论科学理论的选择

　
【原文出处】上海师范大学学报：社科版
【原刊期号】199803
【原刊页号】137～141
【分 类 号】B2
【分 类 名】科学技术哲学
【复印期号】199812
【 作 者】何云峰
【作者简介】何云峰　作者系上海师大法商学院副教授　邮编：200234

　　在科学发展史上，人们经常面临着对几种竞争理论加以选择的问题。当有几种理论同时并存，并都能相同地解释同一客观现象的时候，人们只能选择性地接受其中一种理论。那么，人们选择性地接受的标准是什么？这种选择对科学理论自身的发展有何意义？如此等等。
　　　　　　一、科学理论的选择是必然的
　　大家知道，理论的真理性（不矛盾性）往往首先要在目前的实验材料中得到检验。这时，常常会出现几种真理度相等的理论并存，相互竞争。尽管它们所经受的检验不同，有的只是同已有的事实和正确的理论不相矛盾；有的已经过一定程序的实践检验；还有的可能只是通过了实验室的验证。但不管怎样，它们都可暂时地被视作能同等正确地解释、说明同样的现象或事实“场”。在这种情况下，我们不得不从中进行选择，从而接受或采用其中一种理论。
　　这种选择是必需的。虽然我们可以用等待实践检验的办法来最终决定选择什么样的理论，但这并不否定理论选择的必要性。因为如几个理论同时并存，我们首先要决定选择哪一种理论去受检验；即使只有唯一的一种理论，我们也要首先进行可行性分析，然后再拿它去经受检验。而且，理论选择对实践检验有着重要的补充作用。因为一方面，如果实践检验是一个很长的过程，或者经过新的实践检验之后仍有几个相互竞争的理论，这样不断地等待下去，永远无法作出选择。
　　另一方面，实践检验是实践过程完成之后的事情。为了检验理论正确与否及其正确的程度，就必须将它纳入实践中去，根据实践结果的成败来予以衡量。但是，在这种情况下，我们会面临着一个很大的难题：既然从已有的事实和理论论证来看几种理论都具有相同的解释力，那么我们应该拿那一个竞争理论到实践中去使用和接受检验呢？显然，我们只有三条路可走：(1)盲目地随意从相互竞争的理论中选择一个理论交给实践去裁决；(2)让每一个竞争理论都分别地受检验，再作出选择；(3)根据某种第二性特征从中选择最令人喜欢的理论，有目的地去检验它。第一条路是盲目的选择，很容易遭受挫折和失败；第二条路会浪费许多人力和物力，使选择过程大大复杂化，走许多弯路。因此，前两条皆不可取。只有第三条路是可行的。因为这种选择的目的性很明确，它根据与理论的真理性紧密联系的第二性特征（理论本身客观地具有的属性）进行选择，这就避免了盲目性。只要这个第二性标准恰当，必然有助于（有更大的几率）最终捕捉到真理度更高的知识。
　　在科学史上，随处可见这种选择的实例。如人们不得不在托勒密学说与哥白尼学说之间、光的波动与微粒说之间、关于生物的灾变论与进化论之间、在牛顿的经典引力理论与爱因斯坦的相对论引力理论之间作出恰当的选择。这表明在科学理论的发展和替代中，选择和被选择的是不可避免的。这是一种客观的事实。
　　实际上，选择的问题不仅出现在理论水平上，而且在经验水平以及整个思维过程中都存在。在理论水平上，主要表现为对形成的理论或假说加以选择。在经验水平上，表现为对概括局部领域的经验材料的规律加以选择。比如相对于给定组的经验事实既可以用代数形式——多项式，又可以用几何形式——平面曲线来表示。但同样的材料还可以用无组织的大量的多项式以及各种曲线来表示，这就需要按照真理性以外的其他标准来选择更好的表达式。正如英国著名物理学家N·R·坎贝尔(1880——1949)所认为的，“数学理论的提出不只是实验定律的外推。理论家必须在可供选择的数学关系中进行选择，这些可供选择的数学关系既蕴涵着定律，又呈现出与定律有某种类似的数学形式”。（注：J.洛西：《科学哲学历史导论》，华中工学院出版社，1982年版，第144-145页。）仅就对经验材料的数学概括来看，任何人都会同意一次代数方程要比二次或三次方程简单，初等数学比微积分要简单，欧几里得几何比非欧几里几何更简单。因此，当它们都被用来概括事实时，显然人们会先选择一次代数方程的数学表达式。
