【气候科学哲学书籍翻译】《哲学与气候科学》-第一章：引言

气候科学哲学是科学哲学中发展相当迅速的一个子领域。就在几年前，只有少数几个人在这个主题上发表过文章，但现在已有数十人。在研究生院中，越来越多有抱负的哲学家也开始关注气候科学，因为它不仅社会意义重大，也非常适合进行哲学研究。一些知名的气候科学家，包括瑞托·克努蒂（Reto Knutti）、加文·施密特（Gavin Schmidt）、伦纳德·史密斯（Leonard Smith）和乔纳森·罗吉尔（Jonathan Rougier），甚至写了明确为哲学文献做出贡献的论文。

本书的目标是向那些对科学哲学如何帮助我们理解气候科学，及其在塑造气候政策辩论中的角色感兴趣的人介绍这些不断增长的文献，同时推进关于气候科学的诸多话题的讨论。本书的前四章或多或少是介绍性的，所以无论读者在气候科学和哲学上的背景如何，都应该能够理解。本书的其余部分是建立在这些背景上的。读完前四章后，剩下的这些章节或多或少都是自成体系的：第5章（加上附录），第6-9章，第10-12章，和第13章。

我要感谢很多人和机构帮助我完成这本书。我会试着在这里列举其中的一些。这本书的大部分内容是我在2016年春季在德国科学基金会（Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG）的资助下，在吕讷堡大学（Leuphana Universität Lüneburg）MECS担任研究员期间，以及2016年秋季在南佛罗里达大学休假期间写成的。我要感谢我的系主任罗杰·艾瑞乌（Roger Ariew），因为他总是让我有时间写书，尤其是在那两个学期。我还要感谢马丁·瓦恩克（Martin Warnke）和克劳斯·皮亚斯（Claus Pias），他们不仅邀请我到MECS，还让整个访问活动成为可能。也感谢扬采·塞林（Jantje Sieling），她不知疲倦地帮助我、杰西卡和卡拉，让我们在访问吕讷堡期间度过了一段轻松愉快的时光。还要感谢马提亚斯·弗里希（Mathias Frisch）和托斯滕·维尔霍尔特（Torsten Wilholt）在德国为我们提供了一个充满哲学对话的第二个家。

我要感谢剑桥的希拉里·加斯金（Hilary Gaskin）从这项工作的早期阶段到最后出版期间给予的鼓励和专业指导。感谢科莱特·福尔德（Colette Forder）耐心细致的编辑工作。很多人读了这本书的部分或全部手稿，并给了我宝贵的反馈。我需要特别感谢马提亚斯·弗里希（Mathias Frisch）和伊莉莎白·劳埃德（Elisabeth Lloyd），还有温迪·帕克（Wendy Parker）、道格·杰瑟夫（Doug Jesseph）、达莎·普鲁斯（Dasha Pruss）和乔纳·舒帕赫（Jonah Schupbach）。但没有人像卢卡斯·纳伯高尔（Lukas Nabergall）和亚历杭德罗·纳瓦斯（Alejandro Navas）那样仔细地看过手稿，他们是任何人都梦寐以求的最好的学生。与他们的讨论对我帮助很大，尤其是在理解混沌、非线性和结构稳定性之间的关系方面——任何读者都将会看到这一点。他们还发现了从拼写到数学的大大小小数百个错误。此外，还要感谢他们以及温迪·帕克允许我在写附录和第9章时随意引用共同的工作。

最重要的是感谢杰西卡·威廉姆斯（Jessica Williams），是她最初鼓励我写这本书。她不仅阅读了每一章的草稿，甚至连研究计划、给重要人物的邮件，以及其他所有内容都一并阅读了。感谢她在整个创作过程中给予我的爱和支持。最后，我还是要感谢卡拉，尽管她对书、哲学、气候科学，或者除了追逐球、棍棒、兔子和松鼠之外的任何事情都不感兴趣，但她总是在我需要从项目中解脱出来的时候，把我从我的思考中拽出来。

2016年是有记录以来最温暖的一年。[2] 它打破了2015年的记录，而2015年又打破了2014年的记录。从2015年12月到2016年8月的九个月份的温度均创下了历史新高。这是二十一世纪以来第五次创下新记录。21世纪过去的所有16年都在有记录以来最热的17年之中（剩下的一个年份是1998）。五个最温暖的年份都出现在2010年之后。

[1] 翻译自Neurath & Cohen（1973），p. 317, 引自Reisch（2007），p. 58。

[2] 2016年的全球平均地表温度比20世纪的平均值高出0.94°C，比世界气象组织（WMO）1961-1990参照期的长期平均值（14°C）高出0.83°C，并比2015年创下的上一个记录高出约0.07°C。这比前工业化时期高出约1.1°C。

