可檢驗性與重復性危機：科學知識是絕對真理嗎？

劉永謀

在技術時代，能躋身于科學事業之中，意味著你的研究工作能得到國家資助、社會支持和公眾信賴。這就是為什么各種偽科學不是科學，卻非要謊稱自己是科學的根本原因。也就是說，科學與非科學的劃分標準，牽扯到背后巨大的利益分配和權力博弈。

究竟什么是科學，什么又是非科學，因為當代科學呈現出的多個維度而變得非常復雜。最基本的維度至少有三個：第一，知識維度，即科學表現為某種系統化的知識；第二，活動維度，即科學表現為某種改變世界面貌的活動；第三，建制維度，即科學表現為某種社會職業、組織機構和社會圈子。

如果將問題限定到知識維度，即僅僅追問“什么樣的知識是科學知識”，問題是不是解決了呢？很遺憾，自20世紀20年代維也納學派提出所謂的正統科學哲學以來，一百年過去了，這個問題仍然是爭論不休，沒有一個大家一致認可的結論。但是，思想家的工作，加深了人們對科學的理解。

一、流行的謬誤

先來看幾種在公眾中流行的科學觀念。

有人認為，研究自然的知識便是自然科學知識。的確，自然科學研究自然現象，不研究超自然的現象，如鬼魂、上帝。即使科學研究人，也是把人作為自然存在的身體來研究的。但是，反過來，是不是研究自然的知識都是科學呢？顯然，這也是有問題的，比如占星術、風水都要研究自然，他們會把自然現象與人和社會的命運比附起來，這些都是被排斥在科學之外的。

舉個風水學的例子。民間傳說在曾國藩出生同一天同一個時辰，他出生的荷葉塘還有另一個男孩出生了。兩個男孩的父母親都抱著孩子去算命。大師看了看曾國藩說，此乃出將入相之命，再看了看第二個孩子說，這孩子日后是個殺豬的。兩家父母大惑不解，出生在同一個地方、同一時辰，又都是男孩，怎么差別這么大呢？大師說，風水不同啊，為何？生于河東殺人萬萬，生于河西殺生萬萬。殺人萬萬是將軍，殺生萬萬是屠夫。你看，風水學又是時間、地點，又是環境條件的，非常講究研究自然因素，但是不屬于科學。對不對？

很多人問：是不是通過做實驗、運用數學而得出結論的學問就是科學知識嗎？現代社會科學，比如經濟學、社會學都有實驗，搞統計、有模型，有的還需要計算機運算，但不屬于自然科學。最近，哲學也出現了實驗哲學的分支，要發問卷，搞計量。大家都想形式上弄得像自然科學一樣，看起來很嚴密精確的樣子。傳播學家波茲曼就說，這是人文社會科學中的“科學羨慕”（science envy），羨慕自然科學有項目有經費，受到大家尊重，因而想模仿自然科學。

人文社會科學即使有實驗和數學，但研究的不是自然界，因而不是自然科學?？晌鞣焦糯惺兰o的煉金術研究的是自然界的問題，而且也有實驗也有數學（現代化學實驗很多基本儀器如試管、燒杯和酒精燈等，都是煉金術士發明的；各種煉金配方都有嚴格的比例和材料用量，用數字標識得清清楚楚），但是，煉金術不是科學。為什么呢？是因為它沒有煉出金子嗎？

還有一些人堅信，正確有用的知識就是科學知識。煉金術沒有煉出金子，說明它不正確。正確的才是科學。什么是正確的呢？正確就是能在實踐中起作用嗎？中國傳統醫學，或稱中國古代醫學，和煉金術的情況有些類似，研究動植物的藥用，研究疾病和臨床診斷，也有實驗，比如神農嘗百草。配不同的藥材讓人吃吃看，根據情況調整用藥，這屬不屬于實驗？至于數學，中醫是有的，還講究君臣佐使，不同的藥有一定的數量講究的。并且，中醫對于人的身體健康，對于疾病康復，多少還是有用的。但是，為什么相當部分的人不認為中醫是科學呢？再者，傳統中醫基本上已經消失了，今天的中醫和中醫院都是中西醫結合，他們都要學習解剖學、細菌學，都要使用西醫的檢驗儀器的。