　　在科学认识活动中，不同的主体（科学家）由于不同的认识方法、角度，往往会对同一现象得出不同的结论，提出不同的理论模型（或假说）。这在客观上使各种理论之间会不可避免地出现竞争。因此，也必然会出现如何对这些竞争理论加以选择的问题。
　　　　　　二、科学理论的选择标准
　　那么，人们是按照什么样的标准对理论进行选择的呢？
　　综观理论选择的历史，人们的选择标准往往不是唯一的，而是一个复杂的多重标准共存的体系。我们把这种选择标准划分为两大类：第一性的标准和第二性的标准。这是就人们在选择的考虑的先后次序而言的。
　　所谓理论选择的第一性标准是指选择时首先予以考虑的标准，它是最根本、最主要的标准。理论作为一种系统化的理性认识，它必须正确地反映客观事实，相对精确地复制客观对象，才能成为有效的理论。因此，真理性或精确性是理论的第一性要求。人们在选择理论时，也会首先考察理论是否精确。简单地说来，理论的真理性是理论与对象相符合的程度。它具体地表现为两个方面：一是它必须同已有的观察材料或科学事实相符合；二是它必须同已有的被证明为正确的理论不相矛盾。
　　然而，理论的这种不矛盾性是很容易满足的，即使有某个理论不能很好地与经验事实相符合，甚至完全不相符合，但也可以用引进新的特别假定(ad hoc)等“修复”方法实现这种符合一致。例如托勒密体系就可以用增加本轮和均轮数目的方式使理论与当时的观察材料保持一致，在这一点上，它跟哥白尼体系是等价的。而哥白尼学说在其建立时，它的精确性并不比托勒密学说好多少。但是，人们却接受了哥白尼学说，如果仅用真理性标准是无法说明这一选择现象的。
　　同样，爱因斯坦的引力理论在它提出之时在经验方面跟经典引力理论实际上也是等价的。但是，爱因斯坦引力理论能够很自然地解释两个新的天文事实，即水星近日点运动和太阳引力场内光线偏转现象，而经典引力理论要解释这些事实，却必须特别地引进新的假定。人们最后选择了爱因斯坦的引力理论。这一选择也非“符合事实”标准所能说明。
　　大量的事实证明，任何理论都不能仅仅用更高的真理性（理论的不矛盾性）在竞争中取胜。换言之，真理性标准是第一性的，最为根本的，但却不是充分的标准。正如库恩所指出的：“先说精确性……归根到底它表明在所有的准则中最有决定作用……但是不幸，理论不可能总是按照精确性加以辨明。例如哥白尼系统起初一点也不比托勒密系统更精确，直到哥白尼逝世六十多年以后，开普勒彻底改进这一系统为止。如果开普勒或者别的什么人没有找到选择日心说天文学的其他理由，精确性可能永远也得不到改进，哥白尼的工作也可能已被忘却”（注：T.S.库恩：《必要的张力》，福建人民出版社，1981年版，第316-317页。）。“因此，不管精确性多么重要，它本身很少甚至根本不是理论选择的充分准则”。这也就是说，我们不能单凭真理性标准去对科学理论进行选择。除了真理性之外，我们还需要其他某些第二性的标准。
　　所谓理论选择的第二性标准，就是在满足真理性要求的前提下各种辅助性的选择标准。换言之，如果几种理论同时是针对某一现象而建立的，我们就会首先看其中哪些理论更精确。如果在经过这一标准筛选后仍然有几种理论同时具有相同的精确性，于是我们便采用其他一些辅助性的标准来进行选择。这些辅助性的标准由于主要是在满足真理性要求的情况下所使用的，故称之为第二性的选择标准。
