怎幺样才算是科学?或者,一门学问的科学性程度有多高?

时至今日,脸书上仍然有很多朋友喜欢讨论「科学是什幺」,或者,问「某某东西算不算科学」如「中医是不是科学」等等问题。问「科学是什幺」或者「某某算不算科学」是一个典型的科学哲学问题。二十世纪前期,科学哲学家波柏认为这个问题是科哲的核心问题,他称作「划界问题」(theproblemofdemarcation)。也就是问:能不能在科学和非科学之间划出一条明确的边界?波柏提出他着名的「可否证性」判準,他相信这个判準可以明确地划清科学与非科学的边界,并毫不含糊地把一门学科划归「科学」或者「非科学」。如果一门学科或职业没有「可否证性」,却一直宣称自己是科学,那就是「伪科学」(pseudo-science)。

怎幺样才算是科学?或者,一门学问的科学性程度有多高?

今天,几乎没有科学哲学家相信波柏的「可否证性」可以在「科学」与「非科学」之间划出一条截然淸楚的界线。我不在这裏谈「可否证性」为什幺不能成功的细节。不过,「可否证性」仍然是「科学性」或「典型科学」的一个重要的性质。另一位知名的科学哲学家LarryLaudan在1980年代争论这个「划界问题」已不再重要。德国的科学哲学Hoynigen-Heune在21世纪重提此问题,他建议「系统性」(systematicity)加上其他性质做为「典型科学」的判準,如果我没记错,他也引入了「家族相似」的观念,也就是说,不同的「科学」之间,不是共享同一个或一组「科学性」(像「可否证性」)那样的判準,而只是像一个家族彼此相似一样。因此,他提出的性质不是一个充分必要的条件,他不要求所有被视为「科学」的学科都要具有所有的性质。

对于区分科学与非科学的问题,我自己有一套观点或理论。我建议,我们应该把「科学的」这个性质视为一个「程度性」(degree)的性质,也就是说,有些学科或训练的「科学程度」比其它学科的程度更高。但是,「程度」总需要有参考基準,所以我们要再引入「典型(或原型)」(prototype)这个概念来理解「科学」这个庞大的种类:也就是说,有些学科是「典型」的科学,它们可以被视为定义了科学(的典型),有些学科则是在参考这个典型科学之后被视为科学,它们有可能科学程度较低。「典型」与「程度」两个概念背后是一套关于「概念」的认知心理学理论,称作「分类的原型理论」(theprototypetheoryofcategorization)。不过,我现在不先谈这个理论,有兴趣的读者可以看我的《科学哲学:理论与历史》第九章附录。

今天可以被视为典型科学或科学典型的是近代物理学(modernphysics),例如伽利略力学、牛顿力学、光学、电磁学等等。它们之所以是典型有两个基本理由:第一、我们对它们的科学性不会有任何怀疑;第二,它们提供了我们今天称作「科学」的基本涵义。「典型科学」被我们用为判断一个学科的「科学性」或「科学程度」的参考基準。可是,要注意,我不是说我们要用近代物理学的理论和主张来判断一门学科是不是科学;也不是说,要把现代物理教科书所教的近代物理当成标準。我要说的是,我们要回到近代科学的历史,关注十六、十七世纪诞生的近代物理,检视它们探讨的问题和解答问题的方式,因为这两者构成今天我们所理解的「典型科学」的基本涵义。因此,不是只有伽利略力学、牛顿力学、卡诺热力学等教科书教授的物理理论才是典型科学,当年与哥白尼天文竞争的第谷天文学、与牛顿力学竞争的笛卡儿力学、与热的动力理论竞争的热质理论等等历史上失败的理论,都是标準典型的科学──因为它们问的问题和解答问题的方式(假设、说明、预测、实验检验、证实或否证、类比、逆推等等)与胜利的对手并没有不同,它们只是被抛弃而已(有一些当然可以说「被否证」了)。

「科学」这个概念正是因为近代物理的成功而获得知识权威的地位,它使用的方法也被扩张到各种领域和现象上,从而不断地扩张。人们不仅把它扩张到化学物质、生物和生命现象、地质、气象等等所谓的自然现象一一变成科学,还想把它应用到人的个人心理和群体心理、社会经济、政治、法律等等(社会科学),甚至到传统上所谓的人文现象(语言、道德、文化)而称作「人文科学」。可以说,「近代物理具有知识权威的地位」是它被视为科学典型的第三个理由。