从地区上看，情况稍微复杂一些，但都反映出了这一基本趋势。海洋表面温度创下了历史新高。六大洲都经历了有记录以来最热的五个年份之一，而北极海冰的面积则创下了有史以来最小的季节最大值和第二小的季节最小值。[3] 而前13个最小的季节最大值都发生在过去13年。因为其反馈效应，北极冰层的融化是全球气候变化中一个特别重要的变化：随着气温上升，冰层融化，而融化的冰层减少了反射回太空的阳光量，从而使得气温进一步上升。此外，北极永久冻土层的融化还可能将数十亿吨的二氧化碳和甲烷释放到大气中，加速全球变暖。

降水模式继续变得更为极端，一些地区经历了历史性的干旱（尤其是南非和澳大利亚）而有些地区经历了史无前例的洪水（尤其是中国和阿根廷）。有些地区则两者都有。[4] 理解和预测全球升温对区域降水的影响仍然是一个严峻的挑战。

[3] 2016年，北极的冰量峰值出现在3月24日，达到了560.7万平方英里（约合1452.2万平方公里），这是有史以来的最小峰值。2012年仍然勉强保持着北冰洋夏季海冰面积最小值的记录，面积为158万平方英里（约合410万平方公里）。

[4] 例如，英国在2015-2016年的12月/1月的降雨量创下了历史纪录，而秋季的降雨则位于记录中最低的四分之一。

气候变化是真实的，并且正在我们眼前发生。尽管美国人中相信和不相信人类活动是这些变化的原因的人几乎各占一半，科学界却不是如此。气候系统的相关专家几乎一致接受了“人类起源说”（anthropogenesis）：人类活动（主要是燃烧化石燃料，但也包括开采这些燃料、砍伐森林、畜牧业和生产混凝土）至少是导致这些变化的主要原因。不仅气候专家们一致持这一观点，几乎所有相邻科学领域及学术团体的成员也是如此。

然而，善良的人们有时会混淆这种一致性与“人类起源说”是一个明显的事实——是可以很轻易或者简单得出的结论——的观念。我曾经参加过一个公开讲座，演讲者（一名记者）说人类活动导致气候变暖的真实性就像1+1=2。我不认为这种修辞是有帮助的。过分强调推理的简单性的一个明显危险是，它鼓励信息不足的外行人认为他们可以自己评估推理，并找到其中的简单缺陷。固然，温室效应——这解释了为什么地球不像《帝国反击战》（The Empire Strikes Back）中的冰雪星球霍斯（Hoth）那样——是一个涉及吸热气体的简单机制，其存在很容易确定。而且，很容易证明在过去200多年里，人类一直在产生越来越多的这些气体。所以，基于一个简单的模型，[5] 存在一些相对简单的推理使得“人类起源说”的假说是合理的，甚至近乎真理。但是，专家共同体一致相信“人类起源说”却并不仅仅是因为这个简单的推理，或者因为任何类似于1+1=2的事物。他们之所以相信，是因为几十年来他们在收集和研究数据上付出了艰辛的努力，追查了多条独立的证据线，建立并研究了在强大的计算机集群上运行的复杂模型，并招募了数十个不同科学学科的专家加入他们的行列，例如：气候学、气象学、大气物理学、大气化学、太阳物理学、历史气候学、地球物理学、工程学、地球化学、地质学、土壤科学、海洋学、冰川学、古气候学、生态学、合成生物学、生物化学、生物地理学、人文地理学、历史学、经济学、生态遗传学、应用数学、数学建模、计算机科学、统计学和时间序列分析等等。[6] 

[5] 参见第3.2节。

[6] （Brook 2008）。

简而言之，对气候及其对人类活动的响应的科学研究不仅仅对地球的未来至关重要。它也丰富、有趣、复杂，并与21世纪科学家关心的几乎每一个研究领域都深度交融。最重要的是，它充满了长久以来一直困扰着科学哲学家的所有概念、方法论和认识论的问题：科学数据的性质及其与理论的关系；模型的作用和计算机模拟在理论的实际应用中的作用；概率在科学和决策中的本质；当可用概率的不精确性似乎无法消除时，如何考虑决策；统计推断的方法论；科学中价值的作用；确证理论；稳健的证据在确证假设中的作用；社会认识论（科学中共识的价值；群体认识者和作者；异议的价值）以及其他太多无法一一列举的问题。

这正是你所期望的科学哲学家会对其格外关注的科学实践。但直到不久之前，你可能都会非常失望。原因很复杂。其中一个原因是，科学哲学家倾向于聚集在一小群科学话题周围，他们在这些话题上共同积累了专业知识，并且一致认为这些话题是“哲学上有趣的”。如果一个火星人造访地球，并试图通过参加科学哲学协会的会议了解人类从事的科学活动的范围，他会发现我们的兴趣非常狭隘。

