科学实在论和反实在论之争是一个经久不衰的话题。通常认为,双方争论的焦点在于科学理论是否是真的,或者近似真的,但这一粗略的概括已经不适用于近年来兴起的新一轮交锋,因为双方的注意力已经转向了如何看待历史上和当前成功理论中的关键结构或特征,以及科学史中的理论继承和更替现象。

一、悲观归纳对科学实在论的反驳

普特南、斯马特、牛顿-史密斯、波义德等实在论者为科学理论的真理性进行辩护的经典方式是运用最佳说明的推理,指出相较于种种反实在论观点,科学理论是真的,或者近似真的才是对理论能在经验上获得巨大成功的唯一令人满意的解释。普特南和波义德阐述的非奇迹论证(,即“对实在论的肯定性论证是唯一不使科学的成功归结为奇迹的哲学”[1]甚至被称为科学实在论的“终极论证”[2]。然而对科学实在论最有力的挑战来自于库恩(ThomasKuhn)、劳丹、斯坦福等反实在论学者对一系列错误理论案例的明示,以及对多个学科领域中理论替代历史的总结。

反实在论的历史主义策略最早可以追溯到庞加莱提到的“科学的破产”观点,其认为过去的科学理论虽然获得了令人印象深刻的成功,但因包含了根本性的错误,在短暂的兴盛之后相继被科学家抛弃,理论只不过是“废墟堆积在废墟之上”[3]。因此科学理论不是近似真的,当前最佳的理论只是其自身演化的最新版本,当前风靡科学界的理论也无法避免最终被推翻的命运。但对理论更替的简单枚举归纳没有指出理论失败的具体原因,难以应对非奇迹论证。劳丹运用历史主义策略提出了悲观归纳,他并不直接从过去理论一再失败推论出当前理论同样的命运,而是采用抢占历史先机的策略[4]直指科学实在论的科学成功模式及其案例研究是与历史相违背的,提出科学史恰恰有力地反驳了非奇迹论证的核心论点。

非奇迹论证将科学理论中指称词项的实在性视为理论自身真理性的关键指标,认为如果成熟科学理论中的理论词项确有所指,那么理论会取得经验成功。因此我们应当把得到经验证据确证的成功理论视为近似真的,认为其指称的理论实体是存在的,否则这种成功将会成为一种奇迹。但劳丹指出,科学史表明,大多数在解释和预测现象上非常成功的理论在指称和论述方面都是完全错误的,例如燃素、热质等早已被证明是不存在的实体,四体液学说和大洪水灾变等也被认为是完全错误的理论。从连续性的角度来看,非奇迹论证认为,如果先前理论是近似真的,现有理论保留了先前理论中确有所指的理论词项,并且用更好的论述替代了先前的部分论述,甚至将其保留为某些近似情况下的特例,那么“科学变化产生的理论序列向着一个完全正确的理论的汇聚,说明了在观察层次上的不断增加的科学成功”[5]。而悲观归纳指出,大多数过去的理论均在指称和理论描述方面与当前最佳的、且同样获得经验成功理论不一致。除上述提到的案例外,在劳丹的条目中,地心说、静电流体论、循环惯性论,光学和电磁学中的以太理论等物理理论,生命力、拉马克的自然发生说等生物理论等都被“扔进了历史的垃圾堆”[6]。非奇迹论证认为,如果理论不是近似真的,那么科学迄今为止的成功只能是偶然或者巧合[7]。但悲观归纳指出众多科学史案例均表明,建立在错误假设和论述基础上的理论也一度被认为是成功的,该矛盾意味着非奇迹论证无法通过其设定的标志确立理论真理性与科学成功之间的因果联系,无法对科学的成功给出令人信服的解释、说明。

二、实在论局部化策略的自我削弱

为了反驳历史主义策略,当代实在论者不得不承认过去成功理论中的某些重要部分是错误的,但实际上科学实在论也“从未宣称当代即使是最成功的科学理论中的每一个细节,或其做出的每一个论断都是真的”[8],因此沃勒尔、基切尔、希洛斯、哈丁、罗森博格、赖普林和查克诺瓦提等学者选择了收缩策略,只放弃了对理论真理性的“全局性诉求”[9]和乐观认知态度,转而更加深入地研究科学史,从理论细节中重新挑选近似真,且具有连续性的局部形式或者结构,以期通过局部化策略和选择性地解读来为科学实在论辩护。

