科学进步的概念*

发布时间：83年01月26日

Nлкка Нийнилуото[芬兰] 编译沈铭贤

科学进步通常被看作是科学与人类文化的其他形式，如艺术和宗教相比较所具有的决定性特征之—。事实上，科学知识不仅是变化的，而且无疑是朝进步的方向发展的。从巴乐哥式过渡到洛可可式^①是不是进步？无标题音乐和有标题音乐相比熟为进步？对这样的问题不可能得到确切的、单一的回答。而爱因斯坦的相对论取代古典力学是科学发展的进步，则是很显然的。

重要的是必须指明，科学进步意味着什么。这个问题在研究科学的基本方针的各门学科中，即在科学哲学、科学史、科学社会学、科学心理学以及科研组织学的范围内，都占有中心地位。

科学的数量增长

1899年，奥地利物理学家玻尔兹曼在谈到以往科学的发展时，指出：“过去一百年间，科学的发展是均衡的，然而又是缓慢的。卓越的思想家们活动的结果，犹如旧城市的正常增长，也好比勤劳的、有进取心的居民一栋接着一栋地盖房子。本世纪科学的发展以蒸汽和电为标志。如今，首先是自然科学的发展很像美国的城市，这些城市近几十年从农村涌进了上百万居民。”玻尔兹曼的这一论断实际上后来就成了所谓科学的指数增长。指数增长的实质在于，科学的所有基本的指征（科学家的数目、发表的论文数量、科学经费等）每10—15年有规律地增长一倍。

有许多与科学的数量增长相关的、令人感兴趣的问题，美国哲学家赖歇尔（N. Rescher）在其著作《科学进步》中考察了这些问题。赖歇尔维护这样的命题，即科学的增长在将来具有原则上无限的可能性，断言新的科学猜想和发现的数量似乎是有限的一一或者由于无法解决自然界提出的问题而逐渐枯竭，或者由于逐步到达人类能力的上限——那是错误的。同时，赖歇尔认为，新的仪器和研究工具的制造对自然科学的发展起着十分重要的作用。科学依赖于技术的发展意味着新的科学发现要付出越来越大的代价。因此，尽管科学的发展没有界限，然而它的进一步发展将明显减慢。

可见，科学作为生产新知识的机制是按常规速度发展的，但要保持这种常规速度就要求科学研究的手段按指数增长。仅仅由于科学手段的投资不可能像原先那样，科学增长的速度也会减慢。

科学进步的分析问题

科学进步可以说有三个不同的、彼此明确区分的层次。它类似于真理概念。

首先，对于真理可以提出这样的问题：它指的是什么？不同的哲学真理理论，例如对应理论和相参理论，一致性理论和语用理论都对这个语义学问题提供回答。第二，如何判明真理，即借助于怎样的指标才能清楚地确定不同论据的真理性？对这个认识论或方法论问题的回答，能得到科学理论的结论。第三，是实际问题，即怎样证明复杂的真理？只有相应的具体的科学研究的结果才能回答这个问题。

科学进步的问题也可以从语义学、方法论和实际这三个层次上来考察。

1. 什么是科学进步？决定科学进步的特征是什么？

2. 如何判明科学进步？科学进步的最可靠的指标是什么？

3. 以往在科学中出现的进步将来能否继续下去？

在上述操作层次考察的基础上，还可以提出第四个问题。

4. 借助于怎样的措施才是促使科学进步的最好形式？

问题（4）是科学领域基本的理论问题和实际政策问题。要回答这个问题，必须利用历史学的，社会学的，心理学的以及组织理论有关以往科学发展进程的事实材料，也就是说，要以问题（3）的解决为前提。而问题（3）的解决又要以回答方法论的问题（2）为前提。同时，只有问题（1）得到显解或隐解，才能回答问题（2）。可见，问题（1） ~ （4）的排列次序不是偶然的，而反映了研究它们的自然顺序。