为什幺近代物理具有知识权威?答案的内容可以谈很多。我在此只谈几个最关键的:它具有精準的预测能力,以及这个预测能力带来的发现、应用与控制自然的能力。例如伽利略、牛顿力学在砲弹轨迹上的预测,牛顿天体动力学对于彗星回归和行星位置的预测还有新行星(海王星)的预测,十八十九世纪化学对于新物质的发现,十九世纪电磁学发现的具体应用。近代物理做为「典型科学」,塑造了二十世纪讨论「科学性」的参考基準,引导二十世纪前半叶直到六七十年代的科学哲学论辩,其中「科学革命」的概念也扮演一个重要角色(我也有一文「科学革命与典範转换」处理这个问题)。

以近代物理这个典型科学为基本参考(典型),我们可以在历史中,纵向往前追溯近代物理和近代科学的历史轨迹,看它的根源何来;也可以往下看待近代科学如何被传承下来,变成今日的科学,又如何被扩张到其它领域,把原本非属科学探讨的区块纳入科学的领地内;也可以横向地从西欧近代物理往其它民族或文化外推,看到阿拉伯科学对于西欧科学的影响,或者进一步延伸以形成「中国科学」的观念。但是,在这些上溯、下溯、扩张、外推之中,各种不同时代、地理区域、文化的学科和知识,与做为典型科学的近代物理有相似性程度的差异:有的差异极小,有的差异较大。如果我们把「与典型科学的相似性程度」看成是「科学性的程度」,我们就会形成一个学科的科学性程度大,另一个学科的科学性程度较小的观念。

做为典型科学的近代物理则有下列几个核心特徵,可以让我们用来比较相似性程度:使用量化与数学方法、使用实验方法(具一定的实验程序,而且实验可以複製)、强调经验证据(检验)、重视预测能力(要能精确预测)、合理的自然因果假设、可否证的(因此也是可除错的)、具排除虚构能力(寻求排除虚构)等等。这些特徵不是一组「充分必要条件」,它们是「近代物理」做为「典型科学」的核心特徵。一个学科具备这些特徵越多,其「科学性」的程度越高。

为什幺「典型科学」和「科学的程度性」这两个概念在「如何区分科学与非科学」这个问题上是必要的?

早期科学哲学像逻辑经验论和波柏,认为应该对「科学」(做为一个範畴)提出一个本质性的、充分必要条件的定义:所有是科学的学科都要满足定义的每一个条件。这背后也有一套複杂的意义理论(语言哲学)。孔恩开始引入科学历史和维根斯坦的「家族相似」的观念,显示出「本质性的定义」无法交代複杂的科学史。孔恩是这样讲的:

「…亚里斯多德动力学、燃素理论、或热物质动力学等等…并没有比当前的理论更不科学…如果把那些过时的信念称作「神话」,则产生神话的方法与産生现有科学知识的方法并无种类上的差别。」(《科学革命的结构》,p.2)

孔恩的观点挑战了传统科哲想提出「科学的本质性定义」的作法,维根斯坦的「家族相似」这个概念的应用放大的「科学」这个词的包容性。因此,一个人可以讲「希腊科学」、「中世纪科学」、「阿拉伯科学」、「中国科学」、「非洲科学」等等历史上的科学,它们不见得和「近代科学(物理)」共享同一个「科学性」的判準,但是可以透过「家族相似」来享有「科学性」的资格。可是,「家族相似」这个用法在这裏其实仍有问题:即使我们可以说阿拉伯科学和希腊科学有家族的传承性,但是希腊科学和中国科学似乎有截然不同的源头,如此要如何谈「家族相似」?就我所知,科学史家大多接受孔恩的提法,他们可能在很宽鬆的意义上理解「家族相似」,或者乾脆把「家族」拿掉,只保留「相似性」,然后诉诸于「回到历史的脉络裏」,即在「历史脉络裏看一个学科在当年是不是与今日科学有历史渊源或者是不是它们的严肃对手」来判断该学科的科学性。