劳丹指出菲涅尔的光的波动论曾是成功的理论,但其中的核心词项“以太”并没有所指。而实在论者认为劳丹夸大了理论词项有所指的前后变化。哈丁和罗森博格挽救指称实在性的方案是将失败的指称与精确且具因果性的解释相分离。希洛斯也只认为那些解释了指称词项与可观察现象之间因果联系的核心描述语句才是理论成功的关键性要素。他们都相信,以太仍然在波动论和电磁理论中有一席之地,因为菲涅尔和麦克斯韦精确的理论描述建立起了理论与光的传播现象之间的因果性解释,而“以太”一词始终指称的是电磁场。

然而,另一些实在论者承认以太指称的失败,他们选择从不同角度论证过去理论至少论述了关于自然的“局部真理(partialtruth)”[10]。沃勒尔承认麦克斯韦的电磁论是对波动论的替代,但他否认科学革命中存在根本的不连续性,也反对寻找以太指称连续性的思路,而是指出麦克斯韦也采用了菲涅尔方程组,并将光、光源和衍射等置于同一组方程中,这表明了理论数学结构的连续性和累积性发展。沃勒尔的结构实在论(structuralrealism)认为,历史主义策略指出的前后理论之间的非累积性只适用于理论内容,真正具有近似真传递性的是理论深层次的“形式或者结构”[11]。如果科学家保留了数学表达的理论结构,又发展了理论内容,使后继理论可以在蕴含现有理论已解释的观察现象的基础上做出具有普遍性的新奇预测,那么我们有理由相信当前理论是真的,过去的科学理论也是近似真的。

基切尔通过选择性确证策略[12]为实在论辩护。他指出,以太介质的设定与波动论在经验上的成功无关,但菲涅尔解释衍射、干涉现象所用的数学、光学理论部分被经验确证并被后继科学家保留,而“无意义的(idle)”[13]以太预设被完全抛弃了。在理论变迁中只有成熟理论中的某些理论部分得以幸存,这些近似真的部分才是理论在经验上获得成功的原因。通过对科学史的回顾性(retrospective)判断,我们可以区分过去理论语词中有用的(working)理论设定和无意义的指称词项。赖普林和希洛斯也赞同实在论者不需要预设任何具体标准就可以判断理论哪些方面是局部真理,因为“科学家自己一直可以判断当时已有理论不同的部分、方面或者特征得到经验证据确证的不同程度”[14],既然科学史表明科学家的判断通常是可靠的,那么我们可以信赖他们提出的理论。

然而,斯坦福指出,当代科学实在论对悲观归纳的反驳只能算是一场惨胜,局部化策略无法驳倒反实在论基于科学史的挑战。首先,实在论者将理论指称部分的实在性和理论描述方面的精确性相分离的局部化策略,只会导致其彻底违背实在论的基本信念。面对劳丹的一系列案例,如果希洛斯选择相信过去理论中的核心词项是有所指的,那么他所要付出的代价是,要么不相信当前成功理论中对设定物的描述,要么无法相信任何理论描述与指称词项之间的因果联系,“而两者都是实在论者希望说服我们相信的”[15],如此代价恐怕是实在论者无法接受的。

从科学史研究的角度来看,局部化策略恰恰是得不偿失的努力,斯坦福指出,实在论者只见树木不见森林的做法只会不断稀释真理,结果却给反实在论者提供了更多用以反驳的历史案例,例如菲涅尔、麦克斯韦其实确信以太的存在,拉瓦锡笃信并详细论述了热质的特征等。斯坦福强调,基切尔、希洛斯等人的辩护反而表明,即使当时最伟大的科学家也在判断哪些理论描述部分在解释现象方面具有因果作用方面犯下重大错误,这些论据只会使我们丧失对科学家选出局部真理的能力的信心,以至认为当前的科学家恐怕也无法从现有,即使是最佳的理论中挑选出真正解释了实体与现象之间因果作用的描述。

更重要的是,结构实在论和选择性确证策略无法提供“适用于预测的”[16]局部真理标准,即这样的区分有用、无用部分的标准不能既解释过去理论的发展,又可被用于预测当前理论中哪些近似真的部分会被继承,哪些无用的部分会被淘汰。斯坦福指出,基切尔对过去一系列理论进行整体性回顾的方法完全是马后炮式的解读,而希洛斯只让我们相信科学家自己并不可靠的区分能力,结构实在论提出的数学结构也是不符合科学史的模糊的直觉标准,历史上科学家并不清楚自己提出的公式和数学关系是否准确描述了自然,例如高尔顿的遗传定律就被孟德尔的分离和独立分配规律否定。

