台大哲學概論：科學是理性知識的典型嗎？〈上〉

科學的形象


胡適先生一生宣揚科學精神，倡言「大膽的假設，小心的求證」、「有幾分證據，說幾分話。」



很少有人主張文學作品—例如，《尤里西斯》或《2001太空漫遊》—必須經由實驗測試之後才能接受。然而，也很少有人主張科學理論—例如，愛因斯坦的廣義相對論或馬克斯威的電磁理論—無須經由實驗測試也能接受。

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上述的觀察符合一般人對於科學的看法：科學是講究證據的，「有幾分證據，說幾分話」。

若所謂的理性，指的是在考慮是否支持某個主張時，以證據當作理由，並且只以相干證據當作理由來判斷該主張是否可取或是相對最為可取，那麼在一切知識當中，科學知識似乎就是這種理性展現的典型。

But，科學果真這麼屌嗎？

又，科學之作為講究證據的理性知識，真的與其他不講究證據的傳說、神話、意識型態、迷信、偽科學等等判然有別嗎？如何有別？

科學他媽的屌爆了，聽我的就對了！




波普(Popper)的否證論

●　科學與偽科學如何區別？

答：可否證性。一個假說是科學的，若且唯若，可透過經驗觀察被駁斥。

可被否證的述句，比方說：

●　凡星期三都不會下雨

●　凡物體，加熱後皆會膨脹。

●　不同磁極必會互相吸引。

●　尼采是全人類除自己以外的共同老媽。

無法被否證的述句，例如：

●　明天要嘛下雨，要嘛不下雨。

●　在歐氏幾何中，同一圓上的任一點到圓心之距，必然皆同。

●　牧羊座今天的幸運顏色是粉紅色。

可被否證的很明顯，我就不解釋，來看看無法被否證的：第一個是典型的套套句，不必透過經驗檢證，只須透過純分析語句形式就必然為真，例如「x要嘛是豬要嘛不是豬」這個述句，我們不必知道x是三小也可以確定這個述句必真。第二個是數學上的必然，歐氏幾何有五大公設，建立在這些公設之上，同一圓上的任何一點到圓心之距必然皆同，這是可以從公設的組合中推導出來的。

第三個比較有趣，這是典型拿來幹譙星座是偽科學的方式。


王榮麟：「你們覺得，為何牧羊座今天的幸運色是粉紅色，是無法否證的？」
台大學生：「如果有個人穿粉紅的衣服，戴一堆粉紅的飾品，結果中午就被車撞，這種情況還是不能否證命題，因為別人可以辯稱：『要是你不穿粉紅的衣服會更衰。』」

了解了嗎？第三個命題的重點在於：我們沒辦法證明「要是你不穿粉紅的衣服會更衰」這個宣稱是錯的。

台大學生舉手：「那麼，要是有個人穿粉紅色的衣服，結果一出門就暴斃，而且『連誅九族』，所有跟他較相關的人全都集體暴斃呢？」
王榮麟：「嘿嘿，那我可以辯稱：『你能走出家門就該偷笑了。』」

否證的概念非常簡單，就端看能不能透過經驗觀察被駁斥。

王榮麟：「要是有人宣稱，明天有個天使會降臨在台大，那我們就叫一堆人去台大，擠滿各個角落，密集的觀察一整天。而結果若是看不到半根毛，這時就看宣稱的人怎麼處理。若他認栽，則這還算是可否證的。而要是他說：『天使本來就看不到啊！』那就是不可否證的宣稱。」

我希望這樣可以有助於讓你理解，為何巴克萊的唯心論非常機掰了。我也不理解為何可以吵成這樣。

波普：「冒著出錯之風險的假設才是科學性的假設，沒有冒任何出錯之風險的假設不算科學假設。」

pseudo-science的例子：Marx的歷史理論、Freud的精神分析理論、Adler的individual psychology。詳細理由我也不算很清楚，重點不在這些例子是不是，你該先搞清楚的是何謂可否證性。如果佛洛伊德的精神分析碰到任何情況都可以辯稱，那就是不可否證，但如果宣稱者碰到反例便認栽，那倒成了可否證了，別忘了宣稱者的處理態度。

