科学知识 高涌泉 2002/7/9 「予岂好辩哉，予不得已也」是我现在写这篇文章的心情。原因是在这里我 要来谈论科学的本质，更明确一点讲，也就是科学知识的意义。这个比较硬的话 题对很多人来说有些无聊，已经是清清楚楚的东西，再去谈它没什麽意思。但是 依我的经验，还是有不少人，例如特异功能论者，甚或教育人士与文化评论者， 对於这个基本问题依然认识不足。所以我不得已在这里再谈一遍。讨论这个问题 本来没有特定的时空限制，我选择今天来谈有个近因，那就是《高级迷信》这一 本书的翻译刚刚在台湾上市，相当引人注意。这本书颇有意思，很敢理直气壮地 指责某些人抹黑科学。但如想中肯地解读《高级迷信》，不只是盲目地被作者牵 着走，最好先能正确地理解科学知识的意义。 《高级迷信》一书出版於1994年，作者是生化学家格罗斯(Paul Gross)与数 学家李维 (Norman Levitt)。这本书在美国公开引发了「科学战争」，到今天烟 硝味还未完全散掉。战争双方大致上是科学家对上怀抱後现代解构思想的社会学 家、女性主义者与文化评论者。以哲学立场来分科学家这一边，大体上属实在论 者(realist)，另一边则可算是相对主义者(relativist)。 双方主要的争执之一 是到底科学知识是绝对的还是相对的？是否仅是科学家(特别是欧裔男性科学家) 间政治协商的结果？战争双方都认为对方受限於自身的利益与意识型态，不能看 穿迷雾，因而无法接受其实非常清楚明白的正确答案。 从大角度看，「科学战争」是「文化战争」的一环。那场更早的「战役」结 果是「欧洲白人文化」再也无法唯我独尊(起码在美国校园中)，只能身列多元文 化之一元而已。譬如我们都知道，莎士比亚固然好，曹雪芹也不差。不过科学终 究与文学不同吧？牛顿毕竟强过亚里斯多德，而爱因斯坦又要强过牛顿，不是吗 ？科学似乎总是在进步，会一步步逼近「真理」。可是很显然有人不接受这种单 纯的科学进步观，否则战争也打不起来了。 哲学家孔恩(Thomas Kuhn)是近代质疑科学进步观的关键人物。他在1962年 出版的《科学革命的结构》(The Structure of Scientific Revolution)被誉为 二十世纪科学哲学最重要的着作，是哲学、社会科学、心理学的学生必读之书。 相对主义者几乎都会引《结构》为权威，认为孔恩已经「证明」了科学理论无所 谓进步可言，只是一套套流行的理论不停地替代而已。孔恩自己却完全不能接受 他人对於《结构》如此的诠释。这实在很奇怪，有点像马克思自认不是马克思主 义者。不过一般论者还是认为《结构》的推论会导致相对主义。 孔恩的学说有几个重点：其一是常态科学(normal science)的概念，在这个 阶段，科学家有共同的语言与高度的共识，对於什麽是重要而且可以解决的问题 看法相同。他们共享一套完备的理论，或称典范(paradigm)，科学工作主要就是 以这套理论来解自然之谜。但是每一套典范总有技穷之时，总会碰到它无法处理 的现象。这时科学家就要从头开始，重新拼凑出一个新典范，以解决先前无能为 力的问题，这个阶段就是科学革命。革命过後新典范提供了新的共同语言与观点 ，又再次回复到常态科学阶段。所以科学的进展就是在於常态科学之间的替代。 以物理学为例，牛顿力学为一典范，相对论是另一典范。孔恩认为新的常态科学 较之於旧，的确更具解谜能力。这种强调典范更替，也就是科学革命的观点已与 传统看法有别，却还不是孔恩最刺激的看法。更重要的是孔恩认为典范之间是不 可共量(incommeasurable)的。 也就是说不同典范中看事物的观点有全面性的更 换，以心理学名词来说，典范更替是一种「盖士塔(Gestalt)变换」 ，就好比同 样的线条，有人看到了一位老巫婆，有人则看到了一位贵妇人。在一典范中视若 无睹的现象，於另一典范中可能位居核心地位。相同的词汇在不同典范里也有截 然不同的涵义，例如质量一词在牛顿力学与相对论中意义完全不同。