically Equivalent Theories)是对比式UD论题公认的辩护路径之一。 经验等价性论题所表达的事实是：经验证据E对于理论T1和T2是相同的(T1→E， T2→E)， 即T1和T2是两个经验上等价而逻辑不同的理论， 所以， 我们无法根据经验证据E在T1和T2之间做出选择。 面对相同的经验证据， 理论的选择根本上是非充分决定的。 奎因在其著作《从逻辑的观点看》中讨论了“理论的经验内容与经验等价性”， 范·弗拉森(Bas van Fraassen)在《科学的形象》一书中， 创造了经验适当性的概念， 并进一步做了“经验等价性论题的讨论”。 以上二者可以看作经验等价性论题的理论来源。

奎因对经验等价性论题的分析始于“观察句”这一概念。 在奎因那里， 观察句与理论表述分不开， 它们共有某些词项。 他认为， 在观察句中出现的词项会重现于理论表述中， 所以， 观察句是有理论负荷的。 一个句子成为观察句时， 其中便有了与理论表述共有的词项。 另外， 奎因还进一步指出观察断言句， 其一般形式为“无论何时a， 都b”。 有了观察断言句的概念之后， 奎因这样表述：“我们可以说， 一组理论表述所蕴含的那些观察断言句构成了它的经验内容， 因为只有观察断言句才把理论连接起来。 如果两个理论表述蕴涵着全部相同的观察断言句， 则它们是经验等价的。”接着， 他还指出： “一理论表述只是蕴涵着它的观察条件句， 而不互相蕴涵。 它们可以是经验等价而不是逻辑等价的。”[3]28

范·弗拉森关于经验等价性的分析与其建构性的经验主义相联系。 在他看来， 甚至可以说， 我们最好的科学理论也可能有经验等价性问题， 即可替代性的理论， 它们做出了相同的经验预测， 因此不可能是更好或更坏地被可能的证据支持。 牛顿的宇宙论与其运动定律和万有引力定律是个典型的例子。 正如牛顿自己所意识到的那样， 不管我们假定整个宇宙是静止的还是按指定的方向以恒常的速度运动， 理论所做出的正是相同的预测。 从我们的立场来看， 通过把宇宙作为一个整体， 我们不能测出恒常的绝对运动。 因此， 范·弗拉森认为我们面对的是经验等价性的理论， 它们都做出相同的经验预测， 所以没有证据使我们在它们之间做出决定。 他坚持认为， 科学的目标不是发现真的理论， 而是发现经验证据充足的理论。

劳丹(Larry Laudan)和莱普林(Jarrett Leplin)则认为， 几乎不能保证， 任何两个在一定时期内被判断为经验等价性论题的理论将会像我们知识的前进状态那样一直保持下去。 他们表示， 尽管有经验等价性论题与每个理论竞争的设想比较流行， 但结合几个常见的、 不会引起争论的认识论命题就足以打败它。 因为可观察事物的界限随着我们发展新的实验方法和实验工具而变化， 辅助性假说也总是需要从一个理论中推论出经验的结果， 而且最终它们自己也要更改。 虽然他们承认我们有充分的理由认为特定的理论有经验等价性论题与其竞争， 但这必须建立在具体分析的基础上而不是综合的争论或假想上， 经验等价性命题是否普遍存在是值得质疑的。 他们进一步指出， 即使普遍存在的经验等价性论题被承认， 也不会建立非充分决定性论题的意义。 若假说H1和H2是两个经验上等值而具有不同概念的理论假说， 那么一定存在一个理论T， 使得H1(而不是H2)蕴涵这个更一般性的理论。 假设经验证据E支持理论T， 那么H1就可以得到E的间接论证(虽然H1并不蕴涵E)； 并且由于H2不蕴涵理论T， 所以， 证据E不会影响对H2的信任。 故而， 类似于H1和H2这样两个经验上等值的假说， 其中之一可以通过与一个更一般的理论联系获得经验证据的支持。 因此， 即使假说H2能够预测假说H1的经验结果， 我们还是可以从中做出选择。 这样， 即使经验等价性论题存在， 也并不能说明经验证据对理论选择的非充分决定性， 对比式UD论题的合理性受到挑战。

(二)归纳的辩护路径

面对劳丹等人的反驳， 对比式UD论题的归纳的辩护路径主要从两方面展开：一方面， 通过科学史的研究， 我们可以发现存在大量非充分决定性的例子， 支持某一个理论的经验随着科学的进步往往也能为之后的理论提供同样的证据； 另一方面， 当下我们最成功的理论也可能有经验等价性论题与其竞争， 即使它的竞争者可能还未被察觉到。

