常識科學觀中科學基礎之事實的本質

陳沖

摘 要：常識科學觀認為可觀察事實是科學知識的一種可靠、牢固的基礎，它在理論之前并且獨立于理論，與此同時觀察者通過感官便可直接獲得這一事實。然而情況并非如此，觀察者的視覺經驗、實驗結果的獲得與可錯性等因素都表明常識科學觀中作為科學基礎的事實在本質上并不可靠且其獲得過程也是漫長、復雜的。

關鍵詞：科學基礎事實；本質；可錯性

科學知識是從事實中推導出來的這種觀點，被稱為常識科學觀。經驗主義及實證主義兩個思想學派都試圖將這種觀點形式化，認為“科學知識是以某種方式從觀察所獲得的事實中推導出來的，科學理論是以觀察事實為基礎并得到這些事實的支持的”[1]。常識科學觀中認為事實是科學之基礎的觀點具體可表現為：事實是細心、客觀的觀察者通過感官就可得到的，它在理論之前且獨立于理論并構成了科學知識的基礎。然而事實表明，常識科學觀中由觀察得來的事實受觀察者的知識、期望所影響并且事實像作為其基礎的前提條件一樣具有可錯性。

首先，常識科學觀認為科學之基礎的事實一般是觀察者通過感官直接獲得的，且不同的觀察者在同一地點對同一事物進行觀看時，將會“看到”同樣的事物。但是有很多證據表明情況并非如此。例如，一張關于階梯表面的素描，既可以將其看作是階梯上表面的樓梯素描，亦可將其看作是梯級下表面的樓梯素描。又如，在對同一張X光照片進行觀察分析時，一個未受任何訓練的醫學系新生同一位有著豐富經驗的醫生所觀察到的結果必然是不同的，“這不是因為其視網膜上的圖像不同而在于醫生有有關的醫學知識而學生則沒有，如果學生以后也掌握了同樣的知識他也將看到醫生所看到的東西。”[2]這便可能推斷出，在觀看的活動中人所得到的視覺經驗并不是完全依賴其視網膜上的映像，它同時也取決于我們自身的知識、經驗及期望等因素。在對同一事物進行觀看時，不同的觀察者所看到的都是同一物體，它獨立于觀察者而存在，當不同的觀察者在觀看一幅圖畫、一塊顯微鏡載片或者任何其他東西時，都包含著這一意思，即所有觀察者所看到的都是同一物體。然而視網膜上形成的相同映像，并不代表他們會得到相同的視覺經驗。這就對常識科學觀中認為事實是直接通過感官可獲得觀點提出了質疑。

查爾默斯在《科學究竟是什么》中提出“我們假設的可以通過觀察證實的命題，是否構成了科學知識可以由之推導出的事實？”在給予這一問題的否定回答后，他又引出了另一種觀點，“科學中所需要的不僅是事實還須是相關事實”。書中列舉了以下事例來對此進行說明解釋：在同一塊草地上周圍有牛糞的草要比其他地方的草長得茂盛，查爾默斯及其兄弟分別以自己的理解來對此進行解釋。為了能更準確的找出牛糞對草的生長的具體影響因素，查爾默斯認為有必要進行實踐介入，并將想要研究的過程孤立出來，以此排除其他因素所帶來的影響，也就是通過做實驗來得到相關事實。構成科學基礎的事實應以實驗結果的形式而不是以可觀察事實的形式出現。而實驗結果的獲得是一個漫長且復雜的過程，對它們的確認也需要一定的知識、實踐及對技術的運用。若實驗結果構成了科學據之為基礎的事實，那么，我們絕不可能通過感官就直接得到這一事實。

其次，常識科學觀中認為事實是在理論之前并且獨立于理論。對于“事實”，它既可指表達事實的一種命題，亦指這一命題中所涵蓋事物的狀況。為說明這一觀點查爾默斯在《科學究竟是什么》中，舉了這樣一個例子：月球上有山脈和環形山是一個事實。此處可以把事實看做是指“月球上有山脈和環形山”，也可以是指環形山或者山脈事物本身。在這里，我們可獲得的關于月球表面的知識是由關于山脈和環形山的這一事實命題中推導而來，并不是從山脈和環形山事物本身推導出來的。顯然，常識科學觀中所提及的“事實”，往往是指表現為命題的可觀察事實。

