一門學問要怎麼樣才算是科學?大學教授教你這一招,輕鬆分辨

牛頓對基礎科學有很大的貢獻。(取自維基百科)

牛頓對基礎科學有很大的貢獻。(取自維基百科)

時至今日,臉書上仍然有很多朋友喜歡討論「科學是什麼」,或者,問「某某東西算不算科學」如「中醫是不是科學」等等問題。問「科學是什麼」或者「某某算不算科學」是一個典型的科學哲學問題。二十世紀前期,科學哲學家波柏認為這個問題是科哲的核心問題,他稱作「劃界問題」(the problem of demarcation)。也就是問:能不能在科學和非科學之間劃出一條明確的邊界?波柏提出他著名的「可否證性」判準,他相信這個判準可以明確地劃清科學與非科學的邊界,並毫不含糊地把一門學科劃歸「科學」或者「非科學」。如果一門學科或職業沒有「可否證性」,卻一直宣稱自己是科學,那就是「偽科學」(pseudo-science)。

今天,幾乎沒有科學哲學家相信波柏的「可否證性」可以在「科學」與「非科學」之間劃出一條截然淸楚的界線。我不在這裏談「可否證性」為什麼不能成功的細節。不過,「可否證性」仍然是「科學性」或「典型科學」的一個重要的性質。另一位知名的科學哲學家Larry Laudan 在1980年代爭論這個「劃界問題」已不再重要。德國的科學哲學 Hoynigen-Heune 在21世紀重提此問題,他建議「系統性」(systematicity)加上其他性質做為「典型科學」的判準,如果我沒記錯,他也引入了「家族相似」的觀念,也就是說,不同的「科學」之間,不是共享同一個或一組「科學性」(像「可否證性」)那樣的判準,而只是像一個家族彼此相似一樣。因此,他提出的性質不是一個充分必要的條件,他不要求所有被視為「科學」的學科都要具有所有的性質。

對於區分科學與非科學的問題,我自己有一套觀點或理論。我建議,我們應該把「科學的」這個性質視為一個「程度性」(degree)的性質,也就是說,有些學科或訓練的「科學程度」比其它學科的程度更高。但是,「程度」總需要有參考基準,所以我們要再引入「典型(或原型)」(prototype)這個概念來理解「科學」這個龐大的種類:也就是說,有些學科是「典型」的科學,它們可以被視為定義了科學(的典型),有些學科則是在參考這個典型科學之後被視為科學,它們有可能科學程度較低。「典型」與「程度」兩個概念背後是一套關於「概念」的認知心理學理論,稱作「分類的原型理論」(the prototype theory of categorization)。不過,我現在不先談這個理論,有興趣的讀者可以看我的《科學哲學:理論與歷史》第九章附錄。

今天可以被視為典型科學或科學典型的是近代物理學(modern physics),例如伽利略力學、牛頓力學、光學、電磁學等等。它們之所以是典型有兩個基本理由:第一、我們對它們的科學性不會有任何懷疑;第二,它們提供了我們今天稱作「科學」的基本涵義。「典型科學」被我們用為判斷一個學科的「科學性」或「科學程度」的參考基準。可是,要注意,我不是說我們要用近代物理學的理論和主張來判斷一門學科是不是科學;也不是說,要把現代物理教科書所教的近代物理當成標準。

我要說的是,我們要回到近代科學的歷史,關注十六、十七世紀誕生的近代物理,檢視它們探討的問題和解答問題的方式,因為這兩者構成今天我們所理解的「典型科學」的基本涵義。因此,不是只有伽利略力學、牛頓力學、卡諾熱力學等教科書教授的物理理論才是典型科學,當年與哥白尼天文競爭的第谷天文學、與牛頓力學競爭的笛卡兒力學、與熱的動力理論競爭的熱質理論等等歷史上失敗的理論,都是標準典型的科學──因為它們問的問題和解答問題的方式(假設、說明、預測、實驗檢驗、證實或否證、類比、逆推等等)與勝利的對手並沒有不同,它們只是被拋棄而已(有一些當然可以說「被否證」了)。

「科學」這個概念正是因為近代物理的成功而獲得知識權威的地位,它使用的方法也被擴張到各種領域和現象上,從而不斷地擴張。人們不僅把它擴張到化學物質、生物和生命現象、地質、氣象等等所謂的自然現象一一變成科學,還想把它應用到人的個人心理和群體心理、社會經濟、政治、法律等等(社會科學),甚至到傳統上所謂的人文現象(語言、道德、文化)而稱作「人文科學」。可以說,「近代物理具有知識權威的地位」是它被視為科學典型的第三個理由。