凯尔·斯坦福(P. Kyle Stanford)在“Refusing the Devil’s Baragain: What Kind of Underdetermination Should We Take Seriously？”中指出：有人试图通过归纳科学史中的案例来证明在科学史上的某一个时期， 存在两种相互竞争的理论， 都能够从逻辑上推导出当时的所有经验证据。 比如， 16世纪， 哥白尼的日心说和托勒密的地心说体系， 两种学说都从一定程度上解释了天体运行规律， 在科学革命时期都得到了非常广泛的认可， 二者也确实解决了许多理论和实践中的问题， 在一定时期内都被称为正确的理论； 20世纪初， 狭义相对论和洛伦兹的理论， 都对光波和以太问题做了自己的解释， 并形成了自己的理论体系， 两个理论都可以在实验或观察中找到自己的依据， 甚至爱因斯坦还借鉴了洛伦兹理论中的洛伦兹变换， 丰富了狭义相对论； 20世纪的量子力学中， 玻姆的隐形变量理论与标准的冯诺依曼-狄拉克表述都对量子物理学产生过巨大的影响， 他们也都可以自圆其说地建立自己的理论， 不过， 至今我们依然不能完全证实或者取舍两个理论中的任何一个， 因此它们仍然是两个等价的竞争理论。[4]

仔细分析可以发现， 以上的案例大多出自物理学， 而经验等价性是指整个科学领域的理论选择的困境。 显然， 试图用某一个学科中的例子来证明整个科学体系中经验等价性的情况是没有充足根据的， 也注定是站不住脚的。 所以， 凯尔·斯坦福在传统悲观归纳的基础上， 提出了自己的新归纳以及未被察觉的替代理论， 以此进行对比式UD论题的另一种可能的辩护。

三、 对比式UD论题的可能辩护

(一)凯尔·斯坦福的新归纳

斯坦福在悲观归纳的基础上提出他的新归纳， 基于此来论证其未被察觉的替代理论。 所谓的悲观归纳， 即悲观元归纳， 着眼于科学理论本身的真与成功， 它是指科学史上过去成功的理论因其被证伪遭到抛弃， 当今最好的科学理论也不免会有此命运。 彭加勒指出：“科学理论短暂的繁荣时期结束了， 人们看到理论一个接着一个被抛弃， 看到废墟上叠着废墟， 人们预言今天流行的理论将在短时间内也步入这条轨迹， 并得到结论说我们绝对是处于徒劳的无用功之中。 这就是所谓的科学的破产。”[5]160

斯坦福的新归纳揭示的是更一般层面上人类认知能力的有限性， 主要针对科学家。 基于科学史这一历史的角度， 斯坦福指出， 我们可以设想唯一一种或一些得到现有证据良好认证的理论， 尽管接下来的研究会常规地进一步揭示出一些具有根本差异的替代理论， 但这些替代理论也得到那些证据的良好认证。 也就是说， 支持早前某些理论的证据在未来同样可能变成其他替代理论的证据， 而那些替代理论在当下是未被察觉到的。 从科学研究的历史中可以归纳出：面对自然现象， 任何时候都会有许多另外的理论可以解释和说明这一现象和问题， 甚至它们和被当下公认的证据一样有效， 只是在当时没有被科学家察觉到而已。

总之， 与悲观归纳所侧重的科学史上一度被认为成功的理论因证伪而被后来的理论代替不同， 新归纳则从科学发展的历史角度出发， 强调科学家设想替代理论的能力有限， 在实际上突出了人类认知的不可穷尽性， 也是人类认知的一种困境， 应当引起人们的注意。