有用的就是科學嗎？宗教有沒有用？起碼能慰藉人的心靈，這是不是實踐中有用呢？宗教是科學嗎？總之，一些流行的科學觀念是有問題的。

二、可檢驗性

對于科學標準，正統科學哲學給出了影響深遠的經典觀點，它的核心是可檢驗性，即科學知識是可以檢驗的。注意：可檢驗性不等于已經得到檢驗。比如，你提出“火星上有水”，現在人類還不能到火星上去檢驗，但只要人類上了火星就能檢驗這個觀點，因此你的觀點是可檢驗的。而有的觀點比如“上帝是男的”，根本沒有辦法檢驗。

準確地說，科學結論是個別的、具體的命題，可以在可控條件下重復接受檢驗。可檢驗性至少包含三層含義：第一，科學要做實驗——這里講的廣義實驗包括各種形式的觀察——實驗方法是科學的根本方法；第二，科學假說都要接受實驗的檢驗；第三，實驗結果必須可以重復再現，不能重復再現談不上被科學界和社會所認可。例如，某種新冠藥物有沒有療效，要經過多次試驗。一個人用過覺得有效并不能說明問題，其他人用過均有預期療效才能說明問題，這就是可檢驗性。

圍繞可檢驗性標準，科學知識需要達到具體性、經驗性和精確性的要求。

所謂具體性，指的是科學知識是對世界進行分門別類的研究成果，其對象是具體的、特殊的物質運動，一般只提出和解決現實對象的有限問題?？茖W，漢語字面意思是“分科之學”。與之相對，哲學是對世界的宏觀把握，沒有具體而專門的研究對象。

所謂經驗性，指的是科學知識以經驗為出發點和歸宿，來源于經驗，終結于經驗?？茖W不依靠玄想，而是從感官經驗中提出問題，用經驗來檢驗結論?？茖W經驗講的是可以交流、可以溝通的客觀經驗，而不是獨特的個人體驗?？茖W不能以內省法來研究，不能以不可交流的個人感受為判據。所謂內省法，就是自我省察，對自己內心活動的反觀。然后，在倫理學、哲學中有感同身受、推己及人，這些方法在科學中都是不被承認的。你不能因為自己喜歡吃糖，就認定別人也喜歡吃糖，這是不科學的。

所謂精確性，指的是科學知識要系統而清晰，彼此聯系，不矛盾，通常都能用公式、數據、圖表來表示，其誤差限制在一定的范圍內。這實際上是科學知識的形式要求，要運用數學，邏輯嚴密。比如，日常生活中，我們會說“今天好熱”，科學語言則是要說“今天最高氣溫達到了41攝氏度”。

迄今為止，可檢驗性的科學觀已經形成百年，早已成為主流的價值觀念，被大多數人所接受。大家想一想，我們身邊大多數人是不是這么認為的？

三、可重復性危機

進入21世紀，在實際科學活動中，可檢驗性標準遇到制度性的難題，即我所謂的“論文可重復性危機”，即大多數科學論文并沒有被論文作者之外的其他科學家重復檢驗過。

眾所周知，如今全球科學期刊數十萬種，每年發文數百萬，而中國2019年以來論文發表全球第一。如此之多的論文，絕大多數沒有進行重復檢驗，也不可能一一檢驗。為什么？重復檢驗需要資金、場地和人員投入，而這種檢驗不屬于創新研究，不能算作科研成果。所以，誰來出這個錢，誰又愿意重復檢驗呢？

必須承認，在大科學時代，一篇論文只是整個龐大“科研機器”上小小的螺絲釘。大多數論文創新性很小，甚至可以忽略不計，完全不值得浪費資源去檢驗。換個說法，大多數論文的結果不可重復，似乎對科研事業來說“無傷大雅”。

于是，重復檢驗長期付之闕如，結果是很多論文不可重復，這就是當前大科學模式下所謂的“論文可重復性危機”。這在各個學科領域都存在，尤其醫學、生化等“論文大戶”表現得比較突出。2021年，歷時8年的“可重復性項目：癌癥生物學”的研究表明：頂級的癌癥研究論文結果，有一半以上不可重復。