总之,在反实在论者看来,实在论的局部化策略只是给予我们一个新的视角来考察科学史,而我们却从中得到了反实在论的结论,这表明该路径构成了科学实在论的自我削弱(self-undermining)或自我挫败。因此,当代实在论和反实在论之争并非陷入“绝境”[17]或僵局,反实在论的历史主义策略依然是对科学实在论最严峻的挑战。

三、均变论的历史明示策略

斯坦福提出了比悲观归纳更强有力的基于历史主义策略的反实在论。他认为,我们需要一个比“反实在论”更加精确的概念来指称我们对科学研究、科学理论和科学史的态度,因为反实在论一词似乎只是用来反对科学实在论主张的哲学理论,也容易被误解为是全然拒斥科学的观点。斯坦福借用了地质学中的概念,把他的观点称为“均变论(uniformitarianism)”[18]。在地质学中,居维叶的灾变论指出,地球曾经发生过“大洪水”、物种灭绝等多次巨变,但未来只会发生局部、微小的调整。但莱伊尔提出的均变论认为,洪水、火山、地震等变化是自然力量累积而成的,从古至今持续发生。哲学家们在科学观上的争论与之类似。“灾变论”则认为,重大理论变革只在近现代科学革命阶段才出现,当前和未来并不会出现主要理论被抛弃的巨变,成熟和成功的理论只会在小范围被修正并趋于完善。而均变论认为,科学革命和理论替代尽管是很大的变化,但它们在科学史中反复出现,因而不是偶然和无规律的突变,未来的科学共同体最终会将现有的基础理论视为错误的理论,认为先前的科学家完全误解了自然界不可见领域中存在的实体及其运动规律。当代被科学普遍接受的科学理论的命运也会如那些卓越的先驱一样,被科学共同体抛弃,被新的异质理论取代。

通过“历史明示策略”[19],斯坦福认为科学史支持均变论而非灾变论。在劳丹条目的基础上,斯坦福详细例举了多个学科中的基础理论从古希腊到现代的变革历史:

1.力学:亚里士多德物理学——笛卡尔物理学——牛顿力学——当代力学;2.电磁学:电和磁的流射理论——电磁以太理论——当代电磁学;3.热力学:热质理论——当代的热力学;4.光学:18世纪的微粒论——19世纪的波动论——当代量子力学;5.化学:早期微粒化学——燃素理论——拉瓦锡的氧气学说——道尔顿的原子论——当代物理化学;6.胚胎学:多种版本的预成论——外成理论;7.遗传学:希波克拉底的泛生论——达尔文遗传的泛生论——魏斯曼的种质说——孟德尔遗传理论——当代的分子遗传学;8.进化论:居维叶的静态物种论、拉马克的自然发生论——达尔文的进化理论;9.疾病成因论:体液不平衡——瘴气传染——当代医学[20]。

历史明示策略呈现出的图景是当前科学家依据现有范式,认为先前哪怕是非常成功的理论的核心主张也是错误的。科学史中多个理论均兼而有之的错误包括:核心设定物不存在,例如不存在燃素;对理论实体属性的描述是错误的,例如微粒具有波粒二象性;产生可观察现象的因果解释机制被取代,例如引力是时空弯曲效应而不是重力;以及理论主张或论述完全错误,例如外部环境也会影响遗传物质。斯坦福强调,历史明示策略不是对均变论进行阐释,而是通过丰富的科学史案例支持其主张,不仅从历史的角度论证其合理性,还通过对史料的详尽分析,充实我们对什么是关于不可见领域的理论的重大转变的理解,加强我们对前后理论之间根本性区别的认识,最终使我们能够基于史实把握均变论的核心观点,而不需要依赖使用“真”、“近似真”或者“逼真”等模糊和容易引起误解的哲学语词。更重要的是,通过展示出过去基础理论中的核心设定和主张是如何在随后的研究中被科学家拒斥、抛弃或者修正的,历史明示策略有助于我们进一步判断哪些当代的科学理论是基础理论,它们是如何提出并得到证据支持的。尽管采用局部化策略的实在论者也列举和分析了支持其观点的科学史案例,但更详尽的历史研究表明,成功的理论中没有特定的理论元素或者结构可以被后继公认理论完整继承。科学史展现出的恰恰是前后理论之间的间断性,前后科学共同体对理论认可程度的异质性,以及后继理论的不可预测性,而这些都支持了均变论的观点。

