真正的科學就是可被否證?波普爾的否證論及其難題

真正的科學就是可被否證?波普爾的否證論及其難題
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我們想讓你知道的是

只有可以否證的理論,才有資格成為科學理論?這種常見的科學哲學理論,其實需要面對若干難題。

今個月見到 CUHK Secrets 出了兩則帖文[1],都是質疑社會科學為何能稱得上「科學」。想不到竟然有人會在該處提到這個哲學大詰問,還要提到哲學家卡爾.波普爾(Karl Popper)的否證論,實在令我這個哲學人無比興奮,必須搭兩嘴。

怎樣算/不算是科學?社會科學是否科學?這可是科學哲學的大詰問,牽涉極多複雜的問題,開幾十個 course 都講不完,所以我不可能用一篇文就講清楚。今次我只想針對大家時常提到「否證論(Falsificationism)」來簡要闡明和批判一下,因為不論科學家或一般人都常常援引否證論,但對於它的理解、以及對它的批判,都認識不深,甚至有誤解(好吧,其實以下內容都係科學哲學入門,如果你本身是哲學人,就當溫故知新)。

否證論:科學理論是可被否證的

否證論出自哲學家卡爾.波普爾,其核心主張是:「一個理論是科學,原則上可以被否證(falsifiable)。反之,如果一個理論原則上可以被否證,就是科學。」

但什麼是否證?例如「所有人都會死」這個主張,我們原則上可以用經驗證據加以否證(找到一個人不會死),因此,這個主張是可被否證。相反,「這個世界存在我們不可能觀察到的飛行意粉怪獸」這個主張就不可被否證。

有一點需要注意︰「可否證」不等於「已被否證」。例如「地球上沒有人」明顯為假,已被否證,但原則上它可被經驗證據推翻,所以仍然是可被否證。又譬如「地球上有生物存在」雖然明顯是事實,但原則上它可以是一個可被經驗證據推翻的假設(例如可能有外星人在思考這個問題)。

支持否證論的一個邏輯觀點

為什麼否證論具有吸引力?其中一個理由是它可以避開歸納難題:邏輯上不可能從個別的經驗證據推論出全稱命題。考慮一下「所有人都會死」這個全稱命題。如果我們要用證據證實(prove)這個主張,其實原則上是不可能的。因為即使我們從過去到現在找到的、觀察到的人都會死,都不足以證明所有(包括未來的)人都會死。

波普爾認為,由於科學定律或理論大多包含全稱(普遍)命題,所以科學理論是不可以被證據所證實為真。但反過來,科學理論可以被經驗證據否證為假:我們只需要找到「一個人不會死」,就可以否證「所有人都會死」;我們只要做實驗觀察到「 10公斤和1公斤重的物體在自由落體時的速度大致相同」,就可以推翻「物體降落的速度和其重量成正比」這個假說。否證論充分捕捉了邏輯上「一個反例足以推翻全稱命題」的特性。

科學的進步:猜想與反駁

但是,如果一個科學理論不可能被證據證實為真,我們怎樣說明科學的進步?否證論者會答,所謂科學理論,可以被視一種暫時性的猜想或假說。人們可以就現象提出各種猜想或假說去解釋,但這些假說必須接受實驗和觀察的無情檢驗。經受不住檢驗的假說就必然被排除,未被否證的假說就可以生存下來。

以「恐龍為什麼滅絕」為例,否證論眼中的科學進程如下:科學家分別提出了 10 個理論(猜想)A至J 嘗試作出解釋(例如隕石撞擊論、氣候變遷論、種族競爭論)。然後科學家的任務是找出各種證據去否定或反駁這些理論,最後剩下來還未被否證的理論J(例如隕石撞擊論)就是暫時最優越的理論。但這個理論J稱不上「被證實為真」,它只是暫時的。科學家應該繼續尋找可能可以否定到 J 的證據,以及思索其他可能的解釋(K、L、M……)再加以檢驗。

總括而言,否證論認為科學就是通過這種「猜想A→反駁→猜想B→反駁→猜想C→…」去篩選理論,盡量排除各種可能性,從而逼近真理(with greater verisimilitude)[2] 。這種科學進程亦是波普爾的名作《猜想與反駁》的由來。[3]

為什麼一個理論不可被否證,就不是科學的

上面說明了否證論的優點,但仍然未說明為什麼一個理論無法被否證,就是不科學。現在說明。

科學研究的對象是這個經驗世界,因此它所增進的是我們對這經驗世界的知識,即告訴我們這個世界具有什麼特定的特徵、以什麼特定的方式運動(自然定律)。但是,一個主張不可否證,這就意味著無論這個世界具有什特徵、以什麼方式運行,都無法否定這個主張,那麼反過來說,這個主張根本沒有告訴我們這個世界的任何信息。

上面聽起來好抽象,用例子來說明。例如黃興桂大膽預測「依球波一係入,一係唔入」,這不但是廢話,而且無法被否證,因為無論這球是入還是不入,它都說對,根本沒有為球賽提供任何實質預言和信息。又譬如天文台報告「明天本地或會下雨,或不會下雨」,這個說法不可能被否證,因為它窮盡了相關的可能性,根本沒有告訴我們關於明天天氣實質怎樣。相反,如果天文台明確告訴你「明天本地會下大雨」,這個說法排除了「明天不會下雨」、「明天會下細雨」這兩個可能性,因此,它若然經得起驗證,便可以增加我們對這個世界的認識。

在波普爾眼中,弗洛伊德理論不算是真正的科學理論,正是基於同樣原因。譬如弗洛伊德會說人們無論做或不做什麼,都是基於戀母情意結所驅動的。這種理論企圖解釋所有人類現象,但到頭來什麼都沒有解釋,因為它根本沒有告訴我們人類究竟是怎樣行動。

原則上愈容易被否證的理論越好


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