“可重復性危機”究竟意味著什么呢？大多人的目光聚焦于三個問題上：浪費、信任和學術不端。第一，不可重復的實驗也花了錢，不可重復的論文也申請了經費，論文發表、辦期刊也耗費了資金，發表論文不可重復不是嚴重浪費嗎？第二，科研人員花了錢，搞了一堆不能重復的“垃圾”，社會還怎么信任這些人呢？這不是欺騙人民群眾嗎？第三，既然論文結果沒有重復檢驗，“科研混混”可能動 “歪心思”，只要“假”造得好，看起來像是真的數據、真的結果，就能發表，反正之后又沒有人看、沒人管的，發表就是勝利，發表就完成 “研究”了。結果不是滋生學術不端嗎？

類似議論很重要，但沒有抓住問題的根本。在我看來，可重復性危機正在動搖科學事業的根基。如果不制度性地解決可重復性危機，科研將不成其為科研，整個“行當”的存在都會失去合法性。為什么呢？按照經典觀點，可檢驗性是科學知識的根本特征，可檢驗性意味著實驗結果是可以再現的，必須具有可重復性。

如果你的某篇論文結果不可重復，就不能算作真正的科學知識。如果你的論文產出很多，但完全不能重復，雖然在某種形式上像是在搞科研——和大家一樣申請經費、去實驗室、發論文、晉升職稱——但是大家就會質疑你是不是真的在搞科研。如果一群人聚在一起，像模像樣地搞出不少“東西”，但是這些成果大規模、長期性地不可重復，大家當然有理由質疑這個所謂“研究領域”是不是不存在，或者你根本不是在搞科研。

因此，“論文不可重復危機”威脅到科學事業的“生命線”。大規模的論文不可重復的問題，逐漸演變為事關全局的科技體制問題，必須用制度性的方法加以應對，才能保證科學追求真理的本質不變色。換一種說法，擠掉“科研泡沫”，科學事業將更健康。

四、不可證實

“論文不可重復危機”討論的可檢驗性在當代面臨的社會性困境，理論上說可以制度性地解決。而一些思想家對可檢驗性標準本身進行了反思，質疑一個命題可不可能被證實。大家知道，證實指的是某個觀點通過了實驗檢驗。

舉例說，石蕊試紙放入酸性溶液中會變紅，放一次變紅，放兩次變紅，放三次變紅……放一萬次變紅，但放第一萬零一次呢？你能保證它絕對變紅？放在醋酸中變紅，放在鹽酸中變紅，放在硝酸中變紅，可你能保證它放在所有酸中變紅嗎？就算現有的所有酸能讓石蕊試紙變紅，能保證今后新發現一種酸肯定能讓它變紅嗎？

從邏輯上說，必須檢驗所有的情況。但是，這是不可能的，你不可能一輩子都做這個實驗，即使你這樣做，也不能保證別人實驗和你一樣的結果，更不能保證你死之后，實驗結果不會改變。

實驗檢驗以不完全歸納為基礎，也就是說，是以有限的實驗來得出普遍結論的。不完全歸納是可錯的，不能完全證實某個命題。

要證實“地球重力加速度約為9.8米/秒”，從理論上說要對地球上所有地點的重力加速度進行測量；并且，即使對地球上任何一點的重力加速度都進行了測量，也不能保證今后重力加速度會不會變化。在實踐上，這一命題是不可能被證實的。在有些地方比如沈陽的“怪坡”，重力異常，汽車溜車不是下坡，而是上坡。

從實際的科學史看，很多開始被所謂“證實”的理論，比如，熱素說、以太說等，后來又被證偽。

早在柏拉圖、亞里士多德的時代，希臘人就認為以太是水汽火土之外、組成宇宙的“第五種元素”，還形成了專門的以太學，到了20世紀初邁克爾遜-莫雷實驗才否定了以太的存在。

熱素說是早期的一種熱力學理論，認為熱是某種可以流動的元素。一個物體熱素多，它的溫度就高，反之就溫度低。在一段時期中，熱素說得到物理學家的認可，熱力學第二定律“熱從高溫物體流向低溫物體”以及潛熱、比熱等諸多熱力學概念，都是在熱素說指導下提出來的。后來，有人用車床鏜炮筒的時候，發現炮筒發熱很厲害，甚至能把里面的水燒開，證明了熱是一種運動。大家知道，現在我們認為熱是原子、分子的運動，運動的平均速度越高，溫度就越高。