能夠系統的對觀察命題進行說明解釋的觀察者，其自身必定已具備了相關的知識體系。例如，一個有著豐富經驗及對各類植物都有著很深造詣的植物學家，同一個對植物學所知甚少的門外漢，同時進入叢林進行實地考察，收集一些當地植物群的可觀察事實。往往會遇到以下情況：對植物學熟悉的專家會比另一位不懂植物學的人收集到更多的關于植物群的事實。這其中最主要的原因是因為植物學家有一個更加完善、全面的關于植物學的知識體系。關于植物學的知識是闡述觀察命題的一個前提，而這些命題可能會構成這種知識的事實基礎。由此可見，觀察命題是以知識為前提并不是由感官刺激直接決定的。我們的知覺經驗在一定程度上依賴于我們已有的知識，而觀察命題又以一定的概念知識為前提，這都表明事實并非在理論之前，而是以理論為基礎。

最后，常識科學觀認為事實是構成科學知識的一個牢固、可靠的基礎。我們知道對于事實命題的判斷在某些方面依賴于假定的知識，這也就使這種判斷具有了一定的可錯性。涉及科學之觀察基礎的可靠性的進一步困難，便因此產生。在16和17世紀證實：地球沿著環繞太陽的軌道運行。在使這種認識成為可能以前，“地球是靜止不動的”這一命題是之前被觀察證實了的事實命題。然而在隨著科學理論與技術的進步，糾正可觀察事實方面的錯誤（“地球是靜止不動的”這一事實）已經成為了可能，人們開始接受“地球是運動的”的另一事實。

是否事實以觀察命題的形式直接通過感官檢驗并經得起檢驗，那么它就可構成科學的一部分基礎？“地球是靜止不動的”、“火星和金星的表現尺寸在一年過程中沒有顯著的變化”，這些以往被人們認為是有著很完善的基礎的事實，在隨著知識與技術的進步所帶來的新的檢驗下，原來人們所認為的事實很可能就會遭到拒絕，而構成科學之基礎的事實亦有可能是錯誤的。例，19世紀末放電管現象引起了人們很大的關注，試驗中玻璃管中所產生的流光就是著名的陰極射線。對當時的科學家而言，對陰極射線的探究有著重大的意義。德國物理學家赫茲在19世紀80年代初做了一些列的實驗旨在解釋它們的本質。作為實驗結果，赫茲得出結論說，陰極射線并不是一束帶電粒子。他之所以得出這樣的結論原因在于，當這些射線通過一個與它們的運動方向垂直的電場時，它們并沒有像人們預期的帶電粒子那樣發生偏移。在隨著技術的進步，實驗設備中真空管技術的改進，使得后來的另一位科學家湯姆孫成功的完成了這一實驗，證明了陰極射線在電場和磁場的作用下發生偏移，并且測量出了電荷與粒子質量的比例。

此外，構成科學基礎的事實應以實驗結果的形式而不是以可觀察事實的形式出現。而實驗結果的獲得是一個漫長且復雜的過程，對它們的確認也需要一定的知識、實踐及對技術的運用。技術、認識的改進，在很大程度上會使以往的實驗結果得到修正。即使是著名的實驗家所得出的實驗結果，也有可能會隨著理論與技術的發展而被發現其自身的缺陷，并且會被更恰當的結果替換。這就意味著，以實驗結果的形式出現的事實也具有可錯性，是不可靠的。

由以上內容我們不難看出，作為常識科學觀中科學之基礎的事實因受來自知識、經驗、期望及技術等各種因素的影響，而帶有很多的不確定性。大量例證表明，常識科學觀中所認為的作為科學知識基礎的可觀察事實并非像傳統意義上人們所認為的那般可靠，它在本質上依賴于理論，具有一個反復且漫長的獲得過程，同時也是可錯的。

參考文獻

[1] 查爾默斯. 科學究竟是什么[M] 商務印書館 2016.

[2] 黃勇. 科學究竟是什么——讀查爾默斯的一本科學哲學著作[J] 讀書 1983.08