实证的迷思 认知的局限

来源:科学手记时间:2021-12-06

现在已经少有人再去寻思,几百年来的近代科学,是如何由有数千年纪录人类历史中自然哲思走出来的。探究科学历史的论说指出,近代科学之所以会在近四百年前,由欧洲那个环境萌发而起,照先哲的看法,纯然是一个历史的偶然,那是一个天时、地利、人和促成的历史机遇,却也彻底改变了人类这个物种面对自然宇宙的思维与态度。

一般讨论近代科学之所以能由自然哲思跃然而出,最主要一个因素,是近代科学除了与过往自然哲思同样有观察、推理、计数,还采用了实验检证的办法,也正是因着这种「实证作为」,让近代科学「御万物于方寸之间,识寰宇在咫尺以内」,实征致用而成其大功。

那么实证的本质又是什么呢?讨论这个问题的文献,盈篇累牍,实不易尽识,二十多年前,在一个偶然机缘听得的一个说法,倒颇有振聋发聩的启发。一九九七年吴健雄去世后,在南京举行一个纪念研讨会,邀来一位做原子核物理的德国物理学家穆斯堡尔(Rudolf Mößbauer),这位当时近七十岁的诺贝尔奖得主,在攻读博士的研究中,发现了一种原子核反应的效应,由于这种效应能用于了解原子核与周围环境作用,影响很大,因此穆斯堡尔在三十岁刚出头就得到了诺贝尔奖,后来物理科学就将这种现象称之为「穆斯堡尔效应」。


鲁道夫·穆斯堡尔(1929~2011 ),德国物理学家,因研究γ辐射的共振吸收以及发现穆斯堡尔效应,与霍夫斯塔特分享了1961年度的诺贝尔物理学奖金。图源网络

穆斯堡尔初发现此一效应,还是一个研究生,因此许多人并不相信,后来许多有名科学家也证实了穆斯堡尔发现的效应,大家才纷纷投入研究。也许有这样一个经验,穆斯堡尔因而对于所谓的科学实证,有了多一层的反思与体会。

在那次的会议上,穆斯堡尔当然谈了吴健雄多年后利用「穆斯堡尔效应」所做的原子核物理研究,他所提出的一个关于「实证迷思」的例子,令我印象深刻。这个可以称之为「跳不动青蛙」的例子,其实并不是穆斯堡尔设想出来,而是科学哲学中的一个论述之例。

这个「跳不动的青蛙」例子说,我们用一只青蛙来做实验,先用一个响声惊吓牠,青蛙受到惊吓会向前跳,接着切除青蛙的一只后腿,再用声响惊吓牠,牠也许跳得近些,然后我们切掉牠的另一只后腿,再用声响惊吓牠,这时青蛙就不会跳了。这个例子说,因此我们可以由这个实验得到一个推论,就是当我们把青蛙的后腿切掉,青蛙就聋了。

一点不错,这个实验的推论,有许多的瑕疵,因为我们只要改变一下实验的因果,就可以得知青蛙的不再跳动,不是因为牠失掉了听觉,是因为牠没有了后腿。但是这个实验瑕疵的明显易见,是因为其因果关系的简明直接,如果以现今主要科学研究领域,无论物质科学的微观现象,或是生物科学所谓基因核酸作用,都是细致幽微、远离直观经验,完全是依靠根植于先置概念设计的仪器讯号来做判准,因此诸如「跳不动青蛙」之类因果推断合理,却导致谬误解释的科学理论,便可能要层出不穷了。

现在许多人谈起科学,总要说科学是有实证基础的,这个例子虽说失之简略,却有一针见血的启示性,可以说点出了科学「实证的迷思」。因此实证科学其实不应该如某些笼统界定所说,是「建基于坚实证据的可验证客观知识真理」,近代实验科学并没有那么高的价值,近代实验科学只是满足了「自圆其说」以及「运作有效」两个条件的一套解释和操作物质宇宙
与生命现象的思维知识体系。

当然,无论过往自然哲学或近代科学的产生,都展现了人类不凡的认知能力,但是过去的自然思维,还有较多的哲学反思,觉得面对浩瀚宇宙与繁复万物,宜有「不可尽知」的谦逊,反观近代科学,挟其强大「立竿见影」操控能力,渐生必能穷究宇宙奥秘,宰制自然万象的傲慢之心,尤其随人类追求自我满足欲望不断提升,政经商业利益推波助澜,人类自制力
愈加薄弱,可说日甚一日。

那么人类的认知能力又是如何?有一个「走不出迷宫老鼠」的例子,可以对人类认知的局限性带来启发。这个「走不出迷宫老鼠」的例子说,我们进行一只老鼠走迷宫的实验,老鼠经过训练学习,走出迷宫的能力就会加强。这时候我们在迷宫的每一个转角标上一个阿拉伯数字,有些是无法分解的质数,有些是可以分解的合成数,老鼠必须在碰到质数时左转,碰到合成数时右转,才能走出迷宫,那么我们可以认定,这只老鼠是不可能走出迷宫的。

为什么呢?因为要分辨出质数与合成数的不同,再决定左右转的选择,显然是超乎了老鼠的智力或认知能力,也就是说,按照这个实验的推理,老鼠将永远困死在这个迷宫之中。

「走不出迷宫老鼠」例子,主要是藉以来说明人类智力认知的局限。人类面对的宇宙万物现象的处境,会不会就像老鼠面对一个转角标示着质数与合成数的迷宫,有永远无法超越的困境?也许许多人会说,过往历史已一再证明了人类智力的超卓,但是以我们日益认知到的宇宙之大,物质世界变因的繁复,过往我们洋洋得意的所谓认知成就,真有我们自己以为那样
高的真实价值?我们必然有限的智力认知,又真能带领我们走出那个奥秘无穷的宇宙迷宫?

一九六一年才得诺贝尔奖四年的杨振宁在麻省理工百年校庆座谈会上,发表《物理学的未来》一文,不但点出人类实验科学的可能盲点,也特别指出受限于人类智力的科学极限。对杨振宁《物理学的未来》短文十分赞赏,也是二十世纪大物理学家的威格勒(Eugene Wigner),也在美国哲学学会期刊发表的《科学的限度》文章中,清楚说出了人类科学进展的局限性。

面对无涯宇宙,我们认知的局限,值得审思。

 

作者:江才健,台湾著名资深科学文化工作者,曾为《中国时报》科学主笔,《知识通讯评论》发行人兼总编辑,现为台湾大学新闻研究所兼任副教授。
来源:《科学手记》2021年12月

 

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