而且，如果嚴格執行證實原則，很多公認的科學知識將被排斥在科學之外。比如，相對論提出之后，只有很少的幾個實驗證據。

并且，從長時間軸看，所有的理論都將被證偽，被新的理論取代，包括愛因斯坦的理論。也就是說，從絕對意義上說，所有的理論都是假說，最后都可能被證明有這樣那樣的問題，也就是說，絕對證實的理論是不存在的。

因此，后來邏輯實證主義修改了證實原則，改為確證原則，也就是說，一勞永逸的證實是不可能的，證實是一個隨著被驗證事例增加而逐漸增強的確證過程。被驗證的次數越多，確證度就越高。后來，還有人提出確證實際是為真的概率問題，確證度越高，理論為真的概率越高。有人質疑說，一個觀點要么對，要么錯，“更可能為真”的說法不明所以。

五、不可證偽

波普反證實而行之，提出證偽主義。從邏輯上看，要否定命題“重力加速度約為9.8米/秒”似乎很容易，只要測量到一個點的重力加速度不是9.8米/秒就可以。于是，波普提出了著名的經驗證偽原則，即只有可能被證偽的命題才是科學命題。比如，命題“上帝是男的”，不是因為無法證實，而是因為無法被否定，所以是無意義的非科學命題。

乍一看，波普的想法挺好：我證實不了“天鵝都是白的”，不可能把所有天鵝抓住來看，但我可以證明它是錯的，我只需要抓到一只黑天鵝就可以駁倒“天鵝都是白的”這一命題了。

然而，結論錯誤并不能肯定某個前提性觀點肯定錯誤，在邏輯學上叫作否定后件謬誤。比如，來看如下推理過程：

人都是要死的，

蘇格拉底是人，

所以，蘇格拉底會死。

假設蘇格拉底被發現是常生不死的，是否證明了“人都是要死的”是錯誤的呢？沒有。錯誤的可能不是“人都是要死的”，而是“蘇格拉底是人”——如果蘇格拉底沒有死，可能不是“人都是要死的”錯了，而是因為蘇格拉底不是人，是不死的神。也就是說，一個推理是有輔助命題的，上面推理的輔助命題是“蘇格拉底是人”，當結論被否證的時候，錯誤的可能不是待檢驗命題，而是輔助命題。

伊雷姆·拉卡托斯發現，許多科學史案例說明證偽沒有那么簡單。比如，著名的水星進動的例子。

在發現天王星、海王星的過程中，牛頓力學發揮了巨大的威力。運用萬有引力定理和行星運動三大定律，人們可以預測出行星的軌道。當行星軌道與計算軌道不符合時，就假設有一顆沒有發現的行星在干擾正常軌道。并且，按照牛頓力學理論，可以推算出未知行星的軌道。接著，天文觀測又發現新的行星，天王星和海王星就是這樣被發現的。

科學家很早就發現，水星的運行軌道不符合牛頓力學測算出來的軌道。但是，科學家并沒有因為這個反例否定牛頓力學，而是認為水星軌道異常是因為水星附近還有其他沒有被觀測到的天體干擾了它，甚至有人將之命名為“火神星”——這就是典型的認為錯誤在于輔助條件，而不是待檢驗命題。于是，科學家們開始努力尋找假設的干擾天體。起初，大家認為是望遠鏡倍數不夠，就不斷改進望遠鏡。后來，望遠鏡改進以后，沒有找到干擾天體，又假設干擾的不是一顆大的行星，而是很多小行星。再后來，還是沒有找到小行星，又假設干擾的是星云而不是小行星。直到今天，科學家們都沒有找到假設的干擾天體?？傊?，牛頓力學并沒有因為水星進動反例被駁倒。

最后，直到愛因斯坦提出相對論以后，水星軌道異常才得到新的解釋。也就是說，實際上是相對論而不是某個實驗否定了牛頓力學關于水星進動問題的解釋。

六、歷史標準

那么，科學命題既不能證實，也不能證偽，那還有標準嗎？歷史主義者提出，科學標準是歷史的，不同時期、不同的范圍、不同的學科有不同標準。比如，牛頓時代的標準不同于愛因斯坦時代的范式。如果理論合乎某個時代的主流標準，就被認為是科學。

