现代科学知识经验弱化趋势的解析

三、现代科学知识确立的经验弱化趋势解析

对于科学知识的形成和接受来说，经验事实的确证仍是一个“坚硬”的必要性条件。但是，就科学发展来看，自麦克斯韦之后，我们可以发现，科学的发展，不必局限于已有的经验事实材料，而是在一定的理论成果和事实基础之上，通过有效的思维运动，填补材料的“真空”，弥合和衔接理论的残缺而推进其发展。如爱因斯坦的后来被称为“狭义相对论”的论文：“论动体的电动力学”，被公认为是“理性思维的伟大杰作”⁽⁴⁷⁾，其中基本前提的提出缺少经验的直接支持：相对性原理（所有惯性系物理规律都相同）与速度相加原理矛盾的解决是基于爱因斯坦所构造的“雷击火车”理想试验⁽⁴⁸⁾，光速不变原理是基于人们对光速进行的持续两个多世纪的测定。爱因斯坦的广义相对论，更是被称为是“形式化的赠品”：广义相对论的两条基本原理（第一，广义相对性原理——“物理定律必须具有这样的性质，它们对于无论哪种方式运动的参考系都是成立的”；第二，等效原理——引力场和加速系在物理上局域等效）的提出靠的是他惊人的物理直觉、独立的批判精神和杰出的逻辑思维洞察力，广义协变引力场方程的获得建立，当时几乎是找不到什么重要的实验事实作为其建立的依据。并且，在1912年爱因斯坦开始考虑这一问题时，他对所要寻找的方程只有一些模糊的概念。然而，正是由于他对“物理理论的对称性”——“变换不变性”的追求，使他认识到，要达到广义协变，必须依靠某些形式的数学条件，最终他凭仗黎曼几何和张量分析理论，最终建立起了引力场方程。对此，爱因斯坦在《物理学中的空间、以太和场的问题》一文中曾经说过：“相对论是说明理论科学在现代科学发展的一个良好的例子。初始的假说变得愈来愈抽象，离经验愈来愈远。另一方面，它更接近一切科学的伟大目标，即要从尽可能少的假说或者公理出发，通过逻辑的演绎，概括尽可能多的经验事实。同时，从公理引向经验事实或者可证实的结论的思路也就愈来愈长、愈来愈微妙。理论科学家在他探索理论时，就不得不愈来愈听从纯粹数学的、形式的考虑，因为实验家的物理实验不能把他提高到最抽象的领域中去。适用于科学幼年时代的以归纳为主的方法，正在让位给探索性的演绎法。”⁽⁴⁹⁾所以，爱因斯坦说“科学理论基础具有纯粹虚构性的特征”的观点，“目前正在不断地占领着阵地”。面对诸如此类的现代科学理论建立的经验弱化问题，我们如何进行“经验事实是科学知识建构的逻辑起点”辩护呢？

首先，看似“思维的自由创造”、“纯粹的理性约定”的一些科学赖以建立的原则、信条，其实背后都蕴藏了丰富的感性经验材料。广义相对论纵然抽象，但是，实质上它是建立在一个古老的经验事实基础之上，即“在引力场中一切物体都具有同一加速度。这条定律也可以表述为惯性质量同引力质量相等的定律”⁽⁵⁰⁾。对此，彭加勒认为：一方面，“它们是基于实验并被近似证实了的真理。……另一方面，它们可用于整个宇宙！并被看成严格真实的公理。……然而，这一约定不是绝对任意的；它不是我们的心血来潮跳出来的；我们接受它们，因为一定的实验告诉我们它将是方便的。”并且，科学家们也认识到了纯粹理性思维是有限制的：“……自由并非是放肆”，“如果是这样的话，科学将是无力的。现今，我们每天都在目睹科学的作用。如果它不能告诉我们关于实在的东西，情况便不会是这样”⁽⁵¹⁾。

