斑驳的世界
The Dappled World: A Study of the Boundaries of Science
作者:
南希·卡特赖特(Nancy Cartwright),美国科学哲学家。她的研究兴趣包括科学哲学和科学史(特别是物理学和经济学)、因果推理、因果力量、科学涌现和客观性、证据,特别是基于证据的决策和社会技术哲学。她拥有匹兹堡大学数学学士和伊利诺伊大学芝加哥分校的哲学博士学位。卡特赖特现为加州大学圣地亚哥分校和杜伦大学的哲学教授,并曾在马里兰大学、斯坦福大学和伦敦政治经济学院任教。目前,她担任国际科学技术史与哲学联盟科学技术逻辑学、方法论和哲学分会主席。卡特赖特对自然律、因果关系和因果推理、自然科学和社会科学中的科学模型、科学的客观性和统一性的讨论做出了重要贡献。她最近的工作重点是证据及其在为政策决策提供信息方面的应用。她也是英国科学院院士与美国艺术与科学院院士。
译者:
温世豪,剑桥大学现代和中世纪语言及语言学硕士,剑桥大学科学史与科学哲学硕士在读。研究兴趣主要包括美学与艺术哲学(电影哲学、音乐哲学、一般美学、进化论美学、实证美学)、一般科学哲学、科学史、知觉哲学、情感哲学、认知科学哲学、精神病学哲学、生物学哲学、元伦理学、价值理论、实用主义哲学、社会哲学、行动哲学、道德心理学和社会与政治认识论。
审校:
张逸之,清华大学工程力学学士,清华大学固体力学博士在读,主要从事冲击与爆炸防护研究,包括纤维增强复合材料弹道防护、结构化元胞材料防护设计等。曾担任《战地5》硫磺岛传奇突击兵,参与近百起坦克爆破工作。
Chapter.1
原教旨主义和定律的拼凑品
1.1 实在论
几年前,我写了《物理定律如何说谎》(How The Laws of Physics Lie)。人们普遍认为这本书是对实在论的攻击。现在我认为我搞错了敌人:我们需要打击的不是实在论(realism),而是原教旨主义(fundamentalism)。
我所倡导的实在论——在各种高度分化的情况下,对各种不同领域的各种不同知识的局部实在论——在结构上是康德式的。康德经常使用令人费解的论证形式来确立很深奥的哲学立场(Φ):“我们有X——知觉知识、自由意志等等。但如果没有Φ(统觉的先验统一,或目的王国),X将是不可能或不可想象的。因此Φ。”局部知识的客观性是我的Φ,X是规划、预测、操纵、控制和政策制定的可能性。如果我们对行动预期后果的说法是不可靠的,那么我们的计划就毫无意义。因此,知识是可能的。
康德的论证形式令人费解的地方就是它的起始点Xs。这些起始点通常是事实,就像出现在纯粹理性的干净、有序的世界中的难民,既没有适当的证件,也没有适当的介绍,其价值和来源都值得怀疑。我认为作为客观性基础的事实,在干净、明亮的理性街道(在这里,属性有确切的边界,规则是明确无误的,行为是精确规定的)上同样是陌生的。我知道,橡子可以长成橡树,松果却不能;我知道,养育孩子会让我的孩子更有安全感;我知道,为饥饿的人提供食物,为无家可归的人提供住所,可以减少痛苦;我知道,多做巴氏涂片检查可以减少宫颈癌的发病率。更接近物理学的话——这才是我在这里探讨的主题——我还知道我可以从楼上的窗户扔一枚一英镑的硬币到楼下的女儿手中,但是可能没有办法扔一张纸巾到她手里;我可以沿着罗盘指针向北出发(只要我是步行而不是开车),等等。
我知道这些事实,尽管它们是模糊和不精确的,而且我没有理由认为它们可以改进。在许多情况下,我不能确定因果关系的强度或频率,也无法确定其可靠性的范围。我当然也不知道在任何情况下哪些计划或政策将构成最佳战略。但我想坚持认为这些都是知识。当然,就像所有真实的知识(而不是感官数据或先天综合之类的虚构)一样,它们是可废止的,并且可以根据进一步的证据和论证进行修改。但如果我不知道这些事情,我能知道什么?我怎样才能知道任何事情呢?