進一步追問，主流的標準是什么？顯然，要由科學家組成的科學共同體尤其是其中的科學權威來判別。諾獎獲得者、院士們對此有更大的發言權。如此一來，這就走向所謂的約定論，即科學是某一群科學家約定好的共識。很多民間科學家認為，為什么我的研究一定要發表在你們說的SCI雜志上，才能算科學成果呢？而那些雜志被你們把持了，不允許不同的意見刊登，據此將我打壓為民間科學家。

類似觀點再繼續發展下去，就會走向極端，就會認為科學沒有標準。費耶阿本德就認為，科學與非科學沒有什么界限，科學在本質上與巫術、小說等其他文化形式沒有什么不同。顯然，他的觀點太極端，不符合科學發展的真實狀況。科學與非科學存在著差別，不過科學標準厘清很難，科學可檢驗性遠比之前大家以為的要復雜。

七、事實基礎

可檢驗性用什么檢驗科學理論？用科學事實。有思想家質疑說，科學事實不能作為法官，來決定理論的命運。

首先，科學事實可以分為事實1、事實2。所謂事實1，指的是客體和儀器相互作用結果的表征，如觀測儀器上所記錄和顯示的數字、圖像等。它與客體的本性有關，也與認識條件有關。所謂事實2，指的是對觀察實驗所得結果的陳述和判斷。

科學中所講的科學事實，實際指的是事實2，它既與客體的本性、儀器的性能有關，也與人用以描述事實的概念系統有關。比如，從天文望遠鏡中看到一個白點快速地移動，觀測報告描述的是“一顆彗星”。前者就是現象本身，后者是對現象的文字描述。顯然，對于同一個事實描述可能會很不同，文字可能會出現偏差。當然，因此科學發明了精確的科學語言，但是這種偏差多少還是存在的。

更重要的是，“一顆彗星”的說法，實際上意味著記錄著相信某種彗星理論。如果他迷信的話，可能寫下“一顆掃把星”。也就是說，實驗報告背后其實隱藏著記錄者信奉的理論，信奉不同理論的人寫的實驗報告不同。這里出現了一個重要問題，有沒有純粹客觀的科學事實？就是說不受人為因素干擾的、人人觀察都能看到相同現象的“中性觀察”。

格式塔心理學的研究表明：人的認知活動是有框架的，即在某種格式塔指導下進行的。面對同樣的東西，不同格式塔的人會看到不同的東西。因此，“觀察滲透理論”的理論認為，不存在純粹客觀的、中性的觀察，人人在觀察之前都有一定的框架，都是在一定的理論指導之下來觀察的。比如說，對于相信日心說和相信地心說的人來說，看到太陽升落，一個得出的結論是地球在轉，另一個得出的結論是太陽在轉。

“觀察滲透理論”更合乎實際。為什么呢？第一，觀察不僅是有選擇地接受信息的過程，同時也是有意識、有目的地加工信息的過程。第二，觀察陳述總是用科學語言表述出來的，而科學語言總與特定的科學理論聯系著。第三，理論在觀察中起著定向或導向作用，引導觀察者有選擇地接受客體信息，又起著加工改造作用，幫助觀察者理解觀察到的是什么。

那么，如果科學事實都是有先入之見的，是理論決定的，它如何能判決理論是否正確呢？這種判決豈不是理論判決理論？如果是這樣，被判決的只能是第二個理論與第一個理論是否一致，而不能驗證它對不對。

八、結論

上述分析之后，關于科學標準，我們能得出什么結論呢？

第一，科學知識的標準是個極其復雜的問題，并不能得到某種簡單的、一勞永逸的回答。

第二，科學知識并非準確無誤的絕對真理。絕對真理的存在是形而上學的命題，也就是說，它是一種理想的東西。馬克思主義哲學認為，真理是相對真理和絕對真理的統一，我們在實踐中不斷逼近絕對真理，但任何具體的真理都有其相對性。

第三，雖然如此，自然科學知識仍然是目前人類獲知的形式上最嚴密的知識。顯然，相比于其他學科，尤其是人文學科，它已經非常嚴密，反映出人類理智能達到的高度。大家想一想，人文科學、社會科學能經得起思想家類似的拷問嗎？顯然不能。

總之，若以理性為標準，自然科學知識已經是人類能獲致的理性知識的極限。它的不完美、不絕對，根源在于人本身尤其是人的認知能力的不完美、不絕對。反過來說，如果有人告訴你，他掌握了絕對真理，他要么是傻子，要么是別有用心。