但請注意，雖然科學有別於偽科學，但並非由於科學理論比起偽/非科學理論受到更多證據的支持。事實上，偽科學往往在解釋上無往不利（無論如何都解釋得通），所以支持的證據也俯拾皆是。

對Popper而言，實證是個迷思—科學中所謂的測試，都是嘗試以觀察來否決理論，而不是以觀察來支持理論的成立。

觀察測試能夠顯示理論為假，但無法顯示理論為真，也無法顯示理論很有可能為真（注意這很重要）。即使理論的成功預測或說明再怎麼多，也絲毫沒有被觀察證據給支持，一點也沒有。

波普認為歸納法沒有實證這回事，而且再多的證據也不會使一個科學理論為真的機率提高。科學只是一再的提出假設，並不斷進行否證。

科學家提出大膽的猜想，然後設計嚴格的考驗方式來想盡辦法把它幹掉。一個理論要是經得起這樣的考驗，也不會因此被證實或更可能為真，即使這理論可以作出精準的預測也一樣。相反的，一個理論若經考驗後仍屹立挺直，波普稱作佐證（corroborated）。

受佐證的理論不應該被視為真或更有可能為真。但儘管如此，我們接受這樣的理論仍然是理性的，直到有更好的理論出現為止。

最後，通過不斷的否證理論並不斷提出大膽的猜測，科學的進步正是一步步通往求真之路（別誤會，對波普而言，科學可不是等於真理）。


但為何波普會認為，再多的觀察都無法支持理論為真或很有可能為真呢？

波普與休謨一樣都質疑歸納推論的可靠：一個理論過去在說明以及預測上的優異表現，並不能保障它將來在說明以及預測上也仍然會成功。一個理論過去在說明以及預測上的優異表現無法成為使得我們相信它將來在說明以及預測上也仍然會成功的好理由。

從標準的一副樸克牌中抽出一張，其為紅心十的機率是1/52。現在考慮科學理論，例如牛頓的萬有引力定律，這個定律是普遍的，不限任何時間與地點，凡是有質量的物體皆在其管轄之下，因此適用的對象有無限多（因為橫跨任何時間，包括那無盡的未來）。

現在，我們將一個個物體都予以編號，1，2，3，...n。n無窮盡之時。

那麼，我們可以提出無限種引力理論，而且每一個都可能為真。

一號引力理論主張，只有1不適用引力方程式；二號引力理論主張，只有1和2不適用引力方程；三號引力理論主張，只有1、2、3號物體不適用引力方程；n號引力理論主張，只有1~n不適用引力方程；唯牛頓的萬有引力理論主張，所有物體都適用其理論。

由於理論有無限個，現下每個理論受支持的證據都一樣時，每個理論為真的機率都一樣，依照剛剛的樸克牌思考方式，每個理論為真的機率應為1/∞。依照微積分的處理，1/∞=0，但這聽起來太瞎了，違反一般人的直觀，無限個理論競爭固然使得每一理論為真的機率都很低，但總不是0吧？

是以我們採取較弱的方式，這仍然可以展現波普這個論證的威力。我們姑且承認這樣的情況下，每一理論仍有機率為真，只不過低得非常可憐。

現在，我們拿物體1來做測試，如果發現1適用這引力方程，那理論1就被否證了。接著再拿物體2測試，也發現仍適用，那理論2也被否證了。我們一個個的拿來做實驗，逐步讓角逐的理論一個個被否證，但問題是，即便牛頓的萬有引力理論在這些檢驗中仍是屹立不搖，這理論為真的機率有提高嗎？我們又採取較弱的做法。好，競爭的理論變少了，因此理論為真的機率自然增加，但增加多少？原先可憐得沒話說的機率，又可憐兮兮的增加了一丁點，能使你更有信心去相信這理論真的很可能為真了嗎？

