挑戰費曼:為什麼科學哲學對科學很重要? - 今天頭條

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另一方面,有些物理學家,比如理察·費曼和史蒂芬·霍金都曾公開否認過科學哲學的價值。

但這種價值得到了米凱拉·馬斯米溫和而又堅定的支持。

首頁 返樸 挑戰費曼:為什麼科學哲學對科學很重要? 2019-12-14  返樸 在一個諸如多重宇宙這樣無法驗證的理論大行其道的時代,與那些認為我們無望為物理現實給出準確定義的人不同,米凱拉·馬斯米為科學作了辯護。

受訪者|米凱拉·馬斯米(MichelaMassimi)採訪者|菲利普·玻爾(PhilipBall)譯者|王培要想證明科學哲學的作用,如今正當其時。

一方面,有些研究弦理論或多重宇宙的科學家——這些理論遠非當前技術所能驗證——必須為他們的研究作哲學上的辯護,也即是說,這些研究不能依賴傳統的假說檢驗法。

另一方面,有些物理學家,比如理察·費曼和史蒂芬·霍金都曾公開否認過科學哲學的價值。

但這種價值得到了米凱拉·馬斯米溫和而又堅定的支持。

去年,她榮獲了英國皇家科學協會每年頒發的「威爾金斯-伯納爾-米達瓦獎」(Wilkins-Bernal-MedawarMedal)(譯註:該獎項主要頒給為研究科學史、科學哲學和科學的社會作用做出突出貢獻的學者)。

馬斯米發表的獲獎演說,為科學和科學哲學的緊密關係作了辯護。

她認為,兩者都不能只從功利角度來評判其價值,並聲稱兩者應該結成聯盟,以更開放的心態來探索物質世界,證明這些科學研究的社會和智識價值。

除了作為科學價值的捍衛者,馬斯米還圍繞「實在論」和「反實在論」之間的爭論進行了研究:如果科學能夠反映客觀現實,這種反映是如何做到的呢?她在著作中問道:科學研究處理的是單一的、真實的世界概念,還是說,只是簡單滿足於描述物理現象,而對科學理論是否真實反映了物質世界不感興趣。

出生於義大利的馬斯米,目前是蘇格蘭愛丁堡大學的哲學教授,她屬於實在論者陣營,並認為她的觀點可以被稱為「視角實在論」(perspectivalrealism),也即是說,儘管科學不可避免地會受到社會和歷史因素的影響,但科學能夠取得進步,而這在哲學領域仍是頗有爭議的問題。

當馬斯米正在為獲獎演說做準備時,Quanta雜誌採訪了她。

以下採訪做了編輯和刪減:人們經常引用理察·費曼的名言,他說,科學哲學對於科學家的作用就像鳥類學對於鳥類的作用。

你如何看待他的觀點?很多著名物理學家認為哲學要麼是無用的智力訓練,要麼就與物理學無關,因為它不能取得進步。

這種看法似乎基於一種錯誤的前提,認為哲學要麼必須對科學家有用,要麼就完全無用。

但所有事物都有某種程度的價值。

我們不會從羅馬歷史對於古羅馬人本身有什麼作用的角度去評估羅馬歷史的智識價值,這一邏輯同樣適用於考古學和人類學。

為什麼科學哲學就該不一樣呢? 那麼,如果科學哲學對於科學本身沒有用,那它存在的意義是什麼呢?我認為,從更大的格局上講,它有益於整個人類。

我們哲學家為科學本身構建敘事,我們仔細審視科學方法和建模行為。

我們深入到科學的理論根基和它的概念細節。

我們要把這些智力研究活動歸功於整個人類,它是我們文化遺產和科學歷史的一部分。

在宇宙學領域研究貝葉斯(統計)方法的科學哲學家,或者仔細審視高能物理簡化模型背後的前提假設的科學哲學家,與考古學家、歷史學家或人類學家在創造對人類有價值的知識方面,沒有什麼區別。