除了这些奇怪的不确切事实之外,我们还拥有大量非常准确和精确的知识,这些知识主要由自然科学提供。在这里,我指的不是抽象的定律,作为一个经验主义者,我认为这些定律与它们应该适用的世界有相当大的距离,我指的是特定种类的具体系统的准确行为,例如,关于中性K介子衰变时会发生什么的知识,它使我们能够确定CP违反;或者关于SQUIDs(Superconducting Quantum lnterference Devices, 超导量子干涉仪)在屏蔽波动磁场中的行为的知识,它使我们能够探测中风的受害者。这些知识通常被组织在高度清晰、高度抽象的理论体系中。
如果不使用归纳法,人们就无法进行实证科学,而那些具体现象可以从抽象方案中合理地推导出来时,它们可以成为这些方案的一种归纳基础。《物理定律如何说谎》对这些推导的合理性以及对抽象定律的经验支持的合理性提出了挑战。我仍然认为这些推导是站不住脚的,但这不是我想在本章中阐述的观点。因此,为了论证,让我们假设相反的情况:这些推导在演绎上是正确的,并且它们仅使用真实的前提。然后,承认适当归纳的有效性,[1] 我们有理由对相关定律持实在论的态度。但这并没有给我们成为原教旨主义者的理由。承认一个定律是真实的——即使是“基本”物理定律或关于所谓“基本粒子”的定律——远不是承认它是普遍的——它适用于任何地方并支配所有领域。
NOTE
[1] 这将取决于具体情况以及我们对这些情况下的相似性和结构的一般理解。
1.2 反对原教旨主义
我把我们所知道的具体事实粗略地分为两类:(1)那些被合理地组织成理论方案的事实,这些事实通常(尽管并非总是)与高度结构化的制造环境(如火花室)中的行为有关;(2)那些不可以被合理地组织成理论体系的事实。有一种倾向认为,所有事实都必须属于一个宏伟的方案,而且在这个方案中,第一类事实具有特殊和特权的地位。它们是大自然运作方式的典范。其他事实必须遵守它们的要求。我认为我们必须抵制这种原教旨主义学说。显然生物学家已经为了他们自己的特殊知识而这样做了。还原论在生物学中早已过时,而现在涌现论再次成为一种真正的可能性。但长期争论的生物学和物理学之间的关系并不是我所主张的反原教旨主义的良好范例。生物学家过去常常谈论新的定律是如何随着“生命”的出现而涌现的。如今,他们谈论的不是生命,而是复杂程度和组织程度。然而,在这两种情况下,所讨论的关系是规模更大的、资源丰富的、复杂的系统与物理学基本定律之间的关系:处于危险之中的是“向下”还原的可能性。
我想超越这一点。我不仅要挑战向下还原的可能性,还要挑战“横向还原”的可能性。在实验室或现代技术设备精心设计的环境中,对于系统来说真实的物理定律(字面上是真实的,我们可以为了论证而想象),这些定律是否也适用于其他系统,甚至是在不同且监管减少的环境中非常相似的系统?我们能否通过足够的努力和关注,将“难民”事实改造成物理学共同体的适当成员,并按照基本准则行事?或者它们必须——而且应该——凭借自己的优点被纳入知识体系?