為什麼近代物理具有知識權威?答案的內容可以談很多。我在此只談幾個最關鍵的:它具有精準的預測能力,以及這個預測能力帶來的發現、應用與控制自然的能力。例如伽利略、牛頓力學在砲彈軌跡上的預測,牛頓天體動力學對於彗星回歸和行星位置的預測還有新行星(海王星)的預測,十八十九世紀化學對於新物質的發現,十九世紀電磁學發現的具體應用。近代物理做為「典型科學」,塑造了二十世紀討論「科學性」的參考基準,引導二十世紀前半葉直到六七十年代的科學哲學論辯,其中「科學革命」的概念也扮演一個重要角色(我也有一文「科學革命與典範轉換」處理這個問題)。

以近代物理這個典型科學為基本參考(典型),我們可以在歷史中,縱向往前追溯近代物理和近代科學的歷史軌跡,看它的根源何來;也可以往下看待近代科學如何被傳承下來,變成今日的科學,又如何被擴張到其它領域,把原本非屬科學探討的區塊納入科學的領地內;也可以橫向地從西歐近代物理往其它民族或文化外推,看到阿拉伯科學對於西歐科學的影響,或者進一步延伸以形成「中國科學」的觀念。

但是,在這些上溯、下溯、擴張、外推之中,各種不同時代、地理區域、文化的學科和知識,與做為典型科學的近代物理有相似性程度的差異:有的差異極小,有的差異較大。如果我們把「與典型科學的相似性程度」看成是「科學性的程度」,我們就會形成一個學科的科學性程度大,另一個學科的科學性程度較小的觀念。

做為典型科學的近代物理則有下列幾個核心特徵,可以讓我們用來比較相似性程度:使用量化與數學方法、使用實驗方法(具一定的實驗程序,而且實驗可以複製)、強調經驗證據(檢驗)、重視預測能力(要能精確預測)、合理的自然因果假設、可否證的(因此也是可除錯的)、具排除虛構能力(尋求排除虛構)等等。這些特徵不是一組「充分必要條件」,它們是「近代物理」做為「典型科學」的核心特徵。一個學科具備這些特徵越多,其「科學性」的程度越高。

為什麼「典型科學」和「科學的程度性」這兩個概念在「如何區分科學與非科學」這個問題上是必要的?

早期科學哲學像邏輯經驗論和波柏,認為應該對「科學」(做為一個範疇)提出一個本質性的、充分必要條件的定義:所有是科學的學科都要滿足定義的每一個條件。這背後也有一套複雜的意義理論(語言哲學)。孔恩開始引入科學歷史和維根斯坦的「家族相似」的觀念,顯示出「本質性的定義」無法交代複雜的科學史。孔恩是這樣講的:

「…亞里斯多德動力學、燃素理論、或熱物質動力學等等…並沒有比當前的理論更不科學…如果把那些過時的信念稱作「神話」,則產生神話的方法與産生現有科學知識的方法並無種類上的差別。」—《科學革命的結構》,p. 2

孔恩的觀點挑戰了傳統科哲想提出「科學的本質性定義」的作法,維根斯坦的「家族相似」這個概念的應用放大的「科學」這個詞的包容性。因此,一個人可以講「希臘科學」、「中世紀科學」、「阿拉伯科學」、「中國科學」、「非洲科學」等等歷史上的科學,它們不見得和「近代科學(物理)」共享同一個「科學性」的判準,但是可以透過「家族相似」來享有「科學性」的資格。可是,「家族相似」這個用法在這裏其實仍有問題:即使我們可以說阿拉伯科學和希臘科學有家族的傳承性,但是希臘科學和中國科學似乎有截然不同的源頭,如此要如何談「家族相似」?就我所知,科學史家大多接受孔恩的提法,他們可能在很寬鬆的意義上理解「家族相似」,或者乾脆把「家族」拿掉,只保留「相似性」,然後訴諸於「回到歷史的脈絡裏」,即在「歷史脈絡裏看一個學科在當年是不是與今日科學有歷史淵源或者是不是它們的嚴肅對手」來判斷該學科的科學性。

但是,只依靠「相似性」或「歷史脈絡」會有過度寬鬆的問題。例如,宗教和巫術其實和科學的某些部分有相似性,巫術也相信「因果律」(一定行為會導致一定結果),巫術也可以作實驗檢驗、印證和否證等等。宗教也很可以提出理性論證和經驗證據來支持它們主張的「神創論」或「智慧者設計論」等。而且在歷史的脈絡上,巫術、宗教經常與科學糾纏或論戰或互為對手。所以,光憑「相似性」、「家族相似性」和「歷史脈絡」,仍然不易清楚地解決一門學科是否具有「科學性」的問題。