但是,只依靠「相似性」或「历史脉络」会有过度宽鬆的问题。例如,宗教和巫术其实和科学的某些部分有相似性,巫术也相信「因果律」(一定行为会导致一定结果),巫术也可以作实验检验、印证和否证等等。宗教也很可以提出理性论证和经验证据来支持它们主张的「神创论」或「智慧者设计论」等。而且在历史的脉络上,巫术、宗教经常与科学纠缠或论战或互为对手。所以,光凭「相似性」、「家族相似性」和「历史脉络」,仍然不易清楚地解决一门学科是否具有「科学性」的问题。

「相似性」甚至「家族相似性」会産生一个我称作「相似性飘移」的问题:简单地说,相似性不具传递性,例如A相似于B,B相似于C,C相似于D,但是,D可能不相似A!「家族相似性」也会有飘移效应,亦即A生下B(B相似性于A)、B生下C(C相似于B)、C生下D(D相似于C)….D可能变得跟A很不相似。如果我们假定A是标準科学,而B因为(家族)相似于A可以被视为科学,C因相似于B而B是科学,所以也被视为科学,D亦因此被视为科学,但是D却有可能根本不是科学──它只是因为和一个偏远的科学C相似而被列入科学。这个「家族相似飘移」的效应有可能导致「科学」这个概念被滥用。事实上,如果今天「科学」这个词或概念被滥用的话,大概都是出于这个效应。

「典型科学」和「科学的程度性」的概念就是要用来解决「家族相似飘移」效应。「典型科学」提供一个基準,让「科学性」的概念在开放时又不会造成飘移,「程度性」让我们去注视相似性本身的程度性──相似性本身就是有程度的,总是有「比较相似」与「比较不相似」的差异。至于,如何去建立一个相似性程度的衡量指标是另外一个问题。

今天,一般人可能不易理解或接受「科学性是有程度性」这样的观点。可是,仔细一想,「科学方法」确实可以被引入很多原本不被归为「科学」的学科,例如「历史」。很早就有历史学者以「科学方法」甚至「科学理论」来作历史,例如金观涛的《兴盛与危机》或者贾德戴蒙的《大崩坏》,这些作品当然可以被称作「历史科学」,但是它们仍然缺少典型科学的一些特徵,例如难以使用数学和实验等。因此,我们说「历史科学」的科学性程度比起「生命科学」的科学性程度较低并不是什幺不合理的事,而这个「程度性高低」只不过意谓今日的「历史科学」和「典型科学」的相似性比起「生命科学」和「典型科学」的相似性要低,但这种相似性程度的高低并不代表价值高低。也就是说,我们今天区分「科学」与「非科学」并不是在作价值判断。「文学」和「艺术」可以说是典型的非科学,但这不代表文学和艺术的价值就不如科学。

主张科学总是比其它非科学更好的主张是一种「科学主义」,这是我们要抗拒的;反过来说,如果有人因为我建议「科学性的程度」,主张有的学科比其它学科的科学性程度更高,就指控我是「科学主义」者,那幺,这种可能的指控也是我要事先澄清和拒绝的,因为这种指控不当地把「区分与辨识同异的实然问题」与「判断好坏的价值问题」混淆起来。这种可能的指控背后有一种思考可能是因为「近代科学做为知识权威」而产生的,他们可能想要批判「近代科学」(牵连到所谓「现代性」(modernity)的问题)的权威性,故想主张让「各种科学」保有平等地位,以便解消近代物理、以及由近代物理传承下来的当代科学的知识权威性──不管有没有这种主张,这样的说法都是混淆了实然与应然的问题。你可以拒绝近代科学的权威性,甚至拒绝近代科学的价值,而去倡议另一种价值或另类科学。但是,这种价值的主张不能用来拒绝下列实然的论点:实际上,今日「科学」的概念是起于近代物理,因此近代物理应该合理地被视为「典型科学」。实然的论点只能在实然的理论和证据上被挑战。

最后,「典型科学」和「科学性的程度」的观念还有另一个好处:它们提醒我们「今天,科学已发展得太庞大」了,科学深深地介入我们的当代生活中,因此,我们会有很多探讨科学与社会其它面向的关係与介面问题,例如科学与技术(科技)、科学与历史、科学与社会、科学与政治、科学与法律、科学与公民、科学与传播…当谈这些议题并且使用「科学」这个一般性的字眼时,如果没有「典型科学」当参考基準、没有「科学程度性」的观念,研究者使用一个特别案例,推出一般性的宣称,由于可能的「家族相似飘移」效应,那不仅其一般性宣称靠不住,也很容易造成严重的误导。