在从物理实验转向更日常经验的事实的过程中,我们不仅从受控环境转变为非受控环境,而且往往也从微观环境转变为宏观环境。为了区分这两种不同转变所产生的问题,我将选择经典力学的一个案例来说明,并尽量保持比例不变。经典的电和磁也同理。此外,为了使我的目标尽可能清晰,我将考虑最简单和最著名的例子,即牛顿第二定律及其对落体的应用,F = ma。我们大多数人都是在原教旨主义教条中长大的,认为这句话前面有一个全称量词:对于任何物体在任何情况下,它所经历的加速度将等于在该情况下施加在它身上的力除以其惯性质量。相反,我想将其解读为一条其他条件不变的(ceteris paribus)定律,因为我认为我们应该这样解读所有(all)自然法则。在后面的章节中,我将详细讨论这种其他条件不变的条件的形式。事实上,我会争辩说,像这样的定律确实非常特殊,它们只在特殊情况下才适用:它们仅在法则机器工作时才适用。但目前,首先,让我们集中关注更常见的观察,即在大多数情况下,我们的定律中规定的关系只有在没有任何不利因素干预的情况下才成立。那么,在我们的例子中,我们可以这样写:对于任何情况下的任何物体,如果没有任何干扰,它的加速度将等于施加在它上面的力除以它的质量。但是,除了另一种力之外,还有什么可以干扰一种力产生运动呢?这当然没有问题。加速度始终等于总的力除以质量。而这正是我所质疑的。
再想想我们如何构建对真实情境的理论处理。在我们应用基础理论的抽象概念之前——分配一个量子场、一个张量、一个哈密顿量,或者在我们讨论的情境下,写下一个力函数——我们必须首先建立一个理论可以处理的情境模型。从这一点来看,理论本身提供了“语言输入规则”,用于引入其自身抽象词汇的术语,从而使其定律发挥作用。《物理定律如何说谎》以哈密顿量的情况说明了这一点——这大致是经典力函数的量子模拟。学习量子力学的一部分是学习如何编写规范模型的哈密顿量,例如自由运动系统、方势阱、线性谐振子等等。罗纳德·吉尔(Ronald Giere)对经典力学也提出了同样的观点。[2] 在下一章中,我将解释这里存在一种非常特殊的抽象。现在让我们考虑一下这样一个事实:像力或量子哈密顿量这样的概念通过一组特定的模型附着在世界上。(我在第9章中详细讨论了一个量子的示例。)
NOTE
[2] Giere 1988.
罗纳德·吉尔
Ronald Giere(1938-2020)
美国科学哲学家,曾任明尼苏达大学哲学教授和明尼苏达科学哲学中心主任。吉尔于1960年获得欧柏林学院物理学学士,1963年获得物理学硕士,1968年获得康奈尔大学哲学博士。他是美国科学促进会会员、《科学哲学》期刊编委会长期成员,曾任科学哲学协会主席。他的研究重点是统计学哲学、基于能动者的模型和科学表征,以及自然主义与世俗主义之间的联系。吉尔的代表作包括《理解科学推理》(Understanding Scientific Reasoning)、《解释科学:一种认知方法》(Explaining Science: A Cognitive Approach)、《没有定律的科学》(Science Without Laws)和《科学视角主义》(Scientific Perspectivism)等。
对待真实情境的基本策略就是从这些固定组件中拼凑出模型。我们从各部分的哈密顿量中确定规定的复合哈密顿量。当模型与它应该表征的情境相比较时,实在论的问题就出现了。《物理定律如何说谎》认为,即使在最好的情况下,两者之间的契合度也不是很好。我在这里专注于最好的案例,因为我试图回答这个问题:“现代理论的解释性成功是否证明了它们的真实性?”在这里,我想重点关注大量“糟糕”的案例,其中模型(如果可以的话)只能提供对情境的非常糟糕的图像。这些案例并没有推翻理论。在你设法用理论语言描述情境之前,你无法证明理论对给定情境的预测是错误的。当模型契合度太差时,理论并没有被否定;它只是不适用。
现在考虑一个下落的物体。不是斜塔上的伽利略,也不是我之前描述的从楼上窗户掉下来的英镑硬币,而是更容易受到非重力影响的东西。奥托·纽拉特(Otto Neurath)有一个很好的例子。我对这个案例的看法与他很接近。
在某些情况下,物理学家是(比行为主义心理学家)更糟糕的预言家,因为当他应该说明一张被风吹走的千元钞票将落在圣斯蒂芬广场的哪个位置时,(行为学家)可以相当准确地说明一个条件反射实验的结果。[3]
NOTE
[3] Neurath 1933, p 13.