「相似性」甚至「家族相似性」會産生一個我稱作「相似性飄移」的問題:簡單地說,相似性不具傳遞性,例如 A 相似於 B,B相似於 C,C相似於D,但是,D 可能不相似 A!「家族相似性」也會有飄移效應,亦即 A 生下 B(B相似性於 A)、B生下 C (C相似於 B)、C生下D(D相似於 C)….D可能變得跟 A很不相似。如果我們假定 A 是標準科學,而 B因為(家族)相似於 A可以被視為科學,C因相似於 B而B是科學,所以也被視為科學,D亦因此被視為科學,但是 D 卻有可能根本不是科學──它只是因為和一個偏遠的科學 C相似而被列入科學。這個「家族相似飄移」的效應有可能導致「科學」這個概念被濫用。事實上,如果今天「科學」這個詞或概念被濫用的話,大概都是出於這個效應。

「典型科學」和「科學的程度性」的概念就是要用來解決「家族相似飄移」效應。「典型科學」提供一個基準,讓「科學性」的概念在開放時又不會造成飄移,「程度性」讓我們去注視相似性本身的程度性──相似性本身就是有程度的,總是有「比較相似」與「比較不相似」的差異。至於,如何去建立一個相似性程度的衡量指標是另外一個問題。

今天,一般人可能不易理解或接受「科學性是有程度性」這樣的觀點。可是,仔細一想,「科學方法」確實可以被引入很多原本不被歸為「科學」的學科,例如「歷史」。很早就有歷史學者以「科學方法」甚至「科學理論」來作歷史,例如金觀濤的《興盛與危機》或者賈德戴蒙的《大崩壞》,這些作品當然可以被稱作「歷史科學」,但是它們仍然缺少典型科學的一些特徵,例如難以使用數學和實驗等。因此,我們說「歷史科學」的科學性程度比起「生命科學」的科學性程度較低並不是什麼不合理的事,而這個「程度性高低」只不過意謂今日的「歷史科學」和「典型科學」的相似性比起「生命科學」和「典型科學」的相似性要低,但這種相似性程度的高低並不代表價值高低。也就是說,我們今天區分「科學」與「非科學」並不是在作價值判斷。「文學」和「藝術」可以說是典型的非科學,但這不代表文學和藝術的價值就不如科學。

主張科學總是比其它非科學更好的主張是一種「科學主義」,這是我們要抗拒的;反過來說,如果有人因為我建議「科學性的程度」,主張有的學科比其它學科的科學性程度更高,就指控我是「科學主義」者,那麼,這種可能的指控也是我要事先澄清和拒絕的,因為這種指控不當地把「區分與辨識同異的實然問題」與「判斷好壞的價值問題」混淆起來。

這種可能的指控背後有一種思考可能是因為「近代科學做為知識權威」而產生的,他們可能想要批判「近代科學」(牽連到所謂「現代性」(modernity)的問題)的權威性,故想主張讓「各種科學」保有平等地位,以便解消近代物理、以及由近代物理傳承下來的當代科學的知識權威性──不管有沒有這種主張,這樣的說法都是混淆了實然與應然的問題。你可以拒絕近代科學的權威性,甚至拒絕近代科學的價值,而去倡議另一種價值或另類科學。但是,這種價值的主張不能用來拒絕下列實然的論點:實際上,今日「科學」的概念是起於近代物理,因此近代物理應該合理地被視為「典型科學」。實然的論點只能在實然的理論和證據上被挑戰。

最後,「典型科學」和「科學性的程度」的觀念還有另一個好處:它們提醒我們「今天,科學已發展得太龐大」了,科學深深地介入我們的當代生活中,因此,我們會有很多探討科學與社會其它面向的關係與介面問題,例如科學與技術(科技)、科學與歷史、科學與社會、科學與政治、科學與法律、科學與公民、科學與傳播…當談這些議題並且使用「科學」這個一般性的字眼時,如果沒有「典型科學」當參考基準、沒有「科學程度性」的觀念,研究者使用一個特别案例,推出一般性的宣稱,由於可能的「家族相似飄移」效應,那不僅其一般性宣稱靠不住,也很容易造成嚴重的誤導。

作者介紹|陳瑞麟

中正大學哲學系教授兼系主任,研究領域為邏輯與科學哲學

本文經授權轉載自想想論壇(原標題:【科哲絮語】怎麼樣才算是科學?或者,一門學問的科學性程度有多高?)

責任編輯/林安儒

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