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桂起权 姜琳:判决性实验的相对确定性与判定效力——以光的判决性实验为例
录入: 哲学网编辑部 发表时间: 2013-06-04 点击: 1246 次 我要收藏

每个领域都有相互竞争的理论,各自都有实验证据。为此,人们需要有“判决性实验”,在历史上它指的是“有一种实验能对相互竞争理论纲领作出‘生死判决’,给一方决定性的证实,给另一方决定性的证伪”。实际上,对某个特定理论纲领的证实或证伪是一个反复较量的历史过程,往往需要事后才见分晓,一锤定音是难以做到的。因此,对判决性实验的判决力不宜作绝对理解。不过,判决性实验仍有相对的确定性和判决效力。否定这一点就会走向极端的虚无主义。
科学史上相互矛盾的研究纲领之间的竞争往往是推动科学进步的动力,这是科学发展的一个基本规律。例如地质学中的火成说与水成说之争;生物学中的渐变说与灾变说之争;光学中微粒说与波动说、牛顿派颜色学与歌德派颜色学之争等等,都是很典型的案例。
关于光的本性,17世纪主要存在两种最有力的相互竞争的理论纲领:一种是光的微粒说(或称粒子说),把光看作由微粒子所组成的射流;另一种是光的波动说,把光看作从光源发出的一列纵波,遇到障碍物时,会产生一系列的子波。把光看作粒子流的观点,在18世纪广泛地被接受。荷兰物理学家惠更斯(Christiaan Huygens,1629--1695)是波动说的开山鼻祖,名声显赫的英国科学家牛顿(Isaac Newton。1643--1727)则是微粒说的创始人。
在现代物理学中,光具有波粒二象性,这是众所周知的。也就是,回头来看,无论是牛顿说“光是粒子”或者是惠更斯说“光是波动”,两者都不算错。当然这不过是事后的明鉴。虽然惠更斯说“光是波动”没错,但是说“光是纵波”却是错的。也就是说,即使核心假说没错,但附加假说却是错的。这种对光的波动说的反驳,只是局部证伪,不是整体证伪。直到19世纪,杨与菲涅耳才弄明白这一点。虽说傅科实验证实了“光是波动”,但由此推断“光不是粒子”却是过火的。因为牛顿的微粒说中真正有错的只是“光密媒质中引力更大”,其实那只是一个附加假说,而核心假说“光是粒子”未必有错。也就是说,傅科对光的粒子说的反驳,只是局部证伪,不是整体证伪。无论波动说还是微粒说都拥有局部真理。直至20世纪初,人们才算弄明白这一点。这又是事后的明鉴。
当然,事后诸葛亮好当。问题在于,实验家们在真实的历史过程中,要想认清这些极其错综复杂的关系绝非易事。现在对我们来说,重要的是,借助于经典光学实验这段珍贵的历史,来发掘其中的深刻方法论内涵,也许对于其他实验研究来说可能是富于教益的。
一、牛顿的色散实验、颜色理论及其方法论思想
先要交待一下牛顿所做光学研究的背景。
克里斯蒂安.惠更斯(Christian Huygens 1629-1695)是与牛顿同时代的最著名的学者之一,受笛卡尔、伽利略的影响很深,他对力学、光学、数学和天文学方面都有卓越的成就,是近代自然科学的奠基者之一。在荷兰国内被看作与哲学家斯宾诺莎齐名的国宝。
在古代和中世纪的漫长岁月里,光一直是哲学家和自然科学家十分关心的问题。到了十七世纪,不少科学家对光学现象进行了专门研究,他们通过许多出色的实验工作,奠定了近代光学的基础。这个时期,曾经发生了一场关于光的本性问题的学术讨论。