很多科學家在20世紀早期曾經深度參與了哲學討論,包括愛因斯坦、玻爾、馬赫和玻恩。

我們這個時代已經失去這一傳統了嗎?是的,我認為我們失去了思考科學的這種獨特方式。

科學是我們更廣闊的文化歷史的一部分,但現在我們已經失去了這種觀念,而這種觀念要追溯到文藝復興和科學革命。

在20世紀初期,相對論和量子力學的創建者們都受過哲學方面的訓練。

當時物理界最艱深的辯論具有鮮明的哲學性質。

當愛因斯坦和玻爾就量子力學的完備性進行爭論時,實際上他們爭論的焦點是「物理實在」的定義究竟是什麼:如何定義量子理論中什麼是「真實」的存在。

在量子力學中,即使我們無法同時觀測到電子的位置和速度,但我們能認為一個電子處於「真實的」位置和「真實的」速度中嗎?這是一個深刻的哲學問題。

出於諸多理由,我們現在已經很難在當代物理學中發現類似的爭論了。

今天的物理學家沒必要在大學讀其他學科的書籍,或者在學校受到更廣泛的學科訓練。

大量的科學合作項目導致科學研究更加專業化。

更重要的是,整個科學研究的潮流——反映在組織化的科學研究當中,比如,如何激勵、評估科學研究,並為其分配研究資金——已經發生了變化。

今天,科學成果要麼被一群專家認定為是有用的,要麼就被認定為是完全無用的。

但是與哲學一樣,我們需要從事基本的科學研究(也要從事基本的人文研究),因為這是我們文化遺產和科學歷史的一部分,也是我們之所以為人的一部分。

有種批評認為,科學取得了進步,而哲學仍在處理同樣的老問題。

科學是否曾經引出過新的哲學問題呢?我還是認為,我們應該抵制以評價科學進步的方式來評價哲學進步的誘惑。

可以說,關於如何評價科學取得的進步,存在著不同的看法。

是通過科學越來越接近最終的真理來評判,還是說,通過解決更多的實際問題來評判?還是說,通過技術進步來評判?這些問題本身都是未有定論的哲學問題。

在1960年代以前,被廣泛接受的觀點是,科學進步應該通過理論是否越來越逼近真相、越來越接近於科學研究的終極局限來進行評判,比如,是否更接近於某種能夠解釋一切事物的統一理論,如果這種理論存在的話。

由於托馬斯·庫恩在1960年代出版了里程碑式的著作(譯註:《科學革命的結構》),這一觀點部分被另一種觀點取代了,後者認為我們應該把解決越來越多的問題和難題當作評判科學成功與否的標準,無論是否存在著我們必將面臨的科學探索的終極局限。

科學哲學為設定科學成功和進步的標準做出了貢獻。

作為這一貢獻的結果,我們今天的看法更為精細了,也更具歷史敏銳度。

但相反的情況也出現了:科學也為科學哲學提出了新的問題。

比如,以科學模型為例。

過去一個世紀以來,在生物醫藥科學、工程科學、地球科學和物理學等領域所提出的科學模型數量以幾何指數增長,這使得哲學家需要提出一些新的問題,比如,科學模型的角色和性質是什麼,以及它們與理論和實驗證據之間有著怎樣的關係。

類似地,科學領域所普遍使用的貝葉斯統計方法使得哲學家回到貝葉斯定理,去揭示它的問題和前景。

由於神經科學所取得的進展,神經科學家已經開始邀請哲學家來一起構建人類心智工作機制的新理論。

因此,進步的累積是通過共生關係、通過哲學和科學的共同發展、通過兩者的進化和相互依賴而實現的。

你說過,在科學觀的實在論者和反實在論者之間存在著爭論,你能解釋一下這一爭論嗎?這一爭論有著很長的歷史,它基本上涉及的是如何從哲學角度來看待科學。

科學的主要目標是什麼?科學的目標是為我們提供接近於自然的真相,就像實在論所認為的那樣?還是說,科學的目標只是為了讓能夠觀察到的現象自圓其說,而不必然要告訴我們真相,就像某些反實在論者所認為的那樣? 在天文學歷史上,這一區別是至關重要的。

為了讓行星運動現象可以自圓其說,托勒密提出了本輪和均輪概念(對圓周運動的闡述),但這種做法並不是為了給現實世界提供真相。

當哥白尼的天文學出現後,伽利略和羅馬天主教會之間的鬥爭就開始了。

但這一鬥爭的實質是,哥白尼的天文學是否提供了行星運行的真實圖景,還是說僅僅是為了讓哥白尼的理論自圓其說。

我們也可以就當前科學理論的研究對象提出同樣的問題。

有顏色的夸克是真實存在的嗎?它們只是為了讓我們已有的量子色動力學中強作用的經驗證據能夠自圓其說,還是說,希格斯玻色子是真實存在的?暗物質也是真實存在的?你提出了一種新的觀點,叫做「視角實在論」,怎麼理解?我把視角實在論視為一種實在論,因為它認為(至少在我的版本中)科學真理的確存在。

我們不能滿足於只是為了讓可觀測的現象自圓其說,以及構建理論去迎合證據。

然而,它也承認,科學家沒有上帝的視角:我們的概念資源、理論方法、方法論和技術設施都受到歷史和文化的局限。

但這是否意味著我們無法獲得關於物質世界的知識呢?當然不是。

這是否意味著,我們應該放棄科學可以取得進步的這樣一種堅定信念呢?當然不是。

關於證據在科學研究中起什麼作用,你已經寫了一些著作。

這是一個爭論很激烈的問題,因為當今的物理學已經努力推進到了這樣一些領域,物理學家幾乎沒有證據來檢驗自己提出的理論。

你認為真正的科學理論即便不採用經驗主義方法(比如當前面臨的問題)也能得到證實嗎?這是一個很重要的問題,因為正如我所提到的,我們的知識具有視角特徵,如何在承認這種特徵的情況下仍能捍衛實在論,這一問題的答案取決於我們如何為假想的新實體(也許是真實存在的,也許不是)搜集、分析和理解證據。