与悲观归纳不同,历史明示策略并不只是通过事实胜于雄辩来反驳实在论。斯坦福认为,我们无法相信当前最佳基础理论的真理性的原因在于,我们提出和选择理论时采用了排除推理机制。我通常首先提出和检验候选假说,然后从中挑选出得到证据最佳支持的假说,并视其为可接受的理论。但是排除推理只在该认知条件下才具有可靠性,即在用排除法筛选出获胜理论之前,我们要拥有所有可供选择的理论(alternatives)。而排除推理的运用困境,使得我们往往忽视了得到良好确证,并且会被未来科学共同体接受的可选理论的可能性[21]。斯坦福认为,在构想关于不可见自然领域中的实体的构成,以及潜在因果机制等的基础科学理论时,上述排除推理的适用性认知条件无法得到满足。而科学研究的历史记录给出了一种恒常的理论演替模式(theoreticalsuccessionpattern),即科学共同体因给定证据的确证而接受的基础理论,结果却最终被可选理论取而代之,这样的可选理论同样可以得到先前证据的良好确证,但科学共同体接受先前理论的时候并没有将其构想出来[19]212。理论演替模式指出,基础理论研究的历史并非实在论认为的理论在继承中微调,不断逼近真理的历史,而是科学家的构想之外,可以得到已有证据同等确证的全新理论一再颠覆先前理论的历史。

在历史明示策略的支持下,均变论认为,科学在经验上取得巨大成功的原因就在于,最佳的理论是指导我们解释、预测和实践的富有成效的认知工具,是我们探究自然中不可见领域的“推论票证(inferencetickets)”[18]874。尽管科学实在论也承认,当前最佳的科学理论是做出精确解释、预测的有效概念装置,这正是均变论所期望的,但实在论者更期望理论对不可见领域中的实体、结构等特定方面的设定或描述是近似真的,更会使未来成功的理论成为近似真的认识工具。而历史明示策略表明,科学共同体从未对这些部分做出过准确的判别,实在论者的局部性主张只会塌陷为一种模糊的观点。因此,与其说均变论被迫把不近似真的理论在经验上的成功看作是一种奇迹,不如说实在论者被迫把包含重大错误的过去理论在经验和实践上曾经获得成功看作是一种奇迹。均变论强调,我们不认为理论是近似真的,也不认为其在某些特定方面是近似真的,这并不妨碍科学理论曾经、正在以及将会指导我们有效地完成对现象的解释、预测以及实践,因为基础科学理论是强有力的认知工具。

历史明示策略构成了对科学实在论迄今为止最严峻的挑战。与以往的反实在论探究路径不同,历史明示策略的优点在于,它并不单单抛出科学史不支持科学实在论这一观点,而是通过剖析过去理论中哪些设定、描述或结构是错误的,探究前后理论之间具体的差异之处,给出真理性无法划归为某一特定部分的理由,通过总结出基础理论持续巨变的历史规律,进一步了支持均变论的观点,即这样的变化在当前和未来的科学研究中仍会发生。与斯坦福曾提出的对科学史的新归纳[22]不同,历史明示策略指出了理论一再倾覆的历史,而前者重点关注科学家构想潜在可选理论能力一贯不足的历史。但两者都通过对科学史的枚举归纳,为反实在论以及进一步的工具论主张提供了坚实的基础。

四、进步性、合理性与真理性之间的协调

历史明示策略指出科学史表现出理论巨变的古今一致性,从而支持了后继理论在解释、预测和干涉可观察现象上一再超越先前理论的均变论进步观。但需要指出的是,斯坦福借用地质学的“均变论”、“灾变论”概念有待商榷,一方面,历史图景容易被误认为更支持灾变论概念在地质学上的含义。历史明示策略展现出的科学发展中理论一再被推翻、替代的反实在论历史观,很可能会被误读为与灾变论描述的地质发展史一致,即地质多次巨变是理论反复变革的隐喻,而莱伊尔的均变论中累积的地质变化的论述,也容易被误解为与科学实在论的观点更接近。另一方面,科学实在论内部在哪些理论部分是近似真的,以及理论成熟阶段的历史断代问题上陷入争议,因此灾变论概念未免以偏概全。诚然,将地质均变论认为是渐变论,将地理灾变论视为生命再造论是完全错误的解读,但斯坦福仍然为了统一理论的合理性与进步性,摒弃实在论的真理观,选用了如此具有歧义性的表述方式。