这些不同的 世界观无所谓高下可言，所以孔恩会说：「以解谜工具而言，牛顿力学改进了亚 里斯多德力学，而爱因斯坦又改进了牛顿力学。但是我看不出这些理论之间的更 替，从本体论的发展(ontological development)而言，有个条理连贯的方向。 ……虽然可以理解有人会想要把这样的立场描述成是相对主义，但我认为这是错 的。反过来说，就算这样的立场是相对主义，我也看不出在解释科学的本质与发 展上，相对主义有什麽欠缺。」所以传统意义下的「真理」不会出现在孔恩的学 说里。 科学的演变在孔恩的学说里不再是缓慢的、累积的，而是断裂的。在某些圈子 里，这种说法已成定论，而且还进一步认定科学没有「进展」可言。这样的看法 ，固然有其道理与魅力，但仍有些盲点。由於孔恩本人是理论物理博士，所以《 结构》所举的例子多以物理学为主。但是其它领域把孔恩的学说套上去就不见得 很合身。即便是物理学中常态科学与革命时期的分野也未必十分清楚。但最大的 盲点在於过份强调理论的「认知」(主观感受)问题，而轻忽了科学的实质内容， 也就是数学(逻辑推理)与实证(实验)。反省科学客观性的来源，很明显的就是数 学与实证。如果没有掌握这一点，就会过度地扭曲孔恩学说，解读出连孔恩自己 都否认的相对主义。 物理大师费曼长孔恩四岁，两人皆出身於美国长春藤名校物理系( 费曼，普 林斯敦；孔恩，哈佛) ，也都对学问贯注最高的热情。虽然同为学术巨人，由於 领域与性情的差异，两人大约从未相识。费曼说话一向直来直往，不模棱两可， 这是他魅力的来源。费曼对於科学的本质有自己的一套看法。例如他的《一切的 意义》(The Meaning of It All)一书(台湾译为《这个不科学的年代》，天下文 化出版 )第一章开始就在强调科学的「不确定性」。费曼说科学所能处理的问题 在意义上，都仅限於「如果我怎麽做，後果将会如何？」这一类型的问题。就是 因为我们不知道後果如何，才要去研究一番，也才有科学活动。一直到答案出现 之前，我们都不能怀抱「确定」的心情。 科学答案的判准在於实验(或观测)。如果实验结果与理论推测不符，理论就 是错的。(有时候，反倒是实验错了，冤枉了理论。费曼没有更进一步细致地讨论 这种特殊的情况，因为这与他想表达的主旨无关。)如果实验证实了理论，我们还 是不能宣判理论为「真理」，因为或许当实验的精密度提高了，理论的缺失才会 显现出来。所以每一个科学定律头上都悬着一把剑，只要一旦发现了新现象，剑 都可能落下，杀掉定律。费曼在《这个不科学的年代》书中举了个例子：人们曾 经相信一个物体的重量与它的运动状况无关。比如说，我们测量一个转动陀螺的 重量，等陀螺停下来，再量一次，结果两者一样重。可是如果我们可以改进测量 技术，例如精准到十亿分之一，就可发现，旋转的陀螺会比较重一点。因而原先 重量不变的假设就要受到修正。每一次我们修改了旧定律，科学就往前进了一步。 比较大的变更，就有人会称之为「科学革命」。 我曾经被不少信仰特异功能(例如隔瓶取物)的人士责问，为什麽这样固执， 不肯相信那些对他们来说，非常真实的现象。他们显然都很清楚任何科学定律均 可能「朝不保夕」，历史上例子太多了。以特异功能来推翻科学定律有什麽不对 吗？其实他们对於「科学的不确定性」只知其一，不知其二。固然任何一项科学 知识都可能出错，需要修正，但是出错的机率有大小可言。有些知识被修正的机 会或许大一些，有些则是非常小。只谈论修正(推翻)科学知识之可能而不谈论其 机率大小，就没有捉住科学知识的意义。费曼说：「今天我们称之为科学知识的 东西是一堆我们不能确定的叙述，只不过不确定的程度不一。其中有些我们很没 有把握，有些则几乎敢肯定是对的，但是没有任何一项是可以绝对确定的。」哪 一些科学知识我们「几乎敢肯定是对的」呢？例子很容易举：原子论、能量守恒 、动量守恒等。大家在课本上学到的科学知识多半是我们几乎可以确定的。 