既然永遠都有無數個理論在競爭，我們如何有信心相信一個在不斷檢驗中仍支持住的理論便為真或很可能為真？



羅素的火雞


而批判歸納法永遠無法證明普遍有效的命題，早在休謨就已惡名昭彰地提出了。羅素的火雞也故事性的說明這點：
有個農場住著兩老夫婦，他們養了一隻天才火雞。這兩老頗為神經質，總是在晚上六點整點準時送晚餐。並且編故事的我特地又在火雞的住處放了時鐘。天才火雞幾天就察覺有件事很特別，晚餐來的時間好像很固定，就像太陽每天固定會東升西落。接著它特別注意後，便發現晚餐都是在六點整。火雞腦中出現一個猜想：「我的晚餐每天準時六點整送到。」

接了三個月，不管颳風下雨，地震乾旱，這對神經病夫婦還是嚴格準時六點送晚餐，就連有一次刮龍捲風把農家捲走了，老夫還是六點衝來送晚餐。火雞於是了然於胸，沒錯，我的晚餐肯定是每天六點整準時送到，受過這麼嚴格地檢驗，絕對不會錯了。

兩天後正好是感恩節，這天確實也是晚上六點整有晚餐，但晚餐就是火雞。





重要科學命題幾乎都是全稱命題，它們不僅適用於所有對象，而且橫跨任何時間。但問題在於科學活動是歸納法進行，做再多的實驗恐怕也不能斷言所有的對象就必然都適用，也難以斷言在未來就不會失效。既然科學極限是歸納法，那全稱命題的科學宣稱如何能透過實驗來實證？

波普雖然質疑歸納推論的可靠性，但並不因此認為科學的進行便流於非理性。相反的，無須歸納法，也能顯示科學理論的測試與淘汰接受的過程是合乎理性的。




波普的科學方法論

科學理論的發現與科學理論的證成：前者無邏輯可言，後者有邏輯可循。

波普受愛因斯坦影響很深。從愛氏扭轉牛頓時空觀的革命看來，愛因斯坦並沒有太多的證據支持自己的猜想，只不過是憑藉聰明才智與推理和猜想。波普認為科學理論的出現沒有邏輯可循，但科學理論的證成確有一定的規則在運作。


1. 大膽臆測（可否證性愈高的假設愈好，冒愈大的出錯風險的假設愈好）：說得愈多，預測得愈準確，應用範圍愈廣。

例一：「所有行星皆以橢圓軌跡繞太陽」，這宣稱的可否證性高過「火星以橢圓軌跡繞太陽」。

例二：「火星以橢圓軌跡繞太陽」的可否證性高過「火星以封閉軌跡繞太陽」。

2. 從大膽臆測的假設演繹出可觀察測試的結果來。

3. 實驗測試理論所預測的結果是否為真：

(i)如果預測失敗，則理論遭到否證，被淘汰；

(ii)如果預測成功，則理論未被否證。但這並不表示理論為真，或很有可能為真，或理論比測試之前更可能為真。  

4. 從大膽臆測的假設演繹出另一個可觀察的結果來。


5. 再次進行否證的嘗試，直到理論果真被否決為止。倘若理論經過相當多嚴格的測試，但始終沒有被否證。我們便說理論是至今尚未被否證的理論，no more。
我們應該繼續不斷進行否證理論的嘗試，卻不應該由於理論已經通過種種測試而增強我們相信理論為真的信心。


不管理論過去的表現是多麼優異，我們對於理論應該採取批判的態度，不應守舊。

雖然Popper認為科學理論無法被證據給支持而成立，但科學仍舊是以真實地描述世界作為逐漸逼近的終極目標。


特置假設（ad hoc hypothesis）

當假設被否證後，科學家應該設法提出大膽臆測的假設，而不應提出特置假設（ad hoc hypothesis）。

一個理論的修正，如果它改變了或增添了一些假設，而這些假設的加入，無法產生出任何原理論沒辦法預測的新結果，這種假設就是特置假設，無法使得理論可以做出更多的預測結果。