科学进步的理论

同最初产生于十七世纪的古典科学概念相适应，经验主义者（培根）和理性主义者（笛卡儿）的方法论的乐观主义认为，科学进步是探索新的真理的结果：正确地运用科学方法就能保证知识的经常增长，这种知识是可靠的、最终的、有充分根据的。科学进步是真理积累的理论（累积理论）在十九世纪和二十世纪初曾受到多方面的怀疑，今天它被认为是过于素朴的和简单的看法，仅在极其有限的范围适用。

首先，累积理论没有考虑到科学知识发展中的间断性，与概念和理论的变化相联系的突变，也就是库恩所说的“科学革命”。甚至科学中最简单的观察也有强大的理论负荷，或者说“渗透着理论”。因为科学增长的重要因素不仅是过去获得的结果的集中和改组，而且也是用新的理论来解释、评价它们，代替旧的结论。古典的科学观具有实在论的特性，意思是指它认为科学进步依赖于意义明确的真理概念。然而，它并没有考虑到甚至最好的科学理论也可能不是充分有根据的，而是复杂的，因此可以说这种观点是素朴实在论。

批判实在论从“证伪主义”原则出发，证伪主义认为人类的特性是犯错误：甚至在科学中也不存在科学成果真理性的绝对的和最终的标准。科学知识（形式科学除外）并非无条件地是真理，原则上它们任何时候都要求修正和补充。可见，科学的进步是通过犯错误的途径，然而，科学的结果又可以通过排除错误而逐渐逼近真理。

晚近许多科学实在论的代表都维护这样的结论：科学进步是 - 一个过程，在此过程中不完全的和错误的知识逐渐逼近真理。皮尔斯（真理是研究的界限）和列宁（绝对真理和相对真理的区别）从不同的立场出发，也维护这一理论。

各种非实在论的科学进步理论，在断言科学进步无须援引真理概念的观点下联合起来了。因为在他们看来，谈论对我们来说不清楚的真理是“形而上学”，或者说“向真理逼近”并没有什么意义。库恩在其名著《科学革命的结构》中指出：“有一种对自然界的完备、客观而又真实的说明吗？科学成就的适当标准是引向我们逼近这个目的的阶梯吗？”

对这个问题库恩给予否定的回答，因为他认为科学共同体的活动总是以概念 - 理论的范式为基础，而不同范式之间是“不可比的”。这一关于科学知识的相对主义观念，是上一世纪（彭加勒、杜恒）工具主义哲学“传统约定论”的自然科学观的继续。相对主义观念的最极端的形式是费耶阿本德的方法论的无政府主义。费耶阿本德断言，科学进步可以用“一切可能的方式”来实现，而这也就意味着，借助于无政府主义认识论的方法不可能区分进步与不进步的发展阶段。

尽管宣扬相对主义，库恩还是声称他是科学进步的坚定信徒。按照他的意见，科学进步可能是描述解决各种更深刻问题的理论方式。科学进步是解决问题的理论方式的增长，不久以前劳丹（L. Landan）在其著作《进步及其问题》中发展了这一思想。按照这一理论，科学进步意味着它在解决实际问题方面的成就，在控制事件方面以及在预测方面的成就的增长。

捍卫实在论的进步理论

实在论的科学进步观与下述思想相联系：科学的最重要的任务在于获得关于实在的信息并形成科学的世界观。

科学的基本任务带有认识论的特性。科学的实用成就只是知识进步的标志之一。科学的技术统治观认为，科学的目的仅仅在于它的实用性。这种观点错误地把科学进步的概念与它的标志之一混为一谈了。

工具主义的科学观与此相类似，它片面强调科学知识在实现人类不同的“利益”（控制自然及其周围环境，教育和人类自我认识的发展等等）方面的工具职能的意义。谁也不否认科学具有这种工具的职能，这种职能整个说来是有益的并且是完全符合人类愿望的。然而，工具主义的理论却没有阐明为什么科学的结果会有工具的价值。

