世界觀:現代年輕人必懂的科學哲學和科學史(上)

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世界觀:現代年輕人必懂的科學哲學和科學史Worldviews:An Introduction to the History and Philosophy of Science

第一部份:科學史和科學哲學的基本問題

Richard DeWitt  2015 夏日出版

分類:論說--理論 

★★★★★★★★★★

 

重要字句:

科學哲學:一門反思科學的本質和價值,認知科學的限制,以及思考科學發展和人類關係的一門學科。困難在於當中牽涉許多哲學概念。

世界觀:是一個緊密交織的信念體系,有如拼圖一般互相連結,所有的信念彼此相合形成一個連貫一致的體系。

 

摘要:


世界觀 worldviews

在現代被證明是錯誤的古代世界觀,並非幼稚或雜亂無章,而是以當時所具有的資料而言十分正當的信念所構成。

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世界觀中的核心信念(例如亞里士多德世界觀中,地球是靜止且位於宇宙中心的信念),如果被換掉則所有相連結的信念都要被大幅改變,最終使整理信念體系都將徹底被置換。 

我們的信念有直接證據的其實少的驚人,例如「地球繞著太陽轉」這個信念,我們會相信並不是有直接的證據,而是因為這些信念吻合我們的世界觀,例如相信「地球繞著太陽轉」是因為它符合「專家的知識是正確的」或是「老師多半告訴我們真相」的信念。

此外我們都認為牛頓世界觀有如常識,但事實上這些信念並不是我們從普通知覺經驗中得到的,像「動者恆動」並非我們的日常經驗,只是因為我們從小都接受牛頓世界觀。所以在某個世界觀中被認為像是「常識」般正確的基礎知識,不代表這個信念就是永遠正確的。從量子力學目前的發展來看,也許我們的後代看待我們的世界觀,就如同我們在看亞里斯多德的世界觀。

 

「我們相信什麼,主要是看我們的信念能否吻合我們的世界觀。」


真理 truth

「什麼是真理?」是說:是什麼讓正確(或錯誤)的陳述或信念成為正確(或錯誤)。

 

真理符應論:正確信念之所以正確,在於該信念符合並能對應真實。「真實」是一個完全客觀、獨立於我們之外存在的事實。

真理符應論的問題:外在世界的一切都是我們感官提供的「再現」,人無法跳脫自己的意識經驗來比對他經驗內之物和讓他產生經驗之物。意思是指我們沒辦法評估比較我們視覺中(或任何感覺)的蘋果和真正的蘋果。此外我們也無法確認我們的經驗是不是像魔鬼總動院或駭客任務一般,是個虛擬的經驗。因此真理符應論遇到的問題是我們因為無法確認實體是什麼樣子,也就無法確認任何信念是正確的。

 

真理融貫論:信念之所以正確,是因為可以依附某個整體的信念集合,反之亦然。例如:因為我相信多數天文學家的看法是正確的,因此地球繞太陽轉是正確的信念。

真理融貫論的問題:一個團體版本的融貫論,例如西方科學家的信念集合,你很難去界定誰才是團體的一員,而且團體中一定不可能共享完全一致的整套信念。此外相對而言,不符合信念集合的信念就會被認定為錯誤的,就產生很難指出整體信念有錯的問題。

 

結論:一般認為科學就是產生可以詮釋事實的真確理論,但事實、真理和科學之間的關係,遠比想像中來得複雜。

 

經驗事實與哲學性/概念性事實

Empirical facts and philosophical/conceptual facts


經驗事實:直接觀測得到的證據。例如桌上的一支鉛筆。

哲學性/概念性事實:基於我們對我們的世界的信念和觀感。例如把桌上的筆放進抽屜裡,即使感知不到,根據我們的信念(世界上多數東西即便沒被觀察到也是持續存在的穩定物體),我相信筆還是存在於抽屜。

 

這並不是絕對的分類,而是像光譜的兩頭,多數的信念不會純粹只是其中一種,反而是基於經驗、觀察證據和更多普片觀點的混合。例如亞里斯多德世界觀相信天體都是做正圓等速運動,在當時就像筆還是存在於抽屜一樣是我們祖先認為明顯的哲學性/概念性事實,但這些信念也有觀察經驗佐證。此外被稱做哲學性/概念性事實,並不代表就不正確,兩種事實的差別只取決於我們相信事實的理由。

即便身處現代科學的我們,還是無法避開哲學性/概念性事實的陷阱,相對論和量子力學的發展已經證明了有些我們長期認為是事實的東西是錯的。因為在當下,事實在我們看來就是事實,很難區分哪些信念基於經驗,哪些信念基於哲學性/概念性

 

確證與否證的證據和論證

Confirming and disconfirming evidence and reasoning

 

確證論證:當我們基於某個理論做預測,而預測正確,便提供了證據證明這個理論正確(若T,則O→O→所以有可能T)。例如廣義相對論預測光線會受到重力扭曲,被觀察到之後,就可視為支持相對論的證據。

否證論證:若T,則O→非O→所以,非T。

歸納論證:確證論證是一種歸納論證。歸納論證的特點是,即便所有的前提和證據是正確的,結論仍然有可能錯誤。確證論證只能支持一個理論,但再多以確認的觀測案例,理論是錯誤的可能性永遠存在。