力学对这种情境不提供模型。我们只有一个部分的模型,它将千元钞票描述为地球附近无支撑的物体,从而引入了由于重力而施加在其上的力。这是总的力吗?原教旨主义者会说不:原则上(在上帝完整的理论中?),力学中存在一个风的运动的模型,尽管它可能是一个非常复杂的模型,我们可能永远无法成功构建。这种信念对于原教旨主义者至关重要。如果在力学中没有千元钞票的模型,那么钞票发生的事情并不是由其定律决定的。一些坠落的物体,事实上相当多的物体,将超出力学的范围,或者仅部分地受到力学的影响。但是有什么理由证明原教旨主义的信念是合理的?力学在它可以准确建模的情境下的成功无法支持这一点,无论它们多么精确或令人惊讶。它们仅表明该理论在其领域内是正确的,而不是其领域是普遍的。我想提出的原教旨主义的替代方案假设:力学是真实的,我们可以承认,对于所有这些运动,其所有原因都可以通过分配力学中的力函数的熟悉模型来充分表征。对于这些运动,力学是一个强大而精确的预测工具。但对于其他运动来说,它是一种实用性有限的工具。
让我们把圣斯蒂芬广场千元钞票的问题交给一位流体动力学专家。这位专家应该立即抱怨这个问题定义不明确。钞票到底是什么样的:它是折叠的还是平的?直接从中间下来?或者……?它是脆的还是皱巴巴的?多长与多宽?等等等等。我毫不怀疑,当可以提出正确的问题并提供正确的答案时,流体动力学可以提供一个实用的模型。但我确实怀疑,对于每一个实际情况,甚至对于大多数情况,流体动力学是否足以构成“正确的问题”。它没有足够的正确概念来允许它对所有的原因进行建模,甚至是主要的原因。我同样怀疑,那些有效的模型是否能通过合法地使用牛顿定律(或拉格朗日定律)来实现。[4]
NOTE
[4] 问题当然不在于需要用量子论、相对论或微观理论来代替。
那么飞机是如何保持在高空的呢?有两个观察很重要。首先,我们不需要认为在力学耗尽的地方没有定律成立。流体动力学可能与力学有松散的重叠和交织。但它绝不是基础经典力学的一个分支学科;它本身就是一个学科。它的定律可以指导千元钞票,就像牛顿或拉格朗日的定律一样。其次,千元钞票是随心所欲的,我们必须为它寻找一个模型。飞机的情况恰恰相反。我们建造飞机是为了契合我们已知有效的模型。事实上,这就是我们如何在我们所知道的定律范围内获得这么多东西的方法。
许多人会继续认为风和其他外源因素一定会产生一个力。风毕竟是由数以百万计的微小粒子组成的,这些粒子必须对钞票施加所有常见的力,无论是远距离的还是通过碰撞。这种观点提出了一个问题。当我们有了一个拟合良好的风的分子模型,并且在我们的理论中(要么是由旧原理构成,要么是承认新的原理)有系统的规则为模型分配力函数,并且分配的力函数准确地预言了正确的运动,那么我们就有充分的科学理由坚持认为风是通过一个力来运行的。否则,这种假设就是原教旨主义信仰的另一种表现形式。
1.3 其他条件不变的定律和本质的归属
如果力学定律不是通用的,但仍然是真实的,那么它们至少有两种选择。它们可能是纯粹的其他条件不变的(ceteris paribus)定律:只有在限定的条件下,或者在没有未指定与效应有关的因素的时候,这些定律才会成立。就是这样。关于在不同环境中或者在发生其他因素的情况下会发生什么,现有的理论概念无法告诉我们。想必这个选项对于我们的牛顿力学的例子来说太弱了。当一个力施加在物体上时,力将与物体的运动相关,即使物体运动的其他原因无法呈现为力的形式,并且力的确切相关性将由以下公式给出 F = ma:(总的)力将对这个公式所确定的加速度贡献一个分量。