同时，在实在论的基础上倒可以提出假设，按照这种假设，科学的实用成就被解释为科学的结果或者是真理，或者是逼近真理。库恩和赖歇尔所说的科学在实践上的进步，从实在论的观点看来，科学知识的实际进步是它向真理逼近。

实在论的科学知识理论与某些原则性的困难相关。第一，必须形成合理的、无矛盾的逼真性概念，当我们说虚假理论的发展“逼近真理”时，这个概念要有所用。第二，应该指明，在此基础上对各种竞争性理论不可比这一相对主义命题要能给予满意的回答。现在，对这些问题在国际的哲学文献上正进行生动的争论。

1962年，波普尔在建立其逼真性理论时，首先

试图形式地定义逼真性概念。他的思想很简单和自然：假设，L——组成科学语言的所有句子的集合，T——L中所有真句子的集合，而F——假句子的集合。在L中，理论是相对演绎而言为封闭的句子集合，也即包含从某些基本句子逻辑地推出的句子的系统。由于从真句子中只能演绎出真句子、因而在L中真的理论是T集合的部分，而非真的理论既包括T集合，也包括F集合。在符合波普尔观念的情况下，L中两种竞争性理论A和B，可能B比A更接近真理，当且仅当

其中关系（ⅰ）或（ⅱ）中至少有一个代表一个集合，严格包含另一个集合。

奇怪的是，这个简单的定义完全不适应自己的使命。逻辑表明，如果A和B是两种假理论，那么B不可能比A逼近真理（在波普尔逼真性定义的条件下）。

波普尔的逼真性定义不完善，是Д · 密勒尔和П · 基赫在1974年指出的。密勒尔依据这种否定的结果提出了十足怀疑的看法，认为挽救逼真性概念是不可能的。如果这是可靠的话，那么，科学实在论的观念就遇到了严重的困难。

对逼真性定义的新态度

近几年提出了某些逼真性概念的新定义。它们的思想基础是：有可能度量物体状态相似的特征，而状态用相应的命题来描述。同时假定，科学理论的逼真性程度可以利用相应方式计算的这种类似的值来确定。

为了简要地阐述这种对待逼真性概念定义的新态度的基本思想，无需考察技术上的细节，而只注意一阶语言L的每一个命题h有可能表现语言L的某些组元的最终析取。这种折取被称为L中命题h的常规分配形式（该常规形式理论是Я. 辛基柯依提出的）。如果L包含关系符号，“组元”的概念就应该相对于某些量化的深度，即相对于置入所考察的命题中的量词。组元是语言L中彼此排他的命题。这原则上是说，组元的个体种类（或个体的序列）存在于域之中。如果L是解释性语言，那么，存在一个而且仅仅存在L语言的一个组元为真（在塔尔斯基真理定义的通常意义上）。这样的组元用c_*表示。

假定，我们（用足够合理的方式）来定义语言L的两个组元c_i和c_j之间的距离d（c_i，c_j）。在这种情况下，语言L的命题hs组元c_j的距离d（h，c_j）可以定义为值d（c_i，c_j）的函项，其中c_i包含在h的常规分配形式之中。例如，我们可以利用这样的定义：

d（h，c_j）=1/2（maxⁱd（c_i，c_j）+maxⁱd（c_i，c_j）），

其中最小值和最大值完全视c_i在h中的相应的常规形式而定。必须指出，目前还在争论这样的定义中哪种是最好的。不过，对于本文的目的来说，我们实际上已得到某种完全合理的定义就够了。