演繹論證:否證論證是一種演繹論證。演繹論證中正確的前提保證了正確的結論。


現實中確證論證的情況相當複雜,不像我們想像中的那麼直接,因為觀測和證據常常牽涉很多理論和資料,例如上述的預測光線彎曲的計算,就必須做出許多簡化的假設(太陽是個不會轉動的完美球體)。同樣否證論證也是,因為我們的理論中包含許多輔助假設,在一個理論做預測而結果不正確的情形中,很有可能是理論沒錯而輔助假設弄錯了,例如乙醇的沸點是78.5度,但我沒有觀察到乙醇在78.5度沸騰,可能是樣本受到汙染、溫度計有誤、實驗室氣壓不正常等等原因。面對否證論證時,應該駁回理論還是駁回輔助假設,判斷上是很困難的。

 

奎因─杜亨論題與科學方法的含意

奎因─杜亨論題也稱為杜漢─奎因論題,指出我們的觀察材料不能用來單個地檢驗科學假設,只能檢驗我們科學假設的整個體系

信念的集合體:一個假設通常無法單獨的被測試,當我們進行一個實驗,通常測試的是一個包含主要假設和輔助假設的信念集合體。因此當面對與我們所支持觀念相左的證據時,我們的整個世界觀會被拿出來檢驗,當中的任何信念(甚至合心信念)都可能被修訂。

關鍵實驗:理想上面對兩個互相衝突的理論時,應該可以設計一個實驗來呈現其中一個理論的預測有誤。然而因為確證論證(確證證據無法證明理論是絕對正確的)和上述輔助假設的問題,導致關鍵實驗似乎不可行。科學史上很多例子是實驗結果能夠同時適用在兩個對立理論。

不充份決定論:所有的資料和實驗結果永遠都無法絕對肯定某個理論是正確的(或某個與其競爭的理論是不正確的)。極端的不充份決定觀點認為沒有唯一堅定且客觀正確的科學理論,科學理論和知識是一種「社會建構」下的產物,代表當時的社會狀態。

 

結論:我們在讀書時期學到的「科學方法」一般是指(1)收集相關事實,(2)產生假設來解釋事實,(3)測試假說,設計實驗來肯定或否定假說。但如同上述所說,不管是否證(證偽)或確證,實際情況都相當複雜,不是一個簡單的過程。

 

哲學序曲:歸納的問題與難題

Problems and Puzzles of induction

這節主要探索的是哲學難題,而非對日常科學工作有實際影響的議題,只是想提出我們認為科學中最基本的歸納論證,也有著讓人困惑的地方。

休謨的歸納問題:當我們做論證時,我們的論點幾乎總是包含著隱含的前提,隱含的前提指的是讓論證合理卻沒被明確指出的必要前提。例如:在我們過去的經驗中,太陽總從東方升起。所以,未來太陽也應該會繼續從東方升起。其中隱含的前提是﹝未來還是會繼續像過去一樣﹞,這個隱含前提在任何關於未來的推理中都有其必要,但這句話的可信度建立在我們認為過去的經驗中,未來會像過去一樣。如此便成為一個循環論證,無法提供結論的正當性。休謨認為所有的歸納論證,都仰賴這個無法證明的隱含前提,所以我們無法以邏輯證明我們對未來的推理。

亨佩爾的烏鴉悖論:說明了歸納論證令人困惑的地方。「(1)所有的烏鴉都是黑色的」在邏輯上等價的論斷是「(2)所有不是黑的東西都不是烏鴉」。在邏輯上支持(2)的就等於是支持(1),例如我看到一顆蘋果,不是黑的也不是烏鴉,能支持「所有的烏鴉都是黑色的」這個結論。

古德曼的綠藍色問題:(不太懂,略)。

 

可證偽性 Falsifiability

可證偽性是一種面對理論的態度,是說一個人容不容許某個理論有可能出錯,而不是指理論本身的特性。但問題又卡怎樣才算「足夠量」駁回理論的證據,還是只能單純駁回輔助假設。另外對於每個人來說,認為什麼是「相關證據」的觀點也都不同,和那個人的世界觀密切相關。在真實生活中,「分歧」的要點通常不在於團體在面對充足證據時,願不願意放棄理論,而是他們認為什麼才算是最相關、最重要的證據。所以我們不能只因為對方拒絕接受我們的證據就說他看待他的理論的方式是不可證偽的,必須要證明哪一方的證據更加的合理。

 

工具主義和實在主義

工具主義:好的理論要能「解釋」並預測,至於理論能否反應真實並非重要考量。這裡指的「解釋」單純是指人們能從理論中預測資料或觀測結果。例如托勒密的本輪系統雖然複雜且古怪,但當時卻能預測所有可見天體的動態。

實在主義:理論除了能解釋和預測,必須還要能「理解」資料,能說明為什麼會這樣,也就是能反應和描繪事物真正是什麼。例如在16世紀,人們以實在主義對待托勒密的地心說,但也能接受用工具主義看待哥白尼的地動說,因為哥白尼的系統比較容易使用。

 

短評:

樊登推薦的書,不得不說含金量非常高,尤其是本書第一個部份。我是第一次聽到科學哲學這個名詞。我們從小受過科學教育後,總會評估別人的意見是否「科學」,許多在工作上遇到的專業問題,也都會尋找「科學論文」查證。但其實科學方法不如我們想像中直觀,蒐集事實證據、分析、實驗驗證就能出來科學的結果,光第一個步驟界定事實就已經是一件不容易的事,更不用說到後續的實驗步驟。證據的強度和可信度對每個不同看法的人也有所不同。看完這部分對我影響很大,我不再會用武斷地態度來評斷他人的意見或分析是否「科學」。

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看完如何閱讀一本書之後,決定開始將每本書整理起來,成立這個部落格強迫自己練習維持寫作的習慣
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