　　理论选择的第二性标准跟真理性一样，仍然是以理论自身所具有的某种属性为基础的。由于理论的属性是多方面的，因而这种第二性标准也有许多方面。其中最为重要的是理论的简单性。所谓理论的简单性，也就是理论自身在逻辑结构上的简洁紧密程度、理论体系本身的优美程度、概括程度和向新事实推广、提供解释的程度等。“当然真理性标准不起作用的时候，简单性标准往往会具有决定性的意义”。（注：何云峰：《简单性原则》，人民出版社，1989年版，第145页。）当然，这不是说当人们选择更加精确的理论时，就不注意理论的简单性，而是说在两种情况下注意的重点不一样。当人们主要采用真理性标准进行选择时，简单性就处于次要地位；当人们发现理论的真理性相同时，简单性就非常关键了。
　　正如弗兰克所说的：“新的理论要是不具有一定程度的简单性和美观，也决不会被接受”。科学理论的发展要求对人们的思维结果进行选择，而选择过程本身的特殊性决定着需要象简单性这样的第二性标准。“对于一种理论的接受，总是在‘符合事实’和‘简单性’这两个要求之间折衷的结果”。（注：P.弗兰克：《科学的哲学》，上海人民出版社，1985年版，第50页。）
　　库恩在描述理论的基本特征时，指出：“一种好的科学理论有些什么特征？……第一，理论应当精确：就是说，在这一理论的范围内从理论导出的结论表明同现有观察实验的结果相符。第二，理论应当一致，不仅内部自我一致，而且与现有适合自然界一定方面的公认理论相一致。第三，应有广阔视野：特别是，一种理论的结论应远远超出于它最初所要解释的特殊观察、定律或分支理论。第四，与此密切联系，理论应当简单，给现象以秩序，否则现象就成了各自孤立的、一团混乱的。第五……理论应当产生大量的研究成果：就是说，应揭示新的现象或已知现象之间的前所未知的关系。这五个特征——精确性、一致性、广泛性、简单性和有效性——都是评价一种理论是否充分的标准”。（注：P.弗兰克：《科学的哲学》，上海人民出版社，1985年版，第369页。）库恩这种观点非常深刻。其中，他所说的精确性和一致性实际上是理论的真理性要求。而广泛性可看作是理论的普遍性；简单性是理论的抽象概括性；有效性相当于理论的预见性或可扩张性。在广义上，后三者都属于理论的简单性要求，是理论的第二性特征。两方面结合起来，就是说，理论必须既满足第一性即真理性的要求，又要满足第二性即简单性的要求。只有这样，理论才成其为理论。所以，它们都是理论选择的重要标准。
　　在科学理论的选择中，第一性的标准和第二性的标准是相辅相成的。一方面它们的地位是不容颠倒的，真理性永远是最高的，处于首位的要求，简单性等第二性标准必须从属于真理性。如果理论不能解释现象，概括事实，它就不可能存在下去。而简单性等第二性标准总是在真理性标准得到满足的前提下，才能发挥作用。人们在选择理论时，总是在真理性相同的情况下，才利用各种第二性标准去作决定。另一方面，理论选择的第一性和第二性标准互相依赖。如果仅用真理性作为唯一的标准，那么经验材料本身则更加符合事实的原貌，还要进行理论概括干什么？因此，理论不仅要正确，而且必须具有概括性、预见性等等。
　　必须指出的是，理论的第二性特征是多方面的，简单性（概括性、普遍性、预见性的总称）仅仅是其中最为重要的方面。它还包括其他许多内容：如实用性、可诠释性等等。这些第二性特征也会在理论选择中起作用。例如，在真理性和简单性相同的情况下，人们会选择更加有实用价值的理论。由于篇幅所限，在这里，我们姑且不详细讨论这各种第二性标准及其相互关系的问题。在此我们仅仅阐明这样一种基本观点：人们选择理论时总是既采用第一性标准又采用第二性标准去作决定。这与传统的观点认为真理性是理论的唯一追求是有所悖的。
　　　　　　三、理论选择对理论自身发展的意义
