判決性實(shí)驗(yàn):拉瓦錫化學(xué)革命研究
定 價(jià):88 元
叢書名:科學(xué)的歷史與哲學(xué)叢書
- 作者:馮翔,袁江洋著
- 出版時(shí)間:2015/3/1
- ISBN:9787030434012
- 出 版 社:科學(xué)出版社
- 中圖法分類:N02
- 頁(yè)碼:268
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開(kāi)本:16K
《科學(xué)的歷史與哲學(xué)叢書·判決性實(shí)驗(yàn):拉瓦錫化學(xué)革命研究》重點(diǎn)對(duì)1772~1777年拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的精致化進(jìn)程進(jìn)行了研究,以顯示化學(xué)革命的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。《科學(xué)的歷史與哲學(xué)叢書·判決性實(shí)驗(yàn):拉瓦錫化學(xué)革命研究》提出“元理論”與“理論、元理論和經(jīng)驗(yàn)的三角關(guān)系”概念;結(jié)合歷史研究提出十八世紀(jì)化學(xué)家的觀察不僅能負(fù)載理論,而且能負(fù)載元理論,在兩個(gè)相同的元理論原則的基礎(chǔ)上,燃素論者能夠理解拉瓦錫所做的判決性實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)含義;提出科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)的過(guò)程是不可分的,并以此為基礎(chǔ)對(duì)哲學(xué)概念“判決性實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行重新考察,得出判決性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)精致化進(jìn)程的自然結(jié)果,判決性實(shí)驗(yàn)并不是憑其單一的實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行理論選擇,它有著激活整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、并使之具備在競(jìng)爭(zhēng)中的多個(gè)理論面前選擇其一的能力的結(jié)論。
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《科學(xué)的歷史與哲學(xué)叢書·判決性實(shí)驗(yàn):拉瓦錫化學(xué)革命研究》:
第一章 緒論
化學(xué)革命是發(fā)生在十八世紀(jì)末法國(guó)和英國(guó)的一場(chǎng)深刻的化學(xué)學(xué)科的變革,奠定了現(xiàn)代化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)。十八世紀(jì)是化學(xué)學(xué)科大發(fā)展的時(shí)期。在十八世紀(jì)末的法國(guó)和英國(guó),發(fā)生了拉瓦錫(Antoine Laurent de Lavoisier,1743—1794)領(lǐng)導(dǎo)的化學(xué)革命。化學(xué)革命的主要成果是建立了國(guó)際化學(xué)界的第一個(gè)學(xué)科綱領(lǐng)——氧化學(xué)說(shuō)。這個(gè)學(xué)科綱領(lǐng)初步明確了化學(xué)的研究目的、范圍、方法,使化學(xué)基本上成為一門獨(dú)立的學(xué)科,而不再是其他學(xué)科,如醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、自然哲學(xué)的附庸。其主要依據(jù)為:①氧化學(xué)說(shuō)基本建立了現(xiàn)代化學(xué)意義上的元素概念,徹底取代了古代的四元素與文藝復(fù)興時(shí)期的三要素學(xué)說(shuō)。在此之前英國(guó)化學(xué)家、物理學(xué)家波義耳(Robert Boyle)等試圖取消四元素與三要素學(xué)說(shuō),但并未取得實(shí)質(zhì)性的成功。②氧化學(xué)說(shuō)使得化學(xué)基本上成為一門世界科學(xué)。