另一个原因可能与科学哲学在战后美国学术史上的麦卡锡时期撤退到了“逻辑学的冰冷山坡”有关，这在乔治·赖什（George Reisch）和唐·霍华德（Don Howard）等人的作品中有详细描述。[7] 赖什和霍华德让我们了解到美国的科学哲学家曾经跟随维也纳学派的成员（他们为了躲避纳粹来到美国）的领导，这不仅体现在美国科学哲学家们对认识论和（反）形而上学的承诺上，还体现在他们最深刻的动机上：科学哲学应该与“当下的生活”紧密相连，并追求将科学启蒙的目标转向改善人类社会。但这些哲学家在战前与工人政党和民主社会主义的联系，使得他们的追随者的职业处于危险之中。结果便是，就一般性质而言，英语世界的科学哲学变得政治中立：远离社会关注的问题，并专注于对社会影响微小的科学领域。[8]

[7] （Reisch 2007, Howard 2003）。

[8] 最早的例外可能就是女性主义科学哲学家（大约在1980年代）开始对与性别相关的社会问题有关的生物学和社会科学领域产生兴趣。“与社会相关的科学哲学”和“女性主义科学哲学”在相对较长的时期内几乎是同义词。

无论是否部分归因于气候变暖，但肯定在很大程度上归因于女性主义科学哲学的日益增长的影响，近年来，“逻辑学的冰冷山坡”已经开始融化，对与社会相关的科学哲学感兴趣的科学哲学家的数量在过去的一二十年里有所增长。“与社会相关的科学哲学”可以有很多不同的含义，[9] 但它肯定指的是与具有重大社会影响的科学有关的哲学工作。因此，近年来科学哲学家对气候科学的兴趣日益浓厚也就不足为奇了——它既可以作为一个独立的研究课题，也可以作为一个用于科学哲学教育的案例研究。该话题也包含了大量近年来关于气候伦理的工作。气候伦理主要关注与气候变化相关的伦理问题，以及正义问题如何影响温室气体的产生者对受到他们将影响的人的义务和责任。这项工作最好在对气候变化的科学有一个合理的理解的背景下进行，因此，气候伦理学家肯定可以从对气候科学基础的哲学阐述中受益。

这本书是为了所有希望从“冰冷山坡”上下来的人写的，也是为那些对哲学家如何看待他们工作感到好奇的气候科学家所写的。我希望它既能作为气候科学哲学中的主要主题的入门指南，也能为这一事业做出贡献——推动我们对这一领域的哲学理解。它首先是为了对科学哲学感兴趣并将气候科学作为哲学研究主题的学生和学者而写的。但它也旨在面向更广泛的普通读者，并成为学习一般科学哲学的人的有用资源，因为他们更喜欢看到这些材料与真实、鲜活的科学实践实例结合在一起。我当然也希望一些气候科学家会对哲学家如何看待他们的学科感到好奇。

这本书并不是为了捍卫气候科学或者“人类起源说”而作的辩护。[10] 几乎在整个书中，我都会假设，对于气候科学家共同体普遍达成共识的问题，气候科学所提供的答案是我们能找到的最优答案。我主要关注的是如何诠释这些答案（当对答案的诠释并非显而易见时），以及揭示用于得出这些答案的推理背后的逻辑、方法论和概念基础。

[9] 参见Fehr & Plaisance（2010）。

[10] 对更具争议性的气候科学辩护感兴趣的读者，特别是对那些主要针对驳斥气候怀疑论者和气候否认者论点的作品感兴趣的读者，已有许多优质的资料可供自行查询。

本书的第一部分主要是关于气候科学的方法论：第2章是关于气候数据以及这些数据与气候假说之间的关系。第3章是关于气候模型的概述，重点是全球辐射平衡的静态、平衡模型。第4章是关于气候模拟的。第5章是关于混沌及其对气候科学的影响，特别是关于“预言”（predictions）和“预测”（projections）的区别，* 以及“强迫实验”（forcing experiment）的性质，这是模拟在气候科学中的主要应用方式之一。

*译者注：对原文中“predictions”和“projections”的翻译参考了Saaty和Vargas于1991年的著作Prediction, Projection and Forecasting: Applications of the Analytic Hierarchy Process in Economics, Finance, Politics, Games and Sports,ISBN: 978-94-015-7954-4。

本书的第二部分主要是关于不确定性，以及如何诠释只有概率支持的气候假说：第6章是关于气候科学中的概率的诠释。第7章是关于气候预测中“置信度”的相关概念，以及气候不确定性的性质和起源。第8章是关于统计推断以及在不确定性和风险下的决策。它包括对所谓的综合评估模型的讨论，这一模型试图使决策本身以模型为基础并具有科学性。第9章是关于气候科学中的不确定性量化与社会价值在气候科学中的作用之间的相互影响。

本书的最后一部分主要讨论认识论问题：第10章关注评价模型能力，包括讨论气候模型的“验证和确认”（verification and validation），以及气候模型被“调整”（tuned）这一事实的认识论影响。第11章和第12章都是关于“稳健性分析”（robustness analysis）在气候科学中的作用：即关于一些气候假说得到各种证据支持，而另一些假说则是由一整套不同模型的整体组合共同预测的这一事实的认识论重要性。第13章是关于从“社会认识论”到气候科学认识论的各种主题的应用。第14章则进行了一些总结。