最經典的例子是伽利略VS亞里斯多德主義者。亞里斯多德的世界觀稱霸西方世界相當長的一段時間，他認為世界以月球上下作分界，上界是理想的，組成構造與運作方式和下界不同，而屬於上界的月球自然也是理想的、完美的，亞里斯多德瞎掰說月球是圓的，圓得完美無缺、無懈可擊。但當伽利略拿出望遠鏡讓那些亞里斯多德的信徒瞧瞧天上時，這些信徒用望遠鏡看看其他地方，看起來這東西好像確實是可以幫助自己瞧見遠方沒錯，那看看月球，赫然發現月球上竟然有坑坑洞洞的，靠杯，怎麼會坑坑洞洞的勒！


什麼？你說阿姆斯壯登陸月球也沒踩著透明晶體？這你就不懂了，透明晶體是完美的，當然是精神體，你怎麼踩得到？


正當伽利略在暗送時，雞巴的亞氏信徒便提出頑強掙扎：「安啦！其實月球還有個表面，這個表面是完美無瑕的，使得月球仍是完美的球形，只不過這是透明的晶體，所以你沒看見罷了！」據說伽利略這麼回應：「安啦！其實這個表面上還有個表面，這個額外表面是坑坑洞洞的，只不過這是透明的晶體，所以你沒看見罷了！」

拉瓦錫的化學革命

另一個典型的例子是燃素理論。在拉瓦錫之前，人們認為有些東西之所以可以燃燒，是因為這些東西有燃素的成分。當東西燃燒時，燃素會減少，直至燃素燒完後就無法再燃。但後來發現，很多東西燃燒後反而重量增加了。科學家為了解決這個問題，於是只好改說燃素的重量是負的。但這種修改沒有增加任何可驗證的預測結果，因此是特置假設。

科學進展的過程就是理論的大膽臆測與力求否證的過程。

科學的進展過程是藉著嘗試錯誤（trial and error），從錯誤中學習的方式來進行的。每一次的理論否證，都是科學的一次進展。科學是在不斷的理論提出、否證、提出、否證…當中才得以進展，而不斷逼近真理的。


問題是，

1. 以falsifiability作為科學與非科學之間的劃界判準是否恰當？

2. 科學理論一定可被否證，而非科學理論一定無法被否證嗎？

3. 可被否證的理論一定是科學理論嗎？不可被否證的理論一定不是科學理論嗎？

4. Popper對falsifiability一詞的界定足夠清楚嗎？

5.一旦拒絕承認歸納法的可靠性之後，如何交代rational prediction這一回事？當面對兩個都尚未被否證的假設T1與T2，其中T1已經通過很多嚴格的測試（well-corroborated），都沒有被否證。T2是剛被設想出來，尚未予以測試，從而也尚未被否證的假設。當要用來預測某現象或是用來建造某個重大工程時，選擇哪一個理論來做預測會比較合理呢？

6. 什麼時候科學會取得重大的進展呢？當大膽臆測的假設被否證嗎？

如此的科學研究活動，可以尋找聖杯作為譬喻。 科學家就像尋找聖杯的騎士，這世上有很多偽造的假聖杯，但真正的聖杯只有一個，騎士到處旅行不斷尋找，將一個個偽造的聖杯排除，為的是那唯一而真正神聖的聖杯。科學家正如這樣的騎士，雖然假聖杯很多，但真正的聖杯卻只有一個。而科學家無法知道自己手中的聖杯是不是最終的那個，但科學家可以排除假的聖杯，透過逐步地排除偽造聖杯，科學家即便還是無法知道哪個理論是真正的真理，卻仍是逐步朝向真理之路。這正是波普的科學圖像。相較於邏輯實證論把科學抬到至高無上的地位，波普雖然對實證論重重開上一槍，但波普心目中的科學形象仍然是正面而理性的，甚至是如此地神聖。

據說科學界有做過投票，結果以波普第一高票當選，是最受科學家認同的科學哲學家所描繪的科學圖像。

但事情有這麼簡單嗎？






待續