1678年,惠更斯在法国科学院的一次演讲中公开反对了牛顿的光的微粒说。他说,如果光是粒子,那么光在交叉时就会因发生碰撞而改变方向,可是实际情况并非如此,而且利用微粒说解释折射现象,会导出水中光速要比空气中快的结果,这显然是不合情理的。因此,惠更斯在1690年出版的《论光》(其主要部分成书于1678年)一书中正式提出了光的波动说,建立了著名的惠更斯原理。在此原理基础上,他推出了光的反射和折射定律,圆满地解释了光速在光密介质中减小的原因,同时还解释了光进入冰洲石所产生的双折射现象,认为这是由于冰洲石分子微粒为椭圆形所致。[1]
惠更斯原理(即波阵面上任意一点都可以看作子波新的波源)是近代光学的一个重要基本理论。惠更斯的“光是纵波”的论断,则是错误的。直到后来,菲涅耳对惠更斯的光学理论作了纠正、扩展和补充,创立了“惠更斯--菲涅耳原理”,提出了横波的概念,才较好地解释了衍射、偏振等现象,完成了光的波动说的全部理论。
罗伯特.胡克(Hooke Robert 1635-1703)也是17世纪杰出的科学家之一。胡克是光的波动学说的积极支持者,他认为光的传播与水波的传播相似,其中包含着光波是横波的概念,在这一点上比惠更斯更正确些。他还研究过光的干涉现象。他观察和研究了肥皂水形成的薄膜和云母片的颜色,发现它们的颜色跟厚度有关,他正确地认识到“薄膜的前后两表面都要发生反射,从而共同产生薄膜颜色的效应”。
波动说的最大弱点是居然不能解释光的直线传播。微粒说亦有其不能自圆其说之处,它无法说明两束光线相交时何以能互不干扰。当时,大多数人倒向实力强大的牛顿学派。
牛顿(I. Newton, 1643-1727),生于1643年1月4日(儒略历1642年12月25日),他于1661年进入剑桥大学三一学院。1665~1666年伦敦瘟疫流行,剑桥大学被迫停课,牛顿于1665年6月回到故乡乌尔索普。
牛顿一生的重大科学思想都是在这所谓“能创奇迹的岁月”的短短两年期间孕育、萌发和形成的。他首先开始思考引力问题,研究光的色散,磨制透镜,探索光的本性。在这期间他发明了微积分的数学概念(所谓流数术)。
光的颜色问题早在公元前就引起人们的关注,如虹的七色和玻璃片边缘所形成的彩色等等。从亚里士多德以来到笛卡儿都认为白光是纯洁的、均匀的,最能体现光的本质,而有色光只是白光的变种。他们都没像牛顿那样认真做过科学实验。
早在1663年,牛顿即开始热衷于研究光学,磨透镜、制作望远镜也在这个时期。1666年,他购得一块三棱镜,开始研究色散现象。为此,牛顿把房间弄暗,在百叶窗上开一个小孔,以便适量的太阳光射入室内,就在入口处安置棱镜,光通过棱镜折射达到对面的屏幕墙上。于是白光就被分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫那样的七色光带,这样就实现了光的分解。这个实验有力的反驳了“白色本身就是单纯的原始光色”的观点。立足于色散实验,牛顿应用分析方法归纳出解释性原理,即太阳光是由不同颜色的单色光复合而成的,棱镜使每种颜色的光通过特定的、与其它颜色的光不同的角度发生折射。这就是牛顿的颜色理论。在提出颜色理论之后,牛顿应用综合方法演绎出某些进一步的推断,并用进一步的实验来检验。具体地说,牛顿注意到,如果他关于“白光是复合光”的理论是正确的,那么每一种单色光就是原始的光色。