　　自从思维活动独立于实践活动之外而展开的时代起，人们就要对思维结果（经验水平和理论水平）进行选择。其中，尤其是理论水平的选择具有很重要的意义。这样的选择有多种作用：一方面，人们的所有思维结果并不能毫不遗漏地进入实践活动之中。人们总是要从一定的标准出发有选择地去运用这些理论。在选择的时候，人们首先采用真理性标准进行决定。当有几个真理度相同的理论并存时，理论的第二性特征便决定着哪个理论将变成物质现实，被广泛地运用和传播。显然，理论选择是实现理论的物质改造功能所必须的环节。不被选择的理论永远只能是潜在的精神性存在。理论只有被接受之后，才有被纳入实践的机会。所以，理论选择是实现认识向实践转化的决定性环节。
　　通过理论被纳入实践，就可以实现实践的检验功能。通过实践的检验，就可以发现理论自身的不足。这不仅可以为理论自身的完善和修改、补充提供契机，还可以为理论的发展积累材料。正是在这个意义上，我们说，没有理论选择，就没有理论的发展和完善。
　　另一方面，从主体的价值意向性角度看，人们在选择真理性的理论之同时，又要满足价值性追求，从而在心理上得到一种满足，这种满意感给主体的行动带来信心和希望。这样会推动人们去进行新的探求，发现新的事实，检验、校正所选择的理论，从而推动理论自身的进步和发展。也就是说，实践的主体会给理论发展带入新的推动力量。
　　不仅如此，科学理论的建构者总是期望自己的理论能够被人们所选择和接受。追求自己的理论被选择，这本身也会成为科学家建构更好理论的动因。为了使自己的理论有更大的可能被人们所选择和接受，理论建构者必须充分考虑理论选择的两个标准系统，将自己的理论满足这些标准的要求作为理论思维的追求目标，由于这种追求，科学理论本身也会充满活力。
　　真理性是理论思维最高的但不是唯一的追求。如果理论仅仅是为了正确地反映对象，那么，单纯的事实清单将是最好的理论。而事实上，企图使理论知识毫无遗漏地反映客体的全部多样性，这不仅做不到，而且是不科学的追求。因此，科学家只能追求正确地反映对象中最本质的特征或关系，撇开“不必要的”细节，将经验材料有效地组织起来。例如，我们无须一一考察光折射现象的个别实例，只要知道入射线、折线和在这一平面上的垂直线，并知道sinα/sinβ=n，我们就可以在观念中正确地模写现在的和未来的折射现象。理论建构的真正目标就是这种真理性与其第二性特征的完美结合。
　　科学不是事实的集合和清单，不是实验、观察材料的复述，而是对经验的概括。科学的任务是要将世界的冗余性剔除掉，用有序的理论把对象组织成系统。我们决不能用真理性的要求来迫使科学知识、科学原理和定律同被描述的东西一样麻烦。如果科学家们不遵守这一原则，那么，他们的理论将成为永远不被人们所选择的无用之物。
　　一种科学理论的真理性在被接受之前，它只能靠已知的事实来检验。从真理性的角度来讲，一种理论只要它没有不符合实验的成分，没有跟已有正确理论相矛盾的地方，那么这个理论就是可接受的。但我们往往不能由这个准则作出唯一的决定。因而，“在现代意义上，科学家接受一种理论的要求是‘符合观察’和‘简单性’”（注：T.S.库恩：《必要的张力》，福建人民出版社，1981年版，第315-316页。）。这就是说，科学理论的接受，不仅仅是由于它提供了正确而全面的世界图景，而且也是由于它给了我们一幅简单而美丽的世界图象和对我们有用。
　　如果理论建构者能够对理论作上述正确的理解，那么他们在建构理论时就必然努力将真理性和各种第二性特征完美地结合起来。这样的理论由于考虑到简单性而会成为更加经济、有“扩张力”的理论。这种理论也会由于考虑到对社会的实用价值，而成为更加值得推广的东西，从而会更加符合社会的需要，更能充分展示其社会功能，并更能为推动社会的发展提供强大的力量。正是在这个意义上，我们说，理论选择一旦成为科学家的动因，就会为科学社会价值的发挥提供契机。
　　综上所述，理论选择对于科学理论由精神力量向物质力量的转化、对科学理论自身的完善和发展、以及对科学理论的社会价值大小及其发挥等等都具有十分重要的意义。正因为如此，科学家在建构理论体系时，必须把理论被接受作为自己的追求目标。