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科学实在论与以太

时间:2022-05-06 百科知识 版权反馈
【摘要】:结构实在论是在科学实在论当前争论的背景下提出的。结构实在论被认为调和了两大论证,从而成为两个世界的最佳者。虽然如实在论者所公认的,科学史上存在理论变革这一事实给传统科学实在论的基本主张,即我们当前接受的理论近似为真提出了挑战。在沃勒尔看来,接受结构实在论意味着接受在理论变革中存在非经验的、结构的、数学的连续性,因而科学实在论就能够既接受无奇迹论所支持的科学实在论,又

结构实在论

作为当前英美哲学界有关科学实在论争论的最新进展,结构实在论最早是由伦敦经济学院的约翰·沃勒尔(John Worrall,1946— )教授提出来的。沃勒尔早年在伦敦经济学院学习统计学,因受到波普尔讲座的影响而转向哲学,后师从拉卡托斯攻读博士学位。沃勒尔发展了他老师的研究纲领方法论,并用19世纪物理学史的案例研究来检验它。他曾经担任Routledge Encyclopedia of Philosophy的主题编辑,是英国伦敦经济学院科学哲学教授,也任职于该校的自然和社会科学哲学中心。在1974年至1983年任《英国科学哲学杂志》首席编辑。

结构实在论是在科学实在论当前争论的背景下提出的。在此前20年中,科学实在论的争论一直被通向相反方向的两个论证所支配:“无奇迹论”和“悲观归纳论”。

依据“无奇迹论”,成熟科学理论惊人的预测力并非是偶然的产物或宇宙的巧合。相反,这表明了科学理论大体上是在正确的道路上,或者它们是近似为真的。这一论证在普特南的文本中可以找到标准论述:“对实在论的积极论证是,它是唯一一个不使科学的成功成为奇迹的哲学。”[21]在此之后,这一论证成为科学实在论的一个重要辩护体系。

然而在科学史上,存在着太多过去论证成功而最终被证明是错误的理论,劳丹抓住了这一点,他称之为“历史的预谋”,在此基础上他提出了“悲观归纳论”。它声称当前成功的科学理论也有可能是错误的,“因为它们(大多数过去理论)建立在我们现在认为是根本错误的理论模型和结构基础上,所以实在论者是不可能将解释这些理论的经验成功寄希望于构成他们理论主张的似真性上”[22]。因此,这一论证表明:历史的记录摧毁了实在论者的信仰,即认为在近似真理和真正的经验成功之间存在解释性联系。而且,它试图破除任何实在论者对科学理论的信赖。

科学实在论围绕两大论证的争论持续了十余年而没有任何解决方案,直到沃勒尔结构实在论的提出。结构实在论被认为调和了两大论证,从而成为两个世界的最佳者。沃勒尔在《结构实在论:两个世界的最佳者》《如何保持适度的乐观:科学实在论和“以太”》两篇论文中,阐发了其“结构实在论”,他从劳丹的反面案例“菲涅耳-麦克斯韦理论变革”出发,通过案例研究指出在理论变革中存在数学连续性,进而说明连续性不仅仅存在于经验层面。

(一)光学理论的变革

在19世纪的光学史上,菲涅耳通过对偏振的研究,认为光的本质是类似于固体中横向振动的弹性波,他将承载光振动通过空虚空间的介质称为以太,以太是由物质粒子组成的并充满了空间,这标志着光学研究进入了一个新时期——弹性以太光学时期。但是菲涅耳的以太光波理论很快被麦克斯韦的电磁场理论所替代,“弹性固体以太”被抛弃,菲涅耳理论被否定,光被认为是一种电磁波。[23]

有关光学革命,劳丹认为菲涅耳的光学以太根本无所指称,依据科学后来告诉我们的,这一曾经成功的理论是根本错误的,并由此得出了反实在论的主要论证——悲观归纳论。在劳丹之前,有关19世纪的光学革命已经有过很多争论。在菲涅耳理论被麦克斯韦理论取代之后,那些支持菲涅耳理论的实在论者,不甘心承认对菲涅耳理论的如此断言而放弃实在论的立场,他们纷纷予以回应,一些人认为“以太”根本没有被抛弃,更有甚者指出菲涅耳可能一直在讨论他的后继理论——麦克斯韦理论中的“电磁场”。然而沃勒尔指出:他们这种对“历史的重构”是做过了头,无疑是一种绝望的挣扎。在库恩、拉卡托斯和其他人的研究之后,被普遍接受的是:理论科学最高水平的、最有趣的部分当被严格检验时不可避免地会存在问题。

沃勒尔并不同意劳丹的观点,他认为悲观归纳论确实表明了科学理论在理论层面存在根本的不连续性。沃勒尔指出,从后来的观点看,菲涅耳在光的本质上犯了明显的错误。在理论层面上,从菲涅耳的“以太”到麦克斯韦的电磁场理论之间确实存在着根本的理论变革和代替。但是菲涅耳的理论仍然精确地不仅描述了光的可观察效果(衍射、偏振、干涉、折射、双折射),而且如果我们仅仅从数学等式层面看,通过菲涅耳公式给出的反射、折射定律不仅在麦克斯韦的电磁场理论中得到继承,而且也被之后的理论所接受。在沃勒尔看来,这表明了菲涅耳-麦克斯韦光学革命中存在数学的、重要的、非经验的连续性。[24]在此基础上,沃勒尔提出了结构实在论。

(二)结构实在论内容

沃勒尔认为,实际上在变革前后的理论中,菲涅耳公式是持存的,两种理论之间仍然存在着一种结构的、数学连续性。虽然这种结构的连续性完全不是经验层面的结果,只能被认为是非经验的。只有当我们接受这种非经验的连续性时,我们才能在菲涅耳理论被麦克斯韦理论所取代和前者的经验成功之间作出合理的解释。

虽然如实在论者所公认的,科学史上存在理论变革这一事实给传统科学实在论的基本主张,即我们当前接受的理论近似为真提出了挑战。但是正如从菲涅耳到麦克斯韦的理论变革一样,“科学史上重要理论变革的例子看起来展示了在结构层面的积累性增长”[25],那么,这一案例就是支持结构实在论的,而且科学史上的理论普遍具备结构连续性的特征。

沃勒尔认为结构实在论完全不同于法因(Arthur Fine)的自然本体论态度(Natural Ontological Attitude),它只是树立了一面旗帜,在这面旗帜下那些自认为是实在论和反实在论的各种观点得到了统一。然而对于结构实在论,应该如何理解“结构”、其实质是什么等关键问题,沃勒尔都没有给予明确回答,这也是它遭到激烈反驳的主要原因。[26]

总结沃勒尔的理论,他的结构实在论至少表明了以下四点:第一,科学理论依据它自身的数学结构能够揭示不可观察世界的结构;第二,在理论变革中数学等式得以持存,这种数学连续性构成了科学理论发展的连续性;第三,成熟科学中科学理论的连续性高于纯粹的经验层面,这种连续性是非经验的,但并没有达到充分解释的高级理论层面;第四,数学结构的连续性表达了实体之间真关系,然而除此之外我们一无所知。

在沃勒尔看来,接受结构实在论意味着接受在理论变革中存在非经验的、结构的、数学的连续性,因而科学实在论就能够既接受无奇迹论所支持的科学实在论,又承认悲观归纳论所指出的科学革命的存在,从而使他对成为两个世界的最佳者这一良好期许变为可能。

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