对于这种情况,古老的关于本质(natures)的语言是合适的。产生必要大小的加速度是力的本质。这意味着在其他条件不变的情况下,它将产生加速度。但即使有其他原因在起作用,它也会“尝试”这样做。这个想法在力的例子中很常见。当多种力同时尝试产生各自的特征加速度时会发生什么?结果是加速度等于分别代表每个力的函数的矢量和除以加速体的惯性质量。一般来说,不同原因的“尝试”是不同的。将行为归因于特征的本质就是声称该行为可以超越其他条件不变的严格限制之外进行输出,尽管通常仅作为“倾向”或“尝试”。可输出性的程度和范围会有所不同。某些本质是高度稳定的;其他的则范围非常有限。这里的要点是,我们不能将广泛的本质与相关定律的普遍适用性混为一谈。承认力往往会导致规定的加速度(并且在适当的条件下确实如此),与承认F = ma(作为一种规律性关联的主张)的普遍真实性还有很长的路要走 [5]。在接下来的部分中,我将描述两种不同的形而上学图景,在这两幅图景中,关于通过实验得出的基础物理定律的原教旨主义将是一个错误。第一个是整体主义(wholism);第二个是多元主义(pluralism)。在我看来,整体主义更有可能只产生其他条件不变的定律,而本质则更适合多元主义。
NOTE
[5] 我曾在Cartwright 1989年的著作中详细论述了概括的两个层面,即定律和本质归属。
1.4 整体主义
我们观察自然界的一点一滴,并且是在非常有限的环境下观察。对于精确科学来说尤其如此。我们可以获得非常精确的结果,但要做到这一点,我们需要非常严格地控制我们的输入。大多数情况下,我们不会直接控制它们,而是使用一些通用但有效的屏蔽形式。我知道一项旨在直接控制的实验——斯坦福重力探测器。尽管如此,最终他们还是会发动太空飞船,以平衡他们无法控制的因素。有时我们将物理学带到实验室之外。这时,屏蔽就变得更加重要。SQUIDs可以对磁场波动进行非常精细的测量,有助于检测中风患者。但为了进行检测,医院必须有一个赫兹箱——一个完全金属的小房间,以屏蔽环境中的磁性。或者,举一个更平常的例子,我们都知道,如果电池的保护壳被刺穿,电池就不可能工作。
我们倾向于认为屏蔽与我们使用的定律无关。同样的定律适用于屏蔽的内部和外部;不同之处在于,在屏蔽的内部我们知道如何计算定律会产生什么,但在定律外部,情况就太复杂了。整体主义者对这些说法持谨慎态度。如果我们研究的事件被锁定在一起,并且变化取决于总体结构而不是各个部分的排列,那么我们很可能会因只关注一小部分特殊情况而犯下很大的错误。
古德曼的新归纳之谜提供了一个熟悉的例证 [6]。假设实际上所有翡翠都是绿蓝的(其中绿蓝的 = 绿色且在2000年之前检查过,或蓝色且要么未经检查或在2000年之后检查过)。然而,我们是按照“所有的翡翠都是绿色的”来运作的。我们的定律并不是2000年前真实定律的近似值,尽管我们可以从相关概念的定义中看出,为什么它将与真理一样成功,也可以看出,为什么现在很难以恰到好处的方式改变环境,以扭转我们错误的归纳。
NOTE
[6] Goodman 1983, ch. 3.
