《科學(xué)的歷史與哲學(xué)叢書·判決性實驗：拉瓦錫化學(xué)革命研究》：
　　第一章 緒論
　　化學(xué)革命是發(fā)生在十八世紀末法國和英國的一場深刻的化學(xué)學(xué)科的變革，奠定了現(xiàn)代化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)。十八世紀是化學(xué)學(xué)科大發(fā)展的時期。在十八世紀末的法國和英國，發(fā)生了拉瓦錫（Antoine Laurent de Lavoisier，1743—1794）領(lǐng)導(dǎo)的化學(xué)革命�；瘜W(xué)革命的主要成果是建立了國際化學(xué)界的第一個學(xué)科綱領(lǐng)——氧化學(xué)說。這個學(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)興時期的三要素學(xué)說。在此之前英國化學(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，但并未取得實質(zhì)性的成功。②氧化學(xué)說使得化學(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)達的兩個國家法國和英國的化學(xué)研究在價值取向、研究范圍、研究方法上相差甚遠。法國化學(xué)主要是鹽化學(xué)，而英國則是氣體化學(xué)，而且兩國的化學(xué)家基本上對對方的領(lǐng)域不感興趣。法國鹽化學(xué)在十八世紀初就和物理等其他學(xué)科基本上劃清了界限，但在較長時間內(nèi)停留在定性科學(xué)的層次；而英國氣體化學(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)合了法國化學(xué)和英國化學(xué)的優(yōu)勢，而且在一定意義上統(tǒng)一了法國化學(xué)和英國化學(xué)。③1787年，拉瓦錫、貝托萊（Claude�睱ouis 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，從此以后各國化學(xué)家有了一個方便交流的平臺�；瘜W(xué)綱領(lǐng)的建立大大加快現(xiàn)代化學(xué)建制化的進程�；瘜W(xué)革命期間出現(xiàn)了第一個現(xiàn)代意義上的化學(xué)學(xué)派——法國氧化學(xué)派，其中核心人員為拉瓦錫、貝托萊、德莫沃、弗可魯瓦。十八世紀末至十九世紀初現(xiàn)代化學(xué)教材開始陸續(xù)發(fā)行，其早期的作者多為法國氧化學(xué)派的化學(xué)家，現(xiàn)代化學(xué)教材得到了廣泛傳播。
　　本書通過拉瓦錫的化學(xué)革命這個案例來探討科學(xué)哲學(xué)中的幾個問題。
　　本書要探討的第一個問題是化學(xué)革命的動力學(xué)機制。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)驗和實驗在化學(xué)革命中的地位和作用，但基本上傾向于把化學(xué)革命理解為一場概念革命。這同二十世紀科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)發(fā)展的某些特點是分不開的。在化學(xué)革命動力學(xué)的各種解釋中，影響最大的為庫恩的范式轉(zhuǎn)換理論。庫恩把化學(xué)革命視為“氧氣”和“燃素”之間范式的轉(zhuǎn)換，“拉瓦錫對困難的事先估計一定起過重要作用，使他能夠在和普里斯特利一樣的實驗中看到了后者所看不到的一種氣體。反過來說，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，這事實必然是他直到其漫長的一生結(jié)束依然不能看到的主要原因” （Kuhn，1996：56）。庫恩的范式轉(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”等問題都存在著較多的學(xué)術(shù)分歧。后來薩伽德（Paul Thagard）結(jié)合認知科學(xué)與人工智能的某些最新進展對化學(xué)革命進行了一個新的科學(xué)哲學(xué)的解釋（Thagard，1990）。薩伽德將拉瓦錫的概念結(jié)構(gòu)分為四個階段，他認為拉瓦錫在1772~1777年通過發(fā)現(xiàn)氧氣建立了一個新的概念系統(tǒng)，適合用積累理論來解釋，而1777年左右是用一個新的概念系統(tǒng)來替換舊的概念系統(tǒng)，適合用格式塔理論來解釋。薩伽德比較好地描述了1772~1789年拉瓦錫的概念結(jié)構(gòu)，相對于庫恩的化學(xué)革命解釋要更全面與合理一些。