换句话说,如果再让单色光再穿过棱镜,就不会分解成别的颜色,而只会按这种颜色特有的折射角度发生偏转。结果事实果真如此。牛顿的进一步实验检验是这样来安排的:紧接上一个实验,在光带投射的屏上也打一个小孔,分别让彩色光带中的一种单色光(这可以通过旋转棱镜的角度来实现)穿过第二个小孔,经过放在屏后的第二个棱镜折射投到第二个屏上。每一种单色光都仍保持自己的颜色,无论对于红光……还是紫光,都是这样。而且可以看到,为第一棱镜折射最大的紫光,经过第二棱镜也是折射得最大;反之,红光被前后两个棱镜折射得最小。于是牛顿关于“白光是复合光”的颜色理论得到了决定性的支持,同时关于“白色是最纯粹的原始光色”的观点被彻底证伪,为此这一整套实验就成为对白光是否具有单色性作出生死判决的判决性实验。[2]300多年来,牛顿的判决性实验从未受到强有力的反例的冲击。
牛顿的色散实验与颜色理论,是运用牛顿所说的“分析与综合方法”而取得成功的典型案例。牛顿关于实验的方法论程序是一个两步过程:第一步,根据实验,应用分析方法从中归纳出解释原理(即提出新理论);第二步,根据理论,应用综合方法从中演绎出一些新推断,再用实验进一步验证。牛顿强调,理论所演绎出的新预测一定要超出原有实验中归纳证据的价值,而新预测必须得到更新的实验验证的确证。[3]
牛顿在建立颜色理论之后,又做更深层次的思考。关于光的本性,牛顿持光的微粒说,他认为波动说的最不可信之处在于它不能解释光的直线进行。他提出光是以直线运动的微粒子所组成的射流。微粒说也能解释光的折射与反射,甚至经过修改(即引进光粒子带棱角的特设性假说后)也能解释格里马尔迪发现的“衍射”现象。当时惠更斯与胡克都反对他。
早在1665年胡克就提出光的波动理论,这只是一个猜想。惠更斯则把它完善起来,他把以太作为振动的媒质,把媒质的每一点都看成一个波动中心,惠更斯成功地用这种波动图像来解释光的反射、折射、还以此来研究冰洲石的双折射(但是光的波动学说的确立还有待于一个半世纪之后由英国的T.杨的双缝干涉实验来确证)。诚然,对薄膜形成的彩色,牛顿也承认单纯靠微粒说不如借以太振动解释得明快。粒子与波之争在当时是十分激烈的,双方争论多年,却相持不下。事实上,牛顿并不完全反对波动说,牛顿承认,薄膜彩色条纹必须由以太振动来解释:“因为蓝光和紫光的振动是被假定为比红光和黄光的振动更短,它们在一块较薄的薄膜上必定被反射;这就可以解释那些有关薄膜的或肥皂泡沫的所有现象”。
无疑,牛顿的《光学》(Opticks)是和他的《原理》一样都是科学史上的经典著作。《光学》第一版印于1704年,在胡克逝世一年之后才问世,这样做是为了避免论战。
由于牛顿的强大影响,在整个十八世纪,微粒说占据着统治地位。
二、杨与菲涅耳对波动说的贡献,整体辩护与局部辩护
在科学哲学中,对科学理论(范式)的辩护分为整体辩护与局部辩护。“整体辩护”是指在不同理论范式之间作出选择的辩护问题。如果一个科学家坚决反对微粒说又竭力为波动说辩护,那么他就是在为波动说作整体辩护(同时包含对微粒说的整体证伪)。如果有两个科学家,在他们都赞成波动说的前提下,其中一个支持纵波说(如惠更斯的信徒),另一个支持横波说(如菲涅耳),那么他俩就是在波动说总框架下为自己的具体假说作“局部辩护”(同时包含对对方的局部证伪)。[4]
19世纪光的波动说将反败为胜。我们将会看到,杨与菲涅耳如何通过干涉、衍射的研究,有效地为波动说进行整体辩护(以对抗微粒说);又如何通过对偏振的研究,在波动说内部对纵波说进行证伪,对横波说进行确证,这是通过波动说内部的局部辩护来达到对波动说的整体辩护的效果。