纳尔逊·古德曼
Nelson Goodman(1906-1998)
世界知名哲学家,以其在反事实、分体论、归纳问题和美学方面的工作而闻名。古德曼以优异成绩取得哈佛大学文学学士学位。毕业之后,他在马萨诸塞州波士顿经营美术馆,同时攻读哈佛大学哲学博士学位,并于1941年取得博士学位。他作为艺术品经销商的经历有助于解释他后来转向美学的原因。1946年至1964年,他曾经任教于宾夕法尼亚大学,指导的学生包括诺姆·乔姆斯基、西德尼·摩根贝瑟、斯蒂芬·斯蒂奇和希拉里·普特南等。1962年至1963年,他担任哈佛大学认知研究中心研究员,1964年至1967年担任布兰迪斯大学教授,1968年被任命为哈佛大学哲学教授。
由于经验的领域太狭窄而产生错误归纳的第二个著名例子是伯特兰·罗素的无知鸡。这只鸡热切地等待着农夫的到来,因为农夫每天早上起来的第一件事就是过来喂她——直到有一天,农夫突然过来砍掉了她的头。鸡对自己所处的整体情况的了解太有限了。整个结构与她猜测的不同,并且结构设计的目的与她自己的目的也截然不同。然而,在她一生的大部分时间里,她自然做出的归纳提供了非常准确的预测。
举一个更科学的例子,考虑一下光纤带来的通信技术革命。低损耗光纤可以在数十公里的范围内以每秒数千兆位的速率传输信息。但每公里仅损失几分贝的纤维束的发展并不是故事的全部。光纤固有的脉冲展宽效应具有毁灭性。如果脉冲在沿着光纤传播时变宽,它们最终会相互污染并破坏信息。这意味着脉冲不能发送得太近,传输速率可能会下降到每秒数十或最多数百兆比特。
我们知道事实并非如此。该技术已经成功。这是因为在正确的环境下,正确类型的光纤可以传输孤子,即在很远的距离内保持形状的孤波。我会解释原因。传入脉冲的光强度会导致光纤折射率发生变化,从而在折射率中产生轻微的非线性。这种非线性导致脉冲中出现所谓的“啁啾”。脉冲前半部分的频率降低,而后半部分的频率升高。啁啾效应与色散效应结合起来产生孤子。因此,稳定的脉冲形状根本不是低损耗光纤的普遍现象。相反,它们是两个不同的、方向相反的过程相互抵消的结果。由于色散而导致的脉冲展宽被由于折射率的非线性而导致的脉冲变窄所抵消。我们确实可以产生完全稳定的脉冲。但要做到这一点,我们必须使用设计正确的光纤,并与产生输入脉冲的激光器的功率和输入频率精确匹配。巧的是,这并不难做到。当这些想法于1980年首次进行测试时,现成的玻璃光纤和激光器很容易相互兼容。鉴于这种非常特殊的匹配,光纤取得了令人印象深刻的开端。
孤子确实是一种稳定的现象。它们是自然的一个特征,但是是在非常特殊的情况下的自然。显然,认为它们是低损耗光纤的一般特征是错误的。问题是,我们所珍视的科学现象中有多少像孤子一样,是我们遇到的环境的局部——或者更重要的是,是我们构建的环境的局部。如果自然比我们想象的更加整体主义,那么原教旨主义者将实验室定律输出到世界各地的希望就会落空。
很明显,我对原教旨主义信仰并不乐观。但这并不是出于我一直在勾勒的那种的整体主义直觉。毕竟,我刚才讲的故事解释了“假的”局部理论的巨大成功,该理论认为孤子是低损耗光纤的特征——通过将其嵌入到关于光和物质相互作用的更普遍的理论中。从形而上学的角度来看,原教旨主义者得到了证实。也许我们所拥有的成功理论在其领域是有限的,但它们的成功可以通过参考一个真正普遍的权威来解释。我不明白为什么我们需要解释它们的成功。当我们有直接的经验证据时,我愿意相信更普遍的理论,但不仅仅因为它们是对很可能无法解释的事物的“最佳解释”。“理论在其领域内是成功的”:无论领域是小是大,是非常小还是非常大,对解释的需求都是一样的。理论在成功的地方是成功的,仅此而已。如果我们坚持要把它变成一种形而上学的学说,我想它就会像形而上学多元主义一样,也就是我将要转向的目标。
1.5 定律的拼凑