與庫恩一樣，薩伽德的解釋中存在的最大問題是如何解釋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)中的動力學(xué)機制。在這個問題上，薩伽德的解釋沒有任何地方能夠超越庫恩的解釋，他仍然沿用了庫恩備受指責的帶有相對主義色彩的格式塔轉(zhuǎn)換機制。本書認為整個科學(xué)哲學(xué)界對化學(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，即使引用也是持一種批判的態(tài)度。例如，霍爾姆斯認為庫恩的范式轉(zhuǎn)換理論過于簡單，甚至略帶悲觀主義色彩地認定現(xiàn)有的任何一個哲學(xué)理論都不能完美解釋化學(xué)革命的機制。盡管大多數(shù)化學(xué)史學(xué)者都明確承認化學(xué)革命是存在的，但大多認定簡單地使用庫恩的范式轉(zhuǎn)換理論很難解釋化學(xué)革命。著名科學(xué)史家、薩頓獎?wù)碌弥骰魻柲匪梗‵rederic L�� Holmes）曾明確指出拉瓦錫的化學(xué)革命遠沒有庫恩想象中的那么簡單，拉瓦錫在很長的時間里既不在斯塔爾的燃素學(xué)說的“世界”（庫恩的概念）中，也不在他1777年后建立的氧化學(xué)說的“世界”中（Holmes，1985，1989）。
　　本書要探討的第二個問題是科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護的問題。盡管本書探討的第一個問題本身就涉及科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護，但本書對第一個問題的探討尚局限于化學(xué)革命范圍內(nèi)，而在這個問題的探討中，試圖擴展到化學(xué)革命之外。本書之所以選取“化學(xué)革命”這個案例，是因為它確實是科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護的經(jīng)典案例。例如，化學(xué)革命中拉瓦錫對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)說者與燃素學(xué)說者的辯論則屬于科學(xué)哲學(xué)中“辯護”的范疇。在邏輯實證主義者萊興巴赫（Hans Reichenbach，1891—1953）把科學(xué)研究活動區(qū)分為發(fā)現(xiàn)的context（context of discovery）與辯護的context（context of justification）之后，科學(xué)哲學(xué)家往往認為科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程需要使用心理學(xué)這樣比較神秘的機制來解釋，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)與辯護是分離的，發(fā)現(xiàn)的過程是描述性的，這往往成為科學(xué)史家的任務(wù)；而科學(xué)的辯護過程是規(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)研究活動區(qū)分為發(fā)現(xiàn)的context與辯護的context之后，科學(xué)哲學(xué)界對于判決性實驗、迪昂�部�因命題（Duhem�睶uine thesis）、“不充分決定論”（underdetermination）以及后實證主義這些問題的探討往往局限于科學(xué)辯護的context。這一點以邏輯實證主義的傾向為最顯著。邏輯實證主義把科學(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)，實際上并沒有達到其預(yù)期的效果。邏輯實證主義流行了幾十年后，在二十世紀下半葉受到了漢森的“觀察負載理論”（theory ladenness of observation）論題的沖擊。實證主義和邏輯實證主義的核心原則“理論與觀察的兩分”很快遭到了越來越多的質(zhì)疑。由于任何觀察都不是純粹客觀的，具有不同知識背景的觀察者觀察同一事物，會得出不同的觀察結(jié)果。漢森的“觀察負載理論”論題很容易導(dǎo)致相對主義。除了漢森的“觀察負載理論”論題之外，迪昂�部�因論題對于相對主義的產(chǎn)生也發(fā)揮了重要的作用。法國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家迪昂（Pierre Maurice Marie Duhem，1861—1916）在二十世紀初提出整體論思想，指出“試圖把理論物理學(xué)的每一個假設(shè)與這門科學(xué)賴以立足的其他假設(shè)分離出來，以便使它孤立地經(jīng)受經(jīng)驗的檢驗，這是追求一個幻想；因為物理學(xué)中的無論什么實驗的實現(xiàn)和詮釋都隱含著依附整個理論命題的集合” （迪昂，2001：222）。