在此以前,世界上科學(xué)水平最發(fā)達(dá)的兩個(gè)國(guó)家法國(guó)和英國(guó)的化學(xué)研究在價(jià)值取向、研究范圍、研究方法上相差甚遠(yuǎn)。法國(guó)化學(xué)主要是鹽化學(xué),而英國(guó)則是氣體化學(xué),而且兩國(guó)的化學(xué)家基本上對(duì)對(duì)方的領(lǐng)域不感興趣。法國(guó)鹽化學(xué)在十八世紀(jì)初就和物理等其他學(xué)科基本上劃清了界限,但在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)停留在定性科學(xué)的層次;而英國(guó)氣體化學(xué)重視定量,但往往更重視氣體的物理性質(zhì)研究,而忽視其化學(xué)性質(zhì)。拉瓦錫不僅結(jié)合了法國(guó)化學(xué)和英國(guó)化學(xué)的優(yōu)勢(shì),而且在一定意義上統(tǒng)一了法國(guó)化學(xué)和英國(guó)化學(xué)。③1787年,拉瓦錫、貝托萊(ClaudeLouis Berthollet)、德莫沃(Louis Bernard Guyton de Morveau)、弗可魯瓦(Antoine Fran??ois de Fourcroy)合著的《化學(xué)命名方法》(Méthode de Nomenclature Chimique)確定了現(xiàn)代化學(xué)命名法,在其出版之后的二十年內(nèi),現(xiàn)代化學(xué)命名法得到廣泛傳播和應(yīng)用,淘汰了以往的煉金術(shù)符號(hào),從此以后各國(guó)化學(xué)家有了一個(gè)方便交流的平臺(tái);瘜W(xué)綱領(lǐng)的建立大大加快現(xiàn)代化學(xué)建制化的進(jìn)程。化學(xué)革命期間出現(xiàn)了第一個(gè)現(xiàn)代意義上的化學(xué)學(xué)派——法國(guó)氧化學(xué)派,其中核心人員為拉瓦錫、貝托萊、德莫沃、弗可魯瓦。十八世紀(jì)末至十九世紀(jì)初現(xiàn)代化學(xué)教材開(kāi)始陸續(xù)發(fā)行,其早期的作者多為法國(guó)氧化學(xué)派的化學(xué)家,現(xiàn)代化學(xué)教材得到了廣泛傳播。
本書通過(guò)拉瓦錫的化學(xué)革命這個(gè)案例來(lái)探討科學(xué)哲學(xué)中的幾個(gè)問(wèn)題。
本書要探討的第一個(gè)問(wèn)題是化學(xué)革命的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。以往關(guān)于化學(xué)革命的科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)研究盡管不否定經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)在化學(xué)革命中的地位和作用,但基本上傾向于把化學(xué)革命理解為一場(chǎng)概念革命。這同二十世紀(jì)科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)發(fā)展的某些特點(diǎn)是分不開(kāi)的。在化學(xué)革命動(dòng)力學(xué)的各種解釋中,影響最大的為庫(kù)恩的范式轉(zhuǎn)換理論。庫(kù)恩把化學(xué)革命視為“氧氣”和“燃素”之間范式的轉(zhuǎn)換,“拉瓦錫對(duì)困難的事先估計(jì)一定起過(guò)重要作用,使他能夠在和普里斯特利一樣的實(shí)驗(yàn)中看到了后者所看不到的一種氣體。反過(guò)來(lái)說(shuō),普里斯特利必須有一次重大的范式的轉(zhuǎn)換才能看到拉瓦錫所看到的東西,這事實(shí)必然是他直到其漫長(zhǎng)的一生結(jié)束依然不能看到的主要原因” (Kuhn,1996:56)。庫(kù)恩的范式轉(zhuǎn)換理論至今仍有著巨大的影響,但隨著化學(xué)史研究水平的不斷提高,使用“范式的轉(zhuǎn)換”是否能全面有效地解釋化學(xué)革命以及化學(xué)革命中是否存在著“范式的轉(zhuǎn)換”等問(wèn)題都存在著較多的學(xué)術(shù)分歧。后來(lái)薩伽德(Paul Thagard)結(jié)合認(rèn)知科學(xué)與人工智能的某些最新進(jìn)展對(duì)化學(xué)革命進(jìn)行了一個(gè)新的科學(xué)哲學(xué)的解釋(Thagard,1990)。