另一种看待「不确定性」的方式是认清每一项科学叙述都有其适用范围，有 些范围大，有些小。例如牛顿力学在微观世界就不适用，物体速度太大时也不适 用。但除此之外，牛顿力学是个非常棒的理论，它可以精准地描述一般尺度的众 多物理现象。有时会听到人们说，牛顿力学被相对论推翻了，是个错误的理论。 这样的说法太过粗糙，我从不这麽讲。 假如我们听说有人能够隔瓶取物，亦即将物体，例如药丸，放在瓶子里头， 把瓶口封起来，拿在手里摇晃，就可以把药丸摇出来。从科学的角度我们可以如 何看待呢？ 首先，如果这是真的，则能量守恒定律就有漏洞了。因为瓶壁构成一种极大 的位能障碍，摇晃的药丸没有足够的动能可以克服此位能障碍(即打破瓶子)，除 非药丸可以无缘无故地违逆能量守恒，以我们不理解的方式穿壁而过。目前已知 只有微观的物体，例如电子，才可能如此，但是机率极低。对於巨观物体，如药 丸，能量守恒还没有出错过。所以我们得面临一个选择，或者能量不守恒，或者 「隔瓶取物」只是一项魔术表演，不是一件「真实」事件。因为能量守恒经历了 无数的考验，合理的推测应该是「隔瓶取物」为魔术表演的机率近乎於一。假设 隔瓶取物为真，明确地否定了我们的推测，科学就有了重要的新发现，又向前推 进一大步。可惜至目前为止，能量守恒律还是屹立不摇。其它的特异功能现象， 包括被不少人看好的手掌识字，也都与我们相当有信心的科学定律有冲突( 否则 也不会被认定是「特异」功能)。同样地，成立的机率也非常低。(有人在见证特 异功能表演时，因为看不出魔术的手法，所以就相信其为真。不要忘了，成功的 魔术本来就是要你看不出其手法的。) 我们要学习科学，原因之一就是这些知识能够让我们在面对每一个现象时有 个判断的依据。我们固然随时得有迎接意外的准备，但是也应该合理地尊重科学 知识，否则盲目地追求「革命」，只有浪费时间与资源而已。所谓怀抱开放的心 胸绝对不等於把前人累积的知识抛弃在一边。这里有些分寸颇不易拿捏，科学教 育的困难也就在此。 可靠与不可靠的科学知识有没有明确的分野呢？大致上可以这麽看。较可靠 的知识，实验(或观测)与理论推算(论)配合的非常紧密，而且相当多不同的现象 也可以在理论中连接起来。依经验，这种科学知识较不受社会文化因素的左右。 合理地看，说这些知识有「普适性」(universality)也不为过。当然依费曼的态 度，还是要提防万一我们信心过度，自己不自觉地限制了自己。 E=MC^2是不是真理？依孔恩的「典范」与「不可共量」说，任何科学知识只 有放在特定典范中才有意义，所以他应会答说不是。而费曼又会怎麽讲呢？他根 本不会在乎这种有哲学意味的「非问题」，对他来说，E=MC^2到目前也还没出错 过，所以大概是对的。不过他不会接受所谓「典范」之间的「不可共量性」有孔 恩所想的那麽严重。费曼一再强调科学依赖数学与实验，这两者相辅相成所累积 出来的科学知识往往超越直观认知的范畴。有数学推论为後盾的「盖士塔转换」 不但不会成为沟通的障碍，反而提供学者多元想像的跳板。以孔恩与费曼为座标 ，有人比孔恩更「左」，根本不承认科学知识与其他知识相比有任何不一样之处 ，全都是由人类在特定的文化社会时空下建构出来的。反之，也有很多科学家比 费曼更「右」，认定他们的科学定律，不但放诸四海皆准，即使在宇宙的另一端 其形式也还是一模一样(也就是说高等外星文化中也必然有量子力学与马克士威尔 方程式)。 科学的确是人类建构出来的，这个看法大概不需质疑。但采极端「社会建构 论」者，相信不同文化，社会都有其自己独特的科学。而且科学知识的形成不受 任何「客观事实」的约束，纯然是政治力运作的结果。这种不承认普适性的相对 主义式见解，不能说没有些微的道理，但却是见树不见林，完全没有掌握住近代 科学的内涵，无知地低估数学与实验的「客观性」(起码在宇宙中地球这个角落) 。他们不知道想要以人的意志(政治力)去更动数学或实验的结论，而不出现问题 与矛盾，是极端困难的事。 