二十世紀杰出的科學(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)驗主義的兩個教條” （Quine，1951：20��43）一文中，針對邏輯經(jīng)驗主義的下述兩個基本觀點提出挑戰(zhàn)：一是關(guān)于分析命題和綜合命題的區(qū)分，二是關(guān)于證實理論和還原主義。在他看來，經(jīng)驗的檢驗始終只是針對語句的整個體系，而不是針對某個孤立的語句，所以具有經(jīng)驗意義的單位也應(yīng)當是語句的整個體系，而不是個別的語句。由于奎因論題是建立在迪昂論題的基礎(chǔ)上并有所加強，所以一般將兩者的學(xué)說稱為整體論，或迪昂奎因論題。
　　拉卡托斯曾經(jīng)將迪昂�部�因論題用一個有趣的小故事來說明，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邏輯地蘊涵著o；但o′是觀察得來的，蘊涵著非o。讓我們再假設(shè)前提都是獨立的，都是推出o所必需的。在這種情況下，我們可以通過改變演繹模型中的任何一個句子而消除矛盾。
　　例如，設(shè)h1為：“如果一條線上系上一個超過其抗張力的重物，這條線便會斷”，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�部瘴恢肞的這條線上，而線沒有斷�！边@一問題可以用多種方法來解決。舉幾個例子：①拒斥h1，以“被二力所拽”來取代“系一重物”這個表達式。引進一個新的初始條件，即在實驗室的天花板上有一隱蔽的磁力（或迄今未知的力）。②拒斥h2；提出抗張力實際上要視線的潮濕程度而定；由于線受潮了，其實際抗張力為兩磅。③拒斥h3；重物只重一磅；天平壞了。④拒斥o；線其實斷了，只是沒有觀察到它斷了，提出h1＆h2＆h3的教授是一個著名的資產(chǎn)階級自由派，他的革命的實驗助手老是看到他的假設(shè)被反駁了，而實際上它們是得到了確認。⑤拒斥h3；這條線不是“線”，而是一條“超線”，而“超線”永遠也不會斷。我們可以永無止境地繼續(xù)下去。實際上，若有足夠的想象力，那么通過對我們（演繹模型之外的）全部知識的某一遙遠的部分作出改變，我們便有無數(shù)種可能的辦法來取代（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）
　　拉卡托斯認定，只要一個科學(xué)家的想象力足夠豐富，那么對于任何一個對他的理論構(gòu)成反駁的經(jīng)驗事實，都可以找到一個原來沒想到新的理論假設(shè)把理論的危機化解，所以從這個意義上說，沒有判決性實驗，或者至少是沒有大的判決性實驗。但拉卡托斯寫的這個小故事實際上是不符合科學(xué)研究的現(xiàn)實和歷史的。
　　迪昂奎因論題導(dǎo)致了“不充分決定論”的產(chǎn)生，進一步成為相對主義（relativism）、SSK強綱領(lǐng)的理論基礎(chǔ)。一般認為，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)驗證據(jù)無法為理論的選擇提供充分的基礎(chǔ)。但迪昂并沒有否認理論選擇中存在著一些評價標準，如理論的簡單性、美學(xué)價值等，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”這個名詞。而強“不充分決定論”來源于奎因論題，其主要內(nèi)容是對于所有的證據(jù)，存在著多個甚至無數(shù)個競爭性的理論，這些理論的內(nèi)容是不相容的，但在經(jīng)驗意義上卻是等價的�？�因的強“不充分決定論”實際上假設(shè)了一個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)驗陳述。應(yīng)該說強“不充分決定論”很大程度上抹殺了經(jīng)驗對于理論選擇的作用，為相對主義鋪平了道路。應(yīng)該說，強“不充分決定論”至多只有邏輯上的可能性，幾乎沒有現(xiàn)實上的可能性，而且在科學(xué)史上也幾乎沒有案例支持。在這樣的情形下，相對主義者、SSK學(xué)者也只能通過引力波、某種未知粒子等科學(xué)上并沒有定論的案例來勉強“支撐”強“不充分決定論”。
　　相對主義者、SSK學(xué)者基于“不充分決定論”否認經(jīng)驗在理論選擇中的價值和作用，進而認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”是一個邏輯命題，而相對主義者、SSK學(xué)者往往解釋的是科學(xué)史與社會現(xiàn)象。事實上，邏輯上的可能性并不代表現(xiàn)實上的可能性，邏輯命題也并不能簡單地運用于解釋歷史和社會現(xiàn)象。
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