形而上学律则多元主义认为:自然界在不同领域由不同的定律体系支配,这些定律体系之间不一定有任何系统或统一的联系;它们只是由各种定律拼凑而成。律则多元主义反对任何形式的原教旨主义。我在这里特别关注物理学将所有现象收集到其自己的抽象理论中的尝试。在《物理定律如何说谎》一书中,我认为大多数情境仅通过扭曲而受到物理定律的约束,而它们通常可以通过更多唯象定律的概念来相当正确地描述。我提出的是一个连续体中的许多不同情境,从不尽相同但也大差不差的情境到非常不契合的情境。我确实认为,在某一端,基础物理学可能会完全失效(“我的铅笔尖的区域的电场矢量的值是多少?”),而在晶体管中,它则工作得很好。但这不是主要焦点。现在我想明确地划清界限。通常由物理学研究的系统的某些特征可能会陷入其行为根本不受物理定律支配的情境。但这并不意味着它们没有行为的指南或只有低级的唯象定律。它们可能属于一组完全不同的、有组织的、高度抽象的原则。(但话又说回来,它们也可能不会。)
形而上学多元主义面临两个直接的困难。第一个是通过想象它必须与形而上一元论残余的观点结合起来我们自己创造的。我相信,第二个是自然必须解决(或必须已经解决)的真正难题。
首先,我们想问:“怎么可能存在不受牛顿定律约束的运动呢?”答案是:存在牛顿理论中未包含的运动的原因。许多人认为这是不可能的,因为尽管他们已经放弃了还原论,但他们却仍然追求一个还原论的近亲:随附性(supervenience)。假设我们对下落物体及其周围环境给出完整的“物理学”描述。难道这不能确定这种情境的所有其他特征吗?为什么?从我们现在所处的讨论水平来看,这当然是不正确的:风是冷的,阵阵的;钞票是绿白相间的,皱巴巴的。这些属性与钞票的质量、地球的质量以及它们之间的距离无关。
不过,我认为随附性的故事是错误的。重要的是物理学的微观属性;现实的其余部分随附于它们。我为什么要相信这一点?随附性被吹捧为相对还原论而言向前迈出的一步。粗略地说,我认为随附性的优点应该是我们可以用一种较弱的还原,即“个例-个例还原”来替代更传统的“类型-类型还原”——事实证明这种还原是很难实现的。但传统观点也有支持它的论据。科学确实勾勒出了微观结构和宏观属性之间各种相当系统的联系。草图通常是粗略的,但有时也是精确的,通常其可靠性仅限于非常特殊的情况。尽管如此,还是有一些引人注目的案例。但这些案例支持类型-类型还原论;它们与随附性无关。类型-类型还原论存在众所周知的问题:我们发现的联系往往看起来更像是因果联系,而不是还原;它们在自己的领域内受到限制;它们是粗略的而不是精确的;通常,我们甚至无法找到我们希望产生良好还原的起始点。这些问题建议以多种具体方式修改该学说,或者可能完全放弃它。但它们肯定不会让我们以个例-个例还原作为后备立场。毕竟,就我刚才讲的故事而言,正是某种程度的系统联系的出现,首先证明了微观结构固定宏观属性的说法。但个例-个例还原所缺少的正是这种系统性。
物理学研究的宏观属性并不随附于微观特征的观点有时被称为涌现论(emergentism)。这里的主张是,在没有随附性的地方,宏观属性一定会奇迹般地凭空出现。但为什么?这些属性没有任何崭新的东西。它们一直存在于这个世界上,与微观物理学的属性并存。也许我们被物理学研究的属性集是完整的感觉所误导。的确,我认为这种说法在某种意义上是正确的,但这并不支持涌现论提出的指控。考虑一下物理学的属性领域是如何设定的:我们首先对一些特定现象感兴趣,比如运动——偏转、轨迹、轨道。然后,我们寻找最小的属性集,即在其他条件不变的情况下在预测情况下封闭(或足够封闭)的属性。也就是说,我们扩展我们的领域,直到我们得到一组在其他条件不变的情况下足以确定我们的起始因素的因素。(也就是说,只要集合之外没有发生任何强烈影响目标结果的事情,它们就足够了。)成功并不表明我们已经拥有了所有的属性。这是我们需要牢记的一个事实,虽然与本章的主要主张——预测封闭性本身只在高度受限的情况下才会出现——完全无关。最直接的一点是,一组属性之间的预测封闭性并不意味着描述完备性。