历史主义策略的研究表明,科学史不支持实在论及其灾变论,其不均一的理论进步观,以及其真理观都不符合科学史。实在论将理论的发展区分为不成熟阶段和成熟阶段,或者前范式和常规科学阶段,两个阶段之间发生理论巨变,随后只有累积的缓步发展。而劳丹和斯坦福通过历史主义策略指出,理论革命性的进步并不止于范式的建立,科学史中找不到一个所谓成熟稳定的时期,对理论设定物和描述的挑战无时不在,实在论的二分法是错误的。劳丹的解题主义和斯坦福的均变论意在指出科学史支持一以贯之的进步性和合理性标准,即通过进步性来定义科学共同体信念的合理性:在劳丹看来,理论解题效力的进步就是合理的,在斯坦福的视域下,凡是能够更好地解释、预测和干涉经验现象的全新理论就是进步的,而选择上述理论就是合理的。然而也正是历史主义研究策略,使得劳丹和斯坦福等反实在论者对进步性与合理性阐述都过分重视涉及理论与现象的经验问题,忽视了蒯因、库恩等曾阐述的多种合理性标准及其在理论进步性中的意义,因而是单薄,甚至狭隘的。在进步、合理性与真理的关系问题上,笔者更赞成协调论。协调论是国内学者马雷教授提出的科学哲学理论。它用“协调”概念把科学进步、合理性与真理统一起来,把规范与描述统一起来,把科学发现和科学评价统一起来,通过对科学指标体系的阐释强调理论比较评价的可行性,通过对理论的详细划分消除传统分析的歧义性,并论证合法认知态度是接受综合协调力较强的理论,追求综合协调力较弱,但局部协调力较强的理论。协调论摒弃传统模式,尝试在更高层次上统一合理性、进步性与真理性。协调论认为,理论的合理性在于其协调性,科学的进步在于理论协调力的增强,理论的真理性就在于其较强的协调力[23]。而评估理论的协调力必须从经验、概念和背景三方面的多个指标进行综合性的比较评价。在协调论视域下,反实在论的合理性标准局限于经验的新奇性、一致性、明晰性等方面,以及理论转化为实验、技术实践的背景合理性,忽视了经验上的和谐性、统一性等指标和心理、行为等背景因素指标,更完全忽视了概念贯通性、多样性、新奇性等理论概念合理性。

斯坦福和劳丹一样反对实在论的真理观,认为无论哪一种理论设定、结构或者部分都无法成为真理的负载者,实在论的无论是本体论,还是认识论意义上的近似真都遇到了不符合科学史的困境。但为了避免被认为是反科学的主张,也避免被划归为激进的反实在论,例如经验建构论,斯坦福主张均变论不应该像以往的工具论者那样反对所有理论的真理性,也应该承认科学理论在经验和实践上的成功与其对不可见领域中的实体或结构的设定、描述之间“必定系统性得以某种方式与真理相关”[19]222,只不过历史明示策略指出前后理论之间的巨大差异,使得不同理论与其经验成功之间的关系也是完全不同的,科学家无法指出当前某个理论中的这种联系在未来的适用性。这种既抛弃实在论的真理观,又试图融合真理内容的模式也与劳丹“在这个模式中,绝没有排除众所周知的科学理论是真的可能性”[24]的矛盾观点类似。协调论指出,选择理论与评价理论是不可分离的,运用多个指标对理论进行综合评价必定渗透于理论选择过程中。不预设真理观,科学家就无法通过评价理论内容与经验的联系程度来构想,进而选择理论。协调论真理观认为,科学的发展应该追求符合论真理、实用论真理和融合论真理的统一,科学史表明科学家总是以综合协调力为评价指标,建立和选择更合理的、更进步的理论,这意味着协调力越强的理论也是越进步,越具有真理性的理论。

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基金:江苏省教育厅高校哲学社会科学研究基金项目“科学实在论的局部连续性策略研究”(2018SJA0823);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目“科学哲学中的潜在理论问题研究”(JUSRP11872).