十九世纪伊始,波动学派的研究重新活跃起来,1801年,英国人托马斯.杨(Thomas Young 1773--1829)首次成功地进行了光的双缝干涉实验,并对薄膜干涉现象作出了准确的科学的解释。1808年,法国人马吕斯发现了光在反射和折射时的偏振现象。阿拉哥、毕奥、布留斯、拉普拉斯又相继研究了光的双折射现象。波动学说一派生机勃勃。但微粒学派声称牛顿早已有言在先:偏振是光的微粒带棱角而呈现非对称状态所致。实际上这是用特定地设计出来的假说来做不正当辩护。
托马斯.杨在物理学上最杰出的贡献是在光学和声学领域。[5]他的早期研究是关于眼睛的调节功能的。1800年到1804年间,在继续进行这方面的实验中,他对光的波动说产生了兴趣,并给与强有力的支持。1801年他向皇家学会提出了《声和光的实验和问题》的报告。在这篇报告中,托马斯.杨发展了惠更斯的光学理论,形成了波动光学的基本原理。他提出了光波的频率、波长、干涉等的概念,并建立了“干涉原理”由此解释了牛顿环现象。与此同时,杨第一次近似正确地确定了从红光到紫光的各色光的波长。这是十分了不起的成就。在1803年,托马斯.杨又把干涉原理应用于解释衍射现象。认为衍射条纹是直接通过衍射缝的光和边界波相互干涉的结果。在这篇论文中,他用光从较密介质反射时的半波损失,补充了他关于薄膜干涉的理论。杨所提出的干涉概念与干涉原理被科学史家称为“物理学中最有价值的财富之一。”
波动说在这一时期得到很好的发展,并开始出现将占据微粒说之上风的趋势,但是真正使波动说站住脚还得归功于菲涅耳的开创性工作。
菲涅耳(Augustin Jean Fresnel,1788--1827),法国工程师出身的科学家,自幼喜爱技术和精密科学。1814年起,菲涅耳热衷于科学研究,用微薄的积蓄购置了仪器,投身于光的干涉和衍射的研究,成功地完成了著名的“菲涅耳双棱镜”干涉实验,从而跻身于巴黎科学院院士行列。
菲涅耳和他在光学上的主要盟友托马斯.杨不同,他的特长是精通数学与技术,对语言研究却不擅长。1815年,菲涅耳向科学院提交了关于光的衍射的第一份研究报告,他的工作是独立于托马斯.扬的。菲涅耳以光波干涉的思想充实了惠更斯原理,认为在各子波的包络面上,由于各子波的互相干涉而使合成波具有显著的强度,由此惠更斯原理才获得明确的物理意义。阿拉果热情地支持了这篇论文,并第一个改信了波动说。菲涅耳还观察了来自一个半平面的衍射,并依靠他的数学技巧,把周期振动概念与惠更斯原理的精确表述结合起来,对衍射现象提出了一个精致的理论。
但是,当时的波动说在解释偏振光的干涉现象上还存在着很大的困难。菲涅耳和阿拉果在总结偏振光的干涉规律时对光波振动的方向性有了进一步认识,他们发现两束偏振光当它们的反射面互相平行时可以发生干涉;但当反射面互相垂直时,干涉现象就消失。这些新现象是用纵波观念无法解释的。
偏振现象是使得当时科学家们对惠更斯波动说产生疑惑的“反常事实”。其实,这一反常事实的矛头不是指向波动说的核心假说——光的本性是一种波动,而仅仅是指向惠更斯的纵波说的,换句话说,是指向“光是一种纵波”的这一错误的附加假说的。偏振是纵波与横波的分水岭。偏振只是“非纵波”的证据,却并不是“非波动”的证据,反过来倒不如说它仍是波动(横波)的很好证据。因此,从科学哲学观点看,偏振实验对惠更斯波动说的证伪,只是局部证伪而非整体证伪。同时已又是对新波动说即横波说的一种支持。