這種證據不僅很難在類似宇宙學或粒子物理學中找到,而且我們理解這些證據的工具也通常具有視角的特徵。

所以,我們如何把這些工具用於「發現真相」,比如說,發現超對稱粒子或暗物質,就變得十分關鍵了。

以超對稱研究為例。

就這一案例而言,古老的哲學思想——科學家先提出理論假設,推斷經驗結果,然後通過做實驗來驗證該結果是否得到證實——被證明完全過時了,不足以理解正在發生的真實的科學研究。

考慮到粒子對撞機所產生的海量數據,要驗證每一個超對稱理論模型,這對實驗物理學家來說,既費時間,又很低效。

相反,粒子物理學家已經設計出更有效的策略。

目標是排除能量區域,該區域沒有證據顯示存在著標準模型之外的新物理現象。

通過把驗證物理上可設想的事物的空間當作客觀上可能存在的事物——以及在這一可能性領域中施加更多嚴格的限制——我們的這種能力可以被當成是一種進步,哪怕經過所有努力,最終沒有任何粒子被探測到。

從哲學的視角來看,這一巨大變化不僅意味著理論和證據相互支持的傳統觀念發生了變化,更重要的是,我們對科學進步和實在論的觀念也發生了變化。

就這一案例而言,進步不僅僅意味著發現新的粒子,實際上還意味著,多數時候,能夠以置信度很高的方式構建出自然界中有可能存在的物質空間,這種進步已經足夠了。

將這種觀念傳遞給公眾是非常重要的,可以糾正公眾的錯誤理解,比如說,納稅人的錢是否應該被用於建造大型粒子對撞機,特別是在這種機器有可能發現不了新的粒子的情況下。

與此同時,我們實在論者的信念應該得到重新審視。

我個人相信,一個實在論者的觀點應該包括我們構建客觀上在自然界中可能存在的物質空間,而不僅僅包括真實存在的事物。

這就是視角實在論想要達到的目的。

你是如何開始思考所有這些問題的?轉折發生在1996年的一天,當時我正在羅馬大學位於地下室的物理學圖書館瀏覽布滿灰塵的《物理學評論》(PhysicalReview)。

我無意中看到了發表於1935年的愛因斯坦-波多爾斯基-羅森所寫的著名論文(《量子力學對物理現實的描繪是完備的嗎?》,「Canquantum-mechanicaldescriptionofphysicalrealitybeconsideredcomplete?」這是第一篇討論現在所謂「量子糾纏」現象的論文)。

我被論文首頁提到的「物理現實的標準」問題迷住了——如果沒有任何方式能干預一個系統,我們就能確定預測物理量的數值,然後,存在著物理現實的元素與這一物理量相對應。

我想知道,為什麼一篇物理學文章會以似乎是很哲學的方式開始探討「物理現實」。

我想,不管怎麼講,物理現實的「標準」究竟是什麼呢?這一標準能得到證明嗎?我記得,隨後我又讀了尼爾斯·玻爾對EPR論文的回應,他的文章在我腦海中形成了更溫和的、基於知識的看法,也即是關於我們如何知道現實世界存在著什麼的看法。

就在那時,我認定這是一個非常有價值的哲學問題,等待我去探索。

你在皇家科學協會的獲獎演說內容是關於科學的價值。

你認為哲學能為科學帶來什麼價值?價值巨大!顯然,從事科學研究,或者證明一個理論比另一個理論更靠譜,或者告訴科學家他們應該如何進行科學研究,這些都不是哲學家的職責。

我懷疑有些輕視哲學家的不良媒體誤以為,哲學家應該從事這些工作。

但我相信,我們的職責是要向公眾普及科學的價值,並確保關於證據扮演的角色、科學理論的準確性和可靠性以及方法論的有效性等問題能夠得到恰當地研究。

就此而言,我認為科學哲學履行了一種重要的社會職責:讓普通公眾意識到科學的重要性。

我認為作為公共知識分子的科學哲學家應該公開談論科學,糾正普遍的錯誤觀念或無知的判斷,而這些觀念或判斷會進入政治遊說和議程,並影響最終的政策制訂。

科學哲學是我們關於科學的公共敘事的組成部分,這就是為什麼我總是會儘可能地去傳播科學對於社會的價值。

菲利普·玻爾一名生活在倫敦的科普作家,他經常為Nature,NewScientist,Prospect,Nautilus,TheAtlantic和其他刊物撰寫文章。

他出版的著作包括BrightEarth,Invisible和最近的TheWaterKingdom。

原文標題:QuestioningTruth,RealityandtheRoleofScience原文連結:https://www.quantamagazine.org/questioning-truth-reality-and-the-role-of-science-20180524/米凱拉·馬斯米在英國皇家科學協會獲獎演說的視頻連結:https://royalsociety.org/science-events-and-lectures/2018/05/wilkins-bernal-medawar-prize-lecture/此文基於學術交流、拓展視角的目的刊發,不代表《返樸》立場。

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