薩伽德將拉瓦錫的概念結(jié)構(gòu)分為四個(gè)階段,他認(rèn)為拉瓦錫在1772~1777年通過(guò)發(fā)現(xiàn)氧氣建立了一個(gè)新的概念系統(tǒng),適合用積累理論來(lái)解釋,而1777年左右是用一個(gè)新的概念系統(tǒng)來(lái)替換舊的概念系統(tǒng),適合用格式塔理論來(lái)解釋。薩伽德比較好地描述了1772~1789年拉瓦錫的概念結(jié)構(gòu),相對(duì)于庫(kù)恩的化學(xué)革命解釋要更全面與合理一些。與庫(kù)恩一樣,薩伽德的解釋中存在的最大問(wèn)題是如何解釋1777年左右拉瓦錫從舊的概念系統(tǒng)突然轉(zhuǎn)換到新的概念系統(tǒng)中的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。在這個(gè)問(wèn)題上,薩伽德的解釋沒(méi)有任何地方能夠超越庫(kù)恩的解釋,他仍然沿用了庫(kù)恩備受指責(zé)的帶有相對(duì)主義色彩的格式塔轉(zhuǎn)換機(jī)制。本書認(rèn)為整個(gè)科學(xué)哲學(xué)界對(duì)化學(xué)革命的方法論研究是不充分的,以至于科學(xué)史界在化學(xué)革命研究中基本上不引用科學(xué)哲學(xué)的研究文獻(xiàn),即使引用也是持一種批判的態(tài)度。例如,霍爾姆斯認(rèn)為庫(kù)恩的范式轉(zhuǎn)換理論過(guò)于簡(jiǎn)單,甚至略帶悲觀主義色彩地認(rèn)定現(xiàn)有的任何一個(gè)哲學(xué)理論都不能完美解釋化學(xué)革命的機(jī)制。盡管大多數(shù)化學(xué)史學(xué)者都明確承認(rèn)化學(xué)革命是存在的,但大多認(rèn)定簡(jiǎn)單地使用庫(kù)恩的范式轉(zhuǎn)換理論很難解釋化學(xué)革命。著名科學(xué)史家、薩頓獎(jiǎng)?wù)碌弥骰魻柲匪梗‵rederic L Holmes)曾明確指出拉瓦錫的化學(xué)革命遠(yuǎn)沒(méi)有庫(kù)恩想象中的那么簡(jiǎn)單,拉瓦錫在很長(zhǎng)的時(shí)間里既不在斯塔爾的燃素學(xué)說(shuō)的“世界”(庫(kù)恩的概念)中,也不在他1777年后建立的氧化學(xué)說(shuō)的“世界”中(Holmes,1985,1989)。
本書要探討的第二個(gè)問(wèn)題是科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)的問(wèn)題。盡管本書探討的第一個(gè)問(wèn)題本身就涉及科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù),但本書對(duì)第一個(gè)問(wèn)題的探討尚局限于化學(xué)革命范圍內(nèi),而在這個(gè)問(wèn)題的探討中,試圖擴(kuò)展到化學(xué)革命之外。本書之所以選取“化學(xué)革命”這個(gè)案例,是因?yàn)樗_實(shí)是科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)的經(jīng)典案例。例如,化學(xué)革命中拉瓦錫對(duì)氧氣與水的組成的發(fā)現(xiàn)等都屬于科學(xué)哲學(xué)中“發(fā)現(xiàn)”的范疇,而化學(xué)革命中氧化學(xué)說(shuō)者與燃素學(xué)說(shuō)者的辯論則屬于科學(xué)哲學(xué)中“辯護(hù)”的范疇。在邏輯實(shí)證主義者萊興巴赫(Hans Reichenbach,1891—1953)把科學(xué)研究活動(dòng)區(qū)分為發(fā)現(xiàn)的context(context of discovery)與辯護(hù)的context(context of justification)之后,科學(xué)哲學(xué)家往往認(rèn)為科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程需要使用心理學(xué)這樣比較神秘的機(jī)制來(lái)解釋,將之排除于科學(xué)哲學(xué)的領(lǐng)域之外。