一直在为波动说的困难寻找解决办法的托马斯.杨终于发现,如果光的振动不是像声波那样沿运动方向作纵向振动,而是像水波或拉紧的琴弦那样垂直于运动方向作横向振动,偏振的疑难就可以得到解决。1817年初,杨写信给阿拉果,阿拉果得到消息之后,立即将托马斯.杨的这一新想法转告菲涅耳。菲涅耳当时已经独立地领悟到了“光是一种横波”,他立即以这一假设解释了偏振光的干涉的定律,而且还得出了一系列其他的重要结论,其中包括偏振面转动理论,反射和折射理论,双折射理论,从而总结成为一个完整的偏振光理论,然而有待深入的是应当解释这些现象之后的物理本质。
1818年,法国科学院提出了征文竞赛题目:一是,利用精确的实验测定光线的衍射效应;二是,根据实验,用数学归纳法推出光线通过物体附近时的运动情况。在阿拉果的鼓励与支持下,菲涅耳向科学院提出了应征论文,创立了以“惠更斯-菲涅耳”原理为基础的光衍射理论。菲涅耳用此理论出色地解释了光的直线传播规律,此规律一直是微粒学说得以站住脚跟的主要依据。他从横波观点出发,圆满地解释了光的偏振,用半周带的方法定量地计算了圆孔、圆板等形状的障碍物产生的衍射花纹,而且与实验符合得很好。但是,菲涅耳的波动理论遭到了光的粒子论者的反对,评奖委员会的成员泊松提出一个证伪证据,他运用菲涅耳的方程推导出关于盘衍射的一个奇怪的结论:如果这些方程是正确的,那么当把一个小圆盘放在光束中时,就会在小圆盘后面一定距离处的屏幕上盘影的中心点出现一个亮斑;泊松站在微粒说立场上并从光的直线传播观念看,认为这当然是十分荒谬的,所以他宣称已经驳倒了波动理论。菲涅耳和阿拉果接受了这个挑战,立即用实验检验了这个理论预言,非常精彩地证实了这个理论的结论,几何阴影中心的确出现了一个亮斑。在粒子与波两派之争中,这一回合波动说得分很高。波动说终于通过了极为严峻的检验,看来极不可能实现的预言居然得到确证。在托马斯.杨的双缝干涉和泊松亮斑的事实的有力支持下,光的粒子说开始崩溃了。[6]
然而,真正对微粒说和波动说起判决作用的是著名的傅科实验。
三、傅科实验与勒纳德实验——两个相反的判决性实验
所谓判决性实验是科学家为了在关于同一论题的相互竞争的假说之间作出“生、死”判决而设计的一种实验。假定关于同一个科学论题存在着两个或多个相互竞争的科学理论或假说,它们几乎同样的经受住了以往的实验检验。这时候,设计某种新的实验,根据原来的假说分别作出了相反的预言。如果实验的结果决定性地支持了其中一个或否定了其中一个,那么就可以对这两个或几个相互竞争的假说作出裁决。那么这个新实验就被认为是判决性的。
傅科(L. Foucault, 1819-1868)是实验物理学家,1819年9月19日出生于法国巴黎,曾跟随菲索用旋转齿轮测定光速。1850年,傅科改进了菲索的方法,他只用一个透镜、一面旋转的平面镜和一个凹面镜。平行光通过旋转的平面镜汇聚到凹面镜的圆心上,同样用平面镜的转速可以求出时间。傅科用这种方法测出的光速是298000千米/秒,误差不超过1%。另外傅科还测出了光在水中的传播速度,确证它比在空气中传播速度更慢,由此测出了光由空气中射入水中的相对折射率。这个实验在微粒说已被波动说击败之后,又一次对微粒说做出了更严厉的判决,给光的微粒理论似乎带来了最后的冲击。