既然d（h，c_*）的值度量从h到真的距离（这种真之能用语言L表达的程度），看来完全自然地要承认：

M（h，c_*）=1- d（h，c_*）

系度量h的逼真性程度。可见，M（h，c_*）是某种定量的表式，它反映了命题h在多大程度上逼近语言L中信息量最大的真命题c_* 。函项M（h，c_*）当且仅当h逻辑上等价于c_*时，才是有极大值。如果h和h'两者为真并且从h中能逻辑地得出h'，那么，M（h，c_*）≥M（h'，c_*）。必须强调，在句子定义的基础上，按照它们的逼真性度不仅可以比较真的理论，而且能够比较假的理论。

在c_*的组元不明显的情况下（像通常所处的那样），我们不能计算的值。但是，倘若我们具有明显的证据 e，那就可以用评价组元c_i的归纳概率P（c_i/e），再通过下述函项：

ver（h/e）=∑ⁱP（c_i/e）M（h，c_i）

来计算M（h，c_i）的值。式中，i贯穿语言L中所有组元的指数集合。在上述式子中，P（c_i/e）是（在给定e时）组元c_i为真的概率，而M（h，c_i）在这种情况下则表示h的逼真性程度。可见，ver（h/e）实际上就是在明显的证据e的基础上h所期待的逼真性程度。

在辛基柯夫的归纳逻辑系统（其中明显证据e的大小n可以无限增长）之中，存在一个唯一组元c_c，其P（c_c/e）→1。组元c_c是这样的组元，它断定域在质上类似于e的选择。由此可以得到，当n→∞时，ver（h/e）→M（h，c_c），而ver（c_c/e）→1。

早先我们定义过，当M（h'，c_*）＞M（h'，c_*）时，理论h'在语言L中比另一种理论h更逼近于真理。与此相类似，现在我们也可以说，如果ver（h'/e）＞ver（h/e），则在e的基础上h'比h更逼近于真。

对于连贯性的理论也可以给出类似的定义。如果i→∞时M（h_i，c_*）→1，则理论h₁，h₂……的连贯性在语言L中力图趋于真。如果当 i→∞ 时ver（h_i/e），则可以认为是连贯性趋于真的类似形式。

最后，假使h和h'是两种竞争性理论，而h'比h更逼近真理，那么，从h过渡到h'，就是进步。从h过渡到h'被认为是进步，那是依据论据e，如果h'在e的基础上比h更逼近真理的话。实在论的科学进步概念也可以用度量M和ver的形式来定义。

度量M和ver具有令人感兴趣的特性，那就是它们对语言或所考察的概念系统的关系是相对的。这意味着，概念的变化在某种情况下可以起相对地评价逼真性的作用：在语言L₁中理论h可能比理论h'更逼真，然而在这里，在语言L₂决定L₁的情况下，h'可能比h更逼真。

如果竞争性理论h和h'在两种不同的语言（相应于L和L'）中，h和h'就只能在某种语言L″中来比较它们的逼真性程度。L″是决定L和L'两者的语言。在一般情况下，有多种可能性来选择更丰富的、能表达h和h'的语言L″。

用逼真性的术语来分析科学进步至今还是不完备的，目前尚未形成可以用来评价概念系统的标准。必须强调，存在选择语言的合理标准。乌埃维拉正确地提出，最重要的标准是要选择能把真实的和普遍的规律简单地表达出来的语言。不过，这并不能保证这样的语言是唯一的理想的科学语言。事实上，存在完善的理想的语言这一假定本身（像某些科学实在论者如塞拉斯所接受的那样），从哲学上看就是十分成问题的。同时，可以完全有把握地认为，对于科学研究的每一种类型，都存在实际上合适的语言。

通过上述对科学进步概念的分析，我们应能按照这种实际上合适的语言L_ad来相对地定义这一概念：如果对L_ad的关系M（h'，c_*）＞M（h'，c_*），那么从h过渡到h'就是进步。但是，由于语言L_ad可能不明显，实际上评价科学理论的逼真性应以当时科学中所能得到的最好前景为相对依据。同时，依据证据e从h过渡到h'是进步，如果相对于我们目前的概念系统ver（h'/e）＞ver（h/e）的话。