其次，在现代科学中，经验的有效性是科学理论的本质特征之一，只不过是科学理论的经验辩护在很大程度上不再是经验事实的直接辩护，而是表现为背景理论的辩护。新假说背景理论的经验基础事实上是通过背景理论而起一种评价作用。比如麦克斯韦电磁理论推导出的电磁波，尽管它是一种全新的客体，并没有及时得到证实，但麦克斯韦电磁理论还是比较容易得到评价和承认，其原因就在于麦克斯韦是从具有坚实经验基础的背景理论（奥斯特、法拉第、库仑、安培的理论）中比较直接地推论出电磁理论，并对背景理论作出了高度的统一和简化。1888年，赫兹在实验室中证明电磁波存在的真实性之后，电磁波理论变成爱因斯坦狭义相对论之前提“光速不变”的理论证据。所以，检验科学理论的经验根据，不再主要是科学家的观察、实验材料等，而是必须参照即有的理论，即背景理论。新的理论由于从背景理论那里得到了经验基础的间接支持，所以它即使在没有经验直接支持的情况下也能被评价和选择。对此，爱因斯坦也曾讲过：“为了使一个逻辑体系能被认为是物理理论，没有必要要求它的全部论断都能被独立地解释，并且‘在操作上’是可检验的；事实上，这种要求从来没有一个理论达到过，而且也根本不可能达到。为了使一个理论能被认为是物理的理论，只要它一般地包含着经验上可以检验的论断就行了。”⁽⁵²⁾也正是因为这一点，逻辑统一性是当代科学理论建立的一个方法论原则。(www.xing528.com)

最后，科学是作为整体而和经验发生关系的，我们不能机械地将科学理论与经验事实进行对照。对此，蒯因在《经验论的两个教条》中所说对我们认识这个问题是有启发性的。他说：“我们关于外在世界的陈述不是个别的，而是仅仅作为一个整体来面对感觉经验的法庭的”，“说在任何个别陈述的真理性中都有一个语言成分和一个事实成分，乃是胡说，而且是许多胡说的根源。总的来看，科学双重地依赖于语言和经验，但这两重性不是可以有意义地追溯到一个个依次考察的科学陈述的”，“具有经验意义的单位是整个科学”，“整个科学是一个力场，它的边界条件就是经验”⁽⁵³⁾，科学是一个整体，接受经验检验的是知识的整体，而不是一个个单一的陈述。所以，从总体上说，现代科学是整体性上受人类经验整体制约的，尽管现代科学家所关涉的世界在其无限中超越了所有自然认识实践的直观视域，但有关无限性的认识还是回溯地束缚在一个世界上，这个世界是在科学实践中显现出来。

与近代科学经验直观地反映现实不同，现代科学在很大程度上不是用纯粹归纳的方法建立起来的，而是人类理性创造性应用的结果，是在以更为完备的方式，来考虑范围更为广泛的经验事实。表面上看，基本原理的虚构性特征相当明显，但是，“形成它们的基础和出发点的元素，不是用假说构造出来的，而是在经验中发现到的”，当然，在很大程度上这是一个非逻辑的过程，“它们是自然过程的普遍特征，即原理，这些原理给出了各个过程或他们的理论表述所必须满足的数学形式的判据”。“它们都为经验强有力地支持着。”⁽⁵⁴⁾所以，对于现代科学理论来说，经验事实的确证仍是一个“坚硬”的必要性条件，只不过是，我们对现代科学理论的经验辩护，更多的不是直接地依赖于经验事实，而是依赖背景理论。也正是在这个意义上，波尔说：当谈到一种观念构架时，我们不过是指经验之间的关系的无歧义逻辑表现。虽然概念构架难免夹带一些偏见，“但是，有决定意义的一点是：不论在哪一种情况下，我们的观念构架的适当扩展，都不蕴涵对于观察主体的任何引用。否则，就会阻止经验的无歧义传达。在相对论的论证中，这种客观性是通过适当照顾现象对观察者参照系的依赖性来加以保证的；而在互补描述中，则通过适当注意基本物理概念之明确应用所要求的条件来避免全部的主观性”⁽⁵⁵⁾。

所以，马克思主义经典作家关于“全部科学都是以经验为基础的，是在于用理性的研究方法去整理感官所提供的材料”、“不论在自然科学或历史科学的领域中，都必须从既有的事实出发”、“原则不是研究的出发点，而是它的最终结果；这些原则不是被应用于自然界和人类历史，而是从它们中抽象出来；不是自然界和人类去适应原则，而是原则只有在适合于自然界和历史的情况下才是正确的”思想，今天仍是我们把握现代科学特点的基本出发点。