傅科实验历来被认为是确证波动说同时证伪微粒说的“判决性实验”。其实,傅科实验最初的想法是由阿拉果提出的。因为阿拉果的视力不佳,其设想由傅科完成,而傅科则是对测定光速有经验的。1850年,傅科成功地利用旋转镜法测定了光速。他把空气中的光速与水中的光速直接加以对比,使光线分别通过空气和水管而产生的两个发光点的像一起映在一个高速旋转的镜面上,按照发光点像将呈现在后一发光点的像的右边或者左边。
这个实验所考虑的两个互相抵触的“可检验预测”,现在演变为:
(1)波动说预言。如果进行[傅科]实验,那么第一个像将呈现于第二个像的右边。
(2)微粒说预言。如果进行[傅科]实验,那么第一个像将呈现在第二个像的左边。
阿拉果本人企图以最极端的方式断言,他所设计的实验将给出“终极性的裁决”:
“难道前一个光点的像不是出现在另一个像左边吗?光是一种物体。”
“难道情况不是刚好相反吗?难道前一个光点的像不是出现在右边吗?光是一种波动。”
傅科的实验结果是前一个光点的像出现在右边,也就是说,水中的光速比空气中的大,波动说的预言是对的,牛顿微粒说的预言是错的。阿拉果声称,傅科实验不仅证实了光不是一种发射的微粒流,而且还证实了光是一种波动。换句话说,他误以为傅科实验是对微粒说的整体证伪(其实只是局部证伪);还误以为是对波动说的整体辩护(其实只是局部辩护)。[7]
正因为如此,阿拉果与傅科连做梦也想不到的是,事实上傅科实验仍无法阻止以后相反的“判决性实验”存在的可能性。1902年勒纳德关于光电效应的实验被科学史与科学哲学家称为是“第二个判决性实验”,因为它是排除杨与菲涅耳的单纯的波动理论,而重新支持(部分支持)光的粒子理论的,使粒子说在新的条件下部分复活了。
1905年诺贝尔物理学奖授予德国基尔大学的勒纳德(Philipp Lenard ,1862-1947),表彰他在阴极射线方面所作的工作。1892年,他在波恩大学担任赫兹的助手时,赫兹让他看了自己的一项新发现:将一块被铝箔包着的含铀玻璃片放入放电管中,当时阴极射线轰击这快铝箔时,铝箔下面发出了光。赫兹没有时间对此进行仔细研究,就让勒纳德去做,就这样他做出了“勒纳德窗”的重大发现。从1899年开始勒纳德开始认真研究光电效应为何只能由紫外线那样的短波光产生。结果他发现了三条异乎寻常的实验规律:(1)所发射的电子的速度时光波长的函数;(2)光波长越短则电子的速度越快;(3)增加光的强度则会增加电子数,却并不影响其速度(1902年)。[8]
正是勒纳德所作的关于光电效应实验规律的总结引起了爱因斯坦的光量子假说(1905)。可是严格说来,光电效应所排除的只是单纯的波动理论,却并不完全否认光的波动性。光量子既包含粒子理论的某些特征(即重新肯定光是一种粒子流,光的能量是一份一份的),又包含波动理论的某些特征(如光量子的能量要由波动频率来规定,波长仍是必要的参数)[9]。因此,无论傅科实验或勒纳德实验,对于光究竟是粒子还是波,都不具有绝对判决力,同时又不可否认它们有相对的判决力。
四、整体论观念与判决性实验在科学辩护中的相对效力
根据上面这段历史,我们能否引出这样的结论:既然光既是粒子又是波,既然相互竞争的理论“公说公有理,婆说婆有理”,那么判决性实验是否就如同儿戏,完全不起判决性作用了?面对两个相反的解释性理论,科学实验难道不能起到客观的检验作用?科学理论本身的有机构成究竟是怎样的?这究竟是怎么一回事?