形而上学多元主义面临的第二个问题是一致性问题。我们不希望在物理定律带走了所有物质和能量的区域还出现色块。以下是我在讲授十七世纪机械哲学时经常讲的两个故事。两者都是关于如何编写自然之书以保证一致性。在第一个故事中,上帝对物理学非常感兴趣。他小心翼翼地写下了它的定律,并列出了宇宙中所有原子的初始位置和速度。然后,他把繁琐但智力上微不足道的计算未来发生的所有事情这一工作留给了圣彼得,包括会出现什么宏观属性和宏观定律(如果有的话)。这就是还原论的故事。形而上学多元主义认为上帝对定律非常上心,因此他写下了他的宇宙将要展现出的每一个规律。在这种情况下,圣彼得面临着一项艰巨的任务,即以某种方式安排宇宙中的初始属性,使上帝的定律一起成为真实的。还原论的好处是它使圣彼得的工作更容易。然而,上帝可能选择成为一个形而上学多元主义者。
1.6 归纳停止的地方
我认为,我们当代科学的定律,就其真实性而言,至多是在其他条件不变的情况下才是真实的。在最好的情况下,我们或许可以将它们视为关于自然的主张。但根据我们的经验,我们没有理由将我们的定律——甚至是最基本的物理定律——视为普遍适用的定律。事实上,我应该说“尤其(especially)是我们最基本的物理定律”,如果这些定律是基本粒子的定律的话。因为我们实际上没有任何归纳理由可以认为这些定律对于实验室环境之外的基本粒子来说是真实的——如果它们确实存在的话。伊恩·哈金(Ian Hacking)曾说过这样一句话:“就我而言,如果你能喷洒它们,那么它们就是真实的。”[7] 我一直同意这一点。但我会更加谨慎:“当你能喷洒它们的时候,它们就是真实的。”
NOTE
[7] Hacking 1983. p. 23.
伊恩·哈金
Ian Hacking(1936-2023)
世界知名哲学家,加拿大皇家学会会士,英国国家学术院院士。哈金的研究领域为科学哲学、精神病学哲学、数学哲学、物理学哲学、科学史、谱系学和形而上学等。他拥有不列颠哥伦比亚大学和剑桥大学三一学院学士学位,并在卡西米尔·路易的指导下获得剑桥大学哲学博士学位。他先后任教于普林斯顿大学、弗吉尼亚大学、剑桥大学、不列颠哥伦比亚大学、斯坦福大学和多伦多大学等。2000年至2006年,他担任法兰西学院科学概念哲学和历史讲席教授。从法兰西学院退休后,哈金于2008年至2010年担任加州大学圣克鲁斯分校的客座哲学教授。已经出版的哈金著作的中文译本包括《表征与干预》、《疯狂旅行者:一种精神疾病的诞生与消散》和《驯服偶然》。
社会建构主义者很熟悉理论实体是由实验室的特殊条件和惯例创造的主张。我之前描述的稳定的低损耗脉冲提供了这种情况如何发生的示例。在这里我想补充一点警告,不仅是关于实验室之外的理论实体的存在,而且是关于它们的行为。哈金的观点不仅在于,当我们能够以我们想要的方式使用理论实体来产生精确而微妙的效应时,它们就一定存在;而且还在于,如果我们能够让它们做我们想要做的事情,我们就一定非常了解它们的行为。我相信,这证明了一些非常具体的、受环境限制的主张的真实性,这些主张我们用来描述它们的行为并控制他们。但在所有这些精确控制的情况下,我们都会构建适合我们模型的环境。我再说一遍:这并不表明我们一定能够建立一个适合每种情况的模型。
也许我们觉得一种情况和另一种情况之间可能没有真正的区别,因此没有原则性的理由停止我们在实验室墙壁边缘的归纳。但确实有一点不同:有些情况与我们的模型相似;其他的则不然。科学活动的意义就是建立模型,这些模型在相关定律的掩护下将定律所管辖的所有情况都纳入其中。[8] 原教旨主义者想要更多。他们想要定律;他们想要真正的定律;但最重要的是,他们希望自己喜欢的定律在任何地方都有效。我敦促我们抵制原教旨主义。现实很可能只是定律拼凑而成的。
NOTE
[8] 或者,用我更喜欢的更经验主义的说法,“定律准确地描述了的情况”。
微信号|Posthumanism