這樣,科學(xué)的發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)是分離的,發(fā)現(xiàn)的過(guò)程是描述性的,這往往成為科學(xué)史家的任務(wù);而科學(xué)的辯護(hù)過(guò)程是規(guī)范性的,仍然是科學(xué)哲學(xué)家的任務(wù)。在萊興巴赫將科學(xué)研究活動(dòng)區(qū)分為發(fā)現(xiàn)的context與辯護(hù)的context之后,科學(xué)哲學(xué)界對(duì)于判決性實(shí)驗(yàn)、迪昂奎因命題(DuhemQuine thesis)、“不充分決定論”(underdetermination)以及后實(shí)證主義這些問(wèn)題的探討往往局限于科學(xué)辯護(hù)的context。這一點(diǎn)以邏輯實(shí)證主義的傾向?yàn)樽铒@著。邏輯實(shí)證主義把科學(xué)發(fā)現(xiàn)的context排除在科學(xué)哲學(xué)的探討之外,試圖建立真正的哲學(xué),實(shí)際上并沒(méi)有達(dá)到其預(yù)期的效果。邏輯實(shí)證主義流行了幾十年后,在二十世紀(jì)下半葉受到了漢森的“觀察負(fù)載理論”(theory ladenness of observation)論題的沖擊。實(shí)證主義和邏輯實(shí)證主義的核心原則“理論與觀察的兩分”很快遭到了越來(lái)越多的質(zhì)疑。由于任何觀察都不是純粹客觀的,具有不同知識(shí)背景的觀察者觀察同一事物,會(huì)得出不同的觀察結(jié)果。漢森的“觀察負(fù)載理論”論題很容易導(dǎo)致相對(duì)主義。除了漢森的“觀察負(fù)載理論”論題之外,迪昂奎因論題對(duì)于相對(duì)主義的產(chǎn)生也發(fā)揮了重要的作用。法國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家迪昂(Pierre Maurice Marie Duhem,1861—1916)在二十世紀(jì)初提出整體論思想,指出“試圖把理論物理學(xué)的每一個(gè)假設(shè)與這門科學(xué)賴以立足的其他假設(shè)分離出來(lái),以便使它孤立地經(jīng)受經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn),這是追求一個(gè)幻想;因?yàn)槲锢韺W(xué)中的無(wú)論什么實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)和詮釋都隱含著依附整個(gè)理論命題的集合” (迪昂,2001:222)。二十世紀(jì)杰出的科學(xué)哲學(xué)家奎因(也譯作蒯因,Willard Van Orman Quine,1908—2000)在1951年發(fā)表的“經(jīng)驗(yàn)主義的兩個(gè)教條” (Quine,1951:2043)一文中,針對(duì)邏輯經(jīng)驗(yàn)主義的下述兩個(gè)基本觀點(diǎn)提出挑戰(zhàn):一是關(guān)于分析命題和綜合命題的區(qū)分,二是關(guān)于證實(shí)理論和還原主義。在他看來(lái),經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)始終只是針對(duì)語(yǔ)句的整個(gè)體系,而不是針對(duì)某個(gè)孤立的語(yǔ)句,所以具有經(jīng)驗(yàn)意義的單位也應(yīng)當(dāng)是語(yǔ)句的整個(gè)體系,而不是個(gè)別的語(yǔ)句。由于奎因論題是建立在迪昂論題的基礎(chǔ)上并有所加強(qiáng),所以一般將兩者的學(xué)說(shuō)稱為整體論,或迪昂奎因論題。
拉卡托斯曾經(jīng)將迪昂奎因論題用一個(gè)有趣的小故事來(lái)說(shuō)明,非常形象。
o′同一組理論(及“觀察”)陳述h1、h2 hn,I1、I2 In是相矛盾的,這里h1表示理論,I1表示相應(yīng)的初始條件。按照“演繹模型”,h1 hn,I1 In邏輯地蘊(yùn)涵著o;但o′是觀察得來(lái)的,蘊(yùn)涵著非o。讓我們?cè)偌僭O(shè)前提都是獨(dú)立的,都是推出o所必需的。在這種情況下,我們可以通過(guò)改變演繹模型中的任何一個(gè)句子而消除矛盾。