科学哲学家迪昂的观点是值得借鉴的。通过对迪昂观点的再分析可以引出有价值的方法论结论。
迪昂在《物理学理论的目的与结构》(1905年)一书中,从整体论的观点出发,发现阿拉果有两方面的逻辑错误。第一,傅科实验所否证的,只是一组复合假说,并不见得待检假说即微粒说这一核心假说必定是错的,也许只是某个辅助假说出了错误。因为在牛顿的微粒说内部,光在水中比空气中运动得快这个预言,仅仅是根据一组相关命题推演出来的。而把光看作微粒流的假说,只不过是这些前提中的一个,此外还有光密媒质在光微粒穿过界面的瞬间存在吸引作用这样的辅助假说,以及光微粒穿过两种不同媒质的界面这个先行条件等等。在这一组相关命题即前提中,核心假说、辅助假说和先行条件等是缺一不可的,我们凭什么把责任全部推到核心假说身上呢?迪昂认为,微粒说的支持者完全有理由在保留微粒说的核心假说的前提下,对整个理论进行调整,如对某些辅助假说进行修改,可以适应傅科所得的结果。第二,迪昂注意到,即使根据其他理由可以断定,微粒说的核心假说与辅助假说都是错的,傅科实验仍不能证明光必定是一种波动,因为微粒说与波动说并不是非此即彼的。粒子与波之外为什么没有第三种可能呢?迪昂明确指出,不可能证明这两种可能之外就没有第三种可能性。[10]如果真是这样,傅科实验对波动说的作用,用我们的话来说,就从整体证实降格为局部确证或局部辩护了。弗兰克在《科学的哲学》一书中评论说:“正是在迪昂写上这段话的那一年,即1905年,爱因斯坦实际上就发现了这第三种可能性,即光量子论。”[11]原来光是可以有“波粒二象性”的。
这里,我们可以这样简要地来总结关于实验与理论的相互作用机制与整体主义的方法论理念。其要点是:理论是由核心假说、辅助假说加先行条件这三个要素所组成的整体,当理论作为整体遭受实验反驳时,核心假说未必有错,也可以通过局部调整即修改别的要素来取得协调。于是对理论的整体证伪就有可能化险为夷,变为局部证伪。理论的核心假说连同理论的整体重新得到合理辩护。
从前科学家以为判决性实验在理论的整体辩护(包括证实与证伪)中起终极和绝对判决作用。有些历史主义的科学哲学家在批判判决性实验的绝对化理解时走向另一极端,在对判决性实验的态度上大有取消主义、虚无主义之嫌。而我们则认为,只要正确把握这种整体论的推理图式,判决性实验所作的确证与否证在理论的局部辩护中仍有可靠性和相对确定性。否则,我们就会从判决性实验中引出过分的、逻辑上不恰当的结论来。
更一般的说,判决性实验乃是科学理论的验证和辩护的逻辑中不可缺少的方法论工具。它一方面能给一种理论、假说做局部辩护和确证,另一方面只能给与之竞争的理论、假说作局部证伪。虽然,从长远观点看,无论在什么阶段,已经经受极为严峻的检验而作为最佳选择被接受的假说,都不应看作对问题的终极解答,不应赋予它绝对的置信度,因为我们永远无权宣称自己已经把握永恒真理。然而,我们对科学理论和假说(如李政道、杨振宁的宇称不尽守恒学说)仍可以相对于我们时代的知识和语境做出合理辩护,因此可以对它赋予相对置信度(例如可以认为,“宇称对弱力不守恒”的新证据,并不推翻“宇称对强力、电磁力、引力仍守恒”的老证据,它们都已经得到相对充分的辩护)。这就是我们的科学辩护逻辑。
【参考文献】
[1][2][5][6][8]李艳平、申先甲主编:《物理学史教程》,北京,科学出版社2003年版,第125~127页;第120~122页;第128~130页;第131~133页;第287~288页。
[3][美]约翰.洛西:《科学哲学历史导论》,邱仁宗等译,武汉,华中工学院出版社1982年版,第84~86页。
[4][7]任晓明、桂起权:科学逻辑在科学解释与科学辩护中的作用,载黄顺基等主编《逻辑与知识创新》,第17章,北京,中国人民大学出版社2002年版,第374页;第377~379页。
[9]杨仲耆、申先甲主编:《物理学思想史》,长沙,湖北教育出版社1993年版,第650~654页。
[10][法]P.迪昂:《物理学理论的目的与结构》,李醒民译,北京,华夏出版社1999年版,第208~212页。
[11][美]F.弗朗克:《科学的哲学》,许良英译,上海,上海人民出版社1985年版,第220页。
(原载《山东科技大学学报》2006年第1期。转载自哲学中国)

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