《高级迷信》的作者，格罗斯与李维，攻击的主要目标就是极端的「社会建 构论」。两位作者首先告诉我们，怀抱这种荒唐看法的学界人士还算不少，其中 很多也是美国校园中的明星教授。一般来讲，他们在政治光谱上位属「左派」， 怀有「後现代」文化品味。一位自认是「老左派」的纽约大学教授索卡 (Alan Sokal)看了《高级迷信》，决定测试一下美国人文学界里是否真有如格罗 斯与李维描述的那样离谱的一群人。索卡本人(又！)是理论物理学家。在1995年 他模仿後现代文体，大量使用艰深的专业术语，胡诌了一篇玩笑「论文」，用了 个有模有样的题目「逾越边界：迈向量子重力论的一个转换诠释学」(Transgre ssing the Boundaries: Toward a Transformative Hermeneutics of Quantum Gravity)，投稿到《社会文本》(Social Text)这个後现代文化研究杂志，结果 就登出来了。索卡立即公开宣布这是一个玩笑测试，让《社会文本》的编辑非常 难堪。两边当然结下不能善了的梁子。索卡却又「乘胜追击」，与一位比利时物 理学家合作写了《学术的骗局》(Fashionable Nonsense，台湾译为《知识的骗 局》)一书，针对法国後现代文化评论家在着作中乱套用他们自己根本就不了解 的艰深科学词汇，这一种浮夸的「坏习惯」，大加挞伐。这样一来，战场又拉大 了。美国及欧洲学界很多人都卷入了这场牵连甚广的口角。知名人士如德希达 (J.Derrida)、拉图(B.Latour)、那格尔(T.Nagel)、道金斯(R.Dawkins)、万伯 革(S.Weinberg)等皆主动或被动地也得各自选边站。一时非常热闹，很有看头。 就像其他的公开论战一样，双方当然都宣称对方扭曲了自己的论点。大致上 ，科学家颇有得理不饶人的架式，社会建构论者只能防卫。不过科学家终究没有 作细腻哲学分析的本事，所以论点还是让人觉得有所不足。以解析争端为业的哲 学家，当然不会放过表现的机会。例如海金(I.Hacking)在1999年出了一本 《什 麽的社会建构？》(The Social Construction of What？)不令人意外地指出如果 仔细厘清「建构」的意义，双方都有对也有错的部分。不过海金的这种「客观」 立场，无可避免地随伴着暧昧性，因而给了一些书评有主观地将海金解读成站在 某一阵营讲话的空间。 科学(加上技术)已是现代社会中享有高度权威的一种建制(institution)。我 猜测部分的左派借用社会建构论来攻击科学，有一个可以同情的动机，就是如果 能将科学知识的「真理性」解构掉，科学就失去权威，则所谓的「科学霸权」也 就跟着无所立足了。 科学家在现代社会以「真理」代言人自居，一方面是真诚(天真？)的信念，一 方面是扞卫自己的利益。他们颇有本事，能够说服社会，相信追求新的「科学知识」 是非常重要而且有意义的事。问题在於「科学知识」相当昂贵。社会大众如何能有把 握科学家不会胡搞，浪费掉资源於其实不是太有意义的科学研究上？尤其是一般人没 有足够的专业知识，怎麽和「科学霸权」周旋？怎麽下判断呢？费曼说科学没法子 回答「应不应该」的问题。科学好不好？科学何价？这些大哉问我们真不知道该如 何看待。可以确定的是这些问题不是「社会建构论」可以应付的。 关於科学，爱因斯坦有几句话在今天仍是很值得回味。其一，「在漫长的一 生，我学到了一件事：一切科学，和现实相较可说是既原始又幼稚，但它却是我 们所拥有最珍贵的东西。」其二，「真是奇怪，科学在以前似乎於人无害，竟然 演化成令人战栗的恶梦。」其三，「要改善世界的状况不能仅仅依赖科学知识， 而是要实践人类的传统与理想。」 （本文转载自《中央日报》） -- 　　　　　　　　　逻辑无助於科学。 　　　　　　　　　　　　　　法兰西斯‧培根 --

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