例如,設(shè)h1為:“如果一條線上系上一個(gè)超過(guò)其抗張力的重物,這條線便會(huì)斷”,h2為:“該線的抗張力為一磅”;h3為:“該線系上的重物重兩磅”。最后,設(shè)o為:“兩磅重的鐵塊系在位于時(shí)空位置P的這條線上,而線沒(méi)有斷。”這一問(wèn)題可以用多種方法來(lái)解決。舉幾個(gè)例子:①拒斥h1,以“被二力所拽”來(lái)取代“系一重物”這個(gè)表達(dá)式。引進(jìn)一個(gè)新的初始條件,即在實(shí)驗(yàn)室的天花板上有一隱蔽的磁力(或迄今未知的力)。②拒斥h2;提出抗張力實(shí)際上要視線的潮濕程度而定;由于線受潮了,其實(shí)際抗張力為兩磅。③拒斥h3;重物只重一磅;天平壞了。④拒斥o;線其實(shí)斷了,只是沒(méi)有觀察到它斷了,提出h1&h2&h3的教授是一個(gè)著名的資產(chǎn)階級(jí)自由派,他的革命的實(shí)驗(yàn)助手老是看到他的假設(shè)被反駁了,而實(shí)際上它們是得到了確認(rèn)。⑤拒斥h3;這條線不是“線”,而是一條“超線”,而“超線”永遠(yuǎn)也不會(huì)斷。我們可以永無(wú)止境地繼續(xù)下去。實(shí)際上,若有足夠的想象力,那么通過(guò)對(duì)我們(演繹模型之外的)全部知識(shí)的某一遙遠(yuǎn)的部分作出改變,我們便有無(wú)數(shù)種可能的辦法來(lái)取代(演繹模型之內(nèi)的)任何前提,從而消除矛盾。 (\[英\]拉卡托斯,2005:122)
拉卡托斯認(rèn)定,只要一個(gè)科學(xué)家的想象力足夠豐富,那么對(duì)于任何一個(gè)對(duì)他的理論構(gòu)成反駁的經(jīng)驗(yàn)事實(shí),都可以找到一個(gè)原來(lái)沒(méi)想到新的理論假設(shè)把理論的危機(jī)化解,所以從這個(gè)意義上說(shuō),沒(méi)有判決性實(shí)驗(yàn),或者至少是沒(méi)有大的判決性實(shí)驗(yàn)。但拉卡托斯寫的這個(gè)小故事實(shí)際上是不符合科學(xué)研究的現(xiàn)實(shí)和歷史的。
迪昂奎因論題導(dǎo)致了“不充分決定論”的產(chǎn)生,進(jìn)一步成為相對(duì)主義(relativism)、SSK強(qiáng)綱領(lǐng)的理論基礎(chǔ)。一般認(rèn)為,弱“不充分決定論”的理論基礎(chǔ)是迪昂論題,其主要內(nèi)容是經(jīng)驗(yàn)證據(jù)無(wú)法為理論的選擇提供充分的基礎(chǔ)。但迪昂并沒(méi)有否認(rèn)理論選擇中存在著一些評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),如理論的簡(jiǎn)單性、美學(xué)價(jià)值等,在《物理學(xué)理論的目的與結(jié)構(gòu)》一書中的原文中,迪昂是使用的“卓識(shí)”這個(gè)名詞。而強(qiáng)“不充分決定論”來(lái)源于奎因論題,其主要內(nèi)容是對(duì)于所有的證據(jù),存在著多個(gè)甚至無(wú)數(shù)個(gè)競(jìng)爭(zhēng)性的理論,這些理論的內(nèi)容是不相容的,但在經(jīng)驗(yàn)意義上卻是等價(jià)的。奎因的強(qiáng)“不充分決定論”實(shí)際上假設(shè)了一個(gè)理論只要做局部的修改,就可以解釋所有的、不斷變化的經(jīng)驗(yàn)陳述。應(yīng)該說(shuō)強(qiáng)“不充分決定論”很大程度上抹殺了經(jīng)驗(yàn)對(duì)于理論選擇的作用,為相對(duì)主義鋪平了道路。應(yīng)該說(shuō),強(qiáng)“不充分決定論”至多只有邏輯上的可能性,幾乎沒(méi)有現(xiàn)實(shí)上的可能性,而且在科學(xué)史上也幾乎沒(méi)有案例支持。在這樣的情形下,相對(duì)主義者、SSK學(xué)者也只能通過(guò)引力波、某種未知粒子等科學(xué)上并沒(méi)有定論的案例來(lái)勉強(qiáng)“支撐”強(qiáng)“不充分決定論”。
相對(duì)主義者、SSK學(xué)者基于“不充分決定論”否認(rèn)經(jīng)驗(yàn)在理論選擇中的價(jià)值和作用,進(jìn)而認(rèn)定理論選擇取決于科學(xué)家之間的協(xié)商。然而,“不充分決定論”是一個(gè)邏輯命題,而相對(duì)主義者、SSK學(xué)者往往解釋的是科學(xué)史與社會(huì)現(xiàn)象。事實(shí)上,邏輯上的可能性并不代表現(xiàn)實(shí)上的可能性,邏輯命題也并不能簡(jiǎn)單地運(yùn)用于解釋歷史和社會(huì)現(xiàn)象。
……