(二)未被察觉的替代理论

新归纳与未被察觉的替代理论可以认为是斯坦福的一种创新， 二者是紧密相关的。

在斯坦福看来， 对于一个有意义的对比式UD论题而言， 经验等价性理论是不必要的。 我们确证科学理论的努力并不受斯克拉所说的“反复出现的瞬态的不完全决定性”威胁， 这种非充分决定性理论不是经验等价性论题， 而是同样被我们手头所有的证据很好确证的理论。 在物理学的发展进程中， 从亚里士多德到笛卡儿， 再到牛顿和当代的理论， 证据可获得的每个更早的理论为每个后来的替代理论提供了引人注目的支撑(在当时是未被察觉到的)， 那些更早的理论最终被后面的理论所替代。 他还进一步强调： “我想说的是， 由非充分决定性问题带来的任何真正威胁， 并非来自哲学上为了完美地模仿我们自己理论的预言力和解释成就而寄生地构建起来的有创见的那种替代理论， 而是来自从一开始我们就没试图设想的平常科学领域中的那些普通的替代理论。 我把这个烦恼称为未被察觉的替代理论问题， 虽然比之于经验等价性命题的搜寻或者传统的悲观归纳来说， 历史上它受到的注意不多， 我认为它最终值得更多的注意。”[6]斯坦福的未被察觉的替代理论的焦点是公认的正确的科学理论之外的替代理论， 我们应当严肃对待它们， 将其看作我们当下最好的理论的竞争者。 如果这些理论为我们所理解并与我们最好的理论相区分， 却被排除在竞争者之外， 那么， 仅仅是因为我们根本没有察觉到或者没有考虑到它们。 在人类科学研究的实际历史中， 几乎在所有的科学领域都大量存在这样的案例， 人类始终处于这种反复出现的、 非充分决定的困境中。

四、 结语

UD论题自提出以来， 就引起了科学哲学家们的关注与讨论。 对比式UD论题实则是一种较弱意义上的UD论题， 其中的经验等价性论题是学者们讨论的一个焦点。 不可否认， 经验等价性论题受到诸多挑战。 正如劳丹和莱普林对于对比式UD论题的反驳那样， 由于观察事物的界限不断变化， 辅助性假说也会改变， 这便不能保证两个理论总是经验上等价的， 可以说经验等价性论题是相对存在的， 而不是绝对的。 另外， 经验等价性论题更多的只是一种理论上的设想， 因为在实践中要找到与一个理论完全在经验上等价的另一个理论的可能性比较低。 斯坦福所提出的新归纳和未被察觉的替代理论确实是为对比式UD论题辩护的新路径， 未被察觉到的替代理论这一独特的看法实则揭示了人类认知世界的本性， 人类认识自然界的能力是有限的， 若要完全真正认识世界本身， 无疑有点奢望。 其理论或许还可以从康德所谈到的物自体与现象界的关系中找到一些哲学基础。

无论是对比式UD论题还是整体主义UD论题， 它们都在一定程度上可以激励科学家进行更严谨的科学实验和科学活动， 同时， 它不应当仅仅是一种哲学上的思考， 如果要得到更有力的辩护， 必须在科学实践活动中找到确切的根据。

(博士生导师肖峰教授推荐语：非充分决定性论题是科学哲学领域一个重要的问题， 论文尝试在斯坦福对UD论题划分的基础上深入分析对比式UD论题。 这对于深入挖掘UD论题的内涵， 为科学合理性辩护是有益的推进。 论文行文规范， 框架合理， 论证充分。 )

[1] 陆谷孙.英汉大词典[M].上海：上海译文出版社， 1996.

[2] 王善波.经验对等性能否作为不充分决定性的基本论据[J].自然辩证法研究， 2015(7)：3.

[3] 蒯因.从逻辑的观点看[M].陈启伟，等，译.北京：中国人民大学出版社， 2007.

[4] STANFORD K.Refusing the Devil’s Baragain:What Kind of Underdetermination Should We Take Seriously？[J].Philosophy of Science， 2001(68)：1-12.

[5] 彭加勒.科学与假设[M].李醒民，译.北京：商务印书馆， 2006.

[6] STANFORD K.Underdetermination of Scientific Theory[J].Stanford Encyclopedia of Philosophy,2013(9)：22.

[责任编辑 尚东涛]

Rationality Analysis and Comparison of the Contrastive Underdetermination Thesis

SONG Fei-fei

(CollegeofMarxism,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)

Underdetermination Thesis is an important topic in the study of philosophy of science, and it describes the problem of the relationship between the theory and evidence. Previous scholars usually from strong UD and weak UD set out to discusse UD thesis, or directly compared it with popper's falsificationism doctrine. In Underdetermination of Scientific Theory, P. Kyle Stanford analyzed the two basic forms of UD thesis: holist underdetermination and contrastive underdetermination. And on the basis of a new induction he proposed unconceived alternative theory. This new perspective has caused a lot of buzz. This article is based on the holist underdetermination and contrastive underdetermination two kinds of forms, and contrastive underdetermination will be emphatically discussed. And this article discusses the rationality of contrastive underdetermination and its defense.

contrastive UD; empirically equivalent theories; rationality

2017-02-20

宋菲菲(1991—)， 女， 山西晋城人， 华南理工大学硕士研究生， 主要研究方向：科学技术